BÀI 1

Chủ tịch nước Nguyễn Xuân Phúc trao tặng Giải thưởng Hồ Chí Minh cho ông Nguyễn Quang Mâu, Chủ tịch Hội đồng Quản trị Công ty CP Gốm Đất Việt, Chủ nhiệm công trình.

Đây là giải thưởng cao quý nhất được Nhà nước ghi nhận, tôn vinh, trao tặng các nhà khoa học, tác giả, đồng tác giả của các công trình đặc biệt xuất sắc, có giá trị cao về khoa học và công nghệ, có tác dụng lớn và lâu dài trong đời sống nhân dân; góp phần quan trọng, thiết thực phục vụ sự nghiệp phát triển kinh tế - xã hội, quốc phòng - an ninh, khoa học - công nghệ của đất nước.

Giải thưởng Hồ Chí Minh, Giải thưởng Nhà nước về khoa học và công nghệ được triển khai từ năm 1996, cho đến nay đã có 6 đợt xét tặng. Đợt này có 29 công trình, trong đó 12 công trình được tặng Giải thưởng Hồ Chí Minh, 17 công trình, cụm công trình được tặng Giải thưởng Nhà nước. Những công trình này là kết quả dày công nghiên cứu với sự tâm huyết cống hiến trí tuệ, tài năng của 281 tác giả, đồng tác giả.

Trong số 12 công trình được tặng Giải thưởng Hồ Chí Minh, có công trình “Nghiên cứu công nghệ nghiền khô siêu mịn, nâng cao mức độ tự động hóa và hiệu quả sử dụng nhiệt trong sản xuất ngói cao cấp” do ông Nguyễn Quang Mâu, Chủ tịch Hội đồng Quản trị Tổ hợp Công ty CP Gốm Đất Việt, làm chủ nhiệm. Ðồng tác giả công trình là các ông: Nguyễn Quang Toàn, Ðồng Ðức Cương, Lương Quang Phú, Nguyễn Duy Tấn, Ðỗ Ngọc Hà, Nguyễn Văn Yên, Nguyễn Văn Lai, Nguyễn Ðại Binh, Vũ Lương Hưng và Nguyễn Văn Thành.

Tóm tắt chung về công trình

Tổng quan về tình hình sản xuất gạch ngói đất sét nung truyền thống

Gạch ngói đất sét nung là một dòng sản phẩm gốm xây dựng chủ đạo, có truyền thống phát triển lâu đời tại Việt Nam. Thời kỳ đầu những năm 2010, ngành sản xuất gạch ngói đất sét nung của nước ta nhìn chung vẫn chưa có được những sự phát triển vượt bậc về công nghệ và chất lượng sản phẩm. Nhiều doanh nghiệp sản xuất theo quy mô nhỏ lẻ, công nghệ thủ công lạc hậu. Một số doanh nghiệp sản xuất theo quy mô công nghiệp với lò nung tuynen nhưng mức độ tự động hóa, cơ giới hóa còn thấp. Một số đặc điểm cơ bản của công nghệ sản xuất gạch ngói đất sét nung truyền thống thông thường tại Việt Nam hiện tại có thể được mô tả tóm tắt như sau:

