Salah satu peralatan terpenting di pabrik baja adalah ladle crane, namun terlalu banyak operator pabrik baja yang tidak memberikan perhatian yang cukup terhadap desain dan pengadaan crane. Pemilihan material, komponen, dan spesifikasi derek yang tepat sangat penting untuk memastikan tingkat produktivitas yang tinggi dan bengkel pembuatan baja yang efisien.
Namun, selama proses pengadaan, alat-alat berat seperti turbin, boiler, pompa dan katup lebih ditekankan, sedangkan ladle crane diabaikan. Keputusan pembelian ladle crane dibuat dengan tergesa-gesa, dengan sedikit pemikiran ilmiah yang diterapkan, sehingga spesifikasi teknis hanya secara kasar memenuhi persyaratan aplikasi.
Selain itu, keterbatasan anggaran seringkali memperburuk keadaan. Karena derek sendok biasanya dibeli setelah kastor, toko baja, dan tungku pabrik, hanya ada sedikit uang yang tersisa untuk pengadaan, sehingga membatasi spesifikasi derek yang sesuai.
Untuk memastikan commissioning, pengadaan, desain, manufaktur, dan pemasangan ladle crane yang efisien dan benar, kolaborasi antara produsen dan pelanggan sangatlah penting.
Bagi pabrik yang lebih kecil, harga selalu menjadi faktor penting dalam proses pengadaan dan total pendanaan untuk perluasan harus diseimbangkan secara hati-hati.
Namun, pemotongan biaya pada tahap ini kemungkinan akan berdampak{0}}pada produktivitas pabrik di tahun-tahun mendatang, baik melalui perbaikan dan pemeliharaan yang lebih tinggi dan lebih sering dari yang diperlukan, atau siklus hidup yang lebih pendek karena tidak cocok untuk tugas yang ada.
Dalam jangka panjang, apakah itu rolling mill berkapasitas 3 juta ton atau rolling mill 5 juta ton, diperlukan derek. Jika sebuah pabrik ingin memastikan tingkat efisiensi tertinggi, harga tidak bisa menjadi faktor pendorong dalam proses pembelian.
Standar desain untuk derek sendok
Ada beberapa konsep yang perlu dipertimbangkan ketika memilih ladle crane. India mengadopsi IS-4137, sementara pasar internasional merekomendasikan standar FEM dan CMAA. Standar FEM memiliki keunggulan yang jelas karena mengurangi ukuran roda sekaligus mengoptimalkan ukuran pengait. Dari semua standar yang tersedia untuk desain ladle crane, FEM adalah standar yang paling sesuai karena beberapa alasan.
Pertama, karena perhitungan beban roda untuk crane tidak menggunakan beban rata-rata, optimasi roda sebenarnya dapat dilakukan. Standar desain ini memungkinkan perbandingan dimensi roda dan rel secara akurat.
Selain panduan terperinci tentang cara memeriksa kelelahan dan memilih tali dan drum tali secara akurat, klasifikasi setiap mekanisme yang tersedia dijelaskan dengan jelas, sehingga tim desain dapat memahami dengan baik berbagai opsi yang ada di hadapan mereka.
Melihat ladle crane untuk pabrik baja berkapasitas 3 juta ton atau 5 juta ton, ada lima bidang penting yang harus diperhatikan dalam desain crane.
Yang pertama, dan bisa dibilang paling penting, adalah sistem penggeraknya. Kebanyakan pabrik baja modern menggunakan penggerak frekuensi variabel tegangan variabel (VVVF) daripada konsep motor slip ring tradisional.
Motor yang digunakan adalah motor sangkar tupai AC standar yang tidak memerlukan perawatan, sedangkan tidak adanya kontaktor rotor dan kabel rotor berarti kompleksitasnya lebih sedikit.
Untuk lebih mengurangi kerumitannya, perlindungan kelebihan beban, perlindungan tegangan kurang, dan operasi hidup/mati sudah ada-di dalamnya, sehingga kontaktor eksternal dan relai pelindung tidak diperlukan.
Kecepatan yang terus berubah-ubah dari kecepatan minimum hingga maksimum juga berarti pengaturan kecepatan apa pun dapat dilakukan, bahkan kecepatan-mikro antara 5% dan 100% tanpa memerlukan perangkat keras tambahan dan memungkinkan pergerakan yang mulus.
