Upload
sandal-masjid
View
66
Download
9
Embed Size (px)
DESCRIPTION
LOGAM BAJa
Citation preview
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
TEKNIK PENGECORAN LOGAM I56
PELEBURAN DAN PENUANGAN
5.1. PENDAHULUANDi dalam proses pembuatan benda tuang diperlukan adanya dapur
peleburan dan ladel penuangan sebagai bagian dari pada proses
pengecoran logam.
Dapur peleburan merupakan suatu alat untuk mencairkan logam padat
menjadi logam cair, sedang ladel adalah suatu alat untuk penampungan
dalam proses penuangan logam cair ke dalam cetakan.
5.2. PRASYARATMateri peleburan dan penuangan ini diperuntukkan bagi mahasiswa
jurusan teknik mesin yang telah mengambil mata kuliah Pengetahuan Bahan
Teknik dan telah menyelesaikan materi pembuatan pola dan pembuatan
cetakan.
5.3. TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUSSetelah mempelajari materi ini dan mengerjakan soal-soal latihan,
mahasiswa diharapkan dapat :
1. Menjelaskan macam-macam dapur peleburan dan dapat menggambarkan
konstruksi sederhana dari masing-masing dapur peleburan dengan
benar.
2. Menyebutkan keuntungan dan kerugian dari masing-masing dapur
peleburan dengan benar.
3. Menjelaskan jenis-jenis ladel dan proses penuangan secara singkat dan
benar.
5.4. PELEBURANProses mengubah logam padat menjadi logam cair, yang umum
dilakukan dalam industri pengecoran logam adalah dengan memberikan
panas pembakaran dengan dapur peleburan.
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
TEKNIK PENGECORAN LOGAM I57
PELEBURAN DAN PENUANGAN
Dapur pelebur yang sering digunakan di dalam industri pengecoran
logam adalah :
a. Dapur kupola
b. Dapur krusibel
c. Dapur induksi
Pada masing-masing dapur peleburan tersebut mempunyai
kemampuan dan kelemahan. Pemilihan jenis dapur peleburan tergantung
pada ukuran, jumlah produksi, ukuran benda tuang, jumlah cetakan yang
harus dituang dan sifat paduan yang hendak dibuat dan juga logam yang
digunakan sebagai bahan baku.
5.5.1. Dapur kupola
Dapur kupola digunakan pada peleburan besi dan pada umumnya
digunakan untuk menghasilkan peleburan sehari-hari berdasarkan kepasitas
dari bengkel.
KONSTRUKSI DAPUR KUPOLAKonstruksi dapur kupola secara garis besar dapat dilihat pada gambar
5.1. Konstruksi dapur kupola berbentuk silinder yang berdiri tegak lurus di
atas pondasi yang merupakan laki-laki penahan dari baja, lapisan tanur
kupola terdiri dari plat-palat baja dan batu tahan api.
Pada dapur kupola konstruksinya dilengkapi oleh berbagai
perlengkapan antara lain :
a. Pintu pembakaran awal
Pintu pembakaran awal ini digunakan waktu menghidupkan mula-
mula, sejumlah kayu bakar ditempatkan di dasar dan dinyalakan dengan
membakar kain yang telah diberi minyak atau bisa juga kokas, langsung bisa
dinyalakan tanpa kayu bakar. Api ini harus menyala dengan baik oleh udara
tiupan atau bisa juga oleh udara luar yang masuk melalui lubang
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
TEKNIK PENGECORAN LOGAM I58
PELEBURAN DAN PENUANGAN
periksa/lubang pembakaran awal yang terbuka di sebelah bawah dapur,
melalui lubang terak, bila api menyala dengan baik dan api pembakaran
telah mencapai bagian atas alas dari kokas pintu pembakaran awal ditutup
dan dirapatkan dengan tanah napal, kemudian angin dihembuskan perlahan-
lahan ke dalam dapur. Dapur bekerja dengan baik apabila tuyer terlihat
nyala api biru.
Pintu pembakaran awal bisa juga digunakan untuk pemanasan
pendahuluan supaya dapur dalam keadaan kering/tidak mengandung uap
air.
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
TEKNIK PENGECORAN LOGAM I59
PELEBURAN DAN PENUANGAN
Gambar 5.1. Dapur kupolab. Pintu dasar
Pintu dasar digunakan pada awal dan akhir operasi. Pada awal
operasi peleburan, pintu dasar diisi oleh pasir cetak yang ditaburkan
diatasnya dengan ketebalan tertentu, kemudian pasir dasar ditaburkan
diatasnya dan dipadatkan. Pasir dasar dibuat miring ke arah lubang cerat ini
untuk memberikan hasil yang baik pada pengeluaran besi cair.
Pada akhir operasi serempak dengan menghentikan tiupan udara, besi
dan terak dikeluarkan dari lubang cerat dan lubang terak, kemudian pintu
dasar kupola dibuka dan isinya dijatuhkan di atas pasir.
c. Lubang intip/lubang pengintai
Lubang pengintai konstruksinya bersamaan dengan tuyer, lubang
pengintai terbuat dari mika berada di belakang tuyer, untuk melihat tetesan-
tetesan dari besi cair dan mengikuti kondisi dalam dapur.
d. Pintu pemasukan
Dari pintu pemasukan sejumlah besar kokas, batu gamping dan logam
diisikan ke dalam dapur dengan teratur silih berganti/berlapis-lapis dengan
waktu tertentu sampai operasi dari dapur kupola dihentikan.
e. Lubang cerat dan lubang terak
Lubang cerat dan lubang terak dibuat di daerah krus dan besi cair
atau terak ditampung di dalam krus.
Di dalam proses pengeluaran, besi cair yang berada di bagian bawah
mengalir melalui lubang cerat. Sedangkan terak yang berada pada bagian
atas mengalir melalui lubang terak. Proses pengeluaran tersebut ditunjukkan
pada gambar 5.2.
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
TEKNIK PENGECORAN LOGAM I60
PELEBURAN DAN PENUANGAN
Gambar 5.2. Proses kontinyu pengeluaran terak
f. Kotak udara
Kotak udara dipasang mengelilingi dapur kupola dekat tuyer, kotak
udara ini gunanya untuk mengumpulkan udara yang ditiupkan oleh blower
dan memberikan udara secara merata ke dalam tanur melalui tuyer, seperti
ditunjukkan pada gambar 5.3.
Gambar 5.3. Kotak udara
g. Tuyer
Udara dihembuskan ke dalam kupola melalui tuyer dan umumnya
dipasang di bagian bawah dapur, di atas pengumpul besi cair dan terak cair.
Fungsi tuyer adalah untuk meratakan sirkulasi udara agar pembakaran
merata dan sempurna.
Pada pemasukan udara untuk pembakaran kokas, aliran, volume,
tekanan dan jumlah tuyer harus memadai. Untuk itu jumlah dan luas
penumpang tuyer harus ditentukan secara tepat, ini tergantung pada
kapasitas dan diameter kupola. Luas penumpang yang terlalu kecil
menyebabkan kecepatan udara terlalu tinggi jadi menurunkan temperatur
gas dari pembakaran. Sebaliknya luas penumpang yang terlalu besar
menurunkan kecepatan udara dan pembakaran yang seragam tidak tercapai.
Bentuk dari tuyer bisa silinder, bujur sangkar dan kipas.
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
TEKNIK PENGECORAN LOGAM I61
PELEBURAN DAN PENUANGAN
Gambar 5.4. Berbagai bentuk tuyer
Bahan dari tuyer biasanya dipakai besi cor atau baja cor, sebab bahan
tersebut mempunyai sifat dapat mempertahankan ukuran dari tuyer dengan
teliti selama operasi.
Jumlah tuyer bisa empat, delapan atau lebih tergantung dari kapasitas
dan diameter kupola.
h. Cerobong gas buang
Cerobong gas buang terbuat dari logam tegak yang bisa juga dilapisi
batu tahan api di bagian dalamnya. Dari cerobong gas buang panasnya bisa
dipergunakan untuk udara pembakaran kokas tetapi harus melalui proses
penyaringan atau pengolahan dengan alat yang disebut rekuperator. Gas
buang ini memanaskan udara segar yang dihembuskan ke dalam
rekuperator, kemudian gas/udara yang bersih ini digunakan kembali sebagai
angin hembus ke dalam kupola. Pemanfaatan gas buang ini biasanya pada
operasi kupola pada masa sekarang.
Gambar 5.5. Pemanfaatan gas buang
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
TEKNIK PENGECORAN LOGAM I62
PELEBURAN DAN PENUANGAN
Di dalam dapur kupola konstruksinya dari mulai pintu pengisian
sampai lubang keluar dibagi menjadi beberapa daerah, seperti tersebut di
bawah ini dan sesuai dengan keadaan bahan baku dalam kupola.
a. Daerah pemanasan mula
Daerah pemanasan mula merupakan bagian dari pintu pengisian
sampai dimana logam mulai mencari. Selama turun di daerah ini logam
mengalami pemanasan mula dengan temperatur ± 200°C.
b. Daerah lebur
Daerah lebur merupakan bagian atas dari alas kokas dimana logam
mencari dengan temperatur berkisar ± 500°C.
c. Daerah panas lanjut
Daerah panas lanjut merupakan bagian dari bawah daerah lebur
sampai rata tuyer. Logam cair dipanaskan lanjut selama turun melalui
daerah ini dengan keadaan temperatur ± °C.
d. Daerah krus
Daerah krus merupakan bagian dari tuyer sampai dasar kupola.
Logam cair dan sebagian terak ditampung di daerah krus yang
temperaturnya ± °C.
Selain dari pada itu, bagian dalam kupola dibagi juga menjadi daerah
oksidasi dan daerah reduksi, tergantung pada reaksi antara kokas dan gas.
a. Daerah oksidasi
Daerah ini adalah dari tuyer sampai rata tengah-tengah alas kokas.
Dalam daerah ini kokas dioksidasi oleh udara yang ditiupkan melalui tuyer.
b. Daerah reduksi
Daerah reduksi merupakan bagian atas dari daerah oksidasi, dimana
gas CO2 yang timbul di daerah oksidasi direduksi oleh kokus.
BAHAN-BAHAN DALAM PROSES DAPUR KUPOLAUntuk menghasilkan besi tuang atau baja tuang dari dapur kupola
diperlukan bahan-bahan seperti bahan baku, bahan tambahan, bahan bakar
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
TEKNIK PENGECORAN LOGAM I63
PELEBURAN DAN PENUANGAN
kokas dan udara tiup. Adapun mengenai bahan-bahan tersebut dapat
diterangkan sebagai berikut.
a. Bahan baku
Bahan baku dapur kupola bermacam-macam seperti disebutkan di bawah
ini :
1. Besi kasar
2. Sekrap baja
3. Sekrap balik
4. Paduan besi
b. Bahan tambahan
Bahan tambahan ini berguna untuk mengikat kotoran-kotoran seperti
fosfor dan belerang dari cairan dan pembentuk atau pengikat terak, yang
dengan mudah dapat dipisahkan dari besi mentah yang menjadi cair.
Sebagai bahan tambahan biasanya dipakai batu kapur (CaCO 3) berfungsi
sebagai pengikat dan kalsium florida (CaFO2) sebagai pencair terak hingga
mengikat kotoran dengan lebih baik.
Bahan tambahan bisa juga ditambahkan untuk mengimbangi
kehilangan-kehilangan prosentasi atau komposisi pada peleburan yang
disebabkan oleh reaksi antara logam cair dengan kokas. Bahan tambahan
itu antara lain Si, Mn dan S.
c. Bahan bakar kokas
Kokas sebagai bahan bakar dapur kupola dibuat dari batu bara
dengan jalan mengeringkan (memurnikan). Bagian-bagian yang terdiri dari
gas, ter dan air dikeluarkan dari batu bara oleh suatu proses pemanasan,
yang tinggal adalah terutama zat arang (C) dan abu, itulah yang dinamakan
kokas. Sedangkan gas dan ter dipakai untuk keperluan lain.
Kokas yang baik untuk dapur kupola haruslah keras dan mempunyai
ukuran tertentu, tetapi Tidaklah tiap jenis batu bara dapat dijadikan kokas
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
TEKNIK PENGECORAN LOGAM I64
PELEBURAN DAN PENUANGAN
sebagai bahan bakar dapur kupola yang baik, karena bisa menyebabkan
terjadinya serbuk dan menyumbat saluran besi cair, cerat dan terak.
d. Udara tiup
Untuk mendapatkan volume udara yang memadai udara tiup ini bisa
diperoleh dengan memakai blower atau kompresor. Volume udara tiup
merupakan faktor yang paling penting untuk mempengaruhi pembakaran dari
kokas dalam kupola, secara empiris volume udara yang cocok tidak berubah
banyaknya menurut perbandingan besi terhadap kokas.
