TÁC DỤNG VIỆC TRỘN CÁT VÀ ĐẤT SÉT BẰNG MÁY TRỘN TRONG VIỆC ĐÚC GANG

Trong ngành đúc gang, chất lượng sản phẩm không chỉ phụ thuộc vào công nghệ nung nấu hay thiết kế khuôn mẫu, mà còn chịu ảnh hưởng rất lớn bởi chất lượng và độ đồng nhất của hỗn hợp cát – đất sét tạo khuôn. Việc sử dụng máy trộn để chuẩn hóa hỗn hợp này giúp giảm lỗi, nâng cao độ bền khuôn và cải thiện chất lượng sản phẩm gang đúc - đặc biệt với những chi tiết có yêu cầu kỹ thuật cao như nắp hố ga, tấm grating mạ kẽm hay trụ cứu hỏa.

Máy trộn cát đất sét

1. Quy trình đúc gang và vai trò của cát – đất sét

1.1 Đúc gang là gì?

Đúc gang là một trong những phương pháp sản xuất kim loại phổ biến, sử dụng khuôn đúc bằng cát để tạo hình chi tiết gang bằng cách rót kim loại lỏng vào khuôn cho tới khi đông cứng lại thành sản phẩm cuối cùng. Đây là phương pháp được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất cống bê tông lót gang, nắp hố ga, ray chắn rác, tấm grating, trụ đèn, trụ cứu hỏa… vì chi phí hợp lý và khả năng tạo hình đa dạng.

Đúc gang

1.2 Tại sao dùng cát và đất sét?

Trong đúc gang, cát – thường là silica (SiO₂) - được dùng làm vật liệu chính để tạo khuôn. Tuy nhiên, cát khô thuần túy không đủ độ bám dính hoặc độ dẻo để giữ hình dạng phức tạp của khuôn khi rót kim loại nóng chảy vào. Vì thế người ta phải thêm:

• Đất sét - thường là bentonite - để làm chất kết dính giữa các hạt cát, giúp khuôn có độ bền và độ dẻo cần thiết.

• Nước để tạo độ ẩm vừa đủ giúp hoạt hóa đất sét và gia tăng độ kết dính giữa cát với đất sét. 

Hỗn hợp cát – đất sét – nước này còn được gọi là “cát ướt” và là nền tảng của quá trình đúc gang.  

2. Lợi ích đối với chất lượng sản phẩm đúc gang

1. Nâng cao độ chính xác kích thước và hình dạng Hỗn hợp cát có độ bền, độ chặt và độ dẻo phù hợp giúp khuôn ổn định trong quá trình rót kim loại. Giảm hiện tượng biến dạng khuôn, sạt lở, xô lệch lõi, từ đó sản phẩm đúc đạt đúng kích thước thiết kế.

2. Cải thiện chất lượng bề mặt vật đúc Kiểm soát tốt độ mịn hạt cát, lượng đất sét và độ ẩm giúp bề mặt vật đúc nhẵn hơn. Giảm các khuyết tật như cháy cát, dính cát, rỗ bề mặt, đặc biệt quan trọng với gang xám và gang cầu.

3. Giảm khuyết tật đúc Kiểm soát hỗn hợp cát tốt giúp hạn chế: Rỗ khí (do độ ẩm hoặc khí sinh ra quá nhiều) Nứt nóng, nứt nguội (do khuôn quá cứng hoặc quá mềm) Xâm thực kim loại, cát cuốn vào kim loại lỏng

4. Đảm bảo khả năng thoát khí tốt Hỗn hợp cát đạt yêu cầu về độ thấm khí cho phép khí thoát ra ngoài dễ dàng khi rót gang. Giảm nguy cơ bọt khí và rỗ khí bên trong vật đúc.

5. Tăng độ bền khuôn nhưng vẫn dễ phá khuôn Cát được phối trộn hợp lý sẽ: Đủ bền để chịu nhiệt và áp lực kim loại lỏng Nhưng vẫn đảm bảo dễ phá khuôn, tránh ứng suất dư và nứt vật đúc

6. Ổn định chất lượng sản phẩm, giảm phế phẩm Kiểm soát ổn định thành phần cát giúp chất lượng vật đúc đồng đều giữa các mẻ. Giảm tỷ lệ phế phẩm, tiết kiệm chi phí vật tư và thời gian gia công lại.

7. Tăng hiệu quả sản xuất và tuổi thọ thiết bị Ít khuyết tật → giảm sửa chữa, gia công bổ sung Giảm mài mòn khuôn mẫu, thiết bị làm khuôn

3.Vì sao cần thiết có máy trộn hỗn hợp cát – đất sét ?

3.1 Đảm bảo độ đồng nhất của hỗn hợp

Việc trộn bằng tay sẽ gặp phải nhiều hạn chế như:

• Không trộn đều các thành phần: đất sét vón cục, cát không phủ đều.

• Khó kiểm soát tỷ lệ đất sét – nước – cát.

