tanur tinggi

TEORI DASAR
Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak digunakan untuk kehidupan manusia sehari-hari dari yang bermanfaat sampai dengan yang merusakkan. Dalam tabel periodik, besi mempunyai simbol Fe dan nomor atom 26. Besi juga mempunyai nilai ekonomis yang tinggi.
Besi dan baja merupakan logam yang banyak digunakan dalam teknik; dan meliputi 95% dari seluruh produksi logam dunia. untuk penggunaan tertentu, besi dan baja merupakan satu-satunya logam yang memenuhi persyaratan teknis maupun ekonomis, namun di beberapa bidang lainnya logam ini mulai mendapat persaingan dari logam bukan besi dan bahan bukan logam. diperkirakan bahwa besi telah dikenal manusia disekitar tahun 1200 SM.
Baja adalah bahan dasar vital untuk industri. Semua segmen kehidupan, mulai dari peralatan dapur, transportasi, generator pembangkit listrik, sampai kerangka gedung dan jembatan menggunakan baja. Eksploitasi besi baja menduduki peringkat pertama di antara barang tambang logam dan produknya yang melingkupi hampir 95 persen dari produk barang berbahan logam.

Baja adalah paduan logam yang tersusun dari besi sebagai unsur utama dan karbon sebagai unsur penguat. Unsur karbon inilah yang banyak berperan dalam peningkatan performan. Perlakuan panas dapat mengubah sifat baja dari lunak seperti kawat menjadi keras seperti pisau. Penyebabnya adalah perlakuan panas mengubah struktur mikro besi yang berubah-ubah dari susunan kristal berbentuk kubik berpusat ruang menjadi kubik berpusat sisi atau heksagonal.

Baja dan besi tuang dibuat dari bahan tambang besi. Pada besi tersebut diberikan sedikit karbon. Jadi baja adalah perpaduan antara besi dan karbon. Pada pengertian kata sehari-hari seringkali ‘baja’ dan ‘besi’ dipertukarkan. Besi murni sebenarnya hamper tidak pernah dipakai. Apabila kita mendengar kata ‘besi beton’ atau ‘lempengan besi’. Meskipun begitu nama ‘besi’ juga ada pada kata ‘besi tuang’. Kadar karbon pada besi tuang lebih banyak daripada kadar karbon pada baja, biasanya lebih dari 2 %.
Produk baja masih saja sangat penting meskipun pemakaian bahan sintetis semakin meningkat.

Proses pembuatan baja diperkenalkan oleh Sir Henry Bessemer dari Inggris sekitar tahun 1800, sedang William Kelly dari Amerika pada waktu yang hampir bersamaan berhasil membuat besi malleable. hal ini menyebabkan timbulnay persengketaan mengenai masalah paten. Dalam sidang-sidang pengasilan terbukti bahwa WIlliam Key lebih dahulu mendapatkan hak paten.






PEMBAHASAN
Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak digunakan untuk kehidupan manusia sehari-hari dari yang bermanfaat sampai dengan yang merusakkan. Dalam tabel periodik, besi mempunyai simbol Fe dan nomor atom 26. Besi juga mempunyai nilai ekonomis yang tinggi.

Besi adalah logam yang paling banyak dan paling beragam penggunaannya.
Hal itu karena beberapa hal, diantaranya:
•Kelimpahan besi di kulit bumi cukup besar,
•Pengolahannya relatif mudah dan murah, dan
•Besi mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan dan mudah dimodifikasi.

Salah satu kelemahan besi adalah mudah mengalami korosi. Korosi menimbulkan banyak kerugian karena mengurangi umur pakai berbagai barang atau bangunan yang menggunakan besi atau baja. Sebenarnya korosi dapat dicegah dengan mengubah besi menjadi baja tahan karat (stainless steel), akan tetapi proses ini terlalu mahal untuk kebanyakan penggunaan besi.

Korosi besi memerlukan oksigen dan air. Berbagai jenis logam contohnya Zink dan Magnesium dapat melindungi besi dari korosi. Cara-cara pencegahan korosi besi yang akan dibahas berikut ini didasarkan pada dua sifat tersebut.
1.Pengecatan.
Jembatan, pagar, dan railing biasanya dicat. Cat menghindarkan kontak dengan udara dan air. Cat yang mengandung timbel dan zink (seng) akan lebih baik, karena keduanya melindungi besi terhadap korosi.

2.Pelumuran dengan Oli atau Gemuk.
Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak dengan air.

3.Pembalutan dengan Plastik.
Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak dengan udara dan air.

4.Tin Plating (pelapisan dengan timah).
Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebut tin plating. Timah tergolong logam yang tahan karat. Akan tetapi, lapisan timah hanya melindungi besi selama lapisan itu utuh (tanpa cacat). Apabila lapisan timah ada yang rusak, misalnya tergores, maka timah justru mendorong/mempercepat korosi besi. Hal itu terjadi karena potensial reduksi besi lebih negatif daripada timah. Oleh karena itu, besi yang dilapisi dengan timah akan membentuk suatu sel elektrokimia dengan besi sebagai anode. Dengan demikian, timah mendorong korosi besi. Akan tetapi hal ini justru yang diharapkan, sehingga kaleng-kaleng bekas cepat hancur.

5.Galvanisasi (pelapisan dengan Zink).
Pipa besi, tiang telepon dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal ini terjadi karena suatu mekanisme yang disebut perlindungan katode. Oleh karena potensial reduksi besi lebih positif daripada zink, maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian besi terlindungi dan zink yang mengalami oksidasi (berkarat). Badan mobil-mobil baru pada umumnya telah digalvanisasi, sehingga tahan karat.

6.Cromium Plating (pelapisan dengan kromium).
Besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang mengkilap, misalnya untuk bumper mobil. Cromium plating juga dilakukan dengan elektrolisis. Sama seperti zink, kromium dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium itu ada yang rusak.

7.Sacrificial Protection (pengorbanan anode).
Magnesium adalah logam yang jauh lebih aktif (berarti lebih mudah berkarat) daripada besi. Jika logam magnesium dikontakkan dengan besi, maka magnesium itu akan berkarat tetapi besi tidak. Cara ini digunakan untuk melindungi pipa baja yang ditanam dalam tanah atau badan kapal laut. Secara periodik, batang magnesium harus diganti.

BAJA
Baja adalah logam paduan dengan besi sebagai unsur dasar dan karbon sebagai unsur paduan utamanya. Kandungan karbon dalam baja berkisar antara 0.2% hingga 2.1% berat sesuai grade-nya. Fungsi karbon dalam baja adalah sebagai unsur pengeras dengan mencegah dislokasi bergeser pada kisi kristal (crystal lattice) atom besi. Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan (manganese), krom (chromium), vanadium, dan tungsten. Dengan memvariasikan kandungan karbon dan unsur paduan lainnya, berbagai jenis kualitas baja bisa didapatkan. Penambahan kandungan karbon pada baja dapat meningkatkan kekerasan (hardness) dan kekuatan tariknya (tensile strength), namun di sisi lain membuatnya menjadi getas (brittle) serta menurunkan keuletannya (ductility).

Besi merupakan unsur yang ditemukan berlimpah di alam. Juga ditemukan di matahari dan bintang lainnya dalam jumlah yang seadanya. Inti atomnya sangat stabil. Besi adalah unsur dasar dari meteorit jenis siderite dan sangat sedikit terdapat dalam 2 jenis meteorit lainnya. Inti bumi dengan radius 2150 mil, terdiri dari besi dengan 10 persen hidrogen teroklusi. Besi merupakan unsur keempat yang berlimpah ditemukan di kerak bumi. Bijih besi yang umum adalah hematit, yang sering terlihat sebagai pasir hitam sepanjang pantai dan muara aliran.

Sifat-sifat Baja
Logam murni besi sangat reaktif secara kimiawi dan mudah terkorosi, khususnya di udara yang lembab atau ketika terdapat peningkatan suhu. Memiliki 4 bentuk allotroik ferit, yakni alfa, beta, gamma dan omega dengan suhu transisi 700, 928, dan 1530oC. Bentuk alfa bersifat magnetik, tapi ketika berubah menjadi beta, sifat magnetnya menghilang meski pola geometris molekul tidak berubah. Hubungan antara bentuk-bentuk ini sangat aneh. Besi pig adalah alloy dengan 3% karbon dan sedikit tambahan sulfur, silikon, mangan dan fosfor.

Besi bersifat keras, rapuh, dan umumnya mudah dicampur, dan digunakan untuk menghasilkan alloy lainnya, termasuk baja. Besi tempa yang mengandung kurang dari 0.1% karbon, sangat kuat, dapat dibentuk, tidak mudah campur dan biasanya memiliki struktur berserat.

Baja karbon adalah alloy besi dengan sedikit Mn, S, P, dan Si. Alloy baja adalah baja karbon dnegan tambahan seperti nikel, khrom, vanadium dan lain-lain. Besi relatif murah, mudah didapat, sangat berguna dan merupakan logam yang sangat penting.

Klasifikasi baja
Baja dapat diklasifikasikan menjadi :
•Berdasarkan komposisinya :
Baja karbon
Baja paduan rendah
Baja tahan karat

•Berdasarkan proses pembuatannya :
Tanur baja terbuka
Dapur listrik
Proses oksidasi dasar

•Berdasarkan bentuk produk :
Pelat batangan
Tabung
Lembaran
Pita
Bentuk structural

•Berdasarkan struktur mikro :
Feritik
Perlitik
Martensitic
Austenitic

•Berdasarkan kegunaan dalam kontruksi :
Baja structural
Baja Non-Struktural

proses pengolahan baja
Tanur Tinggi

Proses pembakaran yang terjadi pada tanur tinggi ini disebabkan karena adanya perpaduan antara bahan bakar batubara dengan udara atau oksigen yang betekanan tinggi dimana batubara yang digunakan adalah batubara yang telah dihaluskan hingga berbentuk seperti tepung yang dapat menghasilkan semburan api hingga suhu C 1500 . Tanur memiliki dua lapisan yaitu lapisan luar dan lapisan dalam dimana pada lapisan luar dilapisi dengan baja st 400 sedangkan pada lapisan dalam menggunakan bata tahan api jenis CAST-15ES yang berfungsi sebagai isolasi untuk menahan panas yang terjadi pada saat proses pembakaran terjadi untuk menahan panas hingga suhu C 1500 dimana bata ini memiliki kemampuan tahan panas dan air yang baik. Dalam proses pembakaran di tanur terjadilah proses perpindahan panas secara alamiah baik secara konduksi, konveksi dan radiasi. Dalam perpindahan panas ini mambahas perpindahan panas secara konduksi, dimana panas yang terjadi antara didalam dan diluar tanur itu berbeda. Dalam hal ini membahas perpindahan yang terjadi dari dalam hingga ke luar tanur dengan suhu bagian dalam C 1500 yang dalam prosesnya melewati beberapa hambatan baik dari material yang di panaskan hingga dinding isolasi bata tahan api dan baja ST 400 kemudian barulah kita bisa mengetahui panas akhir setelah melewati hambatan-hanbatan tadi menggunakan perhitungan perpindahan panas secara konduksi.

Tanur tinggi juga merupakan tungku besar yang bentuknya seperti terowongan. Bahan yang harus dipanaskan dimasukan pada bagian atas tungku. Dibagian bawah tungku ditiup udara yang sebelumnya telah dipanaskan terlebih dahulu. Suhunya naik sampai 20000C. Pada suhu yang setinggi itu bijih-bijih meleleh dan menetes pada dasar tungku. Berbagai batuan lain yang terikut didalam bijih-bijih tadi ikut meleleh juga. Bijih beserta bebatuan yang meleleh tadi membentuk terak tanur tinggi.
Bahan utama besi dan paduannya adalah besi kasar, yang dihasilkan dalam tanur tinggi. Bijih besi yang dicampur dengan kokas dan batu gamping (batu kapur) dilebur dalam tanur ini. Komposisi kimia besi yang dihasilkan bergantung pada jenis bijih yang digunakan. Jenis bijih besi yang lazim digunakan adalah hematit, magnetit, siderit dan himosit.
Hematit (Fe2O3) adalah bijih besi yang paling banyak dimanfaatkan karena kadar besinya tinggi, sedangkan kadar kotorannya relatif rendah. Meskipun pirit (FeS2) banyak ditemukan, jenis bijih ini tidak digunakan karena kadar sulfur yang tinggi sehingga diperlukan tahap pemurnian tambahan.
Karena di alam ini besi berbentuk oksida dan karbonat, atau sulfida sehingga hampir semua proses produksinya diawali dengan reduksi dengan gas reduktor H2 atau CO.proses reduksi ini di bedakan menjadi dua, yaitu reduksi langsung dan tidak langsung. Gambaran dari proses reduksitersebut di jelaskan di bawah ini:
1. Proses Reduksi Tidak Langsung (Indirect Reduction)
Pada proses ini menggunakan tungku tanur tinggi (blast furnace) dengan porsi 80% diproduksi dunia.
Besi kasar dihasilkan dalam tanur tinggi. Diameter tanur tinggi sekitar 8m dan tingginya mencapai 60 m. Kapasitas perhari dari tanur tinggi berkisar antara 700 – 1600 Megagram besi kasar. Bahan baku yang terdiri dari campuran bijih, kokas, dan batu kapur, dinaikkan ke puncak tanur dengan pemuat otomatis, kemudian dimasukkan ke dalam hopper. Untuk menghasilkan 100 Megagram besi kasar diperlukan sekitar 2000 Megagram bijih besi, 800 Megagram kokas, 500 Megagram batu kapur dan 4000 Megagram udara panas. Bahan baku tersebut disusun secara berlapis-lapis.Udara panas dihembuskan melalui tuyer sehingga memungkinkan kokas terbakar secara efektif dan untuk mendorong terbentuknya karbon monoksida (CO) yang bereaksi dengan bijih besi dan kemudian menghasilkan besi dan gas karbon dioksida (CO2). Dengan digunakannya udara panas, dapat dihemat penggunaan kokas sebesar 30% lebih. Udara dipanaskan dalam pemanas mula yang berbentuk menara silindris, sampai sekitar 500*C. Kalor yang diperlukan berasal dari reaksi pembakaran gas karbon monoksida yang keluar dari tanur. Udara panas tersebut memasuki tanur melalui tuyer yang terletak tepat di atas pusat pengumpulan besi cair.Batu kapur digunakan sebagai fluks yang mengikat kotoran-kotoran yang terdapat dalam bijih-bijih, dan membentuk terak cair. Terak cair ini lebih ringan dari besi cair dna terapung diatasnya dan secara berkala disadap. Besi cair yang telah bebas dari kotoran-kotoran dialirkan kedalam cetakan setiap 5 – 6 jam. Disamping setiap Megagram besi dihasilkan pula 0,5 Megagram terak dan 6 Megagram gas panas. Terak dapat dimanfaatkan sebagai bahan bangunan (campuran beton) atau sebagai bahan isolasi panas. Gas panas dibersihkan dan digunakan untuk pemanas mula udara, untuk membangkitkan energi atau sebagai media pembakar dapur-dapur lainnya. Komposisi besi kasar dapat dikendalikan melalui pengaturan kondisi operasi dan pemilihan susunan campuran bahan baku.

blast furnace

2. Proses Reduksi Langsung (Direct Reduction)
Pada proses reduksi langsung bijih besi bereaksi dengan gas atau bahan padat reduksi membentuk sponge iron. Proses ini diterapkan di PT Krakatau Steel, CIlegon. Disini bijih besi / pellet direaksikan dengan gas alam dalam dua unit pembuat sponge iron, yang masing-masing berkapasitas 1juta ton pertahun.
Sponge iron yang dihasilkan PT Krakatau Steel memiliki komposisi kimia :
Fe : 88 – 91 %; C : 1,5 – 2,5%; SiO2 : 1,25 – 3,43%; Al2O3 : 0,61 – 1,63%; CaO : 0,2 – 2,1%; MgO : 0,31 – 1,62%; P : 0,014 – 0,027%; Cu : 0,001 – 0,004 %; Kotoran (oksida lainnya) : 0,1 – 0,5 %
Tingkat metalisasi : 86 – 90 %
Sponge Iron yang berbentuk butiran kemudian diolah lebih lanjut dalam dapur listrik. Disini sponge iron bersama-sama besi tua (scrap), dan paduan ferro dilebur dan diolah menjadi billet baja.
Untuk menghasilkan 63 megagram sponge iron diperlukan sekitar 100 megagram besi pellet. Proses ini sangat efektif untuk mereduksi oksida-oksida dan belerang sehingga dapat dimanfaatkan bijih besi berkadar rendah.
Terak yang di hasilkan akan ditampung secara terpisah dan diolah menjadi berbagai bahan bangunan jalan. Dengan menambahkan kapur yang diberikan pada biji besi dan kokas maka terdapat terak yang bermutu baik.

Besi yang cair disebut besi yang kasar yang terkumpul pada bagian terbawah tanur tinggi tersebut dan ditampung pad waktu-waktu tertentu. Besi kasar itu mengandung cukup banyak karbon (± 4 %) dan pencemaran yang lain sesudah massa pendinginan menyebabkan besi kasar itu menjadi rapuh. Oleh karena itu, besi kasar itu belum dapat ditempa atau digiling.

Besi yang mengandung karbon ± 2%, dinamakan baja. Sebagian besar besi kasar yang dihasilkan dari tungku tanur tinggi diubah menjadi baja dipabrik baja dengan cara menurunkan kadar karbonnya. Perubahan ini, dimana kelebihan kadar karbon dibakar dan terlepas menjadi karbon monoksida, erjadi didalam sebuah tabung reaksi atau didalam tungku. Didalam tabung reaksi (converter) kadar dari karbon itu diturunkan tanpa diberikan pemanasan dari luar. Muatannya dibentuk dari cairan besi kasar. Kadang-kadang ditambahkan besi tua dan bijih besi supaya suhu dapat dikendalikan
Pada proses pengolahan yang kurang modern, seperti pada proses Bessemer dan proses Thomas, udara ditiupkan pada besi kasar tadi. Proses oxy baja yang modern hanya menggunakan oksigen murni, oleh sebab ini terdapatlah baja yang berkualitas lebih baik.
Untuk mengurangi kadar karbon, juga dipakai dengan metode meniupkan panas dari luar tungku. Dengan cara ini bias diolah lebih banyak lagi baja bekas (besi tua) dan besi mentah yang padat ; proses ini lebih mudah dikendalikan karena lebih lamban kerjanya. Pada proses Siemens-Martin digunakan minyak atau gas sebagai bahan bakar ; pada pemakaian tungku listrik, maka listriklah yang memanaskan. Dengan menggunakan tungku listrik, komposisi baja dapat diatur dengan teliti. Oleh sebab itu tungku ini biasa dipakai untuk pembuatan baja yang khusus.


PEMBAHASAN SUHU PADA TANUR TINGGI
Teknologi pengukuran suhu sudah berkembang sejak zaman dahulu yang dimulai dari dipegang, dengan termometer air raksa sampai thermometer alkohol; menggunakan bermacam thermocouple sampai menggunakan komponen elektronik. Karena dalam makalah ini suhu yang diukur selalu diatas 100 derajat maka dipergunakan sensor thermocouple. Thermocouple sendiri merupakan suatu sensor yang dibuat dari penggabungan 2 buah kawat metal yang berbeda dimana bila titik yang digabung tersebut terkena panas maka akan terjadi perbedaan tegangan. Ada bermacam macam jenis thermocouple yang tergantung pada tingginya suhu yang akan diukur. Dalam kenyataannya thermocouple yang dijual dipasaran berbagai tipe tergantung pada daerah suhu yang akan diukur seperti tipe K, P, R, S, T, N, dan lainnya dan dengan panjang yang berbeda-beda pula, 10 cm, 30 cm hingga 1 meter dan sebagainya




METODOLOGI PENGUKURAN SUHU/TEMPERATUR
Cara atau metode pengukuran suhu suatu benda atau daerah adalah langsung. Dengan cara memasukkan Thermocouple kedalam bahan yang diukur besaran suhunya (Gambar 4)


Gambar 4 : Pemasangan Thermocouple dibadan Tanur
Untuk tanur diperlukan minimal 27 sensor suhu yang akan mengukur besaran suhu dimana thermocouple tersebut dipasang. Untuk menghemat pemakaian penampil, maka setiap thermocouple dihubungkan kepengumpul atau Signal Conditioner dan berfungsi sebagai multiplexer dan dari pengumpul tersebut dihubungkan ke komputer, Di komputer, sinyal dari multiplexer tersebut diterima oleh papan elektronik (Add On Card)
khusus yang akan menghubungkan antara pengumpul dengan komputer (Gambar 5).
Secara block diagaram seperti dibawah ini :

Gambar 5 : block diagram sistim pemantau 3]
Dari setiap thermocouple ditarika kabel sejenisnya ke multiplexer sehingga hasil pengukuran suhu oleh thermocouple sampai di multiplexer tidak berubah seperti multiplexer terpasang langsung dibadan tanur. Di multiplexer diproses masukan dari 27 thermocouple dan di multiplex diperkuat dan melalui keluaran port RS485 disalurkan ke komputer. Dengan dipakainya RS485 ini jarak ke komputer dapat jauh dari lokasi tanur
sehingga ruang kontrol dimana komputer berada dapat terhindar dari debu dan panas serta lainnya yang dapat merusak komputer dan sistem pamantau lainnya.Komputer disini sebagai pemroses data yang masuk, menampilkan secara keseluruhan sinyal dari tiap thermocouple, memerintahkan untuk dicetak atau tidak dan memberikan / menyuarakan alarm bila terjadi sesuatu hal yang diluar batas yang dikehendaki.

PEMASANGAN SENSOR DAN PEMANTAUAN
Untuk tanur peleburan besi harus dipasang beberapa thermocouple ditempat tempat tertentu yang menentukan mutu dari hasil peleburan. Tempat tempat yang dipasangi Thermocouple adalah :
1. Diatas lubang keluaran besi cair ( empat buah)
2. Masukan Heat Exchanger ( satu buah )
3. Tengah Heat Exchanger ( satu buah )
4. Keluaran Heat Exchanger ( satu buah )
5. Leher Tanur (empat buah)
6. Atas Tanur (empat buah)
7. Tengah/badan Tanur ( empat buah).
8. Keluaran udara kotor dari tanur (tiga buah)
9. Air siraman keluaran udara Tanur ( satu buah )
10.Suhu sekitar tanur ( satu buah)

PENGUMPUL DAN PENAMPIL HASIL PENGUKURAN
1. HARDWARE
Dalam penelitian pemantauan suhu ini dipergunakan tiga buah hardware yang utama yaitu :
• Pengumpul (multiplexer) Advantech (1991), Texas, America
Pengumpul yang berupa Board buatan Advantech yang berfungsi sebagai multiplexer dan signal conditioning. Board ini akan memultiplex dan mengkondisikan sinyal yang berasal dari 27 thermocouple dan diletakkan sedekat mungkin dengan Tanur dan jauh dari ruang komputer/kontrol. Dari ujung thermocouple ke multiplexer menggunakan kabel khusus disesuaikan dengan thermocouple yang dipakai, thermocouple J menggunakan kabel J, thermocouple K menggunakan kabel K. Setelah sinyal dikondisikan dimana sinyal yang lemah diperkuat dan yang kuat diatur sehingga semuanya mencapai standart yang diinginkan kemudian dimultiplex sehingga dapat disalurkan dalam satu bentuk data
serial RS485. Data serial tersebut disalurkan melalui kabel serial ke komputer di ruang kontrol.
• Interface dengan komputer (Add-on Card) Advantech (1991), America
Interface ini yang berupa add on card dipasang di komputer. Inputnya berupa serial data RS485 yang berasal dari pengumpul / Multiplexer. Hubungan dengan komputer melalui Bus sehingga dapat cepat dalam menyampaikan data yang diterima dan diproses oleh Microprosessor didalam komputer.
• Komputer
Komputer ini berfungsi sebagai Human Machine Interface (HMI) yang menghubungkan antara manusia yaitu operator dengan mesin atau komputer. Peralatan yang termasuk di sarana komputer ini adalah printer warna. Printer ini yang akan mencetak hasil pemantauan suhu seperti di tunjukkan di lampiran,yang dapat berupa data tabel suhu atau dalam bentuk grafik yang setiap thermocouplenya berbeda warna. Dan menampilkan juga tanda terjadinya alarm. Monitor akan menampilkan hasil pengukuran dan hasil proses yang diukur dan ditampilkan setiap 5 menit pengukuran, alarm yang akan menyuarakan bilamana ada hasil yang melampaui batas normal. Komputer ini dilengkapi dengan software penampil gambar tanur yang dibuat dengan menggunakan Visual BASIC 4] tampilan suhu yang diukur di 27 lokasi pengukuran thermocouple yaitu T1- T27 dari add-On Card dan software penampil tersebut menyimpan data tersebut dalam bentuk data lajur dari Excel yang akan menampilkan hasil pengukuran dalam bentuk tabel seperti tabel 1 dibawah yang juga dapat ditampilkan dalam bentuk grafik. Pengukuran suhu akan berlangsung setiap detik akan tetapi untuk ditampilkan di monitor dapat diset tiap 5 menit atau 10 menit atau pemilihan waktu lainnya. Pemilihan waktu menampilkan data ini akan mempengaruhi juga pencetakan hasil pengukuran suhu.






















Gambar 6 : Gambar display penempatan Thermocouple dan hasil pengukuran
Karena data pengukuran dilaksanakan setiap 5 menit maka tampilan juga akan berubah setiap 5 menit. Untuk mengetahui kejadian sebelumnya, 15 menit sebelumnya atau 3 jam sebelumnya harus melihat di hasil cetakan.Di hasil cetakan akan terlihat hasil pengukuran sebelumnya hingga data tanggal yang dipilih dapat ditampilkan / diambil misalkan 3 minggu sebelumnya. Yang ditampilkan adalah yang terukur saat itu. Dengan berwarna warni akan dapat dilihat kapan dan jam berapa terjadi alarm, kenapa terjadi alarm, dan berapa lama terjadinya dan langkahlangkah yang dilakukan oleh pelaksana akan dapat dimonitor. Komputer ini dilengkapi dengan monitor sebesar 21 inchi sehingga gambar tanur dengan tampilan T1 sampai T27, tanggal dan jam pengukuran dll dapat terlihat dari jarak jauh dengan jelas.




2. SOFTWARE
Software yang dipakai di dalam pembuatan penampil pemantauan suhu tanur ini adalah Visual BASIC yang dibuat untuk membuat tampilan gambar tanur dan berjalan di Windows yang dilengkapi dengan Excel untuk menampilkan tabel hasil pengukuran dan mencetaknya di printer berwarna. Dengan software ini dibuat user friendly sehingga gampang dibaca serta mudah pengoperasiannya. Selain itu dengan adanya source code maka dapat dirubah sesuai dengan keinginan kita misalkan untuk mengganti warna, menambah jumlah thermocouple yang dipantau, mengganti hasil cetakan dan lain sebagainya.

3. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Dari penelitian dan percobaan ternyata bahwa thermocouple yang dipasang terdapat banyak yang tidak sesuai dengan spesifikasinya. Misalkan type yang dalam spesifikasinya mampu mengukur hingga 1250 derajat ternyata ujungnya meleleh saat dipakai untuk mengukur bijih besi yang hanya bersuhu 1000 derajat Celcius. Pemasangan juga akan sulit bilamana batu tahan api tidak sama tebalnya akan tetapi thermocouple yang ada sudah tertentu panjangnya. Dengan demikian sistem penguatan di multiplexer dibuat dan disesuaikan dengan hasil pengukuran dan tampilan di komputer dibuat sedekat mungkin dengan sesungguhnya. Dengan berjalannya proses maka batu tahan api juga akan menipis dan menyebabkan thermocouple akan rusak patah bila tidak diatur masuknya. Untuk software penampil yang dibuat dengan Visual Basic memerlukan penanganan yang cermat karena membentuk gambar display tidaklah mudah karena bukan hanya bentuk persegi panjang atau segitiga akan tetapi terdapat bentuk melengkung dan berbeda warna.Selain itu mempunyai kaitan antara masukan dengan keluaran, masukan dari add-oncard dan keluaran ke printer dalam bentuk Excel. Tentunya memerlukan penanganan yang hati hati dan seksama. Satu persatu 27 thermocouple diukur dan ditampilkan hasil setiap thermocouple di komputer dan dikalibrasi disesuaikan dengan pengukuran langsung menggunakan display dijital. Dengan harapan dengan cara tersebut akan mendekati hasil yang wajar dan benar. Hal yang sulit juga adalah karena multiplexer terletak dekat dengan tanur maka terkena debu dimana debunya adalah debu besi yang bersifat konduktor. Untuk itu multiplexer harus dilindungi dari debu dimasukkan dalam kotak yang kedap debu serta selalu ditiup sehingga tekanan dalam kotak lebih tinggi daripada tekanan diluar kotak. Juga dibungkus dengan busa lembut sehingga diharapkan akan bebas dari debu. Pada kenyataannya ruang kontrol yang cukup jauh dari tanur masih tetap berdebu dan kotor sekali. Hal ini karena debu datang lewat saluran AC dan ventilasi yang kurang tertutup. Ruang kontrol dibuat dengan jendela kaca untuk melihat keadaan tanur. Hasil penelitian dapat dikatakan berhasil karena tampilan suhu di komputer terlihat bekerja dengan baik, printer Epson FX 1170 dapat mencetak hasil pengukuran dan alarm berfungsi bilamana ada hal hal yang diluar kewajaran. Percobaan dengan mencabut thermocouple di heat exchanger menyebabkan hasil cetak menjadi merah dan alarm berbunyi. Demikian pula bila kipas diberhentikan maka alarm yang utama akan berbunyi menandakan kejadian luar biasa. Bila angin yang ditiupkan berhenti maka akibatnya sangat fatal, besi cair didalam tanur akan membeku dan rusak. Bila terjadi bahan besi yang belum jadi membeku maka untuk mengeluarkannya memerlukan waktu berbulan-bulan sedangkan industri yang memerlukan besi hasil pengecoran tanur ini tidak dapat menunggu. Oleh karena penjagaan sistem blower dan kipasnya memerlukan perhatian khusus seperti masukan tegangan untuk blower harus dijaga agar jangan sampai putus.




2.3.1 Sifat Baja
Baja mempunyai beberapa sifat yang membuatnya menjadi bahan bangunan yang sangat berharga yaitu :
a.Kekuatan
Baja mempunyai daya tarik, lengkung dan tekanan yang sangat besar. Pada setiap parai baja, pabrikan baja menandai berapa besar daya besar kekuatan itu. Pabriakan baja, misalnya, memasukan beberapa partai baja batangan dan mencantunkan pada baja itu Fe 360. Disini Fe menunjukan bahwa partai itu merupakan produk dari besi, sementara angka itu menunjukan daya kekuatan (minimum) tarikan atau daya tarik baja itu. Yang dimaksud dengan istilah tersebut dalah daya tarik N yang dapat dilakukan baja bergaris tengah 1 mm2 sebelum baja itu menjadi patah. Dalam hal ini daya tarik itu adalah 360 N/mm2. Dahulu kita mencantumkan daya tarik baja itu Fe 37, karena daya tariknya adalah 37 kgf/mm2. Karena sedikit mengandung kadar karbon, maka semua jenis baja mempunyai daya tarik yang kuat. Oleh karena daya tarik baja yang kuat maka baja dapat menahan berbagai tegangan, seperti tegangan lentur.
b.Kelenturan
Baja bukan saja kuat, tapi juga lentur.

c.Kealotan
Pada umumnya baja bersifat sangat a lot, sehingga tidak cepet patah.

d.Kekerasan
Baja itu sangat keras sekali sehingga sebagai bahan kontruksi, baja mungkin saja untuk digunakan dalam pelbagai tujuan, apabila untuk produk-produk baja tertentu ada suatu keharusan, maka bias saja baja itu, dengan cara dipanaskan, dibuat luar biasa keras.

e.Ketahanan terhadap korosi
Tanpa perlindungan, baja akan cepat sangat berkarat, untung saja dapat diberikan perlindungan yang sangat effektif dengan berbagai cara yaitu
1.Perawatan dengan panas
Kekerasan yang lebih besar adalah sangat penting untuk benda-benda tertentu yang dibuat dari baja. Yang dimaksud dengan kekerasan dari suatu bahan adalah ketahannya terhadap bias atau tidak dimasuki oleh bahan lain. Untuk mencapai kekerasan yang tinggi, maka diperlukan system perawatan dengan panas khusus yang disebut dengan “pengeras”. Sebuah benda baru dapat dikuatkan sesudah benda tersebut diproduksikan, ada berbagai cara untuk mengeraskannya :
•Mengeraskan secara mendalam :
Benda dari baja baik bagian luar maupun bagian dalam dibuat menjadi sangat keras.
•Mengeraskan permukaan
Hanya bagian luarnya saja yang keras sedangkan bagian intinya tidak.

2.Tempering
Tempering adalah memanaskan baja yang sudah diperkeras dengan temperature yang cukup rendah (1800), diikuti dengan pendingan secara perlahan-lahan. Tempering dilakukan dengan tujuan memberikan struktur yang lebih merata pada bahan itu, lewat proses ini maka baja yang telah diperkeraskan tadi hanya sedikit saja diperlunak, tetapi baja itu menjadi tidak begitu rapuh. Karena tempering, produk tersebut menjadi terhindar dari perubahan bentuk (pertambahan isi) sebagai akibat proses pengerasan. Hal ini, terutama ukuran akhir dan semacamnya sangat penting untuk alat pengukur yang tepat seperti caliber.

3.Meningkatkan mutu
Meningkatkan mutu adalah suatu proses dimana baja pertama-tama dikerankan dahulu, kemudian ditempering dengan suhu yang lebih tinggi. Apabila baja yang diperkeras itu dipanaskan lebih lama dan pada suhu yang lebih tinggi (300 sampai 6500C) dari tempering pada umumnya, maka struktur bahan tersebut makin merata. Sejalan dengan pertambahan masa pemanasan dan peninggian suhu, kekerasan aja itu menjadi berkurang, akan tetapi kealotan, kemudahan untuk digarap dan terutama ketahanan terhadap benturan menjdai lebih besar. Dengan meningkatkan mutu baja maka sifat-sifat baja itu akan biasa disesuaikan dengan tujuan penggunaannya. Baja denga mutu yang sudah ditingkatkan biasanya dipakai untuk assesoris mesin yang dikenai beban berganti-ganti, misalnya pen (spring).
4.Cara merawat permukaan baja

Gambar : Baja yang disepuh dengan seng.

Bahan yang tahan karat tidak membutuhkan perlingungan. Semua jenis baja yang lain ketika bersentuhan denga udara pasti menjadi rapuh (baja itu berkorosi).
Metode yang banyak digunakan untuk melindungi suatu benda dari korosi adalah melapisi benda tersebut dengan logam lain yang tidak akan berkarat. Yang paling banyak dipakai untuk tujuan tersebut adalah :
•Seng (disepuh dengan menggunakan seng)
•Timah (disepuh dengan menggunakan timah)
•Kromium (disepuh dengan menggunakan kromium)
•Alumunium (terutama untuk menghindari korosi pada temperature tinggi)
•Melapisi baja dengan aspal : untuk melawan lorosi pada bagian luar antara lain digunakan lapisan aspal pada kedua sisi las tinggal kira-kira 150 mm tanpa lapisan.



2.3.2 Hasil produk baja
Baja dibedakan dalam sejumlah kelompok yaitu :
1.Baja Batangan
Jenis baja batangan yang paling utama adalah :
Persegi panjang (datar), Misal : 8 x 50 atau 10 x 80, persegi empat, (32 berarti : baja batangan persegi empat dengan tebal 32 mm bundar. 50 berarti : baja batangan bundar dengan tebal 50 mm.

Ada kemungkinan juga bahwa penampang berbentuk lain, misalnya persegi enam adat untuk membuat poros, baut, mur, penopang dan semacamnya
Dari kawat baja yang agar tebal dan dibuat menjadi seragam siswa.
Kawat tarikan, seperti yang telah disebutkan tadi, adalah sangat kaku. Dengan melakukan tempering pada kawat itu, maka kekakuan ini akan hilang. Hal ini dilakukan dengan cara memanaskan kawat tersebut lalu mendinginkannya secara perlahan-lahan.

2.Baja Lembaran
Baja lembaran biasanya berukuran 2 kali 1 meter. Tebal dari baja lembaran ini ditentukan dalam satuan mm. Jenis-jenisnya dapat dibedakan sebagai berikut :
•Lembaran kasar : lebih tebal dari 5 mm
•Lembaran jenis menengah : tebal 3 sampai 5 mm
•Lembaran halus : lebih tipis dari 3 mm( untuk industry karoseri).
•Jenis lembaran khusus :
Pelat Lantai : pelat baja ini diberika motif berstruktur timbul untuk menghindari bahaya tergelincir. Struktur tersebut bias mempunyai berbagai bentuk. Pelat ini ada yang mempunyai mempunyai motif kotak-kotak, butir air mata, dan bola-bola kecil.
Pelat berlubangan-lubang
Pada pelat ini bias dibuat berbagai bentuk lubang.



3.Baja berprofil
Pada tempat penggilingan baja, hamper segala profil dapat diterapkan. Bagian terpenting dari produksi ini berupa profil baja yang dinormalisasikan. Bentuk profil ini sudah ditentukan (dinormalisasikan). Profil ini dapat dilihat pada table profil baja. Profil baja banyak sekali dipakai dalam bidang kontruksi. Kita bias lihat pada jembatan, kerangka baja, kasau atap dan sejenisnya. Penampang baja profil biasanya dalam bentuk-I atau bentuk-U. Bentuk-T juga bisa didapatkan.

Kecuali bentuk diatas, ada juga bentuk-bentuk yang terkenal seperti baja bersudut sama kaki atau bukan sama kaki. Selain ini, masih banyak lagi jenis-jenis profil yang disa dibuat oleh alat penggiling baja tersebut. Beberapa contohnya adalah :
* Profil rel untuk kereta api, trem dan kendaraan mesin gerek.
* Baja profil dinding dam
* Profil H, profil Z dll

4.Pipa
Pipa baja bundar dipasarkan dalam bentuk pipa tanpa bersambungan, atau pipa dengan satu sambungan (pipa yang dilas). Untuk diameter sampai 70 mm pipa pres tanpa sambungan bias dibuat. Dipasaran juga ada pipa tanpa sambungan tarikan( dengan cetakan).
•Pipa pres dibuat dengan cara sepotong baja membara ditekankan dengan alat penekan malalui sebuah lubang berbentuk cincin.
•Pipa tarikan terbentuk apabila pipa itu melalui sebuah lubang berbentuk cincin ditarik kedalam keping tarik.
Pipa bundar yang dilas dibuat dari baja lembaran. Baja lembaran tersebut dibuat menjadi bundar dengan digiling atau ditarik dan sesudah itu dilas dengan mesin.
Selain pipa bundar, juga diproduksi pipa persegi empat., persegi panjang, atau juga pipa oval. Pipa yang tidak bulat ini disebut pipa profil. Kalau perlu, pipa profil bias dibuat sebagai pipa tanpa sambungan. Pada umumnya pipa tersebut dipasarkan dalam bentuk polos dan dilas.
Ukuran pipa bundar dan pipa profil ditentukan dalam mm. ukuran ini biasanya menunjukan ukuran sisi luar dan tebal dibding pipa tersebut, misal untuk pipa bundar 30 x 2, 5 dan untuk pipa profil 60 x 30 x 2.
Kadang-kadang pengecualian dalam menunjukan ukuran akan terlihat pada pipa bundar yang dilas. Misalnya ukuran dalam dan diameter sisi luar menjadi 60/66 atau 100/114. Pipa banyak dipakai untuk pembuatan kontruksi, saluran pipa dan assesoris.



5.Panduan Baja
Baja yang mengandung sedikit karbon dinamakan baja tanpa panduan. Tetapi pada waktu pengolahan, baja cair bias dipadukan dengan logam lain atau komponen lain dalam jumlah tertentu. Andaikata hal ini dilakukan, maka terjadilah baja paduan.
Ketika memadukan baja dengan logam lain maka sifat baja akan terpengaruh sehingga menghasilkan baja paduan yang sesuai dengan sifat yang diinginkan sebelum proses itu dijalankan. Jadi, antara lain sifat-sifat berikut yang dapat dipengaruhi : daya tarik dan daya lengkung, kekerasan, ketahanan erhadap panas, kecepatan aus, kealotan, ketahanan terhadap korosi, dan sebagainya. Elemen paduan berikut adalah chrome, nikel, molybdenum, vanadium, mangan dan silicon.
Khrom
Apabila kita memadukan baja dengan chrome, maka kita mendapatkan baja chrome. Baja ini keras, tetapi juga lentur dan lagi pula juga tidak cepat aus. Biasanya hal ini diterapkan untuk pembuatan bantalan peluru, daun gergaji, gunting dan benda lainnya yang tidak boleh cepat aus.
> Nikel
Baja nikel mempunyai daya/kekuatan tarik yang sangat tinggi dan anti karat. Baja ini banyak dipakai untuk poros engkol dan roda gigi.
> Molybdenum dan vanadium
Elemen campuran dari kedua logam ini memperbaiki kemungkinan untuk mengeraskan baja dan elemen itu ditambahkan terutama untuk tujuan tersebut.
> Silikon
Sejumlah presentasi silicon didalam baja akan meninggikan ketahanannya terhadap oksidasi pada temperature yang tinggi, terutama kalau dikombinasikan dengan kromium dan alumunium. Hal ini terjadi akibat terbentuknya lapisan padat pada permukaan yang akan menghindari kemungkinan masuknya zat asam. Silicon juga mempertinggi dalamnya dalam kekerasan baja. Baja jenis ini dipakai dalam pembuatan kontruksi bangunan, mesin dan perkakas-perkakas.
> Baja khusus
Baja khusus adalah baja paduan dengan peningkatan mutu. Apabila ada tuntutan khusus yang hari dipenuhi, maka baja khusus ini akan dipergunakan. Contoh-contoh sebagai berikut :
•Berbagai kelompok baja perkakas termasuk didalamnya perkakas iris untuk memutar, mengetam, mengebor dan memfrais. Disini baja berkecepatan tinggi (highspeed steel) memegang peranan penting. Baja ini lama sekali tinggal keras dan tajam, bahkan juga pada saat penggarapan dengan tempertur tinggi. Ada juga jenis baja khusus untuk instalasi pengepresan, pencetak, kunci sekrup dan perkakas lainnya.
•Baja pegas untuk dipakai pegas daun, pegas punter (torsion spring) dan pegas tahan panas pada motor mesin.
•Baja yang dipakai untuk berbagai kerjaan mesin. Salah satu jenis yang pentinga adalah baja free.
•Jenis yang paling penting adalah baja otomatis terutama cocok untuk digarap dengan mesin bubut otomatis. Bila baja selalu terpotong pendek supaya tidak menimbulkan bahaya yang menyebabkan peralatan itu macet karena terlalu lama menyerut baja itu.
•Baja yang dapat bertahan dengan baik terhadap beban yang berubah-ubah. Baja dengan daya ‘kelelahan’ (fatigue strength) yang begitu besar dipakai antara lai untuk membuat rantai katrol.



BAB III Penutup
a.Kesimpulan
Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak digunakan untuk kehidupan manusia sehari-hari dari yang bermanfaat sampai dengan yang merusakkan. Dalam tabel periodik, besi mempunyai simbol Fe dan nomor atom 26. Besi juga mempunyai nilai ekonomis yang tinggi.
Baja adalah paduan logam yang tersusun dari besi sebagai unsur utama dan karbon sebagai unsur penguat. Unsur karbon inilah yang banyak berperan dalam peningkatan performan. Perlakuan panas dapat mengubah sifat baja dari lunak seperti kawat menjadi keras seperti pisau. Penyebabnya adalah perlakuan panas mengubah struktur mikro besi yang berubah-ubah dari susunan kristal berbentuk kubik berpusat ruang menjadi kubik berpusat sisi atau heksagonal.
Tanur tinggi adalah tungku besar yang bentuknya seperti terowongan. Bahan yang harus dipanaskan dimasukan pada bagian atas tungku. Dibagian bawah tungku ditiup udara yang sebelumnya telah dipanaskan terlebih dahulu. Suhunya naik sampai 20000C. Pada suhu yang setinggi itu bijih-bijih meleleh dan menetes pada dasar tungku. Berbagai batuan lain yang terikut didalam bijih-bijih tadi ikut meleleh juga. Bijih beserta bebatuan yang meleleh tadi membentuk terak tanur tinggi.

oleh : edi gigis umbara