Download - Tugas PIK Revisi

Transcript
  • 7/25/2019 Tugas PIK Revisi

    1/25

    Proses Industri Kimia

    Industri Besi dan Baja

    Disusun oleh:

    Chaerul Nurman Ambia

    Hesty Dwi Ramadhiniati

    Mustika Putri

    Proam studi : !eknik Kimia

    Institut !eknoloi Indonesia

    "er#on$ !aneran "elatanProses Industri Kimia Industri, Teknik Kimia

    1

  • 7/25/2019 Tugas PIK Revisi

    2/25

    P%NDAH&'&AN

    Seiring berjalannya waktu baja menjadi salah satu elemen penting dalam

    dunia konstruksi, dimana baja bisa menjadi alternatif bahan dalam dunia

    konstruksi. Industri besi baja merupakan basic industry yang merupakan

    penopang pembangunan suatu bangsa. Tingkat peroduksi baja di dunia semakin

    meningkat, dimana semakin tinggi produksi baja di suatu negara maka berdampak

    baik pada tingkat perekonomian suatu negara tersebut.

    Baja memiliki kelebihan dalam konstruksinya yaitu keseragaman

    bahannya, mampu menerima beban tekan maupun tarik, dan tentunya kemudahan

    dalam proses pengerjaan sehingga berpengaruh dalam efisiensi waktu pengerjaan.

    Akan tetapi disamping keunggulan yang telah disebutkan tadi, tentunya baja juga

    mempunyai beberapa kelemahan, diantaranya adalah penurunan kekuatan dari

    baja akibat dari temperatur yang tinggi, kemudian ada beberapa jenis baja yang

    sangat rentan terhadap korosi, disamping itu harga baja yang sampai saat ini

    relatif cukup mahal.

    Indonesia, merupakan salah satu negara penghasil baja yang cukup besar

    di dunia dengan sumber daya mineral yang sangat melimpah, termasuk mineral

    yang mengandung besi oksida (bijih besi. !andungan bijih besi di indonesia

    sangat beragam sehingga dibutuhkan teknologi yang sesuai untuk pengolahannya,

    seiring berjalannya waktu tekhnologi dalam pengolahan baja semakin maju,

    sehingga berbagai jenis baja dapat dihasilkan untuk dapat diaplikasikandi berbagai

    bidang sesuai dengan kegunaannya. "al ini tentu sangat membantu manusia untuk

    mendapatkan bahan yang dapat digunakan untuk membuat peralatan dan struktur

    yang mempuntai daya tinggi. #isalnya dalam membuat rangka atap rumah

    diperlukan baja ringan yang dapat menopang beban atap dengan kuat

    $i Indonesia saat ini berdiri industru baja terbesar se% Asia Tenggara selain

    &T !rakatau Steel. &erusahaan ini merupakan joint 'enture (perusahaan patungan

    antara &T !rakatau Steel dan &osco (korea yaitu &T !rakatau &osco sebagai

    bentuk memenuhi kebutuhan baja nasional. &ada makalah ini akan dibahas

    mengenai definisi baja, klasifikasi baja, dan bahan baku pembuatan baja, sertaProses Industri Kimia Industri, Teknik Kimia

    2

  • 7/25/2019 Tugas PIK Revisi

    3/25

    proses secara umum dalam pembuatan baja dari hulu ke hilir di &T !rakatau

    &osco

    !IN(A&AN P&"!AKA

    )* De+inisi Besi dan BajaProses Industri Kimia Industri, Teknik Kimia

    3

  • 7/25/2019 Tugas PIK Revisi

    4/25

    Secara umum logam bisa dibedakan atas dua yaitu logam%logam besi

    (ferous dan logam%logam bukan besi (non feorus. Sesuai dengan namanya

    logam%logam besi adalah logam atau paduan yang mengandung besi sebagai unsur

    utamanya, sedangkan logam%logam bukan besi adalah logam yang tidak atau

    sedikit sekali mengandung besi.

    )ogam%logam besi terdiri atas

    besi tuang (cast iron

    baja karbon (carbon steel

    baja paduan (alloy steel

    baja spesial (specialty steel

    Baja dapat didefinisikan sebagai campuran karbon dan besi, tetapi perlu

    diketahui bahwa tidak ada satu jenis baja pun yang hanya terdiri dari dua elemen

    ini. !arena proses pembuatan dan sifat%sifat alamiah dari bahan%bahan mentah

    yang digunakan, semua baja mengandung bahan lain yang tidak murni dalam

    jumlah kecil yang ber'ariasi, seperti posfor, belerang, mangan, dan silikon,

    bercampur dengan elemen%elemen sisa lainnya. !otoran%kotoran ini tidak

    mungkin dapat dihilangkan seluruhnya dari logam. #enurut S*"A+T (--,

    pada suhu /0123 baja mulai menunjukkan perubahan struktur dan pada suhu

    -44523 baja melebur.

    !andungan karbon dalam baja berkisar antara 5.546 hingga -,46 berat

    sesuaigrade%nya. 7ungsi karbon dalam baja adalah sebagai unsur pengeras. *nsur

    paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan (manganese,

    krom (chromium, 'anadium, dan nikel. $engan mem'ariasikan kandungan

    karbon dan unsur paduan lainnya, berbagai jenis kualitas baja bisa didapatkan.

    &enambahan kandungan karbon pada baja dapat meningkatkan kekerasan

    (hardness dan kekuatan tariknya (tensile strength, namun di sisi lain

    membuatnya menjadi getas (brittle serta menurunkan keuletannya (ductility.

    &engaruh utama dari kandungan karbon dalam baja adalah pada kekuatan,

    kekerasan, dan sifat mudah dibentuk. !andungan karbon yang besar dalam baja

    Proses Industri Kimia Industri, Teknik Kimia

    4

  • 7/25/2019 Tugas PIK Revisi

    5/25

    mengakibatkan meningkatnya kekerasan tetapi baja tersebut akan rapuh dan tidak

    mudah dibentuk.

    ,* Klasi+ikasi Baja

    Baja dapat diklasifikasikan berdasarkan komposisi kimianya seperti kadar

    karbon dan paduan yang digunakan.

    a. Baja karbon

    #enurut komposisi kimianya baja dapat dibagi dua kelompok besar

    yaitu baja karbon dan baja paduan. Baja karbon bukan berarti baja yang sama

    sekali tidak mengandung unsur lain, selain besi dan karbon. Baja karbon

    masih mengandung sejumlah unsur lain tetapi masih dalam batas%batas

    tertentu yang tidak banyak berpengaruh pada sifat dasar baja. *nsur%unsur ini

    biasanya merupakan ikatan yang berasal dari proses pembuatan besi8baja

    seperti mangan dan silikon dan beberapa unsur pengotoran, seperti belerang,

    posfor, oksigen, nitrogen dan lain%lain yang biasanya ditekan sampai kadaryang sangat kecil.

    Baja karbon dapat digolongkan menjadi tiga bagian berdasarkan

    jumlah kandungan karbon yang terdapat di dalam baja tersebut.

    &enggolongan yang dimaksud adalah sebagai berikut

    Baja !arbon +endah ()ow 3arbon Stell

    Baja ini disebut baja ringan (mild stell atau baja perkakas, baja

    karbon rendah bukan baja yang keras, karena kandungan karbonnya rendah

    berkisar 5,54%5,156. Baja ini mempunyai sifat seperti lunak, mudah

    dibentuk, dilas, dan dikerjakan dengan mesin sehingga dapat dijadikan mur,

    baut, batang tarik dan perkakas silinder.

    Baja !arbon #enengah (#edium 3arbon Stell

    Proses Industri Kimia Industri, Teknik Kimia

    5

  • 7/25/2019 Tugas PIK Revisi

    6/25

    Baja karbon menengah mengandung karbon 5,1 9 5,:6 dan

    kandungan karbonnya memungkinkan baja untuk dikeraskan sebagian dengan

    pengerjaan panas (heat treatment yang sesuai. Baja karbon menengah

    digunakan untuk sejumlah peralatan mesin seperti roda gigi otomotif, batang

    torak, rantai, pegas dan lain%lain.

    Baja !arbon Tinggi ("igh 3arbon Steel

    Baja karbon tinggi mengandung karbon 5,: 9 -,46 dibuat dengan

    cara mengerindra permukaannya, misalnya bor dan batang dasar. Ini digunakan

    untuk peralatan mesin%mesin barat, batang pengontrol dan lain%lain.

    b. Baja paduan

    &ada umumnya baja paduan dihasilkan dengan biaya yang lebih mahal

    dari baja karbon karena bertambahnya biaya untuk penambahan unsur khusus

    yang dilakukan dalam industri atau pabrik. Baja paduan didefinisikan sebagai

    suatu baja yang dicampur dengan satu atau lebih unsur campuran

    Suatu kombinasi antara dua atau lebih unsur campuran, misalnya bajayang dicampur dengan unsur kromium dan molibden, akan menghasilkan baja

    yang mempunyai sifat keras yang baik dan sifat kenyal (sifat logam ini membuat

    baja dapat dibentuk dengan cara dipalu, ditempa, digiling dan ditarik tanpa

    mengalami patah atau retak%retak. ;ika baja dicampur dengan kromium dan

    molibden akan menghasilkan baja yang tahan terhadap panas.

    Baja paduan digunakan karena adanya keterbatasan baja karbon saat

    dibutuhkan sifat%sifat yang spesial dari pada logam khususnya baja. !eterbatasan

    dari baja karbon adalah reaksinya terhadap pengerjaan panas dan kondisinya.

    Sifat%sifat spesial yang diperoleh dari pencampuran meliputi sifat kelistrikan,

    magnetis dan koefisien spesifik dan pemuaian panas dan tetap keras pada

    pemanasan yang berhubungan dengan pemotongan logam. Sedangkan untuk baja

    paduan terdiri dari

    Baja &aduan +endah ()ow Alloy SteelProses Industri Kimia Industri, Teknik Kimia

    6

  • 7/25/2019 Tugas PIK Revisi

    7/25

    Baja paduan rendah merupakan baja paduan yang elemen

    paduannya kurang dari 0,46 wt, misalnya unsur 3r, #n, :56 yang dikenal sebagai bijih alami. Biji

    besi yang digunakan terutama dalam bentuk hematite, geotit, dan magnetic.

    yang umum digunakan, yaitu

    Bijih Besi &rimer

    *mumnya berupa bijih hematite (7e01 atau magnetite (7e1= atau

    campuran diantara keduanya. !andungan 7e nya ber'ariasi (tinggi dan

    rendah. ;enis bijih besi primer ini merupakan bahan baku utama untuk

    memproduksi besi dunia. $i Indonesia, bijih besi primer ada di Aceh,

    Sumbar, Bengkulu, )ampung, !albar, !alsel.

    Bijih Besi )aterit

    Proses Industri Kimia Industri, Teknik Kimia

    7

  • 7/25/2019 Tugas PIK Revisi

    8/25

    ;enis batuan ini berupa goethite dan limonite. !adar 7e sekitar =5%

    4?6 karena mengandung air kristal. $i Indonesia, terdapat di &ulau Sebuku,

    @unung !ukusan (!alsel, &omala, "almahera, dll.

    &asir Besi

    ;enis batuannya adalah Titanomagnetite dan bersifat magnet kuat.

    !andungan 7e sekitar 46. &engolahan bijih sampai menjadi besi baja

    secara komersial sudah dilakukan di

  • 7/25/2019 Tugas PIK Revisi

    9/25

    Batubara adalah batuan berwarna coklat gelap yang mudah

    terbakar, yang terjadi akibat menumpuknya tanaman, air, dan tertimbun ke

    dalam tanah yang ditransmutasikan8diubah oleh panas dan tekanan bumi,

    selama Caman geografis. $iperlukan waktu yang sangat lama untuk

    membentuk lapisan sedimen batubara yang lebar dan tebal karena

    pergerakan permukaan bumi yang sangat lambat.

    Batubara sebagian besar terdiri dari karbon, sedikit hidrogen,

    oksigen, nitrogen, sulfur, dan Cat%Cat anorganik. !ebanyakan Cat%Cat

    anorganik dibawa air bawah tanah setelah sedimentasi, dengan sedikit

    yang bersumber dari tanaman itu sendiri. #olekul batubara merupakan

    jenis molekul tinggi sehingga membuat cincin aromatik monomernya tidak

    terperinci. "al tersebut kemudian menjadi antrasit atau grafit sesuai

    dengan tingkat karbonisasinya. Terhubung ke rantai karbon dan lain%lain,

    monomer mengikat molekul yang lebih rendah.

    !okas digunakan sebagai Cat pereduksi. !okas sebagai sumber

    karbon berkadar tinggi, dibuat dari pemanasan batu bara didalam o'en

    kedap udara. "asil sampingan pembuatan kokas ini adalah gas bakar yang

    dapat digunakan kembali sebagai bahan bakar untuk pemanasan o'en dan

    pemanasan awal tanur tinggi. "asil samping lainnya adalah benCen, tar,

    toluen, naftalen, dan ammonium sulfat.

    .* "#esi+ikasi Bahan Baku

    a. Bijih besi (iron ore

    &T !rakatau &osco memiliki karakteristik bahan baku untuk bijih besi

    tersendiri, namun tidak berbeda jauh dari pustaka yang ada.

    *nit "ematite #agnetite @eothite

    7e (6 :, /0,= 4,?

    $ensitas =,?%4,1 4,? =,1

    Proses Industri Kimia Industri, Teknik Kimia

    9

  • 7/25/2019 Tugas PIK Revisi

    10/25

    !eterangan ;enis ini paling

    sering digunakan

    sebagai bahan baku

    karena tinggi daya

    reduksi. (Australia,

    India dan BraCil

    ;enis ini tidak dapat

    digunakan di tanur

    tinggi, karena kadar &,

    3u dan S tinggi serta

    sulit untuk direduksi

    (besi domestik

    ;enis ini rendah

    kadar 7e dan mudah

    lembab sehingga

    tidak dapat

    digunakan sebagai

    bahan baku

    (Australia dan India

    !arakteristik selanjutnya berdasarkan bentuk dan ukuran

    *nit 7ine SiCe )ump Sinter &ellet

    *kuran D?mm ?%15mm 4%45mm :%-?mm

    !eterangan *kuran terlalu

    kecil untuk

    dimasukkan

    kedalam tanur

    tinggi, karena

    dapat merusak

    permeabilitas

    udara. ;enis

    ini perlu

    dilakukan

    proses

    sintering

    untuk

    memperoleh

    ukuran yang

    cocok

    ;enis ini

    terlalu besar

    ukurannya,

    perlu

    dilakukan

    proses

    sintering

    proses

    ;enis ini

    memiliki

    reduksi yang

    cukup bagus.

    ;enis ini

    paling baik

    untuk dapat

    dimasukkan

    kedalam

    tanur tinggi,

    memiliki

    daya reduksi

    yang tinggi

    dan 7e total.

    b. !apur (lime stone

    Proses Industri Kimia Industri, Teknik Kimia

    10

  • 7/25/2019 Tugas PIK Revisi

    11/25

    Batu kapur digunakan untuk mengikat pengotor didalam sistem tanur

    tinggi dan mempermudah terbentuknya kerak. Batu kapur yang ideal

    memiliki kandungan 3a31 sebesar 46 dengan kandungan SE5,-56,

    porositas - > 4 dan ukuran -0,4 cm1.

    c. !okas (coke

    Berikut klasifikasi batubara yang digunakan menggunakan standar &osco

    $i'ision

    "ard 3oking 3oalSemi Soft

    3oking 3oalAntrachite

    "igh7luidity

    #edium7luidity

    )ow7luidity

    Semi"ard

    SemiSoft

    &etcoke

    Antrachite SemiAntrachite

    )og #aF

    7luidity

    ()#7

    =,5 D 1,5 0,5 E 1,1 D % % % %

    Ash (6/,4 D ?,4 D ,4 D -5,4

    D

    ,4D -,5 D % %

    G# (6 01%0= 01%0? -/%01 -/%1= 0?%1= -=D -5%-: E:

    Sulphur (6 5, D 5./ D 5,/4 D 5,? D 5,: D 0.4 D

    !arakteristik kokas yang masuk kedalam standar untuk tanur tinggi.

    !adar abu rendah

    Tingginya kadar abu dapat menyebabkan 'olume slag meninggidan menurunkan nilai kalori di tanur tinggi

    !adar &01 rendah

    !adar & didalam kokas menyebabkan masalah di kon'erter dalam

    pembuatan baja

    !adar S rendah

    Proses Industri Kimia Industri, Teknik Kimia

    11

  • 7/25/2019 Tugas PIK Revisi

    12/25

    Coal

    Blend Iron oreLimestone

    Antracite

    ?5%56 !adar S didalam kokas dapat menyebabkan kerapuhan

    pada baja

    7luktuasi Hmbun rendah

    Hmbun dapat menyebabkan e'aporasi di tanur tinggi yang akan

    menyerap kalori serta meningkatkan 'olume gas

    !ekerasan kokas tinggi

    !ekerasan kokas dapat berkontribusi lebih dalam menjaga

    permeabilitas gas dan cairan didalam tanur tinggi

    *kuran kokas yang sesuai

    *kuran yang sesuai berkontribusi dalam keseimbangan panas dan

    aliran udara. !okas kecil dapat memberikan efek dalam permeabilitas

    tanur tinggi

    /* Proses Pembuatan Besi dan Baja

    Berikut diagram alir proses pembuatan besi dan baja di &T !rakatau

    &osco

    Proses Industri Kimia Industri, Teknik Kimia

    12

    Raw Material

    Handling

    Coke PlantSinter Plant

    Blast Furnace

    Iron ore (Pellet)

    Limestone

    Coe

  • 7/25/2019 Tugas PIK Revisi

    13/25

    Plate

    a. &engendalian bahan baku (+aw #aterial "andling

    &T !rakatau &osco membangun fasilitas penyimpanan dan

    penanganan bahan baku untuk memenuhi kouta produksi yang disebut

    +#" (+aw #aterial "andling. 7asilitas ini memiliki beberapa fasilitas

    pendukung lain seperti

    7asilitas transportasi (belt con'eyor dan transfer tower

    7asilitas pengukuran berat aliran bahan baku (Belt weighing scale

    &enyimpanan bahan baku yang dilengkapi peralatan stacking (stacker

    dan reclaiming bahan baku (reclaimer atau scapper

    3lose yard open yard

    7asilitas penampung sementara ("opper atau binProses Industri Kimia Industri, Teknik Kimia

    13

    Steel MakingPlant

    Contino!s

    Castin" Plant

    Plate Mill

    #olten Iron

    #olten steel

    $la%

  • 7/25/2019 Tugas PIK Revisi

    14/25

    7asilitas pengukuran (grinding, crushing screening unit

    b. &emasakkan (sintering

    &emanasan pada temperatur di bawah titik leleh material komposit disebut dengan

    sintering. $iantara langkah%langkah untuk meningkatkan ikatan antar partikel

    setelah kompaksi adalah dengan disintering. &arameter sintering adalah

    temperatur, waktu, kecepatan pendinginan, kecepatan pemanasan, atmosfer

    sintering, dan jenis material.

    Berdasarkan pola ikatan yang terjadi pada proses kompaksi, ada 0 fenomena yang

    mungkin terjadi pada saat sintering, yaitu

    &enyusutan (shrinkage

    Apabila pada saat kompaksi terbentuk pola ikatan bola%bidang maka pada

    proses sintering akan terbentuk shrinkage, yang terjadi karena saat proses

    sintering berlangsung gas (lubricant yang berada pada porositas mengalami

    degassing (peristiwa keluarnya gas pada saat sintering. $an apabila temperatur

    sinter terus dinaikkan akan terjadi difusi permukaan antar partikel matrik dan

    filler yang akhirnya akan terbentuk liJuid bridge 8 necking (mempunyai fasa

    campuran antara matrik dan filler. )iJuid bridge ini akan menutupi porositas

    sehingga terjadi eleminasi porositas 8 berkurangnya jumlah dan ukuran porositas.

    &enyusutan dominan bila pemadatan belum mencapai kejenuhan.

    +etak (cracking

    Apabila pada kompaksi terbentuk pola ikatan antar partikel berupa bidang%

    bidang, sehingga menyebabkan adanya trapping gas (gas8lubricant terjebak di

    dalam material, maka pada saat sintering gas yang terjebak belum sempat keluar

    tapi liJuid bridge telah terjadi, sehingga jalur porositasnya telah tertutup rapat.

    @as yang terjebak ini akan mendesak ke segala arah sehingga terjadi bloating

    (mengembang, sehingga tekanan di porositas lebih tinggi dibanding tekanan di

    luar. Bila kualitas ikatan permukaan partikel pada bahan komposit tersebut

    rendah, maka tidak akan mampu menahan tekanan yang lebih besar sehinggaProses Industri Kimia Industri, Teknik Kimia

    14

  • 7/25/2019 Tugas PIK Revisi

    15/25

    menyebabkan retakan (cracking !eretakan juga dapat diakibatkan dari proses

    pemadatan yang kurang sempurna, adanya shock termal pada saat pemanasan

    karena pemuaian dari matrik dan filler yang berbeda.

    Tingkatan sintering &roses sintering meliputi 1 tahap mekanisme pemnasan

    &resintering

    &resintering merupakan proses pemanasan yang bertujuan untuk

    a. #engurangi residual stress akibat proses kompaksi (green density

    b. &engeluaran gas dari atmosfer atau pelumas padat yang terjebak dalam

    porositas bahan komposit (degassing

    c. #enghindari perubahan temperatur yang terlalu cepat pada saat proses

    sintering (shock thermal

    Temperatur presintering biasanya dilakukan pada -81 Tm (titik leleh.

    $ifusi permukaan

    &ada proses pemanasan untuk terjadinya transportasi massa pada

    permukaan antar partikel serbuk yang saling berinteraksi, dilakukan pada

    temperatur sintering (081 Tm. Atom%atom pada permukan partikel serbuk saling

    berdifusi antar permukaan sehingga meningkatkan gaya kohesifitas antar partikel.

    Hliminasi porositas

    Tujuan akhir dari proses sintering pada bahan komposit berbasis metalurgi

    serbuk adalah bahan yang mempunyai kompaktibilitas tinggi. "al tersebut terjadi

    akibat adanya difusi antar permukaan partikel serbuk, sehingga menyebabkan

    terjadinya leher (liJuid bridge antar partikel dan proses akhir dari pemanasan

    sintering menyebabkan eliminasi porositas (terbentuknya sinter density.

    #ekanisme transport merupakan jalan dimana terjadi aliran masa sebagai

    akibat dari adanya gaya pendorong. Ada 0 mekanisme transport, yaitu

    Transport permukaan

    % Terjadi pertumbuhan tanpa merubah jarak antar partikel

    % Transport permukaan yang terjadi selama proses sintering adalah hasil dari

    transport massa dan hanya terjadi pada permukaan partikel, tidak terjadi

    perubahan dimensi dan mempunyai kerapatan yang konstan.

    Transport bulkProses Industri Kimia Industri, Teknik Kimia

    15

  • 7/25/2019 Tugas PIK Revisi

    16/25

    % $alam proses sintering akan menghasilkan perubahan dimensi. Atom%atom

    berasal dari dalam partikel akan berpindah menuju daerah leher (liJuid

    bridge

    % Termasuk difusi 'olume, difusi batas butir, aliran palstis dan aliran 'iskos.

    !edua mekanisme tersebut akan menyebabkan terjadinya pengurangan

    daerah permukaan untuk pertumbuhan leher, perbedaanya hanya terletak pada

    kerapatan (penyusutan selama sintering. 7aktor%faktor yang mempengaruhi

    mekanisme transport

    #aterial yang digunakan

    *kuran partikel

    Temperatur sintering

    )apisan ksida

    Terbentuknya lapisan oksida dapat menurunkan kualitas ikatan antar

    permukaan

    )apisan oksida akan menghalangi terjadinya kontak yang sempurna

    antara matrik dan filler

    $engan adanya lapisan oksida, maka gaya interaksi adhesi%kohesi tidak

    bisa berjalan dengan baik. !arena terjadinya interaksi adhesi%kohesi

    salah satunya disebabkan oleh adanya gaya elektrostatis yaitu gaya

    tarik%menarik antara partikel%partikel yang bermuatan dalam suatu

    bahan, maka dengan adanya lapisan oksida tersebut maka

    permukaannya menjadi netral, ini mengakibatkan ikatan antar

    permukaan menjadi kurang kuat

    )apisan oksida juga menyebabkan ikatan antara matrik dan filler

    menjadi lebih sulit karena temperatur yang diperlukan untuk mereduksi

    oksida

    Berikut diagram alir proses sintering di &T !rakatau &osco

    Proses Industri Kimia Industri, Teknik Kimia

    16

  • 7/25/2019 Tugas PIK Revisi

    17/25

    c. &embuatan kokas (3oke

    &roses karbonisasi batubara adalah proses pengolahan batubara menjadi

    kokas. &roses pengolahan menggunakan pemanasan dalam kondisi kedap udara.

    &roses pembuatan kokas sangat rumit karena melibatkan tahapan cairan padatan

    dan gas yang mengandung produk samping yang bernilai tinggi. &roses

    karbonisasi dapat dilakukan pada suhu rendah atau suhu tinggi. Suhu rendah

    karbonisasi digunakan untuk memproduksi bahan bakar cair, sementara suhu

    tinggi karbonisasi digunakan untuk menghasilkan produk gas.

    !arbonisasi suhu rendah ( =45%/45 o3

    $alam kuantitas suhu karbonisasi rendah produk gas kurang, sementara

    produk cair besar.

    !arbonisasi suhu tinggi ( di atas 55 o3

    $alam karbonisasi suhu tinggi, hasil produk gas lebih dari produk cair

    dengan produksi tar relatif rendah.

    Berikut diagram alir proses pembuatan kokas (coke di &T !rakatau

    &osco

    Proses Industri Kimia Industri, Teknik Kimia

    17

  • 7/25/2019 Tugas PIK Revisi

    18/25

    Coal

    Coe

    Cr!de

    &as

    Clean

    &as

    d. Tanur Tinggi (Blast 7urnace

    Biji besi yang didapatkan dari alam umumnya merupakan senyawa besi

    dengan oksigen seperti hematite (7e01K magnetite (7e1=K limonite (7e01K

    atau siderite (7e031. &embentukan senyawa besi oksida tersebut sebagai proses

    alam yang terjadi selama beribu%ribu tahun. !andungan senyawa besi dibumi ini

    mencapai 4 6 dari seluruh kerak bumi ini.

    Biji besi hasil penambangan dimasukkan ke dalam tanur tinggi tersebut

    dan didalam tanur tinggi dilakukan proses reduksi tidak langsung yang cara

    kerjanya yaitu bahan bakar yang digunakan untuk tanur tinggi ini adalah batu bara

    yang telah dikeringkan (kokas. !okas dengan kandungan karbon (3 diatas ?56,

    tidak hanya berfungsi sebagai bahan bakar, tetapi juga berfungsi sebagai

    pembentuk gas 3 yang berfungsi sebagai reduktor. *ntuk menimbulkan proses

    pembakaran maka ke dalam tanur tersebut ditiupkan udara dengan menggunakan

    blower sehingga terjadi proses oksidasi sebagai berikut

    03 003 &anas

    @as 3 yang terjadi dapat menimbulkan reaksi reduksi terhadap biji yang

    dimasukkan ke dalam tanur tersebut. Sedangkan panas yang ditimbulkan berguna

    untuk mencairkan besi yang telah tereduksi tersebut. *ntuk mengurangi kotoran%

    Proses Industri Kimia Industri, Teknik Kimia

    18

    Coke 01en

    Battery

    'eat

  • 7/25/2019 Tugas PIK Revisi

    19/25

    kotoran (impuritas dari logam cair, ke dalam tanur biasanya ditambahkan

    sejumlah batu kapur (limestone. Batu kapur tersebut akan membentuk terak

    (slag dan dapat mengikat kotoran%kotoran yang ada didalam logam cair. !arena

    berat jenis terak lebih rendah dari berat jenis cairan besi maka terak tersebut

    berada dipermukaan logam cair sehingga dapat dikeluarkan melalui lubang terak

    Besi hasil proses tanur tinggi ini disebut juga besi kasar (pig iron. Besi

    kasar ini merupakan bahan dasar untuk membuat besi tuang (cast iron dan baja

    (steel. !omposisi kimia unsur%unsur pemadu dalam besi kasar ini terdiri dari 1%=

    63K 5,5:%5,-5 6SK 5,-5%5,45 6&K -%1 6Si dan sejumlah unsur%unsur lainnya,

    sebagai bahan impuritas. !arena kadar karbonnya tinggi, maka besi kasar

    mempunyai sifat yang sangat rapuh dengan kekuatan rendah serta menampakkan

    wujud seperti grafit.

    e. &embuatan Baja (Steel #aking

    &roses &eleburan Baja $engan B7 (3on'erter

    Proses Industri Kimia Industri, Teknik Kimia

    19

  • 7/25/2019 Tugas PIK Revisi

    20/25

    &roses ini termasuk proses yang paling baru dalm industri pembuatan baja.

    @ambar sketsa dari tungku ini ditunjukkan dalam gambar /. Terlihat bahwa dalam

    gambar tersebut bahwa konstruksi B7 relatif sederhana, bagian luarnya dibuat

    dari pelat baja sedangkan dinding bagian dalamnya dibuat dari bata tahan api

    (firebrick. !apasitas B7 ini biasanya ber'ariasi antara 14 ton sampai dengan

    055 ton.

    Bahan%bahan utama yang digunakan dalam proses peleburan dengan B7

    adalah besi kasar cair (:4%?46, skrap baja (-4%146, batu kapur dan gas

    oksigen (kemurnian ,46. !eunggulan proses B7 dibandingkan proses

    pembuatan baja lainnya adalah dari segi waktu peleburannya yang relatif singkat

    yaitu hanya berkisar sekitar :5 menit untuk setiap proses peleburan.

    Tingkat efisiensi yang demikian tinggi dari B7 ini disebabkan oleh

    pemakaian gas oksigen dengan kemurnian yang tinggi sebagai gas oksidator

    utama untuk memurnikan baja. @as oksigen dialirkan ke dalam tungku melalui

    pipa pengalir (oFygen lance dan bereaksi dengan cairan logam di dalam tungku.

    @as oksigen akan mengikat karbon dari besi kasar berangsur%angsur turun sampai

    mencapai tingkat baja yang dibuat. $isamping itu, selama proses oksidasi

    berlangsung terjadi panas yang tinggi sehingga dapat menaikkan temperatur

    logam cair sampai diatas -:45 o3.

    &ada saat oksidasi berlangsung, ke dalam tungku ditambahkan batu kapur. Batu

    kapur tersebut kemudian mencair dan bercampur dengan bahan%bahan impuritas

    (termasuk bahan%bahan yang teroksidasi membentuk terak yang terapung diatas

    baja cair.

    Proses Industri Kimia Industri, Teknik Kimia

    20

  • 7/25/2019 Tugas PIK Revisi

    21/25

    @ambar. Basic Fygen 7urnace (B7

    &roses &eleburan Baja $engan HA7 (Hlectric Arc 7urnace

    &roses peleburan dalam HA7 ini menggunakan energi listrik. !onstruksi

    tungku ini ditunjukkan dalam gambar ?. &anas dihasilkan dari busur listrik yang

    terjadi pada ujung bawah dari elektroda. Hnergi panas yang terjadi sangat

    tergantung pada jarak antara elektroda dengan muatan logam di dalam tungku.

    Bahan elektroda biasanya dibuat dari karbon atau grafit. !apasitas tungku HA7 ini

    dapat berkisar antara 0 % 055 ton dengan waktu peleburannya berkisar antara 1 % :

    jam. Bahan baku yang dilebur biasanya berupa besi spons (sponge iron yang

    dicampur dengan skrap baja. &enggunaan besi spons dimaksudkan untuk

    menghasilkan kualitas baja yang lebih baik. Tetapi dalam banyak hal (terutama

    untuk pertimbangan biaya bahan baku yang dilebur seluruhnya berupa skrap

    baja, karena skrap baja lebih murah dibandingkan dengan besi spons.

    $isamping bahan baku diatas, seperti halnya pada proses B7, bahan%

    bahan lainnya yang ditambahkan pada HA7 adalah batu kapur, ferosilikon,

    feromangan, dan lain%lain dengan maksud yang sama pula.

    &roses basa dan asam dapat diterapkan dalam HA7. *ntuk pembuatan baja

    berupa produk cor maka biasanya digunakan proses asam, sedangkan untuk

    pembuatan baja spesial biasanya digunakan proses basa.

    &eleburan baja dengan HA7 ini dapat menghasilkan kualitas baja yang

    lebih baik karena tidak terjadi kontaminasi oleh bahan bakar atau gas yang

    digunakan untuk proses pemanasannya.

