Bài giảng về vật liệu ceramic ( sứ vệ sinh, gạch ốp lát )
1. III. Tấm ốp lát đùn dẻo
1. Gạch chẻ (gạch nem tách)
1.1. Sản phẩm và yêu cầu kỹ thuật
TCVN 7483 2005 Gạch gốm ốp lát đùn dẻo- Yêu cầu kỹ thuật
2. 1.2. Nguyên liệu
1.2.1. Đất sét
Trong sản suất gạch chẻ thường sử dụng đất sét dễ chảy
kết hợp với đất sét khó chảy
3. TCVN 4353 : 1986 Đất sét để sản xuất gạch ngói nung -
Yêu cầu kĩ thuật
• Đất sét dùng để sản xuất gạch đặc và ngói nung là đất sét dễ chảy, có nhiệt độ
nung thích hợp không lớn hơn 1050oC.
Tên chỉ tiêu Mức (%)
Hàm lượng silic dioxyt
(SiO2)
58 ÷ 72
Hàm lượng nhôm oxit
(Al2O3)
10 ÷ 20
Hàm lượng sắt oxit
(Fe2O3)
4 ÷ 10
Hàm lượng tổng các
kiềm thổ quy ra
cacbonat (MgCO3 +
CaCO3) không lớn hơn
6
Tên chỉ tiêu Mức (%)
Lớn hơn 10 Không
cho phép
Từ 2 đến 10 (hạt sỏi sạn),
không lớn hơn
12
Nhỏ hơn 0,005 (hạt sét) 22 ÷ 32
Tên chỉ tiêu Mức (%)
Giới hạn bền khi kéo ở trạng
thái khô không khí, tính
bằng 105 N/m3
2,5 ÷ 8,5
Độ hút nước sau khi nung ở
nhiệt độ thích hợp, tính
bằng %
8 ÷ 18
Giới hạn bền khi nén sau khi
nung ở nhiệt độ thích hợp,
tính bằng 105 N/m3
100 ÷
200
4. 1.2.2. Các nguyên liệu phụ gia
• Các loại phụ gia cải thiện tính chất sấy (samốt, cát, đất sét nung non);
• Các loai phụ gia cải thiện tính chất tạo hình của phối liệu (đất sét có độ dẻo
cao, các chất hoạt tính bề mặt);
• Các loại phụ gia làm tăng độ bền cơ cho sản phẩm (mảnh vỡ thủy tinh,
quặng pyrít, quặng sắt)
• Các loại phụ gia cải thiện màu sắc của sản phẩm, ngăn cản quá trình bạc
màu, làm trung hòa ảnh hưởng của các tạp chất tự nhiên có trong đất sét
(những chất nhuộm màu, thủy tinh lỏng...)
6. e) Tạo hình
• Buồng hút chân không: giảm hàm lượng bọt khí, làm đặc chắc cấu
trúc hơn, giảm nội ứng suất
• Khuyết tật khi tạo hình:
o Vết nứt mộc hình chữ S: do phối liệu chị lực ép ma sát ở các vị trí không
đều nhau → có rãnh bôi trơn
o Vết nứt dạng phân lớp vòng tròn: do nhào trộn phối liệu không kỹ, độ liên
kết kém
7. f) Sấy sản phẩm
Phương thức sấy
• Thời gian sấy tự nhiên: 2 ÷ 20 ngày
• Thời gian sấy nhân tạo: 10 ÷ 30 phút
Sấy tự nhiên
• Ưu điểm: tận dụng năng lượng tự nhiên: mặt
trời, gió; tạo chế độ sấy dịu giai đoạn đầu
• Nhược điểm: thời gian sấy kéo dài, không ổn
định, yêu cầu diện tích sấy lớn, đòi hỏi nhiều
nhân công
8. Sấy nhân tạo
Chất tải nhiệt và nguồn tạo ra
• Không khí nóng từ vùng làm
nguội của lò nung
• Buồng đốt
• Caloriphe
9. g) Nung
Lò nung tunnel sử dụng va gông
• =28 40h, to
max =950 1050oC
• B=24,5 m, H=1,4 1,8m, L=48 180m
Các đường cong nung gạch trong lò tunen
1- Đường cong nhiệt dộ ; 2- Đường cong
chế độ khí động học ; 3- Đường cong độ
dư không khí
11. • Phương pháp đốt
+ Nhiên liệu rắn: d 1mm, rắc than từ trên xuống
+ Nhiên liệu lỏng, khí: chủ yếu vòi đốt bố trí ngang hông lò, có thể bố trí từ trên
nóc xuống để điều chỉnh trường nhiệt
mÆt c¾t e - e
12. 2. Gạch đơn (gạch clanker)
a) Khái niệm, yêu cầu kỹ thuật
• Các sản phẩm gạch đơn có sự kết khối đồng
đều, ở bề mặt vết gãy có cấu trúc đặc chắc
đồng đều (dạng vỏ sò) và nhẵn, không có lỗ
rỗng và vết nứt, khi gõ bằng búa có tiếng vang
trong. Khối lượng thể tích của sản phẩm clinker
khoảng 1900 kg/m3.
• Dùng để lát đường, lát nền nhà công nghiệp; lát
nền móng, lát bệ chân tường hay cột; ốp đường
kênh dẫn, các công trình dọc bờ sông biển, bến
tàu, kè và các công trình khác.
13. TCVN 7483 2005 Gạch gốm ốp lát đùn dẻo- Yêu cầu kỹ thuật Tiêu chuẩn xây dựng TCXD 85:1981 về gạch lát lá dừa
3.1. Gạch phải được nung chín đều, không phân lớp, không phồng
dộp, màu sắc viên gạch trong cùng một lô phải đồng đều, không
được có vết hoen ố ở mặt có rãnh.
3.2. Viên gạch phải vuông thành, sắc cạnh. Sai lệch cho phép theo
hình dạng bên ngoài của viên gạch như sau:
a) Độ cong vênh trên mặt có rãnh không lớn hơn 1mm, trên mặt
cạnh không lớn hơn 2mm.
b) Trên các góc và mặt của cạnh có rãnh không được có hai chỗ sứt
hay cùn, mỗi chỗ không dài quá 5mm, không sâu quá 3mm.
c) Trên các mặt của viên gạch không được có quá 2 vết nứt. Chiều
rộng của mỗi vết không quá 0,5mm chiều dài mỗi vết không được
quá nửa kích thước của cạnh chạy song song với vết nứt.
3.3. Khi dùng búa sắt gõ nhe, gạch phải có tiếng kêu trong và chắc.
3.4. Tuỳ theo các chỉ tiêu về độ hút nước và độ hao mòn khối lượng
do ma sát, gạch lát lá dừa được chia ra làm ba loại theo bảng dưới.
3.5. Không cho phép có lẫn hạt vôi trong viên gạch
Chỉ tiêu Gạch lát lá dừa
Loại I Loại II Loại III
Độ hút nước % Không lớn hơn 1 Không lớn hơn 7 Không lớn hơn 10
Độ hao mòn khối
lượng do ma sát
(g/cm2)
Không lớn hơn 0,1 Không lớn hơn 0,2 Không lớn hơn 0,4
14. 2. Nguyên vật liệu
2.1. Đất sét
• Kết hợp giữa đất sét dễ chảy và khó chảy, chịu lửa (có hàm lượng Al2O3 sau
khi nung là 18 - 33%). Đất sét dễ chảy có thể chiếm tới 30%. Môđun silic
(Al2O3/SiO2) của đất sét - từ 3- 5; A1203 =15-25%, Fe203 6 ÷ 8%; CaO 7 ÷
8%.
• Loại đất sét tốt là đất sét phân tán mịn với hàm lượng cỡ hạt sét 25 - 85%.
Hàm lượng cát 15%. Sự có mặt của cát sẽ làm cho sản phẩm tăng tính
giòn và độ rỗng xốp. Đất sét cần có độ dẻo trung bình. Lượng nước nhào
trộn từ 18 - 25%, độ co không khí 6 ÷ 9%, nhiệt độ kết khối của đất sét
1100 - 1300°C, còn khoảng kết khối 70°C
15. 2.2. Phụ gia
• Phụ gia gầy: samốt, các mảnh vỡ của tấm đã nung (đến 30%) hoặc cát thạch anh
sạch, phế thải thạch anh của quá trình làm giàu cao lanh
• Chất trợ dung: nhêphêlin- xiennhít (đến 15%), peclít và các chất khác. Peclít giúp
cho quá trình tạo mulít của tấm lát tốt hơn so với các chất trợ dung khác, nó tạo ra
pha lỏng có độ nhớt cao hơn, làm tăng khoảng nung. Trường thạch, pecmatit và tan
ít gây ảnh hưởng đến thành phần pha của tấm lát khi nung nhanh trong các lò con
lăn.
• Khi chế tạo tấm lát có màu tự nhiên từ nguyên liệu đất sét (màu kem, màu đỏ, mầu trắng
và các màu khác) không cần đưa các chất phụ gia nhuộm màu vào phối liệu tấm lát, còn
trường hợp cần tạo màu khác thì cho thêm các chất tạo màu: quặng crôm, quặng
măngan, ôxyt sắt, ôxyt kẽm, ôxyt côban... Để tạo ra màu đều và tinh khiết, cho thêm
5÷7% thủy tinh natri vào thành phần tấm lát nung trong lò thanh lăn
• Tùy theo yêu cầu, gạch ốp lát có thể có tráng men, phụ chống dính với con lăn, phụ
gia chống thấm
16. 3. Quá trình sản xuất
Chuẩn bị nguyên vật liệu trong sản xuất sản phẩm clanhke có thể thực
hiện theo công nghệ sử dụng trong sản xuất gạch và đá gốm bằng
phương pháp ướt, dẻo và bán khô
• Phương pháp dẻo với nguyên liệu sét tinh khiết và có độ dẻo cao, không cần
sử dụng phụ gia hoặc là lượng, phụ gia trợ dung và chất tạo mẫu đưa vào rất
ít.
• Phương pháp hồ: sử dụng nhiều cấu tử trong phối liệu, nhằm đảm bảo nhận
được phối có độ đồng nhất cao về thành phần.
• Phương pháp bán khô: sử dụng một loại đất sét có màu tự nhiên không cần
bất kì loại phụ gia nào hoặc đối với phối liệu nhiều cấu tử
17. Kho đất sét
Sơ đồ I (từ một loại đất sét)
Sơ đồ II (Khi phối liệu có nhiều cấu tử)
18. Sơ đổ công nghệ
(chuẩn bị phối liệu theo phương pháp bán khô
tạo hình theo phương pháp dẻo)
19.
