BAB III PROSES PRODUKSI BILLET PRODUKSI BILLET BAJA BAJA
Billet merupakan baja batangan setengah jadi yang dibuat dari hasil pengecoran biji besi ( pig pig iron) iron) maupun besi bekas yang dilebur dengan temperatur tertentu serta dituang dalam cetakan ukuran tertentu. Billet yang dibuat di Pabrik Billet Baja PTKS mempunyai dua ukuran, yaitu 130x130 mm dengan panjang 12m dan 120x120mm dengan panjang 9m. Billet baja yang merupakan produk setengah jadi ini kemudian di kirim ke Wire Rod Mill (WRM) untuk diolah lagi menjadi gulungan-gulungan baja dengan ukuran yang disesuaikan dengan kebutuhan. Hasil olahan billet baja yang sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari contohnya seperti kawat, baja beton, per kasur, paku, kawat las, baut, mur dan lain-lain.
3.1 Bahan Baku Pembuatan Billet
Pada pembuatan billet di Divisi Pabrik Billet Baja PT. Krakatau Steel digunakan bahan baku maupun paduan-paduan tertentu demi memperoleh hasil yang sesuai dengan yang diharapkan. Adapun beberapa bahan dan paduan dasar das ar yang digunakan dalam pembuatan billet di Divisi Pabrik Billet Baja PT. Krakatau Steel adalah sebagai berikut:
1. Besi Spons (Sponge (Sponge Iron) Iron )
Besi spons merupakan salah satu bahan baku utama dalam pembuatan billet dimana dimana besi spons ini dihasilkan dari proses Dirrect Reduction Iron Ir on (DRI).
Gambar 3.5 Besi spons
Besi spons di olah dari bahan baku biji besi dalam bentuk pellet menjadi menjadi besi spons yang berbentuk pellet berbentuk pellet juga. juga. Disini bijih besi ( pellet ) direaksikan dengan gas alam dalam unit pembuatan biji spons. Pabrik DRP menggunakan proses reduksi langsung atau tanpa dilebur, yaitu dengan mereaksikan pellet dan gas pereduksi yang dihasilkan dari gas alam dan steam dalam steam dalam sebuah reformer. Pabrik ini dapat memproduksi 2,3 juta ton besi spons tiap tahun dari dua unit pabrik.
2. Besi Tua (Scrap (Scrap)) Besi tua merupakan bahan utama pembuatan billet baja sebagai sumber unsur besi yang cukup besar dari limbah besi bekas rumah tangga maupun industri. Besi tua ini diperoleh dari pemasok besi tua, dan dikelompokkan
antara besi tua yang kaya unsur besinya dan yang miskin unsur besinya sebelum dicampur kedalam dapur EAF.
Gambar 3.6 Besi tua
Scrap itu sendiri dapat dibedakan menjadi empat jenis yaitu, Home Scrap, Local Scrap, Import Scrap, dan Scrap Recovery. Yang mempunyai arti sebagai berikut : 1. Home Scraping merupakan kumpulan besi-besi tua yang berasal dari hasil pabrik sendiri seperti wire rod , CRM, HSM,dll. 2. Local Scrap merupakan besi-besi tua yang juga reject dari lokal tetapi telah dimodifikasi berupa pengepressan atau pembentukan. 3. Import Scrap merupakan bahan baja-baja utama yang dikirim langsung dari luar negeri. 4. Scrap Recovery merupakan scrap bahan baku yang banyak dijumpai. Dan Scrap Recovery ini juga banyak digunakan oleh pabrik-pabrik baja yang ada di Indonesia karena Scrap jenis ini merupakan scrap
yang mempunyai harga paling murah dibandingkan dengan scrap scrap jenis yang lain.
3. Batu Kapur ( Lime Stone) Batu kapur merupakan unsur yang sengaja ditambahkan pada proses peleburan di dalam dapur. Tujuan penambahan unsur kapur disini adalah sebagai pengatur basisitas baja cair (CaO/SiO2: 1,8–2,2) selain pembentuk terak yang mengikat unsur-unsur pengotor yang tidak diharapkan seperti posfor dan sulfur. Terak ini kemudian akan terangkat keatas dan keluar terbuang melalui pintu kerja dari terak pada EAF.
