Chế tạo thành công máy ép gạch không nung năng suất cao

Dây chuyền sản xuất gạch áp dụng nguyên lý ép rung khuôn - rung bàn kết hợp vừa được hoàn thiện đã mở ra hướng tiếp cận mới cho năng lực sản xuất vật liệu không nung của các doanh nghiệp trong nước, đồng thời khẳng định trình độ ở mức cao của đội ngũ kỹ sư, chuyên gia Việt Nam trong nghiên cứu, thiết kế và chế tạo các giải pháp tự động hóa phục vụ nhiều ngành công nghiệp phụ trợ

Thực tế cho thấy, công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng không nung nói chung và gạch bê tông nói riêng đang được nhiều nước phát triển trên thế giới áp dụng, nhằm giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường trong quá trình sản xuất, qua đó mang lại nhiều kết quá tích cực như tận dụng được nhiều nguồn nguyên liệu giá thành thấp cũng như có sẵn tại nhiều địa phương.

Tại Việt Nam, Chính phủ và các bộ ngành liên quan từ nhiều năm qua đã ban hành hàng loạt chủ trương, chính sách, kế hoạch và chương trình hành động cụ thể nhằm thúc đẩy việc sử dụng gạch không nung trong xây dựng các công trình xây dựng ở quy mô dân dụng lẫn công nghiệp, đặc biệt đối với các dự án xây dựng có sử dụng nguồn vốn ngân sách.

Đối với TP.HCM, UBND TP.HCM cũng đã phê duyệt “Đề án phát triển vật liệu xây dựng tại TP.HCM đến năm 2030”, nhằm đưa TP.HCM phát triển lĩnh vực vật liệu xây dựng có công nghệ sản xuất hiện đại tạo ra các sản phẩm chất lượng cao về kỹ thuật, mỹ thuật, tiêu hao nguyên liệu và năng lượng thấp, sử dụng phế thải công nghiệp, bảo vệ môi trường, cảnh quan thiên nhiên; phát triển đa dạng các loại vật liệu xây dựng cơ bản đáp ứng yêu cầu xây dựng các công trình đặc thù, các công trình ven biển và hải đảo. 

Để giải quyết tính cấp thiết của việc cần phải nghiên cứu, lựa chọn công nghệ vật liệu và dây chuyền thiết bị sản xuất gạch không nung cho TP.HCM nói riêng và cả nước nói chung, PGS.TS. Nguyễn Quốc Hưng và các cộng sự tại Trung tâm Nghiên cứu & Phát triển Công nghệ máy Công nghiệp (thuộc Trường Đại học Công Nghiệp TP.HCM) đã triển khai nhiệm vụ khoa học - công nghệ "Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy ép gạch không nung tự động hóa rung khuôn -  rung bàn kết hợp năng suất 100.000 viên QTC/ca". 

Không chỉ hoàn thiện thiết kế, chế tạo và thử nghiệm thành công máy ép tạo hình gạch không nung (loại gạch 4 lỗ, quy cách 8x8x18cm) theo nguyên lý rung khuôn -  rung bàn kết hợp với độ ổn định cao, thì nhóm triển khai nhiệm vụ khoa học - công nghệ do PGS.TS Nguyễn Quốc Hưng là người chủ trì cũng đã đề xuất nghiên cứu thiết kế chế tạo thêm một hệ thống phụ trợ từ khâu bóc gạch thành phẩm đến khâu đóng gói và cấp pallet trở lại cho qua trình tạo hình.

PGS.TS Nguyễn Quốc Hưng cho biết, dây chuyền ép gạch hoạt động trên nền tảng tự động hóa, hoạt động ổn định và thân thiện với người dùng. 

Máy ép tạo hình gạch không nung 8x8x18cm trong dây chuyền sản xuất gạch bê tông được hoàn thiện và vận hành thực tế

"Tuổi thọ hoạt động của máy là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế, do đó quy trình công nghệ chế tạo của các chi tiết phải được nghiên cứu tính toán một cách khoa học", PGS.TS Nguyễn Quốc Hưng nhấn mạnh, "Nhóm cũng đã thực hiện một bộ quy trình công nghệ chế tạo các chi tiết điển hình quan trọng trong hệ thống dây chuyền máy của đề tài như cụm khuôn chày tạo hình gạch, cụm khung máy, bộ nâng hạ,..".

Ngoài ra, quá trình lắp đặt máy cũng được hướng dẫn cụ thể chi tiết bởi một bộ tài liệu hướng dẫn lắp đặt và vận hành. 

Về cơ bản, nguyên lý hoạt động của dây chuyền ép gạch được hoàn thiện như sau: Xe cấp liệu (15) sau khi được cấp đủ liệu từ phễu chứa (13) sẽ tiến về phía trước cấp liệu cho khuôn cối (05). Trong suốt quá trình cấp liệu thì bộ rung (02) và (10) hoạt động, sau khi cấp liệu xong, bộ rung (02) và (10) ngừng hoạt động, bộ cấp liệu (15) lui về vị trí ban đầu, tiếp tục hứng liệu từ phễu. Xy lanh ép (06) hoạt động, hạ khuôn chày (04) đến vị trí chạm bề mặt vật liệu trên khuôn cối (03) thì bộ rung (02) và (10) hoạt động lần nữa, khi đó khuôn chày (04) tiếp tục ép gia tải đến khi đạt đủ chiều cao quy định của viên gạch thì dừng lại, lúc này bộ rung (02) và (10) hoạt động cũng dừng lại. Xy lanh (09) nâng khuôn cối (03) một đoạn lớn hơn chiều cao viên gạch, nhằm tách sản phẩm khỏi khuôn (lúc này khuôn chày vẫn giữ  nguyên vị trí ép). Băng tải (14) hoạt động đưa sản phẩm ra vị trí dưỡng hộ, đồng thời khuôn chày (04) lùi về vị trí ban đầu và băng tải (16) cấp pallet mới. Cuối cùng, khuôn cối (03) lùi về vị trí ban đầu chuẩn bị cho chu trình ép gạch tiếp theo.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống ép gạch không nung

PGS.TS Nguyễn Quốc Hưng chia sẻ thêm, hiện nay công nghệ  nguyên lý ép rung đang chiếm đến 90% trong các loại công nghệ sản xuất gạch bê tông tại Việt Nam cũng như trên thế giới. Điều này khá dễ hiểu do sự ra đời từ rất lâu và được cải tiến rất nhiều qua thời gian, được các hãng danh tiếng của CHLB Đức phát triển. Công nghệ ép rung khuôn cũng đang trên đà nghiên cứu phát triển, hứa hẹn tạo nên sự đa dạng của công nghệ sản xuất gạch trong tương lai. Dù công nghệ ép rung khuôn hay ép rung bàn cũng đều có những ưu nhược điểm nhất định, tùy vào các điều kiện của mỗi nhà đầu tư và loại hình sản phẩm, nguyên vật liệu đem sản xuất. 

Cụm máy ép gạch bê tông

Do đó, nhóm nghiên cứu lựa chọn nguyên lý ép rung khuôn và rung bàn kết hợp, nhằm lựa chọn được ưu điểm của mỗi phương pháp và cũng loại trừ được các nhược điểm của mỗi phương pháp, tạo ra được một mẫu máy ép gạch bê tông có tính năng hoàn hảo nhất để đưa được vào sản xuất đạt hiệu quả cao nhất theo mục tiêu đặt ra của đề tài.

Chia sẻ thêm về hoạt động của hệ thống máy ép gạch bê tông vừa hoàn thiện, đại diện nhóm chuyên gia - kỹ sư tại Trung tâm Nghiên cứu & Phát triển Công nghệ máy Công nghiệp cho biết, sau khi phễu chứa liệu đặt trên máy chủ đã được cấp liệu đầy đủ, và công nhân đã xếp tấm pallet lên máy cấp pallet tự động, thì máy đổ pallet tự động sẽ chuyển pallet vào máy tiếp pallet của máy chính, sau đó máy tiếp tấm sẽ đưa tấm pallet vào vị trí dưới khuôn dưới. 

Tiếp đó, xe liệu cấp đủ lượng liệu vào khuôn dưới, đầu ép sẽ ép xuống khuôn với lực ép lớn tùy vào từng loại sản phẩm, để tạo hình viên gạch. Sau khi lực ép đã đủ, đầu ép tự động nâng lên, máy ra gạch đẩy tấm pallet gạch ra bên ngoài máy xếp chồng tấm qua hệ thống băng tải xích.

Khuôn ép được chọn sử dụng cho hệ thống là dạng khuôn ghép bằng thép kết hợp nhiệt luyện, với quy cách cho phép bố trí 80 viên gạch trên một khuôn.

