Penerapan Rol Sikat Nilon & Rol Pabrik Non-woven untuk Produksi Lembaran & Strip Aluminium

0 Kata Pengantar

Dengan pesatnya perkembangan teknologi industri, penggunaan lembaran dan strip aluminium sebagai bahan dasar industri modern semakin meluas, dan persyaratan permukaannya juga semakin tinggi. Dalam beberapa tahun terakhir, rol sikat nilon telah banyak digunakan dalam proses pembersihan, penghilangan minyak, pembersihan gulungan, pemolesan, dan proses lainnya pada strip aluminium. Rol non-woven digunakan untuk proses penghilangan minyak dan pengeringan agar kualitas permukaan strip mengalami lompatan kualitatif. Artikel ini memperkenalkan dan membahas prinsip kerja, klasifikasi, serta karakteristik rol sikat nilon dan rol pabrik non-woven, serta aplikasi mereka dalam produksi lembaran dan strip aluminium beserta isu-isu terkait, sebagai referensi bagi produsen lembaran dan strip serta produsen peralatan terkait.

1 Karakteristik & Klasifikasi Rol Sikat Nilon

1.1 Fitur Rol Sikat Nilon

Nama kimia nilon juga dikenal sebagai poliamida (PA). Karena merupakan polimer kristalin dan memiliki tingkat kristalinitas yang tinggi, kekuatan tarik, kekerasan, elastisitas, dan ketahanan ausnya lebih tinggi dibandingkan plastik lainnya. Pada saat yang sama, nilon memiliki ketahanan kimia yang baik. Secara khusus, ia memiliki ketahanan terhadap minyak yang sangat baik dan dapat menahan asam lemah, basa lemah, serta pelarut umum. Oleh karena itu, nilon menjadi pilihan utama dalam produksi strip aluminium di antara banyak filamen sikat dari plastik rekayasa, yang menunjukkan alasan yang rasional dan tak terelakkan.

1.2 Klasifikasi & Karakteristik Filamen Nilon

1.21 Filamen Nilon 66

Saat ini, filamen sikat yang digunakan dalam pembuatan sikat industri terutama meliputi nilon 6, nilon 66, nilon 610, nilon 1010, nilon 612, dan bahan nilon lainnya. Selama proses cold rolling pada pelat dan strip aluminium, akibat gesekan dan guling antara rol dengan permukaan strip, permukaan akan menghasilkan serbuk oksidasi mikro yang terlepas serta adsorpsi, dan minyak giling beserta komponen tersuspensi yang menempel padanya akan tetap berada di permukaan strip. Jika tidak dibersihkan tepat waktu, zat-zat tersebut akan menempel pada permukaan rol leveler lentur tarik, menyebabkan keausan pada permukaan rol dan merusak permukaan strip. Karena alasan inilah, proses pencucian dengan air panas bersuhu tinggi menjadi sangat penting. Namun, di antara banyak filamen sikat nilon, sebagian besar bahan nilon memiliki titik leleh sekitar 210°C, yang akan mengalami degradasi dan deformasi jika digunakan dalam waktu lama pada suhu air di atas 80°C, sementara nilon 66 memiliki titik leleh 250°C dan tidak akan mengalami deformasi saat digunakan dalam air panas di atas 80°C. Oleh karena itu, filamen sikat nilon 66 umumnya digunakan untuk membersihkan strip aluminium. Akan tetapi, kelemahan fatal dari nilon 6 adalah tingkat penyerapan airnya yang terlalu tinggi (1,5%). Sikat yang digunakan dalam air akan membuat filamen sikat menjadi lunak dan mengurangi kekakuannya, sehingga proses penghilangan minyak menjadi kurang bersih. Selain itu, nilon itu sendiri tidak tahan terhadap alkali kuat, yang juga akan memperpendek masa pakai rol sikat.

1.2.2 Filamen DT-Belon

Menurut masalah pada filamen sikat di atas, beberapa perusahaan asing telah menambahkan nano-montmorillonit dan bahan lainnya berdasarkan nilon 66, serta mengembangkan filamen sikat DT-Bellon, yang memiliki tingkat penyerapan air jauh lebih rendah dibandingkan nilon 66, ketahanan terhadap alkali dan kekuatan tariknya meningkat secara signifikan, sehingga masalah penyikatan strip aluminium teratasi sepenuhnya. Setelah pengujian, efek pemolesannya dua kali lipat dibandingkan dengan nilon 66, dan umur pakai rol sikat meningkat 3-5 kali.

