Steelmaking and Cast Iron Making PDF

FAKULTAS TEKNIK Steelmaking FAKULTAS TEKNIK Flow diagram for steelmaking  FAKULTAS TEKNIK Sebagai proses lanjutan dari primary steel making (BOF maupun EAF), molten steel yang d...

FAKULTAS TEKNIK Steelmaking FAKULTAS TEKNIK Flow diagram for steelmaking  FAKULTAS TEKNIK Sebagai proses lanjutan dari primary steel making (BOF maupun EAF), molten steel yang dihasilkan akan di-tapped ke sebuah ladle dan ditransfer ke bagian casting. Pada saat diladle, molten steel tersebut akan mengalami berbagai treatment, seperti pengaturan komposisi, stirring, degassing dan reheating. Secara umum, tahapan ini dari keseluruhan proses pembuatan baja disebut Secondary Steelmaking atau Secondary Metallurgy. Proses Secondary Steelmaking merupakan suatu proses yang diperlukan untuk membuat baja khusus dengan paduan dan requirement tertentu. Baja khusus ini tentu saja tidak mungkin kita dapatkan dengan hanya menggunakan proses primary steelmaking /primary metallurgy karena keterbatasan grade baja yang dihasilkan. Selain itu, beberapa kekurangan lain jika kita Pada MK ini di menggunakan primary steelmaking untuk membuat bahas bagian ini baja khusus adalah waktu proses yang lama, biaya yang tinggi, dan produktifitas yang rendah. saja  FAKULTAS TEKNIK Dua metode pembuatan baja yang dominanselama abad ke-20 adalah Bessemer dan proses perapian terbuka. Namun sekarang kedua proses tersebut digantikan dengan basic oxygen furnace (BOF). Sebagian modern bulk steel dibuat di BOF sesuai dengan proses yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini. 30% volume furnace diisi dengan baja scrap (scrap steel) dan liquid pig iron yang berasal atau hasil dari blast furnace. Up to 30% of the BOF is charged with scrap steel, followed by liquid pig iron from the blast furnace. A water-cooled lance is then lowered into the vessel, through which very pure oxygen is blown at high pressure. The oxygen interacts with the molten pig iron to oxidize undesirable elements, including excess carbon (C), manganese (Mn), and silicon (Si) from the ore, limestone, and other impurities such as sulfur (S) and phosphorus (P). Carbon in the steel reacts with iron oxide to form iron and carbon monoxide:  FAKULTAS TEKNIK Pengontrolan komposisi yang cermat antara jumlah pig iron dan jumlah scrap yang dimasukan ke dalam converter dipertahankan sebagai sarana pengendalian/pengaturan suhu dan memastikan bahwa baja yang dihasilkan telah memenuhi spesifikasi yang diinginkan. Pengecekan dilakukan thd sampel utk memverivikasi komposisi kimia baja. Kemudian bejana dimiringkan, untuk mengalirkan baja keluar. Baja kemudian di tap ke ladle utk dilakukan penyesuaian komposisi lanjutan. Selama pengetapan/penceratan, sejumlah kecil logam dan flux lain ditambahkan untuk mengontrol kondisi oksidasi dan untuk memenuhi persyaratan mutu/grade baja. Terakhir vessel/container dibalikkan untuk mengeluarkan sisa terak. A modern container BOF dapat menghasilkan sampai dengan 318,000 kg (700,000 lb) baja dalam waktu 40 menit Schematic diagram of BOF FAKULTAS TEKNIK  FAKULTAS TEKNIK Untuk menghilangkan kembali kandungan oksigen dalam baja cair, ditambahkan Al, Si, dan Mn. Proses ini disebut dioksidasi. Setelah dioksidasi, baja cair dialirkan dalam mesin cetakan kontinu berupa slab atau dicor dalam cetakan berupa ingot. Slab dan ingot itu diproses dengan penempaan panas, rolling panas, penempaan dingin, perlakuan panas, pengerasan permukaan dan lain-lain untuk dibentuk menjadi sebuah produk atau kerangka dasar dari sebuah produk. DIAGRAM ALIR PROSES PEMBUATAN BESI DAN BAJA FAKULTAS TEKNIK The manufacturing process for iron and steel  FAKULTAS TEKNIK The manufacturing process for iron and steel  FAKULTAS TEKNIK Ada beberapa proses pembuatan baja antara lain : proses Konverter, proses Bessemer, proses Thomas, proses Siemens Martin, Dapur Induksi Listrik, tungku Krusibel, dapur Kupola dan sebagainya. PROSES KONVERTOR Konverter terbuat dari plat baja dengan mulut terbuka (untuk memasukkan bahan baku dab cairan logam) serta dilapisi batu tahan api. Konverter diikatkan pada suatu tap yang dapat sehingga converter dapat digerakkan pada posisi horizontal untuk memasukkan dan mengeluarkan bahan yang diproses, dan pada posisi vertical untuk penghembusan selama proses berlangsung. Konverter dilengkapi dengan pipa yang berlubang kecil (dia 15-17 mm) dalam jumlah banyak (120-150 pipa) yang terletak pada bagian bawah converter.  FAKULTAS TEKNIK A. PROSES KONVERTOR Sewaktu proses berlangsung , udara dihembuskan ke dalam converter melalui pipa saluran denagn tekanan 1,4 kg/cm2 dan langsung dihembuskan ke cairan untuk mengoksidasikan unsur yang tidak murni dan karbon. Kandungan karbon terakhir dioksidasi dengan penambahan besi kasar yang kaya akan mangaan, seterusnya baja cair dituangkan ke dalam panic-panic dan dipadatkan menjadi batang-batang cetakan. Kapasitas converter sekitar 25-60 ton dan setiap proses memerlukan waktu sekuitar 25 menit. Proses pembuatan baja yang menggunakan converter adalah proses Besemmer, proses Thomas dan proses Siemen Martin FAKULTAS TEKNIK  FAKULTAS TEKNIK Bessemer converter  FAKULTAS TEKNIK (a) Proses Bessemer (asam) FAKULTAS TEKNIK  FAKULTAS TEKNIK (b) Proses Thomas (basa) FAKULTAS TEKNIK  FAKULTAS TEKNIK (c ) Proses Linz Donawitz (LD) Mula-mula konventer dimiringkan, kemudian besi-besi bekas disusul dengan besi kasar cair dimasukkan ke dalam konventer. Tahap berikutnya, oksigen disemburkan dari atas selama 10-20 menit. Karena di atas permukaan yang kontak dengan pipa sembur oksigen terjadi temperatur pembakaran yang tinggi, maka Phosphor akan terbakar terlebih dahulu baru kemudian Karbon. Dengan demikian Kadar P yang dicapai bisa lebih baik, yaitu 0.05%. Besi bekas yang bisa diikutsertakan untuk pembuatan baja hanya 40%. Skema Proses Linz Donawitz  FAKULTAS TEKNIK (d) Proses Dengan Oksigen Berlebihan Ada juga proses pembuatan baja dalam converter dengan cara penghembusan yang memakai Oksigen (O2) berlebihan. Cara ini dapat mempercepat proses dan menambah out put converter + 15 - 20%. Dan yang paling menguntungkan dengan cara pemakaian O2 berlebihan yaitu dapat mengurangi kadar Nitrogen (N2) dalam baja yang dihasilkan. Penghembusan dengan menggunakan campuran O2 dan uap air (steam) atau carbondioksida (CO2) dapat juga dilakukan untuk menghasilkan baja berkualitas baik. Dengan cara di atas, akan diperoleh baja yang kualitasnya melebihi kualitas baja yang diperoleh lewat proses Open-hearth ataupun dapur listrik (electric furnace).  