Peleburan Baja Dengan Metode Basic Oxygen Furnace

Proses Peleburan Baja

Proses peleburan baja dapat dilakukan dengan menggunakan bahan baku berupa besi kasar (pig iron) atau berupa besi spons (sponge iron). Disamping itu bahan baku lainnya yang biasanya digunakan adalah skrap baja dan bahan – bahan penambah seperti ingot ferosilikon, feromangan dan batu kapur. Proses peleburan dapat dilakukan pada tungku BOF (Basic Oxygen Furnace) dan pada tungku busur listrik (Electric Arc Furnace atau disingkat EAF). Tanpa memperhatikan tungku atau proses yang diterapkan, proses peleburan baja pada umumnya mempunyai tiga tujuan utama, yaitu :

ü  mengurangi sebanyak mungkin bahan-bahan impuritas

ü   mengurangi sebanyak mungkin bahan-bahan impuritas.

ü   mengatur kadar karbon agar sesuai dengan tingkat grade/spesifikasi baja yang diinginkan.

ü   menambah elemen-elemen pemadu yang diinginkan.

 

Proses Peleburan Baja Dengan BOF

Proses ini menempati 70% proses produksi baja di Amerika Serikat. Merupakan modifikasi dari proses Bessemer. Proses Bessemer menggunakan uap air panas ditiupkan pada besi kasar cair untuk membakar zat kotoran yang tersisa. Proses BOF memakai oksigen murni sebagai ganti uap air. Bejana BOF biasanya berdiameter dalam 5m mampu memproses 35 – 200 ton dalam satu pemanasan.

Peleburan Baja Dengan BOF ini juga termasuk proses yang paling baru dalam industri pembuatan baja. Konstruksi tungku BOF relative sederhana, bagian luarnya dibuat dari pelat baja sedangkan dinding bagian dalamnya dibuat dari bata tahan api (firebrick).

Proses tanur oksigen basa ( Basix Oxygen Furnace, BOF) menggunakan besi kasar cair (65 – 85%) yang dihasilkan oleh tanur tinggi sebagai bahan dasar utama dicampur dengan besi bekas (skrap baja) sebanyak (15 – 35%), batu kapur dan gas oksigen (kemurnian 99,5%). Panas ditimbulkan oleh reaksi dengan oksigen. Gagasan ini dicetuskan oleh Bessemer sekitar tahun 1800.

Gambar sketsa sebuah tungku BOF.

Besi bekas sebanyak ± 30% dimasukkan kedalam bejana yang dilapisi batu tahan api basa. Logam panas dituangkan kedalam bejana tersebut. Suatu pipa aliran oksigen yang didinginkan dengan air dimasukkan  kedalam bejana 1 sampai 3 m diatas permukaan logam cair. Gas oksigen akan mengikat karbon dari besi kasar berangsur – angsur turun sampai mencapai tingkat baja yang dibuat. Proses oksidasi berlangsung terjadi panas yang tinggi sehingga dapat menaikkan temperatur logam cair sampai diatas 1650 C. Pada saat oksidasi berlangsung ke dalam tungku ditambahkan batu kapur. Batu kapur tersebut kemudian mencair dan bercampur dengan bahan – bahan impuritas (termasuk bahan – bahan yang  teroksidasi) membentuk terak yang terapung diatas baja cair. Bila proses oksidasi selesai maka aliran oksigen dihentikan dan pipa pengalir oksigen diangkat / dikeluarkan dari tungku. Tungku BOF kemudian dimiringkan dan benda uji dari baja cair diambil untuk dilakukan analisa komposisi kimia. Bila komposisi kimia telah tercapai maka dilakukan penuangan (tapping). Penuangan tersebut dilakukan ketika temperature baja cair sekitar 1650 C. Penuangan dilakukan dengan memiringkan perlahan – lahan sehingga cairan baja akan tertuang masuk kedalam ladel. Di dalam ladel biasanya dilakukan skimming untuk membersihkan terak dari permukaan baja cair dan proses perlakuan logam cair (metal treatment). Metal treatment tersebut terdiri dari proses pengurangan impuritas dan penambahan elemen – elemen pemadu atau lainnya dengan maksud untuk memperbaiki kualitas baja cair sebelum dituang ke dalam cetakan. Jenis Baja yang dihasilkan oleh proses ini adalah Baja karbon & Baja paduan 0,1 % < c < 2,0 %

Kelebihan proses BOF dibandingkan proses pembuatan baja lainnya :

–          Dari segi waktu peleburannya yang relatif singkat yaitu hanya berkisar sekitar 60 menit untuk setiap proses peleburan.

–          Tidak  perlu  tuyer dibagian bawah..

–          Phosphor  dan Sulfur dapat terusir dulu daripada karbon.

–          Biaya operasi murah.