Thiết kế quy trình sản xuất gạch ốp lát lò con lăn (thuyết minh+bản vẽ)

Quy trình công nghệ sản xuất gạch lát nền

GVHD: Lê Tấn Vang

MỤC LỤC
Trang

Phần 1: TỔNG QUAN ……………………………………………………

3

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NỀN CN GẠCH ỐP LÁT ………………….

3

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN TRÊN THẾ GIỚI ……………………………
TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN GẠCH ỐP LÁT Ở VN …………………...

3
3

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM GẠCH ỐP LÁT ……………...

5

I.
II.

PHÂN LOẠI …………………………………………………………….
1. Cơ sở phân loại ………………………………………………………….
2. Các phương pháp tạo hình ……………………………………………....

3. Phân loại theo độ hút nước ………………………………………………
II.
CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT, TIÊU CHUẨN VN …………………...

5
5
5
5
6

Phần 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ …………………………………..

7

Chương 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ……………………………………………...

7

I.

I.
II.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
III.

CƠ SỞ LỰA CHỌN ……………………………………………………...
MÔ TẢ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ TỰ CHỌN …………………….
Giai đoạn chuẩn bị phối liệu……………………………………………….
Giai đoạn sấy phun………………………………………………………..
Giai đoạn ép tạo hình……………………………………………………...
Giai đoạn sấy mộc…………………………………………………………
Giai đoạn tráng men và trang trí…………………………………………..
Giai đoạn nung…………………………………………………………….
Giai đoạn hoàn tất sản phẩm………………………………………………
DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ TỰ CHỌN………………………………

7
8
8
8
9
9
9
10
10
11

Chương 2: TÍNH TOÁN ĐƠN PHỐI LIỆU…………………………………...13
I.

NGUYÊN LIỆU VÀ ĐƠN PHỐI LIỆU CHO XƯƠNG………………….

13

1. Đơn phối liệu cho xương…………………………………………………... 13
2. Các thông số của xương……………………………………………………. 14

NGUYÊN LIỆU VÀ ĐƠN PHỐI LIỆU CHO MEN………………………
1. Đơn phối liệu cho men……………………………………………………...
2. Các thông số của men……………………………………………………….
III.
NGUYÊN LIỆU VÀ ĐƠN PHỐI LIỆU CHO ENGOBE…………………
II.

SVTH: Nguyễn Ngọc Minh Phương

16
16
17
19
Page 1


Quy trình công nghệ sản xuất gạch lát nền

GVHD: Lê Tấn Vang

1. Đơn phối liệu cho engobe………………………………………………….. 19
2. Các thông số của engobe…………………………………………………… 21

Chương 3: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT (CBVC)………………..... 22
BẢNG CBVC CHO XƯƠNG GẠCH LÁT NỀN…………………………. 23
BẢNG CBVC CHO MEN NỀN…………………………………………… 24
BẢNG CBVC CHO ENGOBE…………………………………………..... 25

I.
II.
III.

Chương 4: TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ………………………..... 27
I.
1.
2.
3.
II.
III.
IV.
V.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
VI.
1.
2.
3.
4.
VII.

THIẾT BỊ ĐỊNH LƯỢNG ………………………………………………… 27
Yêu cầu…………………………………………………………………….. 27

Tính toán sơ bộ…………………………………………………………….. 28
Chọn thiết bị……………………………………………………………….. 28
MÁY NGHIỀN BI CHO XƯƠNG………………………………………..29
MÁY NGHIỀN BI CHO MEN……………………………………………. 31
MÁY NGHIỀN BI CHO ENGOBE………………………………………. 32
CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRỢ KHÁC……………………………………….. 34
Bể chứa trung gian cho hồ làm xương gạch………………………………. 34
Bơm màng…………………………………………………………………. 35
Sàng rung………………………………………………………………….. 36
Bể điều chỉnh………………………………………………………………. 36
Bơm piston……………………………………………………………….... 37
Thiết bị sấy phun…………………………………………………………… 38
Máy ép……………………………………………………………………… 45
LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHỤ…………………………………………….... 48
Bộ phận nạp liệu……………………………………………………………. 48
Bộ phận đẩy gạch…………………………………………………………… 49
Sấy đứng……………………………………………………………………. 50
Các thiết bị tráng men và trang trí…………………………………………. 54
LÒ CON LĂN……………………………………………………………… 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………….. 56

PHẦN 1: TỔNG QUAN
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NỀN CÔNG NGHIỆP GẠCH ỐP LÁT
I.

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN TRÊN THẾ GIỚI

SVTH: Nguyễn Ngọc Minh Phương

Page 2


Quy trình công nghệ sản xuất gạch lát nền

GVHD: Lê Tấn Vang

Gạch ốp lát trang trí đã xuất hiên từ rất lâu trong lịch sử phát triển của nhân loại.Ngay
từ các triều đại cổ xưa của Ai Cập, Trung Hoa đã tồn tại công nghệ chế tạo gạch trang trí
cho việc thờ cúng và sinh hoạt hàng ngày.Trải qua một thời gian dài phát triển, nói chung,
công nghệ chế tạo gạch cũng có những bước tiến đáng kể.
Trải qua cuộc Đại chiến thế giới lần thứ hai khốc liệt, sự phát triển trong công nghệ
Ceramic đã có những bước tiến phi thường.Cách thức sản xuất gạch , thiết bị vệ sinh, gạch
ngói…đã được thay đổi một cách triệt để.Có thể nói, nguyên nhân của các thay đổi đó chính
là do sự đòi hỏi một lượng vật liệu khổng lồ để tái thiết nhà xưởng và tư gia, đồng thời cũng
xuất phát từ nỗ lực không ngừng gia tăng năng xuất lao động và việc tăng cường các tiêu
chuẩn về lao động và sức khoẻ của người lao động trong chính công nghiệp sản xuất gạch
ốp lát.
Cách nay không lâu, nền công nghiệp Ceramic còn mang tính chất thủ công là chính,
dựa trên số lao động chân tay dồi dào.Chỉ trong chốc lát, nó đã trở thành một nền công
nghiệp cơ giới hóa, sau đó, tiến thêm một bước, nay công nghiệp sản xuất gạch đã trở thành
một nền công nghiêp tự động hoá.
Có thể nói, yêu cầu mỹ học không ngừng thay đổi đã lèo lái sự phát triển của công
nghệ tiến lên phía trước.Các kĩ sư dự án và các nhà chế tạo máy buộc phải tìm ra các giải
pháp ngày càng hoàn thiện hơn dể giải quyết các yêu cầu cao trào của các ý tưởng sáng tạo.
Có ba nhân tố quan trọng là tiền đề của sự thay đổi:
- Máy móc: ngày càng chính xác hơn, tự đông hoá hơn.
- Nguyên liệu thô: được lựa chọn cẩn thận giúp đạt hiệu quả cao trong sản xuất.
- Nguồn nhân lực: được huấn luyện đặc biệt, có khả năng học hỏi và sáng tạo.
II.

TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN GẠCH ỐP LÁT Ở VIỆT NAM

“Khác với các quốc gia có ngành gốm sứ phát triển, Việt Nam may mắn có nguồn
nguyên liệu đất sét vừa tốt, vừa sạch, đào lên có thể sử dụng được ngay” – ông Carsten
Lehn, chủ tịch HĐQT Công ty Tropicdane (Đan Mạch) với nhà máy gốm sứ liên doanh tổng
vốn 700.000 USD tỷ lệ góp vốn 20/20 với công ty TNHH Long Phú tại Bình Dương nói.
Đúng như vậy, về nguyên liệu, cho đến nay, ngành địa chất đã phát hiện nhiều mỏ nằm
rải rác tại các địa phương, tập trung nhiều nhất ở Bình Dương, Lâm Đồng, Quảng Ninh, Phú
Thọ, Yên Bái, Lào Cai. Đó là 105 mỏ cao lanh trữ lượng khoảng 640 triệu tấn; 184 mỏ đất
sét đỏ trữ lượng khoảng 1.130 triệu tấn; 39 mỏ đất sét trắng trữ lượng khoảng 52 triệu tấn;
27 mỏ trường thạch tổng trữ lượng khoảng 32 triệu tấn; 13 mỏ thạch anh và 20 mỏ cát thạch
anh tổng trữ lượng khoản 1.826 triệu tấn; 25 mỏ đôlômít; 27 mỏ feldspar trữ lượng khoảng
30 triệu tấn; 8 mỏ talc; 7 mỏ bentonit …

SVTH: Nguyễn Ngọc Minh Phương

Page 3


Quy trình công nghệ sản xuất gạch lát nền

GVHD: Lê Tấn Vang

Tuy nhiên, ngành khai thác nguyên liệu cho gốm sứ vẫn chưa thỏa mãn được nhu cầu
sản xuất trong nước. Hiện tại chỉ có khoảng hơn 20 mỏ cao lanh đang được khai thác với
công nghệ chưa cao và còn gây lãng phí tài nguyên.
Nhìn chung, theo các chuyên gia, ngành công nghiệp gốm sứ xây dựng Việt Nam đang
phát triển nhanh. Cho đến giữa năm 2005, cả ngành sử dụng khoảng 700.000 tấn nguyên
liệu và 40.000 tấn men. Năm 2020, dự đoán các con số này sẽ lần lượt là 1.700.000 tấn và

100.000 tấn.
(theo Vietnamnet)

SVTH: Nguyễn Ngọc Minh Phương

Page 4


Quy trình công nghệ sản xuất gạch lát nền

GVHD: Lê Tấn Vang

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM GẠCH ỐP LÁT
PHÂN LOẠI
1. Cơ sở phân loại:
Gạch gốm ốp lát được phân thành các nhóm dựa vào phương pháp tạo hình và theo độ
hút nước.
I.

2. Các phương pháp tạo hình:
_Phương pháp A :gạch tạo hình theo phương pháp dẻo.
_Phương pháp B : gạch tạo hình theo phương pháp ép bán khô.
_Phương pháp C : gạch tạo hình theo phương pháp khác.
3. Phân loại theo độ hút nước(E)

Có ba nhóm độ hút nước sau:

≤

a) Gạch có độ hút nước thấp(nhóm 1) E 3%

Đối với gạch ép bán khô , nhóm I được phân tiếp thành hai nhóm:
≤

1)E 0.5%(nhóm BIa)
≤ ≤

2)0.5% E 3%.(nhóm BIb).

≤ ≤

b) Gạch có độ hút nước trung bình (nhóm II);3% E 10%.
Đối với gạch được sản xuất theo phương pháp dẻo, nhóm II được phân tiếp thành 2
nhóm:
≤ ≤

1)3% E 6%(nhóm AIIa,phần 1 và 2).
≤ ≤

2)6% E 10%(nhóm AIIb,nhóm 1 và 2).
c)Gạch độ hút nước cao(nhóm III),E >10%.
Bảng 1 .Phân loại gạch gốm theo độ hút nước và phương pháp tạo hình
Phương pháp Nhóm I
≤
tạo hình
E 3%
A
Phương
dẻo

Nhóm IIa

Nhóm IIb

3%
6%
≤

≤

Nhóm III
E>10%

Nhóm AIIa -11)
Nhóm AIIb – 1 1)
(xem phụ lục B, (xem phụ lục D,
ISO 13006)
ISO 13006)

Nhóm AI
pháp (Xem phụ lục
Nhóm AIII
1)
1)
A, ISO 13006) Nhóm AIIa – 2 Nhóm AIIb – 2
(xem phụ lục C, (xem phụ lục E,
ISO 13006)
ISO 13006)

SVTH: Nguyễn Ngọc Minh Phương

Page 5


Quy trình công nghệ sản xuất gạch lát nền

GVHD: Lê Tấn Vang

Nhóm BIa
≤

E 0,5%
TCVN 6883:
B
Nhóm BIIa
Nhóm BIIb
Nhóm BIII2)
2001
Phương pháp
TCVN
6414: TCVN
7133: TCVN
Nhóm BIb
ép bán khô
1998
2002
7134: 2002
≤

0,5% TCVN 6884:
2001
C
Phương pháp Nhóm CI3)
Nhóm CIIa3)
Nhóm CIIb3)
Nhóm CIII3)
tạo hình khác
Chú thích:
1)
Các n AIIa và AIIb được chia thành 2 phần (phần 1 và phần 2) với các đặc tính kỹ
thuật khác nhau.
2)
Nhóm BIII chỉ dành cho gạch tráng men. Có một số ít loại gạch không tráng men
sản xuất theo phương pháp ép bán khô có độ hút nước E >10%, không được xếp
trong nhóm sản xuất này.
3)
Loại gạch này không thuộc tiêu chuẩn này.

