Panduan (di pabrik penggulung): Komponen Penting untuk Penggulungan Baja yang Akurat

Definisi dan Konsep Dasar

Sebuah panduan di pabrik penggilingan adalah komponen mekanis kritis yang dirancang untuk mengarahkan, menyelaraskan, dan mendukung strip baja atau billet saat melewati berbagai tahap proses penggilingan. Tujuan dasarnya adalah untuk memastikan posisi yang tepat dan pergerakan yang lancar dari material, mencegah penyimpangan yang dapat menyebabkan cacat atau penggilingan yang tidak merata.

Dalam rantai manufaktur baja, panduan ditempatkan di titik-titik strategis—seperti masuk dan keluar dari posisi penggilingan, antara berbagai posisi pabrik, atau di titik transfer—untuk mempertahankan trajektori yang benar dari benda kerja. Mereka berfungsi sebagai antarmuka antara proses hulu (seperti pengecoran atau pemanasan ulang) dan operasi penyelesaian hilir, memastikan kontinuitas dan kualitas urutan penggilingan.

Panduan sangat penting untuk mempertahankan akurasi dimensi, kualitas permukaan, dan stabilitas proses. Fungsi yang tepat dari mereka secara langsung mempengaruhi efisiensi proses penggilingan, meminimalkan pemborosan material dan mengurangi keausan peralatan.

Desain Teknis dan Operasi

Teknologi Inti

Prinsip rekayasa di balik panduan berputar di sekitar dukungan mekanis dan penyelarasan yang tepat. Mereka dirancang untuk menampung beban tinggi, ekspansi termal, dan gaya dinamis selama operasi.

Komponen teknologi kunci meliputi:

• Roll atau rol panduan: Ini adalah elemen silindris yang bersentuhan dengan strip baja, memberikan dukungan dan kontrol arah. Mereka biasanya terbuat dari baja yang diperkeras atau bahan paduan untuk menahan keausan.
• Kerangka atau rumah panduan: Dukungan struktural yang menahan rol panduan pada posisinya, memastikan stabilitas dan penyelarasan yang akurat.
• Mekanisme penyesuaian: Sistem hidrolik atau mekanis yang memungkinkan penyetelan halus posisi panduan untuk mengakomodasi variasi material atau penyesuaian proses.
• Sistem pelumasan: Untuk mengurangi gesekan dan keausan antara bagian yang bergerak, memastikan operasi yang lancar dan umur panjang.

Mekanisme operasi utama melibatkan strip baja yang melewati atau antara rol panduan, yang mengarahkan jalurnya. Panduan dapat menggabungkan penyesuaian lateral atau vertikal untuk memperbaiki ketidakselarasan secara dinamis. Material mengalir melalui sistem panduan dengan resistensi minimal, mempertahankan trajektori yang diinginkan dan mencegah penyimpangan.

Parameter Proses

Variabel proses kritis yang mempengaruhi operasi panduan meliputi:

• Tekanan rol panduan: Biasanya dipertahankan dalam 10-50 MPa untuk memastikan kontak yang tepat tanpa mendekonstruksi strip.
• Kecepatan rotasi rol: Berkisar dari 0,1 hingga 2 m/detik, tergantung pada lebar dan ketebalan strip.
• Akurasi penyelarasan: Biasanya dalam ±0,1 mm untuk mencegah cacat permukaan.
• Suhu: Panduan beroperasi pada suhu tinggi (hingga 300°C) karena kedekatannya dengan baja panas, memerlukan manajemen termal.

Parameter ini saling terkait; misalnya, tekanan yang berlebihan dapat menyebabkan penandaan permukaan, sementara tekanan yang tidak memadai dapat menyebabkan ketidakselarasan. Sistem kontrol memanfaatkan sensor dan umpan balik untuk memantau parameter seperti gaya, posisi, dan suhu, memungkinkan penyesuaian waktu nyata.

Konfigurasi Peralatan

Sistem panduan tipikal terdiri dari beberapa unit panduan yang diatur secara berurutan di sepanjang jalur pabrik. Setiap unit mencakup rol panduan yang dipasang pada kerangka yang dapat disesuaikan, dengan aktuator hidrolik atau pneumatik untuk kontrol posisi.