FAKULTAS TEKNIK B. Proses Open-Hearth/ Siemens Martin Proses tungku terbuka disebut juga Proses Siemens Martin, (Piere Siemens Matin 1965). Proses ini digunakan untuk mengolah besi/baja rongsoan untuk menghasilkan baja yang mengandung karbon sedang dan rendah denga cara proses asam ata basa, sesuai dengan sifat lapisan dapurnya. Pada proses Open-Hearth digunakan campuran besi mentah (pig iron) padat atau cair dengan baja bekas (steel scrap) sebagai bahan isian (charge). Pada proses ini temperatur yang dihasilkan oleh nyala api dapat mencapai 1800oC. Bahan bakar (fuel) dan udara sebelum dimasukkan ke dalam dapur terlebih dahulu dipanaskan dalam “Cheekerwork” dari regenerator. Dapur ini menggunakan prinsip regenerator (hubungan balik) Regenerator berfungsi untuk (a) Memanaskan gas dan udara atau menambah temperature dapur, (b) sebagai fundament /landasan dapur, dan (c) menghemat pemakaian tempat Proses pembuatan baja dengan cara Open-Hearth ini meliputi 3 periode yaitu : 1. Periode memasukkan dan mencairkan bahan isian. 2. Periode mendidihkan cairan logam isian. 3. Periode membersihkan/memurnikan (refining) dan deoksidasi Bahan isian : besi mentah dan baja bekas beserta bahan tambah ditaruh dalam heart lewat pintu pengisian, Bahan bakar yang dipakai adalah: campuran blast furnace gas dan cokes oven gas, atau bisa dengan minyak (jarang)  FAKULTAS TEKNIK Pada basic open-hearth furnace, dinding bagian dalam dapur dilapisi dengan magnesite brick. Bagian bawah untuk tempat logam cair dan terak dari bahan magnesite brick atau dolomite harus diganti setiap kali peleburan selesai. Terak basa yang dihasilkan + 40 - 50 % CaO. Pada acid open-hearth furnace, dinding bagian dalam dapur dilapisi dengan dinas-brick. Bagian bawah dinding dapur harus diganti setiap kali peleburan selesai. Terak yang dihasilkan mengandung silica yang cukup tinggi yaitu 50 - 55 % SiO2. Pada proses basic ataupun acid dapat menggunakan bahan isian padat ataupun cair. Proses yang menggunakan isian padat biasa disebut “Scarp and pig process” yaitu proses yang isian padatnya terdiri dari besi mentah (pig iron), baja bekas (Scrap steel) dan sedikit bijih besi (iron ore). Proses yang mengggunakan besi mentah cair terdiri dari besi mentah cari + 60 % dan baja bekas kira-kira 40 % dan sedikit bijih besi dan bahan tambah. Cara ini biasa dikerjakan pada perusahaan dapur tinggi (blast furnace) dimana besi mentah cair dari dapur tinggi tersebut langsung diproses pada open-hearth furnace.  FAKULTAS 1. Proses Basic Open-Hearth TEKNIK Pada proses basic open-hearth ini, mula-mula ke dalam dapur dimasukkan baja bekas (scarap steel) yang ringan kemudian baja bekas yang berat. Setelah itu ditambahkan bahan tambah (batu kapaur) dan bijih besi yang diperlukan untuk membentuk terak pertama. Pada waktu terjadi pemanasan dan peleburan akan terjadi reaksi kimia : Fe3O4 (biji besi) + Fe( scrap) → 4 FeO(terak ) Adapun unsur Si, Mn, C pada besi mentah akan bereaksi dengan Ferro mono-oxide (FeO): Si + 2FeO → SiO2 + 2Fe Mn + FeO → MnO + Fe C + FeO → CO + Fe Pada akhir proses peleburan, sebagian Phospor (P) yang terdapat dalam besi mentah → menjadi terak “ 2 P + 5FeO + 4CaO → 5Fe + (CaO) 4.P2 O5 (terak padat) Reaksi ini diikuti dengan kenaikan temperatur yang tinggi dan terak CaS yang terjadi berupa terak basa. Macam-macam baja paduan dapat dihasilkan dalam open-hearth furncae, yaitu dengan menambahkan bahan paduan yang dikehendaki seperti : tembaga, chrome, nikel dan sebagainya. Untuk deoxidasi terakhir, biasanya dengan menambahkan Al ke dalam kowi tempat menampung/mengetap baja cair yang dihasilkan agar kadar silicon dapat dibatasi. Pertama-tama baja bekas dan batu kapur dimasukkan ke dalam dapur. Kemudian dipanaskan sampai temperatur yang cukup, lalu bahan isian cair dimasukkan lewat pintu pemasukan. Reaksi kimia terjadi serupa dengan di atas.  FAKULTAS TEKNIK 2. Proses Acid Open-Hearth Proses acid open-hearth membutuhkan bahan isian berkualitas lebih baik dengan kadar Phospor P < 0,03% dan kadar Sulphur S < 0,03%. Proses ini biasanya memakai bahan isian padat dengan 30 - 50 % berat baja bekas. Kandungan Silicon dipertahankan < 0,6%, kandungan Silicon ini perlu dipertahankan dalam kadar yang rendah sebab pada akhir periode pemanasan, kandungan Silicon akan naik. Pada proses ini, biji besi tidak boleh ditambahkan pada bahan isian, dimana hal itu dapat menimbulkan reaksi dengan Silica pada bagian tungku berupa 2FeO.SiO2. Setelah pengisian dan pemanasan, besi, Silicon dan Mn dioksidasi dan bersatu dengan bahan tambah dan membentuk terak pertama (+ 40% SiO2). Siemens-Martin open-hearth process  FAKULTAS TEKNIK Efisiensi Ekonomis Operasi Open-Hearth Furnace Faktor-faktor ekonomis yang utama pada operasi Open-hearth furnace adalah : pemakaian bahan bakar setiap ton berat baja yang dihasilkan. Produksi baja dalam ton berat, setiap m2 luas tungku dalam tiap 24 jam. Pemakaian bahan bakar setiap berat baja cair tergantung pada banyak faktor, antara lain : a. Komposisi bahan isian (charge) b. Thermal capacity dari dapur. Pada prakteknya diperlukan panas 700 - 1400 Kcal untuk setiap kg baja. Untuk keperluan ini biasa digunakan bahan bakar + 10 -25 % dari berat baja yang dihasilkan. Untuk bahan isian cair akan memerlukan bahan bakar yang sedikit dibandingkan dengan bila bahan isian padat. Produksi baja dalam ton tiap m2 luasan tungku dihitung berdasarkan produksi out put dapur dalam ton berat dibagi luasan tungku Q/m2. Cara untuk menaikkan efisiensi ekonomis adalah dengan cara menggunakan udara yang banyak mengandung Oksigen untuk membakar bahan bakar. Dengan cara ini, temperatur nyala api (flame) dapat naik sehingga radiasi dari nyala api dapat bertambah dan pembakaran dapat lebih sempurna. Dengan penambah Oksigen ini akan dapat pula mengurangi kadar Carbon ( C ) dalam baja. Dengan cara ini produksi dapat naik + 25 - 30 %. Dengan memakai “Auotmatic control”, akan menaikan efisiensi bb (5%); output (8%); umur lapisan dalam (9%).  