1.23 Mengandung Kawat Abrasif

Filamen sikat abrasif adalah filamen sikat abrasif dengan ketebalan yang berbeda-beda, dibuat dengan menambahkan sekitar 30% silikon karbida dan bahan abrasif lainnya ke dalam bahan resin nilon melalui proses pencampuran, ekstrusi, penarikan kawat, dan proses lainnya. Nilon 612 adalah pilihan utama di antara bahan nilon. Selain karakteristik PA, nilon 612 juga memiliki keunggulan berupa lebar yang relatif kecil, penyerapan air yang rendah (0,1%), kerapatan yang baik, stabilitas dimensi yang baik, serta kekuatan tarik yang tinggi. Nilon 610 juga digunakan sebagai bahan penarikan, tetapi performa biayanya rendah. Berdasarkan perbedaan bahan yang digunakan, saat ini terdapat beberapa jenis filamen sikat berikut:

(1) Filamen abrasif silikon karbida dibuat dengan menambahkan bubuk silikon karbida ke nilon. Karena bentuk poligonal dari struktur silikon karbida, produk yang dihasilkan memiliki tampilan kilap, dan industri strip umumnya menggunakan ukuran 180#~800#.

(2) Bubuk alumina ditambahkan ke filamen abrasif alumina dan filamen nilon. Karena struktur multi-prismatiknya, produk yang dihasilkan memiliki tampilan matte, terutama ukuran 180#~800#.

(3) Kawat sikat berlian dibuat dari nilon dengan bubuk berlian. Karena ketajaman dan kekerasan yang unik, kawat ini terutama digunakan untuk pemolesan cermin dan proses lain dalam produksi strip aluminium, dengan ukuran 320#~3000# yang umum digunakan.

(4) Kawat abrasif khusus tahan suhu tinggi
Kawat abrasif tahan suhu tinggi terutama terbuat dari resin sintetis PPS atau PEEK dan proses penarikan kawat abrasif. Karena titik leburnya mencapai 300℃ dan 355℃, kawat ini terutama digunakan dalam proses pembersihan dengan polesan kering atau roll panas. Dalam kondisi polesan kering berkecepatan tinggi yang sama, filamen abrasif pada umumnya telah meleleh dan berubah bentuk, tetapi filamen tahan suhu tinggi masih dapat digunakan secara normal.

(5) Kawat sikat multijalur
Meskipun filamen sikat yang lebih halus sering digunakan untuk menyikat strip aluminium presisi, karena filamen sikat tersebut masih berupa serat tunggal, goresan tetap akan terlihat pada permukaan plat setelah diperiksa dengan cermat. Untuk mengatasi masalah ini, Jerman, Jepang, dan Korea Selatan secara berturut-turut telah memperkenalkan filamen sikat multi-untai, yaitu filamen sikat berukuran 0,5–1 mm yang terdiri dari banyak sekali serat halus. Dengan demikian, satu untai filamen berubah menjadi permukaan sikat yang efektif menyelesaikan masalah tersebut.

1.3 Pemilihan Rol Sikat untuk Produksi Lembaran & Strip Aluminium

Mesin peregangan-lentur dan perataan sekaligus pembersihan: Mesin peregangan-lentur dan perataan sekaligus pembersihan umumnya merupakan proses terakhir dalam produksi lembaran aluminium. Persyaratan untuk permukaan lembaran sangat ketat. Oleh karena itu, rol sikat semprot internal dipilih untuk struktur rol sikat. Kawat sikat adalah kawat sikat multi-untai dari Perusahaan Haar Jerman atau Perusahaan Hotan Jepang, atau kawat sikat nilon dengan ketebalan di bawah 0,15 mm. Kawat nilon berukuran 0,3–0,5 mm dapat digunakan untuk pembersihan strip pelat tebal aluminium.

(2) Sikat pembersih gulungan pabrik rol panas: Tujuan dari sikat pembersih gulungan pabrik rol panas adalah menggunakan sikat kawat dalam keseluruhan proses. Karena kerapuhan kawat baja, sikat ini mudah patah dan dapat menyebabkan goresan pada permukaan gulungan. Saat ini, yang paling efektif adalah sikat abrasif tipe semprot internal. Umumnya digunakan filamen abrasif nilon 180#, dan kepadatan filamen sikat tidak boleh kurang dari 50%. Karena titik lebur nilon yang rendah, terkadang dapat terjadi pembakaran filamen sikat ketika jumlah air tidak mencukupi. Banyak produsen telah mulai menggunakan filamen abrasif tahan suhu tinggi, tetapi harganya relatif lebih tinggi.

(3) Sikat pembersih rol pabrik penggulungan dingin: Dalam beberapa tahun terakhir, pembersihan rol pada pabrik penggulungan dingin mulai mendapat perhatian dari banyak produsen. Selain menghilangkan kotoran di permukaan rol, sikat pembersih rol pabrik penggulungan dingin tidak boleh menggores permukaan badan rol. Mingtai Aluminum telah melakukan eksperimen kerja sama selama bertahun-tahun, dengan memilih filamen abrasif berukuran di bawah 0,5 mm, mengendalikan panjang filamen sikat dalam rentang tertentu, menjaga kepadatan filamen sikat di atas 60%, dan melakukan beberapa tahap pemolesan dari kasar hingga halus merupakan cara terbaik.

