BAB
I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Oksidasi
merupakan proses terjadinya reaksi antara molekul oksigen dengan molekul yang
ada di dalam suatu benda. Secara lebih teknis, oksidasi terjadi karena
hilangnya setidaknya 1 elektron ketika 2 atau lebih zat berinteraksi. Proses
oksidasi merupakan suatu proses dimana terjadianya peruraian mineral yang
mengandung logam oleh oksigen (O2) sehingga menimbulkan karat yang
merupakan suatu bentuk pelapukan secara kimia. Zat-zat berinteraksi tersebut
bias saja melibatkan oksigen atau tidak.
Oksidasi
bukanlah hal yang selalu buruk, seperti pada bembuatan baja yang mana merupakan
hasil pencampuran logam logam dengan unsur tertentu. Didalam perut bumi tempat
kita tinggal ternyata banyak sekali mengandung zat-zat yang berguna untuk
keperluan hidup kita sehari-hari, misalnya minyak tanah, bensin, solar dan
lain-lainnya yang disebut minyak bumi. Disamping itu juga terdapat unsur-unsur
kimia yang berguna bagi manusia seperti bijih besi, nikel, tembaga, uranium,
titanium, timah dan masih banyak lagi, beserta mineral dan batu-batuan. Salah
satu zat yang terdapat di dalam bumi yang sangat berguna bagi manusia ialah air
dengan rumus kimianya H2O, sebab tanpa air manusia sukar sekali
mempertahankan kehidupannya. Mineral adalah suatu bahan yang banyak terdapat di
dalam bumi, yang mempunyai bentuk dan ciri-ciri khusus serta mempunyai susunan
kimia yang tetap. Sedangkan batu-batuan merupakan gabungan antara dua macam
atau lebih mineral-mineral dan tidak mempunyai susunan kimia yang tetap. Bijih
ialah mineral atau batu-batuan yang mengandung satu macam atau beberapa macam
logam dalam prosentase yang cukup banyak untuk dijadikan bahan tambang. Banyaknya logam yang terkandung
dalam bijih itu berbeda-beda. Logam dalam keadaan murni jarang sekali terdapat
di dalam bumi, kebanyakan merupakan
senyawa-senyawa oksida, sulfida, karbonat, dan sulfat yang merupakan bijih
logam yang perlu diproses menjadi bahan logam yang bermanfaat bagi manusia.
1.2
Rumusan Masalah
1.
Apa contoh penerapan proses oksidasi
dalam industri?
2.
Bagaimana proses pembuatan penerapannya?
3.
Apa saja tahap tahap pembuatannya?
4.
Bagaimana kondisi operasinya?
5.
Bagaimana target marketnya?
1.3 Tujuan
Tujuan disusunnya makalah ini adalah
antara lain:
Tujuan umum:
1.3.1
Sebagai bentuk pemenuhan tugas
matakuliah Proses Industri Kimia
1.3.2
Sebagai sarana pembelajaran mengenai
penerapan Proses Oksidasi dalam industry
1.3.3
Sebagai wadah bertukar pikiran dari
sumber-sumber lain
Tujuan khusus:
1.3.4
Mengemukakan contoh penerapan proses
oksidasi dalam industry
1.3.5
Menenal proses membuatan dalam
penerapannya
1.3.6
Mengetahui tahap pembuatannya
1.3.7
Memahami kondisi operasinya
1.3.8
Mengetahui target market nya
1.4 Batasan masalah
Penyusun hanya menjabarkan point-point
yang tertera dalam tujuan khusus.
BAB
II
PEMBAHASAN
2.1 Penerapan Proses Oksidasi Dalam
Industri Baja
Baja merupakan
campuran lagi logam-logam yang banyak digunakan dalam industri maupun rumah
tangga. Baja yang digunakan pada proses pemotongan atau proses pembentukan
adalah baja yang berkualitas tinggi, biasanya mengandung tungsten, molibdenum,
vanadium, atau kromium dalam jumlah yang relatif besar, paduan seperti ini
membuat baja cocok untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan-tinggi, ketangguhan
dan kekerasan yang tinggi. Salah satu jenis baja yang dapat digunakan untuk
pengerjaan panas maupun dingin adalah baja perkakas seri AISI H 11 sampai
dengan H19, yang mengandung karbon relatif rendah dan kadar kromium yang tinggi
disbanding baja-baja yang lain, sehinggga dikategorikan baja kromium pengerjaan
panas (hot-work chromium steel). Karena memiliki ketangguhan
tinggi, kekuatan tinggi, dan keuletan yang baik, maka cocok untuk pembuatan
alat-alat khusus, termasuk roda gigi pesawat pendaratan (aircraft landing),
balingbaling dan poros pada helicopter Baja perkakas jenis ini mempunyai
kekuatan geser yang tinggi, sehingga dapat digunakan pula dalam pekerjaan yang
yang melibatkan stres tinggi seperti penempaan panas, ekstrusi, cetakan logam,
cetakan plastik, dll. Untuk meningkatkan kinerja alat yang terbuat dari baja
perkakas, salah satunya dapat dilakukan proses perlakuan panas agar ketangguhan
dan kekerasannya meningkat, karena ketangguhan dapat mencegah terjadinya pecah
sedang kekerasan dapat menghindari terjadinya defermasi lokal, sehingga
geometri alat tidak berubah. Dengan proses perlakuan yang tepat dapat
menghasilkan sifat kekerasan dan ketangguhan yang optimal.