• Thành phần không đồng nhất dẫn đến khuôn có độ bền không đều, dễ vỡ khi rót gang nóng chảy.

Trong khi đó máy trộn được thiết kế để xử lý lượng lớn vật liệu với chuyển động đảo đều liên tục, giúp:

• Phân tán đất sét đều quanh hạt cát.

• Kiểm soát độ ẩm và tỷ lệ thành phần chính xác theo từng mẻ.

• Tạo nền cát đồng nhất, giảm sai lệch khi dùng cho khuôn đúc.

3.2 Tăng độ bền cơ học cho khuôn đúc

Hỗn hợp cát – đất sét sau khi trộn kỹ sẽ tạo ra một mạng kết dính bền vững:

• Đất sét đóng vai trò như “keo” bám giữa các hạt cát.

• Khi được nén trong khuôn, hỗn hợp này có độ đàn hồi và độ bền cao hơn so với cát chưa trộn đều.

• Điều này giúp khuôn chịu được áp lực của gang nóng chảy mà không bị biến dạng hay nứt gãy. 

Máy trộn đảm bảo việc bao phủ đất sét đều quanh từng hạt cát, giúp gia tăng tính liên kết của khuôn.

4. Lợi ích cụ thể khi dùng máy trộn trong đúc gang

4.1 Nâng cao chất lượng sản phẩm gang đúc

Một khuôn cát chất lượng tốt nghĩa là:

• Kích thước chi tiết chính xác hơn

• Bề mặt sản phẩm nhẵn, ít lỗi bề mặt

• Giảm tỷ lệ lỗi do rỗ khí, co ngót hay nứt bề mặt.

3.2 Tăng năng suất và ổn định sản xuất

Việc trộn bằng máy giúp:

• Giảm thời gian trộn so với trộn thủ công.

• Giảm sai khác giữa các mẻ vật liệu.

• Tạo điều kiện thuận lợi cho việc lập quy trình sản xuất ổn định.

Điều này đặc biệt hữu ích khi phải sản xuất số lượng lớn các chi tiết gang có yêu cầu kỹ thuật cao như tấm grating, nắp hố ga… đảm bảo tính đồng nhất giữa các sản phẩm trong cùng một lô sản xuất.

4.3 Giảm chi phí và phế phẩm

Một công đoạn trộn chuẩn giúp:

• Giảm phế phẩm do lỗi khuôn.

• Giảm thời gian tái xử lý sản phẩm lỗi.

• Tối ưu nguyên liệu dùng trong khuôn (giảm lãng phí đất sét và cát).

Năng suất mẻ trộn đều cũng có thể giảm chi phí nhân công so với trộn thủ công hoặc trộn không chuẩn.

5. Lưu ý khi trộn cát – đất sét bằng máy

Hình ảnh minh họa nhân công đang trộn cát và đất sét

Mặc dù máy trộn giúp chuẩn hóa quy trình, một số điểm cần chú ý:

5.1 Điều chỉnh tỷ lệ vật liệu phù hợp với loại gang đúc

• Dựa vào kinh nghiệm và yêu cầu kỹ thuật, tỷ lệ đất sét, nước và cát có thể thay đổi nhẹ để đạt độ bền khuôn tốt nhất.

• Cần đo và kiểm soát độ ẩm của hỗn hợp.

5.2 Kiểm soát độ mịn của cát và chất lượng đất sét

• Cát quá thô hay đất sét không đạt chất lượng sẽ làm giảm hiệu quả trộn.

• Duy trì độ sạch cát (không lẫn tạp chất) giúp khuôn có độ chính xác cao.

5.3 Bảo trì máy trộn định kỳ

Việc trộn cát và đất sét bằng máy trộn chuyên dụng là bước thiết yếu trong quy trình đúc gang hiện đại. Nó không chỉ giúp nâng cao chất lượng khuôn, giảm lỗi sản phẩm đúc, mà còn giúp tối ưu chi phí, tăng năng suất và ổn định quy trình sản xuất — điều mà mọi doanh nghiệp trong ngành gang – thép, đặc biệt là với các sản phẩm công trình quan trọng như nắp hố ga, tấm grating hay trụ đèn, luôn hướng tới.

Việc trộn cát và đất sét bằng máy trộn chuyên dụng là bước thiết yếu trong quy trình đúc gang hiện đại. Nó không chỉ giúp nâng cao chất lượng khuôn, giảm lỗi sản phẩm đúc, mà còn giúp tối ưu chi phí, tăng năng suất và ổn định quy trình sản xuất - điều mà mọi doanh nghiệp trong ngành gang - thép, đặc biệt là với các sản phẩm công trình quan trọng như nắp hố ga, tấm grating hay trụ đèn, luôn hướng tới.

Đầu tư đúng mức vào máy trộn và quy trình trộn chuẩn không chỉ cải thiện kỹ thuật đúc, mà còn là một bước chiến lược giúp doanh nghiệp tăng tính cạnh tranh dài hạn trên thị trường.