MỤC LỤC
1. Tình hình phát triển sản xuất sứ vệ sinh ở Việt Nam và trên thế giới ......................... 2
2. Công nghệ sản xuất sứ vệ sinh ....................................................................................4
2.1. Tính chất kỹ thuật .................................................................................................5
2.2. Quy trình sản xuất sứ vệ sinh................................................................................5
2.2.1 Nguyên liệu......................................................................................................5
2.2.2. Công đoạn gia công và chuẩn bị phối liệu ....................................................6
2.2.3 Công đoạn tạo hình ......................................................................................... 8
2.2.4. Công đọan sấy ................................................................................................ 9
2.2.4.1 Sấy tự nhiên .............................................................................................. 9
2.2.4.2 Sấy nhân tạo ........................................................................................... 10
2.3. Công đoạn tráng men .......................................................................................... 12
2.4. Công đoạn nung ..................................................................................................12
2.4.1. Công nghệ lò con thoi ..................................................................................13
2.4.2. Công nghệ lò Tuynen ...................................................................................13
2.4.3. Lò thanh lăn .................................................................................................14
3. Nhiên liệu và hiệu quả sử dụng năng lượng trong sản xuất sứ vệ sinh ..................... 16


1. Tình hình phát triển sản xuất sứ vệ sinh ở Việt Nam và trên thế giới
Sứ vệ sinh là sản phẩm gốm xây dựng thuộc nhóm vật liệu xây dựng, được sử
dụng để đảm bảo các chức năng nhất định trong công trình xây dựng. Vì vậy khác với
các loại gốm dân dụng, mỹ nghệ hay kỹ thuật, nó phải đáp ứng được những yêu cầu
riêng. Sứ vệ sinh là sản phẩm không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại, giúp nâng cao
chất lượng cuộc sống và Thomas Crapper người Anh (1836 – 1910) được lịch sử ghi
nhận là người đầu tiên giúp cải tiến và phát triển rộng rãi các sản phẩm sứ vệ sinh.
Công nghệ sản xuất ngày càng cải tiến nhằm hoàn thiện bề mặt sứ vệ sinh chống lại sự
bám bẩn, tích tụ khuẩn như một cách tự làm sạch thiết bị, tiết kiệm nước… và được
thiết kế với kiểu dáng phong phú.
Sứ vệ sinh bao gồm nhiều chủng loại khác nhau như chậu rửa mặt, chân chậu,
xí xổm, xí bệt, tiểu treo… Ngành công nghiệp sứ vệ sinh tại các nước phát triển tập

trung vào các sản phẩm chất lượng cao nên giá trị mỗi sản phẩm rất lớn. Tuy nhiên
công nghiệp sản xuất sứ vệ sinh ở các nước phát triển đang phải đối mặt với sự phát
triển ngày càng tăng ở các nước đang phát triển mới nổi, do lợi thế về chi phí sản xuất
thấp và các quy tắc về môi trường ít nghiêm ngặt hơn. Sứ vệ sinh cũng là ngành hàng
có nhiều lợi thế về chi phí và cạnh tranh ở nước ta.
Hình 1.1. Giá trị sản xuất gạch nung và gốm sứ tại Châu Âu qua các năm [2]

Tỷ
Euro

(Nguồn:


Hình 1.2. Lượng lao động trong công nghiệp sản xuất gạch nung và gốm sứ tại Châu Âu [2]

Bảng 1.1. Công suất các nhà máy sản xuất sứ vệ sinh ở nước ta [4]
Tổng công suất 2008

9.260.000 sản phẩm

Tổng công suất 2009

10.260.000 sản phẩm

Sản lượng 2009

8.208.000 sản phẩm

Theo quyết định số 121/2008/QĐ TTg ngày 29/8/2008 của Thủ tướng Chính
phủ, đưa ra định hướng về quy mô đầu tư, công nghệ khai thác, chế biến đất sét, cao

lanh và fenspat cho sản xuất gốm sứ xây dựng và bảo vệ môi trường; định hướng quy
hoạch phát triển sản xuất gạch ốp lát và sứ vệ sinh về đầu tư, công nghệ, chủng loại
sản phẩm và xuất khẩu, đặc biệt đưa ra định mức tiêu thụ nhiên liệu và năng lượng đối
với các cơ sở mới đầu tư công nghệ. Theo quyết định, công nghệ sản xuất sứ vệ sinh
hiện đại phải có khả năng đúc các sản phẩm có kích thước lớn với các tính năng sử
dụng hiện đại, giảm tiếng ồn, giảm độ bám đính và tiết kiệm nước khi sử dụng; có khả
năng sử dụng lớp phủ nano để nâng cao chất lượng bề mặt sản phẩm; đồng thời có
mức tiêu hao nhiên liệu và năng lượng.