Sau nhiều giai đoạn thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã đưa ra được chế độ vận hành của máy cho loại gạch 4 lỗ (kích thước 8x8x18cm) với các thông số như: cường độ ép 10Mpa, tần số rung 40-45Hz, và thời gian tạo hình 25-31 giây.

PGS.TS Nguyễn Quốc Hưng cho biết, máy này được thiết kế năng suất khoảng 100.000 viên/ca. Năng suất thực tế khi vận hành thử nghiệm đạt 80 - 89%, tỷ lệ sản phẩm lỗi ở mức 3- 3,5%.

Tổng thể một dây chuyền sản xuất gạch không nung

Ngoài ra, kết quả kiểm nghiệm về độ chịu lực, độ đồng nhất vật liệu của thành phẩm gạch 4 lỗ cũng đã được các cơ quan quản lý chuyên ngành cũng như các đơn vị sản xuất phối hợp tham gia triển khai nhiệm vụ đánh giá đáp ứng tốt tất cả thông số, chỉ tiêu kỹ thuật của ngành sản xuất vật liệu xây dựng Việt Nam.

Đại diện nhóm triển khai nhiệm vụ cũng khẳng định, so với các giải pháp ép gạch không nung có cùng mức công suất và tính năng tương tương nhập ngoại, thì giải pháp vừa hoàn thiện và đã đưa vào vận hành thử nghiệm tại Công ty Cổ phần đầu tư công nghệ Đức Thành không chỉ vượt trội ở khả năng linh hoạt trong việc lắp đặt bởi được thiết kế ở dạng mô-đun, thậm chí có thể thuận tiện ghép nối với một số dây chuyền cấp liệu hiện hữu thay vì phải triển khai mới một dây chuyền sản xuất; song đặc biệt hơn hết là chi phí đầu tư hợp lý, nếu như không muốn nói là thấp hơn đáng kể so với máy ép gạch bê tông nhập ngoại, trong khi đó việc bảo trì, bảo dưỡng cũng thuận tiện hơn rất nhiều do hoàn toàn do đội ngũ kỹ sư trong nước trực tiếp đảm nhận, qua đó giúp doanh nghiệp hạn chế sự trì trệ trong sản xuất.

"Đáng chú ý, nếu so với nhiều máy ép gạch bê tông của Trung Quốc đang được một số doanh nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng sử dụng, thì gạch 4 lỗ không nung sản xuất từ dây chuyền thử nghiệm của nhóm nghiên cứu đã thể hiện sự đồng nhất về vật liệu tốt hơn qua các kiểm tra cũng như kiểm định khoa học, cũng như độ sai lệch về kích thước (độ rộng, độ rỗng) giữa hai đầu của viên gạch", ThS. Đào Đức Diễn, thành viên phản biện Hội đồng tư vấn nghiệm thu nhiệm vụ khoa học công nghệ đánh giá, "Và sự đồng nhất về kích thước, đồng nhất về vật liệu đối với gạch không nung, mà cụ thể là gạch bê tông 4 lỗ sản xuất từ dây chuyền áp dụng công nghệ rung khuôn của Nhật Bản, Hàn Quốc và chính kết quả của nhiệm vụ khoa học công nghệ này, đang là ưu tiên lựa chọn của các tập đoàn, công ty xây dựng lớn tại Việt Nam".

Chưa dừng lại ở đó, bên cạnh việc chế tạo, lắp đặt và đưa vào vận hành máy tạo hình gạch đáp ứng các tiêu chí, thì nhóm triển khai nhiệm vụ khoa học - công nghệ cũng đã thiết kế thêm các máy phụ trợ kết nối với hệ thống máy trộn tạo nguyên liệu cấp phối để đưa toàn bộ dây chuyền sản xuất gạch bê tông đi vào sử dụng một cách an toàn, hiệu quả và ổn định.

Có thể khẳng định rằng, dây chuyền sản xuất gạch áp dụng nguyên lý ép rung khuôn - rung bàn kết hợp vừa được hoàn thiện đã mở ra hướng tiếp cận mới cho năng lực sản xuất vật liệu không nung của các doanh nghiệp trong nước, đồng thời khẳng định trình độ ở mức cao của đội ngũ kỹ sư, chuyên gia Việt Nam trong nghiên cứu, thiết kế và chế tạo các giải pháp tự động hóa phục vụ nhiều ngành công nghiệp phụ trợ.