PROSES KERJA DAPUR KUPOLAProses kerja dapur kupola secara umum dan singkat adalah sebagai
berikut :
1. Pemanasan
Sewaktu dapur kupola akan dipergunakan terlebih dahulu diadakan
pemanasan pendahuluan yang gunanya supaya dapur dalam keadaan
kering atau tidak mengandung uap air. Pemanasan pendahuluan
dilakukan dengan pembakaran arang kayu dan kokas di dasar dapur.
2. Penyalaan
Setelah proses pemanasan pendahuluan berjalan dengan sempurna atau
bahan bakar terbakar seluruhnya, selanjutnya ditambahkan kokas dan
udara dari blower dihembuskan dengan kecepatan yang rendah.
Pemasukan kokas ditambah terus sampai mencapai tinggi yang
ditentukan dari dasar tungku.
3. Pemuatan
Setelah bahan bakar kokas terbakar, selanjutnya dimasukkan kepingan-
kepingan bahan baku dari bahan tambahan melalui lubang atau pintu
pengisian. Sewaktu proses ini berlangsung sebagian dari baja atau besi
telah ada yang mencari.
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
TEKNIK PENGECORAN LOGAM I65
PELEBURAN DAN PENUANGAN
4. Pencairan
Besi atau baja yang mencari ini keluar dari luar cerat yang ditampung di
panci penampungan atau ladel, sedangkan terak yang terapung keluar
melalui lubang terak ke penampungan.
KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN DAPUR KUPOLAKeuntungan dan kerugian dapur kupola dibandingkan dengan dapur
pelebur lain adalah sebagai berikut :
a. Keuntungan :
1. Dapat bekerja secara kontinyu dan cepat
2. Konstruksinya sederhana dan operasinya mudah
3. Harga peralatannya murah
4. Memungkinkan untuk mendapatkan laju peleburan yang besar untuk
tiap jamnya.
b. Kerugian :
1. Analisa komposisi toleransinya besar
2. Boros energi panas
3. Biaya operasi tinggi
4. Temperatur atau suhu cairan yang terlalu tinggi.
5.4.2. Dapur Krusibel
Dapur krusibel atau dapur kowi merupakan dapur peleburan yang
paling banyak digunakan, terutama pada industri rumah tangga, karena
konstruksinya yang sangat sederhana. Dapur krusibel merupakan dapur
pelebur tertua yang digunakan sebagai pelebur dan umumnya digunakan
untuk melebar logam bukan besi.
KONSTRUKSI DAPUR KRUSIBELSecara umum dan sederhana konstruksi dapur krusibel dapat dilihat
pada gambar 5.6.
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
TEKNIK PENGECORAN LOGAM I66
PELEBURAN DAN PENUANGAN
Di dalam konstruksi dapur krusibel mempunyai beberapa komponen
antara lain adalah :
1. Ruang perapian (rumah perapian)
Ruang perapian pada dapur krusibel terbuat dari batu tahan api yang
dilapisi juga oleh bahan tahan api pada bagian dalamnya, sedang bagian
luar terbuat dari baja. Ruang perapian biasanya dilengkapi oleh penutup
pada bagian atas dan gas buang setelah melingkari pot dibuang keluar
pada sisi lain atau lewat lubang penutup bagian atas. Ruang perapian
juga mempunyai lubang pada bagian dasar dimana fungsinya untuk
mengalirkan cairan bila terjadi tumpahan atau pot cawannya pecah dan
orang perapian ini juga mempunyai lubang masuk udara dan minyak
untuk pembakaran dibuat disamping pada bagian dinding ruang perapian
bagian bawah bersama hembusannya.
2. Pot
Pot atau cawan ini biasanya terbuat ari campuran grafit dan tanah liat,
mudah pecah dalam keadaan biasa, akan tetapi memiliki kekuatan yang
cukup berarti dalam keadaan panas.