II.

CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT, TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

ISO 13006 –sản phẩm và các thông số chính.
Thông
thuật

số

Nhóm AI
Nhóm AIIa – 1
Nhóm AIIa – 2
Nhóm AIIb – 1
Nhóm AIIb – 2
Nhóm AIII
Nhóm BIa
Nhóm BIb
Nhóm BIIa

kỹ Độ hút
(WA) (%)

nước

≤

WA 3
3 < WA
3 < WA

≤

≤
≤

Độ
uốn(MOR)
(N/mm2)
20 – 28

bền

DAR
(mm3)
300 – 275

6
10 – 13

6

6 < WA 10
≤

8–9

6 < WA 10
WA >10
WA

≤

0.5

0.5 < WA
3 < WA

≤

≤

3

27 – 35

205 – 175

27 – 30

205 – 175

6

SVTH: Nguyễn Ngọc Minh Phương

Page 6


Quy trình công nghệ sản xuất gạch lát nền
Nhóm BIIb
Nhóm BIII

GVHD: Lê Tấn Vang

≤

6 < WA 10
WA > 10

SVTH: Nguyễn Ngọc Minh Phương

Page 7


Quy trình công nghệ sản xuất gạch lát nền

GVHD: Lê Tấn Vang

PHẦN 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Chương 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
CƠ SỞ LỰA CHỌN:
Cùng với sự phát triển không ngừng của công nghệ, trang thiết bị, công nghệ sản
xuất các sản phẩm gạch men ngày nay khá đa dạng,. Hiện nay, gạch men được nung chủ yếu
theo 3 công nghệ: nung một lần, nung hai lần và nung ba lần, tùy thuộc vào yêu cầu đối với
mỗi loại sản phẩm. Trong đó phương pháp nung ba lần chỉ được sử dụng cho các loại sản
phẩm gạch trang trí đòi hỏi tính thẩm mỹ cao. Đối với các dây chuyền công nghệ hiện đại,
do xu hướng tiết kiệm năng lượng và nguyên liệu nên phương pháp nung hai lần hiện nay
rất ít dùng. Thay vào đó, kỹ thuật nung nhanh một lần trở thành giải pháp hàng đầu trong
công nghệ sản xuất gạch ốp lát, đặc biệt là gạch lát nền.
I.

* So sánh giữa công nghệ nung một lần và nung hai lần :
-

Công nghệ nung 1 lần :
+ Ưu điểm :
 Rút ngắn thời gian sản xuất.
 Chi phí năng lượng thấp.
 Giảm chi phí đầu tư , vận hành trang thiết bị.

+ Khuyết điểm :
 Độ bền của mộc thấp ( khoảng 25 kG/cm 2) nên dễ hư hỏng trong quá trình vận

chuyển (đặc biệt trong lò roller) và trong khâu in màu.
 Vì vậy mà khả năng trang trí bị hạn chế ( chỉ in tối đa được 2 lớp màu ).
 Không có khâu kiểm tra mộc trước khi được tráng men và vào lò nung nên làm
lãng phí nguyên liệu, năng lượng. Đồng thời, các khuyết tật này có thể gây nứt vỡ
sản phẩm trong khâu in màu sau này.
 Tồn tại nhiều phế phẩm ở giai đoạn cuối quá trình công nghệ.
-

Công nghệ nung 2 lần :
+ Ưu điểm :





Độ bền cơ sau khi nung sơ bộ cao ( khoảng 100 kg/cm2).
Có thể in, trang trí nhiều lần.
Sau khi nung sơ bộ, sản phẩm được kiểm tra chất lượng, tuyển lựa trước khi đem
tráng men và nung lần cuối.
Tỷ lệ phế phẩm thấp, sản phẩm loại một cao.

+ Khuyết điểm :

SVTH: Nguyễn Ngọc Minh Phương

Page 8

Quy trình công nghệ sản xuất gạch lát nền



GVHD: Lê Tấn Vang

Chi phí nhiên liệu cao hơn công nghệ nung một lần đến gần 10%
Chi phí đầu tư cũng cao hơn.

Kết luận :
Với mục đích tiết kiệm năng lượng và chi phí đầu tư cùng với yêu cầu về kỹ thuật
cũng như về mỹ thuật của loại sản phẩm gạch lát nền ( không cần trang trí nhiều màu như
gạch ốp tường hay gạch trang trí), nên lựa chọn công nghệ nung nhanh 1 lần với lò
nung con lăn.
II.