FAKULTAS TEKNIK C. Dapur Listrik (Electric Furnace) Pembuatan baja dalam dapur listrik merupakan cara yang paling baik dan menguntungkan dibandiangkan dengan cara-cara lainnya. Prinsip kerja dapur listrik: Energi listrik diubah dengan bermacam-macam cara menjadi energi panas untuk memanaskan dan mencairkan logam. Dapur listrik yang digunakan untuk pembuatan baja ada dua macam yaitu : 1. Electric are-furnace 2. Induction furnace Pembuatan baja dalam dapur listrik mempunyai banyak kelebihan yaitu: * Temperatur yang dicapai cukup tinggi (dapat mencapai 2000oC) sehingga mampu untuk mencairkan logam-logam paduan yang titik cairnya tinggi, misal : paduan chrom, molybdenum, nikel, tungsten dan lain-lain. * Bekerja dengan menghasilkan terak yang banyak (sampai 55 - 60% CaO), lagi pula dapat menghilangkan unsur-unsur yang merugikan terhadap sifat-sifat baja seperti Phosfor (P) & Sulfur (S). * Terutama pada induction furnace akan diperoleh deoksidasi dan degasifikasi dari pada baja. * Menghasilkan cairan dengan kualitas tinggi dan efisiensi yang tinggi dengan material yang hilang terbakar yang minimum serta kemudahan dalam pengendalian temperatur cairan logam Harga yang mahal (investasi yang besar) baik dari pengadaan tanur itu sendiri dan dari biaya energi yang tinggi merupakan kekurangan dalam penggunaan tanur listrik. Tanur listrik saat ini digunakan untuk proses peleburan seluruh jenis baja, termasuk stainless steel, tool steel dan baja paduan lainnya. Berikut ini akan dijelaskan lebih lanjut mengenai kedua tanur tersebut.  FAKULTAS TEKNIK 1. Tanur Busur Api (Arc Furnace) Tanur ini digunakan untuk proses peleburan, pemurnian dan untuk proses penahanan cairan logam pada temperatur tertentu (holding furnace). Tanur ini biasanya memiliki kapasitas untuk menampung cairan logam sebanyak 5 – 25 ton. Keuntungan dari penggunaan tanur busur api adalah : 1. busur api yang terbentuk merupakan sumber panas tanpa resiko terkena kontaminasi, sehingga kemurnian cairan logam dapat terjaga. 2. penggunan panas dapat dikendalikan dengan mudah 3. efisiensi panas sangat baik sekitar 70%, disamping muncul biaya yang tinggi akibat kebutuhan listrik merupakan kerugian dari penggunaan tanur jenis ini. 4. lapisan udara diatas cairan logam mudah untuk dikendalikan 5. kehilangan (losses) bahan paduan seperti crom, nikel, dan tungsten yang rendah. Material logam dapat mencair karena adanya elektroda yang dihubungkan dengan rangkaian listrik (electrical circuit) yang akan membentuk suatu busur api yang akan mencairkan logam. Electric arc-furnace menggunakan tiga buah elektrode yaitu sesuai dengan jumlah phase dari aliran listrik yang digunakan. Arus yang digunakan adalah arus bolak-balik 3 phase ( 3  alternating current). Pada electric arc-furnace ini bahan isian akan dipanaskan dan dicairkan oleh adanya radiasi dari busur listrik (electric arc) yang terjadi antara electrode-electrode yang digunakan. Pada instalasi electric arc furnace ini digunakan step-down transformer yang berguna menurunkan tegangan (voltage) aliran listrik yang tinggi yang akan digunakan memanaskan dan mencairkan bahan isian.  FAKULTAS TEKNIK Tanur busur api memiliki lapisan baja berbentuk silinder dengan landasan berbentuk lengkung atau datar yang ditopang rol penahan yang memungkinkan tanur untuk dimiringkan. Sebagai gambaran, tanur busur api yang memiliki kapasitas 10 ton memiliki diameter luar sebesar 3 meter, diameter dalam bahan tahan api sebesar 2,4 meter, tinggi 2,25 meter dan memiliki lapisan baja setebal 25 mm , sedangkan power input sebesar 850 kva sampai dengan 30.000 kva. Prinsip Dasar Pemanasan Material Pada Tanur Busur Api Prinsip timbulnya panas pada tanur busur api adalah panas timbul akibat adanya tahanan (resistansi) saat arus listrik mengalir. Dalam hal ini, logam yang dimuatkan dalam tanur yang akan memberikan tahanan terhadap arus listrik. Saat logam mencair, terak akan memberikan tahanan pada aliran arus listrik. Untuk mempertahankan pemberian panas saat logam telah mencair, elektroda harus diangkat sehinnga elektroda tersebut hanya menyentuh permukaan lapisan terak. Panas dihasilkan oleh loncatan electron (busur api) dengan aliran listrik dengan adanya aliran listrik ini maka, akan menimbulkan aliran induksi dalam cairan yang akan menyebabkan terjadinya gerak cairan,sehingga homogenisasi cairan dapat terjadi.  FAKULTAS TEKNIK Elektroda Elektodenya dibuat dari bahan Carbon atau grafit dimana elektrode dari bahan grafit lebih menguntungkan sebab lebih tahan terhadap temperatur tinggi. Ketiga elektrode yang digunakan, semakin lama akan semakin pendek di bagian ujung bawahnya disebabkan panas yang terjadi pada ujung tersebut. Pada saat operasi/bekerja, ketiga elektrode diturunkan secara bersama-sama hingga menyinggung bahan isian. Agar terbentuk busur api, tiga elektroda dipasang secara vertical dalam formasi segitiga. Elektroda dikelilingi pendingin dan penutup untuk mendinginkan dan mengurangi gas yang keluar lewat elektroda. Ketiga elektroda yang digunakan dapat dinaikan atau diturunkan secara otomatis dengan menggunakan perangkat pengendali listrik atau hidrolik. Sistem kendali manual dan otomatis digunakan untuk menaikkan, menurunkan, dan menggeser elektroda saat proses peleburan berlangsung. Jika elektrode tersebut sudah pendek, perlu diganti yang baru.  FAKULTAS TEKNIK Proses Pemuatan Saat proses pemuatan penutup tanur dibuka, dan setelah material dimuatkan kedalam tanur, kemudian penutup ditutup kembali, elektroda diturunkan, dan aliran listrik diberikan. Elektroda diturunkan sampai dasar sampai cairan logam mulai terkumpul dan mulai naik. Elektroda kemudian dinaikan secara bertahap seiring dengan kenaikan permukaan cairan logam. Untuk mendapatkan hasil yang optimal dari proses peleburan dengan menggunakan tanur busur api dapat dicapai dengan melakukan proses perencanaan dan pengendalian pemuatan yang baik. Secara umum komposisi pemuatan adalah sebagai berikut : bahan baku dengan ukuran besar/tebal sebanyak 40% bahan baku dengan ukuran medium sebanyak 40% bahan baku dengan ukuran kecil sebanyak 20% Pemuatan bahan baku dilakukan dengan cara sebagai berikut : distribusikan bahan baku pada seluruh permukaan tanur hindari bahan baku yang terkumpul dibawah elektroda akan lebih mudah apabila bahan baku dengan ukuran kecil diletakan diatas bahan baku yang besar/tebal.  FAKULTAS TEKNIK Proses Peleburan Proses peleburan baja dengan tanur busur api terbagi menjadi dua proses, yaitu : Proses terak asam Proses terak basa Terak asam pada dasarnya mengandung Silika yang terdapat dalam ikatan ikatan kimia FeMnS (iron manganese silicate).Terak ini terbentuk akibat reaksi oksidasi. Pada tahapan ini terjadi proses pemurnian dari cairan logam yang dilakukan dengan pengendalian dalam penghilangan (reduksi) beberapa unsur seperti C, Mn dan Si melalui proses oksidasi. Proses penghilangan S dan P sulit dilakukan. Pengontrolan kandungan kedua unsur tersebut hanya dapat dilakukan dengan pemilihan secara ketat bahan yang dimuat, dimana bahan yang dimuat harus memiliki kandungan rendah dari kedua unsur tersebut. Pada proses terak basa, perhatian pada kandungan S dan P tidak perlu dilakukan selama kedua unsur tersebut dapat dikurangi/dihilangkan dengan pemilihan material yang tepat. Pada peleburan baja paduan, dapat dilakukan dengan melakukan pemuatan menggunakan bahan baku dengan kandungan C yang rendah, & untuk mencapai kandungan kimia akhir dilakukan dengan menambahkan bahan paduan. Pada tahap ini untuk pengikatan terak dilakukan dengan penambahan bijih besi dan batu kapur yang ditambahkan pada saat pemuatan awal atau pada saat bahan baku telah mencair. Penambahan bijih besi dan batu kapur saat awal proses peleburan dapat mengakibatkan hilangnya unsur P. Yang harus diperhatikan pada pemberian bijih besi dan batu kapur adalah: (a) kedua bahan tersebut dapat memperlambat proses peleburan, (b) hindari saat pemasukan kedua bahan tersebut di bawah busur api yang juga akan merusak elektroda, (c) pemberian bijih besi tergantung dari kebersihan skrap yang digunakan, (d) pemberian batu kapur bervariasi, berkisar antara 2% - 5 % dari total bahan baku yang digunakan, tergantung dari kandungan sulphur dan phosphor yang akan dihilangkan.  FAKULTAS TEKNIK 1. Tahap pencairan Yaitu tahap pertama peleburan dimana bahan baku pada diubah menjadi material cai hingga temperature 15500C – 16000C. Disini reaksi-reaksi dalam terhadap elemen-elemen yang dikandungnya (C, Mn, S, Si, P, Cr) mulai berlangsung dengan pembubuhan besi oksid , sebagai pereaksi. Fe3O4 -----------> 4 FeO Fe2O3 -----------> 3 FeO Perhatikan persamaan-persamaan reaksi berikut ini : C + FeO -----------> Fe + CO ( belum terjadi pendidihan ) Si + 2 FeO -----------> SiO2 + 2 Fe Mn + FeO -----------> MnO + Fe ( terjadi pada temperatur relative rendah ) 2 P + 5 FeO -----------> 5 Fe + P2O5 2 Cr + 3 FeO -----------> Cr2O3 + 3 Fe Tahap ini berlangsung selama 1,5 jam dan diakhiri dengan pembuangan terak. 2. Tahap Pembersihan Dilakukan dengan pembubuhan bahan pembawa CaO dan FeO sebanyak 3% - 4% dari seluruh berat bahan baku. Pada temperatur tinggi, reaksi C + FeO → Fe + CO akan mengakibatkan terjadi pendidihan. Penambahan CaO akan terjadi pengikatan elemen Cr, V, Ni, W, Al, Zn dan B menjadi terak. Lama dari tahap ini sekitar 30 menit setelah pembersihan ini akan menghasilkan :C turun sampai 0,5%, Si < 0,1%, Mn < 0,1%, P = 0,02 %, S = 0,04 %, Cairan mengandung O2 yang tidak mengambil kotoran ( tidak ada yang dioksidasi ).  FAKULTAS TEKNIK 3. Tahap Penyelesaian Tujuan tahap ini adalah untuk : Menyingkirkan O2 dari cairan Penataan susunan komposisi Desulfurisasi akhir Pencapaian temperature ideal untuk penuangan Penyingkiran sisa-sisa deoksidasi Deoksidasi akhir Pada tahap ini temperature dinaikan hingga 16500C – 17000C, dan membutuhkan waktu sekitar 30 menit.  FAKULTAS TEKNIK Peralatan Pendukung Pada Tanur Busur Api 1) Pendingin air, digunakan pada tanur busur api untuk mendinginkan bagian-bagian penting dari tanur, yaitu: pemegang, lengan dan penjepit elektroda, bagian penutup tanur, aerah sekitar pintu 2) Peralatan preheating (pemanasan awal) material yang akan dilebur, dilakukan dengan menggunakan gas alam atau bahan bakan cair lainnya, akan mengurangi penggunaan energi listrik saat proses peleburan. Dengan dilakukan pemanasan awal akan mengurangi waktu peleburan serta akan mengurangi oksida – oksida dari bahan baku yang kemudian akan memperpanjang usia bahan pelapis tanur dan elektroda. 