Penyebab Kerusakan pada Cincin Rol Tungsten Karbida di Mesin Giling Akhir (Finishing Mill)

Analisis Penyebab Kerusakan Cincin Rol

Penumpukan baja di pabrik penyelesaian (finishing mill)

Saat terjadi penumpukan baja, panas dari benda yang digiling berpindah ke cincin rol pada rangka (frame) di dekatnya, yang menyebabkan suhu cincin rol meningkat dan tegangan termal terkonsentrasi. Namun, selama proses penanganan insiden tersebut, suhu permukaan cincin rol turun dengan cepat, yang membuat cincin rol rentan mengalami kerusakan (pecah). Penyebab utama terjadinya penumpukan baja pada unit tersebut adalah sebagai berikut:

Pencocokan gulungan yang tidak tepat.

Unit penyelesaian (finishing) batang kawat berkecepatan tinggi tipe Morgan menggunakan sistem transmisi kolektif, dengan rasio kecepatan transmisi yang berbeda pada setiap rangka (stand). Oleh karena itu, saat melakukan penyetelan rol, mesin penggiling penyelesaian harus memenuhi rasio transmisi roda gigi antar-rangka; selain itu, toleransi kesalahan diameter luar cincin rol pada rangka yang sama harus dijaga dalam rentang ±0,05 mm. Jika tidak, benda kerja yang digiling akan mengalami guncangan di antara dua rangka, yang pada akhirnya menyebabkan penumpukan baja di antara rangka-rangka tersebut.

Penyelarasan jalur penggilingan yang buruk.

Di antara rangka-rangka pada mesin giling akhir (finishing mill) serta pada bagian mulai dari keluaran unit hingga ke mesin penggulung (laying machine), terdapat berbagai jalur pemandu seperti sekat udara (air seal), tangki air, bagian pemulihan (recovery section), dan rol penekan (pinch roller). Jika benda kerja yang sedang digiling tersangkut saat operasi berkecepatan tinggi, hal tersebut akan menyebabkan penumpukan baja.

Kegagalan pemandu pada mesin giling penyelesaian (finishing mill).

Pelumasan atau pendinginan dengan minyak dan gas yang tidak memadai pada bantalan pemandu (guide bearings) di mesin giling akhir (finishing mill) dapat menyebabkan kerusakan bantalan, putaran rol pemandu yang tidak lancar, atau kemacetan dan keretakan, yang pada akhirnya mengakibatkan penumpukan baja (steel piles).

Cacat bahan baku.

Bahan baku berupa bilet memiliki cacat. Selama proses pengerolan di mesin giling akhir (finishing mill), cacat lokal pada penampang benda kerja tidak mampu menahan deformasi akibat tekanan normal sehingga mengalami keretakan atau patah, yang kemudian menyebabkan penumpukan baja (steel pile).

Pengaturan celah rol yang tidak tepat

Celah rol pada setiap mesin giling harus diatur secara ketat sesuai dengan rentang celah rol yang telah ditetapkan dalam tabel program penggilingan. Jika pengaturan celah rol pada suatu mesin giling berada di bawah standar—atau bahkan mendekati 0 mm—akan terjadi gesekan antara cincin rol, atau antara cincin rol dengan pemandu (guide) bagian masuk dan keluar mesin giling. Hal ini menyebabkan peningkatan tajam pada tegangan serta suhu permukaan cincin rol, yang pada akhirnya dapat mengakibatkan kerusakan atau pecahnya rol.

Cincin rol mengalami gaya benturan yang tidak wajar.

Ukuran material yang masuk ke mesin penggiling akhir terlalu besar.

Ukuran material yang masuk ke mesin penggiling akhir terlalu besar.
Berdasarkan spesifikasi produk yang berbeda, ukuran material yang masuk ke mesin giling akhir (finishing mill) harus dikontrol secara ketat agar tetap berada dalam rentang standar. Jika ukuran material terlalu besar, gaya benturan pada cincin rol di mesin giling pertama pada rangkaian mesin giling akhir akan menjadi terlalu besar, sehingga deformasi dan gaya giling pun meningkat; hal ini dapat menyebabkan rol pada mesin giling akhir mengalami kerusakan atau patah.

