ĐỒ án THIẾT kế lò TUNNEL XE GOONG

IH

GI

H

H

Ƣ

G

IH

G GH

H H

I

I

I I

----------

Ồ

QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ CƠ HIỆT
SILICAT

THIẾT KẾ MÁY NGHIỀ BI GI

OẠN NGHIỀN PHỐI

LIỆU VÀ THIẾT KẾ LÒ TUNNEL XE GÒONG TRONG
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỨ VỆ SI H Ă G SUẤT
750 NGHÌN SẢN PHẨM/ ĂM
GVHD: TS. Nguyễn hánh ơn
SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang
MSSV: 1513574

p Hồ h

nh n

thán

5 năm 018


G H :

u ễn hánh ơn

SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang

I

I

trở th nh m t s nh v n ho
nv

u t o t nh h t

u m

th

tr n

n n h v t

n nhƣ á qu tr nh

v “th t

n h t ƣ n

s n ph m

má nghi n

u n o nh n

n th

t o r m t s n ph m h

á th t ị tron quá tr nh s n u t

n qu t ịnh

m nh

U

n m t v
h n qu v

m tv t

tr h t s
th

ơ
qu n

h n ồ án

án o n và thi t k lò tunnel xe gòon ”

p m h u sâu hơn v các thi t bị ơ v nh t trong công ngh s n xu t gốm s
nói chung và công ngh s n xu t s v sinh nói riêng.
Đồ án môn học

hiết bị Silicat giúp cho em hi u sâu hơn v từng

lo i thi t bị cụ th từ sơ ồ nguyên lý, c u t o cho t i nguyên tắc ho t
hành và b o dƣỡng …

trình h c t p
N

dun

ng, v n

ồ án bổ sung r t nhi u ki n th c h u ích cho em trong quá

n nhƣ ng dụng trong th c tiễn sau này.
ồ án c a em là: Thiết kế máy nghiề bi gi

đoạn nghiề

liệu và thiết kế lò tunnel xe gòong trong công nghệ sản xuất sứ vệ si

i

ă g s ất

750 nghìn sản phẩm/ ăm.
Trong quá trình th c hi n ồ án n
quí thầy cô trong b m n
h nh
n

Em

ặc bi t

m

thầ

u ễn

t n t nh hƣ ng dẫn và t o m
n

các thắc mắ

nh n ƣ c r t nhi u s

u ki n

hánh ơn

án

p ỡ từ
hƣ ng dẫn

em có th hoàn thành ồ án

hân th nh ám ơn á thầy cô trong b môn luôn nhi t tình gi
p ỡ em trong quá trình th c hi n ồ án.
nh v n th

h n

Nguyễn Thị Thu Trang

i

áp


G H :

u ễn hánh ơn

SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang

MỤC LỤC
I

I

.................................................................................................... i

MỤC LỤC...... .................................................................................................. .ii
DANH MỤC HÌNH Ả H
DANH MỤC BẢ G

G Ồ ÁN ................................................. viii
G Ồ ÁN ............................................................ ix

HƢƠ G 1: ỔNG QUAN ..............................................................................1
1.1.

Gi i thi u v gốm s ...........................................................................1

1.1.1.

ịnh n h ......................................................................................1

1.1.2.

hân o .........................................................................................1

1.1.3.

nh h t ơ

1.1.4.

n dụn ........................................................................................1

1.2.

S n ph m v

n .............................................................................1

ố tƣ ng thi t k ...........................................................2

1.2.1.

ồ s v sinh – bồn cầu .................................................................2

1.2.2.

ố tƣ ng thi t k ..........................................................................3

1.2.2.1. Lò nung tunnel ........................................................................3
1.2.2.2. Máy nghi n

1.3.

án o n.........................................................3

Nguyên li u s n xu t ...........................................................................4

1.3.1. Nguyên li u dẻo .............................................................................4
1.3.1.1.

t sét .....................................................................................4

1.3.1.2. Cao lanh ..................................................................................6
1.3.2. Nguyên li u gầy .............................................................................8
1.3.2.1. Tràng th ch .............................................................................8
1.3.2.2. Cát ...........................................................................................9
1.3.2.3. Ho t th ch .............................................................................10
ii


G H :

u ễn hánh ơn

SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang

1.3.2.4. S n ph m hƣ nun

ị lo i ra (samot) ................................10

1.3.2.5. Canxi cacbonat (CaCO3) .......................................................10
1.3.2.6. Bari cacbonat (BaCO3) .........................................................10
1.3.2.7. Kẽm oxit (ZnO).....................................................................11
1.3.3. Phụ li u ........................................................................................11
1.3.3.1. STPP (Sodium tripoly phosphate) ........................................11
1.3.3.2. CMC ......................................................................................11
1.3.3.3. Th y tinh lỏng (Na2SiO3)......................................................11
1.3.3.4. CaCl2.6H2O ...........................................................................12
HƢƠ G :

Y

Ì H

G GH .....................................................13

2.1.

ơ ồ quy trình công ngh s n xu t s v sinh .................................13

2.2.

Thuy t minh quy trình công ngh .....................................................14

2.3.

