tugas pik revisi
Post on 24-Feb-2018
271 Views
Preview:
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