118-71-1-PBAJDWLKASD

10
JURNAL AUSTENIT VOLUME 3, NOMOR 1, APRIL 2011 dq 17 RANCANG BANGUN DAPUR PELEBURAN ALUMUNIUM BAHAN BAKAR GAS Ella Sundari Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Sriwijaya Jl.Srijaya Negara Bukit Besar Palembang 30139 Telp: 0711-353414, Fax: 0711-453211 RINGKASAN Proses peleburan adalah proses pencairan bahan (besi cor) dengan jalan pemanasan di dalam sebuah dapur peleburan. Setelah bahan mencair kemudian dituang ke dalam sebuah cetakan. Pada proses peleburan alumunium digunakan dapur jenis crucible. Dapur jenis ini digunakan untuk penggunaan dalam skala kecil sedangkan untuk skala besar digunakan dapur reverberatory. Crucible yang ada dalam dapur berbentuk pot yang terbuat dari lempung dicampur dengan pasir. Terdapat tiga macam crucible menurut jenis bahan bakar, yaitu gas, minyak dan kokas. Crucible dengan bahan bakar kokas jarang digunakan karena kurang efisien. Disini digunakan dapur peleburan dengan menggunakan bahan bakar gas. Hasil pembakaran bahan bakar akan memanaskan dinding crucible yang kemudian akan dialirkan ke logam yang akan dilebur. Dengan demikian logam tidak mengalami kontak langsung dengan api pembakaran. Kata Kunci : Cruicible, Aluminium dan bahan bakar PENDAHULUAN Berkembangnya industri di Indonesia menjadikan kebutuhan akan industri logam juga semakin meningkat. Salah satunya adalah industri logam alumunium sebagai pengganti logam non ferrous. Alumunium bersifat lembut, ringan dan merupakan konduktor listrik dan konduktor panas yang baik. Alumunium dapat ditempa menjadi lembaran, ditarik menjadi kawat dan diekstrusi menjadi batangan dengan bermacam-macam penampang. Selain itu, alumunium juga tahan terhadap korosi. Alumunium digunakan dalam banyak hal. Umumnya digunakan dalam kabel bertegangan tinggi. Selain itu, juga digunakan dalam bingkai jendela dan badan pesawat terbang. Di rumah, alumunium dapat kita temukan sebagai panci, botol minuman ringan, tutup botol susu dan lain sebagainya. Aluminium juga digunakan untuk melapisi lampu mobil dan compact disc. Untuk menghasilkan kualitas alumunium yang baik diperlukan suatu pengerjaan pengecoran almunium yang berkualitas dan dapat bersaing dalam industri logam yang semakin ketat. Pengerjaan dalam pengecoran logam alumunium meliputi beberapa tahap diantaranya; persiapan bahan baku, pembuatan cetakan, proses peleburan, penuangan coran, pembongkaran, pembersihan serta pemeriksaan hasil coran. Industri logam khususnya pengecoran logam mempunyai peranan yang sangat penting dalam menunjang pembangunan saat ini. Untuk

description

DASDJASKLDJAKLSDKLASHFKJASHFKJSADG\S

Transcript of 118-71-1-PBAJDWLKASD

Page 1: 118-71-1-PBAJDWLKASD

JURNAL AUSTENIT VOLUME 3, NOMOR 1, APRIL 2011

dq

17

RANCANG BANGUN DAPUR PELEBURAN ALUMUNIUMBAHAN BAKAR GAS

Ella SundariJurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri SriwijayaJl.Srijaya Negara Bukit Besar Palembang 30139