Tính toán cân bằng v t ch t ...............................................................14

2.3.1. Ch n nguồn nguyên li u ..............................................................14
2.3.2. Tính toán phối li u .......................................................................15
2.3.2.1. Phần ƣơn s n ph m ...........................................................15
2.3.2.2. Phần men s n ph m ..............................................................17
2.3.3. Tính nhi t
2.3.3.1. V

nung .......................................................................19

ƣơn .............................................................................19

2.3.3.2. V i men .................................................................................19
2.3.4. Tính toán thời gian làm vi c cho quy trình ..................................19
2.3.4.1. Các khâu th công .................................................................20
2.3.4.2. Các khâu làm vi c theo mẻ, không liên tục ..........................20
Phối tr n nguyên li u, nghi n, sàng, khu y (ngày làm 3 ca 8 giờ) ......20
iii


G H :

u ễn hánh ơn

SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang

2.3.4.3. Các khâu làm vi c liên tục, chỉ n h

o dƣỡng ...................20

2.3.5. Tính cân bằng v t ch t cho quy trình ...........................................20
HƢƠ G 3:

Y GHIỀ

I GI

N .............................................22

3.1.

ƣu ồ logic tính toán .......................................................................22

3.2.

ơ sở lý thuy t quá tr nh

p nghi n ................................................24

3.2.1. Lý thuy t v quá tr nh

p nghi n ...............................................24

3.2.1.1. Khái ni m ..............................................................................24
3.2.1.2.

á phƣơn pháp tá dụng l c .............................................24

3.2.1.3. M

p nghi n ...............................................................24

3.2.1.4. Các yêu cầu ối v

quá tr nh

p nghi n.............................25

3.2.1.5. Phân lo i quá trình nghi n ....................................................25
3.2.1.6. Các thuy t

p nghi n ...........................................................26

3.2.2. Các tính ch t ơ

n c a v t li u nghi n .....................................28

3.2.2.1.

c ng .................................................................................28

3.2.2.2.

n ..................................................................................28

3.2.2.3. H số mài mòn ......................................................................28
3.2.2.4. Tr n

ƣ ng riêng .................................................................28

3.2.2.5.

b n ...................................................................................28

3.2.2.6.

h thƣ c h t .......................................................................29

3.2.2.7. H số kh năn
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.

G

th u má n h n
tr

má n h n

p nghi n ...................................................29
án o n ..................................................30
.................................................................30

Phân o má ....................................................................................30
ut ov n u n

ho t

n
iv

má n h n

án o n .........30


G H :

u ễn hánh ơn

SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang

u t o má n h n

3.6.1.

3.6.2. Nguyên lý ho t
t số h t t ơ

3.7.

án o n .................................................30

ng ....................................................................31
n

má n h n

án o n .........................31

3.7.1. Thùng nghi n: ..............................................................................31
3.7.2. T m lót và bi nghi n: ...................................................................32
3.7.2.1. T m lót ..................................................................................32
3.7.2.2. Bi nghi n v t n h n : .........................................................33
3.7.3. Ƣu v nhƣ

m

má n h n

án o n ........................34

3.8.

K t qu tính toán thi t k máy nghi n

án o n ..........................34

3.9.

K t lu n .............................................................................................34

3.9.1. Tóm tắt các k t qu ......................................................................34
3.9.2.

ƣu

v n h nh v

3.9.2.1.

n h nh ...............................................................................36

3.9.2.2.

o dƣỡn .............................................................................36

3.9.3. Nh n ét v
3.10.

o dƣỡn : ....................................................36

ánh

á....................................................................37

B n vẽ thi t k ................................................................................37

HƢƠ G 4: Ò

E XE GÒ

G .......................................................39

4.1.

ƣu ồ logic tính toán .......................................................................39

4.2.

ơ sở nguyên lý .................................................................................40

4.2.1. Nung .............................................................................................40
4.2.1.1. Khái ni m ..............................................................................40
4.2.1.2. Các quá trình hóa lý ..............................................................42
4.2.1.3. Các y u tố nh hƣởng

n quá trình nung ............................44

4.2.2. Phân lo i lò nung..........................................................................46
v


G H :

u ễn hánh ơn

SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang

4.2.3. L a ch n lò dùng trong công ngh s v sinh .............................47
ut o

4.3.

tunn

òong ................................................................48

4.3.1. Gi i thi u lò tunnel xe gòong ......................................................48
4.3.2. Nguyên lý ho t
4.3.2.1. Ƣu

m c a lò ......................................................................49

hƣ

4.3.2.2.

ng ....................................................................49

m

................................................................50

4.3.3. C u t o chi ti t lò tunnel ..............................................................51
ƣờng lò và vòm lò ...............................................................51

4.3.3.1.

4.3.3.2. Xe gòong ...............................................................................51
4.3.3.3. Van cát ..................................................................................52
4.3.3.4. H thống thông gió................................................................53
4.3.3.5. Thi t bị
4.4.

y gòong ................................................................53

Tính toán quá trình cháy nhiên li u ...................................................53

4.4.1. Yêu cầu hun

ối v i nhiên li u ................................................53

4.4.2. L a ch n nhiên li u......................................................................54
4.4.3. Nhi t trị th p c a nhiên li u .........................................................54

4.4.4. Quá trình cháy ..............................................................................54
ƣ ng và thành phần s n ph m cháy...........................................54

4.4.5.

