Proses Peleburan Besi Cor pada Tanur Kupola

Proses peleburan besi tuang pada tanur kupola, Kupola dipergunakan secara luas untuk peleburan besi cor sebab mempunyai keuntungan yang unik yaitu sebagai berikut :

a. Konstruksinya sederhana dan operasi mudah

b. Memberikan kemungkinan peleburan kontinu

c. Bisa untuk mendapatkan laju peleburan yang besar untuk tiap jamnya

d. Biaya yang rendah untuk alat-alat dan peleburan

e. Memungkinkan pengontrolan komposisi kimia dalam daerah luas.

Operasi Tanur Kupola

a. Pelapisan

Lapisan :

Batu tahan api, bahan tahan api yang dapat dicorkan, atau bahan tahan api penambal dipergunakan untuk lapisan tanur kupola. Operasi dengan lapisan asam memerlukan bahan tahan api samot, atau batu talek dan operasi dengan lapisan basa memerlukan bahan tahan api magnesia atau dolomit

Ketebalan yang dikehendaki kira-kira 3 sampai 4 mm dari adonan dan untuk pengikat menggunakan air sesedikit mungkin. Mengeringkan kupola yang baru dilapisi secara alamiah untuk dua atau tiga hari yang kemudian dilanjutkan dengan membakar kokas atau kayu sekurang-kurangnya satu hari satu malam.

Perbaikan :

Biasanya mempersiapkan tanur kupola dimulai dengan memperbaiki lapisan yang telah kena erosi salama pemakaian yang lalu. Mula-mula pintu dasarnya dibuka dan baru tempat-tempat yang kena erosi diperbaiki setelah bagian dalam dari tanur kupola mendingin. Biasanya perbaikan ini dibatasi pada daerah lebur yang bertemperatur tinggi.

Terak, kokas dan besi yang melekat pada dinding di daerah lebur dibuang dengan pahat atau palu pnumatik sampai bata tahan api terlihat. Lapisan diperbaiki dengan bata tahan api atau bahan penambah tergantung pada besarnya erosi, sampai ke ukuran semula. Sebaiknya kadar air pada adukan mortir dan bahan penambah diusahakan sekecil mungkin.

Setelah perbaikan dinding dan lubang-lubang selesai, pintu dasar ditutup dan pasir cetak ditaburkan di atasnya setebal 30-50 mm, kemudian pasir dasar ditaburkan di atasnya dan terus dipadatkan. Campuran pasir dasar ditunjukkan daftar berikut ini :

Dasar dibuat miring ke arah lubang cerat dengan kemiringan 5/1.000 sampai 10/1.000. Kemiringan ini memberikan hasil baik pada pengeluaran besi cair. Tebalnya pasir dasar minimal 200 mm dan ditentukan dengan memperhitungkan ukuran kupola dan jam pemakaian.

Pemanasan mula dari kupola :

Setelah pelapisan selesai lapisan harus dikeringkan perlahan-lahan. Pengeringan dilakukan dengan membakar alas kokas seperti diuraikan kemudian. Lubang dan saluran cerat harus cukup dipanaskan mula dengan membakar kayu dan kokas, atau dengan burner, yaitu untuk mencegah penurunan temperatur pada logam cair yang pertama.

b. Persiapan

Penyalaan :

Setelah kupola diperbaiki dan dikeringkan, penyalaan harus disiapkan kira-kira 3-4 jam sebelum jadwal waktu pengeluaran. Pada permulaan, sejumlah yang cocok dari kayu bakar ditempatkan di dasar dan dinyalakan dengan membakar kain yang telah diberi minyak atau dengan burner disertai tiupan. Apabila digunakan burner gas khusus untuk penyalaan, alas kokas langsung bisa dinyalakan tanpa kayu bakar. Dengan mempergunakan cara terakhir ini banyak waktu dihemat dibanding dengan cara pertama.

Tiupan mula :

Kalau api pembakaran telah mencapai bagian atas dari alas kokas, lubang-lubang pengintip ditutup dan tiupan mulai dilakukan selama 3-5 menit. Selama tiupan mula,alas kokas harus diatur sampai mencapai tinggi yang benar, yaitu diukur dari pintu pengisian dengan mempergunakan rantai atau batang baja. Untuk kupola kecil yang diameternya kurang dari 700 mm, tinggi alas kokasnya 1,5 sampai 1,8 kali diameter dalam, dan untuk kupola besar 1.200 – 1.300 mm.

Bahan muatan :

Jumlah bahan logam sebagai muatan dihitung berdasarkan daftar penyusunan bahan. Berat satu muatan logam disarankan 1/10 -1/15 dari laju peleburan per jam. Jumlah muatan kokas ditentukan berdasarkan angka perbandingan besi terhadap kokas. Jumlah batu gamping sebagai sumber terak disarankan 25 -35% dari berat kokas.

Urutan pemuatan pertama adalah batu gamping, kemudian logam, kokas dan seterusnya. Tetapi urutan pemuatan tidak begitu penting. Yang lebih penting untuk diperhatikan ialah mencegah pemuatan bahan-bahan yang ukurannya tidak seragam.

c. Cara Operasi

Permulaan dari tiupan :

Setelah bahan-bahan dimuatkan sampai mencapai bagian bawah pintu pengisian, logam dipanaskan mula selama 15-20 menit tanpa tiupan. Pemanasan mula yang terlalu lama menyebabkan turunnya tinggi alas kokas, karena alas kokas terus terbakar. Setelah pemanasan mula, tiupan udara dimulai. Tetesan besi dapat dilihat melalui lubang pengintip 3 atau 4 menit setelah tipuan dimulai. Biasanya pembukaan pertama dari lubang cerat dilakukan 20 menit setelah tiupan dimulai.

Logam cair yang pertama mempunyai temperatur rendah dan mempunyai perubahan komposisi yang besar. Karena itu ia tidak dipakai untuk coran. Untuk mendapatkan logam cair yang bertemperatur tinggi sejak permulaan, perlu dipergunakan alas kokas yang tinggi, tiupan udara yang berlebih atau ditambahkan 1 sampai 2% kalsium karbid pada muatan kokas yang pertama.

Pencairan dan pengeluaran :

Pengeluaran besi dilakukan secara kontinu tanpa berhenti pada proses pengeluaran terak dari depan dan dari muka. Terak dari dalam kupola mengalir keluar bersama-sama logam cair tetapi sudah terpisah. Dalam proses pengeluaran terak secara terputus-putus, lubang cerat dibuka setelah waktu tertentu, yaitu apabila jumlah tertentu dari besi cair dan terak telah berkumpul dalam tungku.

Kokas, batu gamping dan logam harus dimasukkan pada waktu-waktu tertentu untuk mengisi kupola sampai bagian bawah dari pintu pengisian. Selama proses pencairan perlu dilakukan pengecekan pada laju pencairan, temperatur besi cair, tekanan udara tiup dan lain-lainnya. Jadi, keadaan tungku, yaitu temperatur,tekanan, tinggi alas kokas dan sebagainya harus diusahakan stabil. Walaupun kupola beroperasi pada angka perbandingan yang cocok antara besi dan kokas, namun karena pemakaian yang lama akan terjadi penurunan tinggi alas kokas disebabkan erosi pada lapisan dalam tungku di daerah cair.

Akhir dari waktu operasi :

Menjelang akhir operasi, tekanan udara turun disebabkan penurunan tinggi alas kokas. Oleh karena itu katup udara perlu diturunkan, agar volume udara tiup tetap. kalau operasi dilanjutkan sampai logam dalam tungku semuanya mencair, hal ini dapat menyebabkan : melekatnya besi pada lapisan dalam tungku karena percikan besi cair, erosi dari bata tahan api, oksidasi dari besi dan lain sebagainya. Oleh karena itu tiupan udara dihentikan sementara 2 atau 3 muatan masih berada di atas alas kokas.

Serempak dengan penghentian tiupan udara ; lubang intip tuyer dibuka, besi dan terak dikeluarkan dari lubang cerat dan lubang terak. Kemudian pintu dasar kupola dibuka dan isinya dijatuhkan di atas pasir yang sudah ditaburkan dibawah kupola.

Apabila isi yang tersisa tidak mau jatuh, dasarnya harus dijatuhkan dengan mempergunakan batang baja. Kesukaran ini biasanya disebabkan karena tanah lempung yang berlebihan pada pasir dasar, oleh karena itu perlu pengaturan komposisi dari pasir dasar tersebut.

Info Lebih Lanjut