Gambar 3.7 Batu kapur
Batu kapur merupakan komposisi yang ditambahkan pada saat proses peleburan dengan komposisi yang disesuaikan dengan grade baja yang akan dibuat. Batu kapur di bawa oleh pesawat pengangkut ( crane) menuju tungku peleburan, pada proses ini kapur sangat berpengaruh untuk
mengatur basisitas dan mengurangi pengotor yang akan mempengaruhi kualitas baja yang dihasilkan.
4. Unsur-unsur paduan Unsur-unsur paduan biasanya ditambahkan pada proses sekunder yaitu pada LF. Unsur paduan tersebut diantaranya adalah alumunium yang berfungsi sebagai pengikat oksigen supaya pada saat proses pengadukan logam cair, oksigen yang ada di dalam logam cair bisa bereaksi dengan alumina sehingga tidak ada oksigen yang terperangkap dalam logam cair karena dapat menimbulkan cacat. Unsur-unsur lainnya yang ditambahkan diantaranya ferro alloys (SiMn, FeMn, FeSi, FeV, FeCr, dan FeMg), CaO, CaC2 dan Al (Sebagai síntesis terak pada proses LF).
3.2 Proses Pembuatan Billet Baja
Secara umum proses produksi pada pabrik billet baja tebagi menjadi tiga tahapan, yaitu proses peleburan ( Melting ), proses Ladle Furnace (LF), proses Pencetakan/ pengecoran (Casting ).
A. Peleburan ( Melting )
Adapun aktivitas yang ada pada proses peleburan adalah sebagai berikut:
1. Pemasukan bahan baku (Charging ) Charging adalah suatu proses pemasukan bahan baku yang telah disiapakan (dalam bucket ) ke dalam dapur listrik. Bahan baku utama terdiri dari : Scrap (besi tua), Besi spons (DRI) yaitu Fe Alloy terdiri dari : FeSi, FeMn, FeV dan paduan lainnya sert a kapur bakar (CaO) dan
Dolomit Bakar (MgO) yang merupakan bahan Flux yang berfungsi untuk pembentukan slag / terak, mengikat unsur – unsur yang tidak berguna, misalnya phospor (P) dan sulfur (S), juga untuk menaikkan basisity (daya tahan refractory terhadap keadaan asam di dapur) dihitung dari kandungan CaO/SiO 2 dengan hasil diantara 2 - 3. Karena dengan semakin banyak pospor yang ikut terkandung dalam slag , maka pengotor pada baja cair akan semakin sedikit, dan kualitas baja yang baik akan didapatkan.
Dalam pemasukan bahan baku ada dua macam sistem
pemasukan
bahan baku ke dalam dapur busur listrik, yaitu : Charge Conventional Feeding System dan Charge Continous Feeding System. - Charge Conventional Feeding System Charge Conventional Feeding System adalah charge yang dilakukan beberapa kali, dan proses pemasukan dengan menggunakan Bucket, kebanyakan yang dimasukkan adalah Scrap dan Sponge dengan campuran CaO hal ini tergantung dari jumlah chargenya. Misalnya jumlah ton chargenya adalah 72,6 ton maka untuk charge pertama dilakukan dengan Conventional Feeding System dengan komposisi : scrap import 18,5 ton, scrap lokal 3,45 ton, scull 7,45 ton, CBI 3,2 ton, besi spons 20 ton dan kapur bakar 0,5 ton (tidak dihitung). Jadi total charge pertama adalah 52,6 ton, sehingga kekurangannya adalah 20 ton. 20 ton inilah yang nantinya akan ditambahkan ke dalam dapur melalui Continous Feeding Charge atau pada charge kedua, hal ini dapat dilihat dari heat report .
- Charge Continous Feeding System Charge Continous Feeding System adalah pengumpanan bahan baku secara terus-menerus dengan menggunakan alat belt conveyor , yang diumpankan adalah berupa besi spons dan kapur bakar. Besi spons yang diumpankan ke dapur melalui conveyor mempunyai kecepatan antara 10 – 50 ton per jam, sedangkan kecepatan pengumpanan batu kapur ke dalam dapur adalah 2 ton per jam.
