Concave crusher, juga disebut fixed cone liner atau bowl liner, merupakan komponen kunci tahan aus yang terpasang pada permukaan bagian dalam bowl, membentuk bagian stasioner dari ruang penghancur. Fungsi utamanya meliputi penghancuran material (bekerja sama dengan mantel berputar), perlindungan keausan (melindungi bowl), pengarah aliran material (melalui profil dalamnya), dan kontrol ukuran produk (dipengaruhi oleh geometri bagian dalam). Concave crusher membutuhkan ketahanan aus yang luar biasa (kekerasan permukaan ≥HRC 60), ketangguhan impak (≥12 J/cm²), dan integritas struktural untuk menahan impak material yang berkelanjutan.
Secara struktural, komponen ini merupakan komponen kerucut tersegmentasi (3–8 bagian untuk crusher besar) atau satu bagian. Komponen ini terdiri dari segmen cekung/struktur satu bagian, bodi tahan aus (besi cor kromium tinggi Cr20–Cr26 atau Ni-Hard 4), profil aus bagian dalam (desain meruncing dengan sudut 15°–30°, rusuk/alur, penampang paralel), fitur pemasangan (tab dovetail, lubang penjepit, pin pengunci), penopang luar (dalam desain bimetal), dan flensa atas/bawah.
Proses pengecoran untuk cekung besi cor kromium tinggi meliputi pemilihan material (Cr20Mo3 dengan komposisi terkontrol), pembuatan pola (pola tersegmentasi dengan kelonggaran penyusutan), pencetakan (cetakan pasir berikat resin dengan pencucian tahan api), peleburan dan penuangan (tungku induksi, suhu dan laju alir terkontrol), serta pendinginan dan perlakuan panas (pemanasan larutan dan austempering). Proses pemesinan meliputi pemesinan kasar, pemesinan fitur pemasangan, penyelesaian profil bagian dalam, perakitan segmen (untuk desain multi-bagian), dan perlakuan permukaan.
Proses pengendalian mutu meliputi pengujian material (komposisi kimia dan analisis metalografi), pengujian sifat mekanik (uji kekerasan dan impak), pemeriksaan akurasi dimensi (CMM dan pemindai laser), pengujian non-destruktif (UT dan MPT), dan validasi kinerja keausan (pengujian akselerasi dan uji lapangan). Hal ini memastikan konkaf mencapai ketahanan aus, presisi, dan daya tahan yang dibutuhkan untuk kinerja penghancuran yang efisien dan jangka panjang dalam pertambangan, penggalian, dan pemrosesan agregat.
Concave crusher (juga dikenal sebagai fixed cone liner atau bowl liner) adalah komponen tahan aus penting yang terpasang pada permukaan bagian dalam mangkuk (rumah kerucut tetap), membentuk bagian stasioner dari ruang penghancur. Fungsi utamanya meliputi:
Penghancuran Material: Bekerja sama dengan mantel yang berputar (lapisan kerucut yang bergerak) untuk menerapkan gaya tekan dan geser pada material (bijih, batu), mereduksinya ke ukuran partikel yang diinginkan melalui pemerasan dan penggilingan berulang kali.
Perlindungan Keausan: Melindungi mangkuk dari kontak langsung dengan bahan abrasif, mencegah keausan dini pada rangka struktural dan mengurangi biaya perawatan.
Panduan Aliran Material: Memandu material melalui ruang penghancur melalui profil bagian dalam yang meruncing atau bertingkat, memastikan distribusi yang seragam dan pengurangan ukuran secara progresif dari pembukaan umpan hingga pembuangan.
Kontrol Ukuran Produk:Geometri bagian dalam cekung (misalnya, bagian paralel, radius lengkung) secara langsung memengaruhi celah penghancuran dan distribusi ukuran partikel, yang menentukan kualitas produk akhir.
Beroperasi di lingkungan berdampak tinggi dan abrasi tinggi, cekung harus memiliki ketahanan aus yang luar biasa (kekerasan permukaan ≥HRC 60), ketangguhan benturan (≥12 J/cm²), dan integritas struktural untuk menahan benturan material terus-menerus.
2. Komposisi dan Struktur Cekung
Cekung biasanya berupa komponen kerucut tersegmentasi atau satu bagian dengan profil keausan bagian dalam yang kompleks, terdiri atas bagian-bagian utama dan detail struktural berikut:
Segmen Cekung (untuk penghancur besar)Beberapa segmen berbentuk busur (3–8 bagian) yang membentuk kerucut utuh setelah dirakit, memudahkan penggantian setiap segmen yang aus. Setiap segmen memiliki ketebalan 50–150 mm, tergantung ukuran crusher.
Concave satu bagian (untuk penghancur kecil):Struktur kerucut tunggal tanpa sambungan, menawarkan kekakuan struktural yang lebih tinggi untuk aplikasi tugas ringan.
Tubuh Tahan Aus: Terbuat dari besi cor kromium tinggi (Cr20–Cr26) atau besi cor nikel keras (Ni-Hard 4), dengan matriks martensit yang diperkuat oleh karbida kromium keras (M7C3) untuk menahan abrasi.
Profil Pakaian Dalam:
Desain Meruncing: Sudut kerucut 15°–30° (sesuai dengan lancip mantel) untuk menciptakan ruang penghancuran yang menyempit secara bertahap, memastikan pengurangan material secara progresif.
Tulang Rusuk atau Alur: Tulang rusuk melintang atau membujur (tinggi 5–15 mm) pada permukaan bagian dalam untuk meningkatkan cengkeraman material, mencegah selip, dan mendorong keausan yang seragam.
Bagian Paralel: Segmen datar di dekat ujung pelepasan untuk menghasilkan partikel yang lebih halus dan seragam dengan mempertahankan celah penghancuran yang konsisten.
Fitur Pemasangan:
Tab Dovetail: Tonjolan pada permukaan luar yang sesuai dengan alur pasak di dalam mangkuk, mengamankan cekungan terhadap gaya putar selama penghancuran.
Lubang Penjepit: Lubang baut pada flens atau tepi luar untuk mengencangkan ke mangkuk, mencegah perpindahan aksial akibat beban benturan.
Menemukan Pin: Tonjolan atau lubang kecil yang menyelaraskan segmen selama perakitan, memastikan profil bagian dalam yang berkesinambungan dengan celah minimal (≤0,5 mm antar segmen).
Dukungan Luar: Lapisan penguat besi tuang atau baja (dalam desain bimetalik) yang meningkatkan ketahanan benturan dengan menyerap guncangan, dengan lapisan tahan aus (besi kromium tinggi) yang dicetak ke bagian belakang.
Flensa Atas dan Bawah: Tepi radial pada ujung pemasukan dan pengeluaran yang tumpang tindih dengan flensa mangkuk, mencegah kebocoran material antara cekung dan mangkuk.
3. Proses Pengecoran untuk Concave
Besi cor kromium tinggi, bahan utama untuk cekung, diproduksi melalui pengecoran pasir untuk mencapai profil keausan yang kompleks:
Pemilihan Material:
Besi cor kromium tinggi (Cr20Mo3) lebih disukai karena ketahanan ausnya yang sangat baik, dengan komposisi kimia terkontrol pada C 2,5–3,5%, Cr 20–26%, dan Mo 0,5–1,0%. Hal ini membentuk jaringan karbida keras (fraksi volume 30–40%) dalam matriks martensit, yang memastikan kekerasan ≥HRC 60.
Pembuatan Pola:
Pola tersegmentasi (busa, kayu, atau resin cetak 3D) dibuat untuk setiap segmen cekung, mereplikasi profil keausan bagian dalam, fitur pemasangan luar, dan rusuk. Kelonggaran penyusutan (1,5–2,5%) ditambahkan untuk memperhitungkan kontraksi pendinginan.
Cetakan:
Cetakan pasir berikat resin disiapkan untuk setiap segmen, dengan inti pasir membentuk profil keausan bagian dalam. Rongga cetakan dilapisi dengan cairan tahan api (berbasis alumina) untuk mencegah masuknya pasir dan meningkatkan hasil akhir permukaan.
Mencair dan Menuang:
Besi cor dilebur dalam tungku induksi pada suhu 1450–1500°C, dengan kontrol ketat padanan karbon (CE = C + 0,3(Si + P) ≤4,2%) untuk menghindari cacat penyusutan.
Penuangan dilakukan pada suhu 1380–1420°C menggunakan sendok sayur, dengan laju aliran lambat dan stabil untuk mengisi rongga cetakan tanpa turbulensi, memastikan struktur padat dalam rusuk tipis.
Pendinginan dan Perlakuan Panas:
Cetakan didinginkan selama 24–48 jam untuk mengurangi tekanan termal, kemudian coran dikeluarkan melalui shakeout. Peledakan tembakan (pasir baja G25) menghilangkan residu pasir, menghasilkan kekasaran permukaan Ra50–100 μm.
Anil Solusi: Pemanasan hingga 950–1050°C selama 2–4 jam, diikuti dengan pendinginan udara untuk melarutkan karbida dan menghomogenkan struktur.
Pengerasan: Pendinginan dalam minyak pada suhu 250–350°C, kemudian tempering pada suhu 200–250°C untuk mengubah matriks menjadi martensit, mencapai kekerasan HRC 60–65 dengan tetap mempertahankan ketangguhan.
