PROSES PEMBUATAN BAJA
PROSES PEMBUATAN BAJA
 |
| Gambar1. Skema proses pembuatan baja |
PEMBUATAN BAJA :
1.
Biji besi merupakan bahan pokok dari dapur tinggi dan bijih besi tersebut
didapat dari tambang setelah melalui proses pendahuluan.
2.
Bahan tambahan,sebagai bahan tambahan biasanya digunakan batu
kapur (CaCO3), dimana batu kapur tersebut gunanya untuk mengikat abu kokas
dan batu-batu ikutan hingga menjadi terak yang dengan mudah
dapat dipisahkan dari cairan besi kasar.
3.
Terak didalam proses berfungsi sebagai pelidung cairan besi
kasar dari oksidasi yang mungkin dapat mengurangi hasil yang diperoleh
karena terbakarnya besi kasar cair tersebut. Tetapi jika batu-batu ikutan
itu sendiri terdiri dari batu-batu basa, maka dipakai bahan tambahan yang
asam, misalnya flourida kalsium (CaFO2).
4.
Bahan bakar yang sering digunakan untuk dapur tinggi
adalah kokas. Kokas tersebut dibuat dari batu bara dengan jalan
menyuling kering batu bara dalam perusahaan kokas. Dimana batu bara
yang terdiri dari bagian-bagian seperti gas, ter, dan air dikeluarkan dari
batu bara oleh suatu proses pemanasan dan yang tinggal hanyalah
zat arang (C) dan abu,inilah yang dinamakan kokas.
5.
Udara panas digunakan untuk mengadakan pembakaran
dengan bahan bakar yang menjadi CO2 dan CO guna menimbulkan
panas, juga untuk mereduksi bijih-bijih besi. Udara panas
dihembuskan dengan maksud agar pembakaran lebih sempurna, sehingga kebutuhan
kokas berkurang dan pemanasan udara tersebut dilakukan pada dapur pemanas
cowper.
6.
Bahan bahan besi kasar kemudian dimasukkan kedalam dapur
tinggi. Besi cair di dalam dapur tinggi, kemudian dicerat dan dituang menjadi
besi kasar, dalam bentuk balok-balok besi kasar yang digunakan sebagai bahan
ancuran untuk pembuatan besi tuang (di dalam dapur kubah), atau dalam keadaan
cair dipindahkan pada bagian pembuatan baja di dalam konvertor atau dapur baja
yang lain, misalnya proses Siemen Martin,proses thomas dan proses
bassemer.
7.
Cara memanaskan dapur Siemens Martin adalah dengan
gas generator dan udara yang sebelumnya dimasukkan ke dalam pemanas
yang dapat mencapai suhu lebih kurang 1300°C. Gas generator dan udara
kemudian masuk ke dalam tungku kerja dan terjadi pembakaran yang dahsyat,
sehingga suhu tungku kerja menjadi semakin tinggi yaitu lebih kurang
2000°C. Baja yang dihasilkan disebut baja Siemen Martin, mempunyai kualitas
lebih baik dari hasil dapur peleburan yang lain karena susunannya lebih
homogen dan tahan terhadap suhu yang tinggi.
8. Konvertor Thomas juga disebut
konvertor basa dan prosesnya adalah proses basa, sebab batu tahan apinya
bersifat basa serta digunakan untuk mengolah besi kasar yang bersifat basa. Proses
pembakaran sama dengan proses pada konvertor Bessemer,hanya saja pada
proses Thomas fosfor terbakar setelah
zat arangnya terbakar. Pengaliran udara tidak terus-menerus dilakukan karena
besinya sendiri akan terbakar. Pencegahan pembakaran itu dilakukan dengan
menganggap selesai prosesnya walaupun kandungan fosfor masih tetap tinggi.Guna
mengikat fosfor yang terbentuk pada proses ini maka diberi bahan tambahan batu
kapur agar menjadi terak. Terak yang bersifat basa ini dapat dimanfaatkan
menjadi pupuk buatan yang dikenal dengan nama pupuk fosfat. Hasil proses yang
keluar dari konvertor Thomas disebut baja Thomas yang biasa digunakan sebagai
bahan konstruksi dan pelat ketel.Proses Thomas disebut juga “Basic Bessemer
Process” yaitu proses Bessemer dalam keadaan basa. Proses ini memakai Converter
yang di bagian dalamnya dilapisi bahan tahan api (refractory) bersifat basa
seperti dolomite (Mg CO3 CaCO3).Pertama-tama converter diisi dengan batu kapur,
kemudian besi mentah (pig iron) cair yang mengandung unsur phosfor (P) : 1,6 -
2% ; dan sedikit Si dan S (0,6% Si, 0,07 % S).Pada periode I (Slag forming
period = Silicon blow) yaitu pada saat penghembusan, unsur Fe, Si, Mn akan
teroksider dan terbentuklah terak basa (basic slag). Dengan adanya batu kapur,
akan terjadi kenaikan temperatur, tetapi unsur phosfor (P) yang terkandung
dalam besi mentah belum dapat dipisahkan dari Fe.Pada periode ke II (The
brilliant flame blow = Carbon blow) yang ditandai dengan adanya penurunan
temperatur, dimana Carbon (C) akan terbakar, berarti kadar C menurun. Jika
kadar C tinggal 0,1 - 0,2%, maka temperatur akan turun menjadi 1400 -
1420oC.Setelah temperatur turun menjadi 1400oC, mulailah periode ke III
(Reddish Smoke Periode) yaitu terjadinya oksidasi dari Fe secara intensif dan
terbentuklah terak. Peristiwa ini berlangsung + 3 - 5 menit, dan
selanjutnya terbentuklah terak Phospor [CaO)4.P2O5] yang diikuti kenaikan
temperatur yang mendadak menjadi 1600oC. Setelah periode ke III ini berakhir,
hembusan udara panas dihentikan dan converter dimiringkan untuk mengeluarkan
terak yang mengapung di atas besi cair.Kemudian diberi doxiders/deoxidising
agents misalnya Ferro Monggan, Ferro Silicon atau Aluminium untuk menghilangkan
Oksigen (O2) serta memberikan kadar Mn dan Si supaya diperoleh sifat-sifat
tertentu dari baja yang dihasilkan. Terak yang dihasilkan mengandung + 22 %
P2O5 merupakan hasil ikatan yang diperoleh dan dapat digunakan sebagai pupuk
tanaman. Baja yang dihasilkan digunakan sebagai bahan dalam proses pengecoran
seperti pembuatan baja tuang atau baja profil (steel section) seperti baja
siku, baja profil I, C.
9.
Proses Bessemer diinginkan baja bersifat asam sehingga batu
tahan apinya harus bersifat asam (Misal : kwarsa atau aksid asam SiO2). Besi
mentah cair yang digunakan dalam proses Bessemer harus mempunyai kadar unsur Si
<= 2%; Mn <= 1,5%; kadar unsur P dan S sekecil mungkin. Ketika udara
panas dihembuskan lewat besi mentah cair, unsur-unsur Fe, Si dan Mn terbakar
menjadi oksidasinya.Sebagian oksida besi yang terbentuk pada reaksi di atas
akan berubah menjadi terak dan sebagian lagi akan bereaksi dengan Si dan
Mn.Reaksi-reaksi di atas diikuti dengan kenaikan temperatur dari 3000C ke
18000C . Dari reaksi di atas akan terbentuk terak asam
kira-kira 40 - 50% Si O2. Periode ini disebut periode pembentukan
terak (“The slag forming period”). Periode ini disebut periode “Silicon blow”.
Periode ini berlangsung sekitar 4 - 5 menit yang ditandai adanya bunga api dan
ledakan keluar dari mulut Konvertor.Pada periode ke dua yang disebut “The
brilliant flame blow” atau “Carbon blow” dimulai setelah Si dan Mn hampir
semuanya terbakar dan keluar dari besi mentah cair.Pada periode ke dua ini
unsur C akan terbakar oleh panas FeO dengan reaksi yang diikuti dengan
penurunan temperatur + 50 - 80% dan berlangsung + 8 - 12 menit. CO akan keluar
dari mulut Konvertor dimana CO ini akan teroksider oleh udara luar dengan
ditandai dengan timbulnya nyala api bersinar panjang di atas Konvertor. Periode
ketiga disebut “Reddisk Smoke period” yang merupakan periode brilliant flame
terakhir.Periode ini ditandai adanya Reddish smoke (nyala api ke merah-merahan)
keluar mulut Konvertor . Hal ini menunjukkan bahwa unsur campuran yang terdapat
dalam besi mentah telah keluar dan tinggal oksida besi FeO. Periode ini
berlangsung + 1 - 2 menit. Kemudian Konvertor diputar sehingga posisinya menuju
posisi horizontal, lalu ditambahkan oksider (ferromanganesh, ferrosilicon atau
Al) untuk mengikatO2 dan memadunya dengan baja yang dihasilkan. Baja Bessemer
yang dihasilkan dengan proses di atas mengandung sangat sedikit unsur C.
10.
Baja yang telah dicetak dalam bentuk slab, blom, atau billet
tersebut selanjutnya dibentuk menjadi berbagai macam profit seperti H-beam,
angle (siku), channel, rel kereta, pelat, pipa (seamless pipe), dsb.
Komentar
Posting Komentar