• Nguyên liệu chính cho quá trình sản xuất là đất sét tốt với yêu cầu độ dẻo từ mức trung bình đến mức cao, đặc biệt là đất sét dùng để sản xuất ngói thường cần đến đất sét có độ dẻo cao. Việc sử dụng đến các nguyên liệu kém dẻo, nguyên liệu cứng để sản xuất ngói thường rất hạn chế, thậm chí là bất khả thi.
• Với quy mô sản xuất công nghiệp, gạch ngói đất sét nung truyền thống được sản xuất theo phương pháp gia công phối liệu dưới dạng gốm thô bởi máy cán, sau đó tạo hình dẻo, phơi đảo và sấy, nung bằng lò sấy, nung tuynen với nhiên liệu chủ đạo là than cám, thường gây ô nhiễm môi trường khá nghiêm trọng.
• Quy trình sản xuất bao gồm nhiều công đoạn phức tạp như chế biến nguyên liệu, phối liệu, tạo phôi, ủ phôi, tạo hình ngói, phơi đảo, xếp dỡ goòng… Các công đoạn này, đặc biệt là công đoạn tạo hình ngói do mức độ tự động hóa trong sản xuất còn nhiều hạn chế nên cần đến nhiều nhân công thực hiện, năng suất thấp, chất lượng sản phẩm không đều, cường độ lao động hết sức nặng nhọc.
• Trong công nghệ sản xuất, một phần than được trộn vào phối liệu gạch, một phần than sẽ dùng để đốt thông qua các cửa cấp than trên trần lò. Lượng than này sau khi cháy sẽ để lại tro than, gây bụi bẩn và ảnh hưởng trực tiếp đến bề mặt sản phẩm ngói. Cũng chính vì vậy, công nhân thường phải làm việc dưới điều kiện khá nặng nhọc, đặc biệt là môi trường làm việc thường bị ô nhiễm bởi khói, bụi do việc nung đốt trực tiếp than tại lò nung;
• Phương pháp xếp goòng thường là dùng gạch xây xếp thành khung, tạo các hốc để xếp ngói. Vì vậy, sản phẩm chủ đạo là thường là gạch xây có giá trị kinh tế thấp, trong khi ngói có giá trị kinh tế cao lại không thể xếp được nhiều ở trong khối xếp. Hơn nữa, do ngói gốm không tráng men nên cũng bị hạn chế về tính đa dạng sản phẩm và giá trị kinh tế.

Một số hình ảnh về sản phẩm gạch ngói đất sét nung và công nghệ sản xuất truyền thống được trình bày trong các hình dưới đây:

Sấy thủ công thông qua phơi ngói ngoài trời

Lò nung Tuynen

Gạch thành phẩm của lò nung Tuynen

. Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất gạch

Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất ngói

Nhận thấy thực trạng công nghệ sản xuất cần có sự đột phá và đổi mới, Ban lãnh đạo và cán bộ nhân viên Công ty cổ phần gạch ngói Đất Việt đã không ngừng lao động sáng tạo, nghiên cứu, tìm kiếm và cải tiến công nghệ nhằm đưa ra được một góc nhìn hoàn toàn mới về công nghệ sản xuất gạch ngói đất sét nung – Thay đổi phương thức sản xuất gạch ngói đương đại. Với sự đồng lòng và quyết tâm cao của toàn thể công ty, những thành quả khoa học mà Công ty đã đạt được trong những năm qua được trình bày tóm tắt trong các mục dưới đây.

Bối cảnh chung của công trình nghiên cứu

Có lẽ với các nền văn minh thế giới nói chung và với Việt Nam nói riêng Gốm là nơi ghi dấu và là những chứng tích còn xót lại để cho đời sau phục dựng, tìm hiểu về các nền văn minh ấy. Bởi lẽ khi mọi thứ đều bị thời gian bào mòn và phá hủy thì chứng tích của Gốm vẫn còn tồn tại.

Với dân tộc Việt Nam, các nhà khảo cổ đã chỉ ra rằng Gốm mang hồn cốt dân tộc, gắn liền với nét đặc trưng văn hóa Việt Nam. Từ các Lăng Tẩm, các Hoàng Cung, Đình, Chùa, Miếu, Hoàng thành – những nơi thờ tự linh thiêng của dân tộc Việt Nam đều ghi dấu trên các sản phẩm gốm xây dựng.

Tiếp thu các tư tưởng văn hóa có ý nghĩa trường tồn đó, Công ty Cổ phần gạch ngói Đất Việt đã được hình thành bởi hai cổ đông sáng lập và định vị sản phẩm “Gốm Đất Việt” phải là một sản phẩm mang trên mình trọng trách tiếp nối các giá trị ấy, phải là nơi ghi dấu những nét văn hóa đặc trưng của Việt Nam cho thế hệ mai sau và phải là sản phẩm thuần việt từ nguyên liệu đến công nghệ do người Việt tự nghiên cứu, nguyên liệu có sẵn thân thiện với môi trường, phù hợp với điều kiện Việt Nam, văn hóa Việt Nam.