Telp: 0711-353414, Fax: 0711-453211

RINGKASAN

Proses peleburan adalah proses pencairan bahan (besi cor) dengan jalanpemanasan di dalam sebuah dapur peleburan. Setelah bahan mencairkemudian dituang ke dalam sebuah cetakan. Pada proses peleburanalumunium digunakan dapur jenis crucible. Dapur jenis ini digunakan untukpenggunaan dalam skala kecil sedangkan untuk skala besar digunakan dapurreverberatory. Crucible yang ada dalam dapur berbentuk pot yang terbuat darilempung dicampur dengan pasir. Terdapat tiga macam crucible menurut jenisbahan bakar, yaitu gas, minyak dan kokas. Crucible dengan bahan bakar kokasjarang digunakan karena kurang efisien. Disini digunakan dapur peleburandengan menggunakan bahan bakar gas. Hasil pembakaran bahan bakar akanmemanaskan dinding crucible yang kemudian akan dialirkan ke logam yangakan dilebur. Dengan demikian logam tidak mengalami kontak langsungdengan api pembakaran.

Kata Kunci : Cruicible, Aluminium dan bahan bakar

PENDAHULUANBerkembangnya industri di Indonesiamenjadikan kebutuhan akan industrilogam juga semakin meningkat.Salah satunya adalah industri logamalumunium sebagai pengganti logamnon ferrous. Alumunium bersifatlembut, ringan dan merupakankonduktor listrik dan konduktor panasyang baik.

Alumunium dapat ditempa menjadilembaran, ditarik menjadi kawat dandiekstrusi menjadi batangan denganbermacam-macam penampang.Selain itu, alumunium juga tahanterhadap korosi. Alumuniumdigunakan dalam banyak hal.Umumnya digunakan dalam kabelbertegangan tinggi. Selain itu, jugadigunakan dalam bingkai jendela danbadan pesawat terbang.

Di rumah, alumunium dapat kitatemukan sebagai panci, botolminuman ringan, tutup botol susu danlain sebagainya. Aluminium jugadigunakan untuk melapisi lampu mobildan compact disc. Untukmenghasilkan kualitas alumuniumyang baik diperlukan suatupengerjaan pengecoran almuniumyang berkualitas dan dapat bersaingdalam industri logam yang semakinketat. Pengerjaan dalam pengecoranlogam alumunium meliputi beberapatahap diantaranya; persiapan bahanbaku, pembuatan cetakan, prosespeleburan, penuangan coran,pembongkaran, pembersihan sertapemeriksaan hasil coran.

Industri logam khususnya pengecoranlogam mempunyai peranan yangsangat penting dalam menunjangpembangunan saat ini. Untuk

Page 2: 118-71-1-PBAJDWLKASD

VOLUME 3, NOMOR 1, APRIL 2011 JURNAL AUSTENIT

18dq

mewujudkan hal tersebut makadiperlukan sebuah tungku/dapuruntuk proses peleburan logam nonferrous khususnya alumunium.

METODOLOGI PENELITIANDalammenyelesaikan penelitian ini,dilakukan pengamatan lapanganterhadap dapur peleburan aluminiumpada industri rumah tangga. Dimana,umumnya industri rumah tanggamenggunakan bahan bakar minyaksebagai bahan bakar pada dapurpeleburannya. Selain itu jugad i lakukan ka j ian pus takasebaga i bahan pertimbangan untukmelihat kemungkinan dilakukanperbaikan-perbaikan.

TINJAUAN PUSTAKAAlumuniumAluminium merupakan logamringan mempunyaiketahanan korosiyang baik. Berat jenis alumuniumadalah 2,643 kg/m3 cukup ringandibandingkan logam lain. Kekuatanalumunium yang berkisar 83-310Mpa dapat melalui pengerjaan dinginatau pengerjaan panas.Dipasaran Alumunium ditemukandalam bentuk kawat foil, lembaran,pelat dan profit. Semua paduanalumunium ini dapat mampu dibentuk,dimesin, dilas atau dipatri.