Keterangan :
1. Pengangkat penutup
2. Penutup dengan lubang gas buang
3. Cerat
4. Lubang udara
5. Saluran minyak
6. Lubang pecah
7. Pot
8. Hidrolik
9. Batu tahan api
10. Ruang perapian
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
TEKNIK PENGECORAN LOGAM I67
PELEBURAN DAN PENUANGAN
Gambar 5.6. Dapur krusibel
Pot ini terletak dalam sebuah ruang perapian yang ditumpu secara
permanen ataupun bebas. Pot ini biasanya memiliki kapasitas yang
bervariasi antara 5 – 1000 kg logam ringan atau logam bukan besi.
3. Blower
Blower dan tangki minyak bersama-sama digunakan untuk pembakaran
pada dapur krusibel.
4. Hidrolik / Pneumatik
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
TEKNIK PENGECORAN LOGAM I68
PELEBURAN DAN PENUANGAN
Untuk mengeluarkan cairan pada tungku dilakukan dengan cara
memiringkan seluruh alat pelebur dengan menggunakan hidrolik atau
pneumatik.
BAHAN-BAHAN DALAM PROSES DAPUR KRUSIBELUntuk menghasilkan logam bukan besi dari dapur krusibel diperlukan
bahan-bahan seperti bahan baku, bahan tambahan, bahan bakar dan udara.
Adapun bahan-bahan dalam proses dapur krusibel tersebut dapat diuraikan
sebagai berikut :
a. Bahan baku
Bahan baku pada dapur krusibel terutama sekali yang sering dijumpai
adalah logam bukan besi, antara lain :
1. Aluminium paduan dan magnesium paduan
2. Tembaga paduan
b. Bahan bakar
Bahan bakar dapur krusibel sebenarnya bermacam-macam, bisa
menggunakan minyak, kokas atau gas alam, tetapi umumnya dapat
krusibel sering dijumpai menggunakan bahan bakar minyak.
Bahan bakar minyak untuk suatu peleburan dirubah dari keadaan cair
menjadi berupa kabut (gas) melalui proses pengabutan dengan blower
yang bertujuan untuk meningkatkan panas.
PROSES KERJA DAPUR KRUSIBELPertama-tama krusibel dikeringkan atau pemanasan awal untuk
menghilangkan kelembaban pada cawan, setelah itu baru diisikan bahan
baku berupa potongan atau batangan-batangan kecil sekaligus atau
bertahap. Potongan-potongan kecil yang merata itu bertujuan untuk
menghemat waktu peleburan dan mengurangi kehilangan-kehilangan karena
oksidasi. Kalau bahan baku sudah mulai mencari, fluks/Digeser/Gren
refainer ditambahkan untuk mencegah oksidasi dan absorsi gas.
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
TEKNIK PENGECORAN LOGAM I69
PELEBURAN DAN PENUANGAN
Penggunaan fluks dapat mengurangi gas dan mencegah gelembung udara,
serta lubang jarum : disamping itu pula dapat memperbaiki sifat mekaniknya.
Selama proses pencarian fluks yang menutup permukaan cairan
diaduk dengan menggunakan batang pengaduk carbon pada jangka waktu
tertentu untuk mencegah segregan, fluks ini kemudian membentuk terak
yang bisa dikeluarkan dengan menggunakan alat pengangkat terak
berbentuk saringan.
Setelah cairan logam sudah mencapai cair yang ditentukan, bersama-
sama dengan rumah perapian cairan di tuang ke ladel untuk proses
selanjutnya.
Perlu untuk diperhatikan temperatur pencarian yang terlalu tinggi
menyebabkan kehilangan unsur seperti seng karena penguapan dan
sebaliknya temperatur yang terlalu rendah menyebabkan penghilangan gas
yang tidak cukup.
KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN DAPUR KRUSIBELa. Keuntungan :
1. Konstruksinya mudah dibuat
2. Perawatannya sederhana
3. Sedikit menggunakan tenaga ahli
b. Kerugian :
1. Kemampuannya terbatas
2. Mudah mengalami kerusakan terutama potnya pecah
3. Pengoperasiannya agak rumit
4. Pengaturan komposisi dengan toleransi yang cukup besar.
5. Memerlukan teknisi atau operator yang baik.
5.4.3. Dapur Induksi
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
TEKNIK PENGECORAN LOGAM I70
PELEBURAN DAN PENUANGAN
Dapur induksi atau tanur induksi merupakan salah satu bagian dari
dapur pelebur yang digunakan pada pengecoran logam dan juga merupakan
salah satu bagian dari dapur listrik.
