Lum p ur Pembuatan Baja

a. Lum p ur Pembuatan Baja

Besi t uang

Baja merupakan paduan (alloi) yang digolongkan sebagai baja karbon cair

(kandungan karbon di atas 1,5%) yang mengandung logam lain, seperti Cr, Gambar 4.10

Co, Mn, dan Mo. Sifat-sifat mekanik baja ditentukan oleh komposisi kimianya. Skem a pirom et alurgi besi Pengolahan besi dari bijihnya merupakan proses reduksi. Akan tetapi, pengubahan besi menjadi baja merupakan proses oksidasi untuk mengeluarkan pengotor.

Oksidasi besi dilakukan dengan berbagai cara, tetapi dua cara umum yang biasa digunakan pada pembuatan baja adalah proses perapian terbuka (open hearth) dan proses essemer (basic o ygen).

1) Proses Bessemer

Gas oksigen

Gas buang

Sumber: Chemistry (McMurry), 2001

Gambar 4.11

Besi t uang dari t anur sem bur

Pipa buang dan uap air

dipindahkan ke t ungku basic oksigen dijadikan baja karbon.

Ko n ven t er

Besi cair

Gambar 4.12

Besi cair Skem a reakt or Bessem er

150 – 300 t on

Pada proses ini, besi cair hasil dari tanur sembur dimasukkan ke dalam reaktor silinder. Udara panas disemburkan dari lubang-lubang pipa untuk mengoksidasi karbon dan zat pengotor yang masih tersisa.

Unsur-Unsur Transisi Periode Keem pat

Sekilas Persamaannya: Kimia Δ C(s) + O

2 (g) ⎯⎯→ CO 2 (g)

Si( A )+ O 2 (g) ⎯⎯→ SiO 2 ( A )

Henry Bessemer

2 (g) ⎯⎯→ 2FeO( A ) Untuk mereduksi kembali FeO yang turut teroksidasi, ditambahkan

2Fe( Δ A )+ O

logam mangan. Reaksi yang terjadi:

Mn( Δ A ) + FeO( A ) ⎯⎯→ (Fe–MnO)( A )

feromangan

Baja jenis feromangan mutunya kurang baik dan harganya relatif murah. Baja feromangan biasanya dipakai untuk membuat kerangka beton bangunan, pipa ledeng, dan kawat pagar.

2) Proses Perapian Terbuka

Pada proses perapian terbuka digunakan reaktor serupa mangkuk

yang memuat sekitar 100–200 ton besi cair. Untuk menjaga besi tetap

Sumber: Jendela IPTEK: Kimia, 1997

cair maka atap wadah dibentuk cembung agar dapat memantulkan kalor

Dia berperan besar dalam usaha

m em percepat proses pem buat an

ke arah permukaan besi cair.

baja pada pertengahan abad 19

Semburan udara panas mengandung oksigen dilewatkan melalui

dengan konverternya yang terkenal. Udara ditiupkan ke seluruh lelehan

permukaan besi dan bereaksi dengan pengotor. Si dan Mn dioksidasi

besi glubal (bijih besi yang telah

pertama kali menjadi terak, diikuti oleh oksidasi karbon menjadi CO

dipanaskan dalam tanur dengan

yang menimbulkan agitasi dan busa di atas mangkuk.

batu bara atau kayu). Besi murni yang masih meleleh, dituang dari

Oksidasi termal karbon meningkatkan suhu dalam mangkuk yang

konverter dan ditam bahkan

menyebabkan fluks batu kapur terkalsinasi menghasilkan kapur tohor yang

sejum lah tertentu karbon dan logam, seperti nikel , m angan , atau

mengambang di atas lelehan. Kapur ini bergabung dengan fosfat, sulfat,

krom ium . Zat tambahan ini

silikat, dan pengotor lain. Kalsinasi adalah proses pemanasan di bawah

m engubah lelehan besi m enjadi

titik leleh zat untuk menghilangkan pengotor.

baja , yaitu alloi yang sangat terkenal karena kekuatannya.

b. Tahap Penghalusan Baja Karbon

Tahap penghalusan melibatkan oksidasi karbon dan pengotor secara terus-menerus. Pengotor seperti Mn, P, dan Si bereaksi dengan oksigen membentuk oksida, dan direaksikan kembali dengan suatu fluks. Jenis fluks bergantung pada pengotor. Jika pengotor adalah mangan (basa) maka fluks yang bersifat asam ditambahkan (silika).

2 (s) ⎯⎯→ MnSiO 3 ( A ) Jika pengotor silikon atau fosfor (asam) maka fluks yang bersifat basa

MnO(s) + SiO Δ

ditambahkan (CaO atau MgO):

SiO 2 (s) + MgO(s) ⎯⎯→ Δ MgSiO 3 ( A )

Sumber:www.nusaweb.com

Gambar 4.13

4 O 10 (s) + 6CaO(s) ⎯⎯→ 2Ca 3 (PO4) 2 ( A )

Baja st ainless st eel (Fe 72%, Cr 19%, dan Ni 9%) banyak digunakan unt uk

Sebelum dikeluarkan dari tanur, logam lain, seperti Co, Cr, Ni, V,

peralat an rum ah t angga dan alat ked okt eran.

atau W dapat ditambahkan pada baja agar menghasilkan paduan yang memiliki sifat-sifat tertentu.

2. Metalurgi Tembaga

Langkah-langkah pada pengolahan tembaga tidak berbeda dengan pengolahan besi, melibatkan tiga tahap, yaitu pemekatan, proses reduksi, dan pemurnian.

Mudah dan Akt if Belajar Kim ia unt uk Kelas XII Mudah dan Akt if Belajar Kim ia unt uk Kelas XII

Buih bercam pur bijih t em baga

Proses pemekatan tembaga dari bijihnya dilakukan dengan cara pengapungan (flotasi), seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.14. Pada

Udara

proses ini, bijih dihancurkan menjadi serbuk, kemudian dicampurkan b ert ekanan dengan zat pengapung, dan udara dialirkan hingga berbusa. Zat pengapung

berupa surfaktan (memiliki ujung polar dan nonpolar), misalnya saponin. Partikel-partikel yang terbasahi oleh air seperti pengotor berada di dasar tanki. Adapun partikel yang tidak terbasahi menempel pada busa dan mengapung di atas permukaan tanki.