2. Peleburan ( Melting ) Proses peleburan adalah proses mencairkan logam dari bahan baku padat menjadi cair dengan menggunakan elektroda 3 phasa yang dimasukkan ke dalam dapur. Proses peleburan ini dibagi menjadi tiga bagian, yaitu: - Penetrasi (Penembusan) Penetrasi merupakan proses awal dimana elektroda melakukan penembusan ke dalam bahan baku sedalam ± 1meter. Penetrasi dilakukan dengan menggunakan 3 buah elektroda dan arus listrik sebesar 19 MW. Saat penetrasi, elektroda digerakkan secara manual, hal ini bertujuan agar elektroda tidak patah saat menembus bahan baku.
Penggunaan TAP sangat penting untuk melakukan penetrasi elektroda ke dalam logam. Pada awal penetrasi menggunakan TAP 13 atau daya listrik yang digunakan sebesar 14,8 MW berlangsung selama ± 2 menit. TAP yang terakhir digunakan adalah TAP 15 yang
menggunakan daya sebesar 19 MW. Setelah elektroda menembus ke dalam logam / bahan baku, maka penggunaan elektroda makin diperbesar untuk melebur logam padat. Jika ingin menaikkan TAP harus diperhatikan terlebih dahulu, jangan sampai ada bahan nonconduktor menempel pada elektroda, karena dapat menyebabkan elektroda patah.
- Melting (Peleburan) Peleburan
merupakan
proses
lanjutan
dari
penetrasi
hingga
mencairkan logam. Pada proses ini penggunaan TAP 18 dengan pemakaian daya listrik sebesar 24,4 MW. Pemakaian TAP sebesar ini digunakan untuk menembus logam hingga dasar.Setelah tembus, maka proses peleburannya dimulai dari bawah kemudian ke atas. Hal ini dilakukan karena bahan baku padat akan turun dan ikut terlebur. Berikut ini adalah tabel penggunaan TAP yang dipakai pada proses penetrasi dan peleburan logam. TAP
1
2
3
MW 3,2 3,8 4,1
4
5
5
6
6
7
6,3 7,1
8
9
10
7,9 10,5 11,2
11
12
13
13
15 17,7
14 15
16
17
19 21,1
23,5
24,5
Tabel IV.1. Penggunaan TAP
Di dalam peleburan bahan baku, proses peleburan dapat dibantu dengan menggunakan injeksi oksigen, penggunaan injeksi oksigen dengan cara menyemprotkan oksigen ke dalam dapur dengan tekanan 19kgf/cm² dan lamanya tergantung dari banyaknya bahan baku yang belum mencair. Injeksi oksigen dimulai setelah penetrasi. Penetrasi dan peleburan terjadi di dalam charge I dan charge II,
untuk charge II dilakukan setelah bahan baku pada charge I mencair ± 75%. Temperatur yang digunakan untuk melebur berkisar antara 1530 – 1550°C.
3. Refining (Pemurnian) Proses refining adalahproses pemurnian baja cair di dalam dapur untuk menghilangkan unsur – unsur tidak berguna seperti phospor (P) dan sulfur (S), dan juga terkadang menghilangkan Carbon ( C ) jika baja cair yang diinginkan terlalu banyak kandungan karbon. Kalau tidak dihilangkan dapat mengakibatkan billet yang dihasilkan akan patah – patah.
Kandungan phospor dan sulfur yang diperbolehkan dalam baja cair sekitar 0,04 % - 0,05%. Refining mulai dilakukan pada temperatur 1600°C dan daya listrik yang digunakan 38 – 40 MW. Perlakuan dalam proses refining adalah : a. Injeksi grafit Injeksi grafit dilakukan dengan mesin injeksi grafit, dimana injeksi grafit digunakan untuk menaikkan kadar karbon dan juga untuk menurunkan kadar oksigen serta mengikat unsur P dan Sulfur.