4.4.6. Nhi t
4.5.

Ch

4.6.

cháy calo........................................................................54

nung trong lò tunnel ..............................................................55

nh toán

h thƣ c lò tunnel ..........................................................56

4.6.1.

h thƣ c lò................................................................................56

4.6.2.

h thƣ c các vùng trong lò nung ..............................................56

4.6.3. Phân bố nhi t trong lò ..................................................................56
vi


G H :

u ễn hánh ơn

SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang

4.6.4. Cân bằng nhi t trong lò ................................................................56
4.6.5. Các thi t bị phụ tr .......................................................................56
4.6.5.1. Qu t .......................................................................................56

4.7.

4.6.5.2.

ốt...................................................................................57

4.6.5.3.

ng khói ................................................................................57

K t lu n .............................................................................................58

4.7.1. Tóm tắt các k t qu ......................................................................58
4.7.2. Nh n ét v
4.8.
I I

ánh

á....................................................................58

B n vẽ thi t k ...................................................................................59
H

HẢ ................................................................................60

vii


G H :

u ễn hánh ơn

SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang

DANH MỤC HÌNH Ả H

G Ồ ÁN

Hình 1. 1 Bàn cầu m t khối Toilet Gold – s Thiên Thanh. ..................................... 2
Hình 1. 2 B n vẽ chi ti t

h thƣ c bàn cầu m t khối Toilet Gold. ......................... 3

Hình 3. 1 ƣu ồ logic tính toán máy nghi n
Hình 3. 2 á phƣơn pháp tá dụn
u t o má n h n

Hình 3. 3
Hình 3. 4 á

u

h

án o n. .................................... 23

.................................................................24

án o n .............................................................31

t tron th n . ..................................................................32

Hình 3. 5 Cách ghép g ch lót vào thân thùng. ..........................................................33
Hình 3. 6 Bi nghi n hình cầu và hình trụ. .................................................................33
Hình 3. 7 K t qu thi t k máy nghi n

án o n. ............................................... 36

Hình 4. 1 ƣu ồ logic tính toán thi t k lò Tunel xe goòng. ...................................39
Hình 4. 2 Kho ng nung và phần trăm ph ỏng trong hai phối li u a, b. ................. 41
Hình 4. 3 ƣờng cong nung – bi u diễn s th

ổi nhi t

nung theo thời gian..41

Hình 4. 4 Lò tunnel xe gòon nun s v s nh .......................................................48
Hình 4. 5 Xe goong. .................................................................................................52
Hình 4. 6 ƣờng cong nung – bi u diễn s th
Hình 4. 7

ƣờng cong nung – bi u diễn s th

ổi nhi t
ổi nhi t

nung theo thời gian..55
nung theo chi u dài lò

tunnel. ........................................................................................................................55
Hình 4. 8 Mặt bằng bố trí s n ph m. ........................................................................56
Hình 4. 9 K t qu thi t k lò tunnel. ........................................................................58

viii

G H :

u ễn hánh ơn

SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang

DANH MỤC BẢ G
B ng 1. 1 Tiêu chu n kỹ thu t c

G Ồ ÁN

t sét .................................................................6

B ng 1. 2 Tiêu chu n kỹ thu t c a cao lanh. ............................................................. 7
B ng 1. 3 Tiêu chu n kỹ thu t c a Tràng th ch......................................................... 9
B ng 2. 1 Thành phần hóa c a nguyên li u (%). ......................................................15
B ng 2. 2 Thành phần phối li u c a men (Frit – F1) (%). ........................................15
B ng 3. 1 Ƣu

m v nhƣ

m phƣơn pháp n h n. ........................................26

B ng 3. 2 hân o

n ......................................................................................28

m tắt

t qu t nh toán .........................................................................35

B ng 3. 3

B ng 4. 1 Tính ch t c a s n phầm nh hƣởng tố

nung. .....................................45

B ng 4. 2 Tóm tắt k t qu thi t k lò. .......................................................................58

ix


G H :

u ễn hánh ơn

SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang

1 CHƯƠ G 1: TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về gốm sứ
ị

1.1.1.

Gốm s (ceramic) v mặt c u trúc vi mô là các v t li u rắn v

ơ v i c u trúc dị

th , thành phần khoáng và hóa khác nhau. Thành phần gồm ph
th y tinh và có th c pha khí. Các S n ph m gốm s

li u d ng b t mịn, t o hình rồ nun
ặ trƣn

n k t khối ở nhi t

t nh th , pha

ƣ c s n xu t từ các nguyên
cao.

a công ngh ceramic chính là quá trình nhi t

cao. Nhờ nhi t

cao, các ph n ng pha rắn và k t khối x y ra trong phối li u b t mịn, t o s n ph m
b n ơ v nh ng tính ch t cần thi t khác.
1.1.2.
h o phƣơn pháp s n u t:

1.1.3.



hƣơn pháp ổ rót



hƣơn pháp ép án h



hƣơn pháp dẻo

h o

h t nƣ :



h t nƣ

th p E



h t nƣ

trun



h t nƣ

T

nh 3

E

1

o E>1

t

h t nƣ :
n nén

oh

th p t

thu

v o phƣơn pháp s n u t

o

n uốn th p
h năn
1.1.4.

