MAKALAH PROSES PEMBUATAN BAJA SLAB

MAKALAH PROSES PEMBUATAN BAJA SLAB

Disusun Oleh :

Aji Fitrian Hidayat 3.31.14.0.02

Andi Purwanto 3.31.14.0.03

Annisa Rahmah H 3.31.14.0.04

POLITEKNIK NEGERI SEMARANG

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

PRODI TEKNIK LISTRIK

2016

BAB I

PENDAHULUAN

A.Latar Belakang 
Besi merupakan logam yang keberadaannya memiliki jumlah besar dan beragam penggunaannya. Hal ini disebabkan beberapa hal yaitu kelimpahan besi dikulit bumi cukup besar, pengolahanya relatif mudah dan murah, serta besi mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan dan mudah dimodifikasi.
Karena kelimpahannnya di dalam masyarakat, besi sangat banyak dimanfaatkan antara lain kemudahannya dalam perolehan atau proses penambangan bijihnya dan ditemukan di banyak tempat (Canham dan overtone, 2003). Selain itu dari segi penggunaannya, dalam bidang industri besi dapat digunakan pada pembuatan baja (alloy) yang biasanya digunakan sebagai rangka dalam pembuatan jembatan dan gedung-gedung. Di bidang kesehatan, besi diperlukan oleh tubuh (dalam darah) serta digunakan sebagai zat tambahan pada berbagai jenis obat-obatan.
Dapat dipastikan bahwa produk besi dan baja tersebut mempunyai pengaruh  bagi kehidupan manusia lebih besar daripada produk-produk logam lainnya. Oleh karena itu dibutuhkan pembuatan besi dan baja dalam jumlah besar atau skala industri. Sumber utama besi berada di alam, senyawa yang digunakan dalam pembuatan besi murni juga diambil dari alam. Walaupun berlimpah, namun proses pengolahan senyawa besi ini menjadi sebuah logam murni tidak mudah. Karena dibutuhkan energi yang cukup besar dan peralatan yang cukup rumit. Dengan memproduksinya dalam skala industri, besi yang didapatkan akan lebih murni dan biaya untuk memproduksinya juga akan lebih hemat karena hasil yang didapatkan lebih banyak.

B.Rumusan Masalah

1. Bagaimanakah spesifikasi Baja slab?
2. Apa saja bahan baku pembuatan Baja slab?
3. Apa saja peralatan yang digunakan dalam pembuatan Baja Slab?
4. Apa yang dimaksud dengan Continous Casting Machine (CCM)?
5. Bagaimanakah Proses pembuatan Baja slab pada metode CCM ?

1. Pengertian Isolator Porselin Kelebihan dan Kelemahan
2. Pengertian Isolator Gelas Kelebihan dan Kekurangan
3. Kelemahan dan Kelebihan Isolator Porselin & Isolator Gelas
4. Isolator Jenis Cincin (Spool Type Insulator)
5. Isolator Jenis Gantung (Suspension Type Insulator)
6. Isolator Jenis Pos Saluran (Line Post Type Insulator)
7. Isolator Jenis Pasak (Pin Type Insulator)
8. Kerusakan Pada Isolator Jaringan

C.Tujuan

1. Dapat mengetahui spesifikasi Baja slab
2. Dapat mengetahui Bahan baku pembuatan Baja slab
3. Dapat mengetahui peralatan utama dalam pembuatan baja slab
4. Dapat mengetahui Tentang Continous Casting Machine (CCM)
5. Dapat mengetahui Proses pembuatan Baja slab pada metode CCM 

D.Manfaat
Manfaat yang didapat dari makalah ini antara lain:

1. Menambah ilmu pengetahuan, wawasan yang umum dan luas.
2. Mengetahui cara pemilihan, proses pengecoran dan perancangan komponen untuk kemudahan pengecoran pada Baja Slab.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Baja Slab
2.1.1 Dimensi Baja Slab 
Pada pabrik slab steel plant dibuat baja slab (slab steel) dengan dimensi Tebal : 150 - 200 mm
Lebar : 950 - 2.100 mm
Panjang maksimal
Length group I  : 4.500 - 6.000 mm
Length group II : 6.700 - 8.600 mm
Length group III: 8.600 - 10.500 mm
Length group IV: 10.500 - 12.000 mm 
Berat maksimal  : 30 ton
2.1.2 Toleransi Baja Slab 
Baja slab dibuat dengan toleransi :
Tebal ± 15 mm
Lebar ± 30 mm
Panjang ± 100 mm
Chamber 1 % maksimal dari panjang total
Flatness 1,5 % maksimal dari panjang total
Concavity (kecekungan) dan convexity (kecembungan) max 15 mm