20. Sơ đổ công nghệ (tạo hình theo phương pháp dẻo)
Sấy bằng lò tunnel/ con lăn
tsấy=24h, to
ra=140 ÷ 180°C
tnung= 37h, to
max=1180-1250oC
170 kg nhiên liệu chuẩn/1000 viên
22. 1. Các loại sản phẩm và yêu cầu kỹ thuật
Thiết bị vệ sinh: chậu xí, chậu tiệu, chậu rửa mặt, bồn tắm… chế tạo
từ phối liệu sành, bán sứ, sứ
23. Khuyết tật Mức cho phép
Tên khuyết tật Đặc điểm BMLV BMC BMK
Các khuyết tật về men
Bọt khí, châm kim,
rộp men, sôi men
Không cho phép Không cho phép -
Co men, bỏ men,
bong men
Không cho phép Không cho phép -
Gợn sóng, mỏng
men
S ≤ 1 000 mm2 Không cho phép ≤ 2 vết -
Sứt, trầy sước Không cho phép 1 vết dài ≤ 20 mm (trừ bề mặt vanh)
Các khuyết tật về màu
Lẫn màu Ø ≤ 0,3 mm 1 vết/2500 mm2, tổng
số không quá 2 vết
1 vết/2500 mm2, tổng
số không quá 2 vết
-
0,3mm < Ø ≤ 0,7mm Không cho phép 1 vết -
Lệch màu Không lệch màu so với màu thiết kế
Bay màu, mất màu,
loang màu
Không cho phép Không cho phép -
Các khuyết tật về xương
Rạn xương Chiều rộng ≤ 0,2 mm Không cho phép Không cho phép ≤ 2 vết
Các khuyết tật về hình dạng và kích thước
Biến dạng (Độ vênh) Độ vênh tại chân ≤ 3 mm
Lỗ bắt két, bắt nắp Vừa dưỡng hoặc xử lý được nếu không vừa dưỡng
Tắc lỗ vanh bệt
Tắc ống dẫn trên thân
bệt
Không có hoặc xử lý được nếu có
Sai lệch kích thước Mọi chiều tại mặt trên ± 2 %
Lỗ cấp nước của bệ xí ± 5 %
TCVN 6073-2005 Các khuyết tật ngoại quan và sai lệch kích thước cho phép trên bề mặt sản phẩm xí bệt
24. Khuyết tật Mức cho phép
Tên khuyết tật Đặc điểm BMLV BMC BMK
Các khuyết tật về men
Bọt khí, châm kim,
rộp men, sôi men
Không cho phép Không cho phép -
Co men, bỏ men,
bong men
Không cho phép Không cho phép -
Gợn sóng, mỏng
men
S ≤ 1 000 mm2 Không cho phép ≤ 3 vết -
Sứt, trầy xước Không cho phép Không cho phép 1 vết dài ≤ 10 mm,
sâu ≤ 1 mm
Các khuyết tật về màu
Lẫn màu Ø ≤ 0,3 mm 1 vết/2500 mm2, tổng
số không quá 2 vết
1 vết/2500 mm2, tổng
số không quá 2 vết
-
0,3 mm < Ø ≤ 1 mm Không cho phép 1 vết -
Lệch màu Không lệch màu so với màu thiết kế
Bay màu, mất màu,
loang màu
Không cho phép Không cho phép -
Các khuyết tật về xương
Rạn xương Chiều rộng ≤ 0,2 mm Không cho phép Không cho phép ≤ 2 vết
Các khuyết tật về hình dạng và kích thước
Biến dạng (Độ vênh)Lỗ bắt vòi Vừa dưỡng hoặc xử lý được nếu không vừa dưỡng
Bề mặt tiếp xúc giữa
tường so với bề mặt
thẳng đứng
≤ 3 mm
Sai lệch kích thước Mọi chiều tại mặt
trên
± 2 %
Lỗ xả ≤ 5 %
Các khuyết tật ngoại quan và sai lệch kích thước cho phép trên bề mặt chậu rửa
25. Tên chỉ tiêu Mức
1. Độ hút nước, %, không lớn hơn 0,5
2. Độ bền nhiệt Đạt yêu cầu
3. Độ bền hóa của men Đạt yêu cầu
4. Độ bền rạn men Đạt yêu cầu
5. Độ cứng bề mặt men, thang Mohs,
không nhỏ hơn
6
6. Độ thấm mực, mm, không lớn hơn 1
7. Khả năng chịu tải của sản phẩm, kN,
không nhỏ hơn
- Bệ xí
- Chậu rửa
3,00
1,50
Các chỉ tiêu cơ, lý của sản phẩm thiết bị vệ sinh
26. 2. Nguyên vật liệu
Nguyên liệu chế tạo thiết bị vệ sinh:
• Nguyên liệu dẻo: đất sét, cao lanh trắng chịu lửa
• Các chất trợ dung, phụ gia gầy: cát quắc, felspat, pecmatit,
đolomit xương sản phẩm
27. TCVN 6300:1997 Nguyên liệu để sản xuất sản phẩm gốm xây dựng - đất sét - yêu cầu kỹ
thuật
Tên chỉ tiêu Mức
Hàm lượng silic dioxit (SiO2) Từ 50 đến 70
Hàm lượng nhôm oxit (Al2O3), không nhỏ hơn… 19,0
Hàm lượng sắt oxit (Fe2O3),
- Để sản xuất thiết bị vệ sinh, không lớn hơn… 2,0
- Để sản xuất gạch ốp lát loại xương trắng, không lớn hơn… 5,0
Hàm lượng lưu huỳnh oxit (SO3), không lớn hơn 0,5
Cỡ hạt (mm) Mức (%)
1. Lớn hơn 2 (hạt sỏi sạn) Không cho phép
2. Nhỏ hơn 0.005 (hạt sét) Từ 40 đến 70
Tên chỉ tiêu Mức
1. Độ hút nước sau khi nung ở 1200oC từ 2 đến 5
2. Độ co
- khi sấy ở 105 - 110oC từ 5,5 đến 7,0
- khi nung ở 1200oC từ 7,0 đến 10,0
3. Độ dẻo (chỉ số dẻo), không nhỏ hơn 12,0
28. TCVN 6301:1997 Nguyên liệu để sản xuất sản phẩm gốm xây dựng - cao lanh lọc - yêu cầu kĩ thuật
Tên chỉ tiêu
Mức, %
Loại 1 Loại 2
1. Hàm lượng silic dioxit (SiO2), không lớn hơn 51 53
2. Hàm lượng nhôm oxit (Al2O3), không lớn hơn 33 30
3. Hàm lượng sắt oxit (Fe2O3), không lớn hơn 1,0 1,7
4. Hàm lượng titan oxit (TiO2), không lớn hơn 10 1,4
5. Hàm lượng canxi oxit (CaO), không lớn hơn 0,7 0,9
Tên chỉ tiêu
Mức, %
Loại 1 Loại 2
1. Thành phần cỡ hạt:
- Lớn hơn 0,2mm
Không cho
phép
Không cho
phép
- Từ 0,2 đến 0,1mm, không lớn hơn 7 10
- Nhỏ hơn 0,05mm, không nhỏ hơn 60 50
2. Độ co
- Khi sấy ở 110oC, không nhỏ hơn 2 2
- Khi nung ở 1200oC, không lớn hơn 2 8
Chú thích: Cao lanh lọc loại 1 nên dùng để sản xuất sản phẩm thiết bị vệ
sinh; cao lanh lọc loại 2 dùng để sản xuất sản phẩm gạch ốp lát.
29. TCVN 6598:2000 Nguyên liệu sản xuất sản phẩm gốm xây dựng - Trường thạch
Tên chỉ tiêu
Mức
Cho men Cho xương
1. Hàm lượng silic dioxit (SiO2), %, không lớn hơn 70 75
2. Hàm lượng nhôm oxit (Al2O3), %, không nhỏ hơn 16 14
3. Tổng hàm lượng kiềm oxit (K2O + Na2O), %, không nhỏ hơn 10 7
4. Hàm lượng sắt oxit (Fe2O3), %, không lớn hơn 0,3 0,5
5. Hàm lượng titan oxit (TiO2), %, không lớn hơn 0,02 -
6. Hàm lượng mất khi nung (MKN), %, không lớn hơn 0,5
7. Độ mịn, tính bằng phần trăm lượng còn lại trên sàng, không lớn hơn, 0 -
- sàng 0,5 mm - 0
- sàng 1 mm
8. Nhiệt độ chảy lỏng hoàn toàn, oC, không lớn hơn
Hỗn hợp chảy lỏng:
1220 -
- Ngoại quan Không có vết -
- Màu sắc Màu trắng -
Chú thích - Tỉ lệ hàm lượng K2O/Na2O quy định theo yêu cầu của khách hàng
30. 3. Thành phần phối liệu
• Phối liệu có 3 loại: sành (1200-1250oC), bán sứ (1280-1320oC), sứ
(1320-1380oC)
• Yêu cầu đối với phối liệu cần đảm bảo
- Tính chất hồ đúc rót
- Khả năng tách khuôn: sành 9-11%, bán sứ 10-12%, sứ 12-14%
- Mộc có độ bền cao
- Tính chất cơ lý của sản phẩm
- Hệ số giản nở nhiệt phải tương ứng với men
31. • Khi tăng hàm lượng các vật liệu gày trong phối liệu, tính chất lọc của hồ tăng, còn khi
tăng độ phân tán của vật liệu dẻo (bao gổm các cỡ hạt có kích thước nhỏ hơn 0,5µm) thì
tính chất lọc của hồ giảm, thời gian bám khuôn và tháo khuôn của xương mộc tăng.
• Tăng hàm lượng các chất làm gầy, thì độ bền của sản phẩm mộc đúc rót giảm, khả năng
hình thành các vết nứt khi tháo khuôn tăng và khả năng bị biến dạng (bị xệ xuống) sau khi
lấy ra khỏi khuôn cũng tăng lên.
• Tăng chất điện giải làm cho sản phẩm mộc bị giòn và làm xấu tính chất đúc rót của hồ khi
gia công nó (xuất hiện các điểm thừa).
• Tăng độ ẩm của hồ tương ứng giảm lượng chất điện giải thì độ dẻo và tính chất đổ rót
của hồ sẽ tăng.
Vật liệu
Đúc rót trên
băng chuyền
Đúc rót trên bệ
Đất sét (tính theo vật chất sét) 19 ÷ 22 22 ÷ 26
Cao lanh (tính theo vật chất sét) 19 ÷ 30 30 ÷ 31
Cát quắc 28 ÷ 32 28 ÷ 32
Fenspát 12 ÷14 10 ÷ 12
Mảnh vỡ xương 11 ÷ 15 5 ÷ 10
32. 4. Chuẩn bị phối liệu
• Hồ chuẩn bị cần đảm bảo tính chất đúc rót
• Có hai phương pháp: ép lọc và không ép lọc với quá trình nghiền
chung hay riêng các cấu tử
Chỉ tiêu
Sành
Bán sứ Sứ
Thường Samốt
Lượng sót trên sàng 1000
lỗ/cm2,%
8 ÷ 14 - 5 ÷8 1,8 ÷ 2,2
Độ ấm, %
29 ÷ 30 27 ÷ 28 30 ÷ 32,5
Vận tốc chảy, sau: 30 giây 12 - 15 10 ÷ 12 12 ÷ 15 6 ÷ 14
30 phút 26 ÷ 28 17 ÷ 22 23 44 28 15 ÷ 40
Mật độ hồ, g/cm3 1,76 1,74 ÷ 2,76 1,76 1,76
Hệ số độ sáng 2 ÷ 2,5 3,4 ÷ 3,7 2 ÷ 2,5 2,0 ÷ 3,5
Độ bám khuôn của xương
mộc sau 2 giờ, mm 7,5 ÷ 8
-
6 ÷9 8,0 ÷ 9,5.
33. a) Phương pháp không ép lọc
• Nạp liệu lần 1: cát quắc, felspat/ pecmatit, xô đa, mảnh vỡ sản phẩm và 20% đất
sét
• Nạp liệu lần 2: 80% đất sét và 60% thủy tinh lỏng
• Tỷ lệ vật liệu/ bi nghiền= 1-1,3; nghiền sót sàng 10000 lỗ/ cm2 là 1,8-2,2%
• Cao lanh đưa trực tiếp vào bể khuấy chung cùng với 40% thủy tinh lỏng
• Cao lanh làm giàu trước bằng phương pháp khô/ ướt. Khi làm giàu theo phương
pháp ướt, cao lanh hút lượng lớn canxi (trong chất làm keo tụ) làm giảm độ linh
động của hồ → cần cho thêm chất điện giải kiềm. Chú ý cần định lượng chính xác
để tránh xuất hiện vết rạn nhỏ
• Nếu sử dụng chất keo tụ Poly acrilamit thì cần thêm một ít sữa vôi để đảm bảo
tính đúc rót
• Hồ cần giữ trong bể khuấy 2-3 ngày làm quá trình hydrat hóa hoàn toàn hơn,
giảm độ keo tự của hồ, tăng sự phân tán của đất sét và tăng quá trình trao đổi ion
36. b) Phương pháp ép lọc
• Nghiền đồng thời tất các cấu tử của phối liệu trong máy nghiền bi theo phương
pháp ướt
• Nạp liệu lần 1: cát quắc, felspat/ pecmatit, mảnh vỡ và 3-5% đất sét; hệ số chất
tải 75-90%. Tỷ lệ vật liệu: bi: nước= 0.9: 1 : 0,3, tnghiền= 4-5 giờ, độ mịn sót sàng
6400 lỗ/ cm2 không lớn hơn 18,5%
• Nạp liệu lần 2: đất sét, cao lanh và nước tới W=60%, tnghiền= 30-45 phút
• Hồ qua sàng rung, khử từ rồi đưa vào bể khuấy chân vịt
• Ép lọc đến W=21-22%, sau đó đưa cùng nước và chất điện giải vào máy trộn
ngang/ máy nghiền bi đánh tan
• Phương pháp ép lọc đảm bảo chất lượng của hồ cao hơn nhưng phức tạp
37. 5. Thành phần men và men sành
• Men phải có độ bền hóa học và độ cứng ≥ 6 theo thang Mohs. Các loại men tráng
và men mẩu, men trong suốt và men đục được sử dụng.
• Tính chất của huyền phù men được điều chỉnh bằng cách cho thêm các chất keo
tụ (cloruanatri, axit clohyđric và các chất khác) hoặc các chất pha loãng (thủy tinh
lỏng, xôđa). Đất sét và cao lanh cho thêm vào sẽ làm giảm sự phân lớp của huyên
phù men.
• Người ta sử dụng các men nguyên liệu, men frit, và bán frit.
• Các men nguyên liệu và men trường thạch không frit được sử dụng để tráng các
sản phẩm từ phối liệu sứ và bán sứ. Các men frit để tráng các sản phẩm từ phổi
liệu sành. Men sành được sử dụng để phủ các sản phẩm kích thước lớn từ phối
liệu sành samốt hoặc để phủ xương sản phẩm có màu không theo ý muốn nếu
cẩn thiết.
39. 6. Chuẩn bị men và men sành
• Chế tạo men bằng cách nghiền đồng thời tất cả các cấu tử trong máy nghiền bi
theo tỉ lệ vật liệu và bi nghiền là 1 : 1 ÷ 12. Thời gian nghiền 7 ÷ 7,5 giờ. Mức độ
nghiền mịn của men được xác định bằng lượng sót trên sàng 10.000 lỗ/cm2
không lớn hơn 0,05 + 0,3%.
• Sự phân bố chất màu trong huyền phù men cẩn phải đồng đều. Số lượng chất
mẩu đưa vào 8 ÷ 12% (ngoài 100% lượng men tính theo vật chất khô). Trước khi
đưa đi tráng men, men cần được kiểm tra trên các mẫu nung thử và các chỉ tiêu
khác, tiến hành hiệu chỉnh bằng cách cho thêm nước tùy thuộc vào dạng sản
phẩm và phương pháp tráng men.
• Trước khi đem đi tráng lớp men sành, tiến hành hiệu chình độ ẩm của men sành
bằng cách pha thêm keo hữu cơ và các chất keo khác, cho phép làm tốt hơn sự
liên kết của men sành với bể mặt sản phẩm.
40. 7. Tạo hình sản phẩm
• Tạo hình sản phẩm chủ yếu bằng phương pháp đúc rót hồ trong khuôn thạch cao
• Phương pháp ép thủy tĩnh sản phẩm
• Tạo hình theo phương pháp dẻo nhưng ít dùng hơn
41. 7.1. Phương pháp đúc rót hồ
7.1.1. Cơ sở lý thuyết
• Cơ sở của phương pháp: (1) khả năng của đất sét
tạo ra các huyền phù ổn định trong môi trường
phân tán; (2) các tính chất lưu biến của hồ; (3)
quá trình hấp thụ các hạt của pha phân tán bởi
các ống mao dẫn của khuôn thạch cao để hình
thành trên bề mặt khuôn lớp xương mộc.
a, Vận tốc bám khuôn
• Vận tốc hút nước của hồ bởi khuôn thạch cao (độ thẩm
thấu của khuôn thạch cao 2,5.10 ÷ 5,0.1011 lít/cm2)
• thành phần hạt của pha rắn, vào tỉ lệ giữa pha rắn và
pha lỏng
• Vận tốc khuyếch tán của hồ và nước qua lớp xương
mộc mới được tạo ra (độ thẩm thấu của lớp xương
mộc (2 ÷ 3). 1011 lít/cm2.
Sự phụ thuộc của vận tốc bám khuôn tạo
thành xương mộc vào giá trị trung bình của các lỗ
xốp (1) và vào dộ xốp của khuôn thạch cao (2).