2. Công nghệ sản xuất sứ vệ sinh
Sơ đồ dây chuyền sản xuất
Các nguyên liệu (đất sét, fenpat…)
Định lượng
Nghiền bi ướt
PP

Sàng rung, khử từ
Bể chứa điều chỉnh hồ
Bể ủ hồ

Nguyên liệu chế
tạo men

PP

PP

Nghiền bi


Tạo hình đổ rót
Sấy tự nhiên, sửa mộc

Thùng khuấy
PP

Chế tạo
khuôn

Sấy nhân tạo
PP

Sàng rung khử từ
Thùng chứa

Kiểm tra mộc
Tráng men
Sấy trước nung

Nung

PP

Phân loại

Hình 2.1. Sơ đồ dây chuyền sản xuất sứ vệ sinh

Gắn lắp phụ kiện
và thử nghiệm
các tính chất



2.1. Tính chất kỹ thuật
Sứ vệ sinh thuộc hệ sứ mềm, có nhiệt độ nung trong khoảng 1200 – 1240 oC.
Thành phần T – Q – F của phối liệu trong phạm vi:
T = 30 ÷ 35%; Q = 20 ÷ 25%; T = 40 ÷ 45%;
Đặc điểm của sứ vệ sinh là sản phẩm có hình dạng phức tạp, thành mỏng, kích
thước lớn…bao gồm nhiều chủng loại khác nhau như chậu rửa mặt, chân chậu, xí
xổm, xí bệt, tiểu treo…
Bảng 2.1. Các thông số kỹ thuật của sứ vệ sinh
STT

Thông số kỹ thuật

Trị số

1

Độ hút nước, %

≤ 0,5

2

Khối lượng thể tích, g/cm3

2,25 ÷ 2,35

3


Độ bền uốn, kG/cm2

Đến 700 - 800

4

Khả năng chịu tải trọng, kg/sp

> 300

5

Hệ số giãn nở nhiệt α trong khoảng nhiệt độ
20 – 700 oC, 1/ oC

(5,5 – 6,5)10-6

2.2. Quy trình sản xuất sứ vệ sinh
2.2.1 Nguyên liệu
Nguyên liệu sản xuất xương sứ vệ sinh bao gồm đất sét, cao lanh, fenspat, thạch
anh và các phụ gia khác. Trong quá trình nung nguyên liệu dẻo (đất sét và cao lanh) là
nguyên liệu chủ yếu. Thạch anh và Fenspat là nguyên liệu gầy được đưa vào bài phối
liệu với nhiều công dụng khác nhau. Thạch anh có tác dụng giảm độ co khi sấy và cả
khi nung sản phẩm, làm cho quá trình sấy nung nhanh hơn. Tác dụng giảm co của
thạch anh được thể hiện từ nhiệt độ thấp đến nhiệt độ nung cao nhất, chống biến dạng
cho sản phẩm sau nung và tăng cường độ cho sản phẩm sau nung đến một giới hạn
nhất định. Fenspat cũng có tác dụng giảm độ co sấy của sản phẩm, tránh hiện tượng
cong, vênh và nứt, mặt khác tạo điều kiện thoát ẩm tốt hơn nên sấy nhanh hơn. So với
nguyên liệu sét và thạch anh, fenspat có nhiệt độ nung thấp hơn nhiều. Fenspat nóng
chảy trong sản phẩm khi nung có tác dụng hoà tan các nguyên liệu khác để sản phẩm

kết khối ở nhiệt độ thấp hơn, tạo điều kiện kết tinh mulit và chống biến dạng sản phẩm
sau nung.


Bảng 2.2. Thành phần hoá học của cao lanh và đất sét ở một số địa phương
Nguyên liệu

Hàm lượng oxyt, %
SiO2

Al2O3+TiO2

Fe2O3

CaO

MgO

K2 O

Na2O

MKN

Cao lanh, Yên Bái

47,61

35,51


0,64

0,09

0,26

1,81

0,28

13,36

Cao lanh Minh
Tân Hải, Hải
Dương

70,45

18,56

0,74

2,30

0,10

2,29

0,15


5,41

Đất sét Trúc Thôn,
Hải Dương

69,00

20,80

1,30

0,50

0,20

1,70

0,43

6,00

Đất sét Giếng Đáy,
Quảng Ninh

74,4

14,62

1,99


0,42

0,72

Đất sét Phú Bài
Huế

70,56

18,12

1,74

0,85

0,70

2,42
-

5,33
-

6,52

Bảng 2.3. Thành phần hoá học của nguyên liệu fenpat, %
Fenpat

SiO2


Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

K2 O

Na2O

MKN

Fenpat Phai Hạ, Yến
Bái

73,52

15,14

0,28

1,31

0,25

4,05

4,20


0,41

Fenpat Phú Thọ

73,90

14,70

0,34

0,25

0,36

5,50

3,91

0,34

Fenpat Ấn Độ

66,00

17,50

0,03

-


-

12,00

2,00

0,10

Fenpat Trung Quốc

67,62

17,78

0,28

0,72

0,02

9,61

3,02

0,88

Men được phân loại theo phường pháp sản xuất chia làm 2 loại: men nguyên
liệu và men frit. Khi nung, phối liệu men biến mềm dần dần và không có nhiệt độ chảy
xác định. Nhiệt độ chảy dàn đều của men cần phù hợp với khoảng nhiệt độ nung của

sản phẩm, độ nhớt của men phù hợp để men bám chặt vào xương.
Men nguyên liệu là loại men được nghiền trực tiếp từ hỗn hợp các loại nguyên
liệu và sau đó đem tráng lên sản phẩm, nguyên liệu dùng là cao lanh, đất sét, thạch
anh, fenpat và các nguyên liệu phụ trợ khác như CaCO3, ZnO, BaCO3, ZrSiO4…
2.2.2. Công đoạn gia công và chuẩn bị phối liệu
Khâu chuẩn bị và gia công nguyên liệu phụ thuộc vào tính chất của nguyên liệu
và yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm. Các khâu trong giai đoạn này bao gồm: nghiền bi
ướt, sàng rung và khử từ, bể chứa điều chỉnh hồ và bể ủ hồ, đảm bảo cho mỗi nguyên
liệu trong phối liệu có một thành phần khoáng hóa nhất định, độ sạch cần thiết, độ ẩm
và trạng thái vật lý thích hợp cho các công đoạn kỹ thuật tiếp theo.


Sau khi tính toán phối liệu, các nguyên liệu được định lượng và nghiền trong
máy nghiền bi ướt gián đoạn. Cũng có thể dùng máy nghiền bi ướt liên tục để nghiền
mịn, nhưng khi đó phải có hệ thống cân định lượng nguyên liệu liên tục và nguyên liệu
phải có tính ổn định cao để đảm bảo các tính chất của phối liệu như đã dự định. Sau
khi nghiền, hỗn hợp hồ qua các công đoạn sàng rung, khử sắt này được xả vào bể chứa
để điều chỉnh hồ. Từ bể chứa, hồ được được bơm sang bể ủ đồng nhất hồ phối liệu.
Do đặc điểm hình dạng phức tạp của sứ vệ sinh nên nó được tạo hình bằng
phương pháp đổ rót và nhiệm vụ của công đoạn gia công phối liệu là phải chế tạo được
hồ đổ rót có chất lượng đạt yêu cầu, đặc biệt về độ lưu động và độ sánh của hồ. Yêu
cầu cơ bản của hồ đổ rót:
- Lượng nước ít nhất để giảm thời gian đổ rót và thời gian sấy.
- Độ linh động của hồ tốt nghĩa là độ nhớt của hồ bé để đảm bảo vận chuyển
trong đường ống và đổ rót dễ.
- Hồ phải bền: không có hiện tượng lắng, không keo tụ, không đóng sánh, độ
nhớt hồ ổn định.
- Tốc độ bám khuôn lớn.
- Lượng chất điện giải bé nhất (chọn đúng chất điện giải tối ưu, hàm lượng hợp
lý).

- Khả năng thoát khuôn dễ, ít khuyết tật như rỗ mặt…
Nghiền phối liệu được thực hiện bằng máy nghiền bi ướt gián đoạn.
Kiểm tra hồ thường xuyên là một khâu quan trọng khi chuẩn bị hồ đổ rót. Hồ
đạt yêu cầu kỹ thuật phải có các thông số kỹ thuật sau:
+ Độ ẩm hồ: 30 ÷ 32%
+ Tỷ trọng hồ: 1,75 ÷ 1,78 g/cm3
+ Lượng sót sàng 63 μm: 1,8 ÷ 2,2%
+ Độ lưu động: 12 – 15 giây
+ Độ sánh: 2-2,5
Quy trình chế tạo men: Các nguyên liệu → Định lượng → Máy nghiền bi ướt
→ Kiểm tra → Thùng khuấy → Sàng rung lọc từ → Thùng chứa.
Men được chế tạo ở một phân xưởng riêng với các thành phần nguyên liệu đưa
vào làm men được lựa chọn kỹ càng và có độ tinh khiết cao. Men cũng được nghiền bi
theo phương pháp ướt, thời gian nghiền tuỳ thuộc vào từng loại men. Kết thúc thời
gian nghiền quy định, dừng máy và lấy mẫu men đi kiểm tra, nếu chưa đạt yêu cầu thì
điều chỉnh và cho máy chạy tiếp, nếu đạt yêu cầu thì men từ máy nghiền bi được đưa


lên thùng chứa và khuấy men. Từ thùng chứa chính, men được cho qua sàng rung và
lọc từ rồi chứa vào các thùng chứa nhỏ đem đi tráng men
2.2.3 Công đoạn tạo hình
Yêu cầu chung với sản phẩm tạo hình phải có mật độ nhất định với mức độ
đồng đều cao, có cường độ cơ học nhất định, không có các khuyết tật (vết nứt cấu trúc,
nứt cạnh và bề mặt, tơi…) và không có ứng suất nội.
Tùy theo hình dạng và chiều dày thành sản phẩm mà sứ vệ sinh được tạo thành
bằng 2 phương pháp rót khuôn chính: phương pháp rót hồ thừa và phương pháp đổ
đầy. Do hình dạng sản phẩm phức tạp nên khuôn thạch cao dùng đổ rót lắp ghép từ
nhiều mảnh.
Khi đổ rót hồ vào khuôn thạch cao, do thạch cao có khả năng hút nước nên hồ
chuyển động theo hướng thành khuôn bám vào khuôn thành lớp mỏng đều đặn và sít

đặc, theo thời gian chiều dày lớp mộc tăng dần. Thời gian hình thành lớp mộc (dày 911 mm) trong khuôn thạch cao bằng phương pháp đổ rót thủ công dao động trong
khoảng 1,5 – 3 giờ.
Nguyên liệu làm khuôn: phổ biến nhất người ta hay dùng khuôn thạch cao.
Trong thiên nhiên thạch cao tồn tại dưới dạng CaSO4.2H2O. Thạch cao dùng để sản
xuất khuôn là dạng thạch cao ngậm 0,5 phân tử nước (CaSO4.0,5H2O). Chế tạo thạch
cao CaSO4.0,5H2O bằng cách sấy thạch cao tự nhiên ở nhiệt độ 170oC, khi trộn
CaSO4.0,5H2O với một lượng nước thích hợp (thường từ 50-55% khối lượng) nó sẽ
thực hiện phản ứng hydrat hoá (gọi là quá trình đóng rắn) tạo sản phẩm có cường độ
cơ học khá cao và độ xốp lớn. Chú ý: khi nâng nhiệt độ lên khoảng 200-300oC thì
CaSO4.0,5H2O chuyển thành dạng CaSO4 khan. Hiện nay ngoài dùng thạch cao người
ta còn dùng nhựa nhân tạo polyester hay epoxy.
Tạo hình sản phẩm được thực hiện bằng đổ rót thủ công, đổ rót trên các dây
chuyền cơ khí và đổ rót dưới áp lực.
Dây chuyền cơ khí để đổ rót sản phẩm (chậu rửa mặt, chậu xí) gồm các xe dạng
khung hàn để đỡ khuôn thạch cao và chuyển động trên hai đường ray. Dây chuyền
hoạt động khép kín, gồm nhánh phía trên và nhánh bên dưới với tổng chiều dài khoảng
60-80m. Việc nâng hạ xe mang khuôn giữa hai tầng được điều khiển bằng cơ cấu thủy
lực. Thời gian đảy xe ở hai nhánh từ 4-5 phút.
Một trong các cách phân bố vị trí làm việc trên dây chuyền là ở nhánh phía trên
bố trí các khâu ghép khuôn, đổ rót hồ, lưu hồ trong khuôn và tách khuôn lấy sản phẩm
ra, còn nhánh bên dưới là sấy khuôn. Tổng thời gian từ lúc đổ rót hồ vào khuôn đến
lúc tách khuôn vào khoảng 5-7 giờ. Năng suất tạo hình trên dây chuyền cơ khí đạt
200.000-220.000 sản phẩm/năm.


Tạo hình đổ rót sứ vệ sinh dưới áp lực được thực hiện trên các băng đổ rót cố
định. Khi đổ rót, hồ duy trì ở áp lực 2-4 bar và đồng thời hút chân không khuôn thạch
cao. Bằng cách như vậy thời gian tạo mộc trong khuôn rút ngắn trên hai lần so với tạo
hình thủ công. Khuôn tạo hình dưới áp lực là loại thạch cao cường độ cao hoặc khuôn
từ nhựa tổng hợp.

2.2.4. Công đọan sấy
Sấy là quá trình dùng nhiệt năng để làm bốc hơi phần lượng nước có trong vật
liệu. Mục đích sấy sản phẩm là kết thúc thay đổi thể tích của sản phẩm do tách nước
tạo hình, tạo cho sản phẩm có độ bền cơ học cần thiết để xếp vào lò nung mà không bị
biến dạng, ngăn chặn các hiện tượng nứt, nổ sản phẩm do việc bốc hơi nước ồ ạt ở giai
đoạn đầu của khâu nung.
Sau khi tách khuôn, sản phẩm tạo hình với độ ẩm 19-21% được sấy sơ bộ (tự
nhiên hay phòng sấy) đến độ ẩm 15-17% và tiến hành gắn ráp chi tiết, sửa mộc. Tiếp
theo đưa sản phẩm vào các lò sấy để sấy khô.
Đặc điểm của sản phẩm sứ vệ sinh là có các hàm rỗng bên trong dạng phức tạp
và tường với độ dày mỏng khá chênh lệch tại các phần khác nhau. Do vậy, nếu tác
nhân sấy không khí nóng không tiếp xúc tốt với toàn bộ bề mặt của sản phẩm khi sấy
thì sẽ dần đến chênh lệch độ ẩm quá mực giữa các thành phần và gây nên biến dạng,
nứt sản phẩm. Cần tránh phế phẩm khi sấy cần có biện pháp tăng cường đối lưu của
tác nhân sấy, cần chọn các thông số tác nhân sấy phù hợp với từng giai đoạn nhiệt độ
sấy sản phẩm và bằng cách như vậy tạo được một chế độ sấy an toàn nhưng nhanh.
Yêu cầu chung đối với lò sấy là:
1. Tốc độ sấy lớn nhất mà vẫn đảm bảo chất lượng vật liệu sấy
2. Tiêu tốn nhiệt năng và điện năng lên 1 kg hơi ẩm bốc hơi nhỏ nhất
3. Sấy đồng đều theo toàn bộ thể tích lò sấy.
4. Lượng hơi ẩm bốc hơi từ 1m3 thể tích lò sấy lớn nhất.
5. Dễ điều chỉnh các thông số tác nhân sấy.
6. Cơ khí hoá được việc xếp, dỡ và vận chuyển sản phẩm.
7. Có các thiết bị kiểm tra và thoả mãn tiêu chuẩn vệ sinh.
Quy trình sấy sản phẩm trong sản xuất diễn ra theo hai giai đoạn:
2.2.4.1 Sấy tự nhiên
Sấy tự nhiên thực hiện tại các nhà phơi đảo với tác nhân sấy là không khí tự
nhiên. Mái nhà phới đảo được lợp bằng các vật liệu trong suốt như kính, nhựa nhằm
tận dụng nằng lượng mặt trời xuyên qua, không khí trong nhà phơi có thể đối lưu được



nhờ quạt gió. Để tận dụng nhiệt tổn thất của lò nung ra môi trường và không gian, một
số nhà máy xếp các sản phẩm sứ vệ sinh xung quanh thành lò hoặc ở trên mặt lò.
2.2.4.2 Sấy nhân tạo
Tùy thuộc vào các diễn biến xảy ra trong sản phẩm sấy mà quá trình sấy phân
ra thành 3 giai đoạn với 3 chế độ sấy khác nhau :
* Giai đoạn sấy thứ nhất
Đặc điểm của giai đoạn này là sản phẩm được đốt nóng đến một nhiệt độ nhất
định và nước bắt đầu bốc hơi. Trong sản phẩm tồn tại nhiều kênh dẫn lớn và nước co
ngót di chuyển ra ngoài, bốc hơi mạnh từ bề mặt sản phẩm. Tốc độ sấy tăng nhanh, độ
giảm thể tích ở giai đoạn sấy đầu tiên hoàn toàn tỷ lệ thuận với lượng nước bốc hơi.
Cường độ thoát ẩm cực đại kết thúc vào thời điểm có sự cân bằng giữa lượng nhiệt
dùng bốc hơi nước và nhiệt dùng đốt nóng sản phẩm
* Giai đoạn sấy thứ hai
Giai đoạn này được đặc trưng bởi tốc độ sấy không đổi. Nhiệt độ trên bề mặt
sản phẩm sấy hầu như không thay đổi, lượng nhiệt chủ yếu dùng để bốc hơi nước,
lượng ẩm thoát ra hầu như tỷ lệ thuận với thời gian. Nước bốc hơi trên bề mặt sản
phẩm chấm dứt khi lượng nước co ngót được tách hết. Trong giai đoạn hai sản phẩm
co chậm do hệ thống mao quản, lỗ xốp tạo bới các hạt nguyên liệu tiếp xúc nhau dần
dần được ổn định, nước chứa trong lỗ xốp và mao quản tiếp tục bốc hơi. Tốc độ sấy ở
cuối giai đoạn hai không phụ thuộc vào tốc độ bay hơi nước trên bề mặt sản phẩm mà
phụ thuộc vào tốc độ dịch chuyển hơi nước từ bên trong ra bên ngoài. Về cuối giai
đoạn hai sản phẩm sấy ngừng co rút và có một cường độ cơ học tương đối. Cường độ
thoát ẩm giảm giai đoạn hai kết thúc, tổng lượng nước bốc hơi ở hai giai đoạn sấy thứ
nhất và sấy thứ hai chiếm gần nửa lượng nước ban đầu trong sản phẩm sấy.
* Giai đoạn sấy thứ ba:
Đặc trưng của giai đoạn ba là tốc độ sấy giảm xuống, tiêu tốn nhiệt dùng để bốc
hơi nước giảm xuống và dùng đốt nóng sản phẩm tăng lên. Trong giai đoạn này chỉ
còn nước lỗ xốp, mao quản và nước hấp phụ tiếp tục tách ra mà không làm thay đổi
thể tích của sản phẩm. Bề mặt bốc hơi nước ngày càng dịch chuyển sâu vào bên trong.

Hiện tượng nứt và cong vênh hầu như không xảy ra và có thể tiến hành sấy nhanh. Lúc
ngừng sấy, có trạng thái cân bằng giữa áp suất hơi bão hòa trên bề mặt sản phẩm sấy
và áp suất riêng phần của chất tải nhiệt, nghĩa là độ ẩm đạt đến một giá trị cân bằng.
Trong thực tế sản xuất sấy thường được ngừng sớm hơn trước lúc đạt đến độ ẩm cân
bằng, nghĩa là độ ẩm của đa số sản phẩm gốm sứ sau sấy khoảng 1-3%.


Quá trình sấy thực hiện trong lò sấy phòng hoặc lò sấy Tuynen. Trong lò sấy
tuynen hoạt động liên tục. Độ ẩm sản phẩm sau khi sấy khô từ 1-2 %.
- Lò sấy buồng:
Lò sấy phòng hoạt động gián đoạn : nhiệt độ và độ ẩm của chất tải nhiệt thay
đổi liên tục theo thời gian, toàn bộ chu trình sấy bao gồm cả ra vào lò được lặp đi lặp
lại tuần hoàn. Thông thường người ta ghép nhiều lò sấy thành một khối, số phòng sấy
trong khối có thể từ 20 đến 48 phòng. Tường lò xây bằng gạch chỉ nhưng có gờ để đặt
giá sấy. Khoảng cách của gờ này xác định theo kích thước sản phẩm sấy. Sản phẩm ra
vào lò sấy nhờ xe đẩy chuyên dùng, nên tiến hành cũng khá nhanh chóng.
Thời gian sấy trong lò sấy phòng khoảng 30 – 40 giờ khi độ ẩm sản phẩm vào
sấy 15 – 17 %. Trong các lò sấy phòng kết cấu hiện đại, chế độ sấy được tự động hóa
và độ ẩm sản phẩm vào sấy 12-14%, thời gian sấy khô sản phẩm trong lò rút ngắn
đáng kể còn khoảng 10 giờ. Tác nhân sấy có thể là khí lò, có thể là không khí nóng từ
buồng đốt, hoặc một phần khí lò pha vào tác nhân tác nhân sấy. Tác nhân sấy được
đưa vào buồng sấy một cách phân tán hoặc tập trung qua những kênh dẫn bên dưới và
lấy ra đều bằng quạt. Nhờ một phần khí hồi lưu nên nhiệt độ ở phần trên và phần dưới
đồng đều nhau.
Nhược điểm của lò sấy buồng: tốn nhiều thời gian cho khâu xếp dỡ sản phẩm,
tổn thất nhiệt trong lúc xếp dỡ lớn, thao tác không liên tục.
- Lò sấy Tuynen:
Đây là loại lò sấy phổ biến nhất trong công nghiệp sản xuất gốm xây dựng,
công nghệ sản xuất vật liệu chịu lửa và một số loại sản phẩm khác và hiện đại hơn lò
sấy buồng. Lò sấy tuynen là loại lò sấy làm việc liên tục : các thông số này của tác

nhân sấy thay đổi theo chiều dài của lò sấy tuynel nhưng không đổi theo thời gian.
Chất tải nhiệt đi ngược chiều chuyền động của vật liệu sấy. Nhiều lò sấy tuynen hợp
thành một khối (từ 4 – 20 chiếc), các khối này có những hệ thống kênh chung để cấp
và thoát chất tải nhiệt, đường ray và kích đẩy chung. Lò sấy và lò nung Tuynen sử
dụng cùng một loại xe goòng nên khi sấy xong sản phẩm trên xe goòng được đưa ngay
vào lò nung.
Thời gian sấy trong lò sấy tuynen dao động trong khoảng 20 – 36 giờ khi độ ẩm
sản phẩm vào sấy 15 – 17 %.
Tác nhân sấy có thể là khí lò, có thể là không khí nóng từ buồng đốt, hoặc một
phần khí lò pha vào tác nhân tác nhân sấy. Để có chế độ sấy hợp lý trong lò liên tục
dùng phương thức sấy tuần hoàn, một phần chất tải nhiệt đã được sử dụng có hảm ẩm
tương đối cao quay trở lại lò sấy tại vùng đòi hỏi chế độ nhiệt mềm hơn (giai đoạn sấy
đầu tiên). Khí nóng đưa vào lò sấy theo kênh chính, khí thải sẽ theo miệng hút phía


sườn và đầu lò theo kênh khác thoát ra ngoài nhờ quạt hút. Tốc độ sấy sản phẩm trong
lò sấy tuynen thay đổi trong quá trình dịch chuyển.
2.3. Công đoạn tráng men
Trước khi tráng men, sản phẩm cần được làm sạch bụi, kiểm tra vết nứt và phun
ẩm. Tráng men sứ vệ sinh chủ yếu bằng phương pháp phun men. Áp lực men phun dao
động 2-6 bar.
Men dùng cho sứ vệ sinh là men nguyên liệu hoặc men nguyên liệu có pha
thêm một lượng frit, màu sắc men là trắng đục, xanh, hồng và mận tím. Một số thông
số kỹ thuật của men:
Độ ẩm: 35-37 %
Tỷ trọng: 1,65-1,7
Sót sàng 1 vạn lỗ: ≤ 0,1%
Men trước khi tráng có pha thêm một lượng keo hữu cơ (CMC) nhở hơn 0,5%
để men phun bám chắc vào mộc và không bị nứt trước khi đưa vào nung.
2.4. Công đoạn nung

Sản phẩm sau khi tráng men sẽ được gắn mác sản phẩm và đem đi sấy sơ bộ
trước khi đưa vào lò nung.
Nung gốm là một quá trình gia công vật liệu ở nhiệt độ cao và kết quả biến bán
thành phẩm phẩm mộc thành dạng đá bền vững cơ học, lý học, hóa học. Khi nâng
nhiệt trong sản phẩm gốm sẽ xảy ra một loạt các quá trình hoá lý phức tạp và làm thay
đổi tính chất của chúng. Chế độ nung là sự kết hợp phức tạp của quá trình hoá lý với
nhiều nhân tố như tốc độ nâng nhiệt, nhiệt độ nung cuối cùng, môi trường nung và tốc
độ làm nguội. Như vậy cần thiết lập chế độ nung và đầu tiên là ảnh hưởng của mỗi
nhân tố nêu trên đến tính chất của sản phẩm.
Các quá trình vật lý và hóa học xảy ra khi nung quyết định toàn bộ các tính chất
vật lý, cơ lý, hóa học cũng như kích thước và hình dạng sản phẩm. Về mặt hóa học,
các quá trình xảy ra khi nung rất khác nhau bao gồm: phân hủy nhiệt của các nguyên
liệu đầu, phản ứng hóa học giữa các cấu tử trong phối liệu, phản ứng oxy hóa-khử khi
tác dụng với môi trường khí khi nung, biến đổi thù hình, quá trình hòa tan pha rắn
trong pha lỏng, quá trình kết tinh trong pha lỏng.
Sứ vệ sinh được nung trong lò gián đoạn con thoi hoặc lò liên tục tuynen đốt
bằng nhiên liệu lỏng hoặc khí. Nhiệt độ nung sứ 1200-1240oC, môi trường khí khi
nung là oxy hóa. Thời gian nung tùy từng loại lò dao động trong khoảng 12-18 giờ. Lò
nung sứ vệ sinh được chia thành các vùng: vùng sấy, vùng nung tiền nhiệt, vùng nung
và vùng làm nguội.


2.4.1. Công nghệ lò con thoi
Hình 2.2. Công nghệ nung lò con thoi

Trong lò con thoi, do goong nằm ở vị trí cố định trong quá trình nung nên các
sản phẩm có thể xếp trên nhiều tầng tấm kê, vòi đốt ở hai bên tường lò đặt hướng vào
khoảng trống giữa các goong. Các quá trình sấy, tiền nung, nung là làm nguội diễn ra
lần lượt trong cùng một mẻ đốt.
2.4.2. Công nghệ lò Tuynen

Hầm lò tuy nen rất dài so với chiều rộng của nó. Xe lò được xếp sản phẩm nung
trên mặt được chuyển động từ đầu lò đến cuối lò và lần lượt đi qua zôn tiền nung,
nung và làm nguội rồi ra ngoài. Mỗi zôn có đặc điểm cấu trúc riêng, có chế độ riêng và
có chiều dài xác định. Trong thực tế thiết kế, chiều dài của từng zôn không xác định
chính xác được. Vì vậy nhiều trường hợp cho phép ta tăng chiều dài zôn nung lên,
nghĩa là tăng số vòi đốt lên. Khi làm việc thực tế có thể điều chỉnh cho phù hợp với
đường cong nung. Cũng có những trường hợp người ta bố trí vài vòi đốt phụ để đảm
bảo nhiệt độ đồng đều theo chiều cao của lò.
Lò Tuynen là lò hiện đại nhất, hoạt động liên tục, các thông số nhiệt độ được
điều chỉnh theo yêu cầu của sản phẩm. Trong lò tuynen, sản phẩm được xếp trên các
tấm kê có trụ đỡ. Để tránh ngọn lửa xối trực tiếp vào sản phẩm khi xe goong chuyển
động qua lò, các vòi đốt của lò được bố trí phía dưới sát với nền goong, còn phía trên
xếp với trần lò nung. Lò được đốt ở khoảng giữa của hầm với nhiên liệu có thể là
nhiên liệu lỏng hoặc khí. Các xe goòng xếp nối tiếp nhau trong đường hầm. Không khí
được cấp vào theo chiều ngược với chiều xe đi theo chiều ngang. Khi đó xe goòng nào


ở trước vùng đốt sẽ nằm trong giai đoạn nung. Các xe đã đi qua vùng đốt sẽ chuyển
sang vùng làm nguội và được làm nguội bởi không khí cấp vào ngược với chiều xe đi.
Các xe ở trước vùng nung sẽ nằm trong giai đoạn sấy.
Hình 2.3. Công nghệ nung lò Tuynen

Quá
nung

trình Sấy

Tiền nung

Nung


Làm nguội

2.4.3. Lò thanh lăn
Lò thanh lăn đã xuất hiện trên thế giới từ thập niên 60 và hiện nay đang ngày
càng cải tiến hoàn thiện và trở nên phổ biến trên thế giới. Các nhà máy sản xuất gạch
ốp lát đều sử dụng lò nung thanh lăn. Ngoài gạch ốp lát và gạch granit, lò thanh lăn có
thể xem xét dùng để nung sứ vệ sinh khi giảm được số lượng sản phẩm nung. Trong
trường hợp này phải dùng đến các tấm kê và trụ đỡ chịu lửa khác nhau để đặt sản
phẩm nung lên trên nhằm tránh bị biến dạng hay sây xát.
Cấu tạo lò thanh lăn gồm những bộ phận sau:
1. Hệ thanh lăn gồm rất nhiều thanh lăn tạo thành một mặt phẳng.
2. Vỏ lò gồm hai phần kể từ thanh lăn.
3. Các vòi đốt nhiên liệu khí hay dầu được đặt cả trên lẫn dưới mặt thanh lăn
song chủ yếu là dưới. Toàn bộ thanh lăn và lớp gạch ốp lát được nung đều do được cấp
nhiệt từ trên xuống từ dưới lên.
4. Hệ thống thông gió bao gồm quạt đẩy và hút được bố trí như các lò Tuynen
thường, tuy nhiên cũng có những đặc điểm riêng.
5. Hệ thống cung cấp nhiên liệu, không khí và điều khiển lò theo chương trình.


Hình 2.4. Công nghệ nung lò thanh lăn


3. Nhiên liệu và hiệu quả sử dụng năng lượng trong sản xuất sứ vệ sinh
Trong sản xuất sứ vệ sinh, công đoạn nung tiêu tốn nhiều năng lượng nhất. Các
nhà máy sản xuất sứ vệ sinh sử dụng lò nung con thoi gián đoạn hoặc lò nung liên tục
như lò tuynen và lò thanh lăn với công nghệ nung tự động hoá hoàn toàn. Nhiệt được
tân dụng một cách tối đa giữa các giai đoạn. Nhiệt khói thải được thu hồi qua thiết bị
trao đổi nhiệt. Nhiệt thừa tại zôn làm nguội cũng được thu hồi trực tiếp hoặc gián tiếp

qua thiết bị trao đổi nhiệt. Nhiệt thu hồi được tân dụng:
-

Sấy sản phẩm mộc.

-

Sấy sản phẩm sau khi tráng men.

-

Gia nhiệt cho không khí cháy.

-

Sấy khuôn.
Hình 3.1. Tận dụng nhiệt thừa và khói thải trong lò nung

Các nguồn năng lượng sử dụng sản xuất sứ vệ sinh từ nhiên liệu lỏng (dầu…),
nhiên liệu khí (khí gas, khí thiên nhiên…). Đối với một số địa phương do nguồn nhiên
liệu khan hiếm, các cơ sở sản xuất có thể nghiên cứu sử dụng khí hoá than để thay thế
song phải tuân thủ các tiêu chuẩn về khí thải để đảm bảo không làm ô nhiễm môi
trường và đảm bảo chất lượng sản phẩm. Năng lượng tiêu tốn trong công đoạn nung
liên tục hay gián đoạn phụ thuộc vào: loại lò nung, loại sản phẩm, sản lượng, loại
nguyên liệu sử dụng và hiệu suất nhiệt.
Ở nước ta, theo quyết định số 121/2008/QĐ TTg ngày 29/8/2008 của Thủ
tướng Chính phủ đưa ra mức tiêu hao nhiên liệu và năng lượng như sau:
- Khí hoá lỏng (LPG) ≤ 0,275 kg/kg sứ;
- Dầu diezel ≤ 0,72 kg/kg sứ;
- Điện ≤ 0,55 Kwh/kg sứ.



Hinh 3.1. Năng lượng tiêu thụ trong công nghiệp sản xuất gốm sứ - Anh [3]

Bảng 3.2. Định mức tiêu thụ năng lượng trong sản xuất sứ vệ sinh [5]
Công đoạn sản xuất
Đơn vị
Năng lượng
Năng
lượng Lò Tuynen thông thường
KJ/Kg
9100 – 12000
nhiệt
Lò Tuynen hiên đại sử dụng sợi KJ/Kg
4200 – 6500
cách nhiệt nhẹ
Lò thanh lăn
KJ/Kg
3500 – 5000
Lò con thoi
KJ/Kg
8500 – 11000
Kết luận:
Sản lượng sứ vệ sinh ở nước ta năm 2009 là khoảng 8.208.000 sản phẩm. Theo
quyết định số 121/2008/QĐ TTg ngày 29/8/2008 của Thủ tướng Chính phủ, công nghệ
sản xuất sứ vệ sinh hiện đại phải có khả năng đúc các sản phẩm có kích thước lớn với
các tính năng sử dụng hiện đại, giảm tiếng ồn, giảm độ bám đính và tiết kiệm nước khi
sử dụng; có khả năng sử dụng lớp phủ nano để nâng cao chất lượng bề mặt sản phẩm;
đồng thời có mức tiêu hao nhiên liệu và năng lượng.
Quy trình sản xuất sứ vệ sinh bao gồm các công đoạn: khai thác; gia công và

chuẩn bị phối liệu (phối liệu xương và men); tạo hình sản phẩm; sấy tự nhiên và nhân
tạo; tráng men; sấy trước nung và nung. Nguyên liệu chủ yếu là đất sét, cao lanh,
fenspat, thạch anh và các phụ gia khác. Công nghệ nung sứ vệ sinh sử dụng lò nung
con thoi, lò nung tuynen và lò nung thanh lăn tự động hoá. Nhiên liệu sử dụng là dầu,
nhiên liệu khí và khí hoá than.


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Huỳnh Đức Minh – Nguyễn Thành Đông (2009), Công nghệ gốm sứ, Trường
ĐHBK Hà Nội.

2. FWC Sector Competitiveness Studies – Competitiveness of The Ceramic
Sector, Within The Framework Contract of Sector Competitiveness – ENTR/06/059,
Final Report, 13 Octobor 2008.
3. Energy saving concepts for the European ceramic industry – 2009,
Intelligent Energy European.
4. Tạp chí gốm sứ xây dựng.
5. Environmental, Health, and Safety Guidelines for Ceramic Tile and Sanỉtary
Ware Manufacturing, International Finance Corporation – World Bank Group,
30/4/2007.