Giải phẫu toàn bộ dây chuyền sản xuất ốc vít tại Việt Nam

Giải phẫu toàn bộ dây chuyền sản xuất ốc vít

Nguyên liệu đầu vào phổ biến là thép cuộn cacbon hoặc thép hợp kim đã qua xử lý bề mặt. Cuộn thép được đưa lên giá xả, chạy qua hệ thống ròng rọc và máy nắn thẳng nhằm loại bỏ độ cong vênh, ổn định đường kính và cấu trúc vật liệu. Chất lượng thép đầu vào ảnh hưởng trực tiếp đến độ đồng đều cơ tính, khả năng tạo hình và tuổi thọ của khuôn trong các công đoạn sau.

Sau khi được làm thẳng, dây thép đi vào hệ thống máy kéo sợi liên hoàn. Tại đây, dây được kéo qua các lỗ khuôn có đường kính giảm dần để đạt kích thước tiêu chuẩn. Quá trình này diễn ra với lực kéo lớn và tốc độ cao, giúp cải thiện độ tròn và bề mặt dây thép. Tuy nhiên, dưới tác động của ma sát mạnh giữa dây và khuôn kéo, bụi kim loại mịn bắt đầu phát sinh. Để giảm ma sát và bảo vệ khuôn, dầu bôi trơn được sử dụng liên tục, khiến khu vực máy kéo thường xuất hiện hơi dầu và cặn dầu kim loại, tạo tiền đề cho các vấn đề môi trường nếu không được thu gom hiệu quả.

Dây thép sau kéo sợi được đưa vào máy cắt tốc độ cao để chia thành từng phôi có chiều dài tiêu chuẩn. Mỗi phôi thường dài hơn chiều dài ốc vít hoàn chỉnh một phần nhỏ, dùng để tạo đầu vít. Công đoạn này không phát sinh bụi đáng kể nhưng yêu cầu độ chính xác cao nhằm giảm hao hụt vật liệu và bảo đảm sự đồng đều của sản phẩm.

Phôi thép được chuyển sang máy tạo đầu, nơi lực nén lớn được sử dụng để tạo hình mũ và biên dạng đầu vít. Quá trình rèn nguội không chỉ định hình chi tiết mà còn làm tăng mật độ kim loại, giúp đầu vít chịu lực tốt hơn khi siết. Do khuôn rèn hoạt động trong môi trường dầu bôi trơn, công đoạn này tiếp tục phát sinh sương dầu và hạt kim loại mịn do mài mòn khuôn. Mặc dù mức độ thấp hơn cán ren, nhưng nếu tích tụ lâu dài, các hạt aerosol này vẫn gây ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động.

Cán ren được xem là công đoạn quan trọng và phức tạp nhất trong sản xuất ốc vít. Hai trục cán có biên dạng ren đối xứng ép phôi thép biến dạng dẻo, tạo nên bước ren sắc nét và bền chắc mà không sinh phoi như tiện ren. Tuy nhiên, dưới áp lực cán rất lớn, dầu bôi trơn bị xé nhỏ và bốc hơi cục bộ, kết hợp với hạt kim loại siêu mịn sinh ra trong quá trình biến dạng. Hỗn hợp này tạo thành sương dầu kim loại có kích thước PM10, thậm chí PM2.5, dễ phát tán trong không khí nhà xưởng và khó xử lý bằng thông gió tự nhiên. Đây chính là nguồn phát sinh bụi kim loại và dầu lớn nhất trong toàn bộ dây chuyền sản xuất ốc vít.

Sau khi tạo hình, ốc vít được đưa vào lò nhiệt luyện để điều chỉnh cơ tính. Sản phẩm được nung ở nhiệt độ khoảng 800°C nhằm thay đổi cấu trúc kim loại, sau đó tôi nguội nhanh trong bể dầu để đạt độ cứng yêu cầu. Khi kim loại nóng tiếp xúc với dầu tôi, một lượng lớn hơi dầu và khí hydrocacbon được giải phóng tức thời. Bên cạnh đó, quá trình nung tạo ra bụi oxit kim loại, có thể theo dòng khí thải phát tán ra môi trường nếu không được thu gom và xử lý đúng cách. Sau tôi, ốc vít thường được ram ở nhiệt độ thấp hơn để giảm giòn và ổn định cơ tính.