(4) Pemolesan panel cermin: Karena kelemahan lembaran dan strip aluminium yang lengket serta mudah teroksidasi, pemolesan panel cermin pada lembaran dan strip aluminium telah lama menjadi masalah yang menghantui produsen lembaran dan strip aluminium. Untuk alasan ini, setelah bertahun-tahun melakukan pengujian bersama dengan Henan Mingmingtai Aluminum, ditemukan bahwa rol sikat berlian 320#-3000# adalah solusi yang baik.

(5) Sikat pemoles cermin untuk rol: Pemolesan cermin pada rol merupakan masalah utama dalam industri strip aluminium. Saat ini, sebagian besar produsen masih menggunakan solusi pemolesan dengan sabuk abrasif, yang memakan waktu dan tenaga. Rencana pembaruan pemolesan cermin rol adalah menggunakan PEEK sebagai bahan dasar dengan menambahkan abrasive 5000# untuk membuat sikat cakram, serta dilengkapi dengan peralatan khusus untuk pemolesan. Awalnya dibutuhkan waktu pemolesan selama 5 hari, tetapi sekarang hanya membutuhkan 2 jam untuk mencapai efek cermin dengan kekasaran 0,001.

1.4 Pembentukan Ulang Rol Sikat

Setelah rol sikat digunakan dalam waktu lama, permukaannya akan tampak seperti dua dumbel besar (atau yang biasa disebut tulang anjing). Metode berikut dapat digunakan untuk memangkasnya pada saat yang tepat:

(1) Baik filamen nilon murni maupun filamen abrasif dapat dipotong dengan alat khusus; pemegang alat ini sederhana dan mudah dipasang pada mesin bubut;

(2) Rol sikat dengan filamen abrasif dapat dipasang pada mesin gerinda silinder atau mesin bubut. Roda gerinda kemudian diasah ulang, dan roda gerinda yang digunakan dapat berupa roda gerinda silikon karbida 46#.

2 Fitur & Aplikasi Rol Penggilingan Serbaguna Non-woven

Gulungan serbaguna non-woven adalah gulungan pabrik non-woven yang dibuat dengan menyinterkan pabrik non-woven khusus menjadi struktur silindris melalui proses khusus, lalu ditekan pada poros baja, yang berbeda dari gulungan karet dan baja tradisional. Fitur terbesar dari gulungan pabrik ini adalah penggunaan pabrik non-woven khusus dengan organisasi internal seperti jaring, yang dapat menyerap minyak, air, dan menyerap sisa bubuk di permukaan lembaran, serta memiliki koefisien gesekan yang tinggi.

2.1 Pemerasan Air pada Jalur Cuci

Dalam proses terakhir dari jalur produksi pembersihan, tidak ada yang lain selain menambahkan rol pemeras karet. Karena kelemahan bahwa rol karet itu sendiri tidak dapat menyerap air, sejumlah besar air harus dikeringkan di terowongan pengeringan berikutnya, yang menghabiskan banyak energi. Sedikit saja kelalaian akan meninggalkan noda air pada permukaan pelat dan strip, yang secara langsung memengaruhi kualitas eksternal pelat dan strip aluminium. Menurut perhitungan, sebagian besar biaya jalur pembersihan akan digunakan untuk pengeringan pelat dan strip selanjutnya. Secara umum, setiap peningkatan kekeringan sebesar 1% setara dengan 5% lebih sedikit air yang menguap di terowongan pengeringan, yang berarti konsumsi daya meningkat sekitar 5%. Yang lebih serius lagi adalah fenomena pengotoran akibat penggunaan rol lama, dan residu tidak diperas dengan bersih, sehingga permukaan membentuk struktur linier tambahan, dan reflektivitas permukaannya hanya sekitar 30%.

Efek pemerasan air dari gulungan non-woven meningkat lebih dari 5 kali, yang sangat menghemat energi. Permukaan lembaran sangat bersih dan mengkilap, dengan tingkat reflektivitas di atas 90%. Dulu, gulungan karet harus diganti setiap bulan. Output pelat dan strip aluminium mencapai 1200t. Sekarang, ia dapat menghasilkan 4000t hanya dengan satu kali penggilingan. Umur pakai gulungan lebih dari 2 tahun, yang sangat menghemat biaya.