MÔ TẢ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ TỰ CHỌN
1. Giai đoạn chuẩn bị phối liệu :

- Thành phần nguyên liệu chủ yếu được sử dụng gồm có : đất sét, cao lanh, tràng thạch,
cát và các phụ gia. Để xử lý nguyên liệu, có thể :
+ Đối với đất sét : cắt thái, đập trục.
+ Đối với cao lanh : Nghiền xa luân
+ Đối với tràng thạch : Đập trục hoặc nghiền xa luân sau đó cho qua sàng rung để khống chế
kích thước hạt.
+ Cát quắc : cho qua sàng rung.
+ Phế phẩm : Đập búa
- Sau khi xử lý, nguyên liệu được băng chuyền đưa vào từng ngăn chứa khác nhau. Máy

xúc sẽ xúc nguyên liệu theo từng ngăn đổ vào cân định lượng theo tỷ lệ thành phần khối
lượng phối liệu xác định trước.
- Phối liệu sau đó sẽ cho vào máy nghiền bi gián đoạn với một lượng nước vừa đủ, đồng
thời bổ sung bi nghiền nếu cần thiết với tỷ lệ nước : bi : phối liệu là 0.5 : 1 : 1. Độ mịn yêu
cầu của hồ sau khi ra khỏi máy nghiền bi được xác định bằng lượng sót sàng 10.000 lỗ/cm 2
µ
phải đạt từ 1-2 hoặc 3-5% ( tức hơn 95% có kích thước hạt nhỏ hơn 63 m.
- Hồ được tháo vào bể chứa có cánh khuấy. Để chất lượng hồ ổn định, không bị sánh,
phải bảo đảm cánh khuấy hoạt động liên tục. Sau đó huyền phù được hệ thống bơm màng sử
dụng khí nén đưa qua sàng rung để loại bỏ hạt thô và khử từ loại bỏ oxit sắt bằng nam châm.
Và cuối cùng hồ được đưa vào bể điều chỉnh. Bể điều chỉnh có vai trò ổn định chất lượng hồ
và có thể điều chỉnh tỷ trọng của hồ tại đây.
2. Giai đoạn sấy phun :

- Huyền phù được bơm piston bơm lên tháp sấy phun. Nhờ nhiệt độ của dòng khí nóng từ
buồng đốt, sản phẩm ra khỏi thiết bị sấy có dạng bột mịn với độ ẩm nhỏ hơn 6%.

SVTH: Nguyễn Ngọc Minh Phương

Page 9


Quy trình công nghệ sản xuất gạch lát nền

GVHD: Lê Tấn Vang

- Bột mịn được hệ thống băng tải và gầu nâng đưa lên đổ vào silo chứa. Vai trò của silo
chứa là ủ bột mịn nhằm cân bằng độ ẩm và dự trữ nguyên liệu bột.

3. Giai đoạn ép tạo hình :

- Bột mịn từ silô chứa sẽ theo băng tải đến máy ép để tạo hình tấm phẳng có kích thước
theo yêu cầu. Sử dụng phương pháp tạo hình ép bán khô và thiết bị ép thủy tĩnh nên áp lực
ép rất đồng đều.
4. Giai đoạn sấy mộc :

- Hệ thống băng tải chuyển gạch từ máy ép sang máy sấy đứng để giảm tối đa hàm ẩm
còn trong mộc (từ 6% xuống đến 0%) và tạo độ bền cơ tương đối cho các giai đoạn gia công
sau.
-

Phế phẩm được đưa về máy đập búa và vào máy nghiền bi.
5. Giai đoạn tráng men và trang trí :

-

Chuẩn bị men nền, lót, lót chống dính:

Nguyên liệu  Cân định lượng  Máy nghiền ướt  Sàng rung khử từ  Bể chứa có
cánh khuấy  Bể pha chế.
-

Chuẩn bị men màu cho in lụa

Nguyên liệu  Cân định lượng  Sàng rung khử từ Máy nghiền khô  silô chứa
- Để bảo đảm liên kết bền vững giữa men và xương, ta tráng một lớp men lót (engob). Lớp
men lót được tráng lên bề mặt mộc bằng máy tưới men tự động.
- Mộc sau khi sấy được hệ thống băng tải đưa vào khâu tráng men. Các thao tác được thực
hiện trình tự như sau : bề mặt gạch được làm sạch bụi bằng cách thổi khí nén hay dùng đĩa
≈

cabuaringđong, rồi dùng bàn chảy quét quang. Để gạch hút men tốt (độ ẩm lúc này 0), làm
ẩm gạch bằng cách phun hơi nước từ các vòi hơi chuyên dùng. Men lót (engobe) được đưa
lên bề mặt mộc bằng thiết bị tráng men đĩa quay.
- Sau đó, gạch tiếp tục được tráng lên lớp men nền ( men đục ) bằng thiết bị tráng men
kiểu chuông. Trước khi ra khỏi máy tráng men, gạch sẽ được cạo sạch men ở cạnh mép.
- Có thể in một màu hoặc 2 màu (2 lần) lên gạch. Trước mỗi lần in, gạch được quét một
lớp keo để tăng độ bám dính màu ( fixtative). Sử dụng thiết bị in lụa con lăn.

SVTH: Nguyễn Ngọc Minh Phương

Page 10


Quy trình công nghệ sản xuất gạch lát nền

GVHD: Lê Tấn Vang

- Cuối cùng, gạch được tráng lớp engobe chân theo các đường gân mặt dưới gạch , có tác
dụng chống dính con lăn khi nung.
- Sau khi đã hoàn tất quá trình tráng men, trang trí, gạch được đưa ra khỏi dây chuyền vào
các xe chứa để lưu giữ trước khi đưa vào lò nung ( do công suất của máy ép và khâu tráng
men luôn cao hơn so với công suất của lò nung để tránh tình trạng thiếu hụt sản phẩm khi
xếp vào lò nung gây mất cân bằng nhiệt vàtiêu tốn năng lượng).
-

Phế phẩm được đưa về máy đập búa và vào máy nghiền bi.

6. Giai đoạn nung:

- Gạch được xếp lên hệ thống băng chuyền tiếp tục đưa vào lò nung. Kiểu lò con lăn là

thiết bị không thể thiếu trong công nghệ nung nhanh. Trong lò, các giá đỡ kiểu con lăn, với
tốc độ quay đủ chậm để đưa sản phẩm nung qua các vùng gia nhiệt của lò kiểu tunnel.
Nhiên liệu sử dụng là khí tự nhiên. Thời gian nung khoảng 45 phút.
7. Giai đoạn hoàn tất sản phẩm :

- Sản phẩm được phân loại trên băng chuyền bằng hệ thống kiểm tra tự động theo kích
thước, độ cong vênh, khuyết tật, độ phẳng và màu sắc men.
-

Cuối cùng sản phẩm được tự động đóng gói và đưa vào kho thành phẩm.

