Membersihkan Minyak Rolling di Cold Mill: Alkali Panas, Arus DC, dan Disiplin Bak

Begitu meninggalkan stand cold reduction, baja lembaran membawa “oleh‑oleh”: film tipis rolling lubricants dan partikulat logam halus. Fakta ini bukan asumsi—lihat penjelasan chemical.kao.com dan ringkasan proses Scribd. Residu ini harus dihapus sebelum annealing, coating, atau plating untuk menghindari cacat maupun kegagalan adhesi.

Di lapangan, jalur pembersihan menggabungkan langkah mekanis dan kimia: High‑Pressure Hot Water (HPHW, semprotan air panas bertekanan tinggi), pencucian netral dengan deterjen dan brush, bak alkali, acid cleaning/pickle, serta electrolytic degreasing—sering dipakai terpisah atau kombinasi, menurut pemasok peralatan SALICO. Dengan strip setebal hingga 6,5 mm, lebar 2,5 m, dan kecepatan operasi mencapai ~600 m/menit (salico.net), setiap tahap pembersihan harus bekerja cepat dan tepat.

Alkali degreasing: kimia dasar, eksekusi presisi

Metode paling umum untuk meluruhkan minyak rolling berat adalah alkali degreasing: deterjen berbasis kaustik (NaOH atau KOH plus surfaktan) pada pH tinggi (umumnya pH 12–13) dan suhu elevasi. Di bak celup, konsentrasi alkali tipikal 3–10% pada 50–95 °C, dengan waktu tinggal 3–10 menit—contoh praktisnya 3–5% NaOH di ~60 °C selama 5–10 menit per coil (solverchem.com).

Pada sistem semprot, tekanan 1,4–2,0 bar dan 50–65 °C memungkinkan waktu pembersihan sekitar 3 menit (solverchem.com). Mekanismenya: saponifikasi (reaksi basa yang mengubah minyak menjadi sabun), emulsifikasi, dan bantuan surfaktan/chelant (bahan pengkelat) untuk mengangkat fines besi—dikonfirmasi oleh studi kasus chemical.kao.com yang menyebut deterjen alkali menghilangkan film minyak dan partikel besi halus sekaligus.

Menjaga parameter bak (pH, alkalinitas, suhu) tetap pada rentang optimum adalah inti performa. SALICO menekankan desain untuk perawatan sering pada pompa, spray bar, dan filter (salico.net). Di banyak pabrik, pengontrolan alkalinitas dilakukan lewat penambahan NaOH make‑up yang presisi—peran tipikal untuk dosing pump pada sirkuit kimia.

Umur bak dan strategi kebersihan

Tanpa kontrol, bak cepat “jenuh” oleh minyak/kotoran dan kehilangan kekuatan. Referensi industri menyebut umur bak alkali normalnya hanya ~1–2 minggu sebelum perlu diganti atau direjuvenasi (chempedia.info). Untuk memperpanjangnya, pabrik memasang filtrasi kontinu atau oil–water separator. Data menunjukkan microfiltration 0,2 μm beroperasi ~250 L/m²·jam pada 40–70 °C dan menahan minyak di air olahan di bawah ~100 ppm, sehingga umur bak dapat diperpanjang sekitar 5×, dengan potensi pengembalian investasi dalam ~2 tahun (chempedia.info; chempedia.info).

Praktiknya, bak disirkulasikan kontinu, minyak mengambang disedot, dan filter diganti periodik. SALICO menekankan akses cepat ke pompa/filter serta quick‑change filter (salico.net). Penerapan filtrasi partikel sering menggunakan cartridge filter yang ditempatkan pada housing industri; untuk duty berat, housing baja bertekanan seperti steel filter housings membantu menjaga operasi stabil di sirkuit sirkulasi.

Parameter kunci (alkali cleaning)

• Konsentrasi: ~3–10% NaOH atau ekuivalennya (solverchem.com).
• Suhu: 50–95 °C (umumnya ~60 °C) (solverchem.com).
• Waktu: 3–10 menit (spray lebih singkat, ~3 menit di 50–65 °C) (solverchem.com).
• Umur bak: ~1–2 minggu sebelum kejenuhan (chempedia.info), dapat ~5× lebih lama dengan microfiltration (chempedia.info).
• Pelepasan minyak: umumnya >95% film minyak teremulsifikasi/tersaponifikasi dalam satu lintasan.