Aspek lain dari desain ladle crane yang dapat mengurangi pengoperasian yang tersentak-sentak adalah mengurangi arus start. Arus penyalaan-lebih rendah dibandingkan penyalaan langsung-on-line (DOL) tradisional, sehingga meningkatkan pengoperasian dan menghemat konsumsi daya.
Fitur-fitur seperti pengereman elektrik mengurangi keausan pada sepatu dan pelapis rem dibandingkan dengan pengereman mekanis sederhana, yang berarti lebih sedikit kelelahan mekanis pada komponen derek, sehingga memperpanjang siklus hidup komponen mekanisnya.
Fitur lain seperti fungsionalitas kontrol tandem dengan kontrol RPM yang baik, serta opsi umpan balik untuk memfasilitasi kontrol tandem, tampilan parameter dan tampilan diagnostik pada LCD, juga dapat digunakan saat crane sedang online, sehingga mengurangi waktu henti. Pindah ke poin kedua dalam desain ladle crane, rem-yang aman dari kegagalan harus selalu diimpor dari pemasok terkenal. Meskipun rem dalam negeri memiliki kinerja yang baik, namun ketika pertimbangan keselamatan dipertanyakan, rem yang dibuat oleh Sime atau Sibre sering kali lebih disukai di India. Namun, rem asli yang diproduksi oleh Galvi ideal untuk ladle crane.
Tali kawat dengan kekuatan dan konstruksi yang memadai harus digunakan untuk menahan pengoperasian ladle crane yang ketat. Anupam menggunakan tali kawat baja berkekuatan 2160n/mm2 untuk mencapai efisiensi pengoperasian yang baik. Di India, tali kawat Usha Martin direkomendasikan.
Selama pengoperasian, tegangan dapat timbul pada tali kawat dan pin rakitan set kait, yang dapat menyebabkan kegagalan prematur derek. Anupam menggunakan komposisi material seri EN yang lebih baik dan digunakan sebagai pin pada rakitan blok pengait untuk menahan tekanan.
Roda adalah komponen penting dalam hal umur panjang dan kelancaran pengoperasian ladle crane. Banyak pelanggan biasanya memerlukan kekerasan yang lebih tinggi sekitar 400 BHN atau 58/RC untuk menangani keausan yang terjadi selama pengoperasian. Aspek penting lainnya adalah penggunaan material EN-28, yang meningkatkan umur panjang dan kekuatan roda, membantu roda menahan beban benturan untuk kelancaran pengoperasian yang berkelanjutan. Namun, bahan EN-28 langka.
Lebih umum, material C55Mn75 atau SAE5160 dengan kekerasan 250 hingga 280 BHN digunakan untuk kesehatan yang baik pada ladle crane dan tidak ada yang salah dengan hal ini. Namun untuk ladle crane ukuran lebih besar 400t ke atas, kekritisan pengoperasiannya sangat ketat, sehingga sangat disarankan untuk menggunakan material EN-28.
Kinematika penting
Saat ini, terdapat perdebatan yang sedang berlangsung dalam bidang kinematika, dengan beberapa orang menyukai dua kinematika motorik sementara yang lain lebih menyukai empat kinematika motorik. Tidak ada masalah dengan kedua pendekatan tersebut, namun menggunakan empat-kinematika motor untuk hoist utama memiliki keuntungan yang signifikan. Dalam sistem empat-motor, empat motor digerakkan melalui dua kotak roda gigi dengan sistem-kotak roda gigi planetary bawaan, bukan dua motor yang digerakkan melalui satu kotak roda gigi. Drum tali dihubungkan secara mekanis melalui roda gigi besar untuk menyinkronkan gerakan drum. Artinya, pemilihan motor termasuk dalam kategori ukuran standar, yang pada gilirannya mengurangi pemeliharaan dan biaya awal motor dibandingkan dengan susunan dua-motor konvensional.
Kapan pun diperlukan peningkatan tenaga kuda, pengaturan dua-motor tradisional akan menghasilkan ukuran motor non-standar dan satu kotak roda gigi yang memerlukan roda gigi planetary input standar yang besar, yang secara signifikan meningkatkan biaya yang terkait dengan ukurannya.
Jika terjadi kegagalan motor derek, sistem empat-motor menawarkan keuntungan tambahan yang tidak dimiliki sistem dua-motor, seperti kemampuan untuk melanjutkan pengoperasian derek dengan kecepatan setengah dengan dua motor lainnya bahkan pada beban 100% Sistem dua-kecepatan Pengoperasian harus dihentikan. Ini menghindari masalah saat mengurangi beban.
