Tổng quan quy trình sản xuất gạch nung
Quy trình sản xuất gạch nung đất sét trải qua 9 giai đoạn chính từ khai thác nguyên liệu đến đóng gói thành phẩm, kéo dài từ 7 đến 30 ngày tùy quy mô và công nghệ nhà máy. Chất lượng sản phẩm cuối cùng phụ thuộc vào chất lượng nguyên liệu đất sét, độ đồng đều trong pha chế và kiểm soát nhiệt độ lò nung.
Sơ đồ quy trình sản xuất gạch nung
Khai thác đất sét → Ủ và đồng nhất hóa → Nhào trộn → Đùn định hình → Cắt → Sấy → Xếp lò → Nung (900–1.100°C) → Làm nguội → Kiểm tra chất lượng → Đóng gói
Giai đoạn 1: Khai thác và chuẩn bị đất sét
Đất sét nguyên liệu được khai thác từ các mỏ sét với chiều sâu 2–10 m, thường là đất sét phù sa hoặc đất sét đỏ. Thành phần lý tưởng gồm: SiO₂ 55–65%, Al₂O₃ 12–20%, Fe₂O₃ 4–8%, CaO <5%, MgO <3%. Hàm lượng sắt oxit quyết định màu sắc gạch nung: Fe₂O₃ 5–8% cho màu đỏ, trên 10% cho màu đỏ nâu.
Đất sau khai thác được xay thô, sàng loại bỏ đá sỏi và rễ cây, sau đó ủ trong bãi ủ từ 3–30 ngày (tùy mức độ cơ giới hóa) để đồng đều thành phần và phân hủy chất hữu cơ. Quá trình ủ giúp tăng độ dẻo của đất sét, giảm co ngót không đều khi sấy và nung.
Giai đoạn 2: Nhào trộn và đùn định hình
Đất sét sau ủ được đưa vào máy nhào trộn (máy cán đôi hoặc máy nhào chân không) với lượng nước điều chỉnh để đạt độ ẩm tạo hình 18–22%. Độ ẩm quá thấp làm khó đùn và gạch mộc dễ nứt; quá cao làm gạch biến dạng và co ngót nhiều khi sấy. Máy nhào chân không (âm áp) loại bỏ bọt khí trong đất sét, tăng cường độ gạch mộc và giảm nứt bề mặt.
Đất sét được đùn qua miệng đùn (khuôn) có tiết diện tương ứng kích thước gạch, tạo ra dải đất sét liên tục. Với gạch rỗng, miệng đùn có các lõi kim loại tạo lỗ. Dải đất liên tục sau đó được cắt bằng dây cắt hoặc dao cắt tự động thành từng viên gạch mộc có kích thước lớn hơn gạch thành phẩm ~8–12% (bù trừ co ngót khi sấy và nung).
Giai đoạn 3: Sấy gạch mộc
Gạch mộc vừa cắt có độ ẩm 18–22% cần được sấy xuống còn 3–5% trước khi vào lò nung. Quá trình sấy phải diễn ra từ từ để tránh nứt bề mặt do gradient ẩm độ quá lớn. Nhà máy hiện đại dùng buồng sấy (sấy nhân tạo) với nhiệt độ 50–120°C trong 24–48 giờ; nhà máy nhỏ phơi ngoài trời 3–7 ngày tùy thời tiết.
Tốc độ sấy phù hợp: giai đoạn đầu (ẩm độ 22% → 10%) cần nhiệt độ thấp 40–60°C để không nứt bề mặt; giai đoạn sau (10% → 3%) có thể tăng lên 80–120°C. Gạch sau sấy đạt “trạng thái gạch mộc khô” với cường độ đủ để xếp chồng và vận chuyển vào lò.
Giai đoạn 4: Xếp lò và nung
Gạch mộc khô được xếp vào lò theo cách thức tạo ra không gian cho khí nóng lưu thông đều. Với lò tunel, gạch được xếp trên xe goòng chuyển động liên tục qua vùng nung nóng, vùng đốt và vùng làm nguội. Nhiệt độ tại vùng đốt đạt 950–1.100°C và duy trì 8–12 giờ để phản ứng khoáng hóa hoàn toàn.