b. Injeksi oksigen Injeksi oksigen bertujuan untuk menurunkan kadar karbon dan untuk mempercepat proses peleburan serta mempertahankan temperatur. Mesin injeksi oksigen dihubungkan dengan ukurannya 1 – 2 inchi.
pipa – pipa yang
Untuk ukuran 1 inchi dimasukkan ke dalam slag door setelah charge pertama selesai dilakukan. Pemasukan tersebut digunakan untuk mempercepat proses terleburnya scrap. Tekanan yang dipakai untuk penginjeksian oksigen adalah 19 kgf/cm². Sedangkan untuk pipa ½ inchi biasanya untuk membersihkan baja cair yang berada di kanal dan juga untuk membersihkan tapping spot (aliran logam cair). Dengan adanya cairan baja cair yanh membeku di tempat–tempat tersebut akan menghambat jalannya baja cair sewaktu diadakan tapping .
Proses refining biasanya dilakukan sebelum waktunya dan saat waktunya. Sebelum waktunya misalnya dengan injeksi grafit pada charge pertama. Saat waktunya dilakukan pada Continous Feeding berakhir, kira – kira pada suhu 1550 – 1620°C. Pada saat refining di dapur busur listrik akan menghasilkan slag , yaitu kotoran dari bahan baku tambahan dan bawaan dari logam yang bersenyawa dengan oksigen.
Dari slag dapat dianalisa mengenai logam cair tersebut. Cara untuk mendeteksi slag yang mengandung oksigen yang tinggi adalah : a) Slag encer b) Dalam keadaan dingin dan padat pada porosity c) Warnanya hitam d) Aliran slag yang keluar dari slag door deras dan tajam
Sedangakan untuk slag yang mengandung oksigen rendah dan kadar karbonnya lebih tinggi adalah : a) Slag agak kental b) Aliran yang mengalir pada slag door lambat c) Slag nya berbuih, jika dingin banyak porositasnya
Apabila slag tersebut bersifat asam maka slag yang keluar dari slag door menyerupai plastik–plastik yang terbakar. Dalam proses refining yaitu pada saat temperatur antara
1620 – 1650°C saat sebelum
pouring atau tapping . Blocking dilakukan dengan tujuan untuk mengatur komposisi baja yang ditentukan seperti unsur C, Si, Mn, Al, FeAl dan menghentikan oksigen. Slag yang dihasilkan dari dapur direcycle lagi dan dipisahkan, jika masih mengandung Fe > 60% dikembalikan lagi ke dapur.
4. Penuangan ( Pouring ) Pouring adalah proses penuangan baja cair ke dalam ladle, sebelum kita melakukan proses ini terlebih dahulu dipersiapkan :
a. Ladle Ladle tersebut diisi dengan unsur – unsur tertentu tergantung jenis baja yang sesuai dengan grade yang diinginkan. Pemasukan unsur – unsur tersebut dapat juga dilakukan pada saat melting yang digunakan untuk memperbaiki mutu baja yang akan dibuat. Unsurunsur yang akan dimasukkan ke dalam dapur adalah berkisar 20%
dari jumlah unsur yang dibutuhkan untuk pembuatan baja dengan temperatur ladle ± 900°C sebelum menerima baja cair. Ladle dipanaskan terlebih dahulu agar tidak terjadi drop temperatur dan thermal shock .
b. Temperatur Sebelum dilakukan tapping ,baja cair diatur temperaturnya yang bertujuan untuk menghindari adanya penurunan temperatur (drop temperatur) yang dapat mengakibatkan kesulitan dalam proses pencetakan billet di Continous Casting . Temperatur baja cair tersebut harus memenuhi syarat sesuai dengan jenis ( grade) baja yang ditentukan. Temperatur tapping sendiri berkisar antara 1610°C sampai 1620°C.
c. Pengambilan sampel baja cair Sebelum pouring , komposisi baja cair harus sudah diketahui dengan tujuan menjadi referensi dalam proses alloying pada Ladle Furnace. Oleh karena itu sebelum pouring dilakukan pengambilan sampel baja
cair
yang
kemudian
dikirim
ke
laboratorium
dengan
menggunakan kapsul untuk mengetahui komposisi baja cair. Hasil dari uji laboratorium kemudian akan dikirimkan melalui komputer yang saling terhubung.
d. Tapping spout (lubang penuangan) Lubang tapping harus dibuka dan dibersihkan supaya baja cair dapat mengalir dengan lancar.
Hal lain yang perlu diperhatikan dalam proses pouring yaitu : e. Posisi elektroda harus naik (half dept ), power trafo harus dimatikan f. Tebal slag yang melapisi baja cair sesudah tertampung di dalam ladle sekitar 4 – 6 inchi, tujuannya untuk menjaga temperatur baja konstan. g. Pengisian ladle tidak boleh terlalu penuh, sehingga baja cair dan slag tumpah (dapat merusak ladle) h. Setelah dilakukan pouring , usahakan slag dan sisa baja cair harus dibuang supaya bagian dasar dapur busur listrik bersih dan untuk menghindarakan terjadinya kerusakan. i. Penuangan dilakukan secara perlahan – lahan hingga kemiringan 42°. Penuangan jangan terlalu lambat / pelan, tujuannya untuk menghindari baja cair bereaksi dengan udara. Rata – rata temperatur penuangannya ± 1620°C.
Proses peleburan terjadi di dalam dapur busur listrik atau EAF. Electric Arc Furnace (EAF) merupakan peralatan utama untuk meleburkan sponge dan besi-besi bekas atau besi tua sebagai bahan baku baja, temperatur yang digunakan mencapai 1620 oC sampai 1700 oC. Dengan temperatur yang tinggi tersebut, maka diperlukan suatu peralatan yang dapat bekerja dan bertahan pada temperatur tersebut, agar peralatan yang digunakan tidak ikut melebur.
Adapun peralatan yang digunakan pada proses peleburan adalah sebagai berikut:
1. Dapur EAF Dapur EAF merupakan tempat peleburan bahan baku baja (besi sponge, besi tua atau besi bekas , dan batu bakar sebagai bahan aditif. Berbentuk silinder yang melengkung bagian bawahnya, terbuat dari plat baja yang dilapisi bata tahan api dan panel untuk mengatur pendinginan air.
Gambar. EAF
2. Elektroda Grafit Elektroda merupakan pembangkit panas utama busur listrik yang menghasilkan
panas
dari
loncatan
bunga
api
listrik,
dimana
dihubungkan dengan sebuah transformator berkapasitas 30 MVA untuk dapur satu dan dua serta 60 MVA untuk dapur tiga dan empat, elektroda tersebut terbuat dari grafit dan konsep kerja dari elektroda ini adalah
seperti pada pengelasan listrik yang biasa digunakan dalam bengkel otomotif. Elektoda grafit tersebut ditunjukan pada Gambar 3.1
Gambar 3.1 Elektroda grafit
3. Ladle Ladl e merupakan untuk tempat menampung baja cair dari dapur EAF. Pada bagian dasar ladle juga dilengkapi dengan dua buah lubang. Lubang pertama sebagai tempat mengalirnya gas argon atau nitrogen untuk proses pengadukan (purging cone) dan lubang kedua untuk mengalirnya baja cair pada saat pengecoran di CCM.
Gambar. Ladle pouring
4. Bucket Bucket digunakan sebagai tempat penampungan sementara dan untuk mengangkut bahan baku seperti besi tua atau besi sponge yang berasal dari gudang. Bucket membawa bahan baku tersebut sampai dapur EAF untuk proses peleburan.
Gambar 3.3 Bucket
5. Belt Conveyor Belt Conveyor merupakan suatu alat angkut yang tersusun dari sabuk karet yang digerakkan oleh motor induksi. Belt conveyor digunakan untuk keperluan pengisian bahan baku secara terus menerus ke dalam Electric Arc Furnace (EAF) hingga kapasitas bahan baku pada EAF terpenuhi.
Gambar 3.4 Belt conveyor
B. Ladle Furnace (LF)
Proses di Ladle Furnace merupakan pemanasan lanjutan ( secondary heating ) setelah melalui proses peleburan dari dapur EAF ( primary heating ). Keberadaan proses ini menjadi sangat penting dalam menentukan komposisi billet agar sesuai terhadap grade. Tujuan dari proses ini adalah: - Mempertahankan suhu baja cair - Mengatur komposisi baja cair - Menjaga kebersihan baja
Untuk mencapai tujuan di atas, maka dilakukan proses-proses sebagai berikut: 1. Reheating Proses pemanasan kembali untuk menjaga agar suhu tetap stabil pada
suhu 1620 oC, proses ini dilakukan dengan menggunakan tiga buah elekroda dengan kapasitas trafo 15 MVA.
2. Alloying Proses ini dilakukan dengan cara menambahkan material ferro alloys sesuai dengan komposisi yang diinginkan. Penambahan ferro alloys itu dilakukan dengan cara membuka kotak penampung ( bunker ) yang berisi masing-masing material ferro alloys yang dibutuhkan, adapun jumlahnya adalah 8 bucket. Jenis-jenis material ferro alloys yang ditambahkan diantaranya SiMn, FeMn, FeSi, FeV, FeCr, dan FeMg.
3. Sintesis Terak (Slag Threatment ) Dalam proses ini dilakukan penambahan CaO, CaC 2 dan percampuran Al agar baja bersifat basa. Hal ini dilakukan agar baja cair tidak merusak bata tahan api.
4. Homogenisasi Homogenisasi merupakan pengadukan pada baja cair yang dilakukan dengan cara menyemprotkan gas Argon ( Ar ) atau Nitrogen ( N ) yang berasal dari purging cone di bawah ladle. Penggunaan gas mulia ini dilakukan karena gas terebut bersifat sukar bereaksi dengan senyawa kimia lainnya.
Gambar 3.11 Ladle furnace
Proses ini
erupakan salah satu proses yang cukup penting untuk
menentukan ualitas baja yang dihasilkan. Baja cair yang telah dituangkan pada ladle diatur komposisinya melalui ruang pengontr l oleh beberapa operator. Pad proses ini operator dapat melihat paduan komposisi yang harus ditambahkan melalui komputer yang telah tersedia pada ruang pengontrol ter sebut.
Keistimewaa
dari Ladle Furnace adalah, dapat men atur slag yang
timbul yang
ita inginkan sesuai dengan kadar Carbon ya, Untuk slag
yang dikatak n bagus adalah slag yang mempunya ka dungan dengan persamaan ki ia sebagai berikut :
+ < 3%
Timbulnya slag digunakan untuk : - Sebagai Isolasi Temperatur agar tidak terpengaruh dengan temperature luar. - Sebagai penyerap pengotor / inkulsi-inklusi oksida. - Mencegah reoksidasi pada baja cair.
Peralatan yang digunakan pada proses Ladle Furnace adalah 1. Ladle Pada Ladle Furnace, ladle disini lebih mirip seperti gelas yang merupakan suatu tempat untuk menampung baja cair yang dihasilkan oleh dapur busur listrik (EAF). Bentuk LF adalah silinder yang terbuat dari plat baja yang bagian dalamnya dilapisi oleh batu tahan api . Pada bagian dasar ladle dilengkapi dengan sebuah mulut pipa yang berfungsi sebagai jalan keluarnya baja cair saat dilakukan proses pengecoran di dalam CCM. Selain itu, pada bagian bawah ladle juga terdapat lubang yang digunakan untuk mengalirkan gas Argon atau Nitrogen saat proses pengadukan dalam mempercepat pencampuran komposisi baja cair . Kapasitas ladle adalah 65 ton baja cair.
2. Elektroda grafit Dalam proses LF ini juga digunakan elektroda grafit sebagai pembangkit panasnya. Bentuk dan fungsinya tidak banyak berbeda dengan elektroda yang digunakan pada proses peleburan, hanya saja spesifikasinya yang sedikit berbeda.
3. Turret Turret merupakan sebuah alat yang digunakan untuk menyangga dan menjepit ladle. Alat ini memiliki dua pemegang ladle yang posisinya berlawanan dan bisa berputar 180o.
C. Pencetakan/ pengecoran (Casting )
Proses pengecoran merupakan proses terakhir yang menentukan produksi billet , pada proses inilah logam cair akan dibentuk billet baja dengan proses yang disebut pencetakan secara berkelanjutan.
Gambar 3.12 Proses CCM
Proses CCM dilakukan setelah proses LF selesai, dimana kondisi baja cair sudah homogen, ladle tersebut dipindahkan dengan ladle crane menuju turret dan ditutup agar suhu baja cair tidak berubah , kemudian ladle turret diputar menuju CCM. Berada tepat di atas tundish, mulut pipa di bagian
bawah ladle dibuka melalui kaseet , baja cair akan mengalir ke bawah kedalam tundish. Bila tingkat baja cair di dalam tundish telah mencapai standar, maka pipa tundish dibuka kemudian baja cair akan mengalir terbagi menjadi 4 bagian dan dialirkan ke dalam 4 buah cetakan. Baja cair yang keluar dari tundish memiliki suhu sekitar 1000 oC.
Di dalam cetakan, baja cair mengalami pencetakan atau pembentukan menjadi billet yang disertai dengan pendinginan awal. Billet yang terbentuk akan ditarik keluar menggunakan dummy bar yang akan mengarahkan billet yang sudah terbentuk masuk ke jalur pengarah pemebentukan billet baja. Suhu baja cair pada saat keluar dari cetakan sekitar 900 oC.
Jalur pengarah (Strand guide) akan melengkungkan billet sesuai standar dan terjadi penurunan suhu menjadi 700 oC, setelah itu billet akan masuk ke unit pelurus baja berupa motor DC yang berfungsi menarik billet dari strand guide. Lalu masuk ke unit pelurus berupa motor DC yang berfungsi untuk meluruskan billet. Billet yang keluar dari unit pelurus akan berjalan terus melalui alat pemotong, billet akan otomatis terpotong setelah panjang billet sesuai dengan yang diharapkan. Oxygen cutting ini dikendalikan oleh operator didalam ruang operator. Untuk pemotongan tersebut maka temperatur billet harus berkisar antara 500-600 oC. Jika suhu lebih dari 600 oC maka baja cair yang masih terdapat di tengah-tengah billet yang belum memadat akan tersebar keluar.
Setelah melalui oxy-cutting, billet akan bergerak menuju ke tempat pendinginan dengan bantuan rol penjepit. Di tempat pendinginan ini baja mengalami pendinginan normal dengan udara bebas kemudian billet akan ditempatkan/dipindahkan ke tempat penyimpanan sementara (billet yard ) dengan pesawat angkut magnetik . Sebelum akhirnya didistribusikan pada pabrik pengerolan.
Gambar 3.15 Billet baja
Adapun peralatan yang digunakan pada proses pengecoran ini adalah sebagai berikut ini: 1. Ladle Ladle yang digunakan pada proses CCM merupakan ladle yang berasal dari proses LF sebagai tempat baja cair . Disini pipa pada ladle akan dibuka begitu posisi ladle tepat diatas tundish. Selanjutnya untuk menjaga temperatur baja cair maka pada Ladle diberi tutup dan untuk
memindahkannya dari LF dengan menggunakan ladle crane dan ditempatkan di turret.
2. Turret Turret merupakan sebuah alat yang digunakan untuk menyangga ladle dan untuk menjaga posisi ladle agar tetap berada diatas tundish. Kapasitas alat ini dapat menyangga 2 buah ladle.
3. Tundish Tundish merupakan wadah penampungan sementara baja cair sebelum masuk ke cetakan. Fungsi dari tundish adalah memberikan kesempatan pada terak dalam baja cair agar terangkat dan mendistribusikan baja cair menjadi beberapa jalur melalui mulut pipa yang berada dibawahnya. Tundish mempunyai kapasitas 10 ton dan terbuat dari baja yang bagian dalamnya dilapisi bata tahan panas. Pada bagian bawahnya terdapat 4 buah mulut pipadengan diameter lubang 13.5 mm.
4. Mould Mould yaitu cetakan yang berbentuk balok (sesuai ukuran penampang billet ) yang dibungkus oleh chasing berbentuk silinder. Mould terbuat dari tembaga yang bagian dalamnya dilapisi nickel chrome ( NiCr ) sabagai lapisan anti friction. Pada umumnya, mould berbentuk konus antara 0,4- 0,9% terhadap penampang atas. Hal ini disesuaikan dengan sifat baja cair yang makin rendah temperaturnya makin berkurang volumenya.
5. Head Dummy Bar Head dummy bar merupakan alat menarik baja yang pertama kali pencetakan di mould. Head Dummy Bar dipasang dalam cetakan pada bagian bawah mould untuk menahan logam cair yang masuk ke mould hingga membeku kemudian menariknya keluar melewati strand guide.
6. Strand Guide Strand guide gunanya untuk tempat berjalannya dummy bar dan billet yang keluar dari mould . Bentuk strand guide adalah radius (4 meter) yang dilengkapi dengan pipa-pipa air pendingin yang dibagi menjadi dua zona yang masing-masing terdiri dari: - Zona I disebut primary cooling . - Zona IIa dan IIb disebut secondary cooling.
7. Cooling Chamber Pada saat baja keluar dari mould dan bergerak di strand guide, maka baja akan mengalami pendinginan kontinu dalam cooling chamber . Pendinginan ini berupa semprotan air dari nozzle-nozzle yang berada disepanjang strand guide yang berada dalam cooling chamber . Diharapkan setelah keluar dari cooling chamber , baja sudah beku seluruhnya dan siap untuk diluruskan.
8. Straigthener dan Withdrawl Roll
Withdrawl / penarik berfungsi untuk menarik dummy bar guna dimasukkan ke dalam mould pada saat operasi pertama,dan menarik billet yang keluar dari mould melalui strand guide. Straightener / pelurus berfungsi untuk meluruskan billet dan menjaga ferrostatic selama proses solidifikasi tepatnya setelah melewati strand guide.
9. Oxygen cutting Berfungsi sebagai alat pemotong baja billet agar sesuai dengan ukuran panjang yang diinginkan. Alat ini menggunakan kombinasi gas alam dan oksigen dengan komposisi tertentu.
10. Roller Table dan Cooling Bed Roller table berfungsi untuk membawa billet yang keluar dari mesin potong (oxygen cutting ). Pada area roller table ini billet juga mengalami pendinginan dengan semprotan air. Setelah itu billet digerakkan menuju cooling bed dan didinginkan di udara bebas. Setelah dari cooling bed , billet dipindah dengan menggunakan crane menuju area inspeksi.
Selain peralatan yang disebutkan di atas, diperlukan juga perlatan pendukung yang menunjang proses pembuatan billet baja di Pabrik Billet Baja PTKS. Peralatan pendukung lainnya yang digunakan dalam produksi billet baja antara lain adalah: 1. Pesawat angkut (Crane)
Pesawat angkut digunakan pada pabrik billet baja untuk mengangkat ladle, bahan-bahan yang digunakan dalam pembuatan billet baja dan pengangkatan billet pada area proses akhir pembuatan billet baja.
2. Alat Berat Disini ada beberapa bentuk sesuai dengan fungsinya masing-masing, diantaranya : - Alat yang digunakan pada proses skimming yang berfungsi untuk membersihkan slag yang terdapat di atas baja cair setelah proses pouring . - Alat yang digunakan untuk membongkar refractory yang ada pada ladle. - Alat yang digunakan untuk memindahkan ladle. - Alat yang digunakan untuk mengangkut slag .
3. Bata Tahan Api (refractory) Alat ini merupakan bata tahan panas, tahan terhadap beban berat, dan tahan terhadap reaksi kimia yang digunakan untuk melapisi ladle dan dapur. Bata tersebut dibuat dari bahan magnesia carbon. 4. Kapsul Dalam proses pembuatan baja, harus diketahui kandungan kimia yang ada pada baja cair agar dapat dibuat baja yang sesuai grade. Oleh karena itu dibutuhkan sampel baja cair untuk diuji di laboratorium. Kapsul digunakan untuk pengiriman sampel dari dapur peleburan dan
Ladle Furnace menuju ke laboratorium. Dengan menggunakan kapsul pengiriman sampel bisa dilakukan dengan cepat.
