Làm thế nào để đúc thỏi vàng và bạc hoàn toàn tự động?

Trong ngành chế tác kim loại quý hiện đại, vàng bạc thỏi là một dạng sản phẩm quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong dự trữ tài chính, chế tác trang sức và các lĩnh vực khác. Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ, các phương pháp đúc vàng bạc thỏi truyền thống dần không còn đáp ứng được nhu cầu sản xuất và tiêu chuẩn chất lượng ngày càng tăng.

Việc áp dụng công nghệ đúc thỏi vàng bạc hoàn toàn tự động không chỉ cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất, giảm chi phí nhân công mà còn nâng cao hiệu quả tính ổn định và đồng đều của chất lượng sản phẩm. Do đó, việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ đúc thỏi vàng bạc hoàn toàn tự động đã trở thành xu hướng tất yếu trong sự phát triển của ngành.

1. Hạn chế của phương pháp đúc thỏi vàng và bạc truyền thống

Đúc thỏi vàng bạc truyền thống thường dựa vào thao tác thủ công, từ khâu nấu chảy và đúc nguyên liệu vàng bạc cho đến khâu xử lý tiếp theo, mỗi khâu đều đòi hỏi sự tham gia chặt chẽ của con người. Trong giai đoạn nấu chảy, độ chính xác của việc kiểm soát nhiệt độ và thời gian thủ công bị hạn chế, dễ dẫn đến chất lượng vàng bạc lỏng không ổn định, ảnh hưởng đến độ tinh khiết và màu sắc của thỏi thành phẩm.

Trong quá trình đúc, việc rót vàng và bạc lỏng thủ công khó đảm bảo tính đồng đều về lưu lượng và tốc độ dòng chảy, dẫn đến độ chính xác kích thước và độ phẳng bề mặt của thỏi kém. Hơn nữa, hiệu quả sản xuất thủ công thấp, khó đạt được sản xuất liên tục quy mô lớn, chi phí nhân công tương đối cao. Hơn nữa, thao tác thủ công bị ảnh hưởng rất nhiều bởi các yếu tố như trình độ công nhân và trạng thái làm việc, khó đảm bảo tính đồng nhất của chất lượng sản phẩm một cách hiệu quả.

2. Công nghệ chính để đúc thỏi vàng và bạc hoàn toàn tự động

(1) Công nghệ điều khiển tự động hóa

Công nghệ điều khiển tự động là cốt lõi để đạt được quy trình đúc thỏi vàng và bạc hoàn toàn tự động. Toàn bộ quá trình đúc có thể được điều khiển chính xác thông qua bộ điều khiển logic khả trình (PLC) hoặc hệ thống điều khiển máy tính công nghiệp. Từ việc tự động cấp liệu thô, kiểm soát chính xác nhiệt độ và thời gian nóng chảy, đến lưu lượng đúc, tốc độ dòng chảy và đóng mở khuôn, tất cả đều có thể được thực hiện tự động theo các chương trình cài đặt sẵn. Ví dụ, trong quá trình nấu chảy, hệ thống có thể kiểm soát chính xác công suất và thời gian gia nhiệt dựa trên đặc tính của nguyên liệu vàng và bạc thô và yêu cầu chất lượng của thỏi mục tiêu, đảm bảo chất lỏng vàng và bạc đạt đến trạng thái nóng chảy lý tưởng. Trong quá trình đúc, có thể theo dõi thời gian thực các thông số đúc thông qua các cảm biến và phản hồi có thể được cung cấp cho hệ thống điều khiển để tự động điều chỉnh tốc độ đúc và lưu lượng, đảm bảo chất lượng thỏi ổn định.

(2) Thiết kế và chế tạo khuôn mẫu có độ chính xác cao

Khuôn mẫu có độ chính xác cao đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo độ chính xác về kích thước và chất lượng bề mặt của thỏi vàng và bạc. Bằng cách sử dụng phần mềm thiết kế khuôn tiên tiến và kết hợp với công nghệ gia công chính xác, có thể chế tạo khuôn mẫu đáp ứng các yêu cầu về hình dạng phức tạp và độ chính xác cao. Việc lựa chọn vật liệu khuôn cũng rất quan trọng, đòi hỏi khả năng chịu nhiệt độ cao, chống mài mòn và dẫn nhiệt tốt để đảm bảo độ ổn định về kích thước và độ nhẵn bề mặt trong quá trình sử dụng nhiều lần. Ví dụ, việc sử dụng vật liệu hợp kim đặc biệt để chế tạo khuôn có thể cải thiện hiệu quả tuổi thọ của khuôn và giảm thiểu các vấn đề về chất lượng sản phẩm do hao mòn khuôn. Đồng thời, thiết kế cấu trúc của khuôn phải tạo điều kiện thuận lợi cho việc nạp và làm mát dung dịch vàng và bạc, thúc đẩy quá trình đúc nhanh chóng và cải thiện chất lượng thỏi vàng.

(3) Công nghệ phát hiện và giám sát chất lượng thông minh

Để đảm bảo mọi thỏi vàng và bạc đều đạt tiêu chuẩn chất lượng cao, công nghệ phát hiện và giám sát chất lượng thông minh là điều không thể thiếu. Trong quá trình đúc, nhiều cảm biến được sử dụng để theo dõi các thông số thời gian thực như nhiệt độ, thành phần và áp suất đúc của dung dịch vàng và bạc. Khi có bất thường, hệ thống sẽ ngay lập tức phát ra cảnh báo và tự động điều chỉnh. Sau khi thỏi được tạo hình, bề ngoài của thỏi được kiểm tra thông qua hệ thống kiểm tra trực quan, bao gồm độ chính xác về kích thước, độ phẳng bề mặt, sự hiện diện của các khuyết tật như lỗ rỗng và vết nứt. Ngoài ra, các kỹ thuật như kiểm tra bằng tia X có thể được sử dụng để phát hiện chất lượng bên trong của thỏi, đảm bảo sản phẩm không có khuyết tật bên trong. Đối với các sản phẩm không phù hợp được phát hiện, hệ thống sẽ tự động nhận dạng và phân loại chúng để xử lý tiếp theo.

3. Các thành phần cốt lõi và quy trình làm việc của máy đúc phôi hoàn toàn tự động

(1) Các thành phần chính của máy đúc thỏi hoàn toàn tự động

① Hệ thống vận chuyển nguyên liệu: chịu trách nhiệm tự động vận chuyển nguyên liệu vàng và bạc đến lò nấu chảy. Hệ thống thường bao gồm một thùng chứa nguyên liệu, một thiết bị đo lường và một thiết bị vận chuyển. Thiết bị đo lường có thể cân chính xác nguyên liệu theo trọng lượng cài đặt trước, sau đó thiết bị vận chuyển có thể vận chuyển nguyên liệu một cách trơn tru đến lò nấu chảy, đạt được độ chính xác của nguyên liệu.

② Hệ thống nấu chảy: bao gồm lò nấu chảy, thiết bị gia nhiệt và hệ thống kiểm soát nhiệt độ. Lò nấu chảy áp dụng công nghệ gia nhiệt tiên tiến, chẳng hạn như gia nhiệt cảm ứng, có thể nhanh chóng làm nóng nguyên liệu vàng bạc trên nhiệt độ nóng chảy, làm tan chảy chúng thành dạng lỏng. Hệ thống kiểm soát nhiệt độ theo dõi nhiệt độ bên trong lò theo thời gian thực thông qua các cảm biến nhiệt độ có độ chính xác cao và điều chỉnh chính xác công suất gia nhiệt, đảm bảo nhiệt độ của vàng bạc lỏng luôn ổn định trong phạm vi thích hợp.

③ Hệ thống đúc: bao gồm vòi phun đúc, thiết bị kiểm soát dòng chảy và khuôn đúc. Vòi phun đúc được thiết kế với hình dạng đặc biệt, đảm bảo dòng chảy vàng bạc chảy đều và trơn tru vào khuôn đúc. Thiết bị kiểm soát dòng chảy có thể kiểm soát chính xác lưu lượng và tốc độ dòng chảy của dòng chảy vàng bạc theo kích thước khuôn đúc và yêu cầu trọng lượng của thỏi đúc. Khuôn đúc được làm bằng vật liệu chất lượng cao, khoang đúc có độ chính xác cao, đảm bảo độ chính xác về kích thước và chất lượng bề mặt của thỏi đúc.

⑤ Hệ thống làm mát: Sau khi phôi được tạo hình, hệ thống làm mát nhanh chóng làm mát khuôn, đẩy nhanh quá trình đông đặc của thỏi vàng và bạc. Thông thường có hai phương pháp làm mát: làm mát bằng nước và làm mát bằng không khí, có thể được lựa chọn theo nhu cầu sản xuất thực tế. Hệ thống làm mát được trang bị cảm biến nhiệt độ để theo dõi nhiệt độ khuôn và thỏi theo thời gian thực, đảm bảo quá trình làm mát đồng đều và ổn định, tránh các khuyết tật như nứt thỏi do làm mát không đúng cách.

⑥ Hệ thống tháo khuôn và xử lý sau: Sau khi phôi nguội và đông đặc, hệ thống tháo khuôn tự động lấy phôi ra khỏi khuôn. Hệ thống xử lý sau thực hiện một loạt các công đoạn xử lý tiếp theo trên phôi, chẳng hạn như mài bề mặt, đánh bóng, đánh dấu, v.v., để đạt được tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm cuối cùng.

(2) Giải thích chi tiết về quy trình làm việc

① Chuẩn bị và nạp nguyên liệu: Nguyên liệu vàng bạc được lưu trữ trong kho chứa nguyên liệu theo quy định. Hệ thống vận chuyển nguyên liệu sẽ đo chính xác trọng lượng cần thiết của nguyên liệu thông qua thiết bị đo theo chương trình cài đặt sẵn, sau đó thiết bị vận chuyển sẽ vận chuyển nguyên liệu đến lò nấu chảy.

② Quy trình nấu chảy: Lò nấu chảy khởi động thiết bị gia nhiệt để nhanh chóng nung nóng nguyên liệu vàng bạc đến trạng thái nóng chảy. Hệ thống kiểm soát nhiệt độ theo dõi và điều chỉnh nhiệt độ bên trong lò theo thời gian thực, đảm bảo vàng bạc lỏng đạt đến nhiệt độ nóng chảy tối ưu và ổn định.

③ Thao tác đúc: Khi dung dịch vàng bạc đạt đến điều kiện đúc, thiết bị kiểm soát lưu lượng của hệ thống đúc sẽ điều khiển chính xác tốc độ và lưu lượng dung dịch vàng bạc chảy vào khuôn thông qua vòi đúc theo các thông số đã cài đặt. Trong quá trình đúc, hệ thống liên tục giám sát các thông số đúc để đảm bảo tính ổn định và độ chính xác của quá trình đúc.

④Làm nguội và đông đặc: Sau khi đúc xong, hệ thống làm nguội được kích hoạt ngay lập tức để làm nguội khuôn nhanh chóng. Bằng cách kiểm soát tốc độ làm nguội, dung dịch vàng bạc được đông đặc đồng đều trong khuôn, tạo thành thỏi vàng bạc hoàn chỉnh.

⑤Tách khuôn và xử lý sau: Sau khi thỏi vàng nguội và đông đặc, hệ thống tách khuôn tự động đẩy thỏi vàng bạc ra khỏi khuôn. Tiếp theo, hệ thống xử lý sau sẽ mài và đánh bóng bề mặt thỏi vàng bạc, làm cho nó mịn màng và sáng bóng. Sau đó, thỏi vàng bạc được đánh dấu các thông tin như trọng lượng, độ tinh khiết và ngày sản xuất thông qua thiết bị đánh dấu, hoàn thành quy trình đúc thỏi vàng bạc hoàn toàn tự động.

4. Ưu điểm của đúc thỏi vàng, bạc hoàn toàn tự động

(1) Cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất

So với đúc thủ công truyền thống, máy đúc thỏi hoàn toàn tự động có thể đạt sản lượng liên tục 24 giờ, tốc độ sản xuất nhanh và ổn định. Ví dụ, một máy đúc thỏi hoàn toàn tự động tiên tiến có thể sản xuất hàng chục, thậm chí hàng trăm thỏi vàng bạc mỗi giờ, trong khi sản lượng đúc thủ công mỗi giờ lại cực kỳ hạn chế. Quy trình sản xuất tự động giúp giảm thiểu thời gian hao phí của thao tác thủ công, cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất tổng thể và có thể đáp ứng nhu cầu sản xuất quy mô lớn.

(2) Chất lượng sản phẩm ổn định và đáng tin cậy

Trong quy trình đúc hoàn toàn tự động, hệ thống kiểm soát chính xác nhiều thông số, tránh sai sót và bất ổn do thao tác thủ công gây ra. Từ việc định lượng nguyên liệu chính xác đến kiểm soát ổn định nhiệt độ nóng chảy và lưu lượng đúc, cũng như điều chỉnh hợp lý tốc độ làm nguội, đảm bảo chất lượng của từng thỏi vàng và bạc đồng đều. Độ chính xác về kích thước, độ phẳng bề mặt và chất lượng bên trong của sản phẩm được đảm bảo hiệu quả, giảm tỷ lệ khuyết tật và nâng cao chất lượng tổng thể của sản phẩm.

(3) Giảm chi phí sản xuất

Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu cho một máy đúc phôi hoàn toàn tự động tương đối cao, nhưng về lâu dài, nó có thể giảm đáng kể chi phí sản xuất. Một mặt, sản xuất tự động giúp giảm sự phụ thuộc vào lượng lớn lao động thủ công và giảm chi phí nhân công; mặt khác, hiệu suất sản xuất cao và chất lượng sản phẩm ổn định giúp giảm thiểu lãng phí nguyên liệu thô và sản xuất ra sản phẩm lỗi, từ đó giảm chi phí sản xuất. Ngoài ra, chi phí bảo trì thiết bị tự động hóa tương đối thấp và tuổi thọ cao, do đó, xét về tổng thể, nó có hiệu quả chi phí cao.

5. Kết luận

Việc hiện thực hóa quy trình đúc thỏi vàng và bạc hoàn toàn tự động là một bước tiến quan trọng hướng tới hiện đại hóa và nâng cao hiệu quả trong ngành chế tác kim loại quý. Bằng cách áp dụng công nghệ điều khiển tự động, công nghệ thiết kế và chế tạo khuôn mẫu có độ chính xác cao, cũng như công nghệ phát hiện và giám sát chất lượng thông minh, kết hợp với vận hành hiệu quả của máy đúc thỏi hoàn toàn tự động, những hạn chế của phương pháp đúc truyền thống có thể được khắc phục hiệu quả, dẫn đến bước nhảy vọt về hiệu quả sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất.

Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ, công nghệ đúc thỏi vàng và bạc hoàn toàn tự động sẽ tiếp tục được tối ưu hóa và cải tiến, tạo động lực mạnh mẽ cho sự phát triển của ngành chế biến kim loại quý và thúc đẩy ngành này tiến lên một tầm cao mới.