3) Penghisap debu dan asap, sebagai peralatan pendukung pada tanur busur api: a)Ventilasi (saluran udara) digunakan untuk memisahkan debu dan asap b)Pengisap debu dan asap yang di pasang langsung diatas tanur c)Penghisap debu dan asap yang menutupi permukaan tanur d)Penghisap debu dan asap berbentuk canopy  FAKULTAS TEKNIK 2. Tanur Induksi Secara umum tanur induksi digolongkan sebagai tanur peleburan (melting furnace) dengan frekuensi kerja jala-jala (50 Hz) sampai frekuensi tinggi (10000 Hz) dan tanur penahan panas (holding furnace) yang bekerja pada frekuensi jala- jala. Prinsip kerja induction furnace hampir sama dengan kerja transformator, dimana ada lilitan litsrik berfrekuensi tinggi, maka akan didapatkan/timbul arus induksi dalam lilitan sekunder yang terdiri dari crucible dan isian logam cair. Arus induksi (arus Eddy) memanaskan dan mencairkan bahan isian. Pemilihan frekuensi kerja tanur peleburan sangat erat hubungannya dengan material yang dilebur maupun kapasitas peleburan, mengingat frekuensi kerja tersebut akan mengakibatkan terjadinya gejolak cairan (stirring) selama proses peleburan dengan tinggi puncak yang berbeda-beda. Sedangkan semakin tinggi frekuensi kerja maka akan naik pula kapasitas peleburan. Dengan demikian kompromi antara kebutuhan kapasitas dengan akibat yang akan ditimbulkan oleh gejolak cairan terhadap material perlu dilakukan. Tanur penahan panas berfungsi sebagai tempat penyimpanan cairan, sehingga memerlukan daya yang relative kecil namun memiliki kapasitas yang sangat besar. Proses peleburan dengan menggunakan tanur jenis ini dapat dilakukan, namun harus selalu diawali dengan bahan cair dan pemasukan bahan padat yang dihitung sedemikian rupa agar tidak terjadi pembekuan didalam tanur.  FAKULTAS TEKNIK Prinsip Dasar Pemanasan Dengan Induksi Prinsip pemanasan pada benda yang diletakkan diantara medan electromagnetic arus bolak-balik akan ditembus oleh medan listrik induksi mengakibatkan naiknya temperature bahan. Laju kenaikkan temperature akan berbeda-beda untuk setiap jenis maupun ukuran bahan sebab resistansi dari setiap bahan tersebut berbeda. Sebatang silinder logam diletakan pada sebuah kumparan yang dialiri arus bolak-balik, maka medan magnet yang terbentuk oleh kumparan akan menimbulkan arus induksi pada silinder logam. Silinder logam menjadi panas oleh energi panas joule yang timbul akibat lompatan electron dari arus induksi yang terhambat oleh resistansi dari logam. Pada pemanasan dengan induksi gelombang magnetis dipancarkan dari kumparan kepermukaan benda serta menembus benda tersebut hingga kedalaman tertentu, maka sepanjang penampang medan magnit ini akan timbul arus induksi. Prinsip pemanasan secara induksi  FAKULTAS TEKNIK Dilihat dari prinsip kerjanya maka tanur induksi dikategorikan menjadi : Tanur induksi saluran Tanur induksi krus. Tanur induksi saluran Tanur induksi krus Pada umumnya tanur induksi saluran digunakan sebagai alat penahan panas cairan (holding furnace), sedangkan untuk keperluan peleburan tanur induksi yang digunakan adalah jenis krus (Crucible furnace). Krus terbuat dari bahan refractory yang dipadatkan dan disinter didalam tanur tersebut. Diameter krus yang terlalu besar mengakibatkan panas akan terserap terlalu banyak oleh bagian cairan yang tidak terjangkau induksi, sehingga laju pemanasan cairan akan menjadi terlalu lambat. Sebaliknya bila diameter krus terlalu kecil, akan terjadi overheat pada cairan karena laju pemanasannya terlalu tinggi.  FAKULTAS TEKNIK Efisiensi Peleburan Dengan Tanur Induksi Pemanasan tanur induksi efisiensi akan semakin tinggi pada bahan baku yang lebih besar tanpa dipengaruhi oleh frekuensi kerjanya. Pada awal proses peleburan selalu dipilih bahan baku dengan dimensi mendekati diameter dalam krus. Muatan awal ini minimum harus dapat mengisi 20% dari kapasitas tanur. Penggunaan tanur induksi frekuensi jala-jala, untuk peleburan dari bahan padat hanya dapat dimulai dengan muatan awal yang dibuat sebagai balok yang massif (starting block). Untuk menghindari pemakaian starting block harus disisakan sebanyak 1/3 dari kapasitas tanur sebagai muatan awal. Hal ini disebabkan oleh besarnya kedalaman penetrasi sehingga membutuhkan bahan baku berukuran besar. Tanur dengan frekuensi lebih tinggi (frekuensi medium) diawali dengan bahan baku berukuran kecil. Selama bahan belum mencair, setiap potongan bahan akan terjadi arus induksi yang mengakibatkan naiknya temperature potongan bahan tersebut. Laju kenaikan temperature lebih tinggi pada potongan bahan yang paling dekat dengan kumparan. Bahan baku yang telah mencair dipanaskan terus hingga mencapai temperature ideal proses peleburan. Pada saat ini akan terjadi gejolak cairan (steering) akibat adanya gaya yang timbul dari medan induksi dan bergerak secara pheryperal. Gejolak cairan ini pada proses peleburan menjadi hal yang menguntungkan, dimana akan terjadi distribusi temperature maupun homogenisasi paduan yang baik didalam cairan terutama pada saat dilakukan rekarburisasi. Namun demikian gejolak yang besar juga akan meningkatkan laju oksidasi serta erosi pada lining. Oleh karena itu rancangan tanur induksi untuk peleburan bahan tertentu harus memperhatikan fenomena tersebut.  FAKULTAS TEKNIK Langkah Operasi Peleburan Tanur Induksi Berikut diuraikan langkah operasi peleburan induksi beserta ilustrasinya : 1. Memasukan bahan dasar 9. Penahanan temperatur sedikit 2. Pemanasan awal  selama 15 menit dgn diatas temperatur didih dengan pemberian beban 10 kW. pembebanan 60 kW. 3. Pemberian beban 60 – 120 kW 10. Lakukan koreksi, bila komposisi 4. Setelah bahan mulai mencair, belum mencapai target yang masukan bahan selanjutnya diinginkan 5. Penambahan beban 120 – 190 kW (full power), hingga seluruh bahan 11, Naikan temperatur sampai mencair. temperatur taping yang 6. Masukan bahan paduan diinginkan, periksa temperature 7. Ukur temperatur cairan sebelum pengambilan sampel 8. Pengambilan sampel pada temperatur 12,Tapping kesetimbangan (lihat tabel), kemudian periksa komposisi dari sampel ke laboratorium.  FAKULTAS TEKNIK Keuntungan-keuntungan Induction furnace dibandingkan Electric arc furnace 1.Tidak menggunakan elektrode sehingga mengurangi karburasi yaitu masuknya karbon ke dalam baja. 2.Pengontrolan selama operasi lebih mudah. 3.Terjadi sirkulasi logam cair sehingga mempercepat reaksi kimia yang etrjadi. 4.Baja yang dihasilkan lebih homogen. Daya yang diperlukan dari frekuensi arus yang disediakan pada kumparan induktor tergantung pada kapasitas crucible (diameternya) dan jenis bahan isiannya. Inductioan furnace biasanya beroperasi pada arus dengan frekuensi 500 - 2500 Cps (dapur kapaitas besar beroperasi pada fkrekuensi rendah). Rating generator yang digunakan bervariasi dari 0,4 - 1 KW/kg bahan isian. Crucible dapur ini dapat bersifat asam atau basa, dengan lapisan asam dibuat dari tanah quarsite dengan bahan pengikat bubuk asamboric sampai 1,5%, dan lapisan basa dibuat dari bubuk magnesite (MgO) dengan bahan pengikat asam boric sampai 3%. Dapur Induction furnace banyak digunakan dalam pembuatan baja paduan tinggi (high alloy stell) dan paduan khusus (special purpose alloy). Pengetapan Dan Penuangan Baja. (Tapping and Pouring the Steel) Baja cair yang dihasilkan dari dapur-dapur seperti telah diterangkan di atas kemudian ditap dalam lodle yang dipanaskan terlebih dahulu. Pemanasan lodle perlu dilakukan untuk menjaga temperatur baja cair tidak banyak berkurang kapasitas lodle harus sesuai dengan keperluan. Dari ladle tersebut baja cair dituangkan ke dalam cetakan logam (metal mould) untuk menghasilkan ingot atau ke dalam cetakan pasir (sand mould) untuk menghasilkan baja tuang (steel casting).  FAKULTAS TEKNIK D. Proses Pembuatan Baja Secara Duplek Proses duplex adalah proses yang menggunakan kombiansi dari dua macam cara/metode pembuatan baja yang dapat berupa : Proses Open-Hearth furnace secara asam dan basa. Proses Open-Hearth secara basa dan electric furnace secara basa. Proses Bessemer converter dan Open-Herath furnace secara basa. Dengan proses duplex ini, kejelekan-kejelekan dari masing-masing proses dapat dikurangi, misalnya : baja hasil proses Bessemer dapat dikurangi unsur-unsur yang kurang baik terhadap sifat-sifat baja yaitu S dan P dan berlebihan N sehingga hasil dari proses duplex akan didapatkan kualitas yang baik. Cara kerjanya : (a) Proses open-hearth furnace secara basa dan asam. Mula-mula bahan isian diproses pada open-hearth secara basa, kemudian baja cair dari proses open- hearth secara basa diproses lagi pada open-hearth furnace secara asam sampai selesai, barulah baja yang dihasilkan dituang. (b) Proses open-hearth furnace secara basa dan electric furnace secara basa. Mula-mula bahan isian diproses dahulu dalam open-hearth secara basa kemudian baja cair hasil proses open-hearth secara basa diproses lagi dalam electric furnace basa sampai selesai. (c) Proses Bessemer Converter dan Open-Hearth furnace secara basa. Mula-mula bahan isian diproses dalam Bessemer Converter dan hasil Bessemer Converter ini diproses lagi dalam Open-Hearth furnace secara basa sampai selesai. FAKULTAS TEKNIK CAST IRON MAKING  FAKULTAS TEKNIK PEMBUATAN BESI COR Peleburan Besi Tuang Dalam Kupola Penggunaan kupola untuk peleburan nesi tuang banyak digunakan karena mempunyai beberapa keuntungan, di antaranya : 1. Konstruksinya sederhana dan operasinya mudah. 2. Memberikan kemungkinan peleburan yang kontinyu 3. Laju peleburan tiap jam tinggi 4. Biaya alat-alat dan operasi rendah 5. Pengontrolan komposisi kimia baik  FAKULTAS TEKNIK 1. Dapur Kupola Konstruksi kupola secara garis besar dibagi menjadi beberapa bagian: a. Daerah pemanasan mula, adalah bagian dari pintu pengisian hingga tempat logam mulai mencair. b. Daerah lebur adalah bagian atas dari kokas, bagian ini logam mengalami pencairan c. Daerah panas lanjut, adalah bagian di bawah daerah lebur hingga tuyer. Di bagian ini, logam cair mengalami pemanasan lanjut. d. Daerah krus, adalah bagian dari tuyer hingga dasar kupola. Selain pembagian tersebut, ada juga pembagian berdasarkan reaksi antara kokas dan gas. Pembagian tersebut adalah : a. Daerah oksidasi, adalah daerah dari tuyer hingga tengah-tengah alas kokas. Pada daerah ini kokas dioksidasi oleh udara yang dihembuskan melalui tuyer. b. Daerah reduksi, adalah bagian di atas daerah oksidasi. Pada daerah ini, gas CO2 yang timbul di daerah oksidasi direduksi oleh kokas FAKULTAS TEKNIK. Konstruksi kupola  FAKULTAS TEKNIK Lapisan tanur Ketahanan lapisan tanur merupakan faktor yang ikut menentukan. Biasanya pengerjaan pelapisan tanur dengan pemadatan biasa ataupun penyemprotan telah mencukupi untuk dipergunakan selama satu rangkaian proses peleburan (7 – 8 jam). Kemudian setelah itu harus dibersihkan dan dilapisi kembali pada bagian-bagian yang terkikis. Tanur kupola yang diopersikan menerus hingga beberapa kali rangkaian proses peleburan akan kehilangan lebih banyak lapisan tanur, bahkan terkadang sampai menembus ke mantel tanur. Kerusakan pada mantel ini dapat dihindari dengan pendinginan air dari luar yang disemprotkan secara menerus disekitarnya. Kebutuhan akan ketahanan lapisan tanur ini tidak dapat diuraikan secara umum saja, karena pengaruh- pengaruh yang timbul di berbagai operasi selalu berbeda. Dalam hal ini hanya dapat diperkirakan, bahwa dari 250 – 300 mm ketebalan lapisan hanya tersisa sekitar 100 – 150 mm ketebalan setelah selesai satu rangkaian operasi. Pengikisan dapat lebih banyak terjadi pada pengoperasian di atas 1500 C (suhu terukur). Ketinggian pengikisan ini tergantung dari letak daerah pencairan. Hal-hal penting yang mempengaruhi ketahanan lapisan adalah : Besar maupun jenis kupola Persiapan tanur ( bahan, sistem, cara dan waktu pengeringan lapisan) Pengoperasian kupola (lama operasi ; jumlah batu kapur ; komposisi & jumlah terak ; komposisi & suhu bahan yang dilebur).  