proses pembuatan baja billet
TRANSCRIPT
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
1/29
BAB III
PROSES PRODUKSI BILLET BAJA
Billet merupakan baja batangan setengah jadi yang dibuat dari hasil pengecoran
biji besi ( pig iron) maupun besi bekas yang dilebur dengan temperatur tertentu
serta dituang dalam cetakan ukuran tertentu. Billet yang dibuat di Pabrik Billet
Baja PTKS mempunyai dua ukuran, yaitu 130x130 mm dengan panjang 12m dan
120x120mm dengan panjang 9m. Billet baja yang merupakan produk setengah
jadi ini kemudian di kirim ke Wire Rod Mill (WRM) untuk diolah lagi menjadi
gulungan-gulungan baja dengan ukuran yang disesuaikan dengan kebutuhan.
Hasil olahan billet baja yang sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari
contohnya seperti kawat, baja beton, per kasur, paku, kawat las, baut, mur dan
lain-lain.
3.1 Bahan Baku Pembuatan Billet
Pada pembuatan billet di Divisi Pabrik Billet Baja PT. Krakatau Steel
digunakan bahan baku maupun paduan-paduan tertentu demi memperoleh
hasil yang sesuai dengan yang diharapkan. Adapun beberapa bahan dan
paduan dasar yang digunakan dalam pembuatan billet di Divisi Pabrik Billet
Baja PT. Krakatau Steel adalah sebagai berikut:
1.
Besi Spons (Sponge Iron)
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
2/29
Besi spons merupakan salah satu bahan baku utama dalam pembuatan
billet dimana besi spons ini dihasilkan dari proses Dirrect Reduction Iron
(DRI).
Gambar 3.5 Besi spons
Besi spons di olah dari bahan baku biji besi dalam bentuk pellet menjadi
besi spons yang berbentuk pellet juga. Disini bijih besi ( pellet ) direaksikan
dengan gas alam dalam unit pembuatan biji spons. Pabrik DRP
menggunakan proses reduksi langsung atau tanpa dilebur, yaitu dengan
mereaksikan pellet dan gas pereduksi yang dihasilkan dari gas alam dan
steam dalam sebuah reformer. Pabrik ini dapat memproduksi 2,3 juta ton
besi spons tiap tahun dari dua unit pabrik.
2. Besi Tua (Scrap)
Besi tua merupakan bahan utama pembuatan billet baja sebagai sumber
unsur besi yang cukup besar dari limbah besi bekas rumah tangga maupun
industri. Besi tua ini diperoleh dari pemasok besi tua, dan dikelompokkan
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
3/29
antara besi tua yang kaya unsur besinya dan yang miskin unsur besinya
sebelum dicampur kedalam dapur EAF.
Gambar 3.6 Besi tua
Scrap itu sendiri dapat dibedakan menjadi empat jenis yaitu, Home Scrap,
Local Scrap, Import Scrap, dan Scrap Recovery. Yang mempunyai arti
sebagai berikut :
1. Home Scraping merupakan kumpulan besi-besi tua yang berasal dari
hasil pabrik sendiri seperti wire rod , CRM, HSM,dll.
2. Local Scrap merupakan besi-besi tua yang juga reject dari lokal tetapi
telah dimodifikasi berupa pengepressan atau pembentukan.
3.
Import Scrap merupakan bahan baja-baja utama yang dikirim langsung
dari luar negeri.
4. Scrap Recovery merupakan scrap bahan baku yang banyak dijumpai.
Dan Scrap Recovery ini juga banyak digunakan oleh pabrik-pabrik
baja yang ada di Indonesia karena Scrap jenis ini merupakan scrap
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
4/29
yang mempunyai harga paling murah dibandingkan dengan scrap-
scrap jenis yang lain.
3. Batu Kapur ( Lime Stone)
Batu kapur merupakan unsur yang sengaja ditambahkan pada proses
peleburan di dalam dapur. Tujuan penambahan unsur kapur disini adalah
sebagai pengatur basisitas baja cair (CaO/SiO2: 1,8–2,2) selain pembentuk
terak yang mengikat unsur-unsur pengotor yang tidak diharapkan seperti
posfor dan sulfur. Terak ini kemudian akan terangkat keatas dan keluar
terbuang melalui pintu kerja dari terak pada EAF.
