Tuesday, July 18, 2017

Cara Membuat Baja (Proses Pembuatan Baja)

Cara Membuat Baja (Proses Pembuatan Baja) - Bahan dasar untuk pembuatan baja adalah besi kasar yang dihasilkan dari dapur tinggi, yang masih mengandung 90 % Fe, 3% - 5% karbon (C) dan masih ada juga kotoran-kotoran yang tidak berguna seperti Mangan (Mn), Silisium (Si), Phospor (P), dan Belerang (S) dan lain-lain. Dimana kotoran-kotoran tersebut tidak bisa dihilangkan didalam proses dapur tinggi, untuk itu kotoran-kotoran tersebut harus dihilangkan / dibakar hingga menjadi terak, yang dilakukan dengan bantuan Konvertor / dapur.

Ada beberapa jenis konverter atau dapur, yaitu:
1. Dapur Bessemer
2. Dapur Siemens – Martin
3. Dapur Oksigen (Linz - Donawitz)
4. Dapur Listrik

Dibawah ini merupakan proses pembuatan baja dari dapur tinggi sampai terbentuk cairan baja (molten steel) dengan berbagai jenis konverter/dapur.

Gambar 3.2 Proses Pembuatan Baja

1. Konvertor Bessemer
Konvertor Bessemer diciptakan oleh Henry Bessemer pada tahun 1855. Konvertor ini digunakan untuk mengubah besi kasar menjadi baja, dengan pengaruh oksidasi dari aliran udara panas dengan tekanan ± 2 – 2,5 N/cm2 yang dihembuskan melalui besi yang sedang dalam keadaan cair kedalam konvertor dari bawah keatas dan membakar bahan-bahan bawaan (Si, P, Mn, S, dan C). 

Proses pengolaannya sekitar 20 menit, selanjutnya paduan terbakar dan kalornyadigunakan untuk mempertahankan agar besi tetap cair. Jika panas turun, maka ditambah ferro silisium dan jika mangan terlalu rendah, maka ditambah besi kasar cair atau mangan ferro cair.

Besi kasar diperlukan untuk mereduksi baja cair, dengan reaksi kimia sebagai berikut :
Si + 2 FeO -> SiO2 + 2 Fe
FeO + Mn -> Fe + MnO

Kelemahan proses ini yaitu kadar phospor tidak dapat dihilangkan, karena phospor tersebut tidak dapat menjadi terak bila tidak diikat dengan batu kapur (CaO), dan bila ditambahkan batu kapur, lapisan batu tahan api (SiO2) akan bereaksi dengan batu kapur. Hasil dari konvertor Bessemer ini disebut baja Bessemer yang banyak digunakan untuk pekerjaan konstruksi (Baja Konstruksi).


Cara Membuat Baca (Proses Pembuatan Baja)

Secara umum proses kerja konverter Bessemer yaitu :
1. Dipanaskan dengan bahan bakar kokas sampai suhu 15000C.
2. Dimiringkan untuk memasukkan bahan baku baja (+1/8 dari volume konverter).
3. Konverter ditegakkan kembali.
4. Dihembuskan udara dengan tekanan 2 – 2,5 atm dengan kompresor.
5. Setelah 20 – 25 menit konverter dijungkirkan/dibalikan untuk mengeluarkan hasilnya.

2. Dapur Siemens – Martin
Dapur Siemens – Martin diciptakan pertama kali oleh Pierre Martin pada th. 1865. Dapur ini digunakan untuk mengolah baja dengan bahan baku besi kasar cair dan baja/besi bekas dan juga dapur tersebut memerlukan temperatur yang cukup tinggi (±18000C).

Cara Membuat Baca (Proses Pembuatan Baja)


Proses Martin (Dapur Siemens Martin)
Proses lain untuk membuat baja dari bahan besi kasar adalah menggunakan dapur Siemens Martin yang sering disebut proses Martin. Dapur ini terdiri atas satu tungku untuk bahan yang dicairkan dan biasanya menggunakan empat ruangan sebagai pemanas gas dan udara. 

Pada proses inidigunakan muatan besi bekas yang dicampur dengan besi kasar sehingga dapat menghasilkan baja dengan kualitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan baja Bessemer maupun Thomas.

Keuntungan dari proses Martin disbanding proses Bessemer dan Thomas adalah sebagai berikut :
a. Proses lebih lama sehingga dapat menghasilkan susunan yang lebih baik dengan jalan percobaan-percobaan.
b. Unsur-unsur yang tidak dikehendaki dan kotoran-kotoran dapat dihindarkan atau dibersihkan.
c. Penambahan besi bekas dan bahan tambahan lainnya pada akhir proses menyebabkan susunannya dapat diatur sebaik-baiknya.

3. Dapur Oksigen (Linz-Donawitz)
Dapur oksigen ini diciptakan oleh perusahaan Voest-Linz dan Alpine-Donawitz dari Austria setelah perang dunia II yang lalu. Konstruksi dari dapur ini berbentuk bejana dengan kapasitas hingga 300 ton.