Gambar 2.1 Baja Slab

3.1 Bahan Baku Proses Produksi
Dalam proses peleburan tidak lepas dari bahan baku, baik bahan utama maupun bahan tambahan (additive), yaitu :
a.Scrap (besi tua)
Bahan baku scrap pada diperoleh dari 3 sumber yaitu :

• Home Scrap : besi bekas yang berasal dari sisa produksi 
• Import Scrap : scrap yang berasal dari import luar negeri.
• Local Scrap :scrap yang berasal dari luar pabrik di wilayah indonesia. 

Gambar 3.1 Scrab Hasil Pemilihan dan Pemotongan

1.Direct Reduction Iron (DRI) atau besi sponge
Besi sponge adalah material hasil olahan dari pellet (bijih besi) yang direduksi dengan H2 dan CO. Komposisi besi spons yang dihasilkan oleh PT Krakatau Steel sebagai berikut :

Tabel 3.1 Komposisi besi spons

Kelebihan besi spons antara lain :

1. Komposisi homogen dan dapat diketahui secara pasti.
2. Mudah membentuk leburan dengan scrap.
3. Kandungan fosfor dan sulfur kecil.
4. Mudah diangkut dan murah.

1. Busur Tanduk /Tanduk Api dan Cicin Perisai
2. Karakteristik Mekanis Isolator Jaringan
3. Karakter Elektris Isolator Jaringan
4. Karakteristik Isolator jaringan
5. Penggunaan Isolator Pada Jaringan Distribusi
6. Kotoran Pada Isolator dan Dampak Nya
7. Pengertian Keagenan dan penjelasan
8. Permasalahan Kontrak Keagenan

Secara umum scrap mempunyai sifat yang cenderung keras,   sementara besi spons lebih lunak.

2.Lime Stone (batu kapur)

CaCO3   ↔   CaO   +   CO2

CaO berfungsi sebagai fluks pembentuk slag (pengotor) dan mengikat unsur-unsur pengotor seperti SiO2, MnO, S, dan P. Lapisan fluks (slag) ini juga melindungi baja cair dari oksidasi langsung dengan udara. Penambahan lime stone dapat di lakukan bersamaan dengan bahan baku logam. Batu kapur yang ideal memiliki kandungan CaCO3 sebesar 95% dengan kandungan S< 0,10%, porositas 1 ~ 5 dan ukuran 12,5 cm.

3.Grafit

Grafit digunakan sebagai pengatur kadar karbon dan sebagai agen foamy slag agent proces untuk meningkatkan perolehan baja cair. Pada pengaturan komposisi Karbon dalam baja, di gunakan Coke Breze dan pada potongan elektroda yang larut. Cara lain adalah dengan injeksi grafit melalui mesin Blomat injector.

4.Bahan tambahan

Bahan tambahan adalah material-material yang ditambahkan dengan maksud untuk mengikat unsur pengotor dan pengganggu yang kemudian membentuk suatu sistem oksida yang akan keluar dalam bentuk terak (slag).

1.Ferro Alloy

Ferro Alloy adalah unsur-unsur campuran yang mempengaruhi sifat dimana penggunaan harus dibatasi. Unsur-unsur tambahan logam tersebut antara lain : Silikon (Si), Mangan (Mg), Vanadium (Va), Alumunium (Al), Nikel (Ni), Molibdenum (Mo), Tembaga (Cu), Karbon (Ca), Titanium (Ti) 

2.Fluks

Digunakan untuk mendapatkan baja yang lebih bersih. Senyawa fluks antara lain:

1. Cacl CaCO : Membentuk slag yang mengikat segala kotoran, abu sisa pembakaran serta menahan busur listrik yang berada didapur agar tidak merusak batu tahan api (refractory).
2. CaF2 : digunakan sebagai mengencerkan slag.
3. CaSi : digunakan sebagai deoksidizer.

3.Non Ferro Alloy

Bahan campuran yang tidak mengandung besi dan karbon, sebagai unsur dasarnya adalah grafit.

3.2 Peralatan Utama yang Digunakan Pabrik Slab Baja

a. Badan dapur (Furnace Shell)

Gambar 3.2 Furnace

Dapur yang dipakai melebur baja adalah EAF ( Electric Arc Furnace) dengan diameter dapur 6.700 mm dan berkapasitas lebur 130 ton baja cair. Dapur busur listrik ini dilengkapi denagn batu tahan api (Refractory) yang terbuat dari alumunium (Al) dan Silika (M) dengan kadar Mg 0 lebih dari 80 %. dari MgO kurang lebih 80% dan sisanya alumina dan unsur – unsur lain.

b. Dedusting System

Dedusting system dipasang dengan tujuan untuk memproses debu yang diakibatkan oleh proses peleburan. Alat tersebut berguna untuk menangkap debu agar mengurangi polusi yang diakibatkan pada saat proses baja di dapur busur listrik (Electric Arc Furnace). Polusi debu dari proses dapur listrik ini dikategorikan Debu yang mengandung B3, sehingga harus diminimalisasi pencemarannya.

Gambar 3.10 Dedusting system

c. Continous Feeding

Alat ini unuk mengisi bahan baku seperti besi spons dan batu kapur. Continous feeding dilakukan setelah dapur dengan bahan baku 40% dari total bahan yang harus dilebur.

d. Mould

Alat yang berada ada unit continous casting machine ini berguna untuk pencetakan slab baja. Disamping itu dilakukan pengaturan ketebalan dan lebar sesuai dengan ukuran permintaan konsumen.

e. Electric System (Sistem Elektrik)

Transformer merupakan sistem elektrik yang memegang peranan penting dalam proses peleburan baja. Transformer yang digunakan  untuk mensuplai daya ke dapur listrik (EAF).

f. Sistem Hidrolik (hidroulic system)

Sistem ini yang sangat dominan digunakan untuk menggerakkan peralatan mekanik seperti : Roof (tutup dapur), mengatur posisi tungku (furnace) dan menggerakkan peralatan-peralatan dengan piston silinder.

g. Elektroda

Elektroda Karbon terbuat dari grafit dan dapat menghasilkan arus listrik yang dapat dikonversikan menjadi energi panas yang tinggi. Ukuran dari elektroda tergantung dari kapasitas dapur.

h. Sistem pendinginan.

Sistem ini dengan menggunakan sirkulasi air yang didinginkan, sehingga temperaturnya tidak boleh melebihi 50oC. dengan menggunakan air pendingin maka dapur busur listrik akan aman dari temperatur yang berlebihan. Pendinginan di Furnace khususnya untuk mendinginkan Roof dan  Furnace Shell.

1. Kategori Saluran transmisi Tenaga Listrik
2. Pengertian Saluran Transmisi dan Kelebihan
3. Rumus Jarak Antar Kawat SUTET
4. Rumus Andongan ( Sag ) dan Tegangan Tarik pada (SUTET)
5. Gangguan dan jenis pada sistem tenaga listrik
6. SALURAN UDARA TEGANGAN RENDAH (SUTR) 40 VOLT – 1000 VOLT
7. SALURAN KABEL TEGANGAN MENENGAH (SKTM) 6 KV – 20 KV
8. SALURAN UDARA TEGANGAN MENENGAH (SUTM) 6 KV – 30 KV
9. SALURAN KABEL TEGANGAN TINGGI (SKTT) 30 KV – 150 KV
10. SALURAN UDARA TEGANGAN TINGGI (SUTT) 30 KV – 150 KV
11. SALURAN UDARA TEGANGAN EKSTRA TINGGI (SUTET) 200 KV – 500 KV
12. SALURAN KABEL TEGANGAN RENDAH (SKTR) 40 VOLT – 1000 VOLT

3.3Proses Pengecoran Dalam CCM (Continuous Casting Machine)

Continuous Casting adalah proses pengecoran baja cair ke dalam mould dari ladle sehingga terbentuk slab baja secara kontinu. Dalam proses casting yang perlu diperhatikan adalah bagaimana caranya mendapatkan kualitas bentuk slab sesuai keinginan dengan kualitas permukaan dan internal yang baik.

Dalam proses pembentukan baja proses continuous casting merupakan proses lanjutan setelah peleburan di Electric Arc Furnace dan Alloying dan Refining di Ladle Furnace.

Gambar 3.3 Flow diagram Steel Making Process

Peralatan Utama dalam proses continuous casting dibagi menjadi tiga bagian yaitu:

a.Casting Floor Equipment

1. Ladle Turret
2. Tundish Car
3. Tundishes
4. Tundish dan Nozzle Preheater
5. Shroud dan Nozzle Manipulator
6. Flux Feeder
7. Ladle and Tundish flow control
8. Control Box
9. Overhead Crane

b.Casting Machine

1. Mould dan Mould Level Control
2. Mould Oscillator
3. Cooling Grid
4. Casting Bow Segments
5. Straightener Segments
6. Horizontal Strand Guide Segments
7. Cooling System
8. Greasing Equipment
9. Steam Exhaust System
10. Hydraulic System

c.Run Out Equipment 

1. Torch Approach Table
2. Dummy Bar Disconnecting Device
3. Torch Cutting Roller Table
4. Torch Cutting Machine
5. Run Out Roller Tables
6. Dummy Bar
7. Dummy Bar Storage
8. Slab Marking Machine
9. Slab Transfer System

Gambar 3.4 Proses Continuous Casting

Pada persiapan awal proses pengecoran, tundish kosong akan ditempatkan di tundish car dan akan diposisikan di preheat station. Disini inner lining dari tundish, shroud tundish, dan block nozzle tundish akan dipanaskan sampai temperatur ± 1000 – 1500 oC.

Starter dummy bar akan digerakkan diposisinya sehingga starter dummy bar head akan berada didalam mould dan setelah itu akan dilakukan packing, yaitu melapisi dummy bar head dengan tissue gulungan, bubuk besi dan pelat yang berfungsi untuk mempercepat pendinginan baja dan mencegah lengketnya baja cair di dummy bar head.

Jika seluruh prekondisi casting sudah terpenuhi semua maka parameter-parameter continuous casting machine seperti speed, waterflow, oscillation, cutting length dll telah siap maka mesin concast sudah siap digunakan.

Setelah satu heat baja cair di-tapping dari Electric Arc Furnace, maka akan dipindahkan ke metallurgical treatment station, disini akan dilakukan treatment seperti alloying dan refining serta pengaturan temperatur yang sesuai untuk proses concast.

Setelah menjalani treatment, baja cair di ladle akan dikirim ke ladle turret arms dengan menggunakan crane. Setelah ladle berada di ladle turret arms, ladle ditutup dengan ladle cover untuk mempertahankan temperatur.

Ladle berisi baja cair ini akan diputar 180 oC oleh ladle turret dari posisi load/unload ke posisi casting. Bersamaan dengan itu preheated tundish akan dipindahkan dari preheat station ke posisi casting, nantinya tepat dibawah ladle. Setelah itu Shroud ladle akan dipasang di ladle slide gate. Setelah semuanya siap, slide gate bisa dibuka dan baja cair akan mengalir dari ladle ke tundish.

Setelah baja cair di tundish mencapai level ketinggian tertentu, slide gate atau stopper tundish dibuka, hal ini akan menyebabkan baja cair mengalir ke mould. Setelah level baja di mould mencapai ketinggian tertentu, proses casting dimulai dengan menekan strand start pushbutton yang berlokasi di panel operator. Pushbutton ini akan menyalakan osilasi mould, driven roll di mesin concast dan juga akan menyalakan system control cooling spray water. Pada saat awal casting ini aliran baja dari tundish ke mould biasanya diatur secara manual dengan merubah-rubah posisi stopper sehingga didapatkan aliran baja cair yang diinginkan.

Setelah itu sistem control akan berganti dari operasi manual ke operasi otomatis. Selama proses casting baja cair akan ditaburi dengan casting powder yang berguna untuk pelumasan mould, pelindung baja dan menangkap inklusi. Ladle weighing system akan memonitor banyaknya baja di dalam ladle selama proses concast. Mould level control system akan mengatur aliran baja cair dari tundish ke mould untuk mempertahankan level ketinggian baja di mould.