4. Proses Pemesinan dan Manufaktur
Pemesinan Kasar:
Setiap segmen cekung dipasang pada mesin bubut vertikal CNC untuk memproses permukaan luar, tab pemasangan, dan tepi flensa, dengan kelonggaran finishing 1–2 mm. Dimensi kunci (misalnya, panjang busur segmen, ketebalan) dikontrol hingga ±0,5 mm.
Pemesinan Fitur Pemasangan:
Tab dovetail digiling ke permukaan luar menggunakan mesin penggilingan CNC, dengan toleransi dimensi (±0,1 mm) untuk memastikan kesesuaian yang erat dengan alur mangkuk.
Lubang penjepit dibor dan disadap dengan toleransi kelas 6H, dengan akurasi posisi (±0,2 mm) agar sejajar dengan lubang baut mangkuk.
Penyelesaian Profil Dalam:
Permukaan aus bagian dalam diperiksa untuk menemukan cacat pengecoran (misalnya, pori-pori, retakan) dan digerinda ringan untuk menghilangkan ketidakrataan permukaan, sehingga profil yang dirancang tetap terjaga. Kekasaran permukaan dikontrol hingga Ra3,2 μm untuk mengoptimalkan aliran material.
Untuk cekung tersegmentasi, tepi sambungan segmen yang berdekatan dikerjakan untuk memastikan celah ≤0,5 mm saat dirakit, mencegah kebocoran material dan keausan yang tidak merata.
Perakitan Segmen (untuk desain multi-bagian):
Segmen-segmen diuji coba pada perlengkapan untuk memverifikasi kesinambungan profil bagian dalam, dengan penyesuaian dilakukan untuk memastikan permukaan kerucut yang halus dan berkesinambungan.
Pin penyelarasan dipasang untuk mempertahankan posisi segmen selama perakitan akhir dalam penghancur.
Perawatan Permukaan:
Permukaan luar (yang menyatu dengan mangkuk) dilapisi dengan senyawa anti-seize untuk memudahkan pemasangan dan mencegah korosi.
Permukaan keausan bagian dalam dapat mengalami penembakan untuk menghasilkan tekanan tekan, mengurangi perambatan retak akibat benturan.
5. Proses Pengendalian Mutu
Pengujian Material:
Analisis komposisi kimia (spektrometri) mengonfirmasi bahwa besi cor memenuhi standar (misalnya, Cr20Mo3: Cr 20–23%, C 2,8–3,2%).
Analisis metalografi memeriksa distribusi karbida (keseragaman ≥90%) dan struktur matriks (martensit dengan ≤5% perlit).
Pengujian Sifat Mekanik:
Pengujian kekerasan (Rockwell C) memastikan permukaan bagian dalam memiliki kekerasan ≥HRC 60; kekerasan inti ≤HRC 55 untuk mempertahankan ketangguhan.
Pengujian benturan (Charpy V-notch) mengukur ketangguhan pada suhu ruangan, memerlukan ≥12 J/cm² untuk menahan patah akibat benturan berat.
Pemeriksaan Akurasi Dimensi:
Mesin pengukur koordinat (CMM) memeriksa dimensi utama: panjang busur segmen, sudut lancip (±0,1°), dan ukuran tab pasak.
Pemindai laser memverifikasi profil bagian dalam sesuai dengan model CAD, memastikan keselarasan yang tepat dengan mantel untuk mempertahankan celah penghancuran yang dirancang.
Pengujian Non-Destruktif (NDT):
Pengujian ultrasonik (UT) mendeteksi cacat internal (misalnya, pori-pori penyusutan >φ3 mm) pada badan cekung, dengan area kritis (akar rusuk, tab pemasangan) diperiksa secara menyeluruh.
Pengujian partikel magnetik (MPT) memeriksa retakan permukaan pada tab pasak dan tepi flensa, dengan cacat apa pun yang panjangnya kurang dari 0,2 mm akan mengakibatkan penolakan.
Validasi Kinerja Keausan:
Pengujian keausan yang dipercepat (ASTM G65) menggunakan peralatan roda karet/pasir kering untuk mengukur kehilangan berat, dengan cekungan kromium tinggi yang memerlukan ≤0,5 g/1000 siklus.
Uji coba lapangan melibatkan pemasangan cekung pada penghancur uji, memantau tingkat keausan selama 500 jam operasi, memastikan keausan seragam dan tidak ada kegagalan dini.
Melalui proses manufaktur dan kontrol kualitas ini, penghancur kerucut konkave mencapai ketahanan aus, presisi, dan daya tahan yang diperlukan untuk memastikan kinerja penghancuran yang efisien dan jangka panjang, sehingga cocok untuk aplikasi penambangan, penggalian, dan pemrosesan agregat.