42. • Vận tốc hút nước do độ rỗng của khuôn cần ≥ vận tốc trầm lắng của pha
rắn tới bề mặt khuôn.
▪ Khi vận tốc hút nước của khuôn quá lớn, ở lớp bề mặt bên ngoài sản phẩm đúc rót
hình thành lớp xương chặt hơn do đó dẫn tới sự xuất hiện ứng suất dư bên trong, có
khả năng làm lớp xương mộc mới hình thành tách khỏi thành khuôn và dễ gây ra vết
nứt.
▪ Khi vận tốc hút nước thấp, nước sẽ tích tụ lại trên lớp bề mặt của khuôn, do đó gây
xoi mòn khuôn và dính bám sản phẩm vào khuôn. Vận tốc bám khuôn tạo thành sản
phẩm khoảng 0,00134 ÷ 0,00163 gam/cm2 giây, đối với phối liệu bán sứ.
b, Vận tốc bám khuôn
▪ Vận tốc bám khuôn tạo xương mộc sẽ tăng nếu độ xốp của khuôn thạch cao tăng và
sẽ giảm chủ yếu là do lực cản của lớp mộc mối bám khuôn vừa được tạo ra trên bề
mặt khuôn.
▪ Lực cản của khuôn thạch cao không đáng kể đối với áp suất mao dẫn. Độ xốp (42 ÷
47%) và kích thước trung bình của lỗ xốp (0,38 ± 0,01)mm ở trong xương mộc mới
hình thành không phụ thuộc vào cấu trúc của khuôn thạch cao.
43. • Cường độ của quá trình bám khuôn tạo xương mộc và chất
lượng của sản phẩm đúc rót cũng như của hồ đúc rót phụ
thuộc vào nhiệt độ của hồ, hàm lượng không khí trong hồ,
số lượng và thành phần các chất điện giải
• Đốt nóng khuôn đến 60°C thì vận tốc bám khuôn của hồ để
tạo xương mộc tăng lên đến hai lần. Nhiệt độ tối ưu của hồ
sứ thông thường là 40 ÷ 45°c, còn của hồ samốt là 50 ÷
65°c. Với việc tăng nhiệt độ của hồ thì độ co không khí của
sản phẩm càng lớn.
• Chân không hóa đối với hồ cho khả năng tách không khi (2 ÷
2,5% theo thể tỉch) ra khỏi hồ. Quá trình chân không hóa hồ
được thực hiện ở áp suất 40 ÷ 61,3 KPa.
• Không khí tồn tại trong hồ do: pha rắn hấp phụ và các vùng
kị nước của pha rắn giữ lại (lượng không khí phần tán rất
nhỏ), không khí bị xâm thực cơ học khi chuẩn bị và khuấy
trộn (lượng không khí phân tán rất lớn), lượng không khi
hòa tan trong pha lỏng
Sơ đồ thiết bị để
chân không hóa hồ đúc rót
44. 7.1.2. Phương pháp đúc rót hồ đầy
• Tạo hình đúc rót các chậu vệ sinh dạng đĩa, các chậu vệ sinh kiểu "Compac" và các sản
phẩm đặc khác có chiều dày thành lớn, các sản phẩm làm từ phối liệu sành samốt có
chiều dày thành đến 25 ÷45mm (bổn tắm, chậu rửa và các chi tiết khác)
• Lắp ghép các khuôn và kẹp chặt bằng đai kẹp, các đưòng ranh giới của khuôn ghép được
xoa bột nhẵn. Nhiệt độ cửa hồ trước khi rót vào khuôn là 25 ± 3°C. Rót hồ vào khuôn qua
ống dẫn mềm và hướng dòng hồ theo thành phễu. Việc rót hồ được thực hiện một lần
với thời gian 1,5 ÷ 2 phút. Đầu tiên người ta rót hồ vào khuôn, để chừa lại 10 ÷ 20mm
cho không khí tự đo thoát ra ngoài. Sau 10 ÷ 15 phút, đổ đầy phần còn lại.
• Sau 1 ÷ 3 giờ từ lúc thành của xương mộc được tạo thành trong khuôn với chiều dày yêu
cẩu. Hớt hết phần hồ thừa ra ngoài. Sản phẩm được giữ trong khuôn 7 ÷ 16 giờ để mộc
đủ cứng, sau đó lấy ra khỏi khuôn, sửa sơ bộ và gắn các phần đúc riêng biệt - đáy vào
thân (chậu vệ sinh). Tháo khuôn khi sản phẩm có độ ẩm 20 ÷ 22,5%.
• Các khuôn thạch cao sau 5 ÷7 lần đổ rót được đưa đi sấy để giảm độ ẩm xuống 5 ÷ 6%.
Tuổi thọ của khuôn thạch cao là 30 ÷ 40 lần quay vòng đổ rớt. Chất lượng của sản phẩm
mộc đúc rót sẽ tăng nếu hình dáng của nó đơn giản và số lượng chi tiết ít.
• Nhược điểm: phải chế tạo các khuôn tháo lắp được và có hình dáng phức tạp.
45. 7.1.3. Phương pháp đúc rót hồ thừa
• Phương pháp đúc rót hồ thừa được sử dụng để chế tạo sản phẩm trên băng
chuyền và để tạo hình các sản phẩm thành mỏng
• Các khuôn đã được rót đầy hồ, giữ yên từ 1-3 giờ, đến khi việc bám khuôn tạo
nên xương mộc, có chiều dày của thành xương mộc trong khuôn theo yêu cẩu (9
÷ 11 mm).
• Thời gian bám khuôn tạo chiều dày thành xương mộc phụ thuộc vào thành phần
phối liệu, chất lượng hồ, độ ẩm của khuôn thạch cao, nhiệt độ trong phân xưởng.
• Sau khi bám khuôn, chiều dày thành xương mộc đã đạt được theo yêu cầu, phấn
hồ thừa được rót ra và cho vào bể chứa sạch. Sản phẩm được giữ trong khuôn 6÷
16 giờ để tăng độ bền và giảm độ ẩm xuống đến 22 ÷ 24%, sau đó tháo ra khỏi
khuôn và làm sạch bằng miếng mút ướt.
• Thành của xương mộc được tạo ra từ một phía, do đó phương pháp này đơn giản
hơn cả, nhưng có nhược điểm là không đảm bảo chiểu dày đồng đều của thành
xương mộc.
46. 7.1.3. Phương pháp liên hợp
• Dùng để tạo hình các chậu rửa mặt, các loại chậu tiểu và các loại sản phẩm khác.
• Một phần của sản phẩm được tạo hình bằng phương pháp đúc rót đầy, một số
các chi tiết được tạo hình bằng phương pháp đúc rót hồ thừa. Các phần riêng biệt
được ghép lại với nhau khi sửa và hợp nhất sản phẩm khi hoàn thiện.
• Các sản phẩm tạo hình được tháo ra khỏi khuôn thạch cao sẽ được tiến hành sửa
chữa lần đầu: cắt các phần thừa do ghép khuôn, gia công bể mặt và lỗ, gắn các chi
tiết riêng biệt thêm của phần khuôn, tạo ren (trong các chậu vệ sinh) và các việc
khác.
• Sản phẩm được đặt trên các giàn chứa hoặc đem vào các phòng chuyên dùng và
băng chuyền con lăn để sấy hong sơ bộ (đến độ ẩm 14 ÷ 18%), sau đó sản phẩm
mộc được sửa chữa lẩn hai và đem sấy hay là hong phơi phụ để giảm độ ẩm
xuống còn 12 ÷ 14%.
• Thời gian hong phơi các chậu vệ sinh loại sứ trên băng chuyền con lăn từ 3,5 ÷ 4
giờ, khi nhiệt độ chất tải nhiệt 38 ÷ 42°C, còn các chậu rửa mặt được hong phơi
trên mônôray (băng chuyền một ray) ở nhiệt độ 25 ± 3°C trong thời gian 24 giờ.
47. Sơ đồ thiết bị để đúc rót chậu vệ sinh
dưới áp lực và dổ rót chân không
1- Kích đáy thủy lực trên 7- Kích đẩy thủy lực dưới
2- Ca cấu năng hạ thủy lục 8- Bàng chuyên hong sấy.
3- Cơ cấu tháo hồ thừa 9- Cơ cấu năng hạ bàng khí nén.
4- Các buồng. 10- Mônôray đề thu dọn phế liệu.
5- Cơ cáu đúc rót hồ 11- Cơ cấu thảo sản phẩm
6- Xe tời 12- Băng chuyền quay vòng phễu và chốt định vị
Sơ đồ băng chuyền đúc rót - hong sấy CM-462A
48. 7.2. Phương pháp ép thủy tĩnh
• Sử dụng phối liệu có thành phần giống phối liệu dùng đúc rót để chế tạo bột phối
liệu trong thiết bị sấy phun W= 8 ÷ 12%.
• Ép sản phẩm trong khuôn kim loại có vỏ (màng) cao su được bôi trơn khuôn bằng
hỗn hợp dầu paraphin theo tỉ lệ 4 : 1
• Áp lực ép (16 ÷ 22 MPa) truyền lên vật liệu qua khuôn đàn hồi sẽ tạo ra lực ép
đồng đều trên toàn bộ bề mặt của vật liệu ép, đảm bảo làm chặt đồng đều vật
liệu ép, cho khả năng nhận được sản phẩm có độ co ngót và mật độ đồng đều,
không có vết nứt, không tạo ra ứng suất dư và không có hiện tượng phân lớp
• Sản phẩm chế tạo bằng phương pháp ép thủy tỉnh có W thấp hơn hai lần, cùng
độ bền cơ học, có o lớn hơn một chút, không bị co khi sấy, nhưng có Hp nhỏ hơn
49. 7.3. Các khuyết tật của quá trình đúc rót sản phẩm
• Các vết đúc rót: xuất hiện ở các vị trí nơi các dòng tia hồ dọi vào thành khuôn thạch cao, do: áp
lực đưa hồ vào khuôn và độ lưu động của hồ quá cao, chiều cao rót hồ vào khuôn lớn, độ ẩm của
khuôn thạch cao thấp, hàm lượng các vật liệu đất sét và fenspat trong hồ phối liệu quá cao
Ngoài ra sự có mặt các tạp chất mica, chất mùn và các chất điện giải với lượng dùng lớn, cũng như
dùng hồ có độ nhớt quá cao cũng có thể hình thành các vết đốm đúc rót. Tại các vết đúc rốt
thường thấy được sự phân lớp của xương sản phẩm
• Lỗ thông hai và bọt khí: có thể hình thành do khi đổ rót hồ vào khuôn quá nhanh, do sự cuốn bọt
không khí khi khuấy trộn hồ mạnh trong máy khuấy cũng như khi bơm màng làm việc không bình
thường; do không có sự chân không hốa hồ trước khi đúc rót. Cẩn phải loại trừ khả năng lọt
không khí vào các van, vòi, ống ; còn các dòng tia hồ cần phải ngắn và rộng bằng cách sử dụng các
đầu phun hình nón chuyên dùng. Áp lực của các dòng tia hồ không vượt quá 0,015 MPa
Khi độ lưu động (độ sánh) của hồ không đạt yêu cầu dẫn tới hồ không điền đầy khuôn gây phế phẩm,
đúc rót không đúng quy định, độ xốp của khuôn không đều, cũng như ở tại các vị trí cổ sự co thắt của
khuôn, thì trên sản phẩm mộc có thể xuất hiện các vạch.
50. • Cấu trúc không đồng nhất: xuất hiện khi sử dụng hồ quá keo tụ, hàm lượng nước trong hồ quá
cao làm mật độ của xương mộc không đồng đều. Lượng không khí và bọt khí cuốn vào trong hồ
tạo nên các lỗ rỗng xốp trong xương của sản phẩm.
• Không đồng đều theo chiều dày: xuất hiện do rót phần hồ thừa ra khỏi khuôn quá chậm, hoặc do
chế tạo và lắp ráp khuôn không đúng quy cách khi đúc rót đầy. Việc sử dụng hồ có xu hướng đóng
sánh khi có tác động cơ học cao cũng làm cho xương mộc đặc chặt lại và gây biến dạng sản phẩm.
Những nguyên nhân này có thể gây ra các vết chảy ở mặt trong xương mộc (sự láng). Nếu đổ
khuôn thạch cao và sử dụng khuôn không đúng quy định có thể làm bẩn xương mộc bởi những
hạt thạch cao tróc ra lẫn vào, làm bề mặt sản phẩm sau khi nung xuất hiện các vết chảy
• Biến dạng sản phẩm do: không đạt được độ bền, độ cứng của xương mộc thấp; đổ hồ thừa trong
khuôn ra sớm trước thời gian; không đảm bảo thành phần phối liệu đã cho, độ ẩm của hồ quá
cao; lấy sản phẩm ra khỏi khuôn quá sớm.
• Vết nứt: xuất hiện khi đổ rót hồ vào khuôn gián đoạn, đổ rót trong các khuôn quá ẩm hay quá khô,
do bọt khí có mặt trong giai đoạn đầu sử dụng khuôn thạch cao mới và do sử dụng hồ chưa chuẩn
bị kĩ. Phối liệu giàu ôxýt nhôm và được nghiền quá mịn cũng rất dễ bị nứt khi sấy và nung; hoặc
không đảm bảo độ dẻo cần thiết. Độ co không khí của thành sản phẩm ở các vị trí chuyển tiếp đột
ngột từ chiều dày này sang chiều dày khác quá chênh lệch nhau cũng gây nứt.
Sau khi sấy có thể xuất hiện sự tróc men do độ co không khí không đồng đều của phối liệu xương
và men, do lượng phụ gia dẻo không đủ hoặc là men nghiền quá mịn.
51. 8. Sấy sản phẩm
• Sau khi hong phơi sơ bộ (W<18%) và gia
công tinh, sản phẩm được sấy trong thiết
bị sấy băng tải, sấy tunen hay là sấy
buồng. Chất tải nhiệt được sử dụng là
không khí nóng từ vùng làm nguội của lò
nung hay là từ caloriphe.
