proses pdeleburan

7/24/2019 Proses Pdeleburan

1/7

1. Proses Peleburan

Proses peleburan adalah proses pencairan bahan (besicor) dengan jalan pemanasan di

dalam sebuah dapur peleburan. Setelah bahan mencair kemudian dituang kedalam sebuah

cetakan. Pada proses peleburan alumuniumd igunakan dapur jenis crucible. Dapur jenis ini

digunakan untuk penggunaan dalam skala kecil sedangkan untuk skala besar digunakan dapur

reverberatory. Crucible yang ada dalam dapur berbentuk pot yang terbuat dari lempung

dicampur dengan pasir. Terdapat tiga macam crucible menurut jenis bahan bakar, yaitu gas,

minyak dan kokas. Crucible dengan bahan bakar kokas jarang digunakan karena kurang

efisien. Hasil pembakaran bahan bakar akan memanaskan dinding crucible yang kemudian

akan dialirkan ke logam yang akan dilebur. Dengan demikian logam tidak mengalami kontak

langsung dengan api pembakaran.

Proses peleburan alumunium pada dapur peleburan untuk mendapatkan alumunium cair

yang berkualitas baik harus meleati beberapa tahapan yaitu!

a.Charging

Pada proses ini material yang berbentuk retum scrap dimasukkan terlebih dahulu ke

dalam tungku. Hal ini dilakukan untuk mencegah terjadi kerusakan pada lantai atau dinding

furnace. Pada proses charging ini perbandingan antara return scrap dengan ingot adalah "#$%

##$ pada suhu &'.

b.Fluxing

Fluxing adalah proses pemasukan paduan kimia pada saat peleburan alumunium, yaitu

suhu peleburan mencapai *+o%*#o. Proses ini bertujuan untuk!

encegah terjadinya oksidasid dan gas.

elepaskan gas hidrogen

engikat kotoran

emperbaiki struktur cairan aluminium

c.Killing Time

Setelah fluks diaduk didiamkan selama #%- menit dengan tujuan untuk memberikan

aktu pada kotoran%kotoran untuk mengambang ke permukaan cairan.

d.Dis Lagging

otoran% kotoran yang mengambang ditarik keluar dari cairan dan ditampung pada karet

slug, kemudian diaduk%aduk untuk memisahkan cairan dengan kotoran pada karet yang

dilengkapi dengan saringan (filter).

e Tapping

Tapping adalah proses penuangan cairan logamtungku ke ladle dan dilakukan pada suhu

*+o%*#o. Sebelum proses tappping, ladle harus diipanaskan terlebih dahulu selama

kurang lebih -# menit dengan tujuan! /ntuk menghindari ledakan pada saat tapping


2/7

/ntuk menghindari penuruan temperatur cairan pada saat dipindahkan

f. Distribusi olten

Setelah cairan berada di dalam ladle, cairan didistribusikan ke dalam masing%masing

cetakan.

2. Crucible Furnace

Dapur oi ini, tercatat sebagai dapur tertua yang pernah digunakan untuk melebur

baja. 0ambar penampang sebuah dapur koi, dapat dilihat dibaah ini.

Crusibel furnace adalah dapur tertua yang digunakan untuk melebur baja, terbuat dari

campuran grafit dan tanah liat, mudah pecah dalam keadaan biasa, akan tetapi memiliki

kekuatan yang cukup berarti dalam keadaan panas. Dapat dipanaskan dengan kokas,

minyak1gas alam. 2aja karbon rendah, baja bekas, arang kayu dan paduan fero digunakan

untuk membuat baja.

Proses kerja !

-. Pertama%tama caan ini diisi baja dan besi kasar, kemudian caan ditutup dengan

merapatkan tutup dapur caan dengan dempul tanah liat.

+. Setelah itu caan diletakkan dalam dapur api. Di dalam dapur api dimasukkan gas%gas panas

sekeliling caan sehingga caan%caan di dalam dapur api menjadi panas dan mencairkan

baja1besi yang berada di dalam caan dan mereaksikan unsur%unsur yang terdapat di dalam

baja1besi.

3. Setelah proses selesai, maka cairan baja dikeluarkan dari dalam caan dan dibaa ke cetakan

penuangan baja untuk dijadikan baja%baja kroes atau baja%baja istimea.

". 2aja%baja yang dikerjakan dalam dapur caan adalah baja%baja istimea karena bisa

didapatkan baja%baja yang sangat murni dengan campuran yang homogen. /ntuk logam%logam yang sangat sulit dicampur secara merata sangat baik mengerjakannya dengan dapur


3/7

caan karena campuran seperti Si,n ,4i,r tidak akan berubah ( tetapi kadar arangnya akan

berubah).

2aja%baja dari caan ini akan dipakai untuk perkakas tempa, pahat%pahat, pegas%

pegas, baja%baja perkakas, paku keling, pesaat%pesaat pengengkat, kabel%kabel, dsb. Tetapi

karena harganya yang sangat tinggi, maka baja%baja caan ini terdesak oleh baja%baja listrik.

+.- omponen%komponen furnaces

0as fired crucible furnace consisterdiri atas komponen%komponen tersebut! furnace casing,

crucible, furnace co5er, mesin pembakar, penahan co5er furnace, penahan alas dan pembakar.

+.+.omponent Design

+.+.-. 6urnace casing

7embar baja ringan dipilih untuk pembuatan casing tungku karena relatif ringan, kekuatan

yang baik, sifat mampu bentuk yang sangat baik, mampu las, ketersediaan dan biaya

pembelian yang rendah. asing tungku melapisi semua komponen dari tungku termasuk! bata

api dan lapisan, kompor dan krus.

+.+.+.The rucible

8adah adalah silinder berbentuk kontainer ditempatkan di rongga bagian dalam (ruang

pemanasan) dari tungku. 6ungsinya adalah untuk meadahi logamuntuk dilebur di ruang

pemanasan tungku. Desain ini dibuat untuk memastikan baha logam yang akan meleleh

tidak bersentuhan langsung dengan gas pembakaran melainkan untuk melayani sebagai mediauntuk melakukan panas yang dihasilkan dari ruang bakar yang ditransfer oleh kon5eksi

menuju logam. /ntuk alasan ini, pot terbuat dari baja berdasarkan kromium yang memiliki

ketahanan panas yang tinggi, kekuatan tinggi dan kondukti5itas termal yang baik karena

terkena pemanasan langsung. Pot memiliki dimensi ketebalan -mm berikut, -"mm

diameter +mm dan tinggi.

+.+.3. 6urnace co5er

Penutup terbuat dari baja tebal "mm itu digulung menjadi silinder dari "'#mm diameter,

tinggi mm dengan lubang -*#mm yang berfungsi sebagai saluran pembuangan.


4/7

Dapur ini melebur logam tanpa berhubungan lagsung dengan bahan pembakaran tidak

langsung (indirect fuel-fired furnance.

Gambar 4.2 Jenis tungku krusibel

Dalam gambar di atas ditunjukkan 3 jenis tungku krusibel yang biasa digunakan yaitu!

rusibel angkat (lift-out crucible)

rusibel ditempatkan di dalam tungku dan dipanaskan hingga logam mencair. Sebagai

bahan bakar digunakan minyak, gas dan serbuk batubaru. 2ila logam telah melebur, krusibel

diangkat dari tungku dan digunakan sebagai ladel penuangan.

rusibel yang dipergunakan harus selalu menggunakan jenis refraktori yang memiliki

kapasitas maksimum # kg 9l. kerugian dari jenis tungku ini adalah keterbatasan dalam

menghasilkan produkti5itas dalam jumlah yang tinggi, memerlukan jumlah tenaga kerja yang

banyak dan buruknya kondisi kerja, tetapi keperluan biaya perlengkapannya paling murah.

Pot tetap (stationary pot

Tungku jenis stationary adalah jenis tingku dengan krusibel yang ditempatkan secara

permanen, kapasitas peleburannya berkisar antara -#%"# kg 9l dan jenis krusibel refraktori

maupun besi cor dapat digunakan dalam tungku jenis ini, tetapi krusibel jenis besi cor perlu

selalu dilapis ulang dengan bahan refraktori secara periodik. euntungan dari jenis tungku ini

adalah terletak pada kecocokannya untuk beralih dari peleburan satu jenis ke jenis paduan

lainnya dan tungku jenis stationary inisangat baik untuk pemurnian aluminium serta biaya

instalasi yang diperlukan relati5e tinggi.

Tungku tukik (tilting-pot furnance

Tungku krusibel digunakan untuk peleburan logam non%besi seperti perunggu, kuningan,

paduan seng dan aluminium. apasitas tungku umumnya terbatas hanya beberapa ratuspound saja.

:fisiensi panas1peleburan dari tungku jenis krusibel adalah berkisar antara -#%3$,

rendahnya efisiensi tersebut karena tingginya panas yang hilang melalui saluran gas buang.

Struktur utama kontruksi tungku jenis krusibel terdiri atas! krusibel, lapisan refraktori,

system pembangkit panas, dan alat pengukur temperature.

Prinsip dasar pembuatan gas%fieed crucible furnace!

6urnace berbentuk lingkaran lebih efisien dibandingkan furnaces berbentuk kotak.

/kuran furnaces harus disesuaikan dengan ukuran crusible yang akan digunakan.

/kuran diameter furnaces harus berkisar &; < -+; lebih besar dari diameter crucible.


5/7

Tinggi furnaces (dan liner) harus memperhitungkan crucible block yang berada di

crucible yang berada diatas burner. Dan ukuran antara ruang bibir crucible dan co5er

sebanyak - < +.

2urner atau tuyer harus berada di baah crucible dan tegak lurus dengan sisi furnace

liner. Tingkat ketebalan sebesar 3 < & = tergantung material yang menggunakannya.

3. Heat Balance dan pengaplikasiannya dalam metalurgi

esetimbangan energi termal dapat dijelaskan sebagai berikut! sebuah sistem

pengeringan akan selalu memiliki kesetimbangan energi termal, tentunya kesetimbangan

tersebut terhadap aktu artinya kesetimbangan energi termal selalu berubah%ubah terhadap

aktu. >ariabel%5ariabel kesetimbangan energi termal terdiri dari beberapa jenis, yaitu laju

energi masuk sistem pengeringan, laju energi keluar sistem pengeringan, laju energi berguna

sistem, laju perubahan energi tersimpan sistem pengeringan. Pernyataan tersebut

diterjemahkan dalam bentuk persamaan umum energi termal yang menyatakan baha laju

energi masuk sistem dikurangi laju energi keluar sistem ditambah dengan laju energi yang

dibangkitkan ke dalam sistem adalah sama dengan laju perubahan energi tersimpan di dalam

sistem. Hal tersebut dapat dirumuskan sebagai !"< ?/T @ 0:4 A ST di dalam sistem

pengeringan persamaan umum kesetimbangan energi termal persamaan mengalami

perubahan karena ( 0:4 A ) sehingga persamaannya berkurang menjadi !"< #$T A ST

kemudian energi keluar sistem pecah menjadi dua kelompok energi sehingga kesetimbangan

energi termalnya menjadi laju energi masuk sistem dikurangi laju energi losses total sistem

dikurangi laju energi berguna adalah sama dengan laju perubahan energi tersimpan di dalam

sistem. Dengan demikian, persamaan kesetimbangan energi termal pada sistem pengeringanadalah! in


6/7

Heat Input Heat Output

u+S CH (-#*3+') A Ep dT

?+ CH(+'+') A

4+ CH(+'+') A

S @ ?+

S?+ CH+ (+' ) A b

4+ CH(+'-*3) A Ep dT

S?+ CH(+'-*3) A Ep dT

u CH(+'-#+3) A Ep dT

u+S

+ u @ S CH- (+' ) A aTotal Total

!. "iagram Fasa #luminium

9lumunium bila dipanaskan dari temperature kamar hingga mencapai temperature diatas &&

maka akan mencair. Pada proses pencairan akan terjadi perubahan dari fasesolid' semi

solid li(uid hingga li(uid. /ntuk lebih jelasnya dapat kita lihat pada diagram fasa 9l%u pada

gambar berikut.

Pada gambar di atas merupakan

diagram fasa paduan 9l%u. ita

lihat paduan 9l%u denganprosentase - $ u. Di baah

temperature #"' dalam

keadan padat dimana fasa yang

terbentuk adalah F @ G (u9l+).

Pada temperature "#' . hingga

titik leleh &3 material dalam

keadaan padat dan cair, fasanya

adalah F @ liuid. Dari

temperature "#' ke atas

secara proporsional terjadi

perubahan prosentase fasa padat

da cair. Semakin ke atas


7/7

prosentase fasa cair semakin tinggi dan mencapai - $ fasa cair pada temperature &3 .

Pada range temperature "#' < &3 ini yang disebut dengan fasa semi solid liuid. Pada

fasa iniikatan atom lemah dan sangat mudah untuk dideformasi, sehingga untuk keperluan

mencetak tenaga yang dipergunakan relati5e rendah.

Sebagai paduan 9l%u%g paduan yang mengandung " $ u, ,# $ g dapat

mengeras dengan sangat dalam beberapa hari oleh penuaan pada temperaturbiasa setelah pelarutan paduan ini di temukan oleh 9. 8ilm dalam usaha mengembangkan

paduan 9l yang kuat yang dinamakan Duralium. Duralium adalah paduan praktis yang sangat

terkenal dengan sebutan paduan +-*, sedangkan untuk komposisi standarnya adalah 9l%" $,

u%,# $, g%,#$. Paduan yang mengandung u mempunyai ketahanan korosi yang jelek.

#. Tentukan besar heat capacity pada fasa alpha 9l, heat fusion pada temperatur melting

9l, heat capacity pada fasa liuid 9l dan gambarlah diagram pemanasan 5s aktu

yang menunjukkan perilaku termodinamika 9lI

&. Tentukan besar heat capacity pada fasa alpha u, heat fusion pada temperatur meltingu, heat capacity pada fasa liuid u dan gambarlah diagram pemanasan 5s aktu

yang menunjukkan perilaku termodinamika uI

proses pdeleburan

Documents