Từ 2005 những ý tưởng đã được manh nha nung nấu bởi nhóm tác giả là tạo ra những sản phẩm có thể ghi dấu văn hóa Việt bằng sản phẩm mang thương Hiệu : “Gốm Đất Việt” với slogan là “ Tự hào đất sét nung Việt Nam” và Logo “Gốm Đất Việt” được biểu trưng bằng con chim Hạc trên nền mặt trời. Chim Hạc tượng trưng cho khát vọng mạnh mẽ, muốn chinh phục bầu trời, là ước mơ vượt qua mọi thử thách phía trước. Bằng những đường nét tinh tế, biểu tượng chim Hạc đã giúp người nhìn trở lên lạc quan hơn, tin tưởng vào những giá trị cốt lõi luôn bền chặt và tồn tại. Bên cạnh đó, chim Hạc trên trống đồng còn thể hiện cho sự sùng bái thiên nhiên của dân tộc Đại Việt, hướng tới thiên nhiên, bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

Công ty cổ phần gạch ngói Đất Việt thành lập năm 2008, khởi công xây dựng ngày 26/03/2010 và sản phẩm chính thức có mặt trên thị trường ngày 20/12/2010 sau hơn 6 tháng đầu tư xây dựng. Công ty thành lập đúng thời điểm suy thoái chung của nền kinh tế nên đã gặp rất nhiều vướng mắc cả trong sản xuất và kinh doanh. Vì thương hiệu hoàn toàn mới nên người tiêu dùng chưa hề biết đến, dẫn đến hàng hóa bán chậm, lượng tồn kho nhiều, lao động chưa quen phong thái làm việc công nghiệp nên vào ra nhiều gây thêm nhiều bất ổn trong sản xuất.

Từ những vấn đề nêu trên HĐQT công ty đã quyết định phương án kiên cường bứt phá, kiên định và có bản lĩnh vững vàng để vượt qua mọi thử thách. Xác định mục tiêu và tầm nhìn chiến lược rằng: Nếu cứ đi theo lối đi cũ, làm theo cách cũ thì gạch ngói Đất Việt không thể vượt qua được các đối thủ đi trước và sẽ không có lợi thế cạnh tranh công bằng với các đối thủ. Vì vậy, AHLĐ – TS. Nguyễn Quang Mâu – Chủ tịch HĐQT công ty quyết định vượt qua “cái bóng” của mình tại Viglacera Hạ Long (Ông nguyên là Bí thư đảng ủy, chủ tịch HĐQT - Tổng Giám Đốc Công ty cổ phần Viglacera Hạ Long)

Nhóm tác giả nhìn nhận và xác định khoa học kỹ thuật chính là vấn đề then chốt, là chìa khóa của sự phát triển nên đã trú trọng và kiên trì theo đuổi, phát động toàn thể công ty dồn hết tâm sức, nội lực để nghiên cứu, cải tiến công nghệ, nâng cao chất lượng sản phẩm. Hiện thực hóa bằng hành động, năm 2014 Công ty cổ phần gạch ngói Đất Việt đã thành lập Trung tâm nghiên cứu và phát triển kỹ thuật - công nghệ sản xuất với đội ngũ nòng cốt là cán bộ kỹ thuật, cán bộ, công nhân trực tiếp tham gia sản suất tại công ty và một số thành viên danh dự của công ty có kiến thức và có đóng góp cho sự phát triển của gạch ngói Đất Việt. Với việc kêu gọi và có những chính sách kích cầu lao động sáng tạo Công ty đã “nở rộ” những sáng kiến. Định nghĩa về sáng kiến của công ty được hiểu một cách rất giản dị đó là: “Cái gì ngày hôm nay tốt hơn ngày hôm qua được coi là sáng kiến”. Sáng kiến từ người công nhân đến lãnh đạo cao nhất của công ty, sáng kiến từ lao động sản xuất đến công tác thị trường, đến cải thiện môi trường làm việc,… Mỗi năm công ty đã phát động được 30-40 sáng kiến lớn nhỏ, mang lại hiệu quả hàng tỷ đồng/năm. Trong đó, có một số sáng kiến điển hình đã được công ty viết hồ sơ đề nghị bảo hộ Độc Quyền sáng chế và giải pháp hữu ích.