KONSTRUKSI DAPUR INDUKSISecara garis besar dapur induksi memiliki konstruksi seperti terlihat
pada gambar 5.7. Tanpa saluran, bagian dari atas tanur ini terbuka lebar
sehingga pengisian mudah dilakukan dan bahan yang akan dilebur langsung
dapat ditempatkan ke dalam ruang pelebur (tungku).
Tungku ini dilapisi dengan batu tahan api non konduktor dan konduktor.
Misalnya untuk mencairkan tembaga, tungku dibuat dari batu tahan api
grafit, sehingga arus yang ada pada mangkok akan ikut memanaskan cairan.
Pada non konduktor untuk prases asam dipilih ganester dan untuk proses
basa MgO + Al2O.
Pendukung dari tungku/mangkok dibuat dari bahan yang telah
diumbuk dan disinter misalnya pasir silica.
Tungku/mangkok pelebur ini berbentuk silinder atau krus yang dililit
dengan pipa tembaga untuk mengalirkan arus. Pipa digunakan disamping
untuk aliran air pendingin. Pipa yang cocok digunakan pipa untuk arus
dengan frewensi tinggi bila dibandingkan dengan yang pejal. Diluar lilitan
diletakkan juk yang terdiri dari plat yang berlapis banyak, berfungsi untuk
memisahkan fluks magnet dan menahan lilitan.
Dinding dapur dibuat dari campuran asbes dengan semen dan untuk
dapur yang besar (kapasitas > 1 ton) terbuat dari kayu berlapis asbes atau
bahan non magnet yang tidak panas atau cair karena proses pembuatan
baja/pencairan baja.
BAHAN-BAHAN DALAM PROSES DAPUR INDUKSIDi dalam dapur induksi hampir semua bahan baku bisa dilebur di
dalam dapur induksi, perbedaannya hanya bahan bakar untuk melebar
menggunakan listrik.
a. Bahan baku
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
TEKNIK PENGECORAN LOGAM I71
PELEBURAN DAN PENUANGAN
Pada umumnya dapur induksi menggunakan bahan-bahan muatan sama
dengan bahan muatan pada dapur pelebur kupola dan krusibel. Sebagai
tambahan bahan muatan pada dapur induksi baja bekas, seperti pipa,
pelat trafo, pelat dari industri karoseri dan potongan rel kereta api dan
sebagainya.
Untuk bahan baku sebaiknya semua bahan harus diketahui dengan tepat
kandungannya disamping secara fisik harus kering, bebas dari bahan
organik (oli, lemak, kayu) juga tidak bercampur bahan lain seperti logam
bantalan dan sebagainya.
Keterangan :
1. Cerat
2. Sumber tenaga
3. Lilitan induksi dengan pendingin air
4. Isi yang lumer
5. Lapisan tahan api
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
TEKNIK PENGECORAN LOGAM I72
PELEBURAN DAN PENUANGAN
Gambar 5.7. Dapur induksi
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
TEKNIK PENGECORAN LOGAM I73
PELEBURAN DAN PENUANGAN
b. Bahan bakar
Bahan bakar pada dapur induksi, menggunakan sumber arus listrik
dengan perubah frekwensi untuk memperoleh medan magnet induksi
melalui lilitan pipa bersamaan dengan muatannya yang terkonsentrasi
dalam tungku dan selanjutnya menaikkan temperatur/panas untuk
melebar bahan baku (logam).
PROSES KERJA DAPUR INDUKSIPertama dilakukan pengisian bahan baku, setelah terlebih dahulu
ditimbang, dipilih dan diketahui campuran unsur-unsurnya, karena pada
waktu proses berlangsung sangat sulit untuk mengadakan analisa kimia
disebabkan proses di dalam dapur waktunya relatif singkat.
