7 EAF & BOF

PEMBUATAN BAJA PADA EAF (Electric Arc Furnace)

PEMBUATAN BAJA PADA EAF (Electric Arc Furnace)

PROF. DR.-ING. BAMBANG SUHARNOPROF. DR.-ING. BAMBANG SUHARNO

Departemen Teknik Metalurgi dan MaterialFakultas Teknik Universitas Indonesia2010

Departemen Teknik Metalurgi dan MaterialDepartemen Teknik Metalurgi dan MaterialFakultas Teknik Universitas IndonesiaFakultas Teknik Universitas Indonesia20102010

Bahan Baku Pembuatan Baja

Hot Metal (Pig Iron)– Hasil dari Blast Furnace atau Corex Process (Smelting Reduction)

Sponge Iron (Besi Spons)– Hasil dari Direct Reduction

Scrap (Besi Tua)Lime (CaO = Batu Kapur), B = SiO2/CaOFlux (CaF2)Bahan Paduan (Alloy Fe-Si, Fe-Mn, Fe-Cr, Fe-Ni, Fe-V, Fe-W etc

Metallurgy and Materials Engineering Department



Electric Arc Furnace & Ladle FurnaceElectric Arc Furnace & Ladle Furnace


GRAFIT ( 49 KG/TLS )OXYGEN ( 40 NM³/TLS)

SLAG

GAS & DUST

SLAB INSPECTION

ALLOY

LADLE130 T. LIQUID STEEL

ARGON GAS

RH - VACUUMDEGASSING

LADLE FURNACE

ENERGY (40 kWh/ TLS)FERRO ALLOYBURN LIME ( 3 KG/TLS )

LADLE TRANSFER CARARGON BUBLING SLAB DIMENTION :

( 800 - 1400 ) X 200 X ( 6000 - 12.000 ) mm

LIQUID STEEL

130 TON LIQUID STEEL

SPONGE IRON ( 110 T )BURN LIME ( 4 T )

ENERGY 690 kWh / TLS

ARGON BUBLING

LADLE TRANSFER CAR

LADLE TURRET220 TON

TUNDISH 24 TONMOULDTORCH CUTTING ð

SCRAP (37 T)ø

ð

FERRO ALLOYT=1620ºC

ò

ð

ò

ð

ð

T=1540ºC-1555ºC

T= 1565-1580ºC

····

···

·· ·· ····

· ··

·

ELECTRIC ARC FURNACE( PROSES PELEBURAN )

SECONDARY METALURGY PROCESS(PROSES METALURGI SEKUNDER)

CASTING PROCESS(PROSES PENGECORAN)

BUCKET SCRAP

916 CASTING CRANE914 CHARGING CRANE

DIAGRAM ALIR PROSES PRODUKSI - PABRIK PENGECORAN BAJA II ( SLAB STEEL PLANT )

GRAFIT ( 49 KG/TLS )OXYGEN ( 40 NM³/TLS)

SLAG

GAS & DUST

SLAB INSPECTION

ALLOY

LADLE130 T. LIQUID STEEL

ARGON GAS

RH - VACUUMDEGASSING

LADLE FURNACE

ENERGY (40 kWh/ TLS)FERRO ALLOYBURN LIME ( 3 KG/TLS )

LADLE TRANSFER CARARGON BUBLING SLAB DIMENTION :

( 800 - 1400 ) X 200 X ( 6000 - 12.000 ) mm

LIQUID STEEL

130 TON LIQUID STEEL

SPONGE IRON ( 110 T )BURN LIME ( 4 T )

ENERGY 690 kWh / TLS

ARGON BUBLING

LADLE TRANSFER CAR

LADLE TURRET220 TON

TUNDISH 24 TONMOULDTORCH CUTTING ð

SCRAP (37 T)ø

ð

FERRO ALLOYT=1620ºC

ò

ð

ò

ð

ð

T=1540ºC-1555ºC

T= 1565-1580ºC

····

···

·· ·· ····

· ··

·

ELECTRIC ARC FURNACE( PROSES PELEBURAN )

SECONDARY METALURGY PROCESS(PROSES METALURGI SEKUNDER)

CASTING PROCESS(PROSES PENGECORAN)

BUCKET SCRAP

916 CASTING CRANE914 CHARGING CRANE

DIAGRAM ALIR PROSES PRODUKSI - PABRIK PENGECORAN BAJA II ( SLAB STEEL PLANT )


Material padat : 100 %Pig Iron : C ~ 4,2 : 10 % max Supply C

Sponge Iron C ~ 1,7 % 70-80 % Peningkatan mutu

Scrap C ~ Tak menentu 20 – 100 % Kualitas biasa

Mutu Baja Tergantung SPONGE IRON (<100%)Tidak mengandung “kotoran”, S,P Rendah

Unsur pengotor baja : Cu, Sn, Pb dll, hampir tak ada

Produk Baja Karbon: Rendah, Medium, Tinggi

Paduan: Stainless Steel, Chrom-, Mangan-, Vanadium Steel (penambahan Ferro Alloys: FeSI, FeCr, FeMn, FeNi)

Proses:Oksidasi – Melting

Reduksi : P & S (Dephosforisasi & Desulfurisasi)

Refining – Alloying (Pengaturan Komposisi)


Waktu Proses : 90 – 150 MenitMedium Frequensi

High Frequensi

Ultra High Frequensi

PERBEDAAN DAPUR EAF DENGAN BOF Dapur Busur Listrik : Dapat Grade biasa – Grade Tinggi