Cara Membuat Baca (Proses Pembuatan Baja)


Pertama konventer dimiringkan, selanjutnya besi-besi bekas disusul dengan besi kasar cair dimasukkan ke dalam konventer. Tahap berikutnya, oksigen disemburkan dari atas selama 10-20 menit. Karena di atas permukaan yang kontak dengan pipa sembur oksigen terjadi temperatur pembakaran yang inggi, maka Phosphor akan terbakar terlebih dahulu baru selanjutnya Karbon. Dengan demikian Kadar P yang dicapai bisa lebih baik, yaitu 0,05%. Besi bekas yang bisa diikutsertakan untuk pembuatan baja hanya 40%.

4. Dapur Listrik
Dapur listrik digunakan untuk pembuatan baja dengan bahan baku besi kasar cair dan ditambah dengan baja-baja bekas. Dapur ini mempunyai keuntungan-keuntungan yaitu sebagai berikut :
• Dalam waktu singkat dapat mencapai temperatur yang tinggi, dan juga temperaturnya mudah untuk diatur.
• Dapat menghasilkan sumber kalor yang bersih dan tidak mempengaruhi susunan/struktur dari besi.
• Praktis tidak ada pengaruh udara luar (oksigen).

Sedangkan kekurangannya adalah biaya operasionalnya lebih mahal dan harga perlengkapannya juga lebih mahal.

Dapur listrik ini dibedakan menjadi 2 macam yaitu :
1. Dapur Listrik Busur Cahaya.
2. Dapur Listrik Induksi.


Dapur Listrik Busur Cahaya
Dapur Listrik Busur Cahaya adalah peralatan yang digunakan untuk proses pembuatan logam / peleburan logam, dimana besi bekas dipanaskan dan dicairkan dengan busur listrik yang berasal dari elektroda ke besi bekas di dalam dapur.

Ada dua macam arus listrik yang bisa digunakan dalam proses peleburan baja pada dapur listrik busur cahaya yaitu arus searah (Direct - Current ) dan arus bolak – balik ( Alternating - Current). Dan yang biasa digunakan dalam proses peleburan adalah arus bolak-balik dengan 3 fase menggunakan electroda graphite.

Salah satu kelebihan dapur listrik busur cahaya dari basic oxygen furnance adalah kemampuan dapur listrik busur cahaya untuk mengolah besi kasar menjadi 100 % baja cair. Sedangkan kapasitas porduksi dari dapur listrik busur cahaya bisa mencapai 400 ton.

Dapur listrik ini dikembangkan oleh Dr. Paul Heroult ( USA ). Dapur busur listrik Heroult yang pertama dibuat untuk memproduksi baja, dibangun oleh Halcomb steel company di Syracuse, New York pada tahun 1906.

Cara Membuat Baca (Proses Pembuatan Baja)


Dapur Listrik Induksi
Konstruksi dari Dapur ini berbentuk bejana yang disekelilingnya dililiti oleh kawat kumparan dari tembaga yang biasanya disebut dengan lilitan primer.

Dapur induksi dapat dibedakan atas dapur induksi frekuensi rendah dan dapur induksi frekuensi tinggi. Pada dapur induksi dibangkitkan suatu arus induksi dalam cairan baja sehingga menimbulkan panas dalam cairan baja itu sendiri, sedangkan dinding dapurnya hanya menerima pengaruh listrik yang kecil saja.
- Dapur induksi frekuensi rendah, bekerja menurut prinsip transformator. Dapur ini berupa saluran keliling teras dari baja yang beserta isinya dipandang sebagai gulungan sekunder transformator yang dihubungkan singkat, akibat hubungan singkat tersebut di dalam dapur mengalir suatu aliran listrik yang besar dan membangkitkan panas yang tinggi. Akibatnya isi dapur mencair dan campuran-campuran tambahan dioksidasikan.

- Dapur induksi frekuensi tinggi, dapur ini terdiri atas suatu panci yang diberi kumparan besar di sekelilingnya. Apabila dalam kumparan dialirkan arus bolak-balik, maka terjadilah arus putar didalam isi dapur. Arus ini merupakan aliran listrik hubungan singkat dan panas yang dibangkitkan sangat tinggi, sehingga mencairkan isi dapur dan campuran bahan tambahan yang lain serta mengkoksidasikannya. Hasil akhir dari dapur listrik / dapur induksi disebut baja elektro yang bermutu sangat baik untuk digunakan sebagai alat perkakas misalnya pahat, alat tumbuk dan lain-lainnya.

Share on Facebook
Share on Twitter
Share on Google+
Buku Sekolah
Buku Sekolah Updated at: 8:33:00 AM

Related : Cara Membuat Baja (Proses Pembuatan Baja)

0 komentar: