Makalah ini menguraikan pelat umpan penghancur kerucut, komponen kunci dalam sistem pengumpanan material yang terletak di bagian atas saluran masuk penghancur. Komponen ini berfungsi untuk memandu aliran material, mencegah semburan balik, mengurangi tekanan impak, dan mengontrol laju umpan. Komposisi dan struktur komponen dirinci, termasuk badan pelat, flensa pemasangan atau lubang baut, liner tahan impak, pelat baffle (dalam beberapa desain), rusuk penguat, dan saluran atau permukaan miring, beserta fitur strukturalnya. Untuk varian besi cor kromium tinggi, proses pengecoran dijelaskan, meliputi ion material, pembuatan pola, pencetakan, peleburan, penuangan, pendinginan dan pengocokan, perlakuan panas, dan inspeksi. Untuk varian pelat baja, proses pemesinan dan manufaktur diuraikan, termasuk pemotongan pelat, pembengkokan dan pembentukan, pengelasan tulangan, perlakuan permukaan, dan pemasangan liner. Selain itu, langkah-langkah pengendalian mutu juga ditentukan, seperti validasi material, pemeriksaan akurasi dimensi, inspeksi kualitas las, pengujian impak dan keausan, pengujian perakitan dan fungsi, serta inspeksi akhir. Proses ini memastikan pelat umpan memiliki ketahanan benturan, ketahanan aus, dan akurasi dimensi yang tinggi, menjamin pengumpanan material yang andal dan perlindungan bagi penghancur kerucut dalam operasi tugas berat.
Pelat umpan (juga dikenal sebagai pelat hopper umpan atau pelat saluran masuk) merupakan komponen kunci dalam sistem pengumpan material cone crusher, yang terletak di bagian atas saluran masuk umpan crusher. Fungsi utamanya meliputi:
Memandu Aliran Material: Mengarahkan material curah (bijih, batu) secara merata ke dalam ruang penghancur, memastikan distribusi yang merata untuk menghindari keausan yang tidak merata pada kerucut yang bergerak dan lapisan kerucut tetap.
Mencegah Backspray: Bertindak sebagai penghalang untuk menghalangi material yang hancur agar tidak terciprat kembali keluar dari saluran masuk umpan selama penghancuran berkecepatan tinggi, melindungi operator dan peralatan di sekitarnya.
Mengurangi Stres Akibat Dampak: Menyerap gaya benturan awal saat material jatuh ke penghancur, meminimalkan dampak langsung pada poros utama dan rakitan eksentrik untuk memperpanjang masa pakainya.
Mengontrol Laju Umpan:Beberapa pelat umpan dirancang dengan penyekat atau saluran yang dapat disesuaikan untuk mengatur laju aliran material, menyesuaikan kapasitas pemrosesan penghancur dan mengoptimalkan efisiensi penghancuran.
2. Komposisi dan Struktur Pelat Umpan
Pelat umpan biasanya berupa komponen berbentuk pelat atau corong yang tugas berat, terdiri atas bagian-bagian inti berikut:
Badan PelatKomponen struktural utama, terbuat dari baja tahan abrasi berkekuatan tinggi (misalnya, Mn13, AR400) atau besi cor kromium tinggi (Cr20), dengan ketebalan berkisar antara 30 hingga 100 mm, tergantung pada ukuran crusher. Bentuknya disesuaikan dengan saluran masuk umpan, seringkali memiliki permukaan melengkung atau miring untuk memandu aliran material.
Lubang Flensa atau Baut Pemasangan: Flensa perifer atau susunan lubang baut (M16–M24) pada badan pelat, digunakan untuk mengencangkannya ke rangka penghancur atau hopper umpan. Flensa ini diperkuat dengan pelat rusuk untuk meningkatkan kekakuan struktural di bawah beban impak.
Liner Tahan Benturan: Lapisan aus yang dapat diganti yang menempel pada permukaan bagian dalam badan pelat, terbuat dari polietilena dengan berat molekul ultra tinggi (UHMWPE) atau ubin keramik, yang mengurangi gesekan dan keausan akibat bahan abrasif.
Pelat Baffle (dalam beberapa desain): Pelat vertikal yang dapat disesuaikan atau tetap, dilas atau dibaut ke badan pelat, membagi saluran masuk umpan menjadi beberapa saluran untuk mengendalikan arah material dan mencegah penjembatanan (penyumbatan material).
Tulang Rusuk Penguat: Tulang rusuk baja segitiga atau persegi panjang dilas ke bagian belakang badan pelat, meningkatkan ketahanan lenturnya dan mencegah deformasi akibat benturan material yang berulang.
Saluran atau Permukaan Miring: Permukaan badan pelat yang halus dan miring ke bawah (sudut 30°–45°) untuk memudahkan material meluncur ke dalam ruang penghancur, dengan lapisan akhir yang dipoles untuk mengurangi adhesi material.
3. Proses Pengecoran untuk Pelat Umpan (untuk Varian Besi Cor Kromium Tinggi)
Untuk pelat umpan yang terbuat dari besi cor kromium tinggi (digunakan dalam aplikasi abrasi berat), proses pengecorannya adalah sebagai berikut:
Pemilihan Material:
Besi cor kromium tinggi (Cr20–Cr26) dengan kandungan karbon 2,5–3,5% dipilih karena kekerasannya yang tinggi (HRC 58–65) dan ketahanan abrasinya. Unsur paduan seperti Mo (0,5–1,0%) dan Ni (0,5–1,5%) ditambahkan untuk meningkatkan ketangguhan.
Pembuatan Pola:
Pola skala penuh dibuat menggunakan kayu atau busa, meniru bentuk badan pelat, flensa, dan lubang baut. Kelonggaran penyusutan (1,5–2,0%) ditambahkan untuk mengompensasi penyusutan pasca-pengecoran.
Cetakan:
Cetakan pasir berikat resin disiapkan, dengan inti pasir digunakan untuk membentuk lubang baut dan saluran internal. Rongga cetakan dilapisi dengan cairan tahan api untuk mencegah penetrasi logam dan memastikan permukaan yang halus.
Mencair dan Menuang:
Paduan besi dilebur dalam tungku induksi pada suhu 1450–1500°C, dengan kontrol ketat kandungan kromium dan karbon untuk menghindari segregasi karbida.
Penuangan dilakukan pada suhu 1380–1420°C, dengan laju aliran yang stabil untuk memastikan pengisian cetakan yang lengkap dan meminimalkan porositas yang disebabkan oleh turbulensi.
Pendinginan dan Pengocokan:
Coran didinginkan di dalam cetakan selama 24–48 jam untuk mengurangi tekanan termal, kemudian dihilangkan dengan getaran. Residu pasir dibersihkan menggunakan shot blasting.
Perlakuan Panas:
Pengecoran mengalami pendinginan (950–1000°C, berpendingin air) untuk membentuk karbida kromium keras, diikuti dengan tempering (200–250°C) untuk menghilangkan tegangan sisa. Proses ini mencapai kekerasan HRC 58–65.
Inspeksi Pengecoran:
Pemeriksaan visual dan pengujian penetran zat warna (DPT) memeriksa adanya retakan permukaan, lubang sembur, atau pengisian yang tidak lengkap.
Pengujian ultrasonik (UT) mendeteksi cacat internal, dengan batas yang dapat diterima ≤φ3 mm untuk area non-kritis dan tidak ada cacat di zona benturan.
4. Proses Pemesinan dan Manufaktur (untuk Varian Pelat Baja)
Untuk pelat umpan yang terbuat dari baja tahan abrasi (AR400 atau Mn13), prosesnya berfokus pada pemotongan dan pengelasan daripada pengecoran:
Pemotongan Plat:
Pelat baja besar dipotong sesuai bentuk yang diinginkan menggunakan pemotongan plasma atau laser, dengan toleransi dimensi ±1 mm. Lubang baut dibor menggunakan mesin bor CNC, dengan countersink tambahan untuk kepala baut rata.
Pembengkokan dan Pembentukan:
Pelat yang dipotong ditekuk menjadi bentuk lengkung atau corong menggunakan mesin pres hidrolik, dengan cetakan pembentuk memastikan kelengkungan yang konsisten (toleransi ±0,5°).
Pengelasan Tulangan:
Rusuk penguat dan flensa pemasangan dilas ke badan pelat menggunakan las busur terendam (SAW) atau las gas inert logam (MIG). Sambungan las dihaluskan untuk menghindari konsentrasi tegangan.
Perlakuan panas pasca pengelasan (PWHT) dilakukan pada suhu 600–650°C selama 2–4 jam untuk mengurangi tegangan pengelasan, mencegah retak selama operasi.
Perawatan Permukaan:
Permukaan aus dipoles hingga kekasaran Ra6,3–12,5 μm untuk meminimalkan adhesi material. Untuk pelat AR400, tidak diperlukan lapisan tambahan karena ketahanan aus yang melekat; pelat Mn13 dapat dipasivasi untuk mencegah karat.
Pemasangan Liner:
Pelapis tahan benturan (UHMWPE atau keramik) direkatkan ke permukaan bagian dalam menggunakan perekat epoksi, dengan baut tambahan untuk penguatan di area yang sering aus. Tepi pelapis disegel dengan silikon untuk mencegah masuknya material di antara pelapis dan badan pelat.
5. Proses Pengendalian Mutu
Validasi Material:
Untuk pelat besi cor: Analisis spektrometri mengonfirmasi komposisi kimia (Cr: 20–26%, C: 2,5–3,5%). Pengujian kekerasan (Rockwell C) memastikan HRC 58–65.
Untuk pelat baja: Pengujian tarik memverifikasi kekuatan AR400 (≥1300 MPa) dan ketangguhan Mn13 (perpanjangan ≥40%).
Pemeriksaan Akurasi Dimensi:
Mesin Pengukur Koordinat (CMM) memverifikasi dimensi keseluruhan, kerataan flensa (≤1 mm/m), dan posisi lubang (±0,2 mm).
Jari-jari kelengkungan diukur menggunakan templat, dengan toleransi ±1 mm.
Inspeksi Kualitas Las:
Sambungan las diperiksa melalui pemeriksaan visual dan pengujian ultrasonik (UT) untuk mendeteksi porositas, retakan, atau fusi yang tidak sempurna. Kekuatan las diuji melalui pengambilan sampel destruktif (kekuatan tarik ≥480 MPa).
Pengujian Dampak dan Keausan:
Pengujian benturan: Sebuah balok baja bermassa 50 kg dijatuhkan dari ketinggian 1 m ke permukaan pelat, tanpa terlihat adanya deformasi atau keretakan.
Pengujian abrasi: Sampel menjalani pengujian pasir kering/roda karet ASTM G65, dengan kehilangan berat ≤0,5 g/1000 siklus untuk AR400 dan ≤0,3 g/1000 siklus untuk besi cor kromium tinggi.
Pengujian Perakitan dan Fungsi:
Pelat umpan dipasang uji coba pada rangka penghancur untuk memastikan keselarasan yang tepat dengan saluran masuk umpan (celah ≤2 mm).
Uji aliran material dilakukan dengan bijih simulasi (partikel 50–100 mm) untuk memverifikasi distribusi yang seragam dan tidak ada semprotan balik.
Inspeksi Akhir:
Tinjauan komprehensif terhadap semua data uji, termasuk sertifikat material, laporan dimensi, dan hasil NDT, dilakukan sebelum persetujuan.
Pelat tersebut ditandai dengan nomor bagian, jenis material, dan tanggal pemeriksaan untuk ketertelusuran.
Melalui langkah-langkah manufaktur dan kontrol kualitas ini, pelat umpan mencapai ketahanan benturan tinggi, ketahanan aus, dan akurasi dimensi, memastikan pengumpanan material yang andal dan perlindungan untuk penghancur kerucut dalam operasi tugas berat yang berkelanjutan.