52. a, Sấy buồng
• Sản phẩm được xếp trên giá đỡ có chiều rộng đến 1 m, đặt thành 3 + 4 tầng: chậu rửa
mặt đặt xếp sống lưng phía dưới; chậu vệ sinh - được xếp phần lòng máng ở dưới; bình,
thùng có nắp đậy được xếp đáy ở dưới. Lò sấy buồng để sấy các sản phẩm lớn từ phối
liệu samốt như bồn tắm, thiết bị rửa và các loại sản phẩm khác.
• t= 30 ÷ 40 giờ đối với sản phẩm từ phối liệu sành và đến 34 giờ cho sản phẩm từ phối
liệu sứ và bán sứ. Độ ẩm sau khi sấy là 1 ÷ 1,5%.
• Chế độ sấy: giai đoạn (1) t=10 ÷ 12 giờ, to≤ 37°C, = 60 + 80% ; giai đoạn (2) t= 8 ÷ 10 giờ,
to đến 50°c, = 70 ÷ 75% ; giai đoạn (3) t=8 ÷ 10 giờ, to đến 70°c, = 60 ÷ 70% ; giai đoạn
(4) t= 8 giờ, to đến 80°c, = 30 ÷ 35%
• Khi sấy bức xạ các bồn tắm, đốt nóng bằng các đèn điện t=72 giờ (bố trí 2 chiếc đèn cho
1 bổn tắm). Công suất của đèn là 0,5KW. Khoảng cách từ đèn đến đáy bổn tắm là
300mm. Sau đó, sấy bồn tắm trên các tấm đế đệm trong phân xưởng từ 24- 72 giờ. Tiếp
theo, đặt lên tấm đệm bằng phối liệu chịu lửa, tiếp tục sấy trong suốt 3 ngày trong buổng
sấy.
53.
54. b, Sấy tunnel
• Các lò sấy tunen có l= 36 m, b= tới 6,5m và h= tới 3,2m
• Có hệ thống vận chuyển đường ray khổ hẹp hay vận chuyển monoray trên hai hay
bốn bánh xe. Các vagông dịch chuyển trên các đường ray nhờ kích đẩy, với
monoray vagông dịch chuyển bằng thiết bị kéo dạng cáp hay là xích
• Sản phẩm mộc được xếp trên các vagông treo bằng các giá gỗ tháo láp được như
trong lò sấy buồng. Trên mỗi vagông xếp khoảng 40 chậu rửa
• Thời gian sấy 10 - 24 giờ. Khi sử dụng phối liệu lọc nhanh thời gian sấy sẽ giảm
xuống hai lần
55. 9. Tráng men sản phẩm
• Phương pháp phun bụi cho hầu hết các loại
sản phẩm. Men được phun bụi bằng không khí
nén dưới áp lực trong buồng riêng hoặc nhờ
các thiết bị phun li tâm trong các buổng
chuyên dùng.
• Sau khi tráng men, độ ẩm của sản phẩm mộc
tâng tới 3,5% ÷ 5% ; cần tiến hành sấy chúng
lần cuối trong lò sấy tuynal đến độ ẩm còn lại,
5 ÷ 3% (nhiệt độ đến 150°C trong thời gian 20
÷25 phút) sau đó đưa đi nung.
56. 10. Nung sản phẩm
Các thiết bị vệ sinh đa số được nung một lần (chiếm 85÷ 90%) ở nhiệt độ xác định theo
thành phần của phối liệu:
• Phối liệu sành nung ở nhiệt độ 1190°C ÷ 1280°C
• Phối liệu sành sa mốt ở nhiệt độ 1280 ÷ 1300°C
• Phối liệu bán sứ ở nhiệt độ 1280 ÷ 1350°C
• Phối liệu sứ ở nhiệt độ 1320 ÷ 1380°C
• Phối liệu sứ (từ phối liệu kết khối thấp) ở 1150 ÷ 1250°C
Sự hình thành xương sản phẩm khi nung đạt được nhờ sự lựa chọn nhiệt độ nung tối ưu,
thời gian nung và thành phần hóa học của khí lò (xác định bởi lượng ôxyt dư trong khí lò):
• = 1% trong môi trường khử
• = 1,5 ÷ 2% trong môi trường trung tính
• = 2 ÷ 5% trong môi trường ôxy hóa
• > 10% trong môi trường ôxy hóa mạnh
57.
58. 3
4
1
2
5
6
G F E D C B A
A, Vùng sấy
Module sấy này nhằm mục đích sấy nước hấp
thụ vào sản phẩm trong quá trình phun men,
nó nằm tách biệt bới cấu trúc của lò tunnel. W
từ 2 - 3% về 0,5 – 0,7 %
1 - Đường ống thu hồi nhiệt từ module làm nguội
2 - Đường ống lấy khí lạnh ở môi trường xung
quanh
3 - Quạt đưa khí sau khí hòa trộn (khí nóng ở ống 1,
5 và khí lạnh ở ống 2) vào vùng sấy.
4 - Đường ống phân phối khí hòa trộn của quạt 3
vào vùng sấy.
5 - Đường ống thoát khí thải của vùng sấy.
6 - Các miệng thổi khí ở đầu ống dẫn 4 vào vùng sấy.
Chiều dài vùng: 2,7m, to=50- 1500C, t=41 phút, tốc
độ sấy 2,440C/ phút. Môi trường khí là oxy hóa.
59. G F E D C B A
2
3
1
4
5
Module màn chắn khí ngõ vào (vùng B)
1 - Hệ thống vòi thổi khí lạnh tạo màng chắn khí
ở cửa lò.
2 - Đường ống cấp khí lạnh.
3 - Đường ống phân phối khí lạnh từ ống 2 đến
các vòi thổi khí 1.
4 - Phễu nạp cát.
5 - Kênh cát ngăn không cho nhiệt trong long lò
thoát xuống dưới gầm lò cũng như ngăn không
cho khí lạnh từ bên ngoài luồn trở lại vào bên
trong các vùng của lò nung.
Chiều dài vùng : 2,7m, nhiệt độ nung từ 1500C
lên 238,50C. Thời gian sấy : 41 phút, tốc độ sấy
2,160C/phút. Môi trường khí là oxy hóa
60. G F E D C B A
5
2
1
3
4
Vùng hút khói thải (vùng C)
1 – Các đường ống hút khói lò ở sát bề mặt tải
xe goòng.
2 – Các đường ống hút khói lò ở bên trên trần
lò.
3 –Đường ống phân phối khí thổi vào lò.
4 – Ống thổi khí vào lò giúp ngăn quá trình
tích tụ nhiệt của khí thải nóng ở dưới trần lò
5 – Đường ống thổi khí chính.
Chiều dài vùng : 7,75m, nhiệt độ khi vào vùng
là 238,50C và khi ra khỏi vùng là 5000C. Thời
gian nung : 121 phút, tốc độ nung
2,160C/phút. Áp suất môi trường lò ≤ 5 mm
H2O. Môi trường khí là oxy hóa.
61. G F E D C B A
3
2
1
4
Vùng gia nhiệt sơ bộ, tiền nung và
nung (vùng D)
1 – Các vòi đốt cấp nhiệt cho lò nung.
2 – Đường ống thổi khí lạnh giúp làm chậm quá
trình chảy của men.
3 – Các đường óng phân phối khí lạnh.
4 – Đường ống phân phối khí lạnh chính.
62. G F E D C B A
8 7
4
5
1A
1
1
1
6A
6
2
3
Vùng làm nguội nhanh (vùng E)
1 – Các đường ống thổi khí lạnh bên dưới
được cấp từ hệ thống phân phối khí 1A,
thông qua đường ống phân phối 4.
6 – Các đường ống thổi khí lạnh bên trên
được cấp từ hệ thống phân phối khí 6A,
thong qua đường ống phân phối 3.
2, 5 – Các van tiết lưu khí cấp vào ở các
đường ống .
7 – Các đường ống thổi khí lạnh thông qua
trần lò được cấp từ đường ống phân phối
8.
63. G F E D C B A
3
2
1
Vùng làm nguội chậm (vùng F)
Nhiệt độ làm việc: 650 - 450oC.Tại đây sản
phẩm phải được giảm nhiệt độ dần dần để
tránh gây ra sự chênh lệch nhiệt độ giữa các
điểm khác nhau trong cùng một sản phẩm là
nguyên nhân tạo ra ứng suất cơ khiến sản
phẩm bị nứt vỡ. Các module của vùng này
không có lắp hệ thống thổi khí làm nguội.
1 – các vòi thổi khí lạnh sát trần lò nối liền với
các đường ống thổi khí 2 ở bên trên.
3 – Đường ống phân phối khí lạnh chính.
64. G F E D C B A
3
2
4
4
A
1
3
A
Vùng làm nguội cuối cùng (vùng G)
1 - Các đường ống hút khí nóng trên mái lò
điều chỉnh bằng van tiết lưu 2.
2 - Van tiết lưu
3 - Các đường ống thổi khí lạnh phía trên bề
mặt tải xe goòng có thể điều chỉnh bằng van
tiết lưu 3A.
4 - Các đường ống thổi khí lạnh phía trên bề
mặt tải xe goòng có thể điều chỉnh bằng van
tiết lưu 4A.
Trong các module này, nhiệt độ sản phẩm
được hạ đến khoảng nhiệt độ 60 – 80oC và
quá trình làm nguội hoàn thành. Quá trình
làm nguội cuối cùng thực hiện bằng cách : thổi
khí lạnh từ hai bên thành lò vào trong và hút
khí nóng ra từ trần lò.
65.
66. Bài 3. Kính tấm
3.1. Chủng loại và lĩnh vực sử dụng kính tấm
3.2. Các tính chất và ứng dụng của kính tấm
3.3. Nguyên, nhiên liệu sử dụng trong chế tạo thủy
tinh
3.4. Công nghệ chế tạo kính tấm theo phương pháp
67. 3.1. Chủng loại và lĩnh vực sử dụng thủy tinh
Theo TCVN 7526 : 2005 Kính xây dựng - định nghĩa và phân loại (Sheet glass in building-
Definitions and classification)
3.1.1. Thuật ngữ và định nghĩa
1. Kính kéo (draw glass): Kính tấm được sản xuất theo công nghệ kéo kính từ bề mặt thủy tinh
nóng chảy, gồm kính kéo ngang (hệ lô kéo ngang) và kính kéo đứng (theo phương thẳng đứng).
2. Kính nổi (float glass): Kính tấm được sản xuất theo công nghệ kéo theo phương nằm ngang, nổi
trên bề mặt kim loại (thiếc) nóng chảy.
3. Kính vân hoa (patterned glass): Kính tấm được sản xuất theo công nghệ cán hoặc ép, tạo vân
hoa trên bề mặt.
4. Kính cốt lưới thép (wired glass): Kính tấm có lưới thép đan đặt ở giữa tấm kính trong quá trình
sản xuất, có hoặc không có vân hoa.
5. Kính hấp thụ nhiệt (heat absorbing glass): Kính tấm có khả năng hấp thụ nhiệt của các tia trong
quang phổ ánh sáng mặt trời. Kính hấp thụ nhiệt sản xuất từ thủy tinh màu gọi là kính màu hấp
thụ nhiệt.
68. 6. Kính phủ (coated glass): Kính tấm được phủ lên bề mặt một hoặc nhiều lớp vật liệu vô
cơ bằng những phương pháp khác nhau, nhằm cải thiện một hoặc nhiều tính chất của
kính. Kính phủ không bao gồm kính gương, kính tráng men, kính dán lớp polyme phản
quang.
7. Kính gương (mirror glass): Kính nổi hoặc kính phẳng mài bóng được phủ một màng
mỏng kim loại ở một mặt của kính cho mục đích phản xạ, có lớp bảo vệ cho màng kim
loại này.
8. Kính trong (transparent glass): Loại kính truyền ánh sáng và cho phép nhìn rõ hình ảnh
xuyên qua.
9. Kính mờ (dim glass): Kính tấm được gia công bề mặt bằng phương pháp cơ học, hóa
học hoặc phương pháp khác, nhằm mục đích tán xạ ánh sáng, gây mờ.
10. Kính đục (opaque glass): Kính tấm được sản xuất từ thủy tinh đục.
11. Kính ủ (annealed glass): Kính được làm lạnh một cách có kiểm soát để giảm ứng suất
dư bề mặt, tạo khả năng cắt dễ dàng hơn. Đây là loại kính thông dụng gồm kính nổi,
kính kéo, kính cán, kính lưới thép và không phụ thuộc vào thành phần của thủy tinh.
69. 12. Kính tôi nhiệt (toughened glass): Kính tấm được gia nhiệt đến nhiệt độ xác định và làm
nguội nhanh tạo ứng suất nén bề mặt, tăng độ bền cơ lên nhiều lần và khi vỡ tạo thành
những mảnh nhỏ khó gây sát thương. Tùy theo ứng suất nén bề mặt, kính tôi nhiệt bao
gồm kính tôi nhiệt an toàn và kính bán tôi.
13. Kính dán nhiều lớp (laminated glass): Kính tấm được dán với nhau bằng tấm phim
hoặc nhựa lỏng thành hai hay nhiều lớp. Khi vỡ các mảnh thủy tinh có thể bám vào lớp
phim hoặc nhựa và hạn chế văng khỏi tấm kính. Kính dán nhiều lớp có độ chịu va đập
cao được gọi là kính dán an toàn nhiều lớp.
14. Kính phẳng mài bóng (polished flat glass): Kính tấm được mài và đánh bóng bề mặt.
15. Kính bền nhiệt (thermally resistant glass): Kính có khả năng chịu sốc nhiệt ở nhiệt độ
cao (2000C - 3000C) mà không bị vỡ. Kính bền nhiệt thường được chế tạo từ thủy tinh
hệ borosilicat.
16. Kính an toàn (safety glass): Kính có độ chịu va đập cao và/hoặc khi vỡ mảnh không
văng ra hoặc vỡ thành hạt nhỏ và tròn, khó gây sát thương. Kính an toàn bao gồm kính
tôi nhiệt an toàn, kính dán an toàn nhiều lớp, kính cốt lưới thép an toàn.
17. Kính an ninh (security glass): Loại kính có khả năng chống được sự tấn công ở mức độ
nhất định.
70. 3.1.2. Phân loại kính
1. Theo công nghệ sản xuất: kính kéo (kính kéo đứng, kính kéo ngang), kính cán
vân hoa, kính cán cốt lưới thép
2. Theo công nghệ gia công sau kính: kính mờ, kính tôi nhiệt, kính phủ, kính
gương, kính dán nhiều lớp, kính mài, kính cong
3. Theo tính năng sử dụng:
a) Tính năng quang học:
+ kính trong, có độ truyền sáng từ 75% đến 88%;
+ kính tán xạ ánh sáng, có độ truyền sáng nhỏ hơn hoặc bằng 32%
+ kính mờ, kính vân hoa, kính đục
+ kính phản xạ ánh sáng (kính gương) có hệ số phản xạ ánh sáng ≥ 0,83
+ kính phủ có hệ số phản xạ ánh sáng lớn hơn hoặc bằng 0,30
+ kính hấp thụ nhiệt, có hệ số truyền năng lượng bức xạ mặt trời ≤ 0,80
71. b) Tính năng an toàn: kính tôi nhiệt an toàn, kính dán an toàn nhiều lớp, kính cốt
lưới thép an toàn.
c) Tính năng chịu nhiệt: kính bền nhiệt borosilicate, kính tôi nhiệt.
d) Bản chất vật liệu:
• Bản chất hóa học:
+ kính sản xuất từ thủy tinh hệ natri canxi silicat (phần lớn kính xây dựng thuộc loại
này)
+ kính sản xuất từ thủy tinh hệ borosilicat: kính chịu nhiệt
+ kính sản xuất từ thủy tinh màu: kính màu hấp thụ nhiệt
+ kính sản xuất từ thủy tinh đục (kính đục)
• Theo kết cấu vật liệu:
+ kính hoàn toàn từ vật liệu thủy tinh (các kính thông thường)
+ kính gồm vật liệu thủy tinh và kim loại (kính cốt lưới thép)
+ kính gồm vật liệu thủy tinh và vật liệu hữu cơ (kính dán)
+ kính gồm vật liệu thủy tinh và lớp phủ vô cơ (kính phủ)
73. Kính công năng (chuyên dụng)
• Kính cách nhiệt
• Kính an toàn một lớp (ESG)
• Kính cường lực chịu nhiệt (TVG)
• Kính cường lực hóa học, Kính nhiều lớp (VG)
• Kính an toàn nhiều lớp (VSG)
• Kính chân không cách nhiệt
• Kính màu
• Kính chống phản chiếu
• Kính có thể điều chỉnh
• Kính phủ ba chiều
• Các hệ thống lớp phủ tự làm sạch
• Kính chống phản chiếu radar
74. 3.2. Các tính chất và ứng dụng của kính tấm
• Trong suốt, chân thực
93. Dự án điện mặt trời nổi trên hồ thủy điện Đa Mi tại Bình Thuận
94. Một số TCVN hiện hành về kính
1 TCVN 13331:2021
Hệ tường kính - Lắp dựng và nghiệm thu
Glass curtain wall - Assembly and acceptance
2 TCVN 13104:2020
Đặc trưng nhiệt của hệ vách kính - Tính toán truyền nhiệt
Thermal performance of curtain walling -
Calculation of thermal transmittance
3 TCVN 7364-1:2018
Kính xây dựng - Kính dán nhiều lớp và kính dán an toàn nhiều lớp
Glass in building - Laminated glass and laminated
safety glass - Part 1: Definitions and description of
component parts
4 TCVN 7218:2018
Kính tấm xây dựng - Kính nổi - Yêu cầu kỹ thuật
Sheet glass for construction - Clear float glass -
Specification
5 TCVN 7219:2018
Kính tấm xây dựng - Phương pháp xác định kích thước và khuyết tật ngoại
quan
Sheet glass for construction - Methods of
measuring dimensions and appearance detects
6 TCVN 10760:2015
Kính phẳng tôi hóa. Phân loại và phương pháp thử
Chemically strengthened glass. Classification and
test method
7 TCVN 9808:2013
Kính xây dựng - Kính phủ bức xạ thấp
Glass in buildings - Low emissivity coating glass
8 TCVN 7455:2013
Kính xây dựng. Kính phẳng tôi nhiệt
Glass in building. Heat treated glass
9 TCVN 8647:2011
Kính xây dựng. Hướng dẫn lắp đặt kính đảm bảo an toàn.
Glass in building. Glass installation principles for
human safety.
10 TCVN 9077:2011
Kính xây dựng - Kính an toàn chống đạn - Phương pháp thử và phân loại
Glass in building - Bullet resistant security glazing -
Test and classification
11 TCVN 9078:2011
Kính xây dựng - Kính an toàn chống gió bão - Phương pháp thử và phân loại
Glass in building - Destructive windstorm resistant
security glazing - Test and classfication
95. 12 TCVN 8648:2011
Kính xây dựng. Các kết cấu kiến trúc có lắp kính. Phân loại theo khả
năng chịu lửa.
Glass in building. Glazed architectural structures.
Classification of fire resistance.
13 TCVN 8260:2009
Kính xây dựng. Kính hộp gắn kín cách nhiệt
Glass in buildings. Sealed insulating glass.
14 TCVN 8261:2009
Kính xây dựng. Phương pháp thử. Xác định ứng suất bề mặt và ứng suất
cạnh của kính bằng phương pháp quang đàn hồi không phá hủy sản
phẩm.
Glass in building. Test method for non-destructive
photoelastic measurement of surface and edge
stresses in flat glass
15 TCVN 7736:2007
Kính xây dựng. Kính kéo
Glass in building. Drawn sheet glass
16 TCVN 7625:2007
Kính gương. Phương pháp thử
Mirrors. Method of test
17 TCVN 7529:2005
Kính xây dựng. Kính màu hấp thụ nhiệt
Glass in building. Heat absorbing tint glass
18 TCVN 7528:2005
Kính xây dựng. Kính phủ phản quang
Glass in building. Solar reflective coated glass
19 TCVN 7527:2005
Kính xây dựng. Kính cán vân hoa
Glass in building. Rolling patterned glass
20 TCVN 7526:2005
Kính xây dựng. Định nghĩa và phân loại
Sheet glass in building. Definitions and
classification
21 TCVN 7505:2005
Quy phạm sử dụng kính trong xây dựng. Lựa chọn và lắp đặt
Code of practice for application of glass in building.
Selection and installation
22 TCVN 7455:2004
Kính xây dựng. Kính tôi nhiệt an toàn
Glass in building. Thermally toughened safety glass
23 TCVN 7456:2004
Kính xây dựng. Kính cốt lưới thép
Glass in building. Wired glass
96. 3.3. Nguyên, nhiên liệu sử dụng trong chế tạo
kính tấm
Nhóm nguyên liệu chính
• Các oxyt axit
• Các oxyt kim loại kiềm R2O
• Các oxyt kim loại kiềm thổ và các kim loại khác
• Các oxyt của kim loại có hóa trị IV
Nhóm nguyên liệu phụ
• Chất làm trong thủy tinh
• Chất khử màu
• Chất nhuộm màu
• Chất làm mờ
• Chất oxy hóa
• Chất khử
Nhiên liệu
97. SiO2 Na2O CaO MgO Al2O
3
Fe2O3 SO3 Tổng
72,25 13,8
5
8,35 4,00 1,1 0,1 0,35 100
Thành phần hóa của thủy tinh của Công ty kính nổi Viglacera (theo %)
Bảng 10.7. Tỉ lệ tiêu thụ các nguyên liệu
Nguyên liệu Tỉ lệ theo mẻ, % Tỉ lệ tiêu thụ
Tấn/ngày Tấn /năm
Cát trắng
Quặng đôlomit
Đá vôi
Sôđa
Natri sulfat
Fenspat
Cacbon
55,5
16,1
2,6
17,4
0,9
7,7
0,034
246,2
71,9
11,6
77,6
4,1
34,5
0,15
89.863
26.244
4.234
28.324
1.497
12.593
55
Lượng tiêu thụ nguyên vật liệu với công suất 28 triệu m2QTC/ năm
98. 3.3.1. Nhóm nguyên liệu chính
a) Các nguyên liệu thành phần:
• SiO2 trong cát thạch anh
• CaO và MgO trong đôlômit, đá vôi
• Al2O3 trong pecmatit, fenspat, oxit nhôm
• Na2O trong sôđa, natri sunphat, pecmatit,
fenspat
• K2O trong kali cacbonat (K2CO3), kali
hyđrôxyt (KOH), pecmatit, fenspat
• B2O3 trong borac, axit borát
• PbO trong minium chì (Pb3O4)
99. Nguyên liệu
Thành phần hóa (%)
SiO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 MKN
Cát
Cát Vân Hải - Quảng Ninh 96,6 ¸ 99,8 1,14 0,05 0,02 ¸ 0,06
Cát Nam Ô - Quảng Nam 97,1 ¸ 98,2 0,61 ¸ 1,31 0,03 0,02 ¸ 0,09
Cát Thăng Bình - Quảng Nam 99,70 0,05 ¸ 0,067 0,04 ¸ 0,094 0,02 ¸ 0,044 0,003 ¸ 0,004
Cát Đàm Môn - Khánh Hòa 97,50 0,70 0,58 0,55 0,01 0,34
Cát Cam Ranh - Khánh Hòa 99,60 0,05 0,04 0,02 0,01
Đá vôi
Đá Vôi Kim Bảng - Hà Nam 0,12 ¸ 0,14 0,04 53,97 ¸ 54,1 0,35 ¸ 0,42 38,00
Đá Vôi Thạch Mỹ - Quảng Nam 8,22 0,85 49 ¸ 51 1,57 37,60
Đôlômit
Đôlômit La Giang - Võ Nhai - B.Thái 0,21 0,13 31,65 20,38 48,74
Đôlômit An Giang - Mật Sơn - T.Hóa 0,72 ¸ 1,64 0,72 ¸ 0,94 27,03 ¸ 31,8 20,82¸21,83 45,44¸48,74
Đôlômit Hương Khê - Hà Tĩnh 0,08 0,08 0,08 31,14¸32,12 19,12¸20,53 43,95
Đôlômit Ba Huỳnh - Quảng Nam 0,21 0,20 0,20 32,2 ¸ 32,41 19,39¸19,66 43,79
Đôlômit Túc Côn - Kiên Giang 2,16 - 12,44 29,03¸33,63 16,36¸17,08
Fenspat
Fenspat Kim Tân - Lào Cai 72,52 15,20 0,26 0,37 0,22
Fenspat Thạch Khoán - Vĩnh Phú 71,08¸74,48 15,14¸16,72 0,14 ¸ 0,16 3,65 ¸ 5,02 4,99 ¸ 5,88 0,44
Fenspat Đại Lộc - Quảng Nam 63,3 ¸ 75,7 15,41¸20,48 0,26 ¸ 0,84 0,19 ¸ 0,97 0,07 ¸ 0,23 1,3 ¸ 14,77 0,55 ¸ 8,4 8,53
Fenspat Thới Thuận - An Giang 76,62 13,10 0,84 0,08 0,33 3,22 5,02 0,41
Fenspat Bà Đọi - An Giang 75,90 12,90 1,02 0,30 0,04 4,22 4,85
Fenspat Núi Sáp - An Giang 70,70 14,20 4,17 1,76 0,72 3,05 4,25
Thành phần hóa của một số nguyên liệu sản xuất thủy tinh
100. b) Yêu cầu kỹ thuật chung với nguyên liệu
• Độ đồng nhất về hóa học
• Độ ổn định thành phần hóa
• Hàm lượng oxyt sắt nhỏ
• Hàm lượng các oxyt khó chảy và oxyt tạo màu thấp
• Sự đồng đều và ổn định về thành phần hạt
101. c) Các nguyên liệu chứa SiO2
• Silic ôxyt - thường gặp trong thiên nhiên ở dạng tinh thể và vô định hình. Silic ôxyt
tinh thể là các tinh thể không màu, nóng chảy ở nhiệt độ 171350C, nhiệt độ sôi
của SiO2 25900C
• Để sản xuất chủ yếu sử dụng cát thạch anh làm nguyên liệu chính với hàm lượng
chiếm 60-70%
• Silic ôxyt còn gặp ở dạng các khoáng- triđimit (=2,32 g/cm3) và crictobalit (=
g/cm3). Trêpen, opan, điatomit là các dạng vô định hình của thạch anh thường
gặp
• Cát thuỷ tinh được gọi là những loại cát >95% SiO2, tạp chất nhuộm màu không
lớn. Cát thạch anh được gọi là những loại cát > 98% SiO2 và đến 1,5% Al2O3. Trong
các loại vật liệu dùng nấu thuỷ tinh, cát thạch anh chiếm tới 86%, cát cuội 12%,
thạch anh 2%.
102. • Theo thành phần hạt cát thạch anh dùng để nấu thuỷ tinh chứa gần 95% các hạt
có kích thước 0,15 - 0,3 mm. Lượng kích thước > 0,3 mm và < 0,15 mm có thể
dưới 5%. Theo các tiêu chuẩn kỹ thuật hàm lượng các hạt cát có kích thước > 0,5
mm không lớn hơn 5%, còn các hạt nhỏ hơn 0,1 mm, không lớn hơn 8%. Cát đưa
vào nấu cần sàng qua sàng N008.
• Các nguyên liệu chứa SiO2 chiếm tới 70% tổng phối liệu do vậy đảm bảo độ sạch
của chúng là rất quan trọng. Phụ thuộc vào dạng sản phẩm thuỷ tinh người ta cho
phép chứa trong nguyên liệu hàm lượng ôxyt sắt khác nhau: đối với thuỷ tinh
kính cửa 0,05%, thuỷ tinh kỹ thuật 0,02 - 0,03%, thuỷ tinh y học < 0,01%, kính
siêu trắng < 0,01%
• Các tạp chất chứa trong cát thuỷ tinh là đất sét, các khoáng kim loại nặng,
hyđrôxyt sắt, alumosilicat nhẹ, các tạp chất khoáng nằm trong hạt cát, các dung
dịch rắn của sắt, SiO2. Các ôxyt tạo pha thuỷ tinh chứa các tạp chất khác như
Al2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O nhưng chúng không có hại, cần được xem xét khi tính
thành phần phối liệu thuỷ tinh.
103. • FeO và Fe2O3 là những tạp chất có hại, bởi vì có thể làm cho thuỷ tinh màu ánh,
xanh vàng. Thông thường hợp chất sắt thường gặp trong các hạt đất sét, hoặc
trong các khoáng (glaucônhit, gematit, magnhetit, ilmenhit, limônhit hoặc ở dạng
màng sắt hyđrôxyt trên bề mặt các dạng cát thạch anh và ở dạng tạp lẫn nằm bên
trong chúng.
• Cr2O3 là tạp chất có hại gây nhuộm màu thuỷ tinh sang màu xanh. Cr2O3 mạnh
hơn sắt ôxyt. Đối với cát dùng sản xuất thuỷ tinh quang học không được chứa lớn
hơn 0,001% crôm ôxyt.
• V2O5 cho thuỷ tinh có ánh xanh. TiO2 chứa trong cát với hàm lượng không lớn (từ
0,01 đến 0,2%) ở trong các khoáng thiên nhiên ilmenhit, rutil, titanhit. Thuỷ tinh
có hàm lượng không lớn các hợp chất của titan có màu vàng.
• Các tạp chất hữu cơ ở dưới dạng rác, hoặc các hạt than lẫn vào cát khi vận chuyển
cũng là những tạp chất có hại. Ở trong một số trường hợp chúng nhuộm thuỷ
tinh thành màu trà. Để loại bỏ loại tạp lẫn này cần sấy ở nhiệt độ cao để chúng tự
cháy.
104. Loại
cát
Tên gọi và đặc điểm Lĩnh vực sử dụng
I- a Cát thạch anh đã làm giàu
Thủy tinh quang học cao cấp, thủy tinh qua tia cực tím,
pha lê chì cao cấp.
I- b Cát thạch anh đã làm giàu
Thủy tinh quang học thông thường, thủy tinh thạch anh,
thủy tinh trang trí mỹ thuật, làm phụ gia cao cấp.
II- a
Cát thạch anh đã làm giàu
hoặc không làm giàu
Thủy tinh y tế, thủy tinh phục vụ thí nghiệm, thủy tinh
bao bì cao cấp, thủy tinh sử dụng cho kỹ thuật điện tử.
II- b
Cát thạch anh đã làm giàu
hoặc không làm giàu
Thủy tinh sợi cho kỹ thuật điện tử các loại, phích nước,
sản phẩm cán mài, kính ô tô, quầy hàng.
III- a Các thạch anh không làm giàu
Kính xây dựng, thủy tinh bao bì thông thường (thực
phẩm, hương liệu, dược phẩm) thủy tinh cách điện.
III- b Các thạch anh không làm giàu
Thủy tinh dân dụng, thủy tinh bao bì, chất xúc tác silicát
natri.
III- c Các thạch anh không làm giàu Thủy tinh ốp lát phục vụ xây dựng.
IV Các thạch anh không làm giàu
Bông sợi thủy tinh phục vụ xây dựng, thủy tinh bọt cho
xây dựng, bao bì đồ đựng sẵn sẫm màu.
Phân loại đối với cát sản xuất thủy tinh (TCVN 9036-2011)
105. Loại cát
Tên chỉ tiêu
(%), không nhỏ hơn
Mức
I - a I - b II - a II - b III - a III - b III - c IV
SiO2 99,8 99,3 99 98,5 98,5 98 96 95
Fe2O3 0,01 0,02 0,03 0,05 0,07 0,1 0,25 -
TiO2 0,05 0,05 0,08 0,1 0,15 0,05 0,2 -
Al2O3 0,1 0,2 0,25 0,5 1 1 1 -
Cr2O3 0,0005 0,0005 - - - - - -
Độ ẩm khi nghiệm thu 7 7 7 7 7 7 7 7
Yêu cầu về thành phần hóa học của cát
Thành phần cỡ hạt (mm), không lớn hơn
Mức cho phép,%
Loại I Loại II Loại III, IV
D < 0,1 mm 5 5 5
0,1 ≤ D < 0,315 mm 70 90 80
0,315 ≤ D < 0,5 mm 25 Không quy định
0,5 ≤ D < 0,8 mm 0,5 5 10
D ≥ 0,8 mm Không cho phép 1
Thành phần cỡ hạt của cát
106. d) Các nguyên liệu chứa CaO, MgO
• CaO có PTL= 56,08, =3,2-3,4 g/cm3 được đưa vào thành phần phối liệu trực tiếp
từ đá đá vôi, đá phấn và ít khi từ đá hoa cương
• MgO PTL= 40,32 ta sử dụng đôlômit, magiê nung chảy
• Theo tiêu chuẩn kỹ thuật của nhiều nước hàm lượng CaO trong đá vôi ≥ 50-53%,
trong đá phấn là 54,3%. Hàm lượng ôxyt sắt trong đá vôi ≤0,3%, trong đá phấn ≤
0,1%.
• Quặng đôlômit là một loại đá cho nên phải nghiền thành bột với cỡ hạt thích hợp.
Sơ đồ gia công đôlômit gồm các công đoạn: làm đồng đều nguyên liệu, đập, sấy,
nghiền và sàng qua sàng N009 loại 64 lỗ/cm2. Một số dây chuyền cần bố trí thêm
công đoạn phân ly lọc sắt từ. Gia công đôlômit cần bố trí tập trung ngay tại mỏ.
• Magiê nung chảy nhận được bằng cách nung muối magiê cácbonát hoặc magiê
clorua
107. Thành phần hoá của đá vôi và đá phấn
Vật
liệu
Mỏ khai thác
Hàm lượng các ôxyt, % theo khối lượng
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO MKN
Đá vôi
Liên Xô cũ
Alferovskoe 0,02-2,58 0,01-0,83 0,47 53,33-55,92 0,01-0,72 44
Voskresenskoe 1,5 0,7 0,16-0,3 53-55,7 0,7-1,5 42,1
Đá
phấn
Senxovskoe 0,6-3,8 0,4 0,17 53,7 0,48 42,6
Iamskoe 0,28-1,4 0,14-0,7 0,08-0,1 53,9-55,7 0,07-0,38 43,6
Đá
Vôi
Việt Nam
Kim Bảng, Hà Nam Ninh 0,12-0,14 - 0,04 53,97-54,1 0,35-0,42 38
Thạch Mỹ, Quảng Nam 8,22 - 0,85 49-51 1,57 37,6
Các chỉ tiêu kỹ thuật của đá vôi (TCVN 9039 : 2011 )
Tên các chỉ tiêu Mức
Đá vôi cục Đá vôi bột
1. Hàm lượng Canxi oxit (CaO), %, không nhỏ hơn 52 52
2. Hàm lượng sắt oxit (Fe2O3), %, không lớn hơn 0,15 0,2
3. Độ ẩm (W), %, không lớn hơn - 1
4. Kích thước
- Cỡ cục lớn hơn 150 mm Không cho phép
- Cỡ hạt: + Lượng còn lại trên sàng 1 mm, %, không lớn
hơn
- 5
+ Lượng lọt qua sàng 0,1 mm, %, không lớn hơn - 15
108. Tên mỏ
Hàm lượng các ôxyt, % theo khối lượng
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO MKN
La Giang,Võ Nhai, Bắc Thái - 0,21 0,13 31,65 20,38 48,74
An giang, Mật Sơn, Thanh
Hoá
0,72-1,64 0,72-0,94 27,03-31,8 20,82-21,83 45,44-48,74
Hương Khê, Hà Tĩnh 0,08 0,08 0,08 31,14-32,12 20,53-19,12 43,95
Ba Huỳnh Quảng Nam 0,21 0,20 0,20 32,2-32,41 19,39-19,66 43,79
Túc Côn- Kiên Giang 2,16-12,44 - - 29,03-33,63 16,36-17,08 -
Thành phần hoá của đôlômit
Các chỉ tiêu kỹ thuật của đôlômit (TCVN 6926 : 2001)
Tên các chỉ tiêu
Mức
ĐC-1 ĐC-2 ĐB-1 ĐB-2
1. Hàm lượng magiê ôxyt (MgO), %, không nhỏ hơn 19 17 19 17
2. Hàm lượng canxi ôxyt (CaO), %, không lớn hơn 32 34 32 34
3. Hàm lượng sắt ôxyt (Fe2O3), %, không lớn hơn 0,15 0,25 0,2 0,3
4. Độ ẩm, %, không lớn hơn - 0,5
5. Kích thước:
- Dạng cục, lớn hơn 150 mm - -
- Lượng lọt qua sàng có kích thước lỗ 10 mm, %, không lớn hơn 10 -
- Lượng còn lại trên sàng có kích thước lỗ 1 mm, %, không lớn hơn - 5
- Lượng lọt qua sàng có kích thước lỗ 0,1 mm, %, không lớn hơn - 10
109. e) Các nguyên liệu chứa một số ôxyt khác
• Các nguyên vật liệu chứa một số ôxyt tạo thành thuỷ tinh gồm: nhephelin sienit,
đá trachit, anđedit, tro núi lửa, pemza, đá vỏ chai, cao lanh, pecmatit, felspat,
natri silicat, mảnh vỡ thuỷ tinh...
• Thành phần quý nhất của các quặng là lượng kiềm với hàm lượng từ 5-19%.
Ngoài ra trong các quặng chứa từ 1-14% sắt ôxyt, từ 12-30% nhôm ôxyt, cũng
như từ 1-5% magiê và canxi ôxyt.
• Thuỷ tinh chế tạo từ quặng khoáng vật chứa một lượng đáng kể nhôm ôxyt có
đặc trưng tính chịu nhiệt cao, độ nhớt đáng kể, có thiên hướng nguội nhanh và
bền chống lại sự thay đổi nhiệt độ đột ngột cũng như độ bền chống lại axit và
kiềm.
110. • Fenspat: Trong tự nhiên, fenpsat thường ở dạng hỗn hợp dung dịch rắn của 2 hay 3 hợp
chất thêm vào thành phần khoáng thứ hai như quartz khoáng sắt, titan. Các thành phần
chính trong fenspat gồm:
+ Fenspat kali - octoclaz - K2O.Al2O3.6SiO2
+ Fenspat natri - albit - Na2O.Al2O3.6SiO2
+ Fenspat canxi - annortit - CaO.Al2O3.6SiO2
• Pecmatit: Đây là hỗn hợp đá tự nhiên gồm gần 70% fenspat và 25% thạch anh. Pecmatit
có thành phần hoá như sau (% theo khối lượng): SiO2: 71 - 75,1; Al2O3: 14,5 - 17,7; Fe2O3
:0,1 - 0,4; CaO: 0,3 - 1,3; MgO: 0,07 - 0,14; K2O: 4,3 - 9,4; Na2O: 1,3 - 5; MKN: 0,2- 0,4.
• Natri silicat. ở trạng thái thuỷ tinh màu trong nhạt có công thức Na2O.nSiO2 , ở đây n là
môđun silic có giới hạn từ 1-3,5. Natri silicat để nấu ở nhiệt độ thấp hơn nên bể nấu có
tuổi thọ cao hơn.
• Mảnh vụn thuỷ tinh: Để tăng nhanh quá trình nấu thuỷ tinh có thể dùng từ 25 - 35 % là
thuỷ tinh vụn làm nguyên liệu nấu thuỷ tinh. Khi bể nấu mới xây xong hoặc sửa chữa lớn
xong đưa vào sử dụng cần sử dụng 100% thuỷ tinh vụn để nấu tránh hư hỏng bề mặt
trong lò. Mảnh vụn thuỷ tinh đưa vào phối liệu cần có độ đồng nhất theo thành phần
hóa, chúng cần được rửa sạch bụi và các tạp chất khác. Thành phần hoá của mảnh vỡ
thuỷ tinh cần tương ứng với thành phần hoá học của loại thuỷ tinh đang sản xuất.
111. Vật liệu
Hàm lượng các ôxyt, % theo khối lượng
SiO2 Al2O3 NaO2 K2O Fe2O3 CaO MgO MKN TiO2
Liên xô cũ
Tinh quặng fenspat nhà
máy Visnhevogorotski
65-68 18,4-21,6 4,35-7,95 4,5-8 0,3-0,6 0,54 0,01 0,12
Tinh quặng fenspat của
tập đoàn quặng
Liangarski
77-75 15,9-12,6 4,63-1,74 5,36-2,34 0,5-0,35 1,35-0,5 0,65-0,08 0,47
Pecmatit của nhà máy
Konđoposki
74,23 14,09 4,3 4,71 0,55 1,45 0,29 0,48
Việt Nam
Fenspat Kim Tân, Lào Cai 72,52 15,2 - - 0,26 0,37 0,22
Fenspat Thạch Khoán
Vĩnh Phú
71,08-74,48 15,14-16,72 4,99-5,88 3,65-5,02 0,14-0,16 0,44
Fenspat Đại Lộc Quảng
nam
63,3-75,7 15,41-20,48 0,55-8,4 1,30-14,77 0,26-0,84 0,19-0,97 0,07-0,23 8,53
Fenspat Thới Thuận - An
Giang
76,62 13,10 5,02 3,22 0,84 0,08 0,33 - 0,41
Fenspat Bà Đoi, An Giang 75,9 12,9 4,85 4,22 1,02 0,30 0,04 - -
Fenspat Núi Sáp, An
Giang
70,7 14,2 4,25 3,05 4,17 1,76 0,72
Thành phần hoá của tinh quặng fenspat, pecmatit, fenspat một số mỏ
112. 6.1.2. Vai trò của các oxit
• SiO2: (cát) là thành phần quan trọng, cấu thành lên thành phần pha của thủy tinh.
Chiếm hàm lượng lớn nhất trong phối liệu, ≥ 60 ÷ 70%.
• B2O3: (axit boric H2BO3, hàn the - Borac Na2B4O7.10H2O)
• Giúp thủy tinh dễ nóng chảy, có độ nhớt thấp, thúc đẩy nhanh quá trình nấu
và tạo cho hỗn hợp thủy tinh dễ làm sạch.
• Tạo độ bền hóa và bền nhiệt, tăng hệ số khúc xạ.
• Al2O3: (oxyt nhôm)
• Làm giảm tốc độ nấu, tốc độ làm trong khi ở thủy tinh natri canxi.
• Làm giảm hệ số nở của thủy tinh, tăng độ bền hóa, nâng độ bền cơ học và độ
cứng cho thủy tinh.