Karakteristik AlumuniumSifat-sifat dari alumunium yaitu ringan,tahan korosi, penghantar panasdan listrik yang baik. Berat jenisnyahanya 2,7 sehingga walaupunkekuatannya rendah tetapiperbandingan kekuatan terhadapberatnya masih lebih tinggi daripadabaja, sehingga banyak digunakanpada konstruksi yang menuntutsifat ringan seperti alat-alat transportterutama pesawat terbang. Sifattahan korosi pada alumuniumdiperoleh karena terbentuknya lapisanoksida alumunium pada permukaaanalumunium.

Lapisan oksida ini melekat padapermukaan dengan kuat dan rapatserta sangat stabil (tidakbereaksi dengan lingkungannya)sehingga melindungi bagian yanglebih dalam. Adanya lapisan oksida inidisatu sisi menyebabkan tahankorosi tetapi dilain sisimenyebabkan alumunium menjadisukar dilas dan disolder. Alumuniumkomersial selalu mengandung

beberapa impurity (0,8%), biasanyaberupa besi, silikon, tembaga danlain-lain. Adanya impurity ini bisamenurunkan sifat hantar listrik dansifat tahan korosi (walaupun tidakbegitu besar) tetapi juga akanmenaikkan kekuatannya hampirdua kali lipat dari alumunium murni.

Tabel 1. Sifat-sifat fisik aluminium

Sifat-sifatKemurnian Al (%)

99,996 >99,0

Massa jenis (200 ° C) 2,6989 2,71

Titik cair 660,2 653 – 657

Panas jenis (cal/g. 0 ° C) (1000 ° C) 0,2226 0,2297

Hantaran listrik (%) 64,94 59 (dianil)

Tahanan listrik koefisien temperature (10 °C) 0,00429 0,0115

Koefisien pemuaian (200 ° C – 1000 ° C) 23,86 x 10-6 23,5 x 10-6

Jenis kristal, konstanta kisi fcc, a = 4,013 kX fcc, a = 4,04 kX

Page 3: 118-71-1-PBAJDWLKASD

JURNAL AUSTENIT VOLUME 3, NOMOR 1, APRIL 2011

dq

19

Tabel 2. Sifat-sifat mekanik alumunium

Sifat-sifatKemurnian Al (%)

99,996 >99,0Dianil 75 % dirol dingin Dianil H 18

Kekuatan tarik (kg/mm2) 4,9 11,6 9,3 16,9Kekuatan mulur (0,2%) (kg/mm2) 1,3 11,0 3,5 14,8

Perpanjangan ( % ) 48,8 5,5 35 5Kekerasan Brinell 17 27 23 44

Kekuatan dan kekerasan alumuniummemang tidak terlalu tinggi, tetapidapat diperbaikidengan pemaduan danperlakuan panas. Keburukan yangpaling serius dilihat dari segi teknikadalah sifat elastisitasnya yang sangatrendah, hampir tidak dapat diperbaikibaik dengan pemaduan maupundengan perlakuan panas. Sifat lainyang menguntungkan padaaluminium adalah sangat mudahdifabrikasi. Dapat dituang dengan carapenuangan apapun, dapat dibentukdengan berbagai cara seperti di-rolling, stamping, drawing, forging,extruding dan lain-lain. Bahkanmenjadi bentuk rumit yang cukup rumitsekalipun.

Dapur Peleburan AlumuniumProses peleburan adalah prosespencairan bahan (besi cor)dengan jalan dipanaskan didalamsebuah dapur peleburan, setelahbahan mencair kemudian dituang kedalam cetakan. Pada prosespeleburan alumunium digunakan dapurjenis crucible. Crucible yang ada dalamdapur berbentuk pot yang terbuatdari lempung dicampur denganpasir. Terdapat tiga macam cruciblemenurut jenis bahan bakar: gas,minyak dan kokas. Crucible denganbahan bakar kokas jarang digunakankarena kurang efisien.

Dapur peleburan yang digunakandalam penelitian ini menggunakanbahan bakar gas. Hasil pembakaranbahan bakar akan memanaskandinding krusibel yang kemudian akanmengalirkannya kelogam yang akan

dilebur. Dengan demikian apipembakaran tidak langsung kontakdengan logam.Temperatur leburAlumunium diperkirakan antara660oC-760oC. Pada penelitian kali inipeleburan alumunium dilakukan padatemperatur 8300C yang manatemperatur ini diasumsikan sebagaitemperatur superheating padapenelitian ini, yaitu pemanasan hinggatemperatur di atas titik lebursebagaimana rentang temperaturyang diperbolehkan.

Dapur CrucibleDapur crucible adalah dapur yangpaling tua digunakan. Dapur inikontruksinya paling sederhana danmenggunakan kedudukan tetapdimana pengambilan logam cairdilakukan dengan menggunakan ladleatau gayung. Dapur ini sangatfleksibel dan serba guna untukpeleburan dengan skala kecil dansedang. Bahan bakar dapur ini adalahgas atau bahan bakar minyak, karenamudah mengawasi operasinya.

Proes PeleburanProses peleburan alumunium padadapur peleburan untuk mendapatkanalumunium cair yang berkualitas baikharus melewati beberapa tahapanyaitu:

a. ChargingPada proses ini material yangberbentuk retum scrap dimasukkanterlebih dahulu ke dalam tungku. Halini dilakukan untuk mencegah terjadikerusakan pada lantai atau dindingfurnace. Pada proses charging ini

Page 4: 118-71-1-PBAJDWLKASD

VOLUME 3, NOMOR 1, APRIL 2011

20

perbandingan antara return scrapdengan ingot adalah 45%-55% padasuhu 680 0C.

b. FluxingFluxing adalah proses pemasukanpaduan kimia pada saat peleburanalumunium, yaitu suhu peleburanmencapai 720oC - 750oC. Proses inibertujuan untuk: Mencegah terjadinya oksidasid

gas. Melepaskan gas hidrogen. Mengikat kotoran. Memperbaiki struktur cairan

alumunium.

c. Killing TimeSetelah fluks diaduk didiamkan sekitar5-10 menit dengan tujuan untukmemberikan waktu pada kotorankotoran agar mengambangkepermukaan cairan.

d. Dis LaggingKotoran-kotoran yang mengambangditarik keluar dari cairan danditampung pada karet slug, kemudiandiaduk-aduk untuk memisahkan cairandengan kotoran pada karet yangdilengkapi dengan saringan (

e. TappingTapping adalah proses penuangancairan logam tungku ke ladle dandilakukan pada suhu 720750oC.Sebelum proses tapping, ladleharus dipanaskan terlebih dahuluselama kurang lebih 15 menit dengantujuan: Untuk menghindari ledakan pada

saat tapping. Untuk menghindari penurunan

temperatur cairan pada saatdipindahkan.

f. Distribusi MoltenSetelah cairan berada dalamladle,cairan didistribusikan kedalammasing-masing cetakan

JURNAL AUSTENIT

perbandingan antara return scrap55% pada

adalah proses pemasukanpaduan kimia pada saat peleburanalumunium, yaitu suhu peleburan

C. Proses ini

Mencegah terjadinya oksidasid dan

Melepaskan gas hidrogen.

Memperbaiki struktur cairan

diaduk didiamkan sekitar10 menit dengan tujuan untuk

memberikan waktu pada kotoran-kotoran agar mengambang

kotoran yang mengambangditarik keluar dari cairan danditampung pada karet slug, kemudian

aduk untuk memisahkan cairandengan kotoran pada karet yangdilengkapi dengan saringan (filter).

adalah proses penuangancairan logam tungku ke ladle dandilakukan pada suhu 720oC-

C.Sebelum proses tapping, ladleharus dipanaskan terlebih dahuluselama kurang lebih 15 menit dengan

Untuk menghindari ledakan pada

ari penurunantemperatur cairan pada saat

Setelah cairan berada dalamladle,cairan didistribusikan kedalam

HASIL DAN PEMBAHASANