Elektro Metalurgi Besi – Baja dan Panduan Besi (Peleburan Besi, Baja dan Logam Non-Ferrous dalam Tanur-tanur Listrik/Elektro

DAFTAR ISI

 

KATA PENGANTAR ………………………………………………………. ..         v

DAFTAR ISI ……………………………………………………………………. ..       vi

DAFTAR GAMBAR …………………………………………………………. ..       xv

DAFTAR TABEL ……………………………………………………………… ..   xxvii

 

PENDAHULUAN

A.  Sejarah Singkat Perkembangan Tanur Elektro ………………….. ..  1

B.   Perkembangan Elektro Metalurgi Baja dan Paduan Ferro ….. ..  5

 

BAGIAN PERTAMA

TANUR ELEKTRO/LISTRIK

 

BAB I

KLASIFIKASI DAN KELOMPOK PENGGUNAAN TANUR-TANUR ELEKTRO/LISTRIK

A.  Bidang Penggunaan Tanur-tanur Listrik ………………………….. ..       10

B.   Penunjukan Bentuk dan Konstruksi Tanur Listrik …………….. ..       13

 

BAB II

TANUR BUSUR LISTRIK UNTUK MELEBUR BAJA

A.  Bentuk dan Ukuran Kerja Tanur …………………………………….. ..   22

B.   Kedudukan Elektroda dalam Tanur ……………………………….. ..  30

C.   Mekanisme untuk Memasukan Bahan Baku Skrap ke dalam Tanur dan Cara Memutar Tanur …………………..  32

D.  Mekanisme Alat Penggerak Elektroda …………………………….. ..   39

E.   Alat Pemegang Elektroda ……………………………………………… ..   47

F.    Alat Mekanis Pemutar Tanur………………………………………….. ..   52

G.  Alat Penyumbat Elektroda dalam Tanur …………………………. ..   57

H.  Pengeluaran dan Pembersihan Gas yang Keluar dari Tanur .. ..   60

 

BAB III

BUSUR LISTRIK DAN PERALATAN LISTRIK TANUR BUSUR LISTRIK

A.  Busur Listrik  ………………………………………………………………. ..       69

1.    Busur Listrik Arus Searah …………………………………………….       70

2.    Busur Listrik Arus Bolak Balik ……………………………………..       75

3.    Proses Fisika Kimia Kerja Busur ……………………………………       82

4.    Nyala Tetap Busur Listrik ……………………………………………       83

B.   Skematis Pengaturan Busur Listrik Tanur Peleburan Baja ….. ..       84

C.   Perlengkapan Peralatan Listrik Tanur Busur Listrik ………….. ..       86

1.    Saklar Daya Otomatis ………………………………………………….       86

2.    Trafo Tanur ……………………………………………………………….       87

D.  Jaringan Pendek Instalasi Tanur Busur Listrik…………………… ..       91

E.   Regulator Otomatis Alat Penggerak Elektroda …………………. ..       96

F.    Elektromagnit, Alat Pengaduk Cairan Logam…………………… ..     104

 

BAB IV

KARAKTERISTIK LISTRIK DAN PANAS, ATURAN DAN DIAGRAM KERJA TANUR BUSUR LISTRIK

A.  Karakteristik Listrik Tanur Busur Listrik ………………………… ..     108

B.   Karakteristik Panas Tanur Busur Listrik…………………………… ..     113

C.   Diagram Kerja Tanur Busur Listrik …………………………………. ..     118

D.  Menyederhanakan Aturan Kerja Tanur Busur Listrik…………. ..     124

E.   Memilih Daya Trafo Tanur ……………………………………………. ..     126

F.    Perencanaan dan Otomatisasi Kerja Tanur Busur Listrik ……. ..     131

 

BAB V

ELEKTRODA TANUR BUSUR LISTRIK

A.  Sifat-sifat Elektroda ……………………………………………………… ..     140

B.   Penggunaan Elektroda…………………………………………………… ..     143

C.   Perhitungan Elektroda…………………………………………………… ..     145

 

 

BAB VI

TANUR UNTUK MELEBUR LOGAM PADUAN BESI DAN BESI KASAR

A.  Tanur Peleburan Tiga Fasa Untuk Memproduksi Logam Paduan Besi yang Paling Banyak Digunakan dalam Industri . ..     149

B.   Tanur Tertutup ……………………………………………………………. ..     157

C.   Pengeluaran Gas Buang dari Tanur Logam Paduan Besi dan Proses Pembersihannya ……………… ..     162

D.  Tanur Listrik Untuk Melebur Besi Kasar …………………………. ..     166

 

BAB VII

TANUR INDUKSI UNTUK MELEBUR LOGAM

A.  Umum ………………………………………………………………………… ..     169

B.   Persamaan Tanur Induksi dan Analisanya ……………………….. ..     173

C.   Menentukan Frekuensi Tanur Induksi …………………………….. ..     178

1.    Hubungan Frekuensi Dengan Ukuran Skrap …………………..     181

2.    Penggunaan Frekuensi yang Dipakai dalam Tanur Induksi Jika Ditinjau dari Segi Ekonomi …………………………………….     183

D.  Kompensasi Tahanan Induktif Tanur Induksi …………………… ..     184

E.   Gejala Elektro Dinamik Cairan Logam di dalam Tanur Induksi ……….. ..     187

F.    Konstruksi Tanur Induksi ……………………………………………… ..     189

 

BAB VIII

TANUR PELEBURAN VAKUM

A.  Tanur Induksi Vakum …………………………………………………… ..     202

B.   Tanur Busur Listrik Vakum …………………………………………… ..     211

C.   Tanur Sinar Elektron …………………………………………………….. ..     220

 

BAB IX

TANUR PLASMA ……………………………………………………………. ..     231

 

BAB X

TANUR ELEKTRO SLAK ………………………………………………… ..     239

 

 

BAGIAN KEDUA

PROSES PELEBURAN BAJA DALAM TANUR BUSUR LISTRIK 

 

BAB XI

TEKNOLOGI PELEBURAN BAJA DENGAN OKSIDASI DALAM TANUR BUSUR LISTRIK BASA

A.  Perbaikan Tanur Setelah Setiap Kali Peleburan …………………. ..     254

B.   Komposisi Bahan Baku Skrap dan Cara Memasukkannya ke dalam Tanur ………………………………. ..     255

C.   Periode Pencairan Bahan Baku Skrap ………………………………. ..     256

D.  Periode Oksidasi ………………………………………………………….. ..     258

E.   Proses Fisika Kimia Periode Pencairan dan Oksidasi di dalam Proses Peleburan Baja ……………………………………… ..     261

F.    Proses Intensifikasi Periode Oksidasi Dengan Cara Meniupkan Material Serbuk ke dalam Logam Baja ……………. ..     281

G.  Pembuangan Slak Periode Oksidasi ………………………………… ..     282

H.  Periode Reduksi Proses Peleburan Baja …………………………… ..     283

I.   Karakteristik Fisika Kimia Periode Reduksi dalam Proses Peleburan ………………. ..     284

J.   Pembuangan Sulfur dalam Proses Peleburan Baja ………………..     291

K.  Akhir Periode Reduksi Cairan Baja …………………………………. ..     296

L.  Paduan Cairan Baja pada Proses Peleburan  …………………….. ..     297

M. Perubahan Temperatur Logam Selama Proses Peleburan …… ..     299

 

BAB XII

VARIASI PROSES PELEBURAN BAJA DALAM TANUR BUSUR LISTRIK

A.  Melebur Baja Tanpa Periode Oksidasi ……………………………    301

B.   Melebur Baja dengan Periode Oksidasi Tanpa Membuang Slak Oksidasinya ………..    304

C.   Peleburan Baja Tanpa Difusi Reduksi ………………………………. ..     305

D.  Melebur Baja dengan Menambahkan Cairan Besi Kasar ke dalam Skrap …………….     306

E.   Proses Perbaikan Cairan Baja Setengah Jadi di dalam Tanur Busur Listrik yang di Ambil dari Tanur Lain (Proses Duplek Tanur Busur Listrik) ………………………………. ..     308

F.    Pencampuran dalam Ladel Produksi Cairan Baja dari Dua Tanur Peleburan ……………..  309

G.  Keistimewaan Melebur Baja di dalam Tanur Listrik Kapasitas Besar  ……………………. .. 310

H.  Keistimewaan Melebur Baja Tahan Karat ………………………… .. 313

I.     Peleburan Baja dalam Tanur Busur Listrik Asam ………………. .. 318

1. Pemasukan Bahan Baku Skrap dan Periode Pencairannya ……………………… 319
2. Periode Oksidasi dalam Proses Peleburan ………………………     321
3. Periode Reduksi ………………………………………………………….     323

J.     Melebur Baja dalam Tanur Induksi …………………………………. ..     327

 

BAB XIII

PENUANGAN CAIRAN BAJA DAN PEMBENTUKAN INGOT BAJA

A.  Tap Cairan Baja ……………………………………………………………. ..     333

B.   Ladel Untuk Menampung Cairan Baja …………………………….. ..     333

C.   Pendinginan Cairan Baja Selama Proses Tap dan Penuangan Cairan Baja …………….     345

D.  Perubahan Kandungan Karbon di dalam Cairan Baja pada Saat Proses Tap dan Penuangannya ………………………… ..     346

E.   Metode Penuangan Cairan Baja Keistimewaan dan Kelemahannya Sistem Saluran pada Proses Penuangan Cairan Baja …………………………………………………….     347

F.    Lamanya Waktu Pembekuan Ingot …………………………………. ..     352

G.  Struktur Kristal Ingot Baja …………………………………………….. ..     354

H.  Cacat-cacat Ingot Baja …………………………………………………… ..     358

1.   Retakan-retakan, yang Terbentuk pada Proses Kristalisasi Cairan Baja Di dalam Cetakan Ingot ………………………………     362

2.    Retakan-retakan, yang Terbentuk dalam Proses Pendinginan Ingot yang Telah Membeku ……………………….     365

3.    Pembuangan Kerak Pada Dinding Ingot …………………………     366

4.    Lubang-lubang Gas dalam Ingot Baja …………………………….     368

I.     Tidak Meratanya Komposisi Kimia dalam Batang Tubuh Ingot Baja ……………… ..     370

1.    Pengaruh Komposisi Kimia yang Tidak Sama pada Setiap Titik-titik yang Berbeda pada Saat Cairan Bajanya Membeku Dinamakan Liquasi ………………………………………     370

2.    Liquasi Dendrit …………………………………………………………..     371

3.    Pembuatan Zona Liquasi di dalam Ingot Baja ………………….     373

J.     Pembentukan Kandungan Oksida-oksida Non-Logam pada Proses Pembuatan Ingot Baja ………….. ..     377

K.   Pembentukan Inklusi Non-Logam Sulfur pada Pembekuan Ingot Baja …………………… ..381

L.   Pengaturan Temperatur dan Kecepatan Penuangan Cairan Baja ……………………………. ..     383

M. Bentuk dan Ukuran-ukuran Ingot …………………………………… ..     386

N.  Proses Penuangan Kontinyu Cairan Baja ………………………….. ..     388

 

BAB XIV

PELEBURAN BAJA DALAM TANUR VAKUM

A.  Proses Fisika Kimia dalam Vakum ………………………………….. ..     405

1.    Menghilangkan Gas dalam Baja …………………………………….     405

2.    Penguapan Komponen-komponen Cairan Baja ………………..     407

3.    Keistimewaan Proses Reduksi Logam ……………………………     408

4.    Proses Reduksi dan Pembuangan Campuran Elemen Non-Logam ……………….     409

5.    Disosiasi Komponen Lapisan Tahan Api dan Reaksi Komponen Tersebut dengan Cairan Logam ……     400

B.   Proses Peleburan Logam dalam Tanur Induksi Vakum ……… ..     412

C.   Proses Peleburan dalam Tanur Busur Listrik Vakum …………. ..     417

D.  Keistimewaan Proses Peleburan dalam Tanur Sinar Elektron …………………….     421

 

BAB XV

PROSES PERBAIKAN CAIRAN BAJA DI LUAR TANUR

A.  Proses Perbaikan Cairan Baja Oleh Slak Sintetis pada Saat Cairan Baja di Tap dari Tanur ke dalam Ladel …… ..     425

B.   Degasasi Cairan Baja dengan Cara Meniupkan Gas Neutral ke dalam Ladel ………….. .427

C.   Proses Pembuangan Gas dengan Vakum dari Cairan Baja ….. ..     430

1.    Degasasi Cairan Baja dalam Ladel …………………………………     431

2.    Proses Degasasi Baja dalam Aliran Cairannya …………………     436

3.    Degasasi Cairan Baja Per Porsi ……………………………………..     440

D.  Nilai Teknik Ekonomi Proses Perbaikan Kualitas Cairan Baja di Luar Tanur Peleburan ………………….. ..     444

 

BAGIAN KETIGA

PRODUKSI PADUAN FERRO

 

BAB XVI

DASAR-DASAR REAKSI FISIKA KIMIA DALAM MEMPRODUKSI PADUAN FERRO 

A.  Metode Termodinamika untuk Menentukan Kondisi Kesetimbangan Reaksi-reaksi Kimia ……………………. ..     449

B.   Isobar Potensial Pembentukan Oksida-oksida ………………….. ..     451

C.   Pengaruh Temperatur Terhadap Isobar Potensial dalam Pembentukan Oksida-oksida ………………………………… ..     453

D.  Metode Peleburan Paduan Ferro ……………………………………. ..     456

 

BAB XVII

FERRO-SILIKON

A.  Data-data Singkat Tentang Sifat-sifat Fisika Kimia Silikon dan Senyawa-senyawanya …………………………………………….. ..     460

B.   Penggunaan Ferro-Silikon ……………………………………………… ..     460

C.   Bahan Baku untuk Memproduksi Ferro-Silikon ………………… ..     461

D.  Kondisi Fisika Kimia Reduksi Silikon ………………………………. ..     462

E.   Teknologi Peleburan Ferro-Silikon …………………………………. ..     465

F.    Pengaruh Banyaknya Material Reduktor di dalam Bahan Baku pada Proses Kerja Peleburan Ferro-Silikon ………………………. ..     471

G.  Proses Tap dan Penuangan (Cor) Ferro-Silikon …………………. ..     472

H.  Membersihkan Ferro-Silikon dari Aluminium dan Kalsium … ..     472

I.     Satuan Jenis Konsumsi Energi Listrik dan Satuan Jenis Material Bahan Baku Pada Proses Peleburan Ferro-Silikon ……………… ..     473

 

BAB XVIIII

FERRO-KHROM

A.  Data-data Singkat Tentang Sifat-sifat Fisika Kimia Khrom dan Senyawa-senyawanya ………………….. ..     475

B.   Penggunaan Ferro-Khrom …………………………………. ..     475

C.   Material Bahan Baku Untuk Peleburan Ferro-Khrom ………… ..     476

D.  Teknologi Peleburan Ferro-Khrom-Karbon ……………………… ..     448

E.   Ferro-Krom Non-Karbon ………………………………………………. ..     483

1.    Pembuangan Kadar Karbon dari Ferro-Khrom dalam Keadaan Padat …………     483

2.    Proses Pembuangan Karbon dari Ferro-Khrom dalam Keadaan Cair ………..     485

F.    Metode Peleburan Siliko Termis Untuk Memproduksi Ferro-Khrom-Karbon Rendah …………………… ..     488

G.  Perbandingan Beberapa Cara Proses Peleburan Ferro-Khrom-Karbon Rendah dan Ferro-Khrom Non-Karbon                  492

H.  Perbandingan Beberapa Cara Proses Peleburan Ferro-Khrom Karbon Rendah Dan Ferro-Khrom Non Karbon ………………….     497

 

BAB XIX

FERRO-MANGAN DAN SILIKO-MANGAN

A.  Data-data Singkat Tentang Sifat-sifat Fisika Kimia Elemen Mangan dan Senyawa-senyawanya ……………………… ..     500

B.   Penggunaan Ferro-Mangan dan Siliko-Mangan ………………… ..     501

C.   Bahan Baku untuk Melebur Ferro-Mangan dan Siliko-Mangan …………… ..     501

D.  Proses Peleburan Ferro-Mangan-Karbon …………………………. ..     503

E.   Peleburan Slak Posfor Rendah ……………………………………….. ..     507

F.    Proses Peleburan Siliko-Mangan …………………………………….. ..     509

G.  Peleburan Logam Mangan dan Ferro Mangan Karbon Rendah …………………… 512

 

BAB XX

FERRO-VANADIUM

A.  Data-data Singkat Tentang Sifat-sifat Fisika Kimia Vanadium dan Senyawa-senyawanya ……………. ..     516

B.   Penggunaan Ferro-vanadium …………………………………………. ..     516

C.   Pengeluaran Vanadium dari Biji Besi ………………………………. ..     516

D.  Proses Peleburan Ferro-Vanadium ………………………………….. ..     517

 

BAB XXI

FERRO-WOLFRAM 

A.  Data-data Singkat Tentang Sifat-sifat Fisika Kimia Wolfram dan Senyawa-senyawanya ………………….. ..     520

B.   Penggunaan Ferro-Wolfram ………………………………….. ..     520

C.   Bijih Wolfram ………………………………………………….. ..     521

D.  Peleburan Ferro-Wolfram …………………………………. ..     521

 

BAB XXII

FERRO-MOLIBDEN

A.  Data-data Singkat Tentang Sifat-sifat Fisika Kimia Molibden dan Senyawa-senyawanya ………………………………. ..     524

B.   Penggunaan Ferro-Molibden …………………………………………. ..     524

C.   Bijih Tambang Molibden ……………………………………………….. ..     524

D.  Peleburan Ferro-Molibden …………………………………………….. ..     525

 

BAB XXIII

FERRO-TITAN

A.  Data-data Singkat Tentang Sifat-sifat Fisika Kimia Titan dan Senyawa-senyawanya ……………………. ..     528

B.   Penggunaan Ferro-Titan ……………………………………………….. ..     528

C.   Bijih Untuk Memproduksi Ferro-Titan ……………………………. ..     528

D.  Peleburan Ferro-Titan …………………………………………………… ..     529

 

 

DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………………..     533

TENTANG PENULIS ………………………………………………………….     536