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
Metallurgy and Materials Engineering Department
Metallurgy and Materials Engineering Department
Electric Arc Furnace & Ladle FurnaceElectric Arc Furnace & Ladle Furnace
Metallurgy and Materials Engineering Department
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 )
Metallurgy and Materials Engineering Department
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)
Metallurgy and Materials Engineering Department
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
Metallurgy and Materials Engineering Department
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
Metallurgy and Materials Engineering Department
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”
Metallurgy and Materials Engineering Department
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
Metallurgy and Materials Engineering Department
Metallurgy and Materials Engineering Department
PERIODE REDUKSIDimulai Saat Blowing O2 selesai
PENAMBAHAN ALLOY (Atur Komposisi)FeSi, FeCr
FeCrSi, FeMnSi
SLAG OFF
Metallurgy and Materials Engineering Department
Metallurgy and Materials Engineering Department
Metallurgy and Materials Engineering Department
Metallurgy and Materials Engineering Department
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
Metallurgy and Materials Engineering Department
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
Metallurgy and Materials Engineering Department
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)
Metallurgy and Materials Engineering Department
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”
Metallurgy and Materials Engineering Department
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”
Metallurgy and Materials Engineering Department
Metallurgy and Materials Engineering Department
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)
Metallurgy and Materials Engineering Department
Metallurgy and Materials Engineering Department
Metallurgy and Materials Engineering Department