Perancangan Dan Pembuatan Dapur Pelebur Untuk Kuningan Dengan Kapasitas 50 Kg Untuk Keperluan Industri Rumah Tangga (Detail : Pemilihan Bahan)

(1)

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN DAPUR

PELEBUR UNTUK KUNINGAN DENGAN

KAPASITAS 50 KG UNTUK KEPERLUAN

INDUSTRI RUMAH TANGGA

(DETAIL : PEMILIHAN BAHAN)

SKRIPSI

Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

DOLI MARTUA NIM: 050401059

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT. atas rahmat dan karunia-Nya yang dilimpahkan kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas sarjana ini. Tugas sarjana ini berjudul “Perancangan Dan Pembuatan Dapur Pelebur Untuk Kuningan Dengan Kapasitas 50 Kg Untuk Keperluan Industri Rumah Tangga (Detail : Pemilihan Bahan)”. Tugas sarjana ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi oleh setiap mahasiswa Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara dalam menyelesaikan pendidikan untuk meraih gelar Sarjana Teknik.

Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Ayahanda Sutan Lembang Alam Lubis dan Ibunda Masrifah Nasution yang membesarkan serta mendidik penulis, dan dengan doa-doanya yang selalu menyertai penulis setiap saat.

2. Ibu Ir.Raskita S Meliala selaku dosen pembimbing tugas sarjana yang telah memberi arahan, bimbingan dan pelajaran berharga dari awal hingga selesainya tugas sarjana ini.

3. Bapak Dr.Ir.Ing.Ikhwansyah Isranuri, M.Eng dan bapak Ir.Tulus

Burhanuddin Sitorus,MT Selaku Ketua jurusan dan Sekretaris Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Seluruh staf pengajar dan pegawai administrasi Jurusan Teknik Mesin di Universitas sumatera Utara, Yang telah banyak membantu penulis dan memberikan bimbingan selama perkuliahan.

5. Semua teman – teman sejawat dan seperjuangan, yaitu Andy Hakim Nasution, Mukti Batubara, Adek Nisa, Marjan Lubis, Sutan Lubis, Ahmad Hudawi Lubis dan teman – teman anggota Ikatan Mahasiswa Mandailing Julu (IMA-MAJU) atas motivasi – motivasinya yang luar biasa.

Akhir kata semoga Tugas Sarjana ini dapat bermanfaat. Dan penulis menyadari bahwasanya tugas sarjana ini jauh dari kesempurnaan, karena keterbatasan pengetahuan dan referensi maka penulis berharap saran dan kritik yang membangun untuk kesempurnaan tugas sarjana ini.

Akhir kata penulis ucapkan terima kasih atas waktu dan perhatian yang

telah diberikan kepada penulis.

Medan , juni 2010

NIM : 050401059 Doli Martua lubis

(10)

ABSTRAK

Saat ini hasil pengecoran logam industri rumah tangga di indonesia masih kalah saing dengan hasil pengecoran buatan luar negeri.Ini disebabakan kualitas benda –benda coran kurang baik, kemampuan produksi dan biaya dalam proses memproduksi benda-benda coran kurang efektif. Tujuan dari perencanaan ini adalah merancang dapur crucible kapasitas 50 kg dengan pemilihan bahan agar biaya pembuatan dapur dan kualitas bahan hasil coran dapat bersaing dengan industri luar negeri. Metode yang digunakan dalam perancangan ini meliputi kajian literature, perancangan, dan pembahasan. Hasil yang diperoleh yaitu pemilihan bahan dapur crucible kapasitas 50 kg dengan batu tahan api jenis SK 32 berbentuk persegi dan segitiga, kemudian sebagai bahan pengikat batu tahan api digunakan semen tahan api, sebagai dinding luar dari dapur digunakan baja karbon berukuran 2.5 mm,Cawan lebur yang terbuat dari grafit berbentuk silinder dengan kapasitas 50 kg yang menggunakan bahan bakar minyak tanah. Kesimpulan dari rancangan ini adalah dapur crucible ini sesuai digunakan untuk industri rumah tangga sebagai sarana untuk indutri kecil.

(11)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ………i

ABSTRAK …..……….………..………ii

DAFTAR ISI ……….iii

DAFTAR GAMBAR ………v

DAFTAR TABEL ………..vi

DAFTAR SIMBOL ………vii

DAFTAR LAMPIRAN ………..viii

BAB I. PENDAHULUAN ………..1

1.1 Latar Belakang ………..1

1.2 Maksud dan Tujuan ………1

1.3 Batasan Masalah ………2

1.4 Metode Penulisan ………2

1.5 Sistematika Penulisan ……….3

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ………...4

2.1 Dasar Pemilihan Bahan...………4

2.2 Tembaga dan Paduannya ………..5

2.2.1 Tembaga Murni ………...5

2.2.2 Paduan Tembaga………..………..…9

2.3 Seng dan Paduannya ………14

2.4 Magnesium dan Paduannya ………..15

2.5 Alumunium dan Paduannya ……….16

2.6 Dapur Crucible ………17

2.7 Pemilihan Bahan Batu Tahan Api ………21

2.7.1 Pemilihan Batu Tahan Api ………..21

2.7.2 Bahan Batu Tahan Api ………22

2.8 Semen Tahan Api ……….23

2.9 Konstruksi Dapur Pelebur ………24

BAB III. PERENCANAAN DAPUR ………25

3.1 Dapur Pelebur………..………..25

3.1.1 Batu Tahan Api………26

3.1.2 Semen Tahan Api……….27

3.1.3 Dinding Luar………28

3.2 Cawan Lebur ……….28

3.3 Penumpu Cawan Lebur……….….29

3.4 Ruang bakar………..…30

BAB IV. BAHAN DAPUR PELEBUR………..………..32

4.1 Batu Tahan Api………….. ……….32

4.2 Semen Tahan Api …… ………...………34

4.3 Dinding Luar…….………...36

4.4 Cawan Lebur…………...……….37

(12)

4.6 Perhitungan pemilihan bahan bakar………40

4.6.1 Kalor Untuk Melebur kuningan (Q1)...42

4.6.2 Kalor Yang Diserap Batu Bata (Q2)……….43

4.6.3 Panas Yang Diserap Dinding Plat Luar (Q3)...44

4.6.4 Panas Yang Diserap Cawan Lebur (Q4)………...………45

4.6.5 Panas yang Diserap Plat Atas (Q5)………...45

4.6.6 Kalor Total Yang Terserap (Qtot)...46

4.6.7 Laju Aliran Panas ke Dinding Samping (q1)...46

4.6.8 Panas Yang Terbuang Melalui Plat Atas ( q2 )...49

4.6.9 Panas yang terbuang melalui lubang cawan peleburan (q4)...51

4.6.10 Waktu peleburan...52

4.6.11 Kebutuhan bahan bakar...54

4.7. Tabel Hasil Perhitungan...54

4.8 Proses pembuatan dapur...55

4.8.1 Membuat dinding luar...55

4.8.2 Membuat dinding dalam...58

4.8.3 Pengikatan dinding dalam...59

4.8.4 Pengecatan dinding luar...59

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ……….60

DAFTAR PUSTAKA ………..62 LAMPIRAN

(13)

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1 Hubungan antara laju pengaruh dan

ketidk murnian dalam hantaran listrik 10

Gambar 2.2 Diagram fasa Cu-O 11

Gambar 2.3 Diagram Fasa Tembaga 13

Gambar 2.4 Diagram Fasa Cu - Zn 14

Gambar 2.5 Diagram Fasa Cu - Sn 16

Gambar 2.6 Diagram fasa tembaga 18

Gambar 2.7 Diagram fasa magnesium 20

Gambar 2.8 Diagram Fasa Al - Si 23

Gambar 2.9 Dapur kedudukan tetap 24

Gambar 2.10 Dapur crucible yang bias dimiringkan 25

Gambar 2.11 Tanur udara terbuka 26

Gambar 2.12 Penampang tanur udara 27

Gambar 2.13 Tanur induksi 28

Gambar 3.1 Konstruksi dapur pelebur 25

Gambar 3.2 Dimensi batu tahan api 27

Gambar 3.3 Dinding luar 28

Gambar 3.4 Bentuk dan ukuran cawan lebur 29

Gambar 3.5 Penumpu cawan 30

Gambar 3.6 Luas ruang bakar 31

Gambar 4.1 Bata tahan api 33

Gambar 4.2 Dimensi batu bata 36

Gambar 4.3 Plat dinding luar 37

Gambar 4.4 Cawan lebur 38

Gambar 4.5 Penumpu cawan 40

Gambar 4.6 Suhu dan laju aliran panas yang terjadi di dapur selama

proses peleburan 41

Gambar 4.7 Plat dinding luar 56

Gambar 4.8 Dinding luar yang dilubangi 56

Gambar 4.9 Proses pengerolan dinding luar 57

Gambar 4.10 Dinding luar yang telah dibentuk slinder 57

Gambar 4.11 Penyusunan batu tahan api kedalam diding slinder 58

(14)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Berat jenis beberapa jenis logam 7

Tabel 2.2 Paduan utama tembaga tempaan 10

Tabel 4.1 Titik cair tembaga (Cu) dan ( Zn) 32

Tabel 4.2 karaktersistik bata tahan api 33

Tabel 4.3 karakteristik semen taha api 34

Tabel 4.4 Berat total dapur 54

Tabel 4.5 Total kalor yang terserap bahan dapur 55

(15)

DAFTAR SIMBOL

SIMBOL KETERANGAN SATUAN

Cp1 Panas jenis kuningan padat KJ/kg.0K

Cp2 Panas jenis kungan cair KJ/kg.0K

Cp3 Panas jenis batu tahan api KJ/kg.0K

Cp4 Panas jenis dinding plat luar KJ/kg.0K

Cp5 Panas jenis cawan lebur KJ/kg.0K

Ddb Diameter dalam Batu bata m

Dlb Diameter luar batu bata m

Dp Diameter plat luar m

ho Koefisien perpindahan panas konveksi W/m.oC

HHV Nilai pembakaran atas minyak tanah KJ/kg

kb Konduktivitas thermal batu bata W/m.oC

kp Konduktivitas thermal dinding plat W/m.oC

L Tinggi ruang bakar m

mb Massa batu bata kg

mbb Massa bahan bakar kg

mpl Massa plat dinding luar kg

mcl Massa cawan lebur kg

mal Massa kuningan yang akan dilebur kg

Nu Bilangan Nusselt -

Pr Bilangan Prandal -

q1 Kalor yang terbuang dari dinding dapur KJ/jam

q2 Kalor yang terbuang dari lubang cawan lebur KJ/jam

Q1 Kalor yang diserap untuk melebur kuningan KJ

Q2 Kalor yang diserap batu tahan api KJ

Q3 Kalor yang diserap dinding plat luar KJ

Q4 Kalor yang diserap cwan lebur KJ

Qt1 Kalor total yang diserap KJ

Qt2 Kalor yang terbuang selama proses KJ

r3 Jari-jari dalam bata m

r4 Jari-jari luar bata m

r5 Jari-jari luar dinding m

Re Bilangan Reynold -

tb Tinggi bata yang menerima panas m

tp Tinggi plat yang mengalami prubahan suhu m

tf Suhu film oK

Ta Temperatur ruang bakar oK

T1 Temperatur suhu lingkungan oK

Uo Koefisien perpindahan panas total W/m.oC

V Viskositas Kinematika Cst

Xp Ketebalan plat dinding m

(16)

ABSTRAK

(17)

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang

Ilmu teknik Pengecoran Logam adalah salah satu teknik produksi dimana di indonesia masih memerlukan banyak usaha dalam pembinanya yang lebih terarah, sehingga kualitas produk, kemampuan produksi dan biaya produksi dalam proses memproduksi benda-benda coran akan dapat menyaingi benda-benda coran buatan luar negeri.

Dalam hal ini Perlu pembinaan dilakukan, oleh karena itu ahli ilmu pengecoran harus mampu mengembangkan industri pengecoran di Indonesia yang mana salah satu caranya adalah dengan memberikan dasar ilmu pengetahuan yang baik kepada Perguruan Tinggi yang mengambil program studi teknik produksi.

Dengan mempertimbangkan hal diatas, maka diperlukan adanya sarana praktek yang memadai, yang mana salah satu alat utama dalam pengecoran adalah Dapur Crusible.

Dengan adanya Dapur Crusible maka diharapkan agar dapat mempraktekkan ilmu yang diperolehnya selama dibangku perkuliahan dan membandingkannya dengan ilmu praktek untuk lebih memantapkan pemahaman dalam bidang ilmu teknik pengecoran.

Saat ini pabrik pengecoran kuningan yang besar dan masih berproduksi sangat sedikit, salah satunya adalah Baja Jaya Jl.Metal No.15/9.sedangkan pengecoran logam yang berbentuk bukan industri atau berproduksi kecil sangat banyak bertebaran, yang mana mutunya masih perlu diperhatikan untuk dapat ditingkatkan agar dapat bersaing dipasaran.

1.2 Maksud dan Tujuan

Maksud dari perencanaan pembangunan dapur pelebur kuningan dengan kapasitas kecil ini adalah membantu memantapkan penguasaan teori untuk indusrti rumah tangga mengenai pemilihan bahan dapur,bahan penyekat panas,efisiensi,juga pemilihan dapur pelebur yang sesuai dengan material yang akan dilebur. Dimana penguasaan teori ini dapat langsung di terapkan dalam praktek pembangunan dapur pelebur di industri rumah tangga. Dan dapat

(18)

membantu dalam membuat cetakan-cetakan logam sendiri yang selanjutnya dapat menghasilkan benda-benda cor yang kualitasnya dapat terus ditingkatkan.

Tujuan dari perencanaan ini adalah merancang dapur crucible dengan kapasitas 50 kg dengan pemilihan bahan agar biaya dan kualitas coran dapat bersaing denga benda coran luar negeri

1.3 Batasan Masalah

Berhubung dengan sangat luasnya persoalan dalam masalah pengecoran, maka akan dibatasi ruang lingkup tugas sarjana ini yaitu tentang rancang sebuah dapur Crusible yang akan melebur kuningan dengan kapasitas kecil sehingga cocok untuk sarana industri rumah tangga..

Karena pada perencanaan dapur crucble ini diharapkan agar nantinya dapat bekerja dengan baik, maka perencanaan dari dapur ini meliputi pemilihan bahan dapur crucible,bahan penyekat panas,bahan cawan lebur, besar kalor yang dibutuhkan dan pemakaian bahan bakar. proses pembuatan dapur.

1.4 Metode Penulisan

Dalam menyelesaikan perencanaan dapur crucible ini dipakai tiga dasar metode dasar penyelesaian yaitu:

1. Survey Lapangan

Disini dilakukan peninjauan pada Laboratorium Foundry yang menggunakan dapur pelebur untuk memperoleh data-data serta membandingkan dengan dapur crucible yang telah beroperasi yang dipakai di industri-industri pengecoran logam.

2. Studi Literatur

Berupa studi kepustakaan dan kajian dari buku-buku dan tulisan-tulisan yang berhubungan dengan hal yang dibahas

3. Diskusi

Berupa Tanya jawab dengan dosen pembimbing dan tukar pikiran dengan mahasiswa mengenai rancangan yang dilakukan.

(19)

1.5 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan tugas sarjana ini adalah:

1. BAB I : Pendahuluan, berisikan latar belakang. maksud dan tujuan perencanaan,batasan masalah, metode penulisan dan sistematika penulisan.

2. BAB II : Tinjauan Pustaka, berisikan tentang teori-teori yang mendasari perencanaan pengecoran logam.

3. BAB III : Perencanaan Dapur, berisikan gambaran umum dapur, bata tahan api, semen tahan api, penumpu cawan lebur, cawan lebur, kapasitas cawan lebur ,ruang bakar

4. BAB IV : Pemilihan bahan dapur crucble,berisikan tentang bata tahan api, seman tahan api, cawan lebur, ,penumpu cawan lebur, pemakaian bahan bakar serta kalor yang terjadi pada dapur, proses pembuatan dapur crucible.

5. BAB V : Kesimpulan dan saran, berisikan secara garis besar hasil percobaan dan pembuatan dapur crucible serta saran.

(20)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Logam Bukan Besi

Negara kita merupakan negara penghasil logam bukan besi yaitu penghasil timah putih, tembaga, nikel, alumunium dan sebagainya. Dalam keadaan murni logam bukan besi ini memiliki sifat yang sangat baik namun untuk meningkatkan kekuatan umumnya dicampur dengan logam lain sehingga membentuk paduan. Ciri dari logam bukan besi adalah mempunyai daya tahan terhadap korosi yang tinggi, daya hantar listrik yang baik dan dapat berubah bentuk secara mudah. Pemilihan dari peduan logam bukan besi ini tergantung pada banyak hal antara lain kekuatan, kemudahan dalam pembentukan, berat jenis, harga bahan baku, upah pembuatan dan penampilannya.Logam bukan besi ini di bagi dalam dua golongan menurut berat jenisnya, yaitu logam berat dan logam ringan. Logam berat adalah logam yang mempunyai berat jenis diatas 5 kg/m3...(lit 2 hal 64)

Berat jenis dari masing-masing bukan besi ini dapat dilihat pada tabel 2.1. Secara umum dapat dinyatakan bahwa makin berat suatu logam bukan besi maka makin banyak daya tahan korosinya. Bahan logam bukan besi yang sering dipakai adalah paduan tembag, paduan alumunium, paduan magnesium, dan paduan timah. Tabel 2.1 ini memperlihatkan perbandingan berat jenis serta berbagai logam bukan besi...(lit 2 hal 64)

Tabel 2.1 Berat jenis beberapa jenis logam ... (Lit 2 hal 64)

Logam Berat Jenis (kg /m3)

Aluminium 2.643

Tembaga 8.906

kuningan 8.750

Timah hitam 11.309

Magnesium 1.746

Nikel 8.703

Seng 7.144

Besi 7.897

Baja 7.769

(21)

2.2 Dasar pemilihan bahan

Pada industri rumah tangga khususnya industri pengecoran logam masih belum banyak di indonesia.ini disebabakan karena biaya bahan dalam pembuatan dapur crucible sangat mahal,sehingga masyarakat banyak yang tidak sanggup membuka usaha dalam industri pengecoran rumah tangga.

Dasar pemilihan bahan adalah bahan yang akan dilebur yaitu kuningan.adapu pembuatan dapur ini karena besarnya biaya bahan dasar dari dapur mahal dan juga masih sedikitnya industri pengecoran logam khususnya pengecoran logam kuningan.hasil pengecoran logam kuningan dipasaran sangat sedikit, sementara banyak hasil pengecoran yang terbuat dari kuningan dibutuhkan masyarakat untuk keperluan sehari hari.

2.3 Tembaga dan paduannya 2.3.1 Tembaga Murni

Secara industri sebagian beasr penggunaan tembaga dipakai sebagai kawat atau bahan untuk penularan panas dalam memanfaatkan hantaran listrik dan panasnya yang baik .sejak tahun 1913 sebagai satuan hantaran listrik digunakan % IACS (International Annealed Copper Standard) yang mempunyai nilai rata-rata 100% untuk tembaga teknis.dalam standar ini suatu hantaran dinyatakan 100% kalau tahanan spesifi pada 20°C adalah 1,7241 µΩcm atau 0,153280Ω/g.m(pada masa jenis 8,89 g/cm³).sesuai dengan perkembangan dalam teknologi pemurnian ,kemurnian tembaga telah sangat diperbaiki dan sekarang tembaga yang paling murni mempunyai konduktifitas listrik 103 %.hantaran panas pada 20ºC telah juga diperbaiki dari 0.923 cal/(cm.derajat.detik)dalam tahun 1950-an sampai 0.941cal/cm.derajat .detik)dalam tahun 1970-an……...(lit 10 hal 121)

Gambar 2.1 menunjukkan perubahan % IACS oleh konsentrasi ,ketakmurnian (a)untuk kasus yang mengandung oksigen rendah dan(b)untuk yang mengandung 0.03% oksigen.pengaruh unsur paduan pada hantaran listrik umumnya banyak dipengaruhi oleh unsur-usur yang membentuk larutan padat ;yang memberikan pengaruh lebih kecil kalau terjadi presipitas.dengan adanya oksigen perbandingan penguranagan dari P,As,dsb,menurun ,hal ini disebabkan larutan pada jumlahnya menurun oleh adanya formasi oksidasi….(lit 10 hal 121)

(22)

Tembaga murni untuk keperluan industri dicairkan dari tembaga yang diproses dengan elektrolisa,dan klasifikasi menjadi tiga macam menurut kadar oksigen dan cara deoksidasi,yaitu tembga ulet,tembaga deoksidasi dan tembaga bebas oksidasi.kalau O terkandung dalam tembaga unsur-unsur pengotor dapat mengendap sebagai oksidasi maka jumlah larutan padat untuk menaikan hantaran lisrtik ,jadi berkurang dengan oksida yang banyak pada temperatur tinggi dapat menyebabkan kegetasan hydrogen ,untuk mencegah ini dipergunakan tembaga deoksidasiatau tembaga bebas oksigen .dalam tembaga murni untuk keperluan industri biasa terdapat unsur-unsur gas yang memberikan pengaruh terhadap berbagai sifat.oksigen adalah unsur yang penting yang berhubungan erat dengan kadar hydrogen dan belerang...(lit 10 hal 121)

Secara industry sebagian besar penggunaan tembaga dipakai untuk kawat atau bahan penukar panas karena sifat tembaga yang mempunyai sifat hantaran listrik dan panas yang baik. Tembaga ini jika dipadukan dengan logam lain akan menghasilkan paduan yang banyak dibutuhkan oleh manusia. D%an yang paling sering dipakai adalah campuran antara tembaga dan timah, mangan yang biasa disebut perunggu digunakan untuk bagian-bagian mesin khusus dimana diperlukan sifat-sifat yang luar biasa.Paduan antara tembaga dengan unsur-unsur lain dapat membentuk paduan lain seperti:

1. Brons

Brons adalah paduan antara tembaga dengan timah dimana kandungan dari timah kurang dari 15% karena mempunyai titik cair yang kurang baik maka brons biasanya ditambah seng, fosfor, timbal dan sebagainya.

2. Kuningan

Kuningan adalah paduan antara tembaga dan seng, dimana kandungan seng sampai kira-kira 40%. Dalam ketahanan terhadap korosi dan aus kurang baik disbanding brons tetapi kuningan mampu cornya lebih baik dan harganya lebih murah.

3. Brons Alumunium

Brons alumunium ini adalah paduan dari tembaga dan alumunium dengan tambahan nikel dan mangan. Kandungan alumunium 8-15,5%, nikel kurang dari 6,5% mangan kurang dari 3,5% dan sisanya adalah tembaga.

(23)

Untuk diagram fasa dan paduannya dapat dilihat pada gambar 2.1 kesetimbangan fasa tembaga dimana pada diagram ini dapat dilihat temperature terbentuknya fasa cairan, fasa α dan fasa β pada logam tembaga serta mengetahui

temperatur cair dari kadar komposisi tembaga dengan kadar 100% Cu atau tembaga murni adalah 1084°C...(lit 10 hal 122)

2.3.1.1 Pengaruh oksigen

Gambar 2.2 menunjukkan diagram fasa untuk sistem Cu-O jumlah larutan padat maksimum dari O pada titik eutektik 10650C, adalah 1,008%. Tembaga ulet mengandung sampai 0,04% O terdiri dari struktur berfasa ganda dengan Cu dan Cu 2O. Dalam coran, struktur eutektik dari Cu-Cu2O dapat dilihat, tetapi dengan

pengerjaan berubah menjadi struktur dimana partikel-partikel Cu2O mengarah dalam arah pengerjaan. Cu2O merupakan fasa berbentuk piringan diharapkan memberikan pengaruh yang kurang buruk terhadap sifat-sifat mekanik, tetapi kalau jumlahnya banyak akan menyukarkan dalam pengerjaan dingin, jadi lebih baik mengontrol kadar oksigen agar rendah walaupun tembaga ulet...(lit 10 hal121)

(24)

Gambar 2.2 Ketak Murnian Dalam Hantaran Listrik (lit 10 hal 122)

2.3.1.2 Pengaruh hidrogen

Tembaga cair mengabsorb hidrogen bersama-sama oksigen. Banyak H2 yang terkandung membentuk gas pada waktu pendinginan. Kalau pencairan tembaga dilakukan pada atsmosfir yang lembab terjadi desosiasi H2O pada permukaan tembaga cair. Jumlah hidrogen yang larut di dalam tembaga cair sebanding lurus dengan akar 2 dari konsentrasi hidrogen, dan hidrogen masuk ke dalam tembaga dalam keadaan atom. Dalam keadaan padat kelarutan hidrogen menurun banyak, tetapi hidrogen dengan jumlah besar yang cukup dapat terlarut dalam keadaan padat di antara kisi atom. Menurut pengukuran yang sebenarnya dalam keadaan padat terkandung H sebanyak 1/2 - 1/3 dari O...(lit 10 hal 122)

(25)

Gambar 2.3. Diagram Fasa Cu – O (lit 10 hal 123)

H dalam tembaga yang mengandung O bereaksi dengan Cu2O membentuk

H2O, yang tidak bisa lagi tinggal di dalam kisi atom dan membentuk

gelembung-gelembung yang mengakibatkan berbagai cacat dalam batas butir. Jadi tembaga liat mengandung jumlah O yang cukup menjadi getas karena pemanasan dalam atmosfir tereduksi, hal ini sering dinamakan penyakit hidrogen. Untuk keadaan tersebut tidak dapat dipergunakan tembaga ulet kecuali tembaga deoksidasi, tembaga bebas hidrogen atau tembaga deoksidasi fosfor...(lit 10 hal 123)

2.3.1.3 Tembaga deoksidasi

P sering dipergunakan untuk deoksidasi Cu. Karena kegetasan yang disebabkan hidrogen merupakan kerugian, maka tembaga deoksidasi faktor dipergunakan untuk pengelasan dan penyolderan. Jumlah P tersisa adalah 0,004-0,04% yang mengurangi konduktifitas listrik. Sebagai tambahan CaB6 dan Li

dipergunakan juga untuk deoksidasi. Karena Li adalah efektif untuk deoksidasi dan untuk dihidrogenisasi tanpa menyebabkan penurunan hantaran listrik, maka dengan maksud yang sama dapat dipergunakan juga bagi tembaga bebas oksigen.

(26)

Di Amerika Serikat tembaga oksigen dibuat dari tembaga elektronik yang sangat murni dengan mempergunakan tungku induksi frekuensi rendah, dalam atmosfir gas CO dengan pengecoran kontinu, hasilnya dinamakan tembaga hantaran tinggi bebas oksigen (tembaga OFHC). Di Jerman tembaga dibuat sampai 0,013%O yang dihilangkan gasnya dengan Li dan dituang dalam atmosfir CO di dapat tembaga bebas oksigen. Di Jepang tembaga dibuat dengan mencairkannya dalam vakum atau dalam gas CO. Dengan demikian O menjadi lebih rendah dari 0,001% kadar H lebih rendah, tidak terjadi penggetasan hidrogen. Tembaga tersebut dipergunakan untuk katoda tabung sinar X dan magnetron...(lit 10 hal 123)

2.3.2 Paduan Tembaga

Tembaga membentuk larutan padat dengan unsur-unsur logal lain dalam daerah yang luas, dan dipergunakan untuk berbagai keperluan. Tabel 2.2 menunjukkan contoh dari paduan tembaga untuk proses pembentukan.

Paduan untuk coran hampir mempunyai komposisi kimia yang sama tetapi memmperbaiki mampu cornya dan mampu mesinnya komposisi kimianya agak berbeda dalam beberapa komponen...(lit 10 hal 124)

Table 2.2 Paduan Tembaga Utama Tempaan (lit 10 hal 124)

Paduan Komposisi kimia (%)

Sifat –sifat mekanik setelah pengujian Penggunaan Kekeuatan tarik (kgf/mm) Kekuatan mulur

(kgf/mm Perpanjan_gan(%) Kuningan 70-30

Kuningan 60-40 Kuningan bebas Kuningan admiralty Brons fosfor Brons mangan Brons aluminium Perak Brons berilium

70 Cu -30 Zn 60 Cu-30Zn 61,5Cu-35,5Zn-3Pb 71 Cu-28Zn -1,0Sn 94 Cu- 5Zn-0,25P 38,5Cu-39Zn-1,0Se-1,0Fe-0,3Ma 95Cu-5,o Al 56,Cu-17Zn-18Ni 98,0Cu-2,0Be 32,6 32,8 34,3 23,5 35,0 45,5 38,6 40,7 28,5 11,5 12,0 12,6 9,4 14,0 21,0 15,4 17,5 24,6 60 45 53 65 58 35 65 40 35 Emas tiruan Logam tipis Sekrap ,baut Kondensor,komponen kapal Roda gigi

Poros baling baling kapal Untuk indusrti kimia Perhiasan,alat ukur pegas

(27)

Gambar 2.4 Diagram Fasa Cu

2.2.2.1 Kuningan

Kuningan berasal dari zaman Romawi, Gb.2.3 menunjukkan diagram fasa Cu-Zn. Dalam sistem ini terdapat 6 fasa yaitu: α, β, γ, δ, ε, dan η, dari semua fasa itu yang penting secara industri adalah dua, yaitu α dan β. Α mempunyai struktur

fcc dan β mempunyai struktur bcc. Ada juga fasa β’ dengan kisi super. Seperti telah diketahui dari diagram fasa untuk kuningan 70-30, fasa α merupakan fasa yang lunak dan mudah dikerjakan, sedangkan kuningan 60-40, adalah fasa α+ β yang mempunyai kekuatan tinggi. Paduan dengan kira-kira 45%Zn mempunyai kekuatan yang paling tinggi akan tetapi tidak dikerjakan, jadi hanya dipergunakan untuk paduan coran.

(1) Kuningan khusus

Kuningan yang dicampur unsur ketiga untuk memperbaiki ketahanan korosi, ketahanan aus, mampu mesin, dsb, disebut kuningan khusus khusus. Unsur-unsur yang dipadukan terutama Mn, Sn, Fe, Al, Ni, Pb, dsb. Unsur-unsur

(28)

ini larut padat dalam α dan β, sehingga tidak membentuk fasa baru hanya mengubah perbandingan antara fasa α dan β...(lit 10 hal 125)

Pb larut padat dalam kuningan hanya sampai 0,4%, dan kelebihannya mengendap dalam batas butir dan di dalam butir terdipersikan secara halus yang hal ini memperbaiki mampu mesin dan membuat permukaan yang halus oleh karena itu dipergunakan untuk roda gigi pada jam yang dibebani secara ringan.

Sn memperbaiki ketahanan korosi dan sifat-sifat mekaniknya kalau ditambahkan dalam daerah larutan padat...(lit 10hal 125

Al adalah efektif untuk memperhalus butir kristal dan memperbaiki ketahanan korosi terhadap air laut jadi paduan ditambah 1,5 sampai 2,5% Al dapat dipergunakan untuk pipa kondensor, dan lainya...(lit 10 hal 125) 2.2.2.2 Perunggu (brons)

Paduan ini dikenal oleh manusia sejak lama. Perunggu merupakan paduan antara Cu dan Sn dalam arti yang sempit. Tetapi dalam arti yang luas perunggu berarti paduan Cu dengan unsur logam lainnya selain dari Zn. Dibandingkan dengan tembaga murni dan kuningan, perunggu merupakan paduan yang mudah dicor dan mempunyai kekuatan yang lebih tinggi, demikian juga ketahanan ausnya dan ketahanan korosinya oleh karena itu banyak dipergunakan untuk berbagai komponen mesin, bantalan, pegas, coran artistik, dsb...(lit 10 hal 125)

(1) Perunggu timah putih

Gambar. 2.4 menunjukkan diagram Cu-Sn. Ada delapan fasa, yaitu α, β, η,

γ, δ, ε, ζ, dan Sn. Fasa α merupakan struktur fcc pada 520oC larut pada 15,8% Sn, dan kalau temperatur diturunkan batas kelarutan padatnya juga menurun akan tetapi memerlukan waktu yang sangat lama untuk mengendapkan fasa Sn, oleh karena itu tidak perlu lagi memperhatikan perubahan batas kelarutan padat. Selanjutnya komposisi dari paduan praktis adalah 4-12%Sn, oleh karena itu tidak perlu memperhatikan fasa-fasa di daerahpaduan tinggi...(lit 10 hal 125)

Sn adalah lebih mahal dari kuningan. Oleh karena itu kuningan dipergunakan sebagai bahan baku dan selanjutnya bahan yang dicampur 4-5%Sn dipergunakan untuk keprluan khusus sedangkan hampir semua paduan perunggu ini dalam industri dipakai dalam industri dipakai dalam bentuk coran. Brons timah putih mempunyai sejarah yang lama, sehingga dari penggunaannya paduan dasar

(29)

dengan 8-12%Sn dinamakan metal, paduan dengan 10%Sn dan 23%Sn dinamakan admiralty gun metal, sedangkan yang mengandung 18-23%Sn disebut “brons bell” dan paduan yang mengandung 30-32% disebut ‘brons kaca’ ( lit 10

hal 126)

Gambar 2.5 Diagram Fasa Cu - Sn (2) Perunggu posfor (brons posfor)

Pada paduan tembaga posfor berguna sebagai penghilang oksida, oleh karena itu penambahan posfor 0,05-0,5% pada paduan memberikan kecairan logam yang lebih baik. Brons posfor mempunyai sifat-sifat lebih baik keelastisannya, kekuatan dan ketahanan terhadap aus. Ada tiga macam brons posfor yang dipergunakan dalam industri yaitu brons biasa yang tidak mempunyai kelebihan P yang dipakai dalam proses menghilangkan oksida, brons posfor untuk pegas dengan kadar 0,05-0,15% yang ditambahkan kepada brons yang mengandung Sn kurang dari 10% dan brons posfor untuk bantalan yang mengandung 0,3-1,5%P ditambahkan kepada brons yang mengandung lebih dari 10%Sn...(lit 10hal 126)

(3) Brons

Paduan yang dipergunakan dalam industri mengandung 6-7%Al dipergunakan untuk pabrikasi dan paduan dengan 9-10%Al dipergunakan untuk coran. Paduan ini mempunyai kekuatan yang baik dari pada brons timah putih dengan sifat

(30)

mampu bentuk yang lebih dan ketahanan korosi yang baik, sehingga penggunaannya lebih luas. Tetapi mampu coran kurang baik sehingga memerlukan teknik yang khusus pada pengecorannya...( lit 10 hal 126)

2.3.2.2 Paduan tembaga yang dapat dikeraskan dengan presipitasi

Ada beberapa macam paduan tembaga yang mempunyai diagram fasa di mana kelarutan pada larutan padat di daerah Cu meningkat menurut temperatur. Kalau paduan ini didinginkan secara tiba-tiba dari larutan padat yang homogen pada temperatur tinggi dan kemudian dituangkan pada temperatur yang cocok, maka akan terjadi pergeseran oleh adanya fasa presipitasi yang halus yang terdispersikan. Sebagai tambahan terhadap paduan biner yaitu Ag, Cd, Cu-Zr, Cu-Cr, Cu-Ti, Cu-Fe2P, Cu-Ni2 Si, Cu-Be Co, Cu-Ti-Sn-Cr, dsb.

Gambar 2.6 Diagram Fasa Tembaga (lit 10 hal 127)

Di antara semua itu paduan Cu-be mempunyai kekuatan yang paling tinggi dengan pergeseran presipitasi, penggunaannya bukan saja untuk pegas-pegas yang dapat dialiri listrik dan elektroda-elektroda untuk pengelasan titik, tetapi juga untuk palu-palu yang dipergunakan di dalam pabrik-pabrik yang mengolah produk yang bisa menyala,yang menyebabkan percikan api pada waktu yang dipukul...(lit 10 hal 127)

(31)

2.4 Seng dan paduannya

Seng adalah logam bukan besi kedua setelah tembaga yang diproduksi secara besar yang mana lebih dari 75% produk cetak tekan terdiri dari paduan seng. Logam ini mempunyai kekuatan yang rendah dengan titik cair yang juga rendah dan hamper tidak rusak di udara biasa. Dan dapat digunakan untuk pelapisan pada besi, bahan baterai kering dan untuk keperluan percetakan...(lit 10 hal 150)

Selain itu seng juga mudah dicetak dengan permukaan yang bersih dan rata, daya tahan korosi yang tinggi serta biaya yang murah. Dikenal seng komersial dengan 99,995 seng disebut special high grade. Untuk cetak tekan diperlukan logam murni karena unsure-unsur seperti timah, cadmium dan tin dapat menyebabkan kerusakan pada cetakan cacat sepuh...(lit 10 hal 150)

Paduan seng banya digunakan dalam industry otomotif, mesin cuci, pembakar minyak. Lemari es, radio, gramafon, televisI, mesin kantor dan sebagainya.

2.5 Magnesium dan paduannya

Paduan magnesium (mg) merupakan logam yang paling ringan dalam hal berat jenisnya. Magnesium mempunyai sifat yang cukup baik seperti alumunium, hanya saja tidak tahan terhadap korosi. Magnesium tidak dapat dipakai pada suhu diatas 150°Ckarena kekuatannya akan berkurang dengan naiknya suhu. Sedangkan pada suhu rendah kekuatan magnesium tetap tinggi...( lit 10 hal 143)

Magnesium dan paduannya lebih mahal daripada alumunium atau baja dan hanya digunakan untuk industry pesawat terbang, alat potert, teropong, suku cadang mesin dan untuk peralatan mesin yang berputar dengan cepat dimana diperlukan nilai inersia yang rendah. Logam magnesium ini mempunyai temperature 650°C yang perubahan fasanya dapat dilihat pada gambar 2.7.

(32)

Gambar 2.7 Diagram Fasa Magnesium (lit 10 hal 143)

Karena ketahanan korosi yang rendah ini maka magnesium memerlukan perlakuan kimia atau pengecekan khusus segera setelah benda decetak tekan. Paduan magnesium memiliki sifat tuang yang baik dan sifat mekanik yang baik dengan komposisi 9% Al, 0,5% Zn, 0,13% Mn, 0,5% Si, 0,3% Cu, 0,03% Ni dan sisanya Mg. kadar Cu dan Ni harus rendah untuk menekan korosi..(lit 10 hal 143)

2.6 Alumunium dan paduannya

Dalam pengertian kimia alumunium merupakan logam yang reaktif. Apabila di udara terbuka ia akan bereaksi dengan oksigen, jika reaksi berlangsung terus maka alumunium akan rusak dan sangat rapuh. Permukaan alumunium sebenarnya bereaksi bahkan lebih cepat daripada besi. Namun lapisan luar alumunium oksida yang terbentuk pada permukaan logam itu merekat kuat sekali pada logam dibawahnya. Dan membentuk lapisan yang kedap. Oleh karena itu dapat dipergunakan untuk keperluan kontruksi tanpa takut pada sifat kimia yang sangat reaktif. Tapi jika logam bertemu dengan alkali lapisan oksidanya akan mudah larut. Lapisan oksidanya akan bereaksi secara aktif dan akhirnya akan mudah larut pada cairan sekali. Sebaliknya berbagai asam termasuk asam nitrat pekat pekat tidak berpengaruh terhadap alumunium karena lapisan alumunium kedap terhadap asam...(lit 10 hal 130)

(33)

Alumunium merupakan logam ringan yang mempunyai ketahan korosi yang sangat baik karena pada permukaannya terhadap suatu lapisan oksida yang melindungi logam dari korosi dan hantaranlistriknya cukup baik sekitar 3,2 kali daya hantar listrik besi. Berat jenis alumunium 2,643 kg/m3 cukup ringan dibandingkan logam lain.

Kekuatan alumunium yang berkisar 83-310 MPa dapat dilipatkan melalui pengerjaan dingin atau penerjaan panas. Dengan menambah unsur pangerjaan panas maka dapat diperoleh paduannya dengan kekuatan melebihi 700 MPa paduannya.

Alumunium dapat ditempa, ekstruksi, dilengkungkan, direnggangkan, diputar, dispons, diembos, dirol dan ditarik untuk menghasilkan kawat. Sipanasan dapat diperolah alumunium denganbentuk kawat foil, lembaran pelat dan profil. Semua paduan alumunium ini dapat di mampu bentuki (wrought alloys) dapat di mesin, di las dan di patri...(lit 10 hal 131)

2.7 Dapur Crucible

Dapur Crucible adalah dapur yang paling tua digunakan. Dapur ini mempunyai konstruksi paling sederhana. Dapur ini ada yang menggunakan kedudukan tetap dimana penmgambilan logam cair dengan memakai gayung. Dapur Ini sangat Fleksibel dan serba guna untuk peleburan yang skala kecil dan sedang. Bahan bakar dapur Crucible ini adalah gas atau bahan bakar minyak,karena akan mudah mengawasi operasinya. Ada pula dapur yang dapat dimiringkan sehingga pengambilan logam dengan menampung dibawahnya. Dapur ini biasanya dipakai untuk skala sedang dan skala besar. Dapur Crucible jenis ini ada yang dioperasikan dengan tenaga listrik sebagai alat pemanasnya yaitu dengan induksi listrik frekuensi rendah dan juga dapat dengan bahan bakar gas atau minyak, sedangkan dapur Crucible yang memakai burner sebagai alat pemanas dengan kedudukan tetap dapat dilihat pada gambar 2.8....(lit 1 hal 133)

(34)

Gambar 2.8 Dapur Kedudukan Tetap

Gambar 2.9 Dapur Crucible Yang Bisa Dimiringkan

Tanur udara terbuka adalah tanur yang bentuknya seperti tungku yang agak rendah dan logam cair akan akan melebur dan dangkal. Pada bagian bawah tanur dipasang 4 buah ruang pemanas (regenerator ). Tanur juga disangga oleh dua buah rol yang memungkinkan untuk dimiringkan pada saat pengeluaran terak atau logam cair. Burner diletakkan pada kedua sisi tanur dan dioperasikan secara periodik untuk mendapatkan panas yang merata. Bahan bakar yang digunakan

(35)

adalah gas atau minyak. Udara pembakaran dan bahan bakar biasanya dipanaskan mula dengan melewatkan pada ruang pemanas dibawah tanur. Pemanasan ini bertujuan untuk mempeercepat terjadinya pembakaran dan menjaga agar tidak terjadi perubahan suhu yang mencolok didalam tanur. Pintu pengisian terletak di sisi depannya . Tanur udara terbuka biasanya digunakan untuk peleburan baja. Tanur………(lit 11 hal 125)

Tanur udara adalah bentuk yang dimodifikasi dari tanur udara terbuka. Bentuknya hampir sama dengan tanur udara terbuka, penampang tempat logam cair berbentuk lebar dan dangkal. Tanur dipanaskan dengan alat pemanas dengan bahan bakar minyak . Burner dan udara pembakaran ditempatkan pada salah satu ujung tanur dan udara sisa pembakaranakan keluar dari ujung yang lain. Komposisi kimia dapat dikontrol lebih baik pada dapur ini dibanding dengan dapur kupola. Bila ingin melakukan penambahan dilakukan dengan membuka tutup tanur dan menuangkannya dari atas...(lit 11 hal 125)

Tanur ini biasanya digunakan untuk melebur besi cor putih dan besi cor mampu tempa, dan kadang juga digunakan untuk peleburan logam non besi. Biaya operasi tanur ini lebih tinggi dibandingkan dengan kupola . Sering juga tanur ini dikombinasikan dengan kupola dalam operasinya. Mula-mula peleburan dilakukan dengan kupola kemudian cairan dipindahkan ke tanur udara untuk diatur komposisinya. Skema tanur udara dapat dilihat pada gambar 2.10

Gambar 2.11. Penampang tanur udara (lit 4 hal 126)

Tanur induksi listrik adalah tanur yang melebur logam dengan medan elektromagnet yang dihasilkan oleh induksi listrik, baik yang berfrekuensi rendah maupun yang berfrekuensi tinggi. Tanur induksi biasanya berbentuk crucible yang dapat dimiringkan. Tanur ini dipakai untuk melebur baja paduan tinggi, baja

(36)

perkakas, baja untuk cetakan,baja tahan karat,dan baja tahan panas yang tinggi. Tanur ini bekerja berdasarkan arus induksi yang timbul dalam muatan yang menimbulkan panas sehingga memanasi crucible dan mencairkan logam di dalam crucible. Bentuk dari tanur induksi listrik dapat dilihat pada gambar 2.12. di bawah ini.

Gambar 2.12. Tanur Induksi (a) Penampang (b) Kumparan yang bias diangkat (c) Garis gaya pada Tanur Induksi

(37)

2.8 Pemilihan Bahan Batu Bata Tahan Api

Pemilihan bahan batu bata yang akan digunakan untuk dapur pelebur tipe Crucible dengan bahan bakar minyak tanah ini, ditentukan dengan memperhatikan sifat-sifta dapur tersebut seperti dapur yang bekerja sampai temperatur 750 0C serta perhitungan biaya dari banyaknya batu bata yang digunakan.

Diharapkan pada suhu yang direncanakan tersebut bahan dari dapur tidak akan berubah sifatnya akibat pembebanan panas sehingga terjadi perubahan struktur dari bahan. Koefisien dari daya hantar panas juga tergantung dari suhu karena koefisien ini akan berkurang nilainya bila suhu dinaikkan.

Oleh karena itu dalam pemilihan batu bata untuk lapisan dinding dapur dan alas dapur bahannya haruslah ditentukan dan dipilih sebaik mungkin agar dapat bertahan lama, tidak mudah pisah dan dapat meningkatkan efisiensi dapur. 2.8.1 Pemilihan Batu Bata

Batu bata yang umum digunakan unuk dapur pelebur tipe Crucible adalah Batu bata yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut:

• Tidak melebur pada suhu yang relatif tinggi

• Sanggup menahan lanjutan panas yang terjadi tiba-tiba ketika pembebanan suhu

• Tidak hancur di bawah pengaruh tekanan yang tinggi ketika digunakan pada suhu yang tinggi.

• Mempunyai koefisien thermal yang rendah sehingga dapat memperkecil suhu yang keluar

• Memiliki tekanan listrik yang tinggi jika digunakan untuk dapur listrik. Bahan batu bata ini diklasifikasikan dalam beberapa jenis yaitu golongan Asam, Basa dan Netral. Pemilihan ini sesuai dengan dapur apa yang akan dipergunakan . Adapun bahan-bahan dari bahan batu bata ini adalah:

1. Bahan Batu Bata Jenis Asam

Biasanya terdiri dari pasir silika dan tanah liat tahan api. Silika dalam bentuk murni melebur pada suhu 1710 oC bahan ini terdiri dari hidrat alumina silica (Al2O3, 2SiO2, 2H2O ). s

(38)

Biasanya terdiri dari magnesia, clionic magnesia, dan dolomite magnesia mempunyai titik lebur tinggi dan baik untuk melawan korosi, bahan-bahan ini terdiri dari 20 -30 % MgO dan 70 -80 % cliromite dolomite terdiri dari kalsium karbinat dan magnesia (CaCO3, MgCO3).

Dolomite stabil yang terdiri dari CaCO3, SiO3,, MgO adalah bahan yang

lebih baik daripada dolomite biasa sehingga lebih tidak mudah retak. 3. Bahan Batu Bata Jenis Netral

Terdiri dari karbon, grafit, cliromite, dan silimanite. Bahan ini tidak membentuk fasa cair pada pemanasan penyimpan kekuatan pada suhu tinggi jenis cliromite terbuat dari biji cliromite yang komposisinya terdiri dari 32 % FeO dan 68 % CrO3 dan mempunyai titik cair sekitar

2180 0C silimate terdiri dari 63 % Al2O3, dan 37 % SiO2 dan mempunyai titik cair sekitar 1900 0C .

2.8.2 Bahan Batu Bata Tahan Api

Bahan dasar untuk pembuatan batu bata yang dibakar adalah tanah liat. Tanah liat itu terjadi dari tanah napal ( tanah tawas asam kersik) yang dicampur dengan bahan yang lain seperti pasir. Bahan dasar tanah liat didapat di alam dalam berbagai susunan yang dapat dipakai begitu saja untuk industri batu bata. Dua sifat menyebabkan tanah liat cukup dipakai untuk inustri bakar:

1. Keadaan liat atau dapat diremas yang perlu untuk tetap berada dalam bentuk yang sekali diberikan

2. Struktur seperti batu bata yang baru terjadi setelah hasil pembakaran. Jika panas terlampau tinggi dalam pembakaran maka bahan bakar dapat melebur. Tidak semua jenis tanah liat melebur pada saat yang sama. Dasar dan susunan bahan-bahan menentukan besarnya derajat panas yang dibutuhkan . Untuk menggantikan struktur asli dalam struktur batu bata atau untuk melebur batu bata. Kualitas hasil yang didapat bertalian rapat dengan susunan. Tanah liat ,zat bakar ,panas yang terjadi jika membakar dan lamanya membakar

Bahan tahan panas yang dipakai untuk apur ini adalah batu bata deli clay dan biasa juga disebut dengan batu bata pakam yang termasuk golongan bahan batu bata jenis asam dimana konduktivitas dari batu bata ini adalah 0,69 W/m 0C.

(39)

Pemilihan batu bata ini berdasarkan penelitian yaitu batu bata dipanasi sampai suhu kurang lebih 1000 0C di dalam oven pemanas dilakukan berulang kali dan diteliti keadaannya. Ternyata batu bata ini tidak mengalami perubahan bentuk struktur mekanis dan fisiknya secara besar atau batu bata ini mampu dan sesuai untuk digunakan pada dapur peleburan ini... (lit 11 hal 136)

Dengan tahannya batu bata ini dipanasi sampai suhu sekitar 1000 0C, sedangkan suhu dapur yang direncanakan hanya lebih kurang 800 0C sehingga batu bata deli clay ini dapat digunakan untuk dapur pelebur, selain itu harga dari tiap batu bata deli clay relative murah dari batu bata jenis lain serta mempunyai kekuatan yang baik sehingga dapat menahan beban yang akan ditumpu oleh batu bata ini , keuntungan yang lain adalah konduktivitas dari batu bata ini juga kecil sehingga dapat mengurangi panas yang keluar dari ruang bakar sehingga efisiensi panas dapat lebih ditingkatkan... (lit 11 hal 136)

2.8 Semen Tahan Api

Bahan pengikat berfungsi untuk mengikat batu bata serta untuk menutup celah yang terjadi dari penyusunan batu bata. Bahan pengikat yang dipakai ini adalah semen tahan api yang juga dapat menambah ketahanan batu bata terhadapa suhu tinggi... (lit 11 hal. 526)

Untuk dapur peleburan ini dipakai bahan pengikat yaitu semen tahan api yang dijual dipasarandengan komposisi kimia :

• SiO2 dengan kadar 96,33 % ...…....(lit 11hal. 526)

• Al2O3 dengan kadar 0,28 %

• CaO dengan kadar 2,74 %

• Fe2O3 dengan kadar 0,56 %

• Na2O dengan kadar 0,04 %

• K2O dengan kadar 0,04 %

• TiO2 dengan kadar 0,03 %.

Sebagai bahan pengikat, semen ini dicampur dengan air dan pasir silica dengan perbandingan 1 : 2 : 3 . Campuran semen dan pasir silica ini kemudian diaduk selama kurang lebih 2 menit dan kemudian ditambahkan air dan diaduk kurang lebih 3 menit. Kadar air harus dijaga sebaik mungkin karena bila kadar air

(40)

berlebihan akan menyebabkan gelembung gas dan lubang-lubang kecil sedangkan bila air terlalu sedikit semen akan kehilangan sifat lekatnya sehingga tidak dapat mengikat batu bata dengan baik dan akibatnya batu bata dapat ambruk atau beerlepasan. Selain kadar air yang berlebihan menyebabkan air berusaha melepaskan diri sehingga akibatnya permeabilitas permukaan yang besar.

Pemakaian bahan pengikat juga memerlukan teknik yang baik karena tidak boleh terjadinya retak dan harus dipadatkan sepadat mungkin.Kadar semen dan pasir silica juga menjadi factor yang penting karena bila kadar semen yang terlalu sedikit selain menyebabkan kehilangan sifat lekatnya juga dapat membentuk gumpalan-gumpalan pasir serta menyebabkan konstruksi batu bata susah dibongkar.

2.9 Konstruksi Dapur Pelebur

Susuai dengan judul perencanaan, maka berikut yang akan dijelaskan adalah dapur pelebur dengan bahan bakar minyak. Konstruksi dapur pada dasarnya hanya merupakan sebuah cawan pelebur yang terletak ditengah-tengah sebuah silinder baja yang dilapisi dengan penyekat panas, terdapat ruang bakar diantara cawan pelebur dan dinding penyekat panas. Di bagian bawah terdapat unit pembangkit untuk mencukupi kebutuhan energy panas untuk mengambil kuningan cair digunakan gayung pengaduk.

(41)

BAB III

PERENCANAAN DAPUR 3.1 Dapur Pelebur

Pada Dapur crucble dapat dilihat bentuk dari dapur konstruksi dapur pelebur yaitu sebuah cawan pelebur yang terletak di tengah-tengah sebuah silinder baja yang dilapisi dengan penyekat panas kemudian terdapat ruang bakar di antara cawan pelebur dan dinding penyekat panas. Di bagian bawah terdapat unit pembangkit untuk mencukupi kebutuha nenergi panas.

Gambar 3.1. Konstruksi Dapur

Alasan pemilihan dapur Crucible yang akan digunakan dibanding dengan memakai dapur pelebur jenis lainnya karena:

1. Dapur pelebur ini tidak memerlukan teknik pengoperasian yang terlalu rumit dibanding dapur pelebur jenis lainnya, sehingga cocok digunakan untuk penelitian dan pengetahuan untuk industri rumah tangga.

2. Dapur Crucible ini dapat menggunakan bahan bakar yang aman seperti minyak tanah.

3. Cocok digunakan untuk melebur logam bukan besi yang mempunyai

(42)

4. Mudah dalam pengoperasiannya terutama untuk pengambilan terak pada logam kuningan.

Dapur Crucible ini memakai bahan bakar minyak tanah yang memanasi sebuah cawan lebur yang terletak ditengah-tengah sebuah silinder baja yang dilapisi dengan batu bata, di mana antara cawan lebur dan batu bata tersebut terdapat ruang bakar.

3.1.1 Batu Bata Tahan Api

Batu bata tahan api adalah bahan yang dapat menahan temperatur tinggi dari panas yang terjadi didalam dapur selama beroperasi.

Pada batu bata tahan api terdapat dua jenis bata yang di pergunakan yaitu: 1 . Bata tahan api empat persegi panjang .

Dimana ukuranya sebagai berikut:

Panjang = 200 mm

Lebar = 100 mm

Tinggi = 50 mm

2 . Bata tahan api segitiga lancip

Dimana ukuranya sebagai berikut:

Panjang = 140 mm

Lebar = 70 mm

Tinggi = 50mm

Dimensi batu bata dapat dilihat pada gambar 3.2

(43)

Pada perancangan dapur,batu bata tahan api yang dua tipe ini digunakan untuk dinding dan alas dapur, dimana kombinasi tipe empat persegi panjang dan tipe segitiga lancip sedangkan untuk pendukung cawan pelebur digunakan tipe lurus

3.1.2Semen Tahan Api

Seme tahan api adalah bahan yang dapat menahan temperatur tinggi dari panas yang terjadi didalam dapur selama beroperasi. Pemakaian bahan pengikat juga memerlukan teknik yang baik karena tidak boleh terjadinya retak dan harus dipadatkan sepadat mungkin.

Kadar semen dan pasir silica juga menjadi factor yang penting karena bila kadar semen yang terlalu sedikit selain menyebabkan kehilangan sifat lekatnya juga dapat membentuk gumpalan-gumpalan pasir serta menyebabkan konstruksi bata tahan api susah dibongkar.

Jadi karaktristik dari semen tahan api dari dapur ini yaitu: Bahan Penyekat panas: Semen Tahan Api

Titik cair : 1400 oC atau 1673 K

Konduktivitas panas : 1,16 W/m oC Berat Jenis : 1,5 g/cm3

3.1.3 Dinding Luar

Dinding luar yang dipakai terbuat dari baja karbon dengan pengerjaan tempa. Ketebalan dinding adalah 2,5 mm. Plat baja karbon dirol untuk membentuknya menjadi silinder berdiameter 900 mm. untuk dinding penahan bagian bawah dipasang baja karbon dengan ketebalan 2,5 mm.

• Diameter dinding luar : 0,9025 m

• Tinggi dinding : 0,8 m

• Tebal dinding samping : 0,0025 m

(44)

Gambar 3.3 plat dinding luar

3.2 Cawan Lebur

Dari kapasitas cawan lebur yang mempunyai kapasitas sebesar 50 kg maka bisa didapat volume dari cawan lebur : 8 liter.

Supaya cairan tidak tumpah maka ditambahkan 25% dari dimensi cawan lebur menjadi 8 liter. Berikut ini spesifikasi dari Cawan Lebur:

• Diameter luar : 250 mm

• Volume : 8 Liter

• Tebal : 30 mm

• Tinggi : 282 mm

(45)

Gambar 3.4.Bentuk dan ukuran cawan lebur

3.3. Penumpu Cawan Lebur

Penumpu cawan lebur berfungsi untuk menumpu cawan lebur pada ruang bakar. Penumpu ini terbuat dari batu bata tahan api SK32 yang mampu menahan temperatur 1400°C sedangkan temperatur ruang bakar hanya sampai sekitar 1200°C.

Penumpu yang digunakan berjumlah tiga buah dengan ukuran : Tinggi : 200 mm

Lebar : 50 mm Panjang : 100 mm

Penumpu ini akan menahan berat dari logam yang akan dilebur dan berat dari cawan lebur.

(46)

Gamabar 3.5 Penumpu Cawan Lebur

3.4 Ruang Bakar

Ruang bakar adalah tempat nyala api untuk membakar dinding cawan. Ruang cawan mempunyai ukuran 1/3 dari ukuran diameter cawan lebur, dengan demikian maka lebar dari ruang bakar ini adalah 100 mm sedangkan tinggi ruang bakar adalah tinggi cawan lebur ditambah tinngi duduka n dari cawan lebur yaitu 200 mm maka dimensi ruang bakar dapa dilihat pada gambar 3.6

(47)

BAB IV

PEMBAHASAN BAHAN

Pada dapur crucble bahan yang akan dilebur adalah kuningan. Adapun bahan yang akan dilebur dalam dapur crucible ini berupa campuran tembaga (Cu) dengan Seng (Zn) pada beberapa komposisi dan titik cair, standar titik cair pada paduan kuningan adalah sebagai berikut.

Tabel 4.1 Titik Cair Tembaga (Cu) Dan Seng (Zn)

Bahan Titik Cair Temperatur Tuang

85 % Cu – 15 % Zn 1.150 – 1.200 0C 1.250 – 1.300 0C

70 % Cu – 30 % Zn 1.080 – 1.130 0C 1.160 – 1.230 0C

60 % Cu – 40 % Zn 1.030 – 1.080 0C 1.080 – 1.160 0C

Sumber :Tata Surdia, Kenji Chijiwa, “ Teknik Pengecoran Logam “, PT.Pradnya Paramita, Jakarta, 1975.

Proses peleburan kuningan dalam hal ini menggunakan komposisi Cu 85 % dan Zn 15 %.karena titik cair dan temperatur tuang kuningan yang Cu 85% dan Zn 15% lebih tinggi sehingga memungkinkan untuk melakukan peleburan kuningan yang Zn nya 30%,40% pada dapur crucible dapat dilakukan

4.1 Bata Tahan Api

Batu bata yang umum digunakan untuk dapur pelebur tipe Crucible adalah Batu bata yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut:

• Tidak melebur pada suhu yang relatif tinggi

• Sanggup menahan lanjutan panas yang terjadi tiba-tiba ketika pembebanan suhu

• Tidak hancur di bawah pengaruh tekanan yang tinggi ketika digunakan pada suhu yang tinggi.

• Mempunyai koefisien thermal yang rendah sehingga dapat memperkecil suhu yang keluar

(48)

Bata tahan api adalah bahan yang dapat menahan temperatur tinggi dari panas yang terjadi di dalam dapur selama beroperasi.,bata tahan api yang digunakan adalah bata SK 32.

Gambar 4.1 Bata Tahan Api Sk 32

Pada dapur ini batu bata tahan api yang dipilih adalah SK 32 karena titik cair dari bata tahan api yaitu 1400 0

C, sedangkan titik cair kuningan yang akan dilebur adalah 1200 0

C dan temperatur tuangnya 12500

C – 1300 0

C Tabel 4.2 Karakteristik Bata Tahan Api

Temp. Kerja Max. Porositas Berat Jenis Kuat Tekan Perubahan Tetapan (°C) (%) (gr/cm³) (kg/cm³) Linear(% ) Al2O3 SiO2 SK/TN-30 =1300; 21-25 1,90-1,95 > 200 at 1250°C ± 0,42 > 26 < 70 SK/TN-32 =1400; 21-24 1,90-2,00 > 225 at 1350°C ± 0,40 > 32 < 65 SK/TN-34 =1550; 20-23 1,92-2,05 > 250 at 1400 °C ± 0,35 > 35 < 60 SK/TN-36 =1650 19-22 1,98-2,10 > 300 at 1550 °C ± 0,32 > 40 < 55

SK/TN-38 =1700 17-21 2,15-2,25 >350 at 16000C ± 0,30 >50 < 45

Sumber :Tata Surdia, Kenji Chijiwa, “ Teknik Pengecoran Logam “, PT.Pradnya Paramita, Jakarta, 1975

.Batu bata tahan api disusun dan sebagai bahan penahan temperatur tinggi dari panas dengan karakteristik sebagai

Titik cair : 1400 oC atau 1673 K...……….(lit 6 hal 767) Konduktivitas panas : 0,69 W/m oC

Berat Jenis : 2,1 g/cm3

Batu bata tahan api yang diperlukan adalah sebagai berikut: Tipe empat persegi panjang =

bata tebal

lapis tiap bata jumlah x

dapur tinggi

(49)

=

50 14 600x

=

168 buah

Tipe segi tiga lancip =

bata tebal lapis tiap bata jumlah x dapur tinggi

=

50 14 600 x

=

168 buah

Tebal alas dapur yang dipakai adalah 200 mm dan selebihnya dilapisi dengan pasir, maka jumlah bata yang dipakai adalah:

=

50 21 200 x

= 84 buah

Sesuai dengan perhitungan banyaknya perencanaan bahan batu bata tahan api yang dibutuhkan dalam pembuatan dapur crucble ini adalah 432 buah

4. 2. Semen Tahan Api

Bahan pengikat berfungsi untuk mengikat batu bata tahan api serta untuk menutup celah yang terjadi dari penyusunan batu bata. Bahan pengikat yang dipakai ini adalah semen tahan api yang juga dapat menambah ketahanan batu bata tahan api terhadap suhu tinggi.

Tabel 4.3 Karakteristik Semen Tahan Api

Temp. Kerja Max. Material Requarired Chemical Composition ( °C) ( kg/ 1000 pcs fire brick) Al2O3 (%)

SK-30 = 1250 200-260 > 25 SK-32 = 1400 200-260 > 30 SK-34 = 1500 200-270 > 40 SK-36 = 1650 200-270 > 50 SK-38 = 1700 200-270 > 60

Tata Surdia, Kenji Chijiwa, “ Teknik Pengecoran Logam “, PT.Pradnya Paramita, Jakarta, 1975

Pada pembuatan dapur crucible semen yang dipilih adalah semen tahan api

(50)

memungkinkan semen tahan api SK32 sebagai bahan pengikat dalam penyusunan bata tahan api. Untuk dapur peleburan ini dipakai bahan pengikat yaitu semen tahan api yang dijual di pasaran dengan komposisi kimia :

SiO2 dengan kadar 96,33 % ………....(lit 4 hal. 526)

Al2O3 dengan kadar 0,28 %

CaO dengan kadar 2,74 % Fe2O3 dengan kadar 0,56 %

Na2O dengan kadar 0,04 %

K2O dengan kadar 0,04 %

TiO2 dengan kadar 0,03 %

Sebagai bahan pengikat, semen ini dicampur dengan air dan pasir silica dengan perbandingan 1 : 2 : 3 . Campuran semen dan pasir silica ini kemudian diaduk selama kurang lebih 2 menit dan kemudian ditambahkan air dan diaduk kurang lebih 3 menit. Kadar air harus dijaga sebaik mungkin karena bila kadar air berlebihan akan menyebabkan gelembung gas dan lubang-lubang kecil sedangkan bila air terlalu sedikit semen akan kehilangan sifat lekatnya sehingga tidak dapat mengikat batu bata tahan api dengan baik dan akibatnya batu bata tahan api dapat ambruk atau berlepasan. Selain kadar air yang berlebihan menyebabkan air berusaha melepaskan diri sehingga akibatnya permeabilitas permukaan yang besar.

Pemakaian bahan pengikat juga memerlukan teknik yang baik karena tidak boleh terjadinya retak dan harus dipadatkan sepadat mungkin.Kadar semen dan pasir silica juga menjadi faktor yang penting karena bila kadar semen yang terlalu sedikit selain menyebabkan kehilangan sifat lekatnya juga dapat membentuk gumpalan-gumpalan pasir serta menyebabkan konstruksi bata tahan api susah dibongkar.

Jadi karakteristik dari bahan batu bata dari dapur ini yaitu: Bahan Penyekat panas: Semen Tahan Api

Titik cair : 1400 oC atau 1673 K

Konduktivitas panas : 1,16 W/m oC

(51)

Gambar 4.2 Semen Tahan Api

4.3 Dinding Luar

Pada dapur crucible ini digunakan plat pada bagian luar dimana kegunaan dari plat ini yaitu sebagai dinding penguat dapur dan juga sebagai bahan penyekat panas.Bahan plat yang dibuat adalah dari baja carbon rendah .baja carbon rendah memiliki titik cair 1538 0C,sedangkan bata tahan api 14000C .Sehingga pada konstruksi dapur baja carbon rendah cocok digunakan dibandingkan dengan bahan yang lainya.

Pada dinding luar dapur di buat plat dari baja carbo rendah berfungsi sebagai bahan penahan konstruksi dapur dan juga sebagai penahan panas.adapun pengerjaannya adalah pengerolan dengan mesin rol,kemudian dilakukan pengelasan.

Karakteristik dari dinding luar ini adalah:

Bahan : Baja Karbon Rendah AISI 1109

Titik cair : 1538°C

Konduktivitas thermal : 54 W/m°C

Kekuatan tarik : 47 kg/mm2

(52)

Gambar 4.3 Dinding Luar

Dinding luar yang dipakai terbuat dari baja karbon dengan pengerjaan tempa. Ketebalan dinding adalah 2,5 mm. plat baja paduan dirol untuk membentuknya menjadi silinder berdiameter 900 mm.

4.2 Cawan lebur

Fungsi cawan lebur adalah tempat untuk logam cair selama proses peleburan berlangsung. Cawan tersebut harus mempunyai titik cair yang jauh lebih tinggi dari titik cair logam yang akan dilebur. Pada perencanaan ini cawan lebur yang dipakai adalah silinder dari grafit yang dapat menampung 50 kg logam cair. Silinder yang berbahan grafit ini bagian atasnya dibuat berlubang. Cawan tuang ini dibuat dari grafit dengan kadar karbon kurang dari 1% dengan konduktivitas panas 30W/m ºC. Cawan lebur ini mempunyai ukuran – ukuran sebagai berikut :

Diameter luar : 250 mm

Tebal : 30 mm

(53)

Gambar 4.4 Cawan Lebur

Pemilihan grafit ini sebagai cawan lebur didasarkan bahwa logam yang akan dilebur dalah kuningan temperatur cair 1200ºC, sedangkan grafit mempunyai titik lebur 3.600 – 3.700ºC. Grafit yang direncanakan ini juga harus mempunyai ruang volume cawan yang mampu menampung logam cair kuningan sesuai dengan spesifikasi tugas yang kurang lebih 50 kg metal cair.

Cawan lebur yang dipergunakan dalah silinder yang terbuat dari grafit yang pembuatannya melalui proses pengolahan panas dengan berbentuk lembaran kandungan karbon rendah. Dapat diketahui temperatur cair dari bahan cawan lebur yaitu grafit berkisar 3.600 – 3.700ºC. Sedangkan dapur ini hanya berkerja pada temperatur maksimum 1400ºC dan masih berada di bawah batas temperatur kerja dari baja karbon ini.

Grafit adalah suatu modifikasi dari karbon dengan sifat yang mirip logam (penghantar panas dan listrik yang baik). Di samping tidak cukup padat, grafit tidak terdapat dalam jumlah banyak di alam. Oleh karena itu,untuk keperluan peralatan teknik serta pembuatan elektroda, grafit harus dibuat secara sintetik. Pembuatan: Grafit alam atau grafit yang dibuat dari kokas diperkecil ukurannya, dicampur dengan ter atau resin sintetik,kemudian dipanaskan sehingga membentuk padatan (sintering) dalam 105 cetakan. Pada proses tersebut, bahan-bahan aditif terbakar menjadi arang. Pemanasan yang dilakukan sekali lagi sampai temperatur 3000°C akan menghasilkan lebih banyak grafit (grafit elektro). Untuk

(54)

alat-alat seperti penukar panas, setelah pemanasan, grafit perlu diberi bahan aditif impregnasi (misalnya dempul dan serbuk grafit). Setelah proses impregnasi, ketahanan temperaturnya turun menjadi 165°C.

Sifat-sifat: Grafit adalah penghantar listrik dan panas yang cukup baik tetapi bersifat rapuh. Pada temperatur yang lebih tinggi, grafit teroksidasi oleh asam nitrat berasap, khlor atau oksigen. Grafit hanya dapat dilarutkan dalam besi leleh. Ditinjau dari segi ketahanan terhadap korosi, grafit merupakan bahan yang bidang penggunaannya sangat luas.

Maka dapat dibuat sifat –sifat cawan lebur yang digunakan yaitu :

Bahan : grafit

Titik cair : 3.600 – 3.700ºC

Konduktivitas panas : 43 W/m ºC Batas mulur : 40 kg /mm²

Kekerasan : 170 HB

4.4 Penumpu Cawan Lebur

Pada penumpu cawan lebur bahan yang di gunakan adalah batu bata tahan api,dimana pada penumpu cawan ini haru tahan pada temperatur tinggi.adapun bahan yang di rancang adalah batu bata taha api SK32.

Penumpu cawan lebur berfungsi untuk menumpu cawan lebur pada ruang bakar. Penumpu ini mampu menahan temperatur 1400°C sedangkan temperatur ruang bakar hanya sampai sekitar 1200°C

yang digunakan berjumlah tiga buah dengan ukuran :

Tinggi : 200 mm

Lebar : 50 mm

(55)

Gambar 4.5 penunpu cawan lebur

4.5. Perhitungan Pemilihan Bahan Bakar

Bahan bakar yang dipakai untuk dapur pelebur ini adalah memakai bahan bakar minyak yaitu minyak tanah. Dapur-dapur crucible pada umumnya menggunakan bahan bakar minyak. Tetapi ada juga yang menggunakan bahan bakar lain seperti kayu ataupun batu bara. Sifat-sifat yang penting dari bahan bakar ini adalah nilai pembakaran, berat atom, berat jenisnya dan titik nyalanya. Nilai pembakaran tinggi (HHV) yaitu jumlah energi kimia yang terdapat di dalam suatu massa bahan bakar atau volume bahan bakar. Dinyatakan dalam satuan kJ/kg ataupun British Thermal Unit/per-pound-massa. Untuk minyak tanah nilai HHVnya adalah 45940 kJ/kg.

Untuk mendapatkan jumlah bahan bakar maka harus diketahui jumlah panas yang terpakai dan terbuang. Saat proses peleburan panas yang dibutuhkan meliputi:

- Kalor yang dibutuhkan untuk melebur kuningan - Kalor yang diserap batu bata

- Kalor yang diserap plat luar - Kalor yang diserap cawan lebur

- Laju aliran panas yang keluar melalui dinding samping

- Laju aliran panas yang terbuang melalui lubang cawan pelebur - Laju aliran panas ke cawan lebur

(56)

Batu bata yang akan digunakan sebagai alat penyekat panas akan menyerap panas sehingga panas dari ruang bakar hanya sedikit yang akan sampai ke dinding luar dapur. Suhu tertinggi pada dinding luar plat dapur adalah 45°C. tetapi tidak seluruh batu bata akan menyerap dan menerima panas, hal ini disebabkan karena kalor yang keluar dari kompor akan naik ke atas. Panas sebagian akan keluar dari atas secara konduksi dan sebagian akan merambat keluar melalui dinding, sehingga suhu dinding yang tertinggi adalah pada bagian atas. Pada bagian bawah dinding tidak mengalami penambahan suhu. Suhu dan laju aliran kalor yang terjadi di dapur dapat dilihat pada gambar 4.3.

Gambar 4.3 Suhu dan laju aliran panas yang terjadi di dapur selama proses peleburan

Keterangan dari gambar 4.3 adalah :

- A adalah suhu didalam cawan lebur yang diukur dengan menggunakan thermocouple yaitu 1123°C, B adalah suhu pada bagian atas yaitu 1123°C, C adalah suhu rata-rata pada batu bata yaitu 36°C, D adalah suhu di ruang bakar yaitu 973°C serta E adalah suhu tertinggi pada plat dinding bagian samping yaitu 45°C.