Dimensi fisik bervariasi berdasarkan lebar dan ketebalan strip, dengan rol panduan sering berkisar dari 100 mm hingga 300 mm dalam diameter. Jarak antara unit panduan dirancang untuk mengakomodasi panjang material dan aliran proses, biasanya antara 2 hingga 10 meter.

Perkembangan desain seiring waktu telah memperkenalkan fitur-fitur seperti:

• Rol panduan yang menyelaraskan diri: Untuk mengkompensasi ketidakselarasan secara otomatis.
• Sistem penyesuaian hidrolik: Untuk penempatan yang lebih cepat dan lebih tepat.
• Sistem pendinginan: Untuk mengelola panas yang dihasilkan selama penggilingan panas.

Sistem tambahan mencakup unit pelumasan, semprotan pendingin, dan sensor untuk pemantauan posisi, gaya, dan suhu, semuanya terintegrasi ke dalam arsitektur kontrol.

Kimia Proses dan Metalurgi

Reaksi Kimia

Sementara panduan itu sendiri tidak melibatkan reaksi kimia, lingkungan mereka mempengaruhi proses metalurgi. Selama penggilingan panas, baja mengalami oksidasi dan dekarburisasi pada suhu tinggi, yang dapat dipengaruhi oleh bahan panduan dan atmosfer.

Reaksi oksidasi terjadi di permukaan baja, membentuk oksida besi (FeO, Fe₂O₃). Reaksi ini secara termodinamika lebih disukai pada suhu tinggi dan dipengaruhi oleh tekanan parsial oksigen. Kontrol atmosfer yang tepat meminimalkan oksidasi, menjaga kualitas permukaan.

Transformasi Metalurgi

Perubahan metalurgi utama terjadi di dalam baja saat melewati sistem panduan:

• Perkembangan mikrostruktur: Baja panas berada dalam keadaan semi-ductile, dengan transformasi fase yang dipengaruhi oleh suhu dan deformasi.
• Transformasi fase: Selama pendinginan, ferrit, perlit, bainit, atau martensit dapat terbentuk tergantung pada laju pendinginan, mempengaruhi sifat mekanik.
• Pengerasan kerja: Kontak mekanis dan deformasi di panduan dapat menyebabkan pengerasan kerja lokal, mempengaruhi langkah pemrosesan berikutnya.

Panduan tidak secara langsung menyebabkan transformasi fase tetapi dapat mempengaruhi mikrostruktur permukaan jika tidak dikelola dengan baik, terutama dalam penggilingan panas.

Interaksi Material

Interaksi antara baja, pelapisan refraktori, dan komponen panduan sangat penting:

• Transfer material: Logam dapat menempel pada permukaan panduan, menyebabkan penumpukan atau cacat permukaan.
• Pembentukan terak dan oksida: Produk oksidasi dapat mengendap pada panduan, mempengaruhi fungsinya.
• Keausan refraktori: Dalam lingkungan panas, pelapisan refraktori di rumah panduan akan terdegradasi seiring waktu, melepaskan partikel.

Mekanisme kontrol meliputi:

• Menggunakan bahan tahan aus untuk rol panduan.
• Menerapkan pelapis anti-adhesi.
• Mempertahankan kontrol atmosfer yang tepat untuk mengurangi oksidasi.
• Rutin pembersihan dan inspeksi.

Aliran Proses dan Integrasi

Bahan Masukan

Bahan masukan utama adalah strip baja panas atau billet, biasanya berasal dari pengecoran kontinu atau pengecoran ingot. Spesifikasi material meliputi:

• Komposisi kimia: Karbon, mangan, silikon, elemen paduan.
• Sifat mekanik: Kekuatan tarik, duktilitas.
• Kualitas permukaan: Bebas dari skala, retakan, atau cacat permukaan.

Persiapan melibatkan pemanasan ulang di dalam tungku hingga suhu yang seragam (sekitar 1150°C untuk penggilingan panas). Penanganan mencakup memberi makan material ke dalam pabrik penggilingan melalui konveyor atau sistem pemberian.

Kualitas masukan secara langsung mempengaruhi kinerja panduan; ketidakteraturan permukaan atau skala dapat menyebabkan ketidakselarasan atau kerusakan pada komponen panduan.

Urutan Proses

Urutan operasional umumnya melibatkan:

• Mas