Pasir CetakKomponen: Pasir. Bahan pengikat. Bahan tambahan (aditive).1. Pasir:Ukuran butiran 0.02 0.2 mm.Kriteria: Kasar: 50 % butiran > 0.2 mm. Medium: 45 % butiran 0.1 0.2 mm. Halus: 40 % butiran 0.06 0.1 mm.Jenis: Silika (SiO2), digunakan di hampir seluruh pengecoran logam dengan pasir cetak. Zirkon (ZrO2), umumnya digunakan sebagai facing-sand atau campuran dengan silika pada pengecoran baja. Chromit (FeO.Cr2O3), umumnya digunakan sebagai facing-sand atau campuran dengan silika pada pengecoran baja.2. Bahan Pengikat: Bentonit. Calsium bentonit. Natrium bentonit.Bentuk fisik: Tepung berwarna putih kelabu yang menjadi licin bila dicampur air. Semen. Semen portland. Semen putih. Air Kaca (Na2O.SiO2.H2O).Bentuk fisik: Cairan kental berwarna bening sampai keputih-putihan Resin. Hot-box resin. Cold-box resin. No-bake resin.Bentuk fisik: Cairan encer berwarna coklat bening sampai gelap dan berbau tajam. Umumnya terdiri dari tiga komponen yang harus dicampurkan yaitu resinnya sendiri, pengeras (hardener) dan pereaksi (katalisator).3. Bahan Tambahan (aditive):Dibubuhkan kedalam pasir cetak untuk memperoleh karakteristik sebagai berikut: Meningkatkan kehalusan permukaan coran. Coal-dust. Debu arang. Meredam tegangan akibat pemuaian pasir silika. Serbuk gergaji. Tepung-tepungan. Meningkatkan ketahanan panas. Zirkon. Chromite Meningkatkan mampu alir gas. Tepung-tepungan. Serbuk gergaji. Meningkatkan kemudahan hancur. Tepung-tepungan. Gula tetes. Serbuk gergaji.Jenis-jenis Pasir Cetak:1. Green-sand.Terdiri dari:Pasir silika (ex daur ulang + pasir baru)Bentonit 7.5% 9% (aktif)Air 3.5% 4.5%Coal-dustDigunakan pada pengecoran besi dengan berat tuang sampai dengan 200 kg (FC) atau 150 kg (FCD).Karakteristik: Pengerasan dicapai melalui pemadatan baik manual ataupun masinal. Mudah dibongkar. Kemampuan daur ulang sangat baik. Cetakan dicor sesegera mungkin.2. CO2-process.Terdiri dari:Pasir silika (baru)Air kaca 2% 5%Aditive berupa brake-down agent atau yang sejenisnya untuk meningkatkan kemampuan hancur.Digunakan untuk membuat inti dan dalam batasan yang sempit juga cetakan.Karakteristik: Pengerasan diperoleh melalui pemadatan secara manual maupun masinal kemudian direaksikan dengan gas CO2. Memiliki kekerasan tinggi. Permukaan harus di coating untuk menghasilkan permukaan coran yang baik. Dapat disimpan ditempat kering selama beberapa hari sebelun dicor. Kemampuan hancur buruk. Kemampuan daur ulang buruk.3. Cement-process.Terdiri dari:Pasir silika.Semen 7% 10%Air 4% 8%Gula tetes 3.5%Digunakan pada pengecoran besi maupun baja dengan berat tuang yang besar (big foundry).Karakteristik: Pemadatan dilakukan secara manual. Kekuatan tekan dapat mencapai 150 N/cm2setelah 24 jam diudara terbuka. Permukaan harus di coating untuk menghasilkan permukaan coran yang baik. Kemampuan hancur sangat buruk. Dapat disimpan lama sebelum dicor. Kemampuan daur ulang cukup baik.4. No-bake process.Terdiri dari:Pasir silika.Resin (furan, phenolik) sesuai spekHardener dan atau katalis (tergantung kecepatan pengerasan yang diinginkan).Digunakan pada pengecoran besi maupun baja dengan ukuran kecil sampai besar, baik untuk inti maupun cetakan.Karakteristik: Pemadatan ringan dilakukan secara manual selama maksimum 15 menit atau dapat diperpanjang dengan mengurangi jumlah hardener. Kekerasan maksimum dicapai setelah 6 jam. Kualitas permukaan coran baik Dianjurkan coating. Dapat disimpan lama sebelum dicor. Kemampuan hancur setelah pengecoran sangat baik. Kemampuan daur ulang baik.5. Cold-box process.Terdiri dari:Pasir silika.campuran Resin Phenol dan Polyisocianat (umumnya disebut komponen 1 dan komponen 2) dengan perbandingan 1 : 1 sebanyak 0.8% 1.3%Gas amoniak sebagai katalisator 0.05% 0.2%Digunakan sebagai pasir inti untuk ukuran kecil atau sangat tipis.Karakteristik: Pemadatan dilakukan secara masinal (dengan core-shotter). Mampu alir sangat baik sehingga mampu mengisi bagian kotak inti yang tipis. Kekerasan maksimum langsung dicapai setelah hembusan gas amoniak. Dapat disimpan lama sebelum dicor. Kemampuan hancur setelah pengecoran sangat baik. Kemampuan daur ulang baik.6. Hot-box process.Terdiri dari:Pasir silika.Resin furan maupun phenol 1.5% 2%Hardener 0.2% 0.5%Digunakan untuk membuat inti berukuran kecil ataupun tipis.Karakteristik: Kotak inti harus terbuat dari logam. Pemadatan ringan dilakukan secara manual maupun masinal. Pengerasan dilakukan dengan cara pemanasan. Bila disimpan beberapa lama ketahanan patah dapat meningkat sampai dengan 800 N/cm2. Kemampuan hancur setelah pengecoran sangat baik. Kemampuan daur ulang baik.7. Resin Coated Sand (RCS).Terdiri dari:Pasir silika ataupun zirkon.Resin Phenol.Resin resol ataupun novolak.Alkohol ataupun air sebagai pelarut.Seluruh bahan dicampur dan dikeringkan dengan cara pemanasan sehingga diperoleh butiran pasir yang terselubungi dengan resin (resin coated sand).Digunakan sebagai inti maupun cetakan pada metode Shell-moulding.Karakteristik: Pemadatan tidak diperlukan. Pengerasan dicapai dengan pemasanan dengan temperatur 200oC. Kekuatan maksimum lansung dicapai setelah pengerasan. Dapat disimpan lama sebelum pengecoran. Kualitas permukaan coran sangat baik. Kemampuan hancur setelah pengecoran sangat baik. Kemampuan daur ulang buruk.8. Oil Bentonit Binder (OBB)-sand.Terdiri dari:Pasir silika.Bentonit.Minyak/gemuk.Aditive (besi oksida Fe2O3).Merupakan pasir cetak green-sand bebas air yang digunakan sebagai pasir muka (facing-sand) untuk mendapatkan kualitas permukaan yang baik.Karakteristik: Pengerasan dicapai melalui pemadatan secara manual. Mudah dibongkar. Kemampuan daur ulang buruk. Cetakan dicor sesegera mungkin. Kualitas permukaan coran baik.Peleburan Dengan TanurInduksi1.Pendahuluan.Penggunaan tanur induksi di industri pengecoran logam dewasa ini telah semakin berkembang. Hal ini terutama karena tanur induksi menjanjikan beberapa kelebihan antara lain: Hasil peleburan bersih. Mudah dalam mengatur/mengendalikan temperatur. Komposisi cairan homogen. Efisiensi penggunaan energi panas tinggi. Dapat digunakan untuk melebur berbagai jenis material.Namun demikian terdapat pula hambatan/kendala yang perlu diperhatikan yaitu: Infestasi biaya beban tetap yang cukup besar menuntut loading yang tinggi. Biaya operasi yang besar menuntut tingkat kegagalan yang rendah. Dibutuhkan operator maupun teknisi berpengalaman dalam mengoperasikannya. Tingkat bahaya besar, mengingat tanur ini menggunakan enerji listrik yang sangat besar. Biaya perawatan besar.Dengan demikian walaupun tanur induksi menjanjikan banyak keuntungan namun menuntut perlakuan dan pengoperasian yang BENAR meliputi: Keterampilan operator. Penggunaan bahan baku dengan spesifikasi jelas. Preventive maintenance yang intensiv.2.Prinsip proses peleburan dengan tanur induksi.Tanur induksi bekerja dengan prinsip transformator dengan kumparan primer dialiri arus AC dari sumber tenaga dan kumparan sekunder. Kumparan sekunder yang diletakkan didalam medan mahnit kumparan primer akan menghasilkan arus induksi. Berbeda dengan transformator, kumparan sekunder digantikan oleh bahan baku peleburan serta dirancang sedemikian rupa agar arus induksi tersebut berubah menjadi panas yang sanggup mencairkannya.Sesuai dengan frekuensi kerja yang digunakan, tanur induksi dikatagorikan sebagai tanur induksi frekuensi jala-jala (50 Hz 60 Hz) dengan kapasitas lebur diatas 1 ton/jam dan tanur induksi frekuensi menengah (150 Hz 10000 Hz) untuk tanur dengan kapasitas lebur rendah.Frekuensi jala-jala pada tanur induksi frekuensi menengah diubah terlebih dahulu dengan menggunakan thyristor menjadi freukensi yang lebih tinggi sebelum dialirkan kekumparan primer.

Skema tanur induksi frekuensi menengah2.Secara umum tanur induksi terdiri dari 2 jenis yaitu: Tanur induksi jenis saluran, yang digunakan sebagai holding furnace (hanya berfungsi untuk menahan temperatur cairan agar tidak turun). Tanur induksi jenis krus, yang digunakan sebagai tanur peleburan.Prinsip pemanasan tanur induksi jenis saluran2.Pemanasan hanya dilakukan pada bagian saluran cairan. Bahan cair yang panas akan bergerak keatas, sedangkan bahan cair yang dinggin bergerak kebawah mengisi saluran. Dengan demikian cairan didalam tanur akan mengalami sirkulasi.Potongan melintang tanur induksi jenis saluran2.Prinsip pemanasan tanur induksi jenis krus2.Potongan melintang tanur induksi jenis krus2.Tanur induksi jenis krus dikonstruksi sedemikian rupa disesuaikan dengan ukuran dan jenis bahan yang dilebur, sehingga terdapat tanur induksi frekuensi jala-jala, tanur induksi frekuensi menengah dan tanur induksi frekuensi tinggi.Daerah kerja frekuensi terhadap kapasitas muat tanur2.Hal penting yang harus diperhatikan dalam memilih frekuensi kerja tanur induksi adalah hubungannya dengan ukuran minimum bahan baku yang dapat ditembus oleh frekuensi tersebut, sebagai berikut:dimana:= kedalaman penetrasi elektromagnetik [m].K = Konstanta bahan baku.f = Frekuensi kerja [Hz].Ukuran minimum bahan baku yang dapat dilebur tanpa bantuan cairan adalah:D = 3,5 xOleh Brown Bovery Co. ditabelkan sebagai berikut.Dimensi minimum bahan baku [mm]Dengan demikian bahan baku peleburan pada tanur induksi dengan frekuensi kerja terpasang yang memiliki dimensi lebih kecil dari harga yang tertulis pada tabel diatas, harus dilebur dengan bantuan sisa cairan didalam tanur.Pada tanur induksi frekuensi jala-jala (50 Hz), mengingat dimensi bahan baku minimumnya sedemikian besar, maka peleburan pertama selalu dimulai dengan bahan berukuran besar sebagai starting-block serta selalu disisakan sekurang-kurangnya 1/3 cairan didalam tanur untuk membantu proses peleburan berikutnya.Akibat dari adanya arus induksi yang terus menerus mengalir didalam cairan maka akan terjadi pergerakan cairan yang disebut sebagai stirring. Kualitas dan kuantitas stirring ditentukan oleh tinggi atau rendahnya frekuensi kerja dan jumlah fasa listrik yang digunakan.Stirring pada 1 fasa (a) dan 3 fasa (b).Sedangkan frekuensi kerja yang semakin rendah akan mengakibatkan stirring secara kualitatif menjadi semakin besar namun kuantitatif sedikit sehingga akan muncull sebagai gejolak cairan. Frekuensi kerja yang semakin tinggi akan mengakibatkan stirring yang terjadi kecil namun merata disetiap bagian dari cairan, sehingga cairan akan tampak lebih tenang.3.Pemuatan bahan peleburan.Proses peleburan dengan tanur induksi akan semakin efisien bila menggunakan bahan baku yang masif (berukuran besar) dan kompak. Keuntungan yang diperoleh dari bahan masif adalah:1. Bahan yang dilewati oleh medan induksi lebih banyak sehingga menghasilkan enerji panas yang lebih besar.2. Permukaan bahan yang bersentuhan dengan udara sedikit sehingga mengurangi efek oksidasi.3. Bahan homogen dengan komposisi yang serupa sehingga mengurangi faktor kesalahan peramuan.4. Mengurangi kemungkinan bahan asing dan kotoran ikut terbawa pada saat pemuatan sehingga lebih dapat menjamin pencapaian komposisi yang dikehendaki serta mengurangi terak ataupun bahaya-bahaya lain yang ditimbulkannya.Ketersediaan cairan didalam tanur juga akan dapat meningkatkan kecepatan peleburan. Maka dalam hal pemuatan bahan kedalam tanur indsuksi berlaku urutan sebagai berikut:Tanur induksi frekuensi jala-jala:1. Sarting blok untuk awal peleburan.2. Sisa cairan, yaitu 1/3 dari kapasitas tanur untuk peleburan lanjutan.3. Besi kasar.4. Bahan daur ulang.5. Besi bekas.6. Baja bekas.7. Carburisher (bersama baja bekas).8. Bahan paduan, dimana padfuan dengan kehilangan terbakar (melting loss) tinggi dimuatkan paling akhir.Poin 1 merupakan tuntutan wajib bagi tanur induksi frekuensi jaringan, sebab tanpa starting block proses peleburan tidak dapat berlangsung. Sedangkan poin 2 adalah upaya untuk meningkatkan efisiensi enerji peleburan. Poin 3 sampai 8 merupakan urutan prioritas bila bahan-bahan tersebut digunakan.Tanur induksi frekuensi menengah dan tinggi:1. Sarting blok untuk awal peleburan (bila tersedia).2. Besi kasar.3. Bahan daur ulang.4. Besi bekas.5. Baja bekas.6. Carburisher (bersama baja bekas).7. Bahan paduan, dimana padfuan dengan kehilangan terbakar (melting loss) tinggi dimuatkan paling akhir.Poin 1 lebih baik dilakukan walaupun tanpa sarting blok proses peleburan dengan tanur induksi frekuensi menengah sampai tinggi tetap dapat dilakukan. Sedangkan poin 2 sampai 7 merupakan urutan prioritas bila bahan-bahan tersebut digunakan.Rangkuman.1. Tanur induksi digunakan pada proses peleburan besi, baja cor dan sedikit nonferro.2. Enerji peleburan diperoleh dari bahan bakar listrik.3. Tanur induksi terdiri dari dua jenis yaitu jenis saluran (untuk proses penahanan temperatur) dan jenis krus (untuk proses peleburan).4. Ukuran bahan baku sangat ditentukan oleh frekuensi kerja tanur induksi.5. Kualitas peleburan sangat ditentukan oleh lining tanur induksi.Efisiensi peleburan akan naik bila bahan baku yang digunakan berukuran besar dan masif (kompak).Dari berbagai sumber.