Selain itu, jika terjadi kegagalan yang melibatkan pinion masukan kotak roda gigi hoist utama, sistem empat-motor memungkinkan derek untuk terus beroperasi dengan cara yang sama, sedangkan sistem dua-motor tidak memiliki redundansi dan hanya akan mengalami penghentian pengereman darurat-sehingga memerlukan pemeliharaan kerusakan untuk melanjutkan pengoperasian.
Faktanya, perbedaan pengaturan pengereman darurat pada setiap sistem dapat berdampak signifikan pada ukuran hoist dan kinerja keselamatannya.
Untuk sistem motor ganda, satu set rem cakram darurat biasanya dipasang pada setiap drum tali, bersama dengan perlindungan kecepatan berlebih yang sesuai. Namun, kegagalan mekanis pada bagian mana pun dari sistem penggerak antara motor dan drum pada awalnya akan menyebabkan beban jatuh bebas. Ketika kegagalan mekanis seperti itu terjadi, kecepatan beban akan melebihi kecepatan maksimum yang ditetapkan, sehingga pengereman darurat harus segera dilakukan untuk mempertahankan beban. Selama pelepasan beban dari ketinggian berapa pun, beban yang jatuh akan menghasilkan kecepatan dan torsi yang sangat tinggi, dan dalam hal ini pengereman darurat akan menimbulkan guncangan tambahan.
Benturan yang tidak biasa tersebut sering kali menyebabkan kerusakan pada struktur utama derek, khususnya leher braket ujung antara rel dan roda, yang dapat tergeser. Selain itu, ruang tambahan diperlukan untuk mengakomodasi rem cakram darurat pada flensa drum tali, yang memerlukan lebih banyak ruang untuk metode pengait dan lebih banyak ruang kepala.
Sebaliknya, kegagalan mekanis yang mengakibatkan kondisi kecepatan berlebih yang sama pada sistem empat-motor dapat dideteksi dengan encoder yang dipasang pada poros motor atau dengan sakelar batas yang dipasang pada poros drum. Dalam hal ini, catu daya segera diputus oleh satu atau dua perangkat, dan rem servis pada poros input segera bertindak untuk menahan beban.
Selain itu, terdapat beberapa rem servis redundan pada poros pinion input, sehingga meskipun satu rem gagal, rem lainnya akan mempertahankan beban total dan menghentikan jatuh bebas. Oleh karena itu, dalam sistem ini, tidak ada terjun bebas dalam kondisi apapun.
Drum tali pada sistem empat-motor dihubungkan secara mekanis melalui roda gigi cincin, dengan poros terpisah di sisi masukan kotak roda gigi dihubungkan langsung ke roda gigi keluaran melalui rangkaian roda gigi-yang terpasang. Rem servis dipasang pada poros input dan berfungsi sebagai rem darurat dalam sistem ini.
Rem darurat dan servis dihubungkan secara paralel ke motor MH melalui encoder yang dipasang pada motor hoist. Oleh karena itu, rem cakram darurat tidak diperlukan pada drum tali dan pengurangan akses serta jarak bebas kait tidak lagi diperlukan.
Singkatnya, beberapa keuntungan paling nyata dari kinematika empat{0}}motor dibandingkan dua-kinematika motor berkaitan dengan keselamatan.
Sistem dua{0}}motor mengandalkan perawatan rem cakram darurat yang menyeluruh dan sering untuk memberikan keselamatan yang memadai, karena rem ini hanya berfungsi jika terjadi kegagalan mekanis dan oleh karena itu harus memastikan pengoperasian pertama bahkan setelah tidak ada aktivitas dalam waktu lama . Karena tidak ada fungsi pengereman redundan, ini tidak 100% aman-gagal.
Namun, karena sistem empat motor, rangkaian roda gigi rem servis dan drum tali memfasilitasi tindakan pengereman elektromekanis standar jika terjadi kegagalan mekanis pada sistem penggerak antara motor dan drum tali.
Redundansi yang digabungkan membuat sistem 100% aman dari kegagalan-dan bahkan tanpa rem cakram darurat pada drum tali, tidak ada jatuh bebas dalam kondisi apa pun.
Desain struktural dan mekanis jenis ladle crane tugas berat ekstra besar-ini mengadopsi teknologi seperti penghitungan kelelahan, analisis elemen hingga, dan eliminasi resonansi. Suku cadangnya lebih sedikit dan kompleksitas perawatannya lebih rendah.
