Benny M. Sibarani : Rancangan Dapur Pelebur Untuk Melebur Kuningan Dan Paduannya Dengan Kapasitas 50kg Untuk Keperluan Industri Sumah Tangga, 2008.
USU Repository © 2009
BAB 3 PERENCANAAN DAPUR
3.1. Kontruksi Dapur Pelebur
Dapur Pelebur atau Crucible ini dirancang untuk melebur logam secara fisik. Selanjutnya setelah logam mencair dan diketahui komposisi yang
dikehendaki,logam cair tersebut dituang ke dalam cetakan serta kemudian dilakukan proses permesinan.
Alasan pemilihan dapur crucible yang digunakan karena : 1.
Dapur crucible ini tidak memerlukan teknik pembuatan dan pengoperasian yang terlalu rumit dibanding dapur pelebur jenis
lainnya, sehingga cocok digunakan untuk penelitian dan praktikum bagi laboratorium foundry.
2. Dapur pelebur crucible ini dapat menggunakan bahan bakar yang
murah seperti minyak tanah 3.
Cocok digunakan untuk melebur logam bukan besi yang mempunyai temperatur cair tidak terlalu tinggi seperti aluminium.
4. Mudah dalam pengoperasiannya terutama untuk pengambilan terak
pada logam aluminium. 5.
Bahan-bahannya murah dan mudah didapat sehingga biaya pembuatan dapur tidak terlalu tinggi.
Benny M. Sibarani : Rancangan Dapur Pelebur Untuk Melebur Kuningan Dan Paduannya Dengan Kapasitas 50kg Untuk Keperluan Industri Sumah Tangga, 2008.
USU Repository © 2009
Dapur crucible ini memakai bahan bakar minyak tanah yang memanasi sebuah cawan lebur yang terletak di tengah-tengah sebuah silinder baja yang
dilapisi dengan bata tahan api,dimana antara cawan lebur dan bata tahan api tersebut terdapat ruang bakar.
3.2. Cawan Lebur
Fungsi cawan lebur adalah tempat untuk logam cair selama proses peleburan berlangsung. Cawan lebur harus mempunyai titik cair yang jauh lebih tinggi dari
titik logam yang akan dilebur. Pada perencanaan ini cawan lebur yang dipakai adalah silinder dari baja yang dapat menampung 50kg logam cair.
Silinder baja di bagian atasnya dibuat berlubang. Cawan tuang ini terbuat dari baja dengan kadar karbon kurang dari 1 dengan konduktivitas panas
30Wm C. Cawan lebur ini mempunyai ukuran-ukuran sebagai berikut :
Benny M. Sibarani : Rancangan Dapur Pelebur Untuk Melebur Kuningan Dan Paduannya Dengan Kapasitas 50kg Untuk Keperluan Industri Sumah Tangga, 2008.
USU Repository © 2009
- Diameter luar : 300 mm
- Tebal
: 3 mm -
Tinggi : 370 mm
Pemilihan silinder baja ini sebagai cawan lebur didasarkan bahwa logam yang akan dilebur adalah kuningan dengan temperatur cair 888
C, sedangkan silinder baja mempunyai titik lebur 1538
o
C. Cawan lebur 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 adalah silinder baja yang terbuat dari baja
paduan yang pembuatannya melalui proses pengolahan panas dengan berbentuk lembaran kandungan karbon rendah. Dapat diketahui temperatur cair dari bahan
cawan lebur yaitu baja karbon rendah berkisar 1538
o
C. Sedangkan dapur ini hanya bekerja pada temperatur maksimum 1188
o
C dan masih berada dibawah batas temperatur kerja dari baja karbon ini.
Maka dapat dibuat sifat-sifat cawan lebur yang digunakan yaitu : Bahan
: Baja Paduan AISI 1310 Mn 1, Si 1, C = 0,5
Titik Cair : 1538
o
C Konduktivitas panas
: 43 Wm
o
C Kekuatan tarik
: 95 kgmm
2
Batas mulur : 40 kgmm
2
Kekerasan : 170 H
B
Benny M. Sibarani : Rancangan Dapur Pelebur Untuk Melebur Kuningan Dan Paduannya Dengan Kapasitas 50kg Untuk Keperluan Industri Sumah Tangga, 2008.