SVTH: Nguyễn Ngọc Minh Phương

Page 11


Quy trình công nghệ sản xuất gạch lát nền

III.

GVHD: Lê Tấn Vang

DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ TỰ CHỌN

SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHUNG
Công nghệ lựa chọn
Thiết bị lựa chọn
Nguyên liệu chính

Máy xúc

Máy nghiền bi gián đoạn
Bể chứa

Thiết bị định lượng

Sấy phun

Cân khối lượng
Băng tải

Nghiền, trộn phối
liệu

Ep tạo hình

Băng tải

Máy ép thủy tĩnh
Bơm màng
Băng tải
Sàng rung

Sấy nằm

SVTH: Nguyễn Ngọc Minh Phương

Bể sấy
điềubăng
chỉnh
TB

tải bức
xạ
Bơm piston
Băng
Tháp
Silo
tải,
sấy
cầu
chứa
phun
nâng

Page 12


Quy trình công nghệ sản xuất gạch lát nền

GVHD: Lê Tấn Vang

Băng tải
Tráng men lót
(engobe)

Máy tráng kiểu đĩa quay

Tráng men phủ

Máy tráng kiểu
chuông

In trang trí

Thiết bị in lụa
con lăn

Tráng men chống dính

Máy tráng kiểu đĩa quay

Băng tải
Lò nung

Lò con lăn
Băng tải

Phân loại

Đóng gói

TB phân loại,
đóng gói tự
động

Kho thành phẩm

SVTH: Nguyễn Ngọc Minh Phương

Page 13

Quy trình công nghệ sản xuất gạch lát nền

GVHD: Lê Tấn Vang

Chương 2: TÍNH TOÁN ĐƠN PHỐI LIỆU
NGUYÊN LIỆU VÀ ĐƠN PHỐI LIỆU CHO XƯƠNG

I.

1. Đơn phối liệu cho xương


Thành phần hóa cho mộc gạch lát nền có MKN:

Al2O3
%
14.26

SiO2
%
65.96

K2O
%
4.3

TiO2
%
1.3

Fe2O3
%
3.61

Na2O
%
1.88

CaO
%
1.16

MgO
%
1.61

MKN
%
5.92

Tổng
100

 Chọn thành phần hóa của nguyên liệu :
 Đất sét Bình Dương
 Cao lanh Đất Cuốc
 Tràng thạch An Giang
 Thành phần hóa của nguyên liệu có MKN:

Nguyên
liệu
Đất sét
Cao lanh
Tràng thạch

Al2O3
%
10.35
35.74
17.71

SiO2
%
70.52
47.91
64.75

K2O
%
1.5
0.24
13.35

TiO2
%
1.95
0.54
0

Fe2O3
%
5.48
0.68
0

Na2O
%
1.55
0.05
3.54

CaO
%
1.65
1.2
0

MgO
%
2.5
0.23
0

MKN Tổng
%
4.5
100
13.41 100
0.65

100

 Tính lại thành phần hóa mộc trạng thái chưa nung :

Al2O3
%
15.16

SiO2
%
70.11

K2O
%
4.57

TiO2
%
1.38

Fe2O3
%
3.84

Na2O
%
2

CaO
%

1.23

MgO
%
1.71

Tổng
100

 Tính lại thành phần hóa nguyên liệu trạng thái chưa nung:

Nguyên
liệu
Đất sét
Cao lanh
Tràng thạch

Al2O3
%
10.84
41.27
17.83

SiO2
%
73.84
55.33
65.17

K2O

%
1.57
0.28
13.44

SVTH: Nguyễn Ngọc Minh Phương

TiO2
%
2.04
0.62
0

Fe2O3
%
5.74
0.79
0

Na2O
%
1.62
0.06
3.56

CaO
%
1.73
1.39
0

MgO
%
2.62
0.27
0

Tổng
100
100
100
Page 14


Quy trình công nghệ sản xuất gạch lát nền

GVHD: Lê Tấn Vang

Gọi :
-

x% là hàm lượng đất sét Bình Dương
y% là hàm lượng cao lanh Đất Cuốc
z% là hàm lượng tràng thạch An Giang

Ta có hệ phương trình:
10.84x + 41.27y + 17.83z = 1516
73.84x + 55.33y + 65.17z = 7011

x = 65.75

=>

y = 8.17

1.57x + 0.28y + 13.44z = 457

z = 26.15

Tính lại hàm lượng nguyên liệu( quy về 100% ) :
-

Đất sét Bình Dương : 65.70%
Cao lanh Đất Cuốc : 8.16%
Tràng thạch An Giang : 26.14%

Quy lại thành phần hóa:
Al2O3
%
15.15

SiO2
%
70.06

K2O
%
4.57

TiO2
%

1.39

Fe2O3
%
3.84

Na2O
%
2

CaO
%
1.25

MgO
%
1.74

Tổng
100

2. Các thông số của xương:
 Nhiệt độ nóng chảy

tnc =

Nhiệt độ nóng chảy của xương :

360 + % Al2O3 − % MO
0.228

% Al2O3 =

Trong đó Al2O3 ứng với Al2O3 + SiO2 = 100%. Suy ra

SVTH: Nguyễn Ngọc Minh Phương

15.15
×100 = 17.78%
15.15 + 70.06

Page 15


Quy trình công nghệ sản xuất gạch lát nền
tnc =

Vậy

GVHD: Lê Tấn Vang

360 + % Al2O3 − % MO 360 + 17.78 − 1.25 − 1.74
=
= 1643.810 C
0.228
0.228

Chọn nhiệt độ nung mộc : tnung = 0.7tnc = 11500C
 Hệ số giãn nở nhiệt
n

α = ∑ ai xi
1

Hệ số giãn nở nhiệt của xương:
Trong đó :
-

ai : % khối lượng oxit i trong xương
xi.10-6 : Hệ số dãn nở nhiệt của các oxit trong xương.

Theo Winkelman và Schott:
Oxit
SiO2
B2O3
Al2O3
Na2O
Cr2O3

x
0.027
0.003
0.167
0.333
0.167

Oxit
K2O
CaO
MgO

ZnO
MnO

X
0.283
0.167
0.003
0.06
0.073

Oxit
BaO
PbO
P2O5
TiO2
Fe2O3

x
0.1
0.13
0.067
0.14
0.13

Oxit
ZrO2
Sb2O5
CuO
SnO2
CoO

X
0.15
0.12
0.073
0.067
0.15

n
 15.15 × 0.167 + 70.06 × 0.027 + 4.57 × 0.283 + 1.39 × 0.14 
α = ∑ ai xi = 
× 10−6 = 7.29 × 10−6
÷
1
 +3.84 × 0.13 + 2 × 0.333 + 1.25 × 0.167 + 1.74 × 0.003


 Tính lại MKN của nguyên liệu:

Nguyên liệu
% phối liệu
% nguyên liệu
Quy 100%
MKN

Đất sét
65.7
68.8
65.82
2.96

SVTH: Nguyễn Ngọc Minh Phương

Cao lanh
8.16
9.42
9.02
1.21

Tràng thạch
26.14
26.31
25.17
0.16

Tổng
100
104.53
100
4.33

Page 16


Quy trình công nghệ sản xuất gạch lát nền

GVHD: Lê Tấn Vang

NGUYÊN LIỆU VÀ ĐƠN PHỐI LIỆU CHO MEN

II.

1. Đơn phối liệu cho men

α men − α xuong ≤ 1.3 × 10−6
 Cơ sở lựa chọn thành phần hóa cho men:

Suy ra

5.99 × 10−6 ≤ α men ≤ 8.59 × 10−6

 Thành phần hóa cho men có MKN :

SiO2
%

B2O3
%

Al2O3
%

52.5

6.34

11.13 6.02


-

CaO
%

MgO
%

ZnO K2O
%
%

Na2O
%

ZrO2
%

Fe2O3
%

TiO2
%

MKN
%

Tổng

2.06

6.87

1.28

5.06

0.09

0.05

2.3

100

6.3

Chọn thành phần nguyên liệu :
Frit
Cao lanh Đất Cuốc
Tràng thạch An Giang

 Thành phần hóa của nguyên liệu có MKN:

Nguyên
liệu
Frit
Cao lanh
Tràng thạch

SiO2 B2O

%
3 %

Al2O
3 %
7.11

Ca
O
%
8

Mg
O
%
2.75

51.0
4
47.9
1
64.7
5

8.56
0

35.74

1.2

0.23

0

0.24

0.05

0

0.68

0

17.71

0

0

0

13.3
5

3.54

0

0

SVTH: Nguyễn Ngọc Minh Phương

Zn K2O Na2 ZrO Fe2O
O
% O% 2% 3%
%
9.29 5.45 0.92 6.83 0.04

TiO
2 %

MK
N%

Tổn
g

0.01

0

100

0.54 13.41
0

0.65

Page 17

100
100


Quy trình công nghệ sản xuất gạch lát nền

GVHD: Lê Tấn Vang

 Tính lại thành phần hóa men trạng thái chưa nung:

SiO2
%
53.74

B2O3
%
6.49

Al2O3
%
11.39

CaO
%
6.16

MgO
%

2.11

ZnO
%
7.03

K2O
%
6.45

Na2O
%
1.31

ZrO2
%
5.18

Fe2O3
%
0.09

TiO2
%
0.05

Tổng
100

 Thành phần hóa nguyên liệu trạng thái chưa nung:

Nguyên
liệu
Frit
Cao lanh
Tràng
thạch

SiO2 B2O3 Al2O3 CaO Mg ZnO
%
%
%
% O% %
51.0 8.56 7.11
8
2.75 9.29
4
55.3
0
41.27 1.39 0.27
0
3
65.1
0
17.83
0
0
0
7

K2O
%
5.45

Na2O
%
0.92

ZrO
2 %
6.83

Fe2O3 TiO2
%
%
0.04 0.01

Tổng

0.28

0.06

0

0.79

0.62

100

13.4
4

3.56

0

0

0

100

100

Gọi :
-

x% là hàm lượng Frit
y% là hàm lượng cao lanh Đất Cuốc
z% là hàm lượng tràng thạch An Giang

Ta có hệ phương trình:
51.04x + 55.33y + 65.17z = 5374
7.11x + 41.27y + 17.83z = 1139

x = 75.59
=>

y = 7.15

5.45x + 0.28y + 13.44z = 645


-

z = 17.19

Tính lại hàm lượng nguyên liệu( quy về 100% ) :
Frit : 75.64%
Cao lanh Đất Cuốc : 7.15%
Tràng thạch An Giang : 17.2%

 Tính lại thành phần hóa của men:

SiO2
%

B2O3
%

Al2O3
%

CaO
%

MgO
%

SVTH: Nguyễn Ngọc Minh Phương

ZnO
%

K2O
%

Na2O
%

ZrO2
%

Fe2O3
%

TiO2
%
Page 18

Tổng


Quy trình công nghệ sản xuất gạch lát nền
53.77 6.47

11.4

6.15

2.1

7.03

GVHD: Lê Tấn Vang
6.45

1.31

5.17

0.09

0.05

100

2. Các thông số của men
 Hệ số giãn nở nhiệt của men:
 53.77 × 0.027 + 6.47 × 0.003 + 11.4 × 0.167 + 6.15 × 0.167 + 2.1× 0.003 +

−6
−6
α men = 
÷×10 = 7.89 × 10
 7.03 × 0.06 + 6.45 × 0.283 + 1.31× 0.333 + 5.17 × 0.15 + 0.09 × 0.13 + 0.05 × 0.14 

So với điều kiện ta thấy hệ số giãn nở nhiệt của men trên chấp nhận được.

 Tính nhiệt độ nóng chảy của men

K=

kdechay
kkhochay

Tính hệ số nóng chảy:
Oxit dễ chảy
Al2O3 khi nhỏ hơn 3%
CaO
MgO, Sb2O3, Cr2O3
PbO, Na2SiF6, FeO,
Fe2O3, CoO, NiO,
Mn2O3, CuO, AlF3
Na2O, K2O, BaO, ZnO,
CaF2
B2O3
NaF

Trong đó:

Hệ số ki
0.3
0.5
0.6
0.8

Oxit khó chảy

Hệ số ki

ZrO2
P2O5

1.67
1.9

1

SiO2

1

1.25
1.3

Al2O3 khi lớn hơn 3%

1.2

K i = ∑ ai ki

ai: % khối lượng oxit trong hỗn hợp
ki: Hệ số nóng chảy của oxit

Hệ số K
1.9<

Tnc (0C)

750

Hệ số K
1.3

SVTH: Nguyễn Ngọc Minh Phương

Tnc (0C)
759

Hệ số K
0.6

Tnc (0C)
900
Page 19


Quy trình công nghệ sản xuất gạch lát nền
1.9
1.8
1.7
1.6
1.5
1.4

750
753
754
755

756
758

Ta có:

1.2
1.1
1.0
0.9
0.8
0.7

GVHD: Lê Tấn Vang
763
770
780
800
830
860

0.5
0.4
0.3
0.2
0.1

1025
1100
1200
1300

1450

 1.25 × 6.47 + 0.5 × 6.15 + 0.6 × 2.1 + 1× 7.03 
K dechay = 
÷/100 = 0.273345
 +1× 6.45 + 1×1.31 + 0.8 × 0.09 + 1× 0.05 
K khochay = ( 1× 53.77 + 1.2 ×11.4 + 1.67 × 5.17 ) /100 = 0.760839

K=

kdechay
kkhochay

=

0.273345
= 0.36
0.760839

Suy ra:
Tra bảng nhiệt độ nóng chảy của men theo hệ số K trên ta được nhiệt độ nóng chảy
của men là 11400C.
 Tính lại MKN của nguyên liệu:

Nguyên liệu
%phối liệu
%nguyên liệu
Quy 100%
MKN

III.

Frit
75.64
75.64
74.74
0

Cao lanh
7.15
8.26
8.16
1.094

Tràng thạch
17.2
17.31
17.11
0.111

Tổng
99.99
101.21
100
1.21

NGUYÊN LIỆU VÀ TÍNH TOÁN ĐƠN PHỐI LIỆU CHO ENGOBE
1. Đơn phối liệu cho Engobe
 Cơ sở lựa chọn thành phần phối liệu cho engobe

α xuong − α engobe ≤ 0.7 ×10−6

SVTH: Nguyễn Ngọc Minh Phương

Page 20


Quy trình công nghệ sản xuất gạch lát nền

GVHD: Lê Tấn Vang

6.59 × 10−6 ≤ α engobe ≤ 7.99 × 10−6

Suy ra:
 Thành phần hóa của engobe có MKN:

SiO2 B2O3
%
%
54.85 5.69



Al2O3
%
11.62

CaO
%
5.77

MgO
%
2.39

ZnO
%
6.13

K2O
%
3.95

Na2O
%
0.96

ZrO2 Fe2O3
%
%
4.5
1.29

TiO2
%
0.55

MKN Tổng
%
2.3

100

Chọn thành phần nguyên liệu cho engobe:
Frit
Cao lanh Đất Cuốc
Đất sét Bình Dương
Thành phần hóa nguyên liệu có MKN:

Nguyên liệu

SiO2
%

B2O3
%

Al2O3
%

CaO
%

MgO
%

ZnO
%

K2O
%

Na2O
%

ZrO2
%

Fe2O3
%

TiO2
%

MKN
%

Tổng

Frit

51.0
4
47.9
1

8.56

7.11

8

2.75

9.29

0.92

6.83

0.04

0.01

0

100

0

35.74

1.2

0.23

0

5.4
5
0.2

4

0.05

0

0.68

0.54 13.41

100

70.52

0

10.35

1.65

2.5

0

1.5

1.55

0

5.48

1.95

100

ZrO2 Fe2O3
%
%
4.61 1.32

TiO2
%
0.56

Cao lanh
Đất sét

4.5

 Thành phần hóa engobe quy về trạng thái chưa nung:

SiO2 B2O3
%
%
56.14 5.82

Al2O3
%
11.89

CaO
%
5.91

MgO ZnO
%
%
2.45 6.27

K2O Na2O
%
%
4.04 0.98

Tổng
100

 Thành phần hóa của nguyên liệu quy về trạng thái chưa nung:
Nguyên liệu

SiO2
%

B2O3
%

Al2O3
%

CaO
%

MgO
%

ZnO
%

K2O
%

Na2O
%

ZrO2
%

Fe2O3
%

TiO2
%

Tổng

Frit

51.0
4

55.3
3

8.56

7.11

8

2.75

9.29

0.92

6.83

0.04

0.01

100

0

41.27 1.39

0.27

0

5.4
5
0.2
8

0.06

0

0.79

0.62

100

73.84

0

10.84

2.62

0

1.57

1.62

0

5.74

2.04

100

Cao lanh
Đất sét

1.73

Gọi :
-

x% là hàm lượng Frit

SVTH: Nguyễn Ngọc Minh Phương

Page 21


Quy trình công nghệ sản xuất gạch lát nền
-

GVHD: Lê Tấn Vang

y% là hàm lượng cao lanh Đất Cuốc
z% là hàm lượng đất sét Bình Dương

 Ta có hệ phương trình

51.04x + 55.33y + 73.84z = 5614
7.11x + 41.27y + 10.84z = 1189

x = 67.36
=>

y = 11.72

8x + 1.39y + 1.73z = 591




z = 20.92

Tính lại hàm lượng nguyên liệu ( quy về 100% )
Frit: 67.36%
Cao lanh Đất Cuốc: 11.72%
Đất sét Bình Dương: 20.92%
Tính lại thành phần hóa của engobe:

SiO2 B2O3
%
%
56.31 5.77

Al2O3

%
11.89

CaO
%
5.91

MgO
%
2.43

ZnO
%
6.26

K2O
%
4.03

Na2O
%
0.97

ZrO2 Fe2O3
%
%
4.6
1.32

TiO2

%
0.51

Tổng
100

2. Các thông số của Engobe
 Hệ số giãn nở nhiệt của engobe:
 56.31× 0.027 + 5.77 × 0.003 + 11.89 × 0.167 + 5.91× 0.167 + 2.43 × 0.003 +

−6
−6
α engobe = 
÷×10 = 7.29 × 10
6.26
×
0.06
+
4.03
×
0.283
+
0.97
×
0.333
+
4.6
×
0.15
+

1.32
×
0.13
+
0.51
×
0.14



So với điều kiện ta thấy hệ số giãn nở nhiệt trên của engobe chấp nhận được.
 Tính nhiệt độ nóng chảy của engobe

Tính hệ số nóng chảy:
 1.25 × 5.77 + 0.5 × 5.91 + 0.6 × 2.43 + 1× 6.26 
K dechay = 
÷/100 = 0.244515
 +1× 4.03 + 1× 0.97 + 0.8 × 1.32 + 1× 0.51


SVTH: Nguyễn Ngọc Minh Phương

Page 22


Quy trình công nghệ sản xuất gạch lát nền

GVHD: Lê Tấn Vang

K khochay = ( 1× 56.31 + 1.2 × 11.89 + 1.67 × 4.6 ) /100 = 0.7826

K=

kdechay
kkhochay

=

0.244515
= 0.31
0.7826

Suy ra:
Tra bảng nhiệt độ nóng chảy dựa vào hệ số K ta được nhiệt độ nóng chảy của engobe
là 11900C.
 Tính lại MKN của nguyên liệu:

Nguyên liệu
%phối liệu
%nguyên liệu
Quy 100%
MKN

Frit
67.36
67.36
65.52
0

Cao lanh

11.72
13.54
13.17
1.766

Đất sét
20.92
21.91
21.31
0.96

Tổng
100
102.80
100
2.72

 Dựa vào nhiệt độ nóng chảy của xương, men nền, engobe và nhiệt độ nung của

xương, ta chọn nhiệt độ nung của lò là 11600C

SVTH: Nguyễn Ngọc Minh Phương

Page 23


Quy trình công nghệ sản xuất gạch lát nền

GVHD: Lê Tấn Vang

Chương 3: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT

TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT









Năng suất nhà máy:
1500000 m2/năm
Kích thước sản phẩm:
300x300x8 mm
Diện tích sản phẩm:
0.09m2
Khối lượng sản phẩm:
17 Kg/1viên
Khối lượng xương:
16.15 Kg/m2
Khối lượng men nền:
0.595 Kg/m2
Khối lượng engobe:
0.255 Kg/m2
Năng suất tính theo số viên gạch: 1500000/0.09 = 16666666.67 viên

SVTH: Nguyễn Ngọc Minh Phương

Page 24


Quy trình công nghệ sản xuất gạch lát nền
I.

STT

GVHD: Lê Tấn Vang

BẢNG CÂN BẰNG VẬT CHẤT CHO XƯƠNG GẠCH LÁT NỀN

Giai đoạn

Độ ẩm

Hao
hụt

(%)

(%)

Khối lượng

(tấn/năm)

Khô

Ướt

Số viên

TL
hồi
lưu

(viên)

(%)

KL hồi
lưu

(tấn/nă
m)

Khô

Ướt

27

Thành phẩm

0

0

24225

24225

16666666.67

0

0

0

26

Đóng gói

0

0

24225

24225

0

0

0

25

Phân loại

0

1

24469.697

24469.697

16666666.67
16835016.8
4

0

0

0

24

Nung(MKN=4.33)

2

1

25835.5447

26362.8007

17005067.51

0

0

0

23

Xe chứa

2

0.1

25861.4061

17022089.6

0

0

0

22

In

2

1

26122.6324

26389.1899
26655.747
4

0

0

0

21

Tráng men

2

1

26386.4974

26924.9974

0

0

0

20

Tráng engobe

2

1

26653.0277

0

Băng tải

2

0.5

26786.9625

0
133.934
8

0

19

27196.967
27333.635
2

17194029.9
17367706.9
7
17543138.3
6
17631294.8
3

18

Sấy đứng

5

1

27057.5379

28481.6188

17

Băng tải

5

0.5

27193.5054

16

Máy lật gạch

5

0.5

15

Ép tạo hình

5

14

Băng tải

13

100

100

28624.7425

17809388.72
17898883.1
3

27330.1562

28768.5855

17988827.27

100

0.5

27467.4937

18079223.39

5

0.5

27605.5213

28913.1512
29058.443

4

Silo chứa

5

0.5

27744.2425

12

Băng tải

5

0.5

27883.6608

11

Sấy phun

35

1

28165.3139

10

Bơm piston

35

0.1

28193.5074

9

Bể điều chỉnh

35

0.5

8

Sàng rung

35

7

Bơm màng

6

136.668
284.816

100

270.5754
135.967
5
136.650
8
137.337
5

100

138.0276

145.292

29204.4658

0

0

100

146.756

90

0

0

0

28335.1833

29351.2219
43331.252
2
43374.626
8
43592.589
8

0
139.418
3
253.487
8

0

0

0

1

28621.3973

44032.919

90

257.5926

396.296

35

0.1

28650.0474

0

0

0

Bể chứa

35

0.5

28794.0175

0

0

0

5

Nghiền bi

35

1

29084.8661

44076.996
44298.488
4
44745.947
9

0

0

4

Băng tải
Cân đ.lượ

nng
Xe xúc

9

0.5

29231.0212

100

160.61

9
9

0.1
1

29260.2815
29555.8399

32122.0013
32154.155
5
32478.944

0
146.155
1

0
0

0
0

0
0

3
2

SVTH: Nguyễn Ngọc Minh Phương

100

143.124
143.843
144.566

389.981

Page 25