3.2 Memahami prinsip pengolahan bahan logam.
4.2 Mengidentifikasi pengolahan bahan logam.
Materi :
DASAR TEKNIK
B. PENGOLAHAN BAHAN LOGAM DAN NONLOGAM
Bahan logam dan non logam merupakan bahan teknik yang berguna untuk menunjang pekerjaan dasar dalam teknik pemesinan sebagai dasar dalam suatu pekerjaan yang berkaitan dengan teknik pemesinan titik berikut teknik pengolahan bahan logam dan non logam.
1. Bahan Logam
Berikut teknik pengolahan bahan logam
a. Teknik pengolahan logam dengan dapur tinggi
Dapur tinggi merupakan tanur metalurgi yang digunakan untuk peleburan untuk memproduksi industri logam. Biji besi yang diolah dalam dapur tinggi begitu dalam berupa pyrite (FeS2), magnetis (Fe3O4), serta hematite (Fe2O3).
1) Konstruksi
Dapur tinggi mempunyai bentuk dua buah kerucut yang berdiri menjadi satu di atas yang lain pada alasnya. Seluruh seluruh dinding dari dapur tinggi terbuat dari batu tahan api yang dilapisi baja khusus untuk lebih memperkuat kontruksinya. Selain itu, pada dapur tinggi juga terdapat tiang-tiang penyangga untuk menahan kontruksi dinding batu tahanapi dan baja. Pada dapur tinggi juga dilengkapi dengan pesawat cowper yang berfungsi untuk meniupkan udara panas pada dapur tinggi.
Gambar 1.1 Konstruksi dapur tinggi
2) Proses Kerja
Pada dasarnya proses kerja dapur tinggi bisa disederhanakan menjadi empat tahap, yaitu:
- a) Proses pemasukan bahan-bahan yang akan diolah.
- b) Proses reduksi bahan-bahan.
- c) Proses pencairan bijih besi.
- d) Hasil produksi dapur tinggi.
3. Hasil Produksi
Dapur tinggi dalam prosesnya menghasilkan dua macam produk, yaitu :
a) Besi kasar (Pig Iron)
Besi kasar merupakan produk dari hasil reaksi reduksi bijih besi. Besi kasar sendiri memiliki sifat rapuh (getas), sehingga diperlukan pengolahan lanjut untuk memperoleh besi yang kuat. Pada besi kasar ini dibagi menjadi dua yaitu besi kasar putih dan besi kasar kelabu.
b) Terak
Truk merupakan produk sampingan dari proses produksi dapur tinggi, terdapat dua macam yaitu ternak yang bersifat asam dan serat yang bersifat basa. Tersebut bergantung pada berapa kandungan CaO, MgO, Si, dan Al pada terak.
b. Teknik Pengolahan dengan Dapur Listrik
Dapurl merupakan dapur pengolahan lanjut setelah dapur tinggi. Dapur listrik berfungsi untuk mengolah hasil dari dapur tinggi menjadi baja atau besi. Dapur listrik lebih efisien dibandingkan dengan dapur lainnya.
1) Konstruksi
Konstruksi dari dapur listrik berbentuk oval di bagian bawah,dindingnya berbentuk silinder serta penutup tanur yang bisa membuka dan menutup. Pada penutupnya terdapat lubang untuk tempat masuknya elektroda. Elektroda sendiri tidak bertumpu pada penutup dapur tetapi bertumpu pada rangka atau penopang tersendiri dan dapat bergerak keatas dan menurun sesuai dengan kebutuhan. Pada penutup dapur terdapat isolator panas yang mempunyai fungsi agar panas yang dihasilkan tidak berkurang.
2) Proses Kerja
Besi dalam dapur listrik melalui beberapa proses es dalam produksi yaitu:
- a) Proses pembuatan bahan-bahan produksi dalam dapur.
- b) Proses peleburan semua bahan dalam dapur.
- c) Proses pencairan besi.
- d) Tahap pembersihan sisa-sisa produksi.
- e) Tahap penyelesaian atau finishing.
3) Hasil Produksi
Hasil dari proses produksi dapur listrik itu berupa baja hasil olahan dari dapur tinggi yang diolah menjadi baja yang lebih baik dan lebih berkualitas.
c. Teknik Pengolahan dengan Dapur Kubah (Kupola)
Dapur kubah merupakan dapur untuk mengolah besi kasar (pig iron) dan besi rongsokan/potongan-potongan dengan dicampur potongan baja serta sejumlah kecil batu kapur guna menghasilkan besi tuang dan besi cor.
1) Konstruksi
Konstruksid dapur kubah terdiri dari tuyer, lubang cerat, lubang terak dan daerah krus.
2) Proses Kerja
Proses kerja dari dapur kubah (kupola) sebagai berikut:
- a) Pemasukan bahan-bahan ke dalam dapur kubah.
