Proses pengolahan dan perhitungan charge material untuk Besi cor noduler/Ductile Iron/FCD
Adalah besi cor kelabu yang diolah melalui proses lanjutan dengan cara menambahkan material ferro alloy FeSiMg dan inokulasi, dengan istilah lain yaitu proses Mg treatment.
Besi cor noduler memiliki bentuk graphit bulat (nodul) setelah melalui tahapan proses Mg treatment.
Beberapa tahapan penting yang harus diperhatikan dalam pengolahan besi cor noduler, antara lain:
- Charging
- Melting
- Tapping/Mg-Treatment
- Pouring
Charging yaitu proses memasukan material secara bertahap kedalam tungku peleburan Selama proses melting berlangsung.
Contoh :
1.2. Material
a. Pig Iron,
komposisi kimia,
C : 3.8-4.2%
Si : 1-2%
Mn : 0.3% max
P : 0.025% max
S : 0.03% max
b. Steel scrap.
Penggunaan steel scrap lebih dianjurkan menggunakan “ Mild steel ” atau ex otomotiv, karena komposisi kimia yang terkandung dalam steel scrap ex otomotiv lebih konsisten.
Atau bisa juga menggunakan steel scrap lainnya yang tidak mengandung unsur-unsur yang sifatnya dapat mengganggu pembetukan graphite nodul (Pb) dan juga dapat mengakibatkan terbentuknya karbida (Cr dan Mo).
Komposisi kimia steel scrap mild steel/ex otomotiv. Diuji menggunakan spectrometer,
C : 0.08 %
Mn : 0.4 %
Si : 0.17 %
S : 0.1 %
p : 0.02 %
Cr : 0.02 %
Mo : 0.01 %
C. Return Scrap
Return scrap yaitu bekas gating system FCD atau produk reject
Komosisi kimia,
C : 3.60 %
Si : 2.65 %
Unsur lainnya dianggap sebagai unsur ikutan
1.3. Target Komposisi
Berdasarkan target komposisi kimia pada produk akhir,
Misalkan produk yang akan dibuat FCD 400
Kapasitas furnace 500 kg
Target komposisi yang dinginkan menurut standard,
C. 3.75 – 3.85 %
Si. 2.5 – 2.75 %
Mn. 0.35 % max
S. 0.005 % max
Mg. 0.03 – 0.055 %max
1.4. Perhitungan charge material di furnace,
Target analisisdi furnace dengan mengambil nilai rata-rata
C. 3.85 %
Si. 1.6 %
Unsur lainnya seperti Mn, P, dan Sulfur dianggap aman dibawah target maximum
FeSiMg menggunakan kandungan 5 % Mg
Kapasitas furnace 500 kg, terdiri dari;
15 % Pig iron, 7.5 kg
45 % Steel scrap 225 kg
40 % Return scrap 200 kg
1.5. Menghitung Carbon dan Silicon’
1.5.1. Carbon (C)
Pig iron mengandung C, 4.2 % dalam 7.5 kg = 0.315 kg
Steel scrap mengandung C, 0.08 % dalam 225 kg = 0.18 kg
Return scrap mengandung C, 3.6 % dalam 200 kg = 7.2 kg
___________
Total 7.695 kg
Carbon 7.695 kg , atau sama dengan 1.539 % C
Target Carbon (C) di furnace, 3.85 %
3.85 % – 1.539 % = 2.31 % C
2.31 % Carburizer yang harus ditambahkan kedalam tungku kapasitas 500 kg
Carburizer umumnya mengandung C, 98 %. Pada proses peleburan biasanya terjadi losses 10 % karena terbakar. Sedangkan yealt pada carburizer berkisar 90 % .
Sehingga Carborizer yang harus ditambahkan adalah,
× 500 = 14.08 kg
1.5.2. Silicon
Pig iron mengandung Si, 2 % dalam 7.5 kg = 0.15 kg
Steel scrap mengandung Si, 0.17 % dalam 225 kg = 0.385 kg
Return scrap mengandung Si, 2.75 % dalam 200 kg = 5.5 kg
___________
Total 6.035 kg
Silicon 6.035 kg, sama dengan 1.207 % Si
Target silicon (Si) di furnace 1.8 %
1.8 % – 1.207 % = 0.593 %
FeSi mengandung 75 % Si, yealt 90 %
Jadi,
× 500 = 4.39 kg FeSi yang harus ditambahkan.
Target Silicon di Furncae 1.8 %, pada produk akhir aka nada penambahan dari Inoculant dan FeSiMg, sehingga komposisi akhir adalah;
Konsumsi inoculant 0.5% mengandung 67 % Si
Pemakaian FeSiMg rata-rata 1.4 % mengandung 45% Si
Sehingga,
Inoculant 0.5 % × 67 % = 0.335 % Si
FeSiMg 1.4 % × 45 % = 0.63 % Si
____________
Total, 0.935 % Si
% Si dalam base metal charge, 1.8________
Total %Si diproduk 2.735 %
2.1. Melting/Peleburan
Ketika semua charge material sudah mencair dan tungku sudah dalam kondisi penuh, hindari temperature operasi diatas 15800C dalam waktu penahanan yang relative lama sekitar lebih dari 30 menit.
Temperature peleburan diatas 15800C, logam cair akan banyak kehilangan oksigen dan beberapa komposisi kimia akan banyak terbakar sehingga mengakibatkan losses carbon. Disamping itu, logam cair rentan terjadi pembentukan karbida yang tentu saja akan merusak sifat mekanik besi cor noduler.
3.1. Tapping dan Mg-Treatment
Tapping yaitu memindahkan/menuangkan logam cair yang sudah siap tuang dari dalam tungku ke dalam ladle. Temperature tapping yang dianjurkan pada proses Mg-treatment berkisar 14900C – 15100C.
Temperature tapping ini akan sangat berpengaruh terhadap Mg Recovery. Semakin tinggi tapping temperature, maka Mg recovery akan semakin rendah. Dengan demikian konsumsi FeSiMg akan meningkat karena residual Mg menjadi rendah.
4.1. Pouring/Penuangan
Sebelum Pouring dilakukan, terlebih dahulu membersihkan terak sisa proses Mg treatment dan lakukan inokulasi.
Waktu penuangaan setelah Mg treatment maksimal 10 menit, hal ini untuk menghindari terjadinya fading.
Suka dengan artikel ini ?
Silahkan beri rating ya
Average rating 5 / 5. Vote count : 1
Hi, this is a comment.
To get started with moderating, editing, and deleting comments, please visit the Comments screen in the dashboard.
Commenter avatars come from Gravatar.