hốn m m n tốt

Ứ

Là s n ph m quan tr ng, dùng cho sinh ho t hằng ngày và trang trí.
vào nhu cầu, mụ

h s dụn

Vi c l a ch n này cần ph
thêm nhi u h ph

s

có th l a ch n ƣ c lo i s n ph m tƣơn

h nh á v
h

n th n n u khôn

hƣ hỏn tron quá tr nh s dụn
1

h n t sẽ ph

ăn
ng.
tốn


G H :

u ễn hánh ơn

SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang

1.2. S n phẩm và đố tượng thiết kế

ồ sứ vệ sinh – bồn cầu

1.2.1.
â

s n ph m u n ƣ c xây d n

số trong nhà v sinh c a m

nhà ở. Là s n ph m ƣ c s dụng hàng ngày. Nên ch n â

ăn h ,

s n ph m d n

tính toán cho vi c thi t k lò nung.
S v sinh – bồn cầu ƣ c ch n thi t k ở â : ồn cầu
ch

ét nƣ c, x nh n 2

,ti t ki m nƣ c, két li n. X thẳng, tâm x 300mm. (Toilet GOLD)
Ta chỉ tính toán k t c u s n ph m là các thành phần bằng s tráng men, bỏ qua

các thi t bị phụ: phao nổi, c n g t

h… á

h t t này thêm vào sau khi nung

s n ph m.

Hình 1. 1 Bàn cầu một khối Toilet Gold – sứ Thiên Thanh.[2]

2


G H :

u ễn hánh ơn

SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang

Hình 1. 2 Bản vẽ chi tiết kích thước bàn cầu một khối Toilet Gold.[2]
Khố ƣ ng bồn cầu: 43,35 kg.
ặ

m b mặt ngoài: có tráng men, trắng sáng, bóng loáng, không sần sùi.
ố tượng thiết kế

1.2.2.

1.2.2.1. Lò nung tunnel
Lý do ch n thi t k lò nung tunnel là:


Lò nung tunnel là lò ho t



ng liên tục, ổn ịnh ho năn su t cao.

ƣ c áp dụng phổ bi n nh t hi n nay (vì giúp ti t ki m nhiên li u

r t l n), vi c tìm hi u thi t k lò này sẽ giúp tích luỹ ki n th c cần thi t.


Lò cho ra s n ph m có ch t lƣ ng tốt, ít bị hỏn

m b o cao

v tính ch t kỹ thu t c a s n ph m.


há tron

Ng n l

u giúp t o nhi t

t i các buồn

ƣ c ổn

ịnh.
á

h

hăn sẽ gặp ph i:



Lò có kích thƣ c r t l n và nhi u chi ti t ph c t p.



Khi thi t k

t i các vùng ho t

hỏi có ki n th c v t

ng hoá, vì cần duy trì nhi t

ng khác nhau c a quá trình nung và thờ

ph m nung qua các vùng trong lò nung tunnel.


Vi c tính toán thi t bị r t ph c t p v i nhi u thông số.

1.2.2.2. Máy nghiề

á đ

n

Lý do ch n thi t k máy nghi n

án o n:
3

n

hu n s n


G H :

u ễn hánh ơn



Máy nghi n

nghi n tr n tƣơn

ố

SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang

án o n có c u t o ơn

n, làm vi c ổn ịnh,

u. Có th k t h p ƣ c quá trình s y và nghi n (n u nghi n

khô).


Máy nghi n

án o n thích h p cho vi c nghi n phối li u ƣ t

trong công ngh s n xu t gốm s

n h nh nhƣ tron

n n h s n xu t s v

sinh.


p nghi n tƣơn

Máy nghi n này cho m

…. Vi c tìm hi u, thi t k máy nghi n

s a ch

ối cao, dễ v n hành

án o n sẽ

pt h

n

th c cần thi t.
á

h



hăn sẽ gặp ph i:
á



h thƣ c l n, cồng k nh.

Khi thi t k

hỏi ph i có ki n th c v nguyên lý ho t

ng, v n

h nh má …


Vi c tính toán thi t bị r t ph c t p v i nhi u thông số.

1.3. Nguyên liệu s n xu t
Trong công ngh s n su t ồ s v sinh có thành phần nguyên li u chính:

1.3.1.



Nguyên li u dẻo



Nguyên li u gầy



Phụ gia

Nguyên liệu dẻo

Là các nguyên li u ơ

n c a công ngh s

t

cho phối li u cho quá trình t o hình s n ph m. Bên c nh
n v tr

n

n v

tr

h t t o dẻo

n u n

u dẻo còn

t các h t phối li u v i nhau hay nói cách khác nguyên li u dẻo là

cầu nối gi a các h t. Nguyên li u dẻo

n hình trong công ngh gốm s

t sét

và cao lanh.
1.3.1.1.

t sét

Là các alumosilicat ng m nƣ c có c u trúc l p
v

phân tán cao, khi tr n

nƣ c có tính dẻo, khi nung t o thành s n ph m k t khối rắn chắ

t o thành từ quá trình th s nh á ốc.
4

t sét ƣ c

G H :

u ễn hánh ơn

SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang

Quá trình này bao gồm:


Quá trình hóa h c: là quá trình hòa tan và r a trôi các axit ki m và

ki m thổ tron


á ố nƣ c, H2CO3và các axit h u ơ
Quá tr nh ơ h :

quá tr nh th

ổi khí h u m ho á mẹ bị vỡ ra,

bào mòn.