- b) Pemanasan atau permulaan dari tiupan.
- c) Pencairan logam.
- d) Pengeluaran hasil.
3) Hasil Produksi
Hasil produksi dari dapur kubah adalah besi cair yang berasal dari besi besi yang dimasukkan ke dalam dapur kemudian mencair dan menjadi cairan besi titik selain itu juga terdapat terak yang berupa batu kapur dan logam lain.
d. Teknik Pengolahan dengan Dapur Konvertor
Dapur konvertor merupakan salah satu dapur yang bisa digunakan untuk menurunkan kadar karbon dan unsur tambahan lainnya dari besi kasar. Ada tiga macam konvertor, yaitu: 1)Proses Bessemer untuk besi kasar dengan kadar fosfor yang rendah; 2) Proses Thomas untuk besi kasar dengan kadar fosfor yang tinggi; 3) Proses Oksi, Proses LD.
1) Konstruksi
Konstruksi dari dapur konvertor adalah bejana yang berbentuk bulat lonjong terbuat dari plat baja. Pada lapisan dalam dinding dapur konvertor terdapat batu tahan api yang berfungsi untuk menyimpan panas dan melindungi lapisan luar dinding baja dapur.
Gambar 1.3 Teknik pengolahan logam dengan dapur konvertor
2) Proses Kerja
- a) Dipanaskan dengan kokas sampai kurang lebih 1500 derajat C.
- b) Dimiringkan untuk memasukkan bahan baku baja (kurang lebih 1/8 dari volume konvertor)
- c) Kembali ditegakkan.
- d) Udara dengan tekanan 1,5-2 atm dihembuskan dari kompresor.
- e) Setelah 20-25 menit konvertor dijungkirkan untuk mengeluarkan isinya.
Hasil produksi dari dapur konvertor adalah besi cair dan gerak yang dihasilkan selama pencairan besi.
e. Teknik Pengolahan dan Pengecoran Logam dengan Dapur Siemens-Martin
Dapur Siemens-Martin adalah sebuah dapur nyala api yang digunakan untuk mengolah besi-besi rongsokan atau besi bekas, namun bisa juga digunakan untuk mengelola besi mentah atau pig iron. Dapur ini direncanakan oleh seorang bangsa Perancis bernama Wilhelm Siemens pada tahun 1800 yang kemudian disempurnakan oleh Pierre Martin pada tahun 1865.
1) Konstruksi
Dapur Siemens-Martin terdiri dari dua generator yang berisi gas dan udara, terdapat tiga pintu untuk memasukkan bahan besi yang akan diolah, pada tengah-tengah dapur terdapat ruangan untuk mengolah atau mencairkan besi serta semua dinding pada dapur Siemens Martin ini dilapisi oleh batu tahan api asam atau basa.
Gambar 1.4 Dapur Siemens-Martin
2) proses kerja
- a) Panaskan terlebih dahulu dapur dengan suhu 900-1200 derajat
- b) Semua bahan besi dimasukkan ke dalam dapur.
- c) Udara dan gas dialirkan menuju dapur untuk pencairan.
- d) Besi yang ada di dalam dapur mulai mencair.
- e) Besi cair keluar terlebih dahulu sebelumnya terak keluar.
3) Hasil Produksi
Dariproses kerja yang dilakukan oleh dapur Siemens Martin bisa diperoleh hasil berupa kaca cair yang kuat dan yang bisa dimanfaatkan yang bisa dimanfaatkan sebagai pupuk.
f. Teknik Pengolahan dengan Dapur Aduk
Dapur aduk merupakan pengolahan besi secara konvensional untuk menghasilkan besi tempa titik lebih dikenal dengan tungku tempa titik proses ini ditemukan pada tahun 1784. Disini yang dibuat adalah besi tempa.
1) Konstruksi
Bara yang digunakan pada dapur ini menggunakan udara panas yang dihembuskan oleh blower. Bahan dan peralatan yang digunakan pada dapur aduk ini haruslah sesuai dengan temperatur yang akan digunakan pada proses produksi.
2) Proses Produksi
a) Pemanasan dapur dengan meniupkan udara panas dari blower dan api.
b) Setelah panas telah cukup, maka bahan dimasukkan ke dalam dapur.
c) Stabilkan panas pada dapur dengan meniupkan udara panas dengan blower.
d) Setelah cair dan telah sesuai dengan yang dibutuhkan,maka keluarkan besi cair dari dapur.
3) Hasil Produksi
Wrought iron (besi tempa), fasa
besi tempa berupa ferit (alpha), didalamnya terdapat sisa kerak yang masih terperangkap dan bisa dimanfaatkan lagi.
Daftar pustaka
Gunanto, A. Joko Pramono. Dasar Perancangan Teknik Mesin SMK /MAK Kelas X .2019.Yogyakarta: Percetakan: Andi Offset
Tidak ada komentar:
Posting Komentar