Posisi pemandu tidak dipasang di tengah.

Pemasangan pelindung pemandu (guide guard) pada setiap mesin giling (rolling mill) harus memastikan bahwa benda kerja yang digiling dapat melaluinya dengan lancar tanpa menimbulkan benturan pada cincin penggiling (roller ring). Jika tidak, setiap kali baja melintas, benda kerja tersebut akan memberikan gaya benturan yang tidak wajar pada cincin penggiling, yang pada akhirnya dapat menyebabkan kerusakan atau pecahnya cincin penggiling.

Efek pendinginan cincin rol kurang baik

Dalam proses produksi yang sesungguhnya, masa pakai cincin rol tungsten karbida sangat bergantung pada efek pendinginan permukaannya. Jika permukaan cincin rol tidak didinginkan secara memadai, suhu permukaannya akan meningkat secara tidak wajar, tingkat keausan dan keretakan pun akan bertambah, sehingga masa pakai cincin rol akan berkurang drastis. Dalam kasus yang parah, rol dapat mengalami kerusakan (pecah). Penyebab utama kurang optimalnya efek pendinginan tersebut adalah sebagai berikut:

Tekanan air pendingin tidak normal.

Tekanan air pendingin untuk cincin rol (roller ring) umumnya harus dijaga dalam kisaran 0,4–0,6 MPa. Jika tekanan air terlalu tinggi, air pendingin akan mudah memercik dan tidak dapat menyerap panas dari permukaan cincin rol secara tepat waktu, sehingga mengganggu efektivitas pendinginan. Sebaliknya, jika tekanan air terlalu rendah, air pendingin tidak mampu menembus lapisan uap yang terbentuk di permukaan cincin rol—yang menghambat proses pendinginan—atau debit air menjadi tidak memadai, sehingga panas dari permukaan cincin rol tidak dapat diserap dengan cepat, yang pada akhirnya juga memengaruhi proses pendinginan.

Nozel atau pipa air pendingin yang tidak normal.

Dalam proses produksi yang sebenarnya, kegagalan pendinginan pada cincin rol (roller ring) dapat menyebabkan kenaikan suhu permukaan secara tidak wajar—akibat masalah pada nosel atau saluran air pendingin—yang pada akhirnya memicu kerusakan pada cincin rol tersebut. Penyebab utamanya adalah sebagai berikut: ① Kerusakan pada saluran air pendingin yang menyebabkan kebocoran. Air pendingin terbuang dalam jumlah besar sebelum mencapai cincin rol, sehingga permukaan cincin rol tidak mendapatkan pendinginan yang diharapkan, yang kemudian berujung pada kerusakan. ② Tersumbatnya nosel pendingin. Kualitas air pendingin yang buruk menyebabkan penumpukan kotoran (impuritas) pada nosel, sehingga air pendingin tidak dapat disemprotkan secara normal ke permukaan cincin rol dan mengganggu proses pendinginan. ③ Pergeseran posisi nosel pendingin. Akibat teknik pemasangan yang kurang baik atau pergeseran posisi nosel saat penanganan insiden, air pendingin tidak dapat menjangkau area bersuhu tinggi pada cincin rol. Hal ini menyebabkan suhu cincin rol meningkat dan pada akhirnya memicu kerusakan.

Suhu pemasangan dan pelepasan cincin rol tidak memenuhi persyaratan

Selama proses pemasangan, perbedaan suhu antara poros pemasangan dengan selongsong tirus (taper sleeve) serta cincin rol (roller ring) harus dijaga di kisaran 15 derajat. Jika perbedaan suhu terlalu besar, akan terjadi kesenjangan yang signifikan dalam pemuaian termal. Akibatnya, pertama, gaya interferensi antara cincin rol dan selongsong tirus menjadi tidak normal, sehingga selongsong tirus rentan terlepas dengan sendirinya. Kedua, jika suhu cincin rol terlalu rendah, tegangan internal akan terkonsentrasi selama proses penekanan. Saat mesin beroperasi dan suhu meningkat, tegangan tersebut akan bertambah besar dan dapat menyebabkan cincin rol pecah. Masalah seperti ini sering terjadi terutama selama produksi di musim dingin; oleh karena itu, langkah-langkah seperti pemberian isolasi harus diterapkan untuk mengendalikan kondisi tersebut secara efektif.

Tekanan kerja pada pemasangan cincin rol tidak sesuai standar

Saat cincin rol dipasang, jika tekanan kerjanya lebih rendah dari ketentuan standar, maka gaya interferensi antara cincin rol dan selongsong tirus menjadi tidak memadai. Hal ini menyebabkan selongsong tirus terlepas, yang pada akhirnya mengakibatkan kerusakan pada rol. Sebaliknya, jika tekanan pemasangan rol diatur lebih tinggi dari standar, gaya interferensi antara cincin rol, selongsong tirus, dan poros pemasangan akan menjadi terlalu besar secara tidak wajar, yang dapat menyebabkan rol pecah atau membuat rol tidak dapat dilepas saat dilakukan upaya pembongkaran paksa.

Terdapat benda asing pada permukaan cincin rol, selongsong kerucut, atau poros pemasangan.

Selama pemasangan cincin rol, kotoran seperti besi oksida dan karat lepas pada permukaan cincin rol, selongsong tirus, atau poros pemasangan tidak dibersihkan secara menyeluruh. Hal ini mengakibatkan berkurangnya gesekan di antara ketiga komponen tersebut, yang menyebabkan cincin rol tergelincir atau terlepas, dan pada akhirnya memicu kecelakaan berupa kerusakan pada rol.

Permukaan selongsong tirus (taper sleeve) dan poros pemasangan mengalami keausan yang parah.

Setelah penggunaan dalam jangka waktu lama, permukaan selongsong tirus (tapered sleeve) dan poros pemasangan akan mengalami keausan tertentu. Namun, jika luas bidang kontak antara selongsong tirus dan poros pemasangan kurang dari 80%, maka gaya interferensi yang diharapkan di antara keduanya tidak akan tercapai. Kondisi ini dapat menyebabkan selongsong tirus mudah terlepas atau selip, yang pada akhirnya berisiko mengakibatkan kerusakan pada rol (roller).

Langkah-langkah perbaikan terkait

(1) Dalam proses produksi sehari-hari, sesuai dengan berbagai persyaratan standar, memperkuat pengawasan proses online untuk mengurangi tingkat kecelakaan di pabrik finishing.

(2) Lakukan pemeriksaan rutin terhadap pengendalian ukuran material untuk memastikan bahwa ukuran material pada bagian ujung depan, tengah, dan ujung belakang di setiap mesin giling (rolling mill) tetap terkendali dalam rentang standar.

(3) Manfaatkan setiap periode penghentian operasional untuk memeriksa sistem air pendingin pada setiap rol, guna memastikan bahwa efek pendinginan pada permukaan cincin rol memenuhi persyaratan standar.

(4) Pantau suhu cincin rol (roll ring) dan poros pemasangan sebelum proses pemasangan untuk memastikan perbedaan suhu tetap terkendali dalam rentang yang wajar. Terutama pada saat produksi di musim dingin, cincin rol harus diberi isolasi sebelum dipasang ke mesin.

(5) Tetapkan tekanan kerja yang wajar untuk pemasangan cincin rol penyelesaian (finishing roll ring), serta lakukan pemeliharaan dan servis secara berkala pada troli pengganti rol guna memastikan tekanan pemasangan setiap cincin rol tetap terkendali dalam rentang standar.

(6) Selama pemasangan cincin giling (roll ring), permukaan bagian dalam cincin giling, permukaan bagian dalam dan luar selongsong kerucut (cone sleeve), serta permukaan poros pemasangan harus dibersihkan secara menyeluruh untuk memastikan permukaan tersebut dalam keadaan bersih.

(7) Periksa selongsong kerucut (cone sleeve) dan poros pemasangan secara berkala untuk memastikan permukaan kontak mencapai lebih dari 80%.

Dengan menganalisis penyebab kerusakan cincin rol (roller ring) dan menerapkan langkah-langkah pengendalian yang sesuai, hasil yang baik telah dicapai dalam proses produksi aktual; hal ini secara efektif mengurangi kejadian kerusakan rol, menekan waktu henti (downtime) yang tidak direncanakan, serta meningkatkan tingkat operasional produksi.

Grup LMM