Trước khi chuyển sang xử lý bề mặt, ốc vít được kiểm tra nghiêm ngặt về độ cứng, độ bền kéo, hình dạng ren và kích thước hình học. Các sản phẩm không đạt tiêu chuẩn sẽ bị loại bỏ, đảm bảo chất lượng đồng đều cho lô hàng xuất xưởng. Để tăng khả năng chống ăn mòn và tính thẩm mỹ, ốc vít thường được tẩy dầu, tẩy rỉ và xi mạ kẽm, niken hoặc các lớp phủ khác. Công đoạn này ít phát sinh bụi khô nhưng tạo ra nước thải chứa dầu và kim loại lơ lửng, cùng hơi axit và hóa chất, đòi hỏi hệ thống xử lý môi trường đạt tiêu chuẩn nghiêm ngặt.

Cuối cùng, ốc vít được phân loại, kiểm tra ngoại quan và đóng gói theo yêu cầu từng khách hàng. Bao bì được ghi rõ thông số kỹ thuật, mã lô và thông tin truy xuất nguồn gốc, sẵn sàng đưa sản phẩm ra thị trường.

Bài toán môi trường trên dây chuyền ốc vít

Toàn bộ quy trình sản xuất ốc vít thể hiện sự kết hợp chặt chẽ giữa các công nghệ gia công kim loại, xử lý nhiệt và xử lý bề mặt. Mỗi công đoạn đều góp phần định hình chất lượng sản phẩm cuối cùng, từ độ bền cơ học đến khả năng chống ăn mòn.

Đáng nói, các công đoạn như cán ren và nhiệt luyện tạo ra nhiều hơi dầu và bụi kim loại, đòi hỏi các nhà máy phải đầu tư hệ thống xử lý khí thải phù hợp để đảm bảo môi trường làm việc an toàn và đáp ứng quy chuẩn pháp luật.

Trong thực tế sản xuất tại Việt Nam, các công đoạn như cán ren và nhiệt luyện không chỉ đòi hỏi độ chính xác cơ học mà còn phát sinh lượng lớn hơi dầu, bụi kim loại và VOC, gây ảnh hưởng đến chất lượng không khí nhà xưởng. Nhiều doanh nghiệp cơ khí trong nước đang phải đối mặt với yêu cầu ngày càng nghiêm ngặt về môi trường, đặc biệt trong bối cảnh Nghị định 08/2022 và các quy chuẩn khí thải được tăng cường áp dụng.

Giải pháp xử lý khí thải ba cấp do doanh nghiệp trong nước phát triển, ứng dụng nguyên lý Venturi - tách khí-lỏng - tuyển nổi.

Để giải quyết bài toán này, một số doanh nghiệp trong nước đã bắt đầu áp dụng công nghệ xử lý khí thải thế hệ mới. Trong đó, Công ty Cổ phần Công nghệ Ha Lô phát triển giải pháp ba cấp dựa trên nguyên lý Venturi - tách khí-lỏng - tuyển nổi.

Hệ thống vận hành theo mô hình khép kín, bắt đầu từ cụm Venturi phun nước, nơi khí thải từ các công đoạn cán ren và nhiệt luyện được hút qua cổ Venturi và tăng tốc đột ngột. Tại vùng chênh áp cao này, nước được phun trực tiếp tạo thành lớp mưa sương mịn, giúp bắt giữ phần lớn sương dầu và hạt sol có kích thước nhỏ. Dòng khí sau khi được rửa tiếp tục đi vào tháp tách khí-lỏng, nơi nhờ sự thay đổi hướng dòng chảy và tác động của lực quán tính, các giọt dầu-nước còn sót lại được tách ra khỏi khí thải. Phần nước mang dầu thu được được dẫn về bể tuyển nổi. Tại đây, dầu được tách ra khỏi nước, cho phép nước sạch được tuần hoàn trở lại hệ thống, giúp giảm thiểu đáng kể lượng nước thải phát sinh và duy trì vận hành liên tục, ổn định.

Một số nhà máy sản xuất ốc vít và linh kiện cơ khí trong nước đã thử nghiệm mô hình này và ghi nhận sự cải thiện rõ rệt về chất lượng không khí nhà xưởng, giảm nguy cơ cháy nổ và tiết kiệm đáng kể chi phí vận hành so với công nghệ đốt truyền thống. Đây được xem là hướng đi phù hợp trong bối cảnh ngành cơ khí Việt Nam đang tiến tới sản xuất sạch hơn và tăng cường tiêu chuẩn an toàn môi trường.

Hoàng Lân