FAKULTAS TEKNIK 2. Bahan isian kupola Sebagai bahan isian (charging material) pada pembuatan besi tuang dalam kupola: (a) Metallic material (bahan utama) (b) Fuel material (bahan bakar) (c) Flux material (bahan tambah). Sebagai bahan utama adalah : besi mentah (pigiron), besi tuang atau baja bekas (cost iron and scrap steel) dan sisa-sisa dari saluran cetakan dan beram-beram dari mesin-mesin. Sebagai bahan bakar digunakan kokas. Sebagai bahan tambah digunakan batu kapur (lime stone) atau dolomite. Bahan tambah ini berguna untuk menurunkan titik cair dari bahan utama serta mengikat terak cair yang terjadi sehingga terpisah dari besi tuang cair yang terbentuk. Untuk membakar bahan bakar diperlukan udara yang dihembuskan ke dalam dapur oleh blower lewat lubang-lubang udara (tuyers). Jumlah bahan logam sebagai muatan dihitung berdasarkan daftar penyusunan bahan. Berat satu muatan logam disarankan 1/10 hingga 1/15 dari laju peleburan tiap jam. Jumlah muatan kokas ditentukan berdasarkan perbandingan besi terhadap kokas. Jumlah bahan tambahan kira-kira 25% hingga 35% dari berat kokas. Dapur kupola berbentuk slinder dimana bagian luar terbuat dari plat baja sedangkan bagian dalamnya dilapisi dengan bahan tahan api. Ukuran dapur kupola secara imperis dapat ditentukan sebagai berikut :  2 Q Fc = d = 4 Q1 Dimana : Fc = luas penampang kupola (m2) d = diamter dalam kupola (m)  ton  Q = output yang diinginkan (Ton/jam)  2  Q1= specific output kupola tiap m2 luas penampang  m. jam  Tinggi berguna (H) yaitu jarak lubang pemasukan bahan isian sampai lubang udara, ditentukan sesuai dengan diameter kupola (d). Ditetapkan : H = (3 - 5)d  FAKULTAS TEKNIK 3. Operasi Kupola Persiapan Tahap persiapan dilakukan dengan penyalaan awal. Untuk penyalaan dengan kayu, pada bagian dasar ditempatkan sejumlah kayu, kemudian dinyalakan dengan membakar kain yang dibasahi dengan minyak tanah. Untuk penyalaan dengan burner Penyalaan dapat langsung dilakukan pada alas kokas tanpa menggunakan kayu bakar. Tahap berikutnya adalah tahap tiupan mula. Jika api pembakaran telah mencapai bagian atas dari alas kokas, lubang-lubang pengintipan ditutup kemudian dilakukan peniupan selama tiga sampai lima menit. Kira-kira 20 menit setelah peniupan dilakukan pembukaan pertama dari lubang cerat. Logam cair yang pertama keluar ini mempunyai temperatur rendah dan komposisinya tidak baik, sehingga tidak digunakan untuk coran.  FAKULTAS TEKNIK Penyulutan tanur Landasan tanur ditutup dan pasir greensand dipadatkan. Pembebasan daerah bawah tanur serta penaburan pasir kering disekitarnya. Pengisian alas kokas sampai satu diameter di atas lubang hembus. Peyulutan alas kokas dengan pembakar, angin dihembuskan minimal, pintu belakang kemudian ditutup. Pemanasan tanur sampai dengan  4 jam. Koreksi tinggi alas kokas (hingga satu diameter di atas lubang hembus). Hembusan angin dinaikan hingga 70% dari maksimum menurut konstruksi hingga seluruh alas kokas membara. Dalam hal ini lubang pengintip harus ditutup. Hembusan dimatikan, lubang pengintip dibuka. Koreksi alas kokas hingga satu diameter di atas lubang hembus. Lubang terak ditutup. Pemuatan, Berat total tiap muatan  1/10 dari kapasitas lebur.  FAKULTAS TEKNIK Peleburan Lubang pengintip ditutup. Secara bertahap hembuskan angin hingga 100% (90–130 m3/m2/menit). Pengamatan terhadap proses peleburan melalui lubang pengintip. Koreksi alas kokas bila diperlukan. Perhatikan suhu cairan yang keluar dari lubang tap, bila suhu yang diinginkan tercapai, lubang tap disumbat. Weker disetting 10 menit. Pengamatan proses peleburan melalui lubang pengintip. Setelah 10 menit taping, hitung waktu dengan stopwatch, perhatikan bahwa : Hembusan dimatikan/lubang angin ditutup Lubang pengintip dibuka Lubang tap kembali disumbat segera setelah tampak terak ikut keluar. Catat berapa detik waktu pengeluaran. Hembusan kembali dihidupkan dan lubang pengintip ditutup. Proses kembali berulang. Tahap pencairan dan pengeluaran sangat menentukan coran yang dihasilkan. Selama pencairan keadaan tungku diusahakan stabil. Meskipun kupola beroperasi dengan perbandingan besi dan kokas yang benar, tetapi lapisan dalam tungku di daerah cair mengalami erosi. Karena itu diusahakan agar tinggi alas kokas tetap dengan cara menambah kokas tiap satu jam.  FAKULTAS TEKNIK Pembuangan terak Pembuangan terak dilakukan bila : Kecepatan naik cairan hingga lubang pengintip tinggi. Cairan besi yang muncul ketika taping hanya sedikit. Proses pembuangan terak berlangsung sebagai berikut : Hembusan dimatikan/lubang angin ditutup. Lubang pengintip dibuka. Lubang terak dibuka, perhatikan bahwa bila lubang ini buntu, maka pelubangan dengan oksigen sangat dilarang, karena O2 akan mengakibatkan terak berbuih dan memuai memenuhi seluruh daerah peleburan sehingga ketika kemudian membeku akan mengikat muatan untuk tetap di bagian atas tanur(hanging). Ketika aliran terak tidak lagi deras, lubang pengintip ditutup, lubang angin dibuka dan angin dihembuskan. Perhatikan bahaya karena terak akan menyembur dasyat. Ketika semburan sudah berakhir, hembusan kembali dimatikan serta lubang terak ditutup dengan pasir cetak. Peleburan dimulai kembali.  FAKULTAS TEKNIK Mengakhiri operasi 15 – 20 menit setelah muatan terakhir, kurangi jumlah angin hingga 50%. Hal ini dilakukan karena jumlah muatan yang ada di dalam tanur pun tinggal sedikit. Taping bersih, termasuk terak dibiarkan keluar melalui lubang taping. Angin dimatikan, dalam keadaan tidak ada angin, lubang pengintip dibuka. Landasan berengsel dibuka, kokas sisa (alas kokas) akan segera jatuh dan dalam keadaan membara. Kokas segera dipadamkan dengan semprotan air. Tahap ini tidak boleh terlambat dilakukan, karena panas dari bara kokas dapat melelehkan kaki tanur. Menjelang akhir operasi, tinggi alas kokas turun sehingga menurunkan tekanan udara. Untuk menjaga agar volume udara tiup tetap, katup udara diperkecil. Sementara dua atau tiga muatan masih berada di atas alas kokas, tiupan dihentikan. Lubang intip tuyer dibuka, besi dan terak dikeluarkan dari lubang cerat dan lubang terak.  FAKULTAS TEKNIK Terak Sebagai Alat Kontrol Peleburan Terak kupola adalah alat kontrol yang sederhana namun cukup dapat dijadikan dasar peleburan, bahkan dari hanya bentuk terak sudah dapat diambil keputusan-keputusan penting untuk mengoptimalkan peleburan. Dasar untuk dapat mengenali terak adalah : Terak asam tampak lebih menyerupai gelas dibandingkan dengan terak basa. Terak basa lebih membatu serta memiliki pori-pori yang besar (keropos kokas) ketika beku. Warna terak yang lebih terang menandakan peleburan yang lebih baik. Cara pengambilan contoh terak yang sederhana adalah dengan menampung aliran terak sedikit dengan sekop.  FAKULTAS TEKNIK Perlakuan Peleburan Deoksidasi Pengertian umum deoksidasi adalah suatu kondisi dimana dengan pembubuhan elemen atau paduan tertentu mengakibatkan keluarnya O2 dari dalam cairan. Pada paduan Fe-C, jumlah O2 ini tergantung dari kandungan C maupun Si-nya, dimana semakin tinggi C dan Si semakin rendah pula jumlah O2. Pada baja, jumlah O2 cukup tinggi sehingga penyingkirannya harus dilakukan dengan teknik khusus dari luar, yang disebut dengan deoksidasi luar. Sedangkan pada besi cor, kandungan C dan Si nya cukup tinggi sehingga sebetulnya deoksidasi dapat dilakukan dari dalam, yang disebut dengan deoksidasi dalam.  FAKULTAS TEKNIK Deoksidasi dalam Oksigen O2 di dalam besi cair dapat terikat sebagai CO ataupun SiO2, sehingga tidak merusak cairan secara langsung. Yang menjadi masalah adalah menentukan temperatur yang aman untuk mempertahankan ikatan-ikatan tersebut. Dengan semakin rendahnya kadar Si dan semakin tingginya kadar C dalam cairan, maka titik didih semakin rendah. Pengaruh teknis dari deoksidasi dalam ini dapat diuraikan sebagai berikut : Pembentukan grafit saat pembekuan besi cor dapat berlangsung tanpa gangguan, bila di dalam cairan telah tersedia partikel-partikel padat sebagai kecambah yang umumnya terdiri dari SiO2 ataupun paduannya. Maka jumlah minimal O2 yang tersedia menjadi penting agar terjadi pembekuan kelabu. Tanpa adanya O2, maka SiO2 tidak akan terbentuk sehingga cairan kekurangan kecambah. Terlalu banyak O2 mengakibatkan terjadi reaksi oksidasi lain dan muncul cacat yang umumnya gas di permukaan coran, terak ataupun mikro porositas.  FAKULTAS TEKNIK Beberapa tindakan pencegahan diarahkan pada asal terbentuknya kecambah SiO2, yaitu: Cairan kekurangan O2 Cairan sebelum diproses lanjut mengandung O2 sebanyak 15-40 ppm (15-40 g/t). Pada penuangan hingga pembekuan, O2 akan terus menerus terbentuk sehingga akhirnya O2 menjadi 30-40 ppm. Angka yang lebih rendah terjadi akibat bahan baku yang bersih seperti bahan daur ulang FCD atau cairan terlalu lama ditahan pada temperatur didih. Gangguan lain terhadap terbentuknya SiO2 Kandungan Mn yang terlalu tinggi menimbulkan terbentuknya Mangan-Silikat cair yang tidak berfungsi sebagai kecambah. Maka dianjurkan kandungan Si minimal 0,5% lebih tinggi dari Mn. MnSi cair akan terbentuk semakin banyak dengan banyaknya kandungan Ca, Al, Ti dan elemen lain yang afinitasnya tinggi terhadap O2 dalam cairan. Cairan kelebihan O2 O2 terlalu tinggi dalam cairan dapat terjadi karena : Operasi kupola teroksidasi Bahan baku terlalu kotor (berkarat) Terlalu lama menahan temperatur Gejolak cairan akibat pemindahannya dari tanur ke ladel. Menahan cairan dalam ladel tanpa adanya pelindung pada permukaannya. Pada kasus tertentu dimana teknik peleburan sudah dijalankan secara optimal, deoksidasi dalam bisa saja tidak dapat dicapai sehingga tidak terbentuk kecambah bagi pertumbuhan grafit. Maka pada cairan besi cor perlu juga dilakukan deoksidasi luar.  FAKULTAS TEKNIK Deoksidasi luar Untuk keperluan ini diperlukan bahan dengan afinitas tinggi terhadap O2 seperti Al, Ba, Ca, Sr, Zr, maupun bahan sejenis lainnya. Tujuan deoksidasi luar terhadap besi cor (berbeda dengan baja) tidak hanya mengurangi kelebihan O2 dalam cairan, tetapi juga untuk menyediakan kecambah bagi pertumbuhan grafit pada waktu maupun jumlah yang tepat. Hal ini terjadi secara berurutan sebagai berikut : Al2O3 terbentuk sebagai kecambah (4Al + 3O2 → 2Al2O3). SiO2 sebagai kecambah tumbuh pada Al2O3. Grafit tumbuh pada SiO2. Oksigen O2 dalam cairan akan segera bereaksi dengan Al dan sisanya bereaksi dengan Si menjadi SiO2. Terlalu banyak Al mengakibatkan kebutuhan O2 untuk pembentukan SiO2 yang memadai tidak terpenuhi. Kekurangan Al menyisakan O2 yang tidak sempat terikat menjadi SiO2 atau kekurangan Al2O3 sebagai kecambah bagi SiO2.  FAKULTAS TEKNIK Desulfurisasi Salah satu unsur dalam besi yang keberadaannya tidak diharapkan adalah Sulfur (S). Unsur ini menghambat mampu alir cairan, karena mengentalkan cairan, serta mempercepat teroksidasinya permukaan. Jumlahnya yang banyak, terutama bila diikuti dengan kurangnya Mn akan menghambat pertumbuhan grafit maupun pencapaian struktur tertentu melalui perlakuan panas. Cacat lain yang muncul akibat pengaruh S adalah: Keras pada bagian-bagian tertentu, terutama pada sudut maupun bagian yang mendapat pendinginan lebih cepat. Keras terbalik. Retak akibat besarnya tegangan dalam. Cacat lain yang terjadi akibat terbentuknya terak sangat cair dari paduan S-Si-Mn. Penyebab tingginya kadar S ini adalah bahan baku yang digunakan mengandung S yang tinggi (Pada tanur kupola terutama adalah kokas). Selain itu peleburan yang teroksidasi dapat juga menaikan kadar S. Besi cair mengandung C tinggi yang dilebur pada temperatur tinggi menghasilkan S yang rendah. Untuk mengikat S ini keluar cairan, digunakan oksida maupun unsur yang bereaksi basa. CaO (kalk), berasal dari batu kapur (CaCO3) yang terurai pada temperatur 900 C. CaC2 (batu karbit), Desulfurisasi batu karbit lebih efisien dibanding dengan batu kapur, karena hanya menghasilkan terak CaS saja disamping menambah C. Desulfurisasi ini digunakan terutama pada tanur kupola untuk produksi FCD. Magnesium ini afinitasnya sangat tinggi terhadap sulfur dan mengikatnya dari cairan menjadi MgS. Begitu baiknya desulfurisasi oleh Mg ini sehingga menjadi pilihan untuk proses pembulatan grafit. Na2CO3 (soda), Desulfurisasi ini hanya digunakan pada tanur tinggi. Mangan mengikat S dari dalam cairan menjadi MnS yang bukan terak, melainkan tersebar dalam struktur besi cor.