Proses Kinerja Dapur Tungku Terbuka basa, Konvertor Bessemer, Proses LDAC Dan Dapur Listrik Busur Cahaya Dalam Pengolahan Baja

 2.4  DAPUR TUNGKU TERBUKA BASA

Dapur  tungku  terbuka  basa  atau  converter  martin  in  berbentuk  seperti cawan lonjong dangkal yang dilapis dengan magnesit atau dolomite.

Mula-mula batu kapur, bijih besi dan baja tua yang diisikan, dipanaskan kemudian  besi  kasar  cair  dimuatkan.  Sumber  panasnya  ialah  gas  yang dipanaskan sebelumnya dan udara atau minyak bahan bakar dan udara. 

Nyala  api  langsung  menyentuh permukaan cairan. Maksudnya ialah untuk  menghilangkan  kotorankotoran dari cairan, terutama karbon, sulfur  dan  fosfor.  Sulfur  dan  fosfor dihilangkan  oleh  terak  dan  karbon terbakar  sebagai gas. Contoh cairan logam  berulang  kali  diambil  dari dapur  dan  diuji  untuk  menetapkan kadar karbon dalam cairan.Bila  kadar  karbon  yang  diperlukan  tercapai,  terak  terbentuk  dengan menambahkan oksida besi dan kapur pada cairan. Karena kita dapat membentuk terak pada setiap saat yang diinginkan, maka baja dengan batas kadar karbon yang luas dapat diproses. 

Sekalipun konvertor martin dibangun untuk pembuatan baja dari baja tua, ternyata oven juga berguna untuk fabrikasi baja dari besi kasar dan  besi  tua  atau  bijih.  Nyala  api  yang  menyapu  memanaskan  isi  oven  dan mengoksidasikan  campuran  tambahan.  Dengan  bahan  imbuh  campuran tambahan  yang  diosidasikan  membentuk  terak.  Terak  ini  akan  menutup hubungan  lanjut  dari  isi  oven  dengan  nyala  api,  jikalau  dalam  cairan  tidak ditambahkan besi tua atau bijih.Pada  akhir  proses  pengolahan  dapat  diberikan  bahan  tambahan  lain pada cairan, baik kedalam dapur maupun pada waktu cairan disalurkan kedalam sendok  penyerok.  Hasil  akhir  konvertor  martin  disebut  baja  martin.  Baja  ini bermutu  baik,  karena  susunannya  dapat  ditentukan  dengan  teliti  disebabkan proses  yang  memakan  waktu  yang  panjang.  Oleh  karena  itu  baja  ini  berguna untuk pembuatan konstruksi dan bagian-bagian mesin (seperti baut, poros, poros engkol, batang penggerak dan pasak).

2.5  PROSES BESSEMER

Konvertor Bessemer ialah bejana baja berbentuk buah labu yang dilapis dengan  bahan  tahan  api.  Konvertor  ini  dapat  dimiringkan  untuk  memuat  dan membongkar isinya. 

Pada  proses  konvertor  bessemer  ini tidak  diterapkan  pemanasan,  karena konvertor  diisi  dengan  besi  kasar yang  sudah  dalam  keadaan cair.Setelah  diisi,  konvertor ditegakkan  kembali  dan  hembusan udara  dari  alas  dipaksakan menembus  muatan  cair  itu,  hal  ini dikenal sebagai tiupan. Setelah  beberapa  waktu  lamanya,  nyala  api  kelihatan  pada  mulut konvertor  kemudian  nyala  api  meningkat  dengan  cepat  dan  akhirnya  padam, menunjukkan  bahwa  semua  karbon,  mangan  dan  silisium  telah  terbakar  dari logam.Pada  tingkatan  ini  cairan  embutuhkan  campuran  bahan-bahan  lainnya untuk memberikan sifat-sifat baja yang diinginkan. Karenanya sejumlah karbon, mangan dan silisium yang sesuai harus ditambahkan pada cairan. Ini dilakukan dengan  menambah  unsur-unsur  tersebut  di  atas  dalam  jumlah  yang  diketahui. Biasanya  dalam  bentuk  batu  bara,  ferro  mangan  dan  ferro  silisium  ke  dalam sendok penyerok, tempat baja dialirkan. Dengan cara pemanasan terlebih dahulu ini kita meningkatkan suhu oven. 

2.6  DAPUR LISTRIK BUSUR CAHAYA

Dapur  ini  terdiri  atas  tungku  baja  berbentuk  bulat  yang  dangkal,  dilapis dengan bahan tahan api. Tiga batang elektroda karbon yang dapat dinaikkan dan diturunkan, masuk ke dalam dapur melewati tutup dapur dan menyentuh logam yang akan dilebur.  

Arus  listrik  dialirkan  melalui  elektrodaelektroda  itu  dan  membentuk  sirkuit dengan  logam.  Bila  sirkuit  tercapai, elektroda-elektroda  dinaikkan,  maka arus meloncati celah antara ujung-ujung elektroda  dan  logam.  Bunga  api  yang menjembatani  celah  itu  disebut  busur cahaya.  Panas  yang  dibangkitkan  oleh busur  cahaya  menyebabkan  logam menjadi  cair.  Proses  ini  dapat memproduksi  sampai  20  ton  baja berkualitas tinggi.

2.7    PROSES OKSIGEN BASA (PROSES L.D.A.C)

Mula-mula dikembangkan di Linz dan Donawitz di Austria sebagai proses L.D., kemudian dikembangkan lebih lanjut di Luksemburg sebagai proses LDAC. Proses  ini  merupakan  metode  yang  sederhana,  ekonomis  dan  berhasil   baik dalam pengolahan baja. Dipergunakan sejenis dapur yang sederhana. 

Pancaran oksigen bertenaga tinggi dari atas  di  injeksikan  ke  dalam  besi  cair. Oksigen mengalir lewat pengabut yang didinginkan  dengan  air,  yang  disebut tombak,  yang  memungkinkan  baja bebas nitrogen dapat diproduksi dengan cepat.  Oksigen  yang  dimasukkan melalui  tombak  bereaksi  dengan karbon,  silisium  dan  mangan  dalam besi  membangkitkan  panas  yang diperlukan  untuk  pengolahan.  Dalam proses  pengolahan  baja  ini  tidak dibutuhkan panas dengan jalan lain.

Untuk  menangani  besi  yang  mengandung  banyak  fosfor,  yang  kadangkadang  diolah  di  Inggris  dan  Eropa,  dibutuhkan  banyak  kapur.  Kapur  itu dimasukkan  dari  sebuah  alat  pembagi,  yang  merupakan  bagian  yang  tak terpisahkan  dari  tombak,  bersama-sama  dengan  pancaran  oksigen.  Jumlah kapur  yang  dimasukkan  tergantung  pada  kadar  fosfor  bijih  besi.  Inilah  proses LDAC.  Kapur  memasuki  daerah  suhu  tinggi  dan  membentuk  terak  basa  yang mampu  meniadakan  fosfor  dari  cairan.  Terak  ini  disalurkan  pada  sebahagian perjalanan selama proses peleburan berlangsung dan terbentuk terak baru.