2.2 Peningkatan Teknologi Penghilangan Minyak pada Plat Berpola

Degreasing pelat berpola adalah masalah yang sulit dalam produksi strip. Setelah banyak pengembangan, sebuah rol tekan vakum untuk pelat berpola telah dikembangkan berdasarkan rol non-woven. Prinsip dasarnya adalah melapisi poros rol vakum dengan bahan elastis dengan kekerasan yang berbeda untuk menyesuaikan diri dengan permukaan pelat berpola yang tidak rata, dan menghisap minyak ke dalam badan rol untuk mencapai tujuan degreasing. Saat ini, teknologi ini telah diterima dengan baik oleh banyak produsen seperti Mingtai Aluminum, sehingga mengisi kekosongan di bidang ini di Tiongkok (lihat Gambar 4).

Gambar 4 Rol pemeras vakum plat berpola

2.3 Peningkatan Fungsi Rol Pengarah Penggerak

Dalam proses tradisional, sebagian besar gulungan pemandu dan gulungan S dalam produksi lembaran dan strip aluminium terbuat dari gulungan karet poliuretan, tetapi karena koefisien gesekannya yang tidak cukup, strip-sering kali tergelincir dan menyimpang. Gulungan serbaguna pabrik non-woven, karena karakteristiknya yang dibungkus serat, memiliki koefisien gesekan yang tinggi sehingga memastikan kontrol penggerak dan panduan yang stabil, lihat Tabel 1.

Dapat dilihat dari Tabel 1 bahwa koefisien gesekan gulungan non-woven 20-40 kali lebih tinggi dibandingkan dengan gulungan baja dan gulungan karet. Koefisien gesekan yang tinggi ini memastikan bahwa tegangan meningkat 20-40 kali lipat pada saat yang bersamaan, sehingga menjamin operasi gulungan tegangan yang lancar, untuk menghindari fenomena tidak diinginkan seperti kendurnya koil selama operasi.

Karena karakteristik unggul dari gulungan non-woven itu sendiri, selain aplikasi di atas, gulungan ini juga telah banyak digunakan pada strip aluminium, setrika foil, dan mesin pemotong. Umur pakai gulungan ini 8-10 kali lipat dari gulungan karet, yang sangat menghemat biaya dan waktu yang dibutuhkan pengguna untuk mengganti gulungan, serta meningkatkan efisiensi produksi.

Saat ini, gulungan non-woven DT telah menguasai sebagian besar pasar dalam produksi strip tembaga dan strip aluminium domestik, dan produsen strip baja juga mulai menggunakannya. Produk-produk tersebut secara bertahap telah matang dan membentuk skala tertentu untuk menggantikan impor. Diverifikasi oleh produsen mesin rolling terkenal internasional asal Italia, MINO, indikator teknis dan kinerja biaya dari gulungan non-woven DT telah melampaui produk serupa yang diimpor.
Gulungan non-woven DT sangat dipuji oleh para pengguna karena performa biayanya yang tinggi, siklus pengiriman yang singkat, dan perawatan yang mudah, serta memiliki nilai promosi yang luas.

3 Mesin Pemeras Vakum

Mesin pemeras vakum adalah jenis baru mesin pemeras vakum yang dimodifikasi berdasarkan gulungan serbaguna non-woven asli. Prinsipnya adalah mengubah badan gulungan inti padat dari gulungan serbaguna non-woven asli menjadi gulungan vakum dengan baris lubang yang sesuai di permukaannya. Selama pengoperasian, cairan pada pelat dan strip diperas ke dalam badan gulungan, lalu pompa sirkulasi dari sistem vakum mesin digunakan untuk memompanya keluar. Cairan tersebut disaring melalui sistem pemisahan gas-air dan dapat digunakan kembali. Prinsip kerjanya ditunjukkan pada Gambar 5.

Mesin ini sering digunakan dan diuji secara ketat oleh banyak produsen seperti Aluminum Co., Ltd., Mingtai Aluminum, dan Sanfeng Copper. Dibandingkan dengan gulungan non-woven asli, laju pengeringan dari alat peras vakum meningkat lebih dari 30%. Praktik telah membuktikan bahwa penggunaan alat peras vakum adalah cara paling efektif untuk menghilangkan cairan dalam produksi pelat dan strip. Proyek ini telah memperoleh paten model utilitas nasional dan lulus penilaian ahli yang diselenggarakan oleh Biro Sains dan Teknologi Xianyang di Provinsi Shaanxi. Secara bulat disepakati bahwa proyek ini telah mencapai tingkat lanjutan domestik dan merupakan sebuah pencapaian yang layak untuk dipromosikan secara luas.

4 Ringkasan

Dalam proses produksi lembaran dan strip aluminium, pembersihan, penghilangan minyak, pembersihan rol, pemerasan air, pemolesan, dan proses lainnya merupakan salah satu langkah proses kunci untuk memastikan kualitas permukaannya yang tinggi. Rol sikat nilon dan rol serbaguna non-woven memiliki serangkaian karakteristik yang sangat baik. Rol ini berperan penting dalam meningkatkan kualitas permukaan lembaran dan strip aluminium, dan layak untuk dipromosikan serta diterapkan secara luas.