USU Repository © 2009
3.2.1. Kapasitas Cawan Lebur
Sesuai dengan perencanaan dimana Cawan Lebur akan mampu menampung logam cair pada saat operasi peleburan dimana logam cair tidak akan
tumpah melebihi ketinggian cawan lebur. Kapasitas maksimum logam kuningan yang dapat ditampung pada cawan
lebur adalah : ρ
.
c maks
V W
= Dimana ;
c c
c cu
t r
cawan Volume
V m
kg kuningan
jenis berat
. .
. 8530
2 3
π ρ
= =
= =
Dimana ;
m peleburan
untuk maksimum
cawan tinggi
t m
cawan diameter
D
c c
3 ,
294 ,
= =
= =
Dalam perhitungan alas cawan diasumsikan rata lihat pada gambar 3.1, maka;
kg W
63 ,
173 8530
. 3
, .
147 ,
. .
2 max
= =
π
Kapasitas ini mencukupi untuk kapasitas yang direncanakan yaitu 50 kg, aluminium cair. Berat cawan lebur adalah :
1 2
1 1
. .
. 4
. .
. .
x D
t x
D W
c c
ρ π
ρ π
+ =
Benny M. Sibarani : Rancangan Dapur Pelebur Untuk Melebur Kuningan Dan Paduannya Dengan Kapasitas 50kg Untuk Keperluan Industri Sumah Tangga, 2008.
USU Repository © 2009
Dimana ;
c
D = diameter luar cawan yaitu 0,300 m ρ = 7801 kgm
3
...............................................lit. 5 hal 581 t = 0,37 m
x = 0,003 m maka berat cawan lebur adalah :
kg W
84 ,
28 003
, .
3 ,
. 7801
. 4
003 ,
. 37
, .
7801 .
2 1
= +
= π
π
Bentuk dan ukuran dari cawan lebur dapat dilihat pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1. Bentuk dan Ukuran cawan lebur
Benny M. Sibarani : Rancangan Dapur Pelebur Untuk Melebur Kuningan Dan Paduannya Dengan Kapasitas 50kg Untuk Keperluan Industri Sumah Tangga, 2008.
USU Repository © 2009
3.3. Pemilihan Alat Pemanas
Alat pemanas ini berfungsi untuk mencukupi kebutuhan panas yang diperlukan untuk peleburan. Alat pemanas ini harus diletakkan sedemikian
mungkin sehingga api dapat bersikulasi dengan merata di dalam dapur. Dan untuk dapur peleburan yang direncanakan ini, alat pemanas yang digunakan adalah
kompor minyak yang menggunakan bahan bakar minyak tanah. Ada beberapa macam alat yang dapat membangkitkan panas bagi
kebutuhan dapur. Macam-macam sumber panas itu dapat dibangkitkan dengan batu bara, induksi listrik, minyak, gas dan lain-lain.
Banyak yang menjadi pertimbangan kenapa kompor minyak tanah ini yang digunakan. Salah satunya adalah karena pertimbangan biaya dimana harga dari
kompor minyak tanah ini murah dibandingkan dengan penggunaan alat pemanas dengan bahan bakar lainnya.
Pertimbangan lainnya yaitu kompor minyak tanah yang digunakan ini mempunyai kapasitas tangki sebesar 40 liter.
Selain itu minyak tanah yang digunakan sebagai bahan bakar mudah didapatkan dan murah juga untuk disimpan dan diangkut.
Maka karakteristik dari alat pemanas yang digunakan adalah : Alat pemanas
: Kompor Minyak Bahan bakar
: Minyak tanah Berat jenis
: 0,82 gcm
3
Nilai pembakaran atas : 15940 kJKg Gravitas jenis
: 40,0
o
API
Benny M. Sibarani : Rancangan Dapur Pelebur Untuk Melebur Kuningan Dan Paduannya Dengan Kapasitas 50kg Untuk Keperluan Industri Sumah Tangga, 2008.
USU Repository © 2009
3.4. Bata Tahan Api