Pada mode operasi otomatis, sistem kontrol kendali akan memberi perintah operasi:

1. Start / open / close driven roll
2. Menutup lateral strand guide
3. Menaikkan dummy bar disconnecting roll
4. Menaikkan moveable stop pada roller table dummy bar 
5. Menaikkan dummy bar storage
6. Start roller table
7. Inisiasi pengukuran panjang dan pemotongan

Pada saat baja cair di ladle sudah habis dan tinggal slag maka slide gate ditutup, arm turret akan mengangkat ladle, shroud ladle akan dilepas dan setelah itu ladle diputar 180oC pada posisi Load/Unload.

Pada proses Sequence casting, sebelum baja cair di ladle habis harus ditempatkan ladle baru berisi baja cair penuh  di arm turret pada posisi Load/Unload. Oleh karena itu pergantian ladle bukan hanya memindahkan ladle kosong dari posisi casting tapi juga memindahkan ladle baru ke posisi casting. Tundish tidak selamanya dalam kondisi baik, jika diperlukan pergantian tundish pada saat casting maka hal ini bisa dilakukan tanpa mengganggu proses casting, hal ini biasa disebut Flying Tundish.Setelah proses casting dimulai maka strand panas akan ditarik oleh dummy bar melalui bender, casting bow, straightener dan horizontal guide.

Dummy bar head akan terlepas dari strand di bagian horizontal guide, dummy bar akan ditarik keatas menuju dummy bar storage dan berada pada posisi tunggu dan persiapan untuk proses first casting selanjutnya.

Strand panas akan dipotong sesuai dengan ukuran tertentu dengan menggunakan Torch cutting machine dan akan dikirim ke ujung akhir dari roller table. Sebelum mendorong slab ke peralatan cross transfer, slab akan di marking dengan cara manual (ditulis dengan kapur) atau dengan menggunakan slab marking machine. Pemotongan sampel dilakukan di area pengambilan sampel dengan menggunakan torch cutting machine.Setelah itu slab bisa dipindahkan ke area cooling bed dengan menggunakan crane. Proses pendinginan dilakukan selama ±30 jam.

Slab yang sudah dingin selanjutnya akan dicek kulitasnys, ada tidaknya defect pada slab. Pengecekan kualitas bisa dilakukan secara visual atau dengan bantuan alat. Alat bantu dalam pemerikasaan kualitas slab antara lain Sulfur Print dan Macro etching (Internal defect), flame scarfing, Penetrant, dan Magnetic Particle Test (External defect).

Gambar 3.5 Pemotongan slab di Continuous Casting Machine

Proses continous casting ini merupakan proses terakhir dalam produksi besi dan baja yang kemudian menghasilkan output baja sesuai yang dikehendaki.

Dan berikut adalah contoh spesifikasi mesin concast yang digunakan pada salah satu industri baja di Indonesia, yakni PT. Krakatau Steel di Cilegon Banten. 

BAB III

PENUTUP

A.KESIMPULAN

1. Continuous Casting adalah proses pengecoran baja cair ke dalam mould dari ladle sehingga terbentuk slab baja secara kontinu.
2. Dalam proses pembentukan baja proses continuous casting merupakan proses lanjutan setelah peleburan di Electric Arc Furnace dan Alloying dan Refining di Ladle Furnace.
3. Secara garis besarnya proses pembuatan besi dan baja diawali dari proses melting, secondary process, dan concast process.
4. Proses continous casting ini merupakan proses terakhir dalam produksi besi dan baja yang kemudian menghasilkan output baja sesuai yang dikehendaki.

B.SARAN

1. Perlu diperhatikan masalah perawatan secara kontinu pada alat dan mesin yang digunakan dalam proses pembuatan besi dan baja.
2. Mengingat resiko kecelakaan yang tinggi dalam Industri ini, maka perlu diperhatikan lebih lanjut masalah keselamatan para pekerja.
3. Dalam proses pembuatan pekerja harus mengetahui dan mengikuti langkah – langkah yang benar sesuai dengan prosedur.
4. Dalam tahap pemrosesan pekerja wajib memakai pengaman, alat alat perlindungan diri, dan pelatihan khusus.

Aji Fitriyan Hidayat

Skill Comes From Within Yourself, Not Other Or Family, So Be Enthusiastic For Yourself.

Share this post