you can't buy happiness but you can share it have a great job

Proses Pembuatan Baja    

 

  Bijih besi yg masih bercampur dg tanah liat dan batu-batuan lainnya dipecah dg mesin pemecah dan kemudian disortir dg tromol magnet.

Contoh bijih besi

·         Batu besi coklat (2Fe2O3 + 3H2O) dengan kandungan besi berkisar 40%.

·         Batu besi merah yang juga disebut hematit (Fe2O3) dg kandungan besi berkisar 50%.

·         Batu besi magnet (Fe2O4) berwarna hijau tua kehitaman, bersifat magnetis

·         dengan mengandung besi berkisar 60%.

·         Batu besi kalsit atau spat (FeCO3) yang juga disebut sferosiderit dengan mengandung besi berkisar 40%.

2.      Mencuci bijih besi tersebut dan mengelompokkan menurut besarnya, bijih-bijih besi halus dan butir-butir yang kecil diaglomir di dalam dapur sinter atau rol hingga berupa bola-bola yang dapat dipakai kembali sebagai isi dapur

3.      Setelah bijih besi dikeringkan, kemudian dibawa ke dapur tinggi

4.      Proses Dapur Tinggi

1)   Dimasukkan berturut-turut kokas, batu kapur dan bijih besi

2)   Pemanasan dan pencairan serta berlangsungnya proses kimia

3)   Besi cair dicerat dan dituang menjadi besi kasar, dalam bentuk balok-balok besi kasar atau dalam keadaan cair dipindahkan ke dapur pengolahan baja

Proses kimia

1)   Zat arang dari kokas terbakar menurut reaksi: C+O2→CO2 

2)   Sebagian dari CO2 bersama dengan zat arang membentuk zat yang berada ditempat yang lebih atas yaitu gas CO dg reaksi: CO2+C→2CO  

3)   Di bagian atas dapur tinggi pada suhu 3000 sampai 8000C oksid besi yang lebih tinggi diubah menjadi oksid yang lebih rendah oleh reduksi tidak langsung dengan CO tersebut menurut prinsip : Fe2O3+CO→2FeO+CO2

4)   Reduksi langsung terjadi pada bagian yang terpanas dari dapur, yaitu langsung di atas pipa pengembus. Reduksi ini berlangsung sebagai berikut : FeO+C→Fe+CO

5)   CO yang terbentuk itulah yang naik ke atas untuk mengadakan reduksi tidak langsung. Pada waktu proses berlangsung muatan turun ke bawah dan terjadi reduksi tidak langsung menurut prinsip : FeO+CO→FeO+CO2  

5. Proses Dapur Bessemer

Konvertor Bessemer adalah sebuah bejana baja dengan lapisan batu tahan api yang bersifat asam. Dibagian atasnya terbuka sedangkan pada bagian bawahnya terdapat sejumlah lubang-lubang untuk saluran udara. Bejana ini dapat diguling-gulingkan.

1)   Korvertor Bessemer diisi dengan besi kasar kelabu yang banyak mengandung silisium. Silisium dan mangan terbakar pertama kali, setelah itu baru zat arang yang terbakar.

2)   Pada saat udara mengalir melalui besi kasar udara membakar zat arang dan campuran tambahan sehingga isi dapur masih tetap dalam keadaan encer.

3)   Setelah lebih kurang 20 menit, semua zat arang telah terbakar dan terak yang terjadi dikeluarkan. Mengingat baja membutuhkan karbo sebesar 0,0 sampai 1,7 %, maka pada waktu proses terlalu banyak yang hilang terbakar, kekurangan itu harus ditambah dalam bentuk besi yang banyak mengandung karbon. Dengan jalan ini kadar karbon ditingkatkan lagi. dari oksidasi besi yang terbentuk dan mengandung zat asam dapat dikurangi dengan besi yang mengandung mangan.

4)   Udara masih dihembuskan ke dalam bejana tadi dengan maksud untuk mendapatkan campuran yang baik. Kemudian terak dibuang lagi dan selanjutnya muatan dituangkan ke dalam panci penuang.

6. Proses Dapur Martin

Lapisan dapur pada proses Martin dapat bersifat asam atau basa tergantung dari besi kasarnya mengandung fosfor sedikit atau banyak. Proses Martin asam teradi apabila mengolah besi kasar yang bersifat asam atau mengandung fosfor rendah dan sebaliknya dikatakan proses Martin basa apabila muatannya bersifat basa dan mengandung fosfor yang tinggi. Dapur ini terdiri atas satu tungku untuk bahan yang dicairkan dan biasanya menggunakan empat ruangan sebagai pemanas gas dan udara.

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

2)   Gas yang akan dibakar dengan udara untuk pembakaran dialirkan ke dalam ruangan-ruangan melalui batu tahan api yang sudah dipanaskan dengan temperatur 600 sampai 900 C.

3)   Gas pembakaran yang bergerak ke luar masih memberikan panas kedalam ruang yang kedua, dengan menggunakan keran pengatur maka gas panas dan udara pembakaran masuk ke dalam ruangan tersebut secara bergantian dipanaskan dan didinginkan.

4)   Bahan bakar yang digunakan adalah gas dapur tinggi, minyak yang digaskan (stookolie) dan juga gas generator.

5)   Pada pembakaran zat arang terjadi gas CO dan CO2 yang naik ke atas dan mengakibatkan cairannya bergolak, dengan demikian akan terjadi hubungann yang erat antara api dengan bahan muatan yang dimasukkan ke dapur tinggi.

6)   Bahan tambahan akan bersenyawa dengan zat asam membentuk terak yang menutup cairan tersebut sehingga melindungi cairan itu dari oksida lebih lanjut.

7)   Setelah proses berjalan selama 6 jam, terak dikeluarkan dengan memiringkan dapur tersebut dan kemudian baja cair dapat dicerat.

7. Proses Dapur Listrik

Pembuatan baja dalam dapur listrik merupakan cara yang paling baik dan menguntungkan dibandingkan dengan cara-cara lainnya. Prinsip kerja dapur listrik: Energi listrik diubah dengan bermacam-macam cara menjadi energi panas untuk memanaskan dan mencairkan logam. Hasil akhir dari dapur listrik disebut baja elektro yang bermutu sangat baik.

Kelebihan

• Temperatur yang dicapai cukup tinggi (dapat mencapai 2000oC) sehingga mampu untuk mencairkan logam-logam paduan yang titik cairnya tinggi, misal : paduan chrom, molybdenum, nikel, tungsten dan lain-lain.

• Bekerja dengan menghasilkan terak yang banyak (sampai 55 - 60% CaO), lagi pula dapat menghilangkan unsur-unsur yang merugikan terhadap sifat-sifat baja seperti Phosfor (P) dan Sulfur (S).

• Terutama pada induction furnace akan diperoleh deoksidasi dan degasifikasi dari pada baja.

• Menghasilkan cairan dengan kualitas tinggi dan efisiensi yang tinggi dengan material yang hilang terbakar yang minimum serta kemudahan dalam pengendalian temperatur cairan logam

Kekurangan

Harga yang mahal (investasi yang besar) baik dari pengadaan tanur itu sendiri dan dari biaya energi yang tinggi

A.                      Dapur Busur Cahaya

1.              Proses Pemuatan

Saat proses pemuatan penutup tanur dibuka, dan setelah material dimuatkan kedalam tanur, kemudian penutup ditutup kembali, elektroda diturunkan , dan aliran listrik diberikan. Elektroda diturunkan sampai dasar sampai cairan logam mulai terkumpul dan mulai naik. Elektroda kemudian dinaikan secara bertahap seiring dengan kenaikan permukaan cairan logam.

2.              Proses Peleburan

Proses peleburan baja dengan tanur busur api terbagi menjadi dua proses, yaitu :

• Proses terak asam

• Proses terak basa

a.Terak asam

Terjadi proses pemurnian dari cairan logam yang dilakukan dengan pengendalian dalam penghilangan (reduksi) beberapa unsur seperti carbon, mangan dan silicon melalui proses oksidasi.

Proses penghilangan phosphor dan sulfur sulit dilakukan. Pengontrolan kandungan kedua unsur tersebut hanya dapat dilakukan dengan pemilihan secara ketat bahan yang dimuat, dimana bahan yang dimuat harus memiliki kandungan rendah dari kedua unsur tersebut.

b. Terak basa

Untuk pengikatan terak dilakukan dengan penambahan bijih besi dan batu kapur yang ditambahkan pada saat pemuatan awal atau pada saat bahan baku telah mencair.

3.              Tahap pencairan

Yaitu tahap pertama peleburan dimana bahan baku pada diubah menjadi material cair hingga temperature 15500C – 16000C.

4.              Tahap Pembersihan

Dilakukan dengan pembubuhan bahan pembawa CaO dan FeO sebanyak 3% - 4% dari seluruh berat bahan baku selama 30 menit.

5.              Tahap Penyelesaian

Tujuan tahap ini adalah untuk :

• Menyingkirkan O2 dari cairan

• Penataan susunan komposisi

• Desulfurisasi akhir

• Pencapaian temperature ideal untuk penuangan

• Penyingkiran sisa-sisa deoksidasi

• Deoksidasi akhir

Pada tahap ini temperature dinaikan hingga 16500C – 17000C, dan membutuhkan waktu sekitar 30 menit.

B.Dapur Induksi

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.

1)      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.

2)      Dapur Induksi Frekuensi Tinggi

dapur ini terdiri atas suatu kuali 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

tambahan yang lain serta mengkoksidasikannya.