PPT Proses Produksi [TM4]

7/24/2019 PPT Proses Produksi [TM4]

http://slidepdf.com/reader/full/ppt-proses-produksi-tm4 1/45

Modul ke:

Fakultas

Program Studi

Proses Produksi

Proses Reduksi Langsung (Direct Reduction)

Nurato, ST., MT04Teknik

Teknik Mesin



Pada proses reduksi langsung bijih besibereaksi dengan gas atau bahan padat, reduksi

membentuk sponge iron. Proses ini diterapkan

di PT Krakatau Steel, Cilegon. Disini bijih besi /pellet direaksikan dengan gas alam dalam dua

unit pembuat sponge iron, yang masing-

masing berkapasitas 1 juta ton pertahun.



Sponge iron yang dihasilkan PT KrakatauSteel memiliki komposisi kimia :

Fe : 88 – 91 %; C : 1,5 – 2,5%; SiO2 : 1,25

–

3,43%; Al2O3 : 0,61 –

1,63%; CaO : 0,2 – 2,1%; MgO : 0,31 – 1,62%; P : 0,014 –

0,027%; Cu : 0,001 – 0,004%; Kotoran

(oksida lainnya) : 0,1 – 0,5%.Tingkat

metalisasi : 86 – 90 %



Dalam perkembangan selanjutnya istilahreduksi langsung menjadi lebih umum

digunakan sebagai suatu teknologi

pembuatan besi spons. Adapun besi sponsdigunakan sebagai salah satu bahan baku

pada industri baja yang bertujuan untuk

meningkatkan kualitas baja yang

dihasilkan [Ross., 1980].



• Proses reduksi langsung didefinisikan sebagai

suatu proses menghasilkan besi-metal denganmereduksi bijih besi ataupun bentuk senyawa

oksida lainnya dibawah temperatur lebur

setiap material yang terlibat di dalamnya

[Feinman., 1999]. Hasil proses reduksi

langsung disebut dengan DRI (Direct

Reduction Iron), karena hasilnya masih dalam

bentuk padatan dan secara fisik pada

permukaannya terlihat rongga-rongga atau

porositas maka disebut juga dengan besi spons

• ion



• Sponge iron



• Sponge iron



• Sponge iron



Sponge Iron yang berbentuk butiran kemudiandiolah lebih lanjut dalam dapur listrik. Disini

sponge iron bersama-sama besi tua (scrap),

dan paduan ferro dilebur dan diolah menjadibillet baja. Untuk menghasilkan 63 megagram

sponge iron diperlukan sekitar 100 megagram

besi pellet.



Proses ini sangat efektif untuk mereduksioksida-oksida dan belerang sehingga

dapat dimanfaatkan bijih besi berkadar

rendah. Terak yang di hasilkan akanditampung secara terpisah dan diolah

menjadi berbagai bahan bangunan jalan.

Dengan menambahkan kapur yang

diberikan pada biji besi dan kokas maka

terdapat terak yang bermutu baik.



• Pppp

Gambar Pellet

http://4.bp.blogspot.com/-dBPdF4UP6bs/TrIavABfKlI/AAAAAAAAAFs/Qc5zk4m0NTQ/s1600/Leaching+3.jpg






Besi yang mencair disebut besi kasar yangterkumpul pada bagian terbawah tanur

tinggi tersebut dan ditampung pada waktu-

waktu tertentu. Besi kasar itu mengandungcukup banyak karbon (± 4 %) dan

pencemaran yang lain sesudah massa

pendinginan menyebabkan besi kasar itu

menjadi rapuh. Oleh karena itu, besi kasar

itu belum dapat ditempa atau digiling.



Besi yang mengandung karbon ± 2%,

dinamakan baja. Sebagian besar besi kasar

yang dihasilkan dari tungku tanur tinggi diubah

menjadi baja dengan cara menurunkan kadar

karbonnya. Perubahan ini, dimana kelebihankadar karbon dibakar dan terlepas menjadi

karbon monoksida, terjadi di dalam sebuah

tabung reaksi atau di dalam tungku.



Di dalam tabung reaksi (converter) kadar darikarbon itu diturunkan tanpa diberikan

pemanasan dari luar. Muatannya dibentuk dari

cairan besi kasar. Kadang-kadang ditambahkanbesi tua dan bijih besi supaya suhu dapat

dikendalikan



Pada proses pengolahan yang kurang modern,

seperti pada proses Bessemer dan proses

Thomas, udara ditiupkan pada besi kasar tadi.

Proses oxy baja yang modern hanya

menggunakan oksigen murni, oleh sebab initerdapatlah baja yang berkualitas lebih baik.

Untuk mengurangi kadar karbon, juga dipakai

dengan metode meniupkan panas dari luartungku



Dengan cara ini bisa diolah lebih banyak lagi

baja bekas (besi tua) dan besi mentah yangpadat ; proses ini lebih mudah dikendalikan

karena lebih lamban kerjanya. Pada proses

Siemens-Martin digunakan minyak atau gassebagai bahan bakar ; pada pemakaian tungku

listrik, maka listriklah yang memanaskan.

Dengan menggunakan tungku listrik, komposisi

baja dapat diatur dengan teliti. Oleh sebab itu

tungku ini biasa dipakai untuk pembuatan baja

yang khusus.



esi kasar menjadi baja

Perubahan dari besi kasar menjadi baja

merupakan proses pembersihan yang manakelima elemen yaitu : karbon, phosphor,

belerang, mangan, dan silicon dikurangi

kadarnya atau dihilangkan sama sekali. Diantara elemen- elemen ini, karbon memegang

peranan dalam menentukan nilai dari baja

yang dihasilkan, dari mulai baja karbon

rendah, menengah dan tinggi. Kadar karbon

bisa diatur berdasarkan spesifikasi yang

berkisar antara 0,1 sampai dengan 1,3 persen

dan kadang-kadang lebih tinggi daripada itu.



Dalam proses pembersihan itu, kita temukan

bahwa proses pembuatan baja itu terdiri daridua proses kimia yaitu : proses asaman dan

proses basa. Proses-proses ini terjadi

disebabkan komposisi dari besi kasar yangberbeda-beda, beberapa mengandung kadar

phosphor dan belerang yang tinggi, sedangkan

yang lainnya mengandung kadar silikon yang

lebih tinggi dari kadar phosphor dan belerang

yang lebih rendah.



Menghilangkan karbon, mangan dan silikon

tidak merupakan persoalan yang besar, dandapat ditangani dengan baik dalam proses

basa atau asaman. Menghilangkan phosphor

dan belerang hanya bisa dalam proses basa

dimana kapur disertakan dalam pembebanan

untuk membentuk campuran dengan kedua

elemen tersebut, memindahkannya kedalam

terak basa, yang mana kejadian ini adalah yangpaling penting didalam proses.



Istilah asam dan basa diambil berdasarkan

lapisan dari tanur tersebut dan pembentukan

terak-terak yang secara alamiah pada kedua

proses tersebut. Produksi baja sekarang ini

dihasilkan dengan proses basa

(basic).Penyulingan logam yang dicairkanadalah dengan oksidasi, dengan jalan

mengalirkan oksigen kedalam logam,

campuran gas dengan bahan-bahan yang tidakdiinginkan membentuk oksida-oksida yang

akan diserap oleh terak atau keluar dalam

bentuk gas-gas.



Sebagian dari besi juga dioksidasi dan dipecahtapi nantinya bisa disatukan kembali.

Pembersihan belerang akan tergantung dari

sifat kebasaan dari terak dan temperature yangdicapai selama penyulingan



Setiap proses/dapur mempunyai karakteristikyang berlainan. Bahan dan sumber energy

yang digunakan berbeda pula. Pembuatan besi

dan baja pada hakekatnya adalah prosespemurnian besi kasar diiringi dengan

perpaduan sedemikian sehingga memenuhi

persyaratan kimia tertentu.

Macam-macam tanur untuk pengolahan besi

dan baja



Tabel . jenis-jenis tanur



Kupola



Kontruksi kupola terdiri dari cerobong logam

tegak yang dilapisi batu tahan api dibagiandalamnya. Udara dihembuskan melalui lubang

tuyer yang terdapat dibagian bawah, kupola

bertumpu pelat alas yang bulat, disangga olehempat tiang sedemikian sehingga pintu alas

dapat dibuka dengan mudah.



Bahan baku pada peleburan ini adalah Besi,

(Fe) didapatkan dari besi kasar, besi tua/bajabekas, sisa tuangan dan tuangan rusak kokas,

bahan tambahan yang mana berfungsi

mengikat semua bahan asing yang bukanmetal dan udara, jumlah udara yang

dihembuskan disamping kokas sangat

menentukan kemampuan lebur kupola.



Tanur oksigen basa



Penemuan Sir Henry Basemmer tahun 1856

menyatakan bahwa kotoran-kotoran yang tidakdiiinginkan itu bisa dihilangkan dari cairan besi

yaitu karena terjadinya oksidasi dengan udara

yang dihembuskan melalui logam yang panas,cara ini adalah yang paling banyak dijalankan

oleh industry-industri pada abad 19. Lapisan

converter adalah silica atau tembok-tembokganister dan ini adalah awal dari pembuatan

baja acid (asam).



• Ganister



Pada waktu itu ilmu kimia dari pembuatan besidan baja tidak dimengerti sepenuhnya dan

usaha-usaha untuk memperhalus besi-besi

bantalan phosphor dan belerang tidak berhasil

dengan memuaskan sampai diperkenalkannya

lapisan-lapisan basa untuk mengatasi masalah

beberapa logam.



Tanur listrik



Dalam dapur listrik, besi bekas dicampur

dengan ingot dan bahan paduan lainnya diolahmenjadi baja paduan umum, baja perkakas,

baja tahan panas dan baja tahan karat.

Disamping baja, dapat juga dihasilkan besi corkelabu bermutu tinggi. Penggunaan dapur

listrik akhir-akhir ini meningkat dengan pesat

oleh karena lebih bersih, dan mutu baja dapat

dikendalikan.



1. Dapur busur tak langsung, busur dipancarkandari dua elektroda yang terdapat diatas logam

Logam menjadi panas akibat radiasi. Jenis ini

sudah jarang digunakan, karena kurang

ekonomis.

Jenis dapur listrik



2.Dapur busur langsung, disini arus mengalirmelalui elektroda ke muatan logam atau logam

cair dan kembali ke elektroda. Karena

dipandang cukup ekonomis jenis ini masih

banyak digunakan.



Pada dapur listrik, besi bekas dan baja daur

ulang dimasukan dengan mengangkat danmemutarkan atap dapur. Pada tutup dapur

terdapat tiga lubang untuk elektroda grafit

yang mengenai tumpukan besi tua. Arus 3 fasamengalir melalui elektroda yang satu ke

tumpukan logam yang hendak dilebur kembali

ke elektroda lainnya, membentuk busur listrik.

Elektroda grafit berukuran Ф≤ 760 mm dan

panjangnya dapat mencapai 24 meter.



Arus listrik bertegangan 40 volt dengan arus

yang dapat mencapai 12000 ampere. Kapasitas

dapur bervariasi mulai dari 50 kg sampaidengan 270 Mg sekali jalan. Untuk kapasitas

115 Mg diperlukan waktu 3 jam untuk

peleburan dan energy listrik sebesar 50000kWh. Biaya peleburan tergantung daripada

harga energy listrik, Keuntungan utama dari

dapur ini adalah pengendalian mutu yang

cermat dan komposisi logam dapat diatur

dengan rapi.



Tanur terbuka



Tanur ini merupakan kelompok yang besar

dengan kapasitas 35 Tg pertahun, logamsebanyak 9,9 sampai dengan 540 Mg

diletakkan pada dasar tanur. Logam dilebur

dengan gas atau nyala minyak yang diarahkanke permukaan logam. Permukaaannya dapat

dilapisi bahan jenis asam atau basa, namun

lebih dari 90% merupakan tanur terbukabersifat basa.



Dalam tanur basa , digunakan lapisan magnesit

,disini kadar fosfor, belerang, silikon, mangandan karbon dapat diturunkan. Tanur terbuka

asam menggunakan lapisan bata atau pasir

asam yang sebagian besar terdiri dari silica.Pada jenis ini kadar silikon, mangan dan

karbon dapat diturunkan.



Dapur listrik induksi



Kerja tanur ini adalah berdasarkan arus induksi

yang timbul dalam muatan yang menimbulkan

panas dan dapat mencairkan logam, arus

berasal dari sumber berfrekuensi tinggi ± 1000

HZ . Logam dapat mencair 50-90 menit

tergantung pada jumlah logam yang terdapatpada kowi. Keunggulan dari dapur ini adalah

murah harganya, bersih dan tidak bising serta

hemat energi, oleh karena itu dapur ini banyakdigunakan dalam laboratorium dan

pengecoran-pengecoran.



Dapur kowi



Dapur ini adalah salah satu dapur tertua yang

pernah ada dan dipergunakan untuk meleburbaja. Dibuat dari campuran grafit dan tanah

liat, mudah pecah dalam keadaan biasa, akan

tetapi memiliki kekuatan yang cukup berartidalam keadaan panas. Kowi dapat dipanaskan

dengan kokas, minyak atau gas alam. Baja

karbon rendah, baja bekas, arang kayu dan

paduan ferro digunakan untuk membuat baja,

variasi kapasitas antara ± 50 kg.



DAFTAR PUSTAKA

1. Teknologi Mekanik, Jilid 1, B.H Amstead, PhilipF.Oswald, Myron L.Begeman, Sriati Djafrie, Erlangga

Jakarta 1993

2. Teori dan praktek kerja logam edisi ketiga, George

Love, Harun A.R. Erlangga Jakarta

3. Diktat Pengecoran Logam 2, , Politeknik Mekanik

Swiss-ITB, Bandung

4. www.wordpress.com

http://www.wordpress.com/

http://www.wordpress.com/



Terima KasihNurato, ST.,MT

PPT Proses Produksi [TM4]

Documents