Baja perkakas (tool
steel) merupakan baja berkualitas tinggi yang banyak digunakan untuk
membuat perkakas potong (cutting tool) atau perkakas pembentuk (forming
tool). Baja perkakas diklasifikasikan atas beberapa hal, yaitu berdasarkan
media quenching dalam proses pengerasannya, misalnya oli, air, atau udara ;
berdasarkan kadar paduannya, seperti baja perkakas karbon (carbon tool steel),
baja perkakas paduan rendah (low alloy tool steel), dan baja perkakas
paduan menengah (medium. alloy tool steel) ; berdasarkan pemakaian,
misalnya baja pengerjaan panas (hot-work steel), baja pengerjaan
dingin (cold-work steel), dan baja kecepatan tinggi (high-speed
steel). Memilih baja perkakas yang tepat untuk suatu pemakaian tertentu
bukanlah suatu pekerjaan yang mudah. Cara pendekatan terbaik adalah dengan
mengkorelasikan sifat metalurgi dari baja perkakas dengan persyaratan perkakas
dalam operasinya. Adapun komposisi baja perkakas tipe H 11 seperti terlihat
pada tabel 1.
Tabel 1. Komposisi baja H 11
Unsur
|
%
Berat
|
C
|
0,33
– 0,43
|
Mn
|
0,20
– 0,50
|
Si
|
0,80
– 1,20
|
Cr
|
4,75
– 5,50
|
Ni
|
<
0,3
|
Mo
|
1,10
– 1,60
|
V
|
0,3
– 0,6
|
Cu
|
<
0,25
|
P
|
<0 span="">0>
|
S
|
<
0,03
|
Fe
|
89
– 91,9
|
Dimana
perlakuan panas merupakan kombinasi operasi pemanasan dan pendinginan yang
terkontrol dalam keadaan padat, untuk mendapatkan sifat-sifat tertentu pada
baja atau paduan. Terjadinya perubahan sifat tersebut dikarenakan adanya
perubahan struktur mikro selama proses pemanasan dan pendinginan, dimana sifat
baja atau paduan sangat dipengaruhi oleh struktur mikronya. Sifat akhir hasil
proses perlakuan panas selain ditentukan oleh komposisi kimia dan proses laku
panas yang dialami, juga sangat dipengaruhi oleh kondisi awal specimen. Dimana
kondisi awal ini banyak dipengaruhi oleh proses pengerjaan dan proses laku
panas sebelumnya. Dalam pelaksanaanya proses perlakuan panas dibedakan menjadi
dua, yaitu proses laku panas pada kondisi equilibrium seperti tempering dan
normalizing, dan proses laku panas pada kondisi non-equilibrium seperti
hardening.
Proses
hardening dilakukan dengan memanaskan hingga diatas temperature kritisnya atau
berada di fase austenite dengan laju pendinginan yang sangat cepat, sehingga
akan diperoleh struktur martensite yang sangat keras. Proses tempering adalah
pemanasan kembali hasil proses hardening pada temperature dibawah temperature
kritis bawah (A1/723oC), kemudian menahan beberapa saat, selanjutnya
didinginkan dengan lambat yang biasanya dilakukan dengan udara. Setelah prose
tempering keuletan dan ketangguhannya akan meningkat, sekaligus menghilangkan
atau mengurangi tegangan sisa, tetapi kekerasan dan kekuatannya akan berkurang.
2.2 Proses dan Kondisi Operasi
Pembuatan Baja
2.2.1 Pembuatan Besi Kasar
Bahan utama
untuk membuat besi kasar adalah bijih besi. Berbagai macam bijih besi yang
terdapat di dalam kulit bumi berupa oksid besi dan karbonat besi, diantaranya
yang terpenting adalah sebagai berikut.
2.2.1.1 Batu
besi coklat (2Fe2O3 + 3H2O) dengan kandungan besi berkisar 40%.
2.2.1.2 Batu
besi merah yang juga disebut hematit (Fe2O3) dengan kandungan
2.2.1.3 besi
berkisar 50%. Batu besi magnet (Fe2O4) berwarna hijau tua kehitaman, bersifat
magnetis dengan mengandung besi berkisar 60%.
2.2.1.4 Batu
besi kalsit atau spat (FeCO3) yang juga disebut sferosiderit dengan mengandung
besi berkisar 40%.
Bijih
besi dari tambang biasanya masih bercampur dengan pasir, tanah liat, dan
batu-batuan dalam bongkah-bongkahan yang tidak sama besar. Untuk kelancaran
proses pengolahan bijih besi, bongkah-bongkah tersebut dipecahkan dengan mesin
pemecah, kemudian disortir antara bijih besih dan batu-batuan ikutan dengan
tromol magnet. Pekerjaan selanjutnya adalah mencuci bijih besi tersebut dan
mengelompokkan menurut besarnya, bijih bijih besi halus dan butir-butir yang
kecil diaglomir di dalam dapur sinter atau rol hingga berupa bola-bola yang
dapat dipakai kembali sebagai isi dapur. Setelah bijih besi itu dipanggang di
dalam dapur panggang agar kering dan unsur-unsur yang mudah menjadi gas keluar
dari bijih kemudian dibawa ke dapur tinggi diolah menjadi besi kasar. Dapur
tinggi mempunyai bentuk dua buah kerucut yang berdiri satu di atas yang lain
pada alasnya. Pada bagian atas adalah tungkunya yang melebar ke bawah, sehingga
muatannya dengan mudah meluncur kebawah dan tidak terjadi kemacetan. Bagian
bawah melebar ke atas dengan maksud agar muatannya tetap berada di bagian ini.
Dapur
tinggi dibuat dari susunan batu tahan api yang diberi selubung baja pelat untuk
memperkokoh konstruksinya. Dapur diisi dari atas dengan alat pengisi.
Berturut-turut dimasukkan kokas, bahan tambahan (batu kapur) dan bijih besi.
Kokas adalah arang batu bara yaitu batu bara yang sudah didestilasikan secara
kering dan mengandung belerang yang sangat rendah sekali. Kokas berfungsi
sebagai bahan bakarnya dan membutuhkan zat asam yang banyak sebagai pengembus.
Agar proses dapat berjalan dengan cepat udara pengembus itu perlu dipanaskan
terlebih dahulu di dalam
dapur pemanas udara. Proses pada dapur tinggi seperti dalam gambar 1.
Besi
cair di dalam dapur tinggi, kemudian dicerat dan dituang menjadi besi kasar,
dalam bentuk balok-balok besi kasar yang digunakan sebagai bahan ancuran untuk
pembuatan besi tuang (di dalam dapur kubah), atau dalam keadaan cair
dipindahkan pada bagian pembuatan baja di dalam konvertor atau dapur baja yang
lain, misalnya dapur Siemen Martin. Batu kapur sebagai bahan tambahan gunanya
untuk mengikat abu kokas dan batu-batu ikutan hingga menjadi terak yang dengan
mudah dapat dipisahkan dari besi kasar. Terak itu sendiri di dalam proses
berfungsi sebagai pelindung cairan besi kasar dari oksida yang mungkin
mengurangi hasil yang diperoleh karena terbakarnya besi kasar cair itu. Batu
kapur (CaCO3) terurai mengikat batu-batu ikutan dan unsur-unsur lain.
2.2.2 Proses dalam Dapur Tinggi
Prinsip dari
proses dapur tinggi adalah prinsip reduksi. Pada proses ini zat karbon
monoksida dapat menyerap zat asam dari ikatan-ikatan besi zat asam pada suhu
tinggi. Pada pembakaran suhu tinggi + 18000 C dengan udara panas, maka
dihasilkan suhu yang dapat menyelenggarakan reduksi tersebut. Agar tidak
terjadi pembuntuan karena proses berlangsung maka diberi batu kapur sebagai
bahan tambahan. Bahan tambahan bersifat asam apabila bijih besinya mempunyai
sifat basa dan sebaliknya bahan tambahan diberikan yang bersifat basa apabila
bijih besi bersifat asam. Gas yang terbentuk dalam dapur tinggi selanjutnya
dialirkan keluar melalui bagian atas dan ke dalam pemanas udara. Terak yang
menetes ke bawah melindungi besi kasar dari oksida oleh udara panas yang dimasukkan,
terak ini kemudian dipisahkan. Proses reduksi di dalam dapur tinggi tersebut
berlangsung sebagai berikut:
Zat
arang dari kokas terbakar menurut reaksi : C + O2 CO2
sebagian
dari CO2 bersama dengan zat arang membentuk zat yang berada ditempat yang lebih
atas yaitu gas CO.
CO2+
C 2CO
Di bagian atas dapur tinggi pada suhu 300˚
sampai 800˚C oksid besi yang lebih tinggi diubah menjadi oksid yang lebih
rendah oleh reduksi tidak langsung dengan CO tersebut menurut prinsip :
Fe2O3
+ CO 2FeO + CO2
Pada
waktu proses berlangsung muatan turun ke bawah dan terjadi reduksi tidak
langsung menurut prinsip :
FeO + CO
FeO + CO2
Reduksi
ini disebut tidak langsung karena bukan zat arang murni yang mereduksi
melainkan persenyawaan zat arang dengan oksigen. sedangkan reduksi langsung
terjadi pada bagian yang terpanas dari dapur, yaitu langsung di atas pipa
pengembus. Reduksi ini berlangsung sebagai berikut.
FeO
+ C Fe + CO
CO
yang terbentuk itulah yang naik ke atas untuk mengadakan reduksi tidak langsung
tadi. Setiap 4 sampai 6 jam dapur tinggi dicerat, pertama dikeluarkan teraknya
dan baru kemudian besi. Besi yang keluar dari dapur tinggi disebut besi kasar
atau besi mentah yang digunakan untuk membuat baja pada dapur pengolahan baja
atau dituang menjadi balok-balok tuangan yang dikirimkan pada pabrik-pabrik
pembuatan baja sebagai bahan baku. Besi cair dicerat dan dituang menjadi besi
kasar dalam bentuk balok-balok besi kasar yang digunakan sebagai bahan ancuran
untuk pembuatan besi tuang (di dalam dapur kubah) atau masih dalam keadaan cair
dipindahkan pada bagian pembuatan baja (dapur Siemen Martin). Terak yang keluar
dari dapur tinggi dapat pula dimanfaatkan menjadi bahan pembuatan pasir terak
atau wol terak sebagai bahan isolasi atau sebagai bahan campuran semen. Besi
cair yang dihasilkan dari proses dapur tinggi sebelum dituang menjadi balok
besin kasar sebagai bahan ancuran di pabrik penuangan, perlu dicampur dahulu di
dalam bak pencampur agar kualitas dan susunannya seragam. Dalam bak pencampur
dikumpulkan besi kasar cair dari bermacam-macam dapur tinggi yang ada untuk
mendapatkan besi kasar cair yang sama dan merata. Untuk menghasilkan besi kasar
yang sedikit mengandung belerang di dalam bak pencampur tersebut dipanaskan
lagi menggunakan gas dapur tinggi.
2.2.3 Pembuatan Baja dari Besi Kasar
Besi kasar
sebagai hasil dari dapur tinggi masih banyak mengandung unsurunsur yang tidak
cocok untuk bahan konstruksi, misalnya zat arang (karbon) yang terlalu tinggi,
fosfor, belerang, silisium dan sebagainya. Unsur-unsur ini harus serendah
mungkin dengan berbagai cara.
Untuk
menurunkan kadar karbon dan unsur tambahan lainnya dari besi kasar digunakan
dengan cara sebagai berikut.
Proses
Konvertor :
2.2.3.1 Proses
Bessemer untuk besi kasar dengan kadar fosfor yang rendah. Konvertor Bessemer
adalah sebuah bejana baja dengan lapisan batu tahan api yang bersifat asam.
Dibagian atasnya terbuka sedangkan pada bagian bawahnya terdapat sejumlah
lubang-lubang untuk saluran udara. Bejana ini dapat diguling-gulingkan.
Korvertor Bessemer diisi dengan besi kasar kelabu yang banyak mengandung
silisium. Silisium dan mangan terbakar pertama kali, setelah itu baru zat arang
yang terbakar. Pada saat udara mengalir melalui besi kasar udara membakar zat
arang dan campuran tambahan sehingga isi dapat masih tetap dalam keadaan encer.
Setelah lebih kurang 20 menit, semua zat arang telah terbakar dan terak yang
terjadi dikeluarkan. Mengingat baja membutuhkan karbo sebesar 0,0 sampai 1,7 %,
maka pada waktu proses terlalu banyak yang hilang terbakar, kekurangan itu
harus ditambahy dalam bentuk besi yang banyak mengandung karbon. Dengan jalan
ini kadar karbon ditingkatkan lagi. dari oksidasi besi yang terbentuk dan
mengandung zat asam dapat dikurangi dengan besi yang mengandung mangan. Udara
masih dihembuskan ke dalam bejana tadi dengan maksud untuk mendapatkan campuran
yang baik. Kemudian terak dibuang lagi dan selanjutnya muatan dituangkan ke
dalam panci penuang. Pada proses Bessemer menggunakan besi kasar dengan
kandungan fosfor dan belerang yang rendah tetapi kandungan fosfor dan belerang
masih tetap agak tinggi karena dalam prosesnya kedua unsur tersebut tidak
terbakar sama sekali. Hasil dari konvertor Bessemer disebut baja Bessemer yang
banyak digunakan untuk bahan konstruksi. Proses Bessemer juga disebut proses
asam karena muatannya bersifat asam dan batu tahan apinya juga bersifat asam.
Apabila digunakan muatan yang bersifat basa lapisan batu itu akan rusak akibat
reaksi penggaraman
2.2.3.2 Proses
Thomas untuk besi kasar dengan kadar fosfor yang tinggi. Konvertor Thomas juga
disebut konvertor basa dan prosesnya adalah proses basa, sebab batu tahan
apinya bersifat basa serta digunakan untuk mengolah besi kasar yang bersifat
basa. Muatan konvertor Thomas adalah besi kasar putih yang banyak mengandung
fosfor. Proses pembakaran sama dengan proses pada konvertor Bessemer, hanya
saja pada proses Thomas fosfor terbakar setelah zat arangnya terbakar. Pengaliran
udara tidak terus-menerus dilakukan karena besinya sendiri akan terbakar.
Pencegahan pembakaran itu dilakukan dengan menganggap selesai prosesnya
walaupun kandungan fosfor masih tetap tinggi. Guna mengikat fosfor yang
terbentuk pada proses ini maka diberi bahan tambahan batu kapur agar menjadi
terak. Terak yang bersifat basa ini dapat dimanfaatkan menjadi pupuk buatan
yang dikenal dengan nama pupuk fosfat. Hasil proses yang keluar dari konvertor
Thomas disebut baja Thomas yang biasa digunakan sebagai bahan konstruksi dan
pelat ketel.
2.2.3.3 Proses
Oksi, proses LD, Kaldo dan Oberhauser. Proses konvertor yang lebih modern
adalah proses oksi, pada proses ini menggunakan bahan besi kasar yang mempunyai
komposisi kurang baik apabila dikerjakan dengan konvertor Bessemer maupun
Thomas. Disini zat asam murni dihembuskan di atas cairan dan kadang-kadang juga
kedalam cairan besi, sehingga karbon, silisium, mangan dan sebagainya terbakar.
Hasil pembakaran unsur-unsur tersebut ditampung oleh bahan tambahan batu kapur
dan terikat menjadi terak yang mengapung di atas cairan besi. Proses pembakaran
zat asam dengan zat arang terjadi pada panas yang tinggi sekali, maka
diperlukan pendinginan dengan jalan memberikan tambahan baja bekas. Hasil akhir
dari proses ini adalah baja oksi yang bermutu sangat baik karena pengaruh buruk
dari unsur udara tidak ada. Oleh karena itu baja oksi baik sekali digunakan
sebagai bahan pembuatan konstruksi dan komponen-komponen mesin, seperti :
poros, baut, pasak, batang penggerak dan lain-lainnya.
Keuntungan dari proses oksi adalah
sebagai berikut :
2.2.3.3.1
Waktu proses relatif pendek.
2.2.3.3.2
Hasilnya mengandung fosfor (P)dan
belerang (S) yang rendah.
2.2.3.3.3
Hasil yang diproduksi relatif lebih
banyak dalam tempo yang sama dibanding proses lainnya.
2.2.3.3.4
Biaya produksi baja tiap ton lebih
murah.
2.2.3.4
Proses Martin (dapur Siemen Martin).
Proses lain untuk membuat baja dari bahan besi kasar adalah menggunakan dapur
Siemens Martin yang sering disebut proses Martin. Dapur ini terdiri atas satu
tungku untuk bahan yang dicairkan dan biasanya menggunakan empat ruangan
sebagai pemanas gas dan udara. Pada proses ini digunakan muatan besi bekas yang
dicampur dengan besi kasar sehingga dapat menghasilkan baja dengan kualitas
yang lebih baik jika dibandingkan dengan baja Bessemer maupun Thomas. Gas yang
akan dibakar dengan udara untuk pembakaran dialirkan ke dalam ruangan-ruangan
melalui batu tahan api yang sudah dipanaskan dengan temperatur 600 sampai 9000
C. dengan demikian nyala apinya mempunyai suhu yang tinggi, kira-kira 18000 C.
gas pembakaran yang bergerak ke luar masih memberikan panas kedalam ruang yang
kedua, dengan menggunakan keran pengatur maka gas panas dan udara pembakaran
masuk ke dalam ruangan tersebut secara bergantian dipanaskan dan didinginkan.
Bahan bakar yang digunakan adalah gas dapur tinggi, minyak yang digaskan
(stookolie) dan juga gas generator. Pada pembakaran zat arang terjadi gas CO
dan CO2 yang naik ke atas dan mengakibatkan cairannya bergolak, dengan demikian
akan terjadi hubungann yang erat antara api dengan bahan muatan yang dimasukkan
ke dapur tinggi. Bahan tambahan akan bersenyawa dengan zat asam membentuk terak
yang menutup cairan tersebut sehingga melindungi cairan itu dari oksida lebih
lanjut. Setelah proses berjalan selama 6 jam, terak dikeluarkan dengan memiringkan
dapur tersebut dan kemudian baja cair dapat dicerat. Hasil akhir dari proses
Martin disebut baja Martin. Baja ini bermutu baik karena komposisinya dapat
diatur dan ditentukan dengan teliti pada proses yang berlangsung agak lama.
Lapisan dapur pada proses Martin dapat bersifat asam atau basa tergantung dari
besi kasarnya mengandung fosfor sedikit atau banyak. Proses Martin asam teradi
apabila mengolah besi kasar yang bersifat asam atau mengandung fosfor rendah
dan sebaliknya dikatakan proses Martin basa apabila muatannya bersifat basa dan
mengandung fosfor yang tinggi. Keuntungan dari proses Martin disbanding proses
Bessemer dan Thomas adalah sebagai berikut :
2.2.3.4.1
Proses lebih lama sehingga dapat
menghasilkan susunan yang lebih baik dengan jalan percobaan-percobaan.
2.2.3.4.2
Unsur-unsur yang tidak dikehendaki dan
kotoran-kotoran dapat dihindarkan atau dibersihkan.
2.2.3.4.3
Penambahan besi bekas dan bahan tambahan
lainnya pada akhir proses menyebabkan susunannya dapat diatur sebaik-baiknya.
Selain
keuntungan di atas dan karena udara pembakaran mengalir di atas cairan maka
hasil akhir akan sedikit mengandung zat asam dan zat lemas. Proses Martin basa
biasanya masih mengandung beberapa kotoran seperti zat asam, belerang, fosfor
dan sebagainya. Sedangkan pada proses Martin asam kadar kotoran-kotoran
tersebut lebih kecil.
2.2.3.5
proses Bertrand Tield. Proses ini
menggunakan dua buah dapur Siemens Martin. Pada dapur yang pertama dilakukan
pemijaran dan pembakaran untuk memisahkan fosfor sedangkan dalam dapur kedua
diisi dengan besi cair hasil dari dapur yang pertama setelah teraknya
dikeluarkan. Proses di dalam dapur yang kedua tersebut juga diberi tambahan
bijih besi yang baru
2.2.3.6
Prosen Hoecsch. Proses Hoecsch merupakan
penyempurnaan dari proses Martin. Caranya adalah setelah muatan di dalam dapur
Siemens Martin mencair kemudian langsung dikeluarkan dan dimasukkan dalam kuali
yang terbuka untuk membakar fosfor dan belerang. Sementara pembakaran dilakukan
dapur Siemens Martin dibersihkan dan kemudian lantai dapur ditaburi dengan
serbuk bijih besi (Fe2O3 atau Fe3O4). Setelah selesai mengadakan pembakaran
fosfor, belerang dan besi cair yang berada di dalam kuali tadi dimasukkan
kembali ke dalam dapur Siemens Martin untuk menyelesaikan pembakaran
unsur-unsur lain yang belum hilang, terutama zat arang. Setelah proses
pembakaran zat arang dianggap selesai, terak yang terjadi dikeluarkan
selanjutnya baja cair ditampung dalam panic penuangan untuk dituang atau
dicetak menjadi balok tuangan.