113. Na2O: (natri sunphat Na2SO4, soda Na2CO3)
• Tăng cường quá trình làm trong hỗn hợp phối liệu nóng chảy
• Tăng hệ số nở và giảm độ bền nhiệt của thủy tinh.
K2O: (Kali cacbonat tinh thể K2CO3.2H2O, canxi hóa K2CO3 (68,2% K2O, muối nitorat)
• Thủy tinh chứa K2CO3 có độ nhớt cao hơn soda.
• Làm giảm thiên hướng tạo tinh thể và tăng độ ánh cho thủy tinh.
Li2O: (Li2CO3)
• Chất nóng chảy mạnh.
• Chế tạo thủy tinh phát quang và tổng hợp các vật liệu thủy tinh.
CaO: (đá vôi, đá phấn, đolomit)
MgO: (đá vôi, đolomit)
• Tăng độ bền hóa và độ bền cơ học cũng như giảm thiên hướng của thủy tinh
kết tinh.
114. BaO: (BaCO3, BaSO4, Ba(NO3)2)
• Thủy tinh barit có độ ánh tuyệt đối, hệ số khúc xạ lớn.
ZnO: Giảm hệ số nở nhiệt, tăng độ bền hóa và hệ số khúc xạ.
BeO: Giảm hệ số nở nhiệt, tăng độ bền nhiệt và bền hóa, tăng độ trong suốt với các tia
hồng ngoại, tăng hệ số khúc xạ và độ cứng của thủy tinh.
PbO: (mono oxyt PbO, minium Pb3O4)
• Tăng khả năng khúc xạ ánh sáng, có độ ánh rất đặc trưng;
• Tăng mật độ của thủy tinh tạo cho hỗn hợp dễ nóng chảy, dễ gia công cắt gọt bằng cơ
khi.
GeO2: Tăng hệ số khúc xạ.
TiO2: Tăng hệ số khúc xạ, tăng độ bền thủy tinh (chịu nước và axit), hấp thụ tia cực tím.
ZrO2: Tăng độ bền hóa học và giảm hệ số nở nhiệt.
ThO2: Tăng hệ số khúc xạ và chịu nhiệt.
115. 6.1.3. Nhóm nguyên liệu phụ
a) Chất làm trong:
• Vai trò: giúp loại bỏ các bọt khí trong thủy tinh.
• Các chất thường dùng: As2O3, RNO3, Na2SO4, NaCl, F.
• Cơ chế: cho vào thành phần phối liệu các chất có khả năng tạo ra khí. Các chất
khí tạo thành sẽ nổi lên bề mặt dưới dạng các bọt lớn. Khi dịch chuyển trong
vật liệu thuỷ tinh nấu chảy các bọt hơi sẽ thu các bọt khí nhỏ tạo thành các
bọt lớn dễ dàng thoát lên bề mặt ra ngoài.
116. b) Chất khử màu
• Vai trò: dùng các chất để khử màu oxyt sắt trong thủy tinh.
• Các chất thường dùng: As2O3, NaNO3, Na2SO4, CeO2, F, MnO2, Se, NiO, Co2O3.
• Cơ chế:
+ Phương pháp hóa học: đưa Fe3+ → Fe2+ có tính nhuộm màu nhạt hơn;
+ Phương pháp vật lý: đưa vào các chất tạo cho thủy tinh có màu rất nhạt, nhìn
giống với thủy tinh trong.
117.
118. c) Chất nhuộm màu
Chất nhuộm màu phân tử:
• Vai trò: Dùng để chế tạo thủy tinh màu.
• Các chất thường dùng: hợp chất Mangan, hợp chất Coban (CoO, Co2O3), hợp chất
Crom (K2Cr2O7), hợp chất Lưu huỳnh (SO2, SO3), hợp chất Vanadi, hợp chất Cadimi,
hợp chất Vonfram, hợp chất Molipden, hợp chất Uran, hợp chất Selen, các chất
hiếm, CeO2, Pr2O3, Nd2O3, Sm2O3, La2O3.
• Cơ chế: Những oxyt này được hòa tan trong quá trình nấu và có thể kết hợp với SiO2
trong thủy tinh tạo thành các oxit nhuộm màu.
Chất nhuộm màu keo:
• Vai trò: để tạo màu cho thủy tinh.
• Các chất thường dùng: vàng, đồng, hợp chất Selen, Antimon.
• Cơ chế: các oxyt được nấu chảy đến các phân tử keo nhỏ, phân bố đều trong phối
liệu. Các chất keo này có khả năng hấp thụ và chọn lọc các tia sáng, tạo màu sắc cho
thủy tinh.
119. d) Chất làm mờ
• Vai trò: tạo thủy tinh mờ - tán xạ ánh sáng
• Các chất thường dùng: hợp chất của Flo như criolit 3NaF.AlF3, NaSiF6, và CaF2,
lượng 3,5-4%.
• Cơ chế:
+ Ở nhiệt độ nấu chảy, chất này tan hoàn toàn, thủy tinh có màu trong suốt.
+ Khi nhiệt độ giảm đến một giới hạn, sẽ hình thành tinh thể chất làm mờ
trong hỗn hợp.
120. e) Chất oxy hóa
• Vai trò: giữ oxyt sắt ở dạng Fe2O3 , đảm bảo cho thủy tinh có độ trong suốt ánh
sáng
• Các chất thường dùng: As2O3 hàm lượng 0,25% khối lượng thủy tinh.
121. f) Chất khử:
• Khi nấu thủy tinh trắng: dùng than đá, nghiền qua sàng N009 (64lỗ/cm2).
• Khi nấu thủy tinh màu: dùng muối KHC4H4O6, hợp chất thiếc như SnO, muối
SnCl2.2H2O.
122. 6.1.4. Nhiên liệu
a) Nhiên liệu lỏng:
• Sử dụng phổ biến: dầu FO (Fuel Oil).
• Hàm ẩm: 1-4%, tro xỉ 0,1-0,3%
• Nhiệt trị: khoảng 9000kCal/kg
Ký hiệu
Độ nhớt động học ở
50 C, cSt
Hàm lượng lưu
huỳnh (S), %
FO N1 Đến 87 Đến 2,0
FO No2A
FO No2B
Trên 87 đến 180
Đến 2,0
Trên 2,0 đến 3,5
FO N3 Trên 180 đến 380 Trên 2,0 đến 3,5
Phân loại dầu FO (TCVN 6239-
2002)
123. Tên chỉ tiêu
FO
N1
FO No2A
(2,0 S)
FO N2B
(3,5 S)
FO
N3
Phương pháp thử
1. Khối lượng riêng ở 15C, kg/l, không
lớn hơn
0,965 0,991 0,991 0,991 TCVN 6594:2000 (ASTM D 1298)
2. Độ nhớt động học ở 50C, cSt1), không
lớn hơn
87 180 180 380 ASTM D 445
3 Hàm lượng lưu huỳnh, % khối lượng,
không lớn hơn
2,0 2,0 3,5 3,5
TCVN 6701:2000 (ASTM D 2622)/
ASTM D 129/ASTM D 4294
4. Điểm đông đặc, C, không lớn hơn +12 +24 +24 +24 TCVN 3753:1995/ ASTM D 97
5. Hàm lượng tro, % khối lượng, không
lớn hơn
0,15 0,15 0,15 0,35 TCVN 2690:1995/ ASTM D 482
6. Cặn các bon Conradson, % khối lượng,
không lớn hơn
6 16 16 22
TCVN 6324:2000 (ASTM D 189)/
ASTM D 4530
7. Điểm chớp cháy cốc kín, C ≥ 66
TCVN 6608 : 2000 (ASTM D 3828)/
ASTM D 93
8. Hàm lượng nước, % thể tích ≤ 1,0 TCVN 2692:1995/ ASTM D 95
9. Hàm lượng tạp chất, % khối lượng ≤ 0,15 ASTM D 473
10. Nhiệt trị, cal/g2) ≥ 9800 ASTM D 240/ ASTM D 4809
Chỉ tiêu chất lượng của nhiên liệu dầu FO
124. b) Nhiên liệu khí:
❖ LPG (khí đốt hóa lỏng - Liquefied Petrolium Gas)
• Là sản phẩm phụ thu được trong quá trình chế biến dầu.
• Thành phần hóa học chủ yếu gồm propan, butan và một lượng
nhỏ propylen, butylen và các khí khác
❖ LNG (khí thiên nhiên hóa lỏng - Liquefied Natural Gas)
• Khí được hóa lỏng ở -1200C đến -1700C (tùy vào tỷ lệ thành
phần hỗn hợp trong chất khí), giúp dễ dàng bảo quản và vận
chuyển.
• Thành phần chủ yếu là metan (khoảng 95%) và một lượng nhỏ
các khí khác
❖ CNG (khí nén thiên nhiên - Compressed Natural Gas)
• Khi được nén ở áp suất cao (từ 200-250 bar tại nhiệt độ môi
trường), tạo điều kiện thuận lợi cho việc lưu trữ và vận chuyển
do giảm thể tích khí xuống 200-250 lần.
125. c) Điện năng
• Được sử dụng hiệu quả nhất trong các lò công suất 100 tấn thủy tinh/ ngày đêm.
• Bể nấu có kết cấu đơn giản do không cần hệ thống vòi đốt, hệ thống tích và hoàn
nhiệt, hệ thống kho nhiên liệu, cấp nhiên liệu.
• Điều chỉnh nhiệt bể nấu rất thuận lợi, điều kiện làm việc ổn định.
• Hệ số sử dụng nhiệt cao.
Tính công suất làm việc của lò:
+ K - hệ số dự trữ, k = 1,2-1,3.
+ Q - lượng nhiệt cần thiết (kJ/h), chi phí điện năng riêng (theo số liệu thống
kê) 1,1-1,2kW.h/kg.
)
(
10
.
6
,
3 3
kW
Q
k
P =
126. 3.4. Công nghệ chế tạo thủy tinh tấm theo phương
pháp nổi
3.4.1. Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất kính nổi
128. 3.4.2. Các công đoạn công nghệ sản xuất kính tấm
theo phương pháp nổi
3.4.2.1. Gia công nguyên liệu
• Tuyến cát
• Tuyến đolomit và đá vôi
• Tuyến sô đa
• Tuyến sunphat
• Tuyến pecmatit
• Mảnh vỡ sản phẩm
130. • Tuyến cát: các phương pháp làm giàu cát, loại bỏ tạp chất sắt
131.
132.
133.
134.
135. 3.4.2.2. Công đoạn định lượng, trộn
• Bunke chứa nguyên vật liệu đã chuẩn bị sẵn cần được bố trí trên một mặt phẳng
nằm ngang
• Hệ thống cân băng tự động bố trí dưới bunke nguyên liệu, với cơ cấu nạp liệu và ngắt
đường cấp liệu khi đã cân đủ khối lượng
• Hệ thống băng tải lắp ghép được bố trí dưới hệ thống cân. Vật liệu đã cân được đổ
lên băng tải vận chuyển đến máy trộn phối liệu
• Máy trộn hoạt động theo chu kỳ
• Thiết bị vận chuyển từ máy trộn đến thiết bị nấu
• Bunke dự trự bố trí giữa máy trộn và bể nấu
2 phương án phân xưởng định lượng, trộn:
• Phân xưởng có hệ thông bunke trung gian: tiếp nhận và bảo quản các nguyên liệu
chính và sau đó cấp cho bunke phân phối
• Phân xưởng không có bunke trung gian: nguyên liệu được đưa đến dự trữ và bảo
quản trực tiếp trong bunke phân phối
136.
137.
138. Thiết bị trộn
• Hoạt động theo chu kỳ, có nhiều loại thiết bị trộn: kiểu đĩa, kiểu hình nón, kiểu
thùng
• Máy trộn kiểu đĩa: có cấu tạo gồm đĩa quay trên các gối tựa, quả lô và cánh
trộn được bố trí lệch tâm so với đĩa máy trộn và có hệ thống truyền động
riêng. Vật liệu được nhào trộn theo quỹ đạo phức tạp và được trộn đều khi đĩa
trộn, quả lô và cánh trộn quay
• Máy trộn hình nón: hệ cánh trộn được bố trí dọc theo trục máy trộn và hệ
thống cung cấp nước nóng để làm ẩm vật liệu
139. • Cấp phối liệu vào bể nấu:
• Phương án 1: đưa trực tiếp vào bể nấu
• Phương án 2: được tạo hạt (8÷10 mm) → bể nấu. Ít áp dụng do
• Ưu điểm:
+ Nấu chảy nhanh, không phân tầng
+ Ít bụi nên tuổi thọ lò cao hơn
• Nhược điểm:
+ Thiết bị vê viên có năng suất thấp, dễ bị mài mòn nên chi phí cho quá trình
vê viên quá lớn
+ Hiệu quả kinh tế không cao
140. Thiết bị nạp liệu
• Dùng để cấp phối liệu vào bể nấu liên tục hoặc theo luống, theo lớp mỏng,
trên toàn bộ bề rộng của bể trong vùng nấu.
• Tùy thuộc vào và bề rộng của nạp liệu, có thể bố trí số máy nạp liệu cần thiết.
Nếu số máy nạp nhiều sẽ giúp tăng khả năng điều chỉnh mức độ nạp liệu vào
bể nấu theo chiều rộng của bể
• Máy nạp liệu thường được làm việc liên động với máy đo mức có hiệu chỉnh
nối với công tắc ngắt hành trình cuối cùng
143. 3.4.2.3 Nấu thủy tinh
Hình 10.1. Sơ đồ tạo hình dải thủy tinh theo phương pháp nổi.
1 - kênh gia công; 2 - cặp nhiệt; 3 - van điều chỉnh dòng vật liệu thủy tinh; 4 - van điều chỉnh tinh; 5 - vật liệu thủy
tinh; 6 - màng rót; 7 - bể của bể kim loại nấu chảy; 8 - thiết bị đốt nóng; 9 - thiếc; 10 - vòm bể; 11 - thủy tinh đó dàn;
12 - máy lạnh; 13 - con lăn giữ mép; 14 - thanh graphit giới hạn; 15 - dải thủy tinh; 16 - vùng chuyển từ bể nấu chảy
sang lò ủ; 17 - lò ủ.