Gambar 3.7 Batu kapur
Batu kapur merupakan komposisi yang ditambahkan pada saat proses
peleburan dengan komposisi yang disesuaikan dengan grade baja yang
akan dibuat. Batu kapur di bawa oleh pesawat pengangkut (crane) menuju
tungku peleburan, pada proses ini kapur sangat berpengaruh untuk
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
5/29
mengatur basisitas dan mengurangi pengotor yang akan mempengaruhi
kualitas baja yang dihasilkan.
4. Unsur-unsur paduan
Unsur-unsur paduan biasanya ditambahkan pada proses sekunder yaitu
pada LF. Unsur paduan tersebut diantaranya adalah alumunium yang
berfungsi sebagai pengikat oksigen supaya pada saat proses pengadukan
logam cair, oksigen yang ada di dalam logam cair bisa bereaksi dengan
alumina sehingga tidak ada oksigen yang terperangkap dalam logam cair
karena dapat menimbulkan cacat. Unsur-unsur lainnya yang ditambahkan
diantaranya ferro alloys (SiMn, FeMn, FeSi, FeV, FeCr, dan FeMg), CaO,
CaC2 dan Al (Sebagai síntesis terak pada proses LF).
3.2 Proses Pembuatan Billet Baja
Secara umum proses produksi pada pabrik billet baja tebagi menjadi tiga
tahapan, yaitu proses peleburan ( Melting ), proses Ladle Furnace (LF), proses
Pencetakan/ pengecoran (Casting ).
A. Peleburan ( Melting )
Adapun aktivitas yang ada pada proses peleburan adalah sebagai berikut:
1.
Pemasukan bahan baku (Charging )
Charging adalah suatu proses pemasukan bahan baku yang telah
disiapakan (dalam bucket ) ke dalam dapur listrik. Bahan baku utama
terdiri dari : Scrap (besi tua), Besi spons (DRI) yaitu Fe Alloy terdiri
dari : FeSi, FeMn, FeV dan paduan lainnya serta kapur bakar (CaO) dan
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
6/29
Dolomit Bakar (MgO) yang merupakan bahan Flux yang berfungsi
untuk pembentukan slag / terak, mengikat unsur – unsur yang tidak
berguna, misalnya phospor (P) dan sulfur (S), juga untuk menaikkan
basisity (daya tahan refractory terhadap keadaan asam di dapur)
dihitung dari kandungan CaO/SiO2 dengan hasil diantara 2 - 3. Karena
dengan semakin banyak pospor yang ikut terkandung dalam slag , maka
pengotor pada baja cair akan semakin sedikit, dan kualitas baja yang
baik akan didapatkan.
Dalam pemasukan bahan baku ada dua macam sistem pemasukan
bahan baku ke dalam dapur busur listrik, yaitu : Charge Conventional
Feeding System dan Charge Continous Feeding System.
- Charge Conventional Feeding System
Charge Conventional Feeding System adalah charge yang dilakukan
beberapa kali, dan proses pemasukan dengan menggunakan Bucket,
kebanyakan yang dimasukkan adalah Scrap dan Sponge dengan
campuran CaO hal ini tergantung dari jumlah chargenya. Misalnya
jumlah ton chargenya adalah 72,6 ton maka untuk charge pertama
dilakukan dengan Conventional Feeding System dengan komposisi :
scrap import 18,5 ton, scrap lokal 3,45 ton, scull 7,45 ton, CBI 3,2
ton, besi spons 20 ton dan kapur bakar 0,5 ton (tidak dihitung). Jadi
total charge pertama adalah 52,6 ton, sehingga kekurangannya
adalah 20 ton. 20 ton inilah yang nantinya akan ditambahkan ke
dalam dapur melalui Continous Feeding Charge atau pada charge
kedua, hal ini dapat dilihat dari heat report .
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
7/29
-
Charge Continous Feeding System
Charge Continous Feeding System adalah pengumpanan bahan baku
secara terus-menerus dengan menggunakan alat belt conveyor , yang
diumpankan adalah berupa besi spons dan kapur bakar. Besi spons
yang diumpankan ke dapur melalui conveyor mempunyai kecepatan
antara 10 – 50 ton per jam, sedangkan kecepatan pengumpanan batu
kapur ke dalam dapur adalah 2 ton per jam.
2. Peleburan ( Melting )
Proses peleburan adalah proses mencairkan logam dari bahan baku
padat menjadi cair dengan menggunakan elektroda 3 phasa yang
dimasukkan ke dalam dapur. Proses peleburan ini dibagi menjadi tiga
bagian, yaitu:
-
Penetrasi (Penembusan)
Penetrasi merupakan proses awal dimana elektroda melakukan
penembusan ke dalam bahan baku sedalam ± 1meter. Penetrasi
dilakukan dengan menggunakan 3 buah elektroda dan arus listrik
sebesar 19 MW. Saat penetrasi, elektroda digerakkan secara manual,
hal ini bertujuan agar elektroda tidak patah saat menembus bahan
baku.
Penggunaan TAP sangat penting untuk melakukan penetrasi
elektroda ke dalam logam. Pada awal penetrasi menggunakan TAP
13 atau daya listrik yang digunakan sebesar 14,8 MW berlangsung
selama ± 2 menit. TAP yang terakhir digunakan adalah TAP 15 yang
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
8/29
menggunakan daya sebesar 19 MW. Setelah elektroda menembus ke
dalam logam / bahan baku, maka penggunaan elektroda makin
diperbesar untuk melebur logam padat. Jika ingin menaikkan TAP
harus diperhatikan terlebih dahulu, jangan sampai ada bahan
nonconduktor menempel pada elektroda, karena dapat menyebabkan
elektroda patah.
- Melting (Peleburan)
Peleburan merupakan proses lanjutan dari penetrasi hingga
mencairkan logam. Pada proses ini penggunaan TAP 18 dengan
pemakaian daya listrik sebesar 24,4 MW. Pemakaian TAP sebesar
ini digunakan untuk menembus logam hingga dasar.Setelah tembus,
maka proses peleburannya dimulai dari bawah kemudian ke atas. Hal
ini dilakukan karena bahan baku padat akan turun dan ikut terlebur.
Berikut ini adalah tabel penggunaan TAP yang dipakai pada proses
penetrasi dan peleburan logam.
TAP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
MW 3,2 3,8 4,1 5 6 6,3 7,1 7,9 10,5 11,2 13 15 17,7 19 21,1 23,5 24,5
Tabel IV.1. Penggunaan TAP
Di dalam peleburan bahan baku, proses peleburan dapat dibantu
dengan menggunakan injeksi oksigen, penggunaan injeksi oksigen
dengan cara menyemprotkan oksigen ke dalam dapur dengan
tekanan 19kgf/cm² dan lamanya tergantung dari banyaknya bahan
baku yang belum mencair. Injeksi oksigen dimulai setelah penetrasi.
Penetrasi dan peleburan terjadi di dalam charge I dan charge II,
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
9/29
untuk charge II dilakukan setelah bahan baku pada charge I mencair
± 75%. Temperatur yang digunakan untuk melebur berkisar antara
1530 – 1550°C.
3. Refining (Pemurnian)
Proses refining adalahproses pemurnian baja cair di dalam dapur untuk
menghilangkan unsur – unsur tidak berguna seperti phospor (P) dan
sulfur (S), dan juga terkadang menghilangkan Carbon ( C ) jika baja
cair yang diinginkan terlalu banyak kandungan karbon. Kalau tidak
dihilangkan dapat mengakibatkan billet yang dihasilkan akan patah –
patah.
Kandungan phospor dan sulfur yang diperbolehkan dalam baja cair
sekitar 0,04 % - 0,05%. Refining mulai dilakukan pada temperatur
1600°C dan daya listrik yang digunakan 38 – 40 MW. Perlakuan dalam
proses refining adalah :
a.
Injeksi grafit
Injeksi grafit dilakukan dengan mesin injeksi grafit, dimana injeksi
grafit digunakan untuk menaikkan kadar karbon dan juga untuk
menurunkan kadar oksigen serta mengikat unsur P dan Sulfur.
b.
Injeksi oksigen
Injeksi oksigen bertujuan untuk menurunkan kadar karbon dan untuk
mempercepat proses peleburan serta mempertahankan temperatur.
Mesin injeksi oksigen dihubungkan dengan pipa – pipa yang
ukurannya 1 – 2 inchi.
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
10/29
Untuk ukuran 1 inchi dimasukkan ke dalam slag door setelah charge
pertama selesai dilakukan. Pemasukan tersebut digunakan untuk
mempercepat proses terleburnya scrap. Tekanan yang dipakai untuk
penginjeksian oksigen adalah 19 kgf/cm². Sedangkan untuk pipa ½
inchi biasanya untuk membersihkan baja cair yang berada di kanal
dan juga untuk membersihkan tapping spot (aliran logam cair).
Dengan adanya cairan baja cair yanh membeku di tempat–tempat
tersebut akan menghambat jalannya baja cair sewaktu diadakan
tapping .
Proses refining biasanya dilakukan sebelum waktunya dan saat
waktunya. Sebelum waktunya misalnya dengan injeksi grafit pada
charge pertama. Saat waktunya dilakukan pada Continous Feeding
berakhir, kira – kira pada suhu 1550 – 1620°C. Pada saat refining di
dapur busur listrik akan menghasilkan slag , yaitu kotoran dari bahan
baku tambahan dan bawaan dari logam yang bersenyawa dengan
oksigen.
Dari slag dapat dianalisa mengenai logam cair tersebut. Cara untuk
mendeteksi slag yang mengandung oksigen yang tinggi adalah :
a) Slag encer
b) Dalam keadaan dingin dan padat pada porosity
c) Warnanya hitam
d) Aliran slag yang keluar dari slag door deras dan tajam
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
11/29
Sedangakan untuk slag yang mengandung oksigen rendah dan kadar
karbonnya lebih tinggi adalah :
a)
Slag agak kental
b) Aliran yang mengalir pada slag door lambat
c) Slag nya berbuih, jika dingin banyak porositasnya
Apabila slag tersebut bersifat asam maka slag yang keluar dari slag
door menyerupai plastik–plastik yang terbakar. Dalam proses refining
yaitu pada saat temperatur antara 1620 – 1650°C saat sebelum
pouring atau tapping . Blocking dilakukan dengan tujuan untuk
mengatur komposisi baja yang ditentukan seperti unsur C, Si, Mn, Al,
FeAl dan menghentikan oksigen. Slag yang dihasilkan dari dapur di-
recycle lagi dan dipisahkan, jika masih mengandung Fe > 60%
dikembalikan lagi ke dapur.
4.
Penuangan ( Pouring )
Pouring adalah proses penuangan baja cair ke dalam ladle, sebelum kita
melakukan proses ini terlebih dahulu dipersiapkan :
a.
Ladle
Ladle tersebut diisi dengan unsur – unsur tertentu tergantung jenis
baja yang sesuai dengan grade yang diinginkan. Pemasukan unsur –
unsur tersebut dapat juga dilakukan pada saat melting yang
digunakan untuk memperbaiki mutu baja yang akan dibuat. Unsur-
unsur yang akan dimasukkan ke dalam dapur adalah berkisar 20%
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
12/29
dari jumlah unsur yang dibutuhkan untuk pembuatan baja dengan
temperatur ladle ± 900°C sebelum menerima baja cair. Ladle
dipanaskan terlebih dahulu agar tidak terjadi drop temperatur dan
thermal shock .
b. Temperatur
Sebelum dilakukan tapping ,baja cair diatur temperaturnya yang
bertujuan untuk menghindari adanya penurunan temperatur (drop
temperatur) yang dapat mengakibatkan kesulitan dalam proses
pencetakan billet di Continous Casting . Temperatur baja cair
tersebut harus memenuhi syarat sesuai dengan jenis ( grade) baja
yang ditentukan. Temperatur tapping sendiri berkisar antara 1610°C
sampai 1620°C.
c.
Pengambilan sampel baja cair
Sebelum pouring , komposisi baja cair harus sudah diketahui dengan
tujuan menjadi referensi dalam proses alloying pada Ladle Furnace.
Oleh karena itu sebelum pouring dilakukan pengambilan sampel
baja cair yang kemudian dikirim ke laboratorium dengan
menggunakan kapsul untuk mengetahui komposisi baja cair. Hasil
dari uji laboratorium kemudian akan dikirimkan melalui komputer
yang saling terhubung.
d. Tapping spout (lubang penuangan)
Lubang tapping harus dibuka dan dibersihkan supaya baja cair dapat
mengalir dengan lancar.
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
13/29
Hal lain yang perlu diperhatikan dalam proses pouring yaitu :
e.
Posisi elektroda harus naik (half dept ), power trafo harus dimatikan
f. Tebal slag yang melapisi baja cair sesudah tertampung di dalam
ladle sekitar 4 – 6 inchi, tujuannya untuk menjaga temperatur baja
konstan.
g. Pengisian ladle tidak boleh terlalu penuh, sehingga baja cair dan slag
tumpah (dapat merusak ladle)
h.
Setelah dilakukan pouring , usahakan slag dan sisa baja cair harus
dibuang supaya bagian dasar dapur busur listrik bersih dan untuk
menghindarakan terjadinya kerusakan.
i.
Penuangan dilakukan secara perlahan – lahan hingga kemiringan
42°. Penuangan jangan terlalu lambat / pelan, tujuannya untuk
menghindari baja cair bereaksi dengan udara. Rata – rata temperatur
penuangannya ± 1620°C.
Proses peleburan terjadi di dalam dapur busur listrik atau EAF. Electric
Arc Furnace (EAF) merupakan peralatan utama untuk meleburkan sponge
dan besi-besi bekas atau besi tua sebagai bahan baku baja, temperatur yang
digunakan mencapai 1620
o
C sampai 1700
o
C. Dengan temperatur yang
tinggi tersebut, maka diperlukan suatu peralatan yang dapat bekerja dan
bertahan pada temperatur tersebut, agar peralatan yang digunakan tidak
ikut melebur.
Adapun peralatan yang digunakan pada proses peleburan adalah sebagai
berikut:
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
14/29
1. Dapur EAF
Dapur EAF merupakan tempat peleburan bahan baku baja (besi sponge,
besi tua atau besi bekas , dan batu bakar sebagai bahan aditif. Berbentuk
silinder yang melengkung bagian bawahnya, terbuat dari plat baja yang
dilapisi bata tahan api dan panel untuk mengatur pendinginan air.
Gambar. EAF
2. Elektroda Grafit
Elektroda merupakan pembangkit panas utama busur listrik yang
menghasilkan panas dari loncatan bunga api listrik, dimana
dihubungkan dengan sebuah transformator berkapasitas 30 MVA untuk
dapur satu dan dua serta 60 MVA untuk dapur tiga dan empat, elektroda
tersebut terbuat dari grafit dan konsep kerja dari elektroda ini adalah
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
15/29
seperti pada pengelasan listrik yang biasa digunakan dalam bengkel
otomotif. Elektoda grafit tersebut ditunjukan pada Gambar 3.1
Gambar 3.1 Elektroda grafit
3. Ladle
Ladl e merupakan untuk tempat menampung baja cair dari dapur EAF.
Pada bagian dasar ladle juga dilengkapi dengan dua buah lubang.
Lubang pertama sebagai tempat mengalirnya gas argon atau nitrogen
untuk proses pengadukan (purging cone) dan lubang kedua untuk
mengalirnya baja cair pada saat pengecoran di CCM.
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
16/29
Gambar. Ladle pouring
4.
Bucket
Bucket digunakan sebagai tempat penampungan sementara dan untuk
mengangkut bahan baku seperti besi tua atau besi sponge yang berasal
dari gudang. Bucket membawa bahan baku tersebut sampai dapur EAF
untuk proses peleburan.
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
17/29
Gambar 3.3 Bucket
5.
Belt Conveyor
Belt Conveyor merupakan suatu alat angkut yang tersusun dari sabuk
karet yang digerakkan oleh motor induksi. Belt conveyor digunakan
untuk keperluan pengisian bahan baku secara terus menerus ke dalam
Electric Arc Furnace (EAF) hingga kapasitas bahan baku pada EAF
terpenuhi.
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
18/29
Gambar 3.4 Belt conveyor
B. Ladle Furnace (LF)
Proses di Ladle Furnace merupakan pemanasan lanjutan ( secondary
heating ) setelah melalui proses peleburan dari dapur EAF ( primary
heating ). Keberadaan proses ini menjadi sangat penting dalam menentukan
komposisi billet agar sesuai terhadap grade. Tujuan dari proses ini adalah:
-
Mempertahankan suhu baja cair
- Mengatur komposisi baja cair
- Menjaga kebersihan baja
Untuk mencapai tujuan di atas, maka dilakukan proses-proses sebagai
berikut:
1. Reheating
Proses pemanasan kembali untuk menjaga agar suhu tetap stabil pada
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
19/29
suhu 1620 oC, proses ini dilakukan dengan menggunakan tiga buah
elekroda dengan kapasitas trafo 15 MVA.
2. Alloying
Proses ini dilakukan dengan cara menambahkan material ferro alloys
sesuai dengan komposisi yang diinginkan. Penambahan ferro alloys itu
dilakukan dengan cara membuka kotak penampung (bunker ) yang
berisi masing-masing material ferro alloys yang dibutuhkan, adapun
jumlahnya adalah 8 bucket. Jenis-jenis material ferro alloys yang
ditambahkan diantaranya SiMn, FeMn, FeSi, FeV, FeCr, dan FeMg.
3. Sintesis Terak (Slag Threatment )
Dalam proses ini dilakukan penambahan CaO, CaC 2 dan percampuran
Al agar baja bersifat basa. Hal ini dilakukan agar baja cair tidak
merusak bata tahan api.
4. Homogenisasi
Homogenisasi merupakan pengadukan pada baja cair yang dilakukan
dengan cara menyemprotkan gas Argon ( Ar ) atau Nitrogen ( N ) yang
berasal dari purging cone di bawah ladle. Penggunaan gas mulia ini
dilakukan karena gas terebut bersifat sukar bereaksi dengan senyawa
kimia lainnya.
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
20/29
Proses ini
menentukan
pada ladle di
operator. Pad
harus ditamb
pengontrol ter
Keistimewaa
timbul yang
yang dikatak
persamaan ki
Gambar 3.11 Ladle furnace
erupakan salah satu proses yang cukup
ualitas baja yang dihasilkan. Baja cair yang
atur komposisinya melalui ruang pengontr
proses ini operator dapat melihat paduan
ahkan melalui komputer yang telah terse
sebut.
dari Ladle Furnace adalah, dapat men
ita inginkan sesuai dengan kadar Carbon
n bagus adalah slag yang mempunya ka
ia sebagai berikut :
+ < 3%
penting untuk
telah dituangkan
l oleh beberapa
komposisi yang
dia pada ruang
atur slag yang
ya, Untuk slag
dungan dengan
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
21/29
Timbulnya slag digunakan untuk :
- Sebagai Isolasi Temperatur agar tidak terpengaruh dengan temperature
luar.
- Sebagai penyerap pengotor / inkulsi-inklusi oksida.
- Mencegah reoksidasi pada baja cair.
Peralatan yang digunakan pada proses Ladle Furnace adalah
1. Ladle
Pada Ladle Furnace, ladle disini lebih mirip seperti gelas yang
merupakan suatu tempat untuk menampung baja cair yang dihasilkan
oleh dapur busur listrik (EAF). Bentuk LF adalah silinder yang terbuat
dari plat baja yang bagian dalamnya dilapisi oleh batu tahan api. Pada
bagian dasar ladle dilengkapi dengan sebuah mulut pipa yang berfungsi
sebagai jalan keluarnya baja cair saat dilakukan proses pengecoran di
dalam CCM. Selain itu, pada bagian bawah ladle juga terdapat lubang
yang digunakan untuk mengalirkan gas Argon atau Nitrogen saat proses
pengadukan dalam mempercepat pencampuran komposisi baja cair .
Kapasitas ladle adalah 65 ton baja cair.
2.
Elektroda grafit
Dalam proses LF ini juga digunakan elektroda grafit sebagai
pembangkit panasnya. Bentuk dan fungsinya tidak banyak berbeda
dengan elektroda yang digunakan pada proses peleburan, hanya saja
spesifikasinya yang sedikit berbeda.
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
22/29
3.
Turret
Turret merupakan sebuah alat yang digunakan untuk menyangga dan
menjepit ladle. Alat ini memiliki dua pemegang ladle yang posisinya
berlawanan dan bisa berputar 180o.
C. Pencetakan/ pengecoran (Casting )
Proses pengecoran merupakan proses terakhir yang menentukan produksi
billet , pada proses inilah logam cair akan dibentuk billet baja dengan
proses yang disebut pencetakan secara berkelanjutan.
Gambar 3.12 Proses CCM
Proses CCM dilakukan setelah proses LF selesai, dimana kondisi baja cair
sudah homogen, ladle tersebut dipindahkan dengan ladle crane menuju
turret dan ditutup agar suhu baja cair tidak berubah , kemudian ladle turret
diputar menuju CCM. Berada tepat di atas tundish, mulut pipa di bagian
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
23/29
bawah ladle dibuka melalui kaseet , baja cair akan mengalir ke bawah
kedalam tundish. Bila tingkat baja cair di dalam tundish telah mencapai
standar, maka pipa tundish dibuka kemudian baja cair akan mengalir
terbagi menjadi 4 bagian dan dialirkan ke dalam 4 buah cetakan. Baja cair
yang keluar dari tundish memiliki suhu sekitar 1000 oC.
Di dalam cetakan, baja cair mengalami pencetakan atau pembentukan
menjadi billet yang disertai dengan pendinginan awal. Billet yang
terbentuk akan ditarik keluar menggunakan dummy bar yang akan
mengarahkan billet yang sudah terbentuk masuk ke jalur pengarah
pemebentukan billet baja. Suhu baja cair pada saat keluar dari cetakan
sekitar 900 oC.
Jalur pengarah (Strand guide) akan melengkungkan billet sesuai standar
dan terjadi penurunan suhu menjadi 700 oC, setelah itu billet akan masuk
ke unit pelurus baja berupa motor DC yang berfungsi menarik billet dari
strand guide. Lalu masuk ke unit pelurus berupa motor DC yang berfungsi
untuk meluruskan billet. Billet yang keluar dari unit pelurus akan berjalan
terus melalui alat pemotong, billet akan otomatis terpotong setelah panjang
billet sesuai dengan yang diharapkan. Oxygen cutting ini dikendalikan oleh
operator didalam ruang operator. Untuk pemotongan tersebut maka
temperatur billet harus berkisar antara 500-600 oC. Jika suhu lebih dari
600 oC maka baja cair yang masih terdapat di tengah-tengah billet yang
belum memadat akan tersebar keluar.
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
24/29
Setelah melalui oxy-cutting, billet akan bergerak menuju ke tempat
pendinginan dengan bantuan rol penjepit. Di tempat pendinginan ini baja
mengalami pendinginan normal dengan udara bebas kemudian billet akan
ditempatkan/dipindahkan ke tempat penyimpanan sementara (billet yard )
dengan pesawat angkut magnetik . Sebelum akhirnya didistribusikan pada
pabrik pengerolan.
Gambar 3.15 Billet baja
Adapun peralatan yang digunakan pada proses pengecoran ini adalah
sebagai berikut ini:
1.
Ladle
Ladle yang digunakan pada proses CCM merupakan ladle yang berasal
dari proses LF sebagai tempat baja cair . Disini pipa pada ladle akan
dibuka begitu posisi ladle tepat diatas tundish. Selanjutnya untuk
menjaga temperatur baja cair maka pada Ladle diberi tutup dan untuk
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
25/29
memindahkannya dari LF dengan menggunakan ladle crane dan
ditempatkan di turret.
2. Turret
Turret merupakan sebuah alat yang digunakan untuk menyangga ladle
dan untuk menjaga posisi ladle agar tetap berada diatas tundish.
Kapasitas alat ini dapat menyangga 2 buah ladle.
3. Tundish
Tundish merupakan wadah penampungan sementara baja cair sebelum
masuk ke cetakan. Fungsi dari tundish adalah memberikan kesempatan
pada terak dalam baja cair agar terangkat dan mendistribusikan baja cair
menjadi beberapa jalur melalui mulut pipa yang berada dibawahnya.
Tundish mempunyai kapasitas 10 ton dan terbuat dari baja yang bagian
dalamnya dilapisi bata tahan panas. Pada bagian bawahnya terdapat 4
buah mulut pipadengan diameter lubang 13.5 mm.
4. Mould
Mould yaitu cetakan yang berbentuk balok (sesuai ukuran penampang
billet ) yang dibungkus oleh chasing berbentuk silinder. Mould terbuat
dari tembaga yang bagian dalamnya dilapisi nickel chrome ( NiCr )
sabagai lapisan anti friction. Pada umumnya, mould berbentuk konus
antara 0,4- 0,9% terhadap penampang atas. Hal ini disesuaikan dengan
sifat baja cair yang makin rendah temperaturnya makin berkurang
volumenya.
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
26/29
5.
Head Dummy Bar
Head dummy bar merupakan alat menarik baja yang pertama kali
pencetakan di mould. Head Dummy Bar dipasang dalam cetakan pada
bagian bawah mould untuk menahan logam cair yang masuk ke mould
hingga membeku kemudian menariknya keluar melewati strand guide.
6.
Strand Guide
Strand guide gunanya untuk tempat berjalannya dummy bar dan billet
yang keluar dari mould . Bentuk strand guide adalah radius (4 meter)
yang dilengkapi dengan pipa-pipa air pendingin yang dibagi menjadi
dua zona yang masing-masing terdiri dari:
- Zona I disebut primary cooling .
- Zona IIa dan IIb disebut secondary cooling.
7. Cooling Chamber
Pada saat baja keluar dari mould dan bergerak di strand guide, maka
baja akan mengalami pendinginan kontinu dalam cooling chamber .
Pendinginan ini berupa semprotan air dari nozzle-nozzle yang berada
disepanjang strand guide yang berada dalam cooling chamber .
Diharapkan setelah keluar dari cooling chamber , baja sudah beku
seluruhnya dan siap untuk diluruskan.
8. Straigthener dan Withdrawl Roll
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
27/29
Withdrawl / penarik berfungsi untuk menarik dummy bar guna
dimasukkan ke dalam mould pada saat operasi pertama,dan menarik
billet yang keluar dari mould melalui strand guide. Straightener /
pelurus berfungsi untuk meluruskan billet dan menjaga ferrostatic
selama proses solidifikasi tepatnya setelah melewati strand guide.
9. Oxygen cutting
Berfungsi sebagai alat pemotong baja billet agar sesuai dengan ukuran
panjang yang diinginkan. Alat ini menggunakan kombinasi gas alam
dan oksigen dengan komposisi tertentu.
10. Roller Table dan Cooling Bed
Roller table berfungsi untuk membawa billet yang keluar dari mesin
potong (oxygen cutting ). Pada area roller table ini billet juga
mengalami pendinginan dengan semprotan air. Setelah itu billet
digerakkan menuju cooling bed dan didinginkan di udara bebas. Setelah
dari cooling bed , billet dipindah dengan menggunakan crane menuju
area inspeksi.
Selain peralatan yang disebutkan di atas, diperlukan juga perlatan
pendukung yang menunjang proses pembuatan billet baja di Pabrik Billet
Baja PTKS. Peralatan pendukung lainnya yang digunakan dalam produksi
billet baja antara lain adalah:
1. Pesawat angkut (Crane)
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
28/29
Pesawat angkut digunakan pada pabrik billet baja untuk mengangkat
ladle, bahan-bahan yang digunakan dalam pembuatan billet baja dan
pengangkatan billet pada area proses akhir pembuatan billet baja.
2. Alat Berat
Disini ada beberapa bentuk sesuai dengan fungsinya masing-masing,
diantaranya :
- Alat yang digunakan pada proses skimming yang berfungsi untuk
membersihkan slag yang terdapat di atas baja cair setelah proses
pouring .
-
Alat yang digunakan untuk membongkar refractory yang ada pada
ladle.
- Alat yang digunakan untuk memindahkan ladle.
- Alat yang digunakan untuk mengangkut slag .
3. Bata Tahan Api (refractory)
Alat ini merupakan bata tahan panas, tahan terhadap beban berat, dan
tahan terhadap reaksi kimia yang digunakan untuk melapisi ladle dan
dapur. Bata tersebut dibuat dari bahan magnesia carbon.
4.
Kapsul
Dalam proses pembuatan baja, harus diketahui kandungan kimia yang
ada pada baja cair agar dapat dibuat baja yang sesuai grade. Oleh
karena itu dibutuhkan sampel baja cair untuk diuji di laboratorium.
Kapsul digunakan untuk pengiriman sampel dari dapur peleburan dan
-
8/20/2019 Proses Pembuatan Baja Billet
29/29
Ladle Furnace menuju ke laboratorium. Dengan menggunakan kapsul
pengiriman sampel bisa dilakukan dengan cepat.