Giai đoạn nung trải qua 4 pha:
• Pha sấy tiếp tục (20–500°C): loại bỏ nước còn lại và nước hóa học trong khoáng sét
• Pha phân hủy (500–800°C): cacbonat phân hủy, oxit hóa chất hữu cơ
• Pha kết khối (800–1.100°C): mullite và pha thủy tinh hình thành, gạch co ngót và đạt cường độ
• Pha kết thúc nung: nhiệt độ đỉnh duy trì 30–60 phút để đồng đều nhiệt
Giai đoạn 5: Làm nguội và kiểm tra chất lượng
Sau nung, gạch phải được làm nguội từ từ để tránh nứt vỡ nhiệt. Từ 1.100°C xuống 600°C cần làm nguội chậm (tối đa 150°C/giờ) vì đây là vùng biến đổi pha thạch anh (573°C) gây co ngót thể tích đột ngột. Từ 600°C xuống nhiệt độ phòng có thể làm nguội nhanh hơn bằng không khí. Tổng thời gian làm nguội trong lò tunel: 12–24 giờ.
Gạch thành phẩm được kiểm tra theo TCVN 1451:1998 (gạch đặc) và TCVN 4801:1989 (gạch rỗng): kích thước (sai số ≤±3 mm), cường độ chịu nén, độ hút nước (≤17% với gạch đặc), ngoại quan (không nứt >3 mm, không sứt mẻ >1 cm²). Lô hàng không đạt được phân loại gạch mác thấp hoặc loại thải.
So sánh quy trình sản xuất lò tunel và lò gián đoạn
| Tiêu chí | Lò tunel (liên tục) | Lò gián đoạn (thủ công) |
|---|---|---|
| Công suất | 20–100 triệu viên/năm | 0,5–5 triệu viên/năm |
| Đồng đều chất lượng | Rất đồng đều (kiểm soát tự động) | Không đồng đều (phụ thuộc thợ) |
| Tiêu hao năng lượng | 400–500 kcal/kg gạch | 700–1.200 kcal/kg gạch |
| Sai số kích thước | ±3 mm | ±5–10 mm |
| Thời gian chu kỳ | Liên tục (không dừng) | 7–14 ngày/mẻ |
| Phát thải môi trường | Thấp hơn (có lọc khói) | Cao hơn (không xử lý khói) |
Câu hỏi thường gặp
- Tại sao một số gạch nung bị vàng hoặc xanh?
- Gạch vàng nhạt là do nung chưa đủ nhiệt (nung non), nhiệt độ không đạt 900°C. Gạch xanh/xám đen xảy ra khi nung trong môi trường thiếu oxy (khử), thường thấy ở lò thủ công không kiểm soát khí đốt. Cả hai đều là dấu hiệu chất lượng không đạt tiêu chuẩn.
- Gạch nung mất bao lâu từ đất sét đến thành phẩm?
- Với lò tunel hiện đại: 3–5 ngày (sấy 1–2 ngày + nung 48–72 giờ). Với quy trình thủ công đầy đủ (ủ đất 30 ngày + sấy tự nhiên 7 ngày + nung 7 ngày): tổng 45–60 ngày từ khai thác đến thành phẩm.
- Đất sét nào cho gạch đỏ đẹp nhất?
- Đất sét có hàm lượng Fe₂O₃ từ 5–8% cho màu đỏ tươi đặc trưng sau nung. Đất phù sa sông (Mê Kông, Hồng Hà) thường có thành phần này. Fe₂O₃ <3% cho gạch vàng nhạt, Fe₂O₃ >10% cho gạch đỏ nâu sậm.
Kết luận
Quy trình sản xuất gạch nung gồm 9 giai đoạn từ khai thác đến đóng gói, trong đó giai đoạn nung 900–1.100°C là then chốt quyết định cường độ và tính chất sản phẩm. Lò tunel hiện đại cho phép kiểm soát chính xác nhiệt độ, tiết kiệm năng lượng 40–50% so với lò gián đoạn và tạo ra sản phẩm đồng đều theo tiêu chuẩn TCVN. Hiểu quy trình giúp nhà thầu đánh giá chất lượng nguồn cung và tránh mua phải gạch nung không đạt yêu cầu kỹ thuật.