144. a) Các quá trình lý hóa xảy ra khi nấu thủy tinh
• Nấu thuỷ tinh là quá trình biến phối liệu ban đầu thành hỗn hợp nóng chảy. Quá
trình đốt nóng phối liệu sẽ thúc đẩy phản ứng silicat và dần dần nấu chảy chúng.
Quá trình này bị tác động bởi một loạt các yếu tố: hoá học, lý học, vật lý công
nghệ và công nghệ.
• Quá trình nấu chảy thuỷ tinh có thể phân ra các công đoạn: tạo silicat, tạo thuỷ
tinh, khử bọt thuỷ tinh, làm đồng nhất và keo tụ. Các giai đoạn được thực hiện ở
các điều kiện nhiệt độ nhất định.
145. Các giai đoạn xảy ra trong quá trình nấu thủy tinh:
Giai đoạn Nhiệt độ t (0C) Quá trình xảy ra
Tạo silicat 800 900 Phân giải các chất, tạo các oxyt tự do
Tạo thủy tinh 1150 1200 Tạo pha nóng chảy
Làm trong 1400 1500 Giảm độ nhớt và thoát bọt khí
Đồng nhất 1500- 1600 Hỗn hợp phối liệu đồng đều
Làm nguội 1300 1200 Thủy tinh có độ nhớt phù hợp để gia công
các công đoạn tiếp theo
146. Giai đoạn tạo thành silicat:
• Xảy ra các phản ứng và sự biến đổi đa hình khi đốt nóng các thành phần riêng
biệt của phối liệu; ví dụ: Các dạng thù hình của SiO2.
• Khi nhiệt độ thay đổi xảy ra sự chuyển hóa giữa các thù hình của SiO2.
148. Giai đoạn tạo thành silicat:
• Xảy ra sự phân giải các chất, như CaCO3, CaMg(CO3)2, BaCO3;
• Xảy ra sự nóng chảy của một số chất: NaNO3, KNO3, Pb3O4;
• Xảy ra sự mất nước hóa học của Al2O3.2SiO2.2H2O, H3BO3;
• Xảy ra sự thăng hoa của một số chất khi đốt nóng;
• Xảy ra phản ứng ban đầu của một số chất. Các hợp chất mới hình thành phụ
thuộc vào số lượng cấu tử trong thành phần phối liệu.
Na2O (qua Na2CO3) 0,032% ZnO 0,04%
Na2O (qua Na2SO4) 0,06% PbO (50%) 0,14%
K2O (qua K2CO3) 0,12% CaF2 50%
B2O3 0,15% Se 90%
149. Giai đoạn tạo thành thủy tinh:
• Còn khoảng 25% cát thủy tinh chưa phản ứng để tạo thành silicat
• Quá trình hình thành thủy tinh xảy ra chậm hơn tạo silicat từ 8-9 lần
• Thời gian hình thành thủy tinh chiếm 40-60% tổng thời gian nấu. Tốc độ này phụ
thuộc vào nhiều yếu tố:
+ Nhiệt độ nấu;
+ Thành phần hóa của phối liệu;
+ Lựa chọn nguyên liệu ban đầu;
+ Sử dụng phụ gia tăng tốc độ nấu chảy;
+ Thành phần hạt của phối liệu;
+ Mức độ đồng đều của phối liệu.
150. Giai đoạn làm trong thủy tinh:
• Thông thường cho 100kg phối liệu có 4-5m3 khí, do:
+ Khí sinh ra do các phản ứng hóa học;
+ Khí cơ học đưa vào phối liệu;
+ Khí của các chất thăng hoa trong phối liệu;
+ Khí quẩn từ khoảng không của lò vào.
• Chất nóng chảy thủy tinh được làm trong khi
• Bọt khí có kích thước to nổi lên bề mặt và tự vỡ;
• Bọt khí có kích thước bé (mắt thường không thấy) cần phân bố đều.
Dạng khuyết tật Giới hạn cho phép
1.Dạng
điểm
Kích thước D1), mm 0,2< D ≤0,5 0,5< D ≤1,0 D >1,0
Trung bình trên 1 tấm kính mẫu 5 1 0
151. Các biện pháp làm trong thủy tinh:
• Áp suất: Áp suất hơi của khí trong các bọt cần thấp hơn trong thủy tinh nhưng
cần lớn hơn môi trường lò để khí có thể thoát.
• Môi trường lò:
• Môi trường oxy hóa: tránh thủy tinh khỏi sự ảnh hưởng của tác nhân khí;
• Môi trường khử: cần thiết khi nấu các loại thủy tinh màu và sunphat.
• Giảm độ nhớt của thủy tinh nấu.
Các biện pháp thúc đẩy quá trình làm trong thủy tinh:
• Kéo dài thời gian nấu, tăng nhiệt độ nấu khi làm trong; khuấy trộn; tạo sóng
siêu âm; xục khí; tạo áp suất cao hoặc chân không; dùng chất làm trong;…
152. Giai đoạn làm đồng nhất thủy tinh:
• Là quá trình làm đồng đều thành phần hóa, giảm sự hình thành các gợn xoáy,
các lớp phân tầng.
• Các biện pháp:
• Lò nấu theo chu kỳ: dùng trộn, đảo phối liệu;
• Lò nấu liên tục: kéo dài thời gian nấu ở vùng có nhiệt độ cao hoặc thổi khí nén
áp suất cao vào phối liệu.
Giai đoạn keo tụ làm nguội thủy tinh:
• Là quá trình tăng độ nhớt của thủy tinh nóng chảy đến một giới hạn phù hợp
với quá trình tạo hình sản phẩm.
• Gia công thủy tinh cần độ nhớt ≥100Pz, (1150-12000C).
Phương pháp tạo hình Độ nhớt (Pz) Nhiệt độ (0C)
Cán 1000 1150
Thổi 5000 1100
Ép 10000 1050
153. b) Thiết bị nấu thủy tinh
Phân loại
Theo nguyên lý làm việc
• Lò hoạt động gián đoạn (lò dạng bể và lò nồi);
• Lò hoạt động liên tục (lò dạng bể)
Theo phương pháp đốt:
• Lò ngọn lửa: nhiên liệu khí hoặc lỏng;
• Lò điện: sử dụng điện năng;
• Lò ngọn lửa - điện.
Theo kết cấu của phòng lò: Lò bể và lò nồi.
Theo hướng chuyển động của ngọn lửa:
• Chiều ngọn lửa hướng lên trên hoặc đi xuống;
• Chiều ngọn lửa cùng hoặc ngược chiều với thủy tinh nóng chảy.
• Theo phương pháp tận dụng nhiệt khí thải:
• Lò có hệ thống tích hoàn nhiệt;
• Lò không có hệ thống tích hoàn nhiệt.
Theo phương pháp phân cách bể với khoảng không có ngọn lửa:
• Lò với bể nấu chung;
• Lò phân chia bằng các thuyền và các kết cấu khác.
154. c) Lò bể hoạt động liên tục (lò ngọn lửa)
Cấu tạo lò bể:
• Phòng lò
• Vòi đốt
• Khung, giằng, trụ móng
• Hệ thống làm mát lò
• Thiết bị tích, hoàn nhiệt
155. Phòng lò:
• Gồm bể nấu, bể gia công và khoảng không
khí nằm trên bể.
• Bể thường bố trí trên móng độc lập và được
xây từ những VLCL cao.
• Kích thước bể: B→10m, L→6570m, H =
1,21,5m.
Nền bể:
• Xây bằng viên gạch dài, cạnh dài song song
với trục dọc của bể, đáy = 300mm.
• Đáy của phần keo tụ cần cao hơn đáy của
phần nấu 1-2 hàng gạch
• Khi chuyển cao độ, hàng ngoài cùng cần
vượt ra hàng nằm dưới 500mm. 1-Cột trụ; 2-Tấm thép; 3-Dầm dọc; 4-
Dầm ngang; 5-Dải thép; 6-Gạch dài;
7-Trụ dọc chính của lò; 8-Mạch vữa
dọc; 9-Mạch vữa ngang
156. Tường bể:
• Trong xây từ các viên gạch chịu lửa (cao nhôm,
đinat,…) dài 250x300mm, cách nhiệt bằng
gạch Samot nhẹ, gạch điatomit. Tường dày
500-60mm, mạch 1-1,5mm.
• Tường treo được xây bằng gạch chịu lửa Đinat
dày 120mm
Vòm bể:
• Vòm được xây bằng gạch Đinat, xây thành
từng đoạn 3-8m, khe dãn nở nhiệt 50-80mm,
vòm dày = 230-400mm.
• Khe dãn nở nhiệt (chèn bằng bột chịu lửa ẩm
chứa 20-30% axbet) đảm bảo kín khí và độ
bền của kết cấu.
a. Các chi tiết khối xây tường và vòm
b. Các chi tiết xây miệng lửa vòi đốt
1-Vòm; 2-chân cuốn vòm chính; 3-dầm dưới
chân cuốn; 4-các cột của khung; 5-khe dãn
nở nhiệt; 6-cửa thoát lửa; 7-vòm cửa thoát
lửa; 8-thanh giằng; 9-tấm; 10-ngàm; 11-khối
xây tường treo
157. Vòi đốt:
• Dùng vòi đốt ngọn lửa ( =1,05-1,3), sử dụng
nhiên liệu khí hoặc lỏng. Lò nhỏ áp dụng chiều
ngọn lửa hình móng ngựa
• Vòi được bố trí ở 2 bên thành lò và đặt
nghiêng 1 góc 20 300 hướng lên bề mặt thủy
tinh lỏng.
• Lngọn lửa = (50 60%) Lvùng đốt nóng
• Bngọn lửa = 0,7→2m.
• Chu kỳ ngọn lửa = 20-30’/lần.
1-cửa thoát lửa; 2-lỗ dùng cho vòi đốt; 3-vòm
nghiêng; 4-vòm phẳng; 5-vòm tròn; 6-nền vòi
đốt; 7-khoảng không dùng cho van; 8-khung
của thiết bị tích hoàn nhiệt; 9-ghi thiết bị tích
hoàn nhiệt
158. Khung, giằng, trụ móng:
• Cột được xây bằng gạch đỏ (mạch ≤ 8mm) được giằng với nhau bằng thép
chữ I, trên cùng cột đặt các tấm đệm bằng gang, thép.
• Móng chịu tải trong lò, thường được làm từ BTCT, = 0,4-0,6m.
1-cột thép;
2-giá đỡ tường và vòm;
3-gạch đáy;
4-gạch ngàm;
5-tường Đinat;
6-chân vòm;
7-trụ dưới chân vòm;
8-giằng trên;
9-gạch tường;
10-định vị cứng các trụ;
11-giằng các gạch thành bể;
12-bulong chặn
159. Hệ thống làm mát lò
• Mục đích: giảm nhiệt độ VLCL, tạo lớp màng thủy
tinh dẻo làm giảm sự bào mòn VLCL.
• Sử dụng: không khí, nước hoặc hỗn hợp.
• Làm mát bằng không khí (phổ biến): ống thổi vào
tường chếch 300, v=30-40m/s→60-70m/s (vị trí
bào mòn mạnh), Q=0,25→ 0,8m3/s.
Ống được bố trí trên toàn bộ mặt ngoài vùng cần
làm nguội.
• Làm mát bằng nước: ở vị trí cháy gạch riêng biệt
hoặc cần làm nguội tích cực các góc có sự cố.
Hạn chế do: chi phí nước lớn, khó bố trí thành 1
chu trình kín,... Làm nguội bằng không khí
1-ống phun; 2-lớp thủy tinh
keo tụ; 3-màng thủy tinh dẻo
Làm nguội bằng nước
1-thủy tinh nóng chảy; 2-hộp
kim loại rỗng; 3-lớp thủy tinh
keo tụ
160. Nấu thủy tinh trong lò bể:
• Phối liệu ở dạng bột, được trộn đều và nạp vào
bể nấu.
• Sau 1-2’, các hạt liệu được bao bọc một lớp
màng liệu đã nóng chảy. Sau 15-20’, hình thành
các đảo nhỏ trên dòng liệu đã nóng chảy.
• Chảy đến vùng tmax →15500C, từ dòng liệu xuất
hiện các bọt khí được tách ra (vùng làm trong
hay khử bọt).
• Gần đến cửa gia công (vùng đồng nhất và keo
tụ), nhiệt độ giảm, bọt khí ngừng tách và hòa tan
vào phối liệu, tại đây vchảy dòng liệu = 15-20m/h.
172. Thiết bị tích và hoàn nhiệt Kết cấu ghi bằng vật liệu chịu lửa Manhezi
173. d) Các thiết bị tận dụng nhiệt
• Chức năng của thiết bị
Sử dụng nhiệt từ khí thải để đốt nóng
không khí và khí có nhiệt trị thấp được đốt
nóng đến nhiệt độ cần thiết để cấp vào lò
đốt.
Sơ đồ làm việc của thiết bị thu hồi nhiệt
1-lò nấu thủy tinh; 2-các vách trao đổi nhiệt; 3-kênh
dẫn khí nóng; 4-kênh dẫn khí thải; 5-ống khói
174. • Thiết bị thu hồi nhiệt
Sự trao nhiệt từ khí thải cho khí được đốt nóng thông qua vách ngăn.
• Khi dòng cùng chiều, nhiệt độ không khí được đốt nóng sẽ thấp hơn nhiệt độ
khí thải khi ra khỏi thiết bị;
• Khi dòng ngược chiều, không khí có thể được đốt nóng lên đến nhiệt độ cao
hơn.
• Khi dòng chéo nhau, nhiệt của khí tại các chi tiết riêng biệt ở các điều kiện
khác nhau, nóng không giống nhau.
• Thiết bị tích, hoàn nhiệt
Nồi thu hồi tận dụng hơi và thiết bị đun nước
• Tận dụng nhiệt khí thải khi ra khỏi thiết bị tích và hoàn nhiệt.
Các kết cấu van đổi chiều của lò nấu thủy tinh tích, hoàn nhiệt
• Van đổi chiều dùng để thay đổi hướng chuyển động của khí tương ứng với
chu kỳ làm việc của thiết bị tích và hoàn nhiệt.