Sự lao động sáng tạo từ nội lực của Công ty đã được đền đáp bằng phát hiện “QUÝ GIÁ” của tầng đất cứng hay còn gọi là đất phiến sét tại mỏ Tràng An, Hồ Đập Làng. Đây là chính là loại nguyên liệu có thành phần khoáng hóa tương đồng với nguyên liệu sét nhưng có trạng thái vật lý dưới dạng đá rắn chắc, không có tính dẻo như đất sét thông thường, trữ lượng thì vô cùng dồi dào. Xuất phát điểm của phát hiện “QUÝ GIÁ” này chính là từ việc phối hợp giữa Công ty với chủ đầu tư là Sở Nông nghiệp và PTNT và sở Tài nguyên và Môi Trường để thực hiện dự án “Nạo vét Hồ Đập Làng nhằm hạ mực nước Hồ Trại Lốc bảo tồn khu di tích quốc gia đặc biệt Nhà Trần”.

Đối với nguyên liệu và công nghệ gia công phối liệu sản xuất ngói thông thường, có thể thấy rõ nguyên liệu đất sét dẻo dùng để sản xuất ngói ngày càng trở nên khan hiếm, đồng thời do đất sét dẻo thường bị bao phủ cả phía trên và dưới bởi các tầng đất có độ cứng cao, độ gầy cao, kém dẻo nên việc khai thác chọn lọc tầng đất sét dẻo để sản xuất ngói luôn để lại hậu quả là sự tồn đọng một lượng lớn các tầng đất không sử dụng được như tầng đất phủ chứa nhiều cát (khoảng 3 mét), tầng đất cứng dưới tầng sét dẻo (khoảng 5 mét, chủ đạo là đá phiến sét). Điều này đã gây lãng phí lớn cho các doanh nghiệp sản xuất do không sử dụng được triệt để nguồn tài nguyên. Bên cạnh đó, việc khai thác chọn lọc này còn phải tiêu tốn khá nhiều nhân công, năng lượng cho việc đào xúc, san ủi lớp vật liệu không sử dụng được. Vì vậy, để tạo được bước đột phá trong công nghệ sản xuất ngói, cần tìm kiếm giải pháp để có thể tận dụng được các loại nguyên liệu có độ cứng, độ gầy, dẻo khác nhau, cần phải hướng đến các loại nguyên liệu lẫn nhiều tạp chất sỏi, đá, cát để góp phần giảm áp lực cho việc khai thác nguồn sét dẻo và hướng đến tái sử dụng được các loại phế thải rắn của các ngành công nghiệp khác. Với tinh thần quả cảm, dám nghĩ dám làm, Công ty đã nghiên cứu, tìm kiếm và nhận thấy có thể áp dụng thiết bị nghiền đứng không chuyên dụng để gia công và tận dụng được loại nguyên liệu mà trước đây không thể dùng được vào sản xuất ngói chất lượng cao. Việc này đã mở ra một trang sử mới cho Công ty cổ phần gạch ngói Đất Việt nói riêng và các nhà sản xuất gạch ngói đất sét nung nói chung.

Về vấn đề tạo hình, do ngói là một dòng sản phẩm có nhiều hoa văn họa tiết hình dạng phức tạp nên công đoạn tạo hình phải tiến hành thông qua nhiều bước, nhiều thao tác như tạo phôi, ủ đồng nhất phôi, chuyển phôi vào khuôn ép, tách bỏ bavia, lau khuôn, bôi dầu chống dính khuôn, phơi đảo mộc sau tạo hình… Vì vậy, trong dây chuyền sản xuất ngói thường phải sử dụng đến rất nhiều nhân công để thực hiện một loạt các thao tác trong quy trình tạo hình nêu trên. Việc này sẽ dẫn đến nguy cơ tiềm ẩn về việc thiếu hụt lao động, chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào trình độ tay nghề của công nhân, thậm chí phụ thuộc cả vào tâm lý, trạng thái tinh thần làm việc của công nhân trong từng thời điểm khác nhau. Để bắt kịp với xu thế tự động hóa trong sản xuất, hướng đến công nghệ 4.0 thì đây chính là công đoạn rất cần đến hệ thống thiết bị tự động cho công việc phân chia phôi, vận chuyển phôi và tạo hình ngói để cắt giảm nhân công, giảm thiểu sự phụ thuộc vào nhân công, góp phần ổn định và nâng cao năng suất, chất lượng, nâng cao mức độ tự động hóa trong tổng thể quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm ngói chất lượng cao.

Trong sản xuất gạch ngói đất sét nung, chi phí nhiên liệu cho quá trình nung đốt chiếm tỷ trọng khá lớn, thường lên tới 35-40% giá thành sản xuất, dẫn đến giá thành sản phẩm cao, giảm sức cạnh tranh của doanh nghiệp trên thị trường. Bên cạnh đó, thực trạng của các lò tuynen nung gạch ngói truyền thống hiện nay còn dư thừa một lượng nhiệt khá lớn từ nguồn nhiệt khí thải đầu lò, nhiệt không khí nóng trong quá trình làm nguội sản phẩm… Đối với sản phẩm mộc sau tạo hình, việc phơi sấy tự nhiên đòi hỏi thời gian rất lâu, cần diện tích sân bãi phơi sấy lớn, không chủ động về năng suất, chất lượng trong những điều kiện thời tiết mưa ẩm, đồng thời sau đó vẫn phải thực hiện quá trình sấy nhân tạo để đảm bảo mộc đủ khô trước khi đưa vào lò nung. Với những phân tích nêu trên, việc sử dụng tối ưu các nguồn nhiệt cung cấp cho lò nung và tận dụng tối đa các nguồn nhiệt thoát ra khỏi lò nung để sấy khô sản phẩm mộc là hết sức cần thiết, đem lại hiệu quả tác động kép trong sản xuất, vừa tiết kiệm được năng lượng vừa giảm thiểu được ô nhiễm môi trường.

Một vấn đề cũng rất quan trọng đối với các doanh nghiệp sản xuất hiện nay chính là chất lượng và tính đa dạng của sản phẩm. Sản phẩm ngói lợp truyền thống là dạng gốm thô, không tráng men với màu đặc trưng là màu đỏ. Tuy nhiên, sau một thời gian sử dụng, do vẫn có độ thấm nước và độ xốp cao nên ngói dễ bị bám bẩn. Bên cạnh đó việc độ hút nước cao sẽ dẫn đến tải trọng bão hòa nước cao trên cùng một đơn vị diện tích mái lợp, đồng nghĩa với việc cần phải gia tăng kết cấu chống đỡ cho công trình sử dụng ngói lợp, đặc biệt với những công trình có diện tích sử dụng lớn, nhịp lớn. Ngói có độ hút nước cao còn dẫn đến việc ngói bị phá hủy nhanh bởi hóa chất do mưa axit mang vào, lượng axit sẽ xâm nhập và thẩm thấu dần vào sâu trong cấu trúc của ngói. Khi đó sự phá hủy cấu trúc ngói diễn ra nhanh gấp nhiều lần so với các loại ngói được tráng men hoặc ngói có độ đặc chắc tốt, độ hút nước thấp. Vì thế, việc nghiên cứu để có thể khoác lên ngói một lớp áo men với các màu sắc khác nhau sẽ giúp cho dòng sản phẩm này khắc phục được tất cả các điểm hạn chế nêu trên. Đồng thời, sự đa dạng trong việc chế tạo men màu cho ngói sẽ mở rộng sự ứng dụng của ngói trong các công trình xây dựng ngày càng yêu cầu cao về các yếu tố chất lượng, thẩm mỹ, phong thủy, tâm linh… Ngói tráng men còn có mức độ phản xạ ánh sáng cao, giảm mức độ hấp thụ nhiệt cho công trình xây dựng, làm cho công trình xây dựng sẽ mát hơn và tiết kiệm năng lượng hơn trong quá trình sử dụng.