BOF (Basic Oxygen Furnace) : Hanya Untuk Grade Tertentu

BAHAN BAKU/ MATERIAL UNTUK EAFC Steel

Return Stainless Steel

Ferro Alloy (high Carbon) : Murah


Bahan TambahanCaO : Kapur Bakar

CaF2 : Fluorspar

Fe-Si

FeMn

FeCrSi (lowC)

FeCr (low C) Mahal

CHARGINGCharging I : Diberikan Cao (Kapur Bakar) Pada Dasar Bucket

Charging II : Jangan Tunggu cair 100 % Charging, Sebab:

Effisiensi Panas Rendah

Logam Cair “muncrat” : Berbahaya

Sebaiknya 75 % Cair

Refraktori akan terkikis (mekanis & thermal)

Minimum Charging: 2X

Biasanya : 3 X, Jangan lebih dari 3 X


PENGATURAN MATERIALBesar : Bottom & Tengah

Menjaga Bottom Furnace

Agar Scrap tidak terbentur elektroda sewaktu proses pencairan

Kecil : Atas dan SampingMenjaga refleksi busur listrik terhadap atap (roof) dan dinding

PERIODE MELTINGUsahakan sesingkat mungkin

Power maksimum

Gunakan Oxygen sebagai Cutting Scrap pada saat Scrap sudah “merah”


PERIODE REFININGTujuan : Penurunan Kadar Karbon

Dengan cara Oxygen Blowing

Menggunkaan Pipa Baja BiasaTekanan Tidak Tinggi

Posisi Penyemprotan antara “Slag – Cairan Baja”

Menggunakan pipa khususTerdapat Air Pendingin pada pipa

Posisi Pipa Pada Permukaan

MAKSUD O2-BLOWINGMenurunkan Kadar C (Kadar C pada Stainless Steel: Rendah, < 0.2%)

Terjadi “Carbon Boil”Dapat membersihkan Baja



PERIODE REDUKSIDimulai Saat Blowing O2 selesai

PENAMBAHAN ALLOY (Atur Komposisi)FeSi, FeCr

FeCrSi, FeMnSi

SLAG OFF





PEMBUATAN BAJA PADA BOF (Basic Oxygen Furnace)

PEMBUATAN BAJA PADA BOF (Basic Oxygen Furnace)

PROF. DR.-ING. BAMBANG SUHARNO PROF. DR.-ING. BAMBANG SUHARNO

Departemen Teknik Metalurgi dan MaterialFakultas Teknik Universitas Indonesia2010

Departemen Teknik Metalurgi dan MaterialDepartemen Teknik Metalurgi dan MaterialFakultas Teknik Universitas IndonesiaFakultas Teknik Universitas Indonesia20102010


MATERIAL INPUT :Besi Mentah Cair : 90 %

Scrap C : 10 % (Sebagai Proteksi Refraktoris)

OUTPUT :Baja Karbon Rendah s/d 0.25 %

Material : pelat/ Kaleng, Material Kosntruksi, Kawat/ Paku, Pipa

Baja Karbon Medium 0.25 – 0.60 %Komponen/ Peralatan: Roda Gigi, Komponen Otomotiv, Tempa/Cor

Baja Karbon Tinggi 0.60 – 1,7 %Perkakas/ Tool: Martil, Tang, Kikir, Pahat, Obeng, Anvil, Gergaji, Gunting, Kapak


KAPASITAS : 150 – 300 Ton (di Jepang)

FUNGSI UTAMA BOF:Menurunkan Kadar Karbon Dengan O2 Murni

Proses:O2 Murni diinjeksikan dengan kecepatan tinggi ke permukaan hot metal

O2 bereaksi dengan [C] --- {CO} = Exothermis

Hanya 20 Menit untuk menurunkan 4,3 % C ke 0,04 % C (Untuk 200 Ton Baja Cair)

High Productivity, Menggeser fungsi Open Hearth Furnace (lambat)


Pembuatan Baja Dalam BOFPembuatan Baja Dalam BOF

Reaksi:

Si Teroksidasi pertama kali, kemudian C

Jika kadar C sekitar 1%, terjadi oksidasi Fe

Oksidasi Fe semakin tinggi, jika C mencapai < 0.1%

Hal tsb diatasi dengan cara penggunaan ‘lance’ dengan multiple holes, shg tak terjadi ‘supply O2 yang terpusat”


Pada Top BLOW, Kec Dekarburisasi Rendah Jika C< 0.1%

Dikembangkan Bottom Blown Oxygen ProcessO2 diinjeksikan dari bawah

Terjadi ‘Stirring Hot Metal” yang Tinggi

Mencegah “Over Oxidation Of Slag”

Dekarburisasi effektif, untuk mencapai target C yang rendah sekali

JENIS TOP-BOTTOM BLOWN

O2 diinjeksikan dari atas

O2 atau Inert Gas (Ar) diinjeksikan dari bawah untuk “stirring”



Pada jenis Top-Blown, untuk 1 Ton Molten Metal Butuh1033 kg Hot metal

28 Kg Scrap

11 Kg Ferro Alloy

23 Kg Batu Kapur

50 MN3 O2 Murni

Penambahan Scrap ~ 15 % (sebagai Pendingin)

20 Menit Blowing: Kadar C turun dari 4 % ke 0,05 %

Temperatur meningkat dari 1200 ke 1630 OC

Saat Tapping: ditambah Alloys +(SiMn or Al) Deoxidizer dalam Ladle

Siap dikirim untuk Proses Sekunder Metalurgi (Untuk baja kualitas tinggi)




Documents

7 EAF & BOF