Setelah bahan baku dimasukkan, arus listrik dijalankan dan arus listrik
frekwensi tinggi/rendah mengalir kelilitan sehingga didapatkan arus liar yang
kuat dan seterusnya dialirkan kemuatan (bahan baku) yang akan
menimbulkan panas karena tahanan di dalam dapur. Panas yang timbul di
dalam dapur tersebut digunakan untuk melebur logam, setelah terjadi
pencairan di dalam dapur, pemanasan tetap dilakukan sampai pada
temperatur yang ditentukan untuk mengeluarkan. Pemanasan ini berguna
untuk oksidasi cairan.
Sewaktu pencairan baja terjadi, terak cair dan bahan-bahan non metal
yang berada dalam dapur tersirkulasi oleh arus besar induksi sehingga
sangat sulit untuk mengeluarkannya, oleh sebab itu setelah arus listrik
dihentikan, baru terak dapat dibuang dari logam cair atau dikeluarkan
bersama-sama dengan proses di dalam dapur yang telah selesai, maka baja
cair dikeluarkan dari dalam dapur yang ditampung oleh ladel. Setelah ladel
sudah mencukupi isi yang ditentukan selanjutnya di bawa pada proses
berikutnya.
KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN DAPUR INDUKSIa. Keuntungan :
1. Konstruksi sederhana
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
TEKNIK PENGECORAN LOGAM I74
PELEBURAN DAN PENUANGAN
2. Lebih bersih, sedikit polusinya dan tidak bising
3. Rendemen termis dapur lebih baik
4. Kehilangan logam sedikit
5. Mudah memperoleh komposisi dengan mutu baja yang dapat
dikendalikan dengan baik.
6. Mudah mengontrol dan mencapai temperatur peleburan yang tinggi
dalam waktu relatif singkat sehingga tidak terjadi panas yang
berlebihan.
b. Kerugian :
1. Harga perlengkapan dapur mahal.
2. Biaya operasional mahal karena bahan bakar listrik yang mahal
dibandingkan dengan bahan bakar yang lain dalam sekali proses
peleburan.
5.5. PENUANGANSetelah bahan baku menjadi cair karena proses di dalam dapur
pelebur, selanjutnya coran dikeluarkan dan ditampung ke dalam ladel untuk
dituangkan ke tempat penuangan/cetakan.
5.5.1. Jenis-jenis ladel
Ladel pada umumnya mempunyai fungsi yang sama namun bentuk
dan konstruksinya bisa berbeda-beda.
1. Lade tangan
Ladel tangan bisa juga disebut
dengan ladel jenis gayung,
muatannya berkisar ± 15 kg
dan dapat dioperasikan oleh
satu orang operator.
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
TEKNIK PENGECORAN LOGAM I75
PELEBURAN DAN PENUANGAN
2. Ladel tungkai garpu
Ladel ini memiliki muatan
10 – 100 kg dan dioperasikan
atau diangkut oleh 2 – 3 orang,
dimana salah seorang bertugas
pada garpu untuk menuangkan
cairan dan yang lain hanya
menjaga keseimbangan.
3. Ladel kren
Ladel kren ini dikonstruksi
untuk dapat digantung pada
kran dan dimiringkan dengan
bantuan rangkaian roda gigi.
Ladel jenis ini dikonstruksi
untuk cairan hingga seberat
10.000 kg.
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
TEKNIK PENGECORAN LOGAM I76
PELEBURAN DAN PENUANGAN
4. Ladel tromol
Dengan ladel tromol ini panas
terbuang dari cairan lebih
sedikit dibandingkan dengan
ladel biasa. Hal ini disebabkan
karena konstruksinya yang
lebih tertutup.
5. Ladel dengan penyumbat
Pada ladel ini penuangan
dilakukan tanpa
memiringkannya, namun denan
membuka sumbat dasar ladel,
hingga jumlah coran yang
dikehendaki tercapai,
kemudian sumbat ditutup lagi.
Ladel-ladel tersebut di atas pada umumnya terbuat dari plat baja yang
bagian dalamnya dilapisi dengan tanah liat, pasir cetak ataupun bahan tahan
api dan dikeringkan dengan baik.
5.5.2. Proses penuangan
Di dalam proses penuangan diperlukan beberapa tahapan atau
pengaturan yang harus diperhatikan antara lain adalah sebagai berikut :
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
TEKNIK PENGECORAN LOGAM I77
PELEBURAN DAN PENUANGAN
1. Pengeringan ladel
Pengeringan ladel yang tidak sempurna menyebabkan turunnya temperatur
logam cair, oksidasi dari cairan dan cacat coran seperti rongga udara,
lubang jarum.