2.2.3.7
Proses Dupleks. Proses ini dilakukan
dengan cara mengeluarkan zat arang terlebih dahulu yang berada
konvertor-konvertor dan memurnikannya di dalam dapur Siemens Martin. Proses
Dupleks terutama dilakukan oleh pabrik-pabrik baja yang berada di dekat
perusahaan dapur tinggi. Setelah proses di dalam dapur tinggi (setelah teraknya
dihilangkan) cairan besi kasar itu dimasukkan kedalam konvertor (Bessemer atau
Thomas) dan dicampur dengan batu kapur serta baja bekas dalam jumlah yang
dikehendaki. Pengembusan udara di dalam konvertor dilakukan sampai kandungan
fosfor menjadi rendah kira-kira 1 sampai 1,5 %, ditambah dengan kokas yang
telah digiling selanjutnya memindahkan isinya ke dalam dapur Siemens Martin.
2.2.3.8
Proses Thalbot. Proses Thalbot dilakukan
dengan menggunakan dapur Siemens Martin yang dapat diputar-putar dan dijungkitkan.
Setelah pemijaran didalam dapur Martin, sebagian cairan dituangkan ke dalam
panic tuang dan ke dalam dapur tadi sambil ditambahkan besi kasar, bijih besi
dan batu kapur. Proses selanjutnya adalah menjaga agar cairan besi di dalam
panic tuang tadi tidak terjadi oksidasi, artinya mengusahakan pendinginan yang
cepat. Akibat dari cara ini adalah hasil yang diperoleh dalam setiap proses
dari satu dapur tidak sama kualitasnya. Baja yang dihasilkan dari proses
Thalbot adalah baja biasa seperti hasil dari proses konvertor Bessemer.
2.2.3.9
Dapur listrik. Dapur listrik digunakan
untuk pembuatan baja yang tahan terhadap suhu tinggi. Dapur ini mempunyai
keuntungan-keuntungan sebagai berikut,
2.2.3.9.1
Jumlah panas yang diperlukan dapat dapat
diatur sebaik-baiknya.
2.2.3.9.2
Pengaruh zat asam praktis tidak ada.
2.2.3.9.3
Susunan besi tidak dipengaruhi oleh
aliran listrik.
Sedangkan
kekurangannya adalah harga listrik yang mahal. Dapur listrik dibagi menjadi dua
kelompok yaitu dapur listrik busur cahaya dan dapur listrik induksi.
2.2.3.10
Dapur Cahaya. Dapur ini berdasarkan
prinsip panas yang memancar dari busur api, dapur ini juga dikenal dengan
sebutan dapur busur nyala api. Dapur ini merupakan suatu tungku yang bagian
atasnya digantungkan dua batang arang sebagai elektroda pada arus bolak-balik
atau dengan tiga buah elektroda arang yang dialirkan arus putar. Misalnya pada
dapur Stassano busur api terjadi antara tiga ujung elektroda arang yang berada
di atas baja yang dilebur melalui ujung elektroda itu dengan arus putar. Pada
dapur Girod, arus bolak balik mengalir melalui satu elektroda yang membentuk
busur api di antara kutub dan baja cair selanjutnya dikeluarkan melalui enam
buah elektroda baja yang didinginkan dengan air ke dasar tungku. Pada dapur
Heroult menggunakan dua elektroda arang dengan arus bolakbalik dan dapat juga
menggunakan tiga buah elektroda pada arus putar. Arus listrik membentuk busur
nyala dari elektroda kepada cairan dan kembali dari cairan ke elektroda
lainnya.
2.2.3.11
Dapur induksi dapat dibedakan atas dapur
induksi frekuensi rendah dan dapur induksi frekuensi tinggi. Pada dapur induksi
dibangkitkan suatu arus induksi dalam cairan baja sehingga menimbulkan panas
dalam cairan baja itu sendirii sedangkan dinding dapurnya hanya menerima
pengaruh listrik yang kecil saja.
2.2.3.11.1
Dapur induksi frekuensi rendah, bekerja
menurut prinsip transformator. Dapur ini berupa saluran keliling teras dari
baja yang beserta isinya dipandang sebagai gulungan sekunder transformator yang
dihubungkan singkat, akibat hubungan singkat tersebut di dalam dapur mengalir
suatu aliran listrik yang besar dan membangkitkan panas yang tinggi. Akibatnya
isi dapur mencair dan campuran-campuran tambahan dioksidasikan.
2.2.3.11.2
Dapur induksi frekuensi tinggi, dapur
ini terdiri atas suatu kuali yang diberi kumparan besar di sekelilingnya.
Apabila dalam kumparan dialirkan arus bolak-balik maka terjadilah arus putar
didalam isi dapur. Arus ini merupakan aliran listrik hubungan singkat dan panas
yang dibangkitkan sangat tinggi sehingga mencairkan isi dapur dan campuran
tambahan yang lain serta mengkoksidasikannya. Hasil akhir dari dapur listrik
disebut baja elektro yang bermutu sangat baik untuk digunakan sebagai alat
perkakas misalnya pahat, alat tumbuk dan lain-lainnya.