Electrolytic cleaning: arus tinggi, kontak minimal

Untuk film minyak sangat tipis atau membandel, banyak pabrik menambah tahap electrolytic cleaning: strip melewati elektrolit alkali di bawah arus DC sehingga gas hidrogen/oksigen terbentuk di permukaan strip dan secara mekanis mengangkat minyak/kontaminan. Ini sering disebut HCD (high‑current‑density cleaning). Contoh dari China Steel Corporation: coil cold‑rolled melewati bak pembersih alkali, bak brush, dan bak bilas di bawah arus, untuk meluruhkan minyak rolling yang menempel (csc.com.tw).

Dengan elektroda aluminium atau stainless, gelembung gas bertindak seperti “scrubber” mikro. Hasil yang diklaim vendor: “ensures totally clean surface” sebelum annealing, dan lebih efektif dibanding semprot/celup konvensional (Scribd).

Keunggulan proses ini ada pada kecepatan dan ketuntasan. Ia berjalan mengikuti line speed dengan kerapatan arus tipikal 5–15 A/dm² (ampere per desimeter persegi). SALICO sendiri menyebut kecepatan pengolahan hingga ~600 m/menit (salico.net). Elektrolitnya biasanya NaOH (~1–4%) ditambah bahan antikarat. Banyak jalur mendahuluinya dengan pre‑wash alkali ringan (NaOH ~1–3%)—lihat rujukan paten yang menyebut kondisi proses 60 °C (patents.google.com). Efek kombinasi ini menghasilkan efisiensi degreasing sangat tinggi—vendor melaporkan >99% minyak terangkat dalam satu lintasan—sehingga permukaan siap annealing atau coating tanpa cleaning tambahan.

Dari sisi utilitas, efluen setelah electrolytic cleaning umumnya alkali encer dan emulsi minyak, yang bisa ditangani dengan oil–water separator. Di beberapa sistem, elektrolitnya didaur ulang. Artinya, bergeser dari semprot/celup konvensional ke elektrolisis berpotensi memangkas konsumsi solvent dan beban air limbah. Ukuran pasarnya pun signifikan: laporan industri menyebut sekitar 38% permintaan bahan kimia steel electrolytic degreasing pada 2023 datang dari manufaktur otomotif (pmarketresearch.com).

Kebersihan bak: sensor, filtrasi, dan penarikan minyak

Kinerja baik alkali maupun electrolytic cleaning bertumpu pada bak yang bersih dan terkontrol. SALICO menyoroti rutinitas penggantian squeegee roll, spray bar, brush, dan backup roll, plus akses cepat ke pompa, filter, dan sensor pH/konduktivitas/suhu untuk servis yang mudah (salico.net). Sensor biasanya memantau pH dan konduktivitas secara kontinu (konduktivitas merefleksikan konsentrasi ion), sehingga penambahan reagen atau penggantian larutan bisa dilakukan tepat waktu. Di loop ini, modul oil removal membantu menangkap minyak bebas, sementara filter yang sering diganti atau dibackwash menahan partikel dan emulsi; sistem pemisahan fisik berperan sebagai tahap awal sebelum pengolahan lanjutan di utilitas.

Jika parameter seperti pH, konsentrasi, suhu, atau aliran melenceng, efisiensi pembersihan anjlok—yang berarti pelepasan minyak gagal dan kualitas hilir terdampak. Di sisi lain, microfiltration kontinu yang mempertahankan kandungan minyak ~<100 ppm dan memperpanjang umur bak ~5× menghadirkan dampak ekonomi nyata: kebersihan konsisten, reject lebih sedikit, konsumsi kimia turun (chempedia.info). Penguatan peralatan pendukung—mulai housing hingga suku cadang—umumnya difasilitasi oleh ancillary water‑treatment equipment agar pergantian dan perawatan cepat.

Kepatuhan lingkungan dan beban limbah

Di Indonesia maupun global, minyak rolling bekas dan emulsi tergolong limbah B3 (bahan berbahaya dan beracun) yang memerlukan penanganan khusus (ResearchGate). Itu sebabnya, meminimalkan carryover minyak sekaligus menjaga efektivitas cleaning harus ditimbang terhadap kenaikan volume limbah. Standar pembuangan lokal untuk aliran finishing logam umumnya membatasi oil & grease hanya beberapa mg/L (misalnya 5,0 mg/L untuk efluen plating; Scribd), sehingga penangkapan minyak di hulu menjadi krusial.

Praktiknya, pabrik mendaur ulang air bilasan dan memakai skimmer atau coalescer agar efluen patuh regulasi—persis seperti ditegaskan SALICO dan referensi proses (salico.net; chempedia.info). Pada rantai utilitas, peralatan seperti cartridge filter dan sistem pemisahan minyak berbasis koalesensi membantu polishing akhir sebelum pembuangan.