2. Pembuangan terak
Sebelum penuangan, terak di atas cairan harus dibuang dan Diusahakan
agar tidak turut tertuang ke dalam cetakan. Oleh karena itu terak ini
sesaat sebelum penuangan disingkirkan dengan batang penyingkir.
Biasanya terlebih dahulu pada ladel ditaburkan pengikat terak pada
permukaan cairan.
3. Temperatur penuangan
Temperatur penuangan banyak mempengaruhi kualitas coran, kalau
temperatur terlalu rendah menyebabkan waktu pembekuan yang pendek,
kecairan yang buruk dan menyebabkan terjadinya cacat coran seperti
rongga penyusutan, rongga udara, salah alir dan sebagainya.
4. Waktu penuangan
Dalam menuang logam penting dilakukan dengan tenang, cepat dan
jangan terputus-putus. Waktu penuangan yang cocok perlu ditentukan
dengan mempertimbangkan berat dan tebal coran atau volume tuangan,
tinggi penuangan dan luas penumpang saluran masuk.
5. Posisi ladel
Posisi ladel waktu menuang harus sedekat dan serendah mungkin
dengan cawan tuang, hal ini juga dimaksudkan untuk mengurangi
oksidasi, menghindari pusaran dan erosi.
6. Cawan tuang perlu terisi penuh
Cawan tuang pada saat penuangan harus selalu terisi penuh untuk
menghindari segala macam kotoran, oksidasi dan terak akan selalu
mengambang pada permukaan cairan dalam cawan tuang dan tidak ikut
masuk ke dalam cetakan.
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
TEKNIK PENGECORAN LOGAM I78
PELEBURAN DAN PENUANGAN
Pada akhir penuangan, cawan tuang harus tetap penuh, kecuali bila
cawan tuang merupakan cawan tuang tambahan.
5.6. KESIMPULANPeleburan adalah suatu proses pengolahan logam padat menjadi
logam cair dengan menggunakan dapur pelebur seperti dapur kupola, dapur
krusibel dan dapur induksi.
Dapur kupola bisa digunakan sebagai pembersihan dan peleburan
yang kontinyu : dapur krusibel dikhususkan untuk peleburan logam bukan
besi, sedangkan dapur induksi tidak digunakan untuk pembersihan tetapi
dapat digunakan untuk kedua proses peleburan kupola dan krusibel.
Setelah selesai proses peleburan dalam dapur pelebur, logam cair
dimasukkan ke ladel sebagai penampung sekaligus pembersihan dari terak
untuk proses selanjutnya yaitu penuangan ke dalam cetakan.
5.7. SOAL-SOAL1. Gambarkan konstruksi sederhana dari dapur kupola lengkap dengan
nama-nama komponen serta pembagian daerahnya.
2. Sebutkan dan jelaskan bahan baku dalam proses dapur kupola!
3. Jelaskan bahan bakar yang digunakan dalam proses dapur kupola!
4. Sebutkan dan jelaskan tahapan-tahapan dalam proses kerja dapur
kupola!
5. Sebutkan keuntungan dan kerugian dari dapur kupola!
6. Gambarkan konstruksi sederhana dari dapur krusibel lengkap dengan
nama-nama masing-masing komponennya.
7. Sebutkan bahan baku yang sering digunakan dalam proses dapur
krusibel!
8. Sebutkan dan jelaskan bahan bakar yang digunakan dalam proses dapur
krusibel!
9. Sebutkan keuntungan dan kerugian dari dapur krusibel!
10.Gambarkan konstruksi sederhana dari dapur induksi lengkap dengan
nama komponennya!
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
TEKNIK PENGECORAN LOGAM I79
PELEBURAN DAN PENUANGAN
11.Sebutkan bahan-bahan dalam proses dapur induksi dan jelaskan secara
singkat!
12.Jelaskan secara singkat proses kerja dari dapur induksi!
13.Sebutkan keuntungan dan kerugian dari dapur induksi!
14.Jelaskan apa yang dimaksud dengan penuangan!
15.Sebutkan jenis-jenis ladel yang anda ketahui, jelaskan!
16.Jelaskan apa yang harus diperhatikan dalam proses penuangan!