2.2.3.4
Proses Dapur Aduk. Dapur aduk merupakan
cara pembuatan baja yang konvensional dengan cara melebur besi kasar di dalam
dapur nyala api bersama-sama dengan terak (FeO) untuk mendapatkan zat asam.
Dengan cara mengaduk-aduk dengan batang besi dan ke bawah permukaan dimasukkan
udara maka terjadilah suatu masa lunak dari baja yang banyak mengandung terak.
Apabila gumpalan-gumpalan yang dibuat dalam dapur telah mencapai kirakira 60 kg
dikeluarkan, maka langkah selajutnya adalah mengeluarkan terak dengan jalan
menempanya atau dipres. Dalam proses aduk ini lebih banyak melibatkan pekerjaan
tangan serta kapasitas produksi yang kecil maka cara ini dipandang tidak
efisien dan jarang digunakan pada pabrik-pabrik baja
BAB
III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
3.1.1 Proses
Oksidasi dapat digunakan dalam pembuatan atau industri baja.
3.1.2 Bahan
utama untuk membuat besi kasar adalah bijih besi.
3.1.3 Dapur
tinggi dibuat dari susunan batu tahan api yang diberi selubung baja pelat untuk
memperkokoh konstruksinya.
3.1.4 Batu
kapur adalah sebagai bahan tambahan gunanya untuk mengikat abu kokas dan
batu-batu ikutan hingga menjadi terak yang dengan mudah dapat dipisahkan dari
besi kasar.
3.1.5 Prinsip
dari proses dapur tinggi adalah prinsip reduksi. Pada proses ini zat karbon
monoksida dapat menyerap zat asam dari ikatan-ikatan besi zat asam pada suhu
tinggi. Pada pembakaran suhu tinggi +18000C dengan udara panas, maka
dihasilkan suhu yang dapat menyelenggarakan reduksi tersebut.
3.1.6 Konvertor
Bessemer adalah sebuah bejana baja dengan lapisan batu tahan api yang bersifat
asam. Dibagian atasnya terbuka sedangkan pad bagian bawahnya terdapat sejumlah
lubang-lubang untuk saluran udara.
3.1.7 Keuntungan
dari proses Martin disbanding proses Bessemer dan Thomas adalah sebagai berikut
: Proses lebih lama sehingga dapat menghasilkan susunan yang lebih baik dengan
jalan percobaanpercobaan, unsur-unsur yang tidak dikehendaki dan
kotoran-kotoran dapat dihindarkan atau dibersihkan, penambahan besi bekas dan
bahan tambahan lainnya pada akhir proses menyebabkan susunannya dapat diatur
sebaik-baiknya.
3.1.8 Dapur
listrik digunakan untuk pembuatan baja yang tahan terhadap suhu tinggi.
3.2 Penutup
Alahamdulillah,
demikianlah yang dapat kami susun dalam makalah ini. Makalah ini kami
dedikasikan untuk pemenuhan tugas Mata Kuliah Proses Industri Kimia. Kami
menyadari bahwa dalam penulisan maupun penyusunan materi dalam makalah ini
masih jauh dari kesempurnaan. Kritik dan saran kami harapkan dari pembaca agar
terciptanya suatu media pembelajaran yang lebih baik di masa yang akan datang.
DAFTAR PUSTAKA
Adnyana,
1993. Metalurgi Las (Welding Metalurgy),
Institut Sain dan
Teknologi
Nasianal, Jakarta.
Bangyo
Sucahyo, 1999. Ilmu Logam, PT. Tiga
Serangkai Pustaka Mandiri,
Surakarta.
Cubberly
William H, 1983, Metals Handbook Ninth
Edition Vol. 1
Properties and Selection Iron and
Steels. American Society For
Metals,
New York.
Hari Amanto
dan Daryanto, 1999, Ilmu Bahan, Bumi
Aksara, Jakarta.
Yanmar
Diesel. 1980. Buku Petunjuk Mesin Diesel
Yanmar. PT. Yanmar
Indonesia.
Jakarta.
Suyanto,
2001. Bahan Bakar dan Minyak Lumas, Sekolah
Tinggi Perikanan,
Jakarta.
Tata
Surdia dan Saito Shinroku, 1999, Pengetahuan
Bahan Teknik, Pradnya
Paramita,
Jakarta.
Warsowiwoho
dan Gandhi Harahap, 1984. Bahan Bakar,
Pelumas,
Pelumasan dan Servis, Pradnya Paramita, Jakarta.