    Proses Industri Kimia Industri, Teknik Kimia

    21

  • 7/25/2019 Tugas PIK Revisi

    22/25

    @ambar. Hlectrostatic Arc 7urnace (HA7

    &roses &eningkatan !ualitas Baja

    *ntuk memperoleh kualitas baja yang tinggi maka sebelum cairan baja

    dituang membentuk ingot atau bentuk antara lainnya seperti billet, bloom atau

    slab, seringkali dilakukan proses%proses seperti

    % proses de%oksidasi

    % proses 'acuum%degassing.

    &roses deoksidasi dilakukan dengan menambahkan bahan%bahan

    deoksidator seperti ferosilikon dan aluminium ke dalam ladel sesaat sebelum

    logam cair dituang. Bahan deoksidator tersebut dapat mengurangi pembentukan

    gas yang disebabkan oleh reaksi karbon dengan oksigen serta mengurangi

    pembentukan oksida%oksida yang dapat menimbulkan inklusi ketika logam

    membeku. Berdasarkan tingkat proses deoksidasi yang dilakukan, baja dapat

    dibagi menjadi empat janis yaitu rimmed steel, semikilled steel, killed steel dan

    capped steel.

    Gacuum degassing dilakukan dengan tujuan untuk mengurangi kadar gas

    hidrogen dalam baja cair sehingga dapat menghindari terbentuknya rongga%rongga

    udara di dalam baja ketika proses pembekuan. $isamping mengurangi kadarhidrogen, proses vacuum degassing juga dimaksudkan untuk menurunkan kadar

    oksigen dan nitrogen di dalam baja sehingga baja menjadi lebih bersih, bebas dari

    inklusi%inklusi seperti oksida%oksida atau nitrida. Teknik vacuum degassing ini

    ditunjukkan dalam gambar.

    .

    Proses Industri Kimia Industri, Teknik Kimia

    22

  • 7/25/2019 Tugas PIK Revisi

    23/25

  • 7/25/2019 Tugas PIK Revisi

    24/25

    DA2!AR P&"!AKA

    $aryus, Asyari. 055?. $iktat &roses &roduksi. 7akultas Teknik #esin *ni'ersitas

    $arma &ersada ;akarta

    AleFander, L. . --. $asar #etalurgi *ntuk +ekayasawan. @ramedia ;akarta

    Amanto, "ari. -. Ilmu Bahan. Bumi Aksara ;akarta

    Suharto. -- $inamika dan #ekanika *ntuk &erguruan Tinggi, +ineka 3ipta

    ;akarta

    Glank Gan. ". ). --. #aterial Science 7or Hngineers. Addison% Lesley

    &ublishing 3ompany. Inc *SAProses Industri Kimia Industri, Teknik Kimia

    24

  • 7/25/2019 Tugas PIK Revisi

    25/25

    www.worldcoal.org8bin8pdf8originalMpdfMfile8coalMresourceMo'er'iewMcoalMindo

    nesian(51M5:M055.pdf batu bara untuk baja diakses pada tanggal -4 april jam

    -.00

    http88ardra.biC8sain%teknologi8mineral8pengolahan%mineral8proses%kalsinasi%batu%

    kapur%limestone8diakses pada tanggal -: april 05-4 jam -/.45

    http88nurun.lecturer.uin%malang.ac.id8wp%

    content8uploads8sites8/805-18518#HTA)*+@I%SH+B*!.pdfdiakses pada

    tanggal -: April 05-4 jam 01.1:

    http88nptel.ac.in8courses8-51-5/5?08module08lecture08lecture0.pdfdiakses pada

    tanggal -/ April 05-4 jam 5.01

    Proses Industri Kimia Industri, Teknik Kimia

    25

    http://ardra.biz/sain-teknologi/mineral/pengolahan-mineral/proses-kalsinasi-batu-kapur-limestone/http://ardra.biz/sain-teknologi/mineral/pengolahan-mineral/proses-kalsinasi-batu-kapur-limestone/http://nurun.lecturer.uin-malang.ac.id/wp-content/uploads/sites/7/2013/03/METALURGI-SERBUK.pdfhttp://nurun.lecturer.uin-malang.ac.id/wp-content/uploads/sites/7/2013/03/METALURGI-SERBUK.pdfhttp://nptel.ac.in/courses/103107082/module2/lecture2/lecture2.pdfhttp://ardra.biz/sain-teknologi/mineral/pengolahan-mineral/proses-kalsinasi-batu-kapur-limestone/http://ardra.biz/sain-teknologi/mineral/pengolahan-mineral/proses-kalsinasi-batu-kapur-limestone/http://nurun.lecturer.uin-malang.ac.id/wp-content/uploads/sites/7/2013/03/METALURGI-SERBUK.pdfhttp://nurun.lecturer.uin-malang.ac.id/wp-content/uploads/sites/7/2013/03/METALURGI-SERBUK.pdfhttp://nptel.ac.in/courses/103107082/module2/lecture2/lecture2.pdf

Top Related