- q1 adalah laju aliran kalor ke dinding samping, q2 adalah laju aliran kalor

(57)

3.5.1 Kalor Untuk Melebur kuningan (Q1)

Kalor yang dibutuhkan untuk meleburkan kuningan meliputi:

- QA yaitu kalor yang menaikkan temperatur kuningan padat dari 27°C suhu

kamar hingga mancapai titik peleburan kuningan (1200°C)

- QB yaitu kalor yang berubah fasa kuningan padat menjadi cair ( kalor

latent) pada suhu 1200°C.

- QC yaitu kalor untuk menaikkan temperatur kuningan cair dari 1200°C ke

temperatur penuang 1250 -1300°C. Maka kalor yang dibutuhkan adalah:

Q1 = QA + QB + QC

= mal . Cpi . Δti + m . h + ma2 .CP2.Δt2

Dimana :

mal = massa kuningan yang akan dilebur

= 50 kg

CP1 = panas jenis kuningan padat……….….(lit 5 hal 581) =0,092 kkal/kgºC

Δt1 = perbedaan suhu dari titik cair kuningan dengan suhu kamar

= (1200-27)°C = 1123 ºC

h = panas latent kuningan ……….….(lit 6 hal 680) = 124 kkal/kg

CP2 = panas jenis kuningan cair ..…….….(lit 5 hal 581)

= 0,435 kkal/kg°C

Δt2 = perubahan suhu dari temperatur penuangan titik cair

= (953-1123)°C = 170°C

Maka kalor untuk melebur kuningan sebesar :

Q1 = (50 × 0,092 × 1123) + (50 × 124)+(50 × 0,435x170)

= 61555.5 kkal = 25853.31 kj

(58)

3.5.2 Kalor Yang Diserap Batu Bata (Q2)

Kalor yang diterima bata selama proses peleburan dapat dihitung dengan: Q2 = mb . CP3 . dt

Dimana :

mb = massa batu bata yang menerima panas

CP3 = panas jenis batu bata …….….(lit 5 hal 585)

= 0,84 kkal/kg°C

dt = perubahan suhu di batu bata

= suhu rata-rata bata bagian luar adalah : = (27 + 45) / 2

= 36°C

Suhu rata-rata bata bagian dalam adalah 620°C, maka suhu rata-rata batu bata adalah:

= (1123 + 36) / 2 = 579,5°C

Dengan demikian maka perubahan suhu (dt) yang terjadi adalah :

= 597,5 – 27 =552,5°C

Berat bata menerima panas adalah : m =

4 1

ρ . (Dlb2 – ddb2) . tb . ρ

dimana :

Dlb = diameter luar bata

= 0.816 m

Ddb = diameter dalam bata

= 0,416 m

tb = tinggi bata yang menerima panas

= 0,4 m

ρ = berat jenis bata = 1600 kg/m3

Maka : m =

4 1

(59)

Sehingga banyaknya panas yang diserap batu bata adalah : Q2 = 126.156 . 401,5 . 0,84

= 42.547,37kkal = 17869.89 kJ

3.5.3 Panas Yang Diserap Dinding Plat Luar (Q3)

Bidang yang mengalami perubahan suhu pada bidang dinding luar ini sama dengan yang dialami bata. Hanya 0,4 meter dari atas yang mengalami perubahan suhu.

Maka besarnya kalor yang diserap oleh dinding plat luar adalah: Q3 = mpl. CP4 . dt

Dimana :

mpl = massa plat luar

Cp4 = panas jenis plat luar

= 0,46 kkal/kg°C dt = perubahan suhu plat

massa plat yang mengalami perubahan suhu adalah : m = π . Dp. tp . xp . ρ

dimana :

Dp = diameter luar

= 0,816 m

tp = tinggi plat yang mengalami perubahan suhu

= 0,4 m

xp = ketebalan dinding plat

= 0,0025 m

ρ = berat jenis dinding plat …….….(lit 5 hal 581) = 7833 kg/m3

Maka :

m = π . 0,816 . 0,4 . 0,0025 . 7833 = 20.07 kg

Suhu pada plat yang tertinggi adalah 45°C, dan suhu pada titik 0,4 m adalah 27°C.

(60)

Maka suhu rata-rata yang dialami diding plat adalah : (45 + 27) / 2 = 36°C

maka perubahan suhu (dt) yang terjadi adalah :

36 – 27 = 9°C

Maka :

Q3 = 20.07 kg . 0,46 kkal / kg°C . 9°C

= 83.08 kkal = 34.89kJ

3.5.4 Panas Yang Diserap Cawan Lebur (Q4)

Cawan lebur adalah bagian yang paling besar mengalami perubahan suhu. Besarnya kalor yang diserap cawan lebur ini adalah :

Q4 = mcl . CP5 . dt

Dimana :

Mcl = massa cawan lebur

= 58.51 kg

CP5 = panas jenis cawan lebur ………..….….(lit 5 hal 585)

= 0,46 kkal/kg°C dt = perubahan suhu

= 953 - 27 = 926°C Maka :

Q4 = 58.51 kg. 0,46 kkal/kg°C . 926°C

= 24922.91kkal = 10467.62 Kj

3.5.5 Panas yang Diserap Plat Atas (Q5)

Kalor yang diserap plat atas ini dapat dicari dengan rumus seperti yang di atas. Massa plat atas adalah : m = 1/4 . π . D pa2 . Xpa . ρ

Dimana : D pa = diameter plat atas = 0,5 m

Xpa = 0,003 m ; ρ = 7833 Kg/m3

(61)

= 4,6140 Kg

Plat akan mengalami perubahan suhu dari 27 0C sampai ke 821 0C. Maka besar perubahan suhu yang terjadi adalah :

dt = 821 – 27 = 794 oC Dengan demikian :

Q5 = 4,6140 Kg. 0,46 kkal/Kg 0C . 794 0C

= 2908,83 kkal = 12181,02 kJ

3.5.6 Kalor Total Yang Terserap (Qtot)

Banyaknya kalor total adalah jumlah dari keseluruhan kalor yang etrserap aleh bahan dapur yaitu :

Qtot = Q1 + Q2 + Q3 +Q4+Q5

= (25853.31 + 17869.89 + 34.89 + 10467.62+12181,02)kj = 66406.73 kJ

3.5.7 Laju Aliran Panas ke Dinding Samping (q1)

Laju aliran panas ke dinding samping harus diperkecil semaksimal mungkin, agar tidak banyak panas yang terbuang. Cara memperkecil laju aliran yang besar adalah dengan memakai alat penyekat yang baik. Alat penyekat yang baik tergantung pada jenis penyekat dan ketebalannya. Semakin kecil konduktivitas dan semakin besar ketebalan panas yang akan diisolasi akan semakin baik. Proses perpindahan panas adalah secara konduksi dan konveksi.

Perpindahan panas meliputi :

- perpindahan panas secara konduksi dari dinding bata sebelah dalam ke dinding bata sebelah luar.

- Perpindahan panas secara konduksi dari dinding plat sebelah dalam ke dinding plat sebelah luar.

- Perpindahan panas secara konveksi dari dinding plat sebelah luar ke udara bebas.

(62)

Maka besar perpindahan kalor yang terjadi pada dinding dapur adalah: Q1 = U0 × A0 × Δt ………..….….(lit 5 hal 33)

Dimana :

U0 = koefisien perpindahan panas total (W/m2°C)

A0 = luas permukaan dinding luar dapur (m2)

Δt = selisih temperature udara ruang bakar dengan lingkungan = 953 – 27

= 926°C

Koefisien perpindahan kalor total (U0) dapat dicari dengan rumus

U0 =

(

)

(

)

o p

b k h

r r In r k r r In

r / / ₁

1 4 5 3 4 5 + +

...

….….(lit 5 hal 33)

Dimana :

L = tinggi ruang bakar yang menerima panas = 0,4 m

Ta = temperature ruang bakar

= 953°C

T1 = temperature ruang bakar

= 27°C

r3 = jari-jari dalam bata

= 0,25 m

r4 = jari-jari luar bata

= 0,4475 m

r5 = jari-jari luar dinding

= 0,4475 m + 0,0025 m = 0,45 m

kb = konduktivitas thermal ...…….….(lit 5 hal 584)

= 0,69 W/m°C

kp = konduktivitas thermal dinding plat baja...….(lit 5 hal 581)

= 54 W/m°C

h0 = koefisien perpindahan panas konveksi

(63)

h0 = Nu. k/d …...….….(lit 5 hal 261)

Dimana :

Nu = bilangan nusselt

d = diameter silinder plat baja = 0,816 m

k = konduktivitas thermal udara konduktivitas thermal udara bergantung pada suhu,

suhu film (tf) = (tp + tI) / 2

= (45 + 27) / 2 = 36°C

Maka sifat-sifat udara pada 36°C adalah:

- Koefisien suhu konduktivitas thermal (β) = 1/tf

= 1/36°C = 1/305°K = 3,2 × 10-3/°C - Viskositas kinematika (v)

= 1,684 . 10-5 (m2/s) - Konduktivitas thermal (k)

= 0,02624 (w/m°C) - Bilangan prandal (pr)

=0,708 ...……...….(lit 5 hal 589) Bilangan nusselt dapat dicari dengan rumus :

Nu1/2 = 0,825 +

(

)

(

)

[

₉_/₁₆

]

8/27 6 / 1 / 492 , 0 1 . 387 , 0 pr pr Gr

+ …….….(lit 5 hal 303)

Jika 10-1<Gr . Pr. < 10-12

Gr . Pr = ₂

3 . . . v d dt g β

. Pr …….…...(lit 5 hal 229)

= 2 3 2 3 ) 10 .. 684 , 1 ( 708 , 0 . ) 816 , 0 ( 27 45 ).( 10 . 2 , 3 ( 81 , 9 − − ₋

(64)

Maka :

Nu1/2 = 0,825 +

[

₉_/₁₀

]

8/27

6 / 1 10 ) 708 , 0 / 492 , 0 ( 1 ) 10 . 113 , 0 ( 387 , 0

÷ = 8,7895

Maka bilangan nusselt : Nu = 77,255 Maka :

h0 = 77,255 × 0,02692/0,9

= 2,2524 W/m°C maka :

U0 =

528 , 3 1 43 4475 , 0 / 45 , 0 ( 45 , 0 69 , 0 ) 25 , 0 / 4475 , 0 ( 45 , 0 1 + + In In

= 0,9251 W/m2°C Dengan demikian :

q1 = U0 . 2 . r5 . L . dt

= 0,9251W/m2°C.2π.0,4525m.926°C = 968,34 W

= 3485,90 kJ/jam

3.5.8 Panas Yang Terbuang Melalui Plat Atas ( q2 )

Panas yang keluar melalui lubang cawan pelebur keluar secara konveksi. dt

A U q2 = 0. .

Dimana:

A = luas bidang aliran = ¼.π.d2

= ¼.π.0,52 = 0,1963 m²

dt = perubahan suhu ruang bakar dengan suhu lingkaran = 953-27

= 926ºC

U₀= koefisien perpindahan panas konveksi U dapat dicari dengan rumus

(65)

U₀= 3 2 1 1 1 h k x h + Λ + Dimana ;

∆x = tebal plat atas = 0,003m

h₂ = koefisien konveksi udara dalam ruangan bakar h₃ = koefisien konveksi udara bebas

h₂dapt dicari dengan rumus

h₂ =k . Nud / d ...(lit5 hal 261)

dimana ;

k = konduktivitas thermal udara d = diameter tabung

= 0,5 m

Nu_d= bilangan nusselt

Sifat udara pada suhu 926 oC atau 1199 K dari literature 5 hal 589 dapat diketahui antara lain:

ρ = 0,2947 kg/m3

α = 2,251 x 10 -4 m2 /detik

μ = 4,69 x 10-5 kg/m.s k = 0,0782 W/m oC pr = 0,707

untuk mencari bilangan Nusselt dapat dicari dengan rumus : Nudh = 0,023 [ 1+ ( Dh / 1 ) 0.7 ] Redh 0,8.pr0,33

Dimana :

Redh = ρ.v.Dh /μ

Karena v = 5m /detik ( ditentukan ) Maka:

Redh = 0,2947 x 5 x ₅

10 . 69 , 4 5 , 0 − 95 , 157708 =

(66)

Sehingga alirannya adalah turbulen

Nudh = 0,023 [ 1 + (0,5 / 1)0,7].[15708,95]0,8.[0,707]0,33

= 28,746 Maka ;

h₂=0,0701.28,746 = 2,015 W/m 0C

Untuk mencari h₃dipakai rumus koefisien konveksi untuk bidang horizontal yaitu :

h = 1,32 ( dt/D )1/d dimana :

dt = perbedaan suhu plat dengan udara = 821 – 27

= 794ºC

D = diameter plat atas = 0,5 m

Maka h₃ = 1,32(794/0,5)1/4 = 8,332W/mºC Didapat U0 =

332 , 8 1 43 003 , 0 015 , 2 1 1 + +

=1,6226 W/m² ºC

Maka q₂=1,6226W/m² ºC.0,1963m².794ºC = 252,90 W

= 910,41 kj/jam

3.5.9 Panas yang terbuang melalui lubang cawan peleburan (q4) q₄= h₄x A x dt

Maka:

h4 = koefisien perpindahan panas konveksi

= 18278 W/ m o C

A = Luas permukaan lubang cawan pelebur = π / 4 d2

(67)

= π / 4. (0,294)2 = 0,0678 m2 dt = 821 – 27 = 794 oC

q3 = 18278 W/ m20C x 0,0678 m2 x 794 oC

= 983,963W =3542,11 Kj/jam

Banyaknya laju aliran kalor yang terbuang dalam proses peleburan ini adalah : qt = q1 + q2 + q3

= (3485,90 + 910,41+3542,11) Kj/jam = 7938,42Kj/jam

3.5.10 Waktu peleburan

Untuk mengetahui waktu yang dibutuhkan untuk dapat meleburkan 50 kg kuningan dalam dapur pelebur ini maka harus mengetahui berapa besar laju aliran panas ke cawan lebur dapat dicari dengan rumus :

Q5 =

(

T2 T1

)

x kA

− ∆ Dimana:

K = konduktivitas cawan lebur = 43 W/ m oC

A = Luas permukaan cawan lebur

= ¼.π.d2

= ¼.π.(0,3)2

= 0,0706 m2

T1 = Suhu bagian dalam cawan

= 953 oC

T2 = Suhu bagian luar cawan

= 947 0C

Λx = ketebalan cawan lebur = 0,003 m

(68)

Maka : Q5 =

(

T2 T1

)

x kA

− Λ

Q5 =

(

953 947

)

003 . 0 0706 , 0 . 43 − Q5 = 6.701,6 Watt

= 21.856,79 Kj/Jam

Waktu yang dibutuhkan untuk logam kuningan padat menjadi cair pada dapur pelebur ini dapat diketahui dari besarnya angka perbandingan antara kalor yang dibutuhkan logam kuningan untuk dapat melebur dengan laju aliran kalor yang diterima oleh cawan lebur,yaitu:

t =

5 1 q Q = Jam Kj Kj / 79 , 856 . 21 60 , 639 . 42

= 1,95 Jam = 117,05 menit

Dapur pelebur ini sebelum mulai melebur logam kuningan harus mengalami panas terlebih dahulu.Untuk pemanasan mula diperlukan waktu 57menit,maka dengan demikian untuk melebur 50kg kuningan diperlukan lamanya waktu peleburan harus ditambahkan dengan pemanasan mula,yaitu:

t = ( 117,05 + 57) menit = 174,05 menit

= 2 jam .90 menit

Dengan demikian didapatinya waktu peleburan maka banyaknya kalor yang terbuang selama proes peleburan dapat diperoleh dengan :

Q12 = qt . t

= 3485,90 Kj/Jam x 2,90 Jam = 10109.11 kJ

(69)

3.5.11 Kebutuhan bahan bakar

Bahan bakar yang dipakai dalam proses peleburan ini adalah minyak tanah, minyak tanah ini termasuk bahan bakar cair yang mempunyai nilai pembakaran tinggi (HHV) yaitu 45,940 Kj/Kg

Maka jumlah bahan bakar yang dibutuhkan adalah perbandingn dari jumlah kalor yang terserap dan jumlah keseluruhan laju aliran kalor dengan jumlah kandungan energi per massa bahan baker (HHV), yaitu :

mbb =

HHV Q Qti + t2

mbb =

kg Kj kj Kj / 45940 11 . 10109 78 , 504184 +

mbb = 11.19 Kg

jika berat jenis minyak tanah = 0,88 Kg/dm3

maka : mbb = massa bahan bakar / berat jenis bahan bakar

= 11,19 x 100/18 = 62,16 liter

Maka kebutuhan bahan bakar untuk melebur 1 kg kuningan adalah : Kebutuhan bahan bakar = 62.16 liter / 50 kg

= 1.2432 liter

3.6. Tabel Hasil Perhitungan

Setelah didapat hasil perhitungan maka berat total dari bahan dapur dapat dilihat pada tabel 3.1

Tabel 3.1.Berat total dapur

Bahan dapur Berat

Cawan lebur 58.51 kg

Bata tahan api 59,449 kg

Plat dinding bagian samping 211, 232 kg

Berat total dapur 329.191kg

Setelah hasil perhitungan di atas maka banyaknya kalor yang terserap oleh bahan dapur pelebur dapat dilihat pada table 3.2

(70)

Table 3.2 Total kalor yang terserap bahan dapur

Bahan yang diserap Total kalor yang terserap Kalor yang terserap kuningan (Q1) 25853.31 kJ

Kalor yang terserap batu bata tahan api(Q2) 17869.89 kJ

Kalor yang terserap dinding plat luar (Q3) 34.89kJ

Kalor yang terserap cawan lebur ( Q4) 10467.62kJ

Kalor yang terserap dinding luar atas(Q₅) 12181,02kJ Total kalor yang terserap ( Qt) 66406.73 kJ

Sedangkan untuk laju aliran panas yang terbuang didapur ini dapat dilihat pada tabel 3.3

Tabel 3.3. Total laju aliran panas

Bahan yang menerima kalor Laju Aliran Panas Laju aliran kalor ke dinding plat samping 3485,90 kJ/jam Laju aliran kalor ke dinding plat atas 910,41 kj/jam Panas keluar melalui lubang cawan pelebur 3542,11 kJ/jam Total laju aliran kalor 7938,42 kj/jam

4.4. Proses pembuatan dapur

Setelah didapat hasil rancangan seperti diatas , maka langkah selanjutnya adalah proses pembuatan dapur crucible.

4.4.1 Membuat dinding luar

1) Membuat lubang pada plat

Dinding luar yang dipakai dibuat dari baja karbon rendah dengan panjang 2826mm dan lebar 800mm. Ketebalan dinding adalah 2,5 mm berbentuk plat datar.

(71)

Gambar 4.8 Plat Dinding Luar

Plat dinding luar dilubangi berbentuk lingkaran pada bagian tengahnya sebagai tempat masuk alat pemanas. Proses pembuatan lubang dilakukan dengan menggunakan las asitelin dengan diameter 170 mm.

(72)

2) Pengerolan Plat

Plat dinding luar tersebut dirol untuk membentuknya menjadi silinder. Proses pengerolan dilakukan dengan menggunakan mesin rol.

Gambar 4.10 Proses Pengerolan Plat Dinding Luar

Setelah proses pengerolan kemudian dilakukan penyambungan pada dua sisi dari plat dinding luar tersebut dengan pengelasan. Pada proses ini penyambungan dilakukan dengan menggunakan las listrik. Alasan menggunakan mesin las listrik agar hasil pengerjaan lebih rapi.

(73)

4.6.3 Membuat Dinding Dalam 1) Menyusun batu tahan api

Setelah dinding plat luar terbentuk dengan sempurna, maka tahap selanjutnya adalah meletakkan dinding luar tersebut pada tempat yang akan kita tentukan sebagai tempat untuk membangun dapur crucible tersebut .

Kemudian kita mengisi dinding luar tersebut dengan batu tahan api sesuai perencanaan dengan ketentuan :

Tebal alas dapur : 200 mm

Tebal dinding dapur : 200 mm

Diameter dapur : 900 mm

Diameter ruang bakar : 500 mm

Tinggi ruang bakar : 600 mm

Diameter lubang burner : 170 mm

Namun perlu diingat untuk menyisakan sebuah lubang dengan ukuran diameter 170 mm sebagai tempat masuk alat pemanas pada bagian samping.dan menyusun tiga buah batu tahan api pada bagian tengah ruang bakar yang berfungsi sebagai penumpu cawan.

Posisi penyusunan batu tahan api dapat kita lihat pada gambar berikut:

(74)

4.4. Pengikatan Dinding Dalam

Dalam hal ini digunakan bahan pengikat semen tahan api. Bahan pengikat berfungsi untuk mengikat batu tahan api serta untuk menutup celah yang terjadi dari penyusunan batu bata. Bahan pengikat yang dipakai ini adalah semen tahan api yang tahan terhadap suhu tinggi. Ketahanan temperatur dari semen tahan api ini adalah 1400 oC. Semen ini dicampur dengan air dan pasir silica dengan perbandingan Air : Pasir : Semen Tahan Api = 1 : 2 : 3…………..( lit 6 hal 513 )

Semen dengan pasir dilakukan pencampuran ,setelah itu pasir dengan semen tadi diberi air secukupnya. Pemasangan bata harus bertahan tidak boleh sekaligus, agar hasil pemasangan lebih baik dalam pemasangan harus diperhatikan dengan baik,begitu juga pengikatan yang diberikan.

4.4.4 Pengecatan dinding luar

Setelah batu tahan api selesai disusun dan bahan pengikat kering selanjutnya kita lakukan tahapan pengecatan dinding luar yang bertujuan agar dinding luar tidak mudah terjadi korosi serta dapur crucible akan tampak lebih menarik. Dalam proses ini dipilih jenis cat semprot Pylox agar proses pengecatan dapat dilakukan lebih cepat dan rapi. Pemilihan warna cat sebaiknya berwarna alumunium juga dengan tujuan agar dinding luar tidak tampak kotor apabila terkena tumpahan alumunium cair yang akan dimasukkan kedalam cetakan. Dianjurkan untuk memilih cat yang tahan panas agar warna cat tidak cepat berubah akibat temperatur kerja yang tinggi. Setelah proses pengecatan selesai dan mengering maka tahap selanjutnya yaitu meletakkan cawan lebur pada bagian ruang bakar diatas penumpu cawan lebur . Serta memasang alat pemanas pada lubang yang telah ditentukan. Maka dapur crucible ini pun telah selesai dan siap untuk dioperasikan.

(75)

(1)

DAFTAR PUSTAKA

1. Archie W. Culp, Jr, Darwin Sitompul, “ Prinsip – Prinsip Konversi Energi “, Mc Graw Hill, New York, 1976.

2. B. H. Amstead, Sriati, “ Teknologi Mekanik, Jilid 1 ”, Erlangga, Jakarta, 1989.

3. George E Dieter, ” Metallurgi Mekanik, Jilid 2 ”, Erlangga, Jakarta, 1986.

4. Holman, J. P. “ Perpindahan Kalor “ , Erlangga, Jakarta, 1986.

5. Incropera, Frank. P. “ Fundamentals Of Heat Transfer “, Jhons Winsley and Sons, New York, 1973.

6. Joseph E. Shingley, “ Perencanaan Teknik Mesin “, Erlangga, Jakarta, 1986.

7. Kiyokatsu Suga, Sularso, “ Dasar Perencanaan dan Pemilihan elemen Mesin ”, PT.Pradnya Paramita, Jakarta, 1978.

8. Lithel Richard, “ Metal Working Technology “,Mc Graw Hill Inc, New York, 1982.

9. S. K. Kulshrestha, “ Thermodinamika Terpakai Teknik Uap dan Panas “, Jakarta, UI Press, 1989.

10.Tata Surdia, Shinroku Saito, “ Pengetahuan Bahan Teknik “, PT.Pradnya Paramita, Jakarta, 1995.

11.Tata Surdia, Kenji Chijiwa, “ Teknik Pengecoran Logam “, PT.Pradnya Paramita, Jakarta, 1975.

12.Van Vlack, Lawrence H, “ Ilmu dan Teknologi Bahan “, Erlangga, Jakarta, 1989.

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

Perancangan Dan Pembuatan Dapur Pelebur Untuk Kuningan Dengan Kapasitas 50 Kg Untuk Keperluan Industri Rumah Tangga (Detail : Pemilihan Bahan)