Tại Việt Nam, ngành thép đang phát triển mạnh mẽ với năng lực lên đến hàng chục triệu tấn thép thành phẩm hàng năm. Cùng với sự lớn mạnh của ngành thép là hệ thống các đơn vị cơ khí vệ tinh chế tạo thiết bị, linh kiện phụ trợ cho ngành thép, nhằm chủ động thay thế các sản phẩm trước đây phải nhập khẩu chính hãng hoặc từ các nước thứ 3.
Hệ thống máy móc trong ngành cán thép có một đặc thù riêng, quá trình làm việc mỗi bộ phận cấu thành của hệ thống cán thép đều phải chịu những tác động vô cùng khắc nghiệt: thời gian làm việc liên tục, nhiệt độ cao, tải trọng nặng… Thông thường các chi tiết bạc đồng trong hệ thống máy cán thép sẽ được thay thế thường xuyên, khối lượng ước tính lên đến hàng trăm tấn/năm. Có thể thấy, nhu cầu thay thế là rất lớn, chỉ tính riêng các chi tiết cơ khí bằng đồng đã lên đến hàng ngàn tấn, trong đó những chi tiết chịu tải trọng lớn lên đến hàng trăm tấn sản phẩm/năm.
Việc chủ động nguồn cung trong nước hiện nay là rất cấp thiết. Điều này giúp ngành thép hạn chế phụ thuộc nhập khẩu, từng bước chủ động chế tạo trong nước. Ngoài những giá trị về kinh tế, các giá trị về sản xuất còn thể hiện tính ứng dụng cao của các kết quả nghiên cứu khoa học, là tiền đề nối tiếp cho các nghiên cứu và ứng dụng sau này.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế của các nhà máy cán thép, đặc biệt các kết quả nghiên cứu và ứng dụng ban đầu của đề tài “Nghiên cứu công nghệ chế tạo phôi bạc vạn năng, bạc đầu trục máy cán từ hợp kim đồng BCuAl10Fe4Ni4Mn3”, Bộ Công Thương đã giao Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ luyện kim thực hiện thực hiện dự án “Sản xuất thử nghiệm bạc vạn năng và phôi bạc máy cán các loại từ hệ hợp kim đồng nhôm niken có chứa Fe, Mn”.
Dự án nhằm hoàn thiện quy trình công nghệ đúc và nhiệt luyện sản phẩm bạc chịu mài mòn từ hợp kim đồng nhôm niken có chứa Fe, Mn; Hoàn thiện hệ thống dây chuyền thiết bị phục vụ sản xuất thử nghiệm; Quy mô sản xuất: khoảng 200 bạc vạn năng (tương đương 14 tấn phôi) và 5,4 tấn phôi bạc các loại dùng trong ngành cán thép trong thời gian thực hiện dự án (hai năm).
Sau thời gian triển khai, dự án đã nghiên cứu hoàn thiện các chế độ công nghệ đúc, nhiệt luyện và hoàn thiện hệ thống dây chuyền thiết bị đủ năng lực sản xuất đáp ứng được nhu cầu trong nước. Dự án đã nghiên cứu hoàn thiện công nghệ đúc bao gồm công nghệ nấu luyện hợp kim, thiết kế khuôn và đúc rót sản phẩm. Hoàn thiện công nghệ nấu luyện hợp kim đồng BCuAl10Fe4Ni4Mn3 ở quy mô lớn: Thay vì cho từng kim loại vào nấu chảy, khi hoàn thiện công nghệ đã hòa tan đồng thời 3 kim loại khó chảy trước, sau đó mới cho kim loại dễ chảy vào.
Khuôn đúc phôi bạc trục cán.
Trong thiết kế đúc, với chi tiết bạc vạn năng trong nghiên cứu trước đã chỉ ra đúc bạc vạn năng trong khuôn cát có tỷ lệ thu hồi phôi bạc/đậu ngót đậu rót thấp, quy trình làm khuôn dài, về hình dáng hình học thay đổi không đồng đều kéo theo khâu gia công cơ khí bị chậm. Do đó, dự án không ứng dụng nghiên cứu đúc trong khuôn cát. Trong khuôn kim loại đã làm nhận thấy quá trình chuẩn bị khuôn đơn giản, ghép khuôn và phá rỡ nhanh, vật đúc có tính ổn định về mặt hình học. Tuy nhiên, còn khối lượng thô lớn (72-73kg/cái) không có rãnh lọc xỉ nên bề mặt còn lẫn xỉ, khuôn mỏng nên sau vài chục lần đúc đã bị cong vênh. Về nhiệt luyện, trong nghiên cứu chỉ là các mẫu nhỏ nên cần hiệu chỉnh lại với các sản phẩm cụ thể với kích thước hình học lớn hơn rất nhiều.
Dự án sản xuất thử nghiệm được tiến hành ngay từ ngày đầu triển khai dự án. Trong hai năm thực hiện dự án, dự án đã sản xuất được 182 bạc vạn năng (cho hai đơn vị là Nhà máy cán thép Lưu Xá và Công ty cổ phần chế tạo máy Vinacomin), và hơn 8 tấn hợp kim đồng cơ tính cao trên cơ sở đồng nhôm niken có chứa Fe, Mn. Các sản phẩm đều đạt được các chỉ tiêu về cơ lý tính, kết hợp bảo hành cùng các đơn vị cung ứng hoặc bảo hành trực tiếp khi bán hàng trực tiếp vào nhà máy.
| Dự án đã thu được kết quả rất khả quan, trong hai năm thực hiện dự án đã chế tạo lượng sản phẩm trị giá hơn 5 tỉ đồng,đem lại doanh thu đồng thời có ý nghĩa cả về xã hội và môi trường sống. |
Ngoài ra, dự án sản xuất thử nghiệm đã xây dựng được quy trình công nghệ đúc và nhiệt luyện sản phẩm bạc vạn năng, phôi bạc trục cán các loại. Hoàn thiện kỹ năng thao tác trong môi trường sản xuất thử nghiệm cho cán bộ và nhân viên, khẳng định vị thế trên thị trường đúc trong nước nói chung. Cùng với đó, đã xây dựng quy trình và hướng dẫn vận hành các thiết bị, an toàn lao động trong sản xuất đối với công nhân kỹ thuật. Tổ chức đào tạo quy trình công nghệ cho các cán bộ quản lý và công nhân tham gia dự án. Ngay sau khi dự án kết thúc, những người được đào tạo đã làm chủ công nghệ và có khả năng tự tổ chức sản xuất trong tương lai.
Việt Nam đang trở thành nước sản xuất thép hàng đầu tại Đông Nam Á, kéo theo ngành công nghiệp hỗ trợ bao gồm cơ khí và đúc phát triển. Hiện nay, không chỉ dừng lại ở nhu cầu trong ngành cán thép nói riêng, mà trong nhiều ngành công nghiệp đặc thù cần đến chi tiết bạc đồng chịu tải trọng lớn như trong khai thác chế biến khoáng sản, máy xây dựng, thủy điện… như các loại bạc trong máy khoan đá, bánh vít chịu tải lớn trong thang vận, bạc đỡ cửa thủy điện gần như phải nhập khẩu hoàn toàn. Chình vì vậy còn rất nhiều tiềm năng để phát triển, định hướng mở rộng sản xuất các sản phẩm của dự án theo tính đa dạng hơn, cả về khối lượng cũng như chủng loại.
Doãn Tâm