Ngoài ra còn có s

n

p

a quá trình phong hóa sinh h c: trong

khi tìm ki m các ch t d nh dƣỡng, rễ cây lan dần trên mặt

t

m ho á ị bi n

ch t, b n ra hay bị m n
Tron

t sét có ch a các khoáng nhƣ:



Khoáng Caolinhit: Al2O3.2SiO2.2H2O



Khoáng Halloysit: Al2O3.2SiO2.4H2O



Khoáng Montnorillonit: (Al2O3.2SiO2.H2O + nH2O)



Khoáng Pirophilit: Al2(Si2O5)2(OH)2.

t sét là nguyên li u cung c p ồng thời Al2O3 và SiO2
luôn có lẫn át
phân tán

o

áv
t sét

tr n th ch và các t p ch t khác. Nhờ
v

tr

ron

t sét

t nh dẻo v

ặc bi t quan tr ng trong vi c t o hình v t li u

silicat.
Vì là s n ph m c a quá trình phong hóa th s nh n n
nhỏ

ồng thời do bị

t t làm nh hƣởn
t sét

n r t l n do
h

o m n dƣ i tác dụn

ơ h c nên h t

n kh năn ho t hóa c

h thƣ c h t

t sét r t

t sét tròn và ít khuy t

t sét.

mịn cao nên không cần ph i nghi n. Kh năn h t m c
h thƣ c c a h t r t nhỏ

t sét ƣ c tr n chung v

ch t c a hỗn h p

t sét n u n h

nƣ

t

t sét

m > 20%.

th o ƣ n nƣ c s dụng mà tính

t sét – nƣ c khác nhau (ít dẻo, r t dẻo, ch y dẻo và thành dòng

liên tục).
Tính dẻo tron
montnor on t
năn

o

t sét:

h thƣ c h t

c xung quanh h t

t sét có nh ng khoáng có tính dẻo (halloysit,
t sét r t mịn

phân tán

o n n nƣ c có kh

t sét t o l p vỏ mỏng không b n, h t

t sét thƣờng

tròn, không có góc c nh nên màng hydrate bị gi trên b mặt ch y u nhờ l
n

h

t sét chịu tác dụng l c các l p vỏ trƣ t lên nhau t o tính dẻo c
5

t nh
t sét.


G H :

u ễn hánh ơn

SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang

t sét trong huy n ph

S keo tụ c

t sét tron nƣ c, h

phân tán c

t sét – nƣ c: Tùy thu c vào m

t sét – nƣ c có th ổn ịnh hoặc không ổn

ịnh. N u cỡ h t từ 0,001 – 0,1µm, dung dịch keo ổn ịnh. N u cỡ h t trong kho ng
0,1µm – 10µm t o h huy n phù không ổn ịnh, dễ bị k t tụ

t o huy n phù ổn

ịnh, ta có th d n h phƣơn pháp:


Làm b n t nh



Làm b n huy n phù bằng các polymer

n

t sét trong hồ ổ rót: T o r

Tác dụng c

dẻo có th t o h nh ƣ c, m c

b n nh t ịnh, không vỡ, n t trong quá trình v n chuy n. Tuy nhiên hàm
ƣ n

t sét có trong phối li u ph i thích h p

h n

ƣ c ít hay nhi u quá. N u ít

n kh năn t o hình kém, ngƣ c l i s n ph m m c co

t sét, hồ sẽ kém dẻo, dẫn
nhi u.

B ng 1. 1 Tiêu chu n kỹ thu t c

t sét.

STT Thông số k t uật theo tiêu chuẩn
1

Ngo i quan

2

m

Trắng ph t xám
< 10

3

Sót sàng 45 µm (%)

<4

4

Tỷ tr ng (g/cm2)

1,65

5

Thông số ƣu

n V (0G)

>250

6

Thông số ƣu

n T1 (0G)

<5

7

M t khi nung
m c (kg/cm2)

ƣờn

8

9

< 10
>60

Th y tinh lỏng (%)

< 0.6

1.3.1.2. Cao lanh
Cao lanh là tên chỉ chung nguyên li u
nƣ c, trong

hoán

h nh

o nh t

â

t có ch a nhóm alumosilicat ng m
h t không có tính dẻo nhƣn tron

th c t nguyên li u cao lanh vẫn có tính dẻo (tuy r t ít) do cỡ h t nhỏ từ 5 – 10 µm
và lẫn các lo i khoáng khác. Cao lanh khi m i nh p kho có ch a m n n m u hơ
sẫm h

m

hơ h t ƣ ng m thì cao lanh trở l nhƣ
6


G H :

u ễn hánh ơn

SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang

Cao lanh là s n ph m phong hóa nguyên sinh từ á ốc, quá trình phong hóa
tƣơn t nhƣ

quá tr nh ơ h c và quá trình sinh

t sét bao gồm quá trình hóa h

t sét, cao lanh không bị r a trôi nên h m ƣ ng t p ch t trong cao

h c. Khác v

lanh không nhi u, h t cao lanh có từ m u v n
o

m nh nên giá thành c

nh

o hơn

n trắng ngà, dễ bóp vụn h t nƣ c
t sét. Do h t cao lanh bị phong hóa

t i chỗ n n thƣờng gồ gh , ch a nhi u khuy t t t.
Cao lanh có hàm lƣ ng Al2O3 cao, t o

u ki n xu t hi n khoáng mulite

trong quá trình nung. Khoáng mulite giúp s n ph m
do

ƣờn

cao, hút m th p

h thƣ c h t nhỏ) nên ch t ƣ ng s n ph m tốt hơn
Ngoài ra ph i lo i bỏ sắt trong cao lanh vì t p ch t sắt làm xƣơn

ị ch m

n.

Vai trò c a cao lanh: Cao lanh có vai trò chính là cung c p SiO2 và Al2O3
t o mu t
nh h n

n

n u n

u chính trong công ngh s

t nhƣ

t sét nhƣn

o

ƣ c dùng m t mình do kh năn h t m dễ gây co sau s y, sau nung

gây n t vỡ s n ph m.
B ng 1. 2 Tiêu chu n kỹ thu t c a cao lanh.
STT Thông số kỹ thuật theo tiêu chuẩn
1

Ngo i quan

2

m

Vàng nh t
< 10

3

Sót sàng 45 µm (%)

<8

4

Tỷ tr ng (g/cm2)

1,6

5

Thông số ƣu

n V (0G)

> 250

6

Thông số ƣu

n T1 (0G)

7/17

7

M t khi nung

< 12

8

Th y tinh lỏng (%)

< 0,6

Mụ
m t phần
nhi u

h s dụng cao lanh:
t sét nhằm

t sét sẽ dẫn

có kh năn tăn

n

m tăn tố

o

nh ƣ c thêm vào phối li u
ám hu n

thay th

dày) bởi vì n u phối li u

co l n, n t và bi n d ng khi nung. Ngoài ra cao lanh còn

trắng c a s n ph m nhƣn
7

t sét thì không.


G H :

1.3.2.

u ễn hánh ơn

SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang

Nguyên liệu gầy

1.3.2.1. Tràng th ch
Là h p ch t c a các silicat – alumin không ch
li u cung c p ồng thời SiO2, Al2O3v

nƣ c. Tràng th ch là nguyên

á o t n tr o t

n

o t

n v

trò là ch t ch y trong m c và men (là pha th

t nh s u h nun

o

n

trò quan tr ng quy t ịnh công ngh (nhi t

nung) và nh hƣởng r t l n

v
n tính

ch t kỹ thu t c a gốm s . Tràng th ch ch y càng l p ầy các kho ng trống thì quá
trình k t khối càng tốt.
D a vào thành phần hóa ngueời ta chia Tràng th ch làm ba lo i khác nhau:


Tràng th ch natri Na2O.Al2O3.6SiO2: là lo i ch t ch y tốt nh t cho

ắt ầu nóng ch y ở 1190oC và phân h y thành leucit. Leucit nóng ch y ở

ƣơn

1540oC nên kho ng ch y c a tràng th ch r t r n
tăn

h nh v th

nó cho phép h

nhi t

nh t th

ổi ch m khi nhi t

nung và trong kho ng nung r ng s

ít bị bi n d ng.


Tràng th ch kali K2O.Al2O3.6SiO2: có ph m vi ch y r n hơn

th ch canxi nhƣng nhỏ hơn r n th h n tr
nhi t

tăn


hƣờn

nh t th

r n

ổi nhanh khi

ƣ c s dụng cho men.

Tràng th ch canxi CaO.Al2O3.6SiO2: có ph m vi ch y hẹp nh t nên ít

dùng.
Trong t nhiên, tràng th ch không nằm ở tr ng thái riêng lẻ mà nằm ở d ng
hỗn h p c a ba lo i trên nên nhi t

ch

d o

ng trong kho ng 1120oC 1190oC,

tràng th ch t o pha th y tinh hòa tan các thành phần khác c a phối li u, xúc ti n
quá trình t o thành mulite.
Tràng th ch dùng trong công ngh gốm s ph

m b o thành phần hóa cần

thi t t p ch t sắt nói chung ph i nhỏ (Fe2O3 < 0,2% – 0,3%).

8


G H :

u ễn hánh ơn

SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang

B ng 1. 3 Tiêu chu n kỹ thu t c a Tràng th ch.
STT Thông số k t uật theo tiêu chuẩn
1

Ngo i quan

Trắng, xám

2

H m ƣ ng SiO2 (%)

74,5

3

H m ƣ ng Al2O3(%)

14 – 16

4

H m ƣ ng Fe2O3(%)

<1

5

H m ƣ ng Na2O và K2O (%)

8

6

m (%)

<2

7

Sót sàng 63/150 µm

< 15

8

M t khi nung (1250oC)

<1

9

Thông số ƣu

10

Th y tinh lỏng (%)

n V (oG)

> 280
< 0,35

1.3.2.2. Cát
Khi s dụn
u
ƣơn

át n ƣờ t

u n qu n tâm

n ặc tính bi n ổ th h nh α –

v β – Quac ở 573oC kèm theo s tăn

m th tích r t m nh gây n t vỡ

h nun
D ng khoáng t nh n thƣờn

α – Quac. Dùng trong công ngh gốm s

ở d ng khoáng ổn ịnh (SiO2 > 95%). Có th dùng cát lo i ra từ

cần

t sét và cao lanh

trong quá trình l c r a t p ch t.
Vai trò c a cát: Là nguyên li u gầy khi thêm vào phối li u có tác dụng làm
c ng s n ph m m c, gi m thời gian s y, chống co rút. Cát có nhi t

nóng ch y

cao kho ng 1710oC. Cát dùng trong m c không chỉ có tác dụn tăn

b n ơ

s n ph m mà còn bổ sun

ƣ ng SiO2 Hơn th n a cát còn là thành phần ơ

u chỉnh h số giãn nở nhi t c
s y, co nung v

ƣơn v m n

n u n

h t nƣ c c a m c.

Tiêu chu n kỹ thu t c a cát:


Ngo i quan: d ng h t mịn, h t màu trắng.



m < 5%.



Thành phần h

ơ

n: hàm lƣ ng SiO2 ≥ 99
9

u gầy gi m

a

n
co


G H :

u ễn hánh ơn

SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang

1.3.2.3. Ho t th ch
Công th c c u t o: 3MgO.4SiO2.H2O
Là m t lo i khoáng th ch d ng khối, có màu lục nh t, trắng xám hoặc vàng
ph t nâu. Thành phần hóa ch y u là MgO và SiO2. B t Talc dùng trong men có tác
dụn

u chỉnh h số giãn nở nhi t.
Mặt há n

n

1.3.2.4. S n phẩm

p phần làm gi m nhi t
ư

u

ị lo i ra (samot)

Là ph ph m hƣ nun
or t

gi m s

nung c a s n ph m.

ƣ c nghi n l i, thêm vào phối li u có tác dụng làm

ồng thời t n dụng l i m t phần ph ph m nhằm ti t ki m.

1.3.2.5. Canxi cacbonat (CaCO3)
ƣ c dùng nhi u trong s n xu t m n thƣờn
tinh khi t

áv

ƣ

ƣ v o dƣ i d ng CaCO3

á ph n, dolomit, wolastonit, anortit.

CaO là ch t ổn ịnh m n

m tăn
nhƣ

n t, bong men. Tuy nhiên, CaO l
nên làm men mờ n n h n

h u dày c a l p trung gian, chống
m là hay k t tinh trên b mặt men

ƣ c dùng nhi u quá.

Tính ch t kỹ thu t:


Ngo i quan: d ng b t mịn, màu trắng sáng



m (W): < 0,2%



M t khi nung: 40% ÷ 44%



Thành phần hóa h

ơ

n CaO: 52 – 56%.

1.3.2.6. Bari cacbonat (BaCO3)
hƣờn
và kh năn
BaO v

ƣ v o phối li u
h

cung c p

m tăn

hố ƣ ng riêng

nên làm cho men sáng bóng.

h m ƣ ng trên 0.3% mol làm c ng men và làm gi m kh năn

tinh.
Tiêu chu n kỹ thu t:


Ngo i quan: d ng b t mịn, màu trắng sáng



Thành phần h



M t khi nung: 40 – 44%.

ơ

n BaO: 52 – 56%.

10

t


G H :

u ễn hánh ơn

SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang

1.3.2.7. Kẽm oxit (ZnO)

hƣờng g i là ki m trắng, có nhi t
d n nhƣ

h t tr dung cho các lo m n

ZnO có nhi u tác dụng phụ thu
m tăn

thƣờn

nóng ch y th p, vì v
t nh

tv

ƣ c

h m ƣ ng Al2O3 cao.

v o h m ƣ ng s dụng trong men.

V

ƣ ng nhỏ

án

V

h m ƣ ng r t cao. K t tinh thành nh ng tinh th silicat kẽm riêng bi t.

ch

bóng c

m nv

sáng c a ch t

màu.

Men nhi u kẽm không b n axit.
1.3.3.

Ph liệu

1.3.3.1. STPP (Sodium tripoly phosphate)
ƣ c thêm vào tr c ti p t i khâu nghi n, là ch t tr nghi n.
Khi nguyên li u ƣ c nghi n, trên b mặt h t xu t hi n liên k t hƣ
do h n
h

hu nh hƣ ng k t dính l i v i nhau. Quá trình nghi n ti p tụ

h thƣ c h t không còn nhỏ hơn ƣ c n

lúc này chuy n th nh năn
gi a các h t mịn v

nh u

năn

oh
ho

n

ƣ ng cho quá trình nghi n

ƣ n

phá vỡ nh ng liên k t m

ƣ c hình thành

o

ần thêm m t ch t tr nghi n

n v

tr nhƣ

m t ch t phụ gia ly tán h t, khống ch s ti p xúc c a các h t mịn l i v i nhau, giúp
rút ngắn thời gian nghi n.
STPP cần h n ch s dụng nhi u v
ơ

dụng % nhỏ có tác dụn tăn

m ho ƣơn

ị xốp, r p, gi m

b n

nh t c a men.

1.3.3.2. CMC
D ng b t hoặc d ng h t mịn màu trắng hoặc ngà.
Công dụng: có tác dụn tăn

ƣờng kh năn

ám d nh

a men khi phun và

tỷ tr ng men.
1.3.3.3. Thủy tinh lỏng (Na2SiO3)
Là ch t lỏng sánh, màu sáng trong.
Công dụng: có tác dụn nhƣ h t
Tỷ tr n

≥ 14

n gi i chống kẹo tụ cho hồ ổ rót.

/

11


G H :

u ễn hánh ơn

SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang

1.3.3.4. CaCl2.6H2O
D ng h t mịn, màu tím, s dụng m t ƣ ng nhỏ trong men, n u cho nhi u sẽ
làm men chuy n sang màu ngà.
Công dụng: có tác dụng c i thi n màu trắng c a men.

12


G H :

u ễn hánh ơn

SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang

2 CHƯƠ G 2: QUY TRÌ H CÔ G GHỆ
2.1. S đồ quy trình công nghệ s n xu t sứ vệ sinh

13

G H :

u ễn hánh ơn

SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang

2.2. Thuyết minh quy trình công nghệ
Từ kho nguyên li u chúng ta cân theo số li u tính toán, ki m tra ch t ƣ ng
nguyên li u
ƣ t bằn

t yêu cầu v tính ch t

á h ho nƣ c và ch t

n nhƣ hối ƣ n

u

m

n h n

n gi i vào quá trình nghi n ƣ t (ch t

thƣờng dùng là th y tinh lỏng và xoda Na2SO3). Ti p tục ki m tra n u
th

m

s n

h từ còn n u hƣ

sàng kh từ h n t
m

khi
hƣ

m

n

hu y và , thời gian

m tra các thông số kỹ thu t, n u

th

m

ho n th n m

th

m

s y, còn n u h n

t th

Ti p th o
t

u

t o hình, còn n u

t yêu cầu.
t (ph ph m) thì ta cho qua

t th

m tr l
m

ánh hồ phối li u v

m

n

ph i bụi.
m

nun

u h r

s u

s t h n

m s a ngu i (các s n ph m hƣ hỏng nặn th

thì ta ti p tục nh p ho
ph m

hỏi lò

t

n

m nun v

n n u vẫn h n

t

m nh p kho rồi tiêu thụ.

Còn n u s n ph m sau khi nung có hi n tƣ ng n t hoặc có nh n s

ph m). Các s n ph m sau khi s a ngu

t

m hu y .

phân o i, ki m tra ch t ƣ ng s n ph m (KCS). N u

yêu cầu v tính ch t kỹ thu t th
yêu cầu v kỹ thu t th

t yêu cầu

o n hoàn thi n m c ta ph i ki m tra l i n u

quá tr nh phun m n v s u

m s n ph m

m

n 2 ngày. Sau

ơm v hầm khu y . Còn n u t o h nh

Sau quá trình s y ta ti p tục ki m tr v
nun

kho ng từ 1

o n t o hình này, n u s n ph m h n

o n ánh hồ phối li u v

t yêu cầu

t thì ti p tục quá trình nghi n ƣ t. Sau khi

t thì ti p tục x lý các thông số kỹ thu t ho
Ở

n gi i

m tra, n u

t

m m ph
t yêu cầu

t thì nh p vào kho ph

làm m nh nung (samot) t n dụng cho nh ng lần phối li u sau.

2.3. Tính toán cân bằng vật ch t
2.3.1.

Chọn nguồn nguyên liệu

Nguồn nguyên li u ƣ c ch n: l y từ nhà máy s n xu t s v sinh Thiên
Thanh. Ta ch n nguyên li u d
cao, không có TiO2 và gần v

v o h m ƣ ng Fe2O3 th p

nơ s n xu t.

14

át

tinh khi t


G H :

u ễn hánh ơn

SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang

B ng 2. 1 Thành phần hóa c a nguyên li u (%).
Nguyên li u

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

TiO2

Na2O

MKN

+ K2 O
n

é

63,69

24,93

0,62

0,15

0,36

0,73

2,97

6,55

45,83

38,03

1,84

0,08

0,1

0,03

1,42

12,67

ẵng

66,77

18,69

0,08

0,25

0,08

0

13,62

0,51

Cát Sông Bé

98,76

0,2

0,41

0,17

0,45

0

0

1,01

âm ồng

B ng 2. 2 Thành phần phối li u c a men (Frit – F1) (%).
SiO2

Al2O3 Fe2O3 CaO

59,50 8,50

2.3.2.

0,68

5,50

MgO

K2 O

Na2O B2O3

ZrO2

ZnO

4,22

2,70

7,40

7,00

1,50

4,30

Tính toán phối liệu

2.3.2.1. Phần xư

s n phẩm

Thành phần Fe2O3 nhỏ hơn 1
su t hi n ốm

n

m b o cho s n ph m sau khi nung không

th nh phần h

phần không cao, thành phần dẻo

o

ƣơn n n ƣ ng oxit ki m chi m thành

m b o cho quá trình làm m c, s y và nung.

Trong công ngh s n xu t s v sinh gồm: s , bán s , Fajans. L a ch n thành
phần phối li u là bán s . Vì làm s r t ắt ti n, còn theo thành phần phối li u c a
F j ns
sách thầ

hút m l n hơn 5

h n ph h p cho s n ph m s v sinh. Theo

ỗ Quang Minh – trang 145, t

nhƣ s u:

t sét dẻo: (25 – 28)% khố ƣ ng.
Cao lanh: (25 – 31)% khố ƣ ng.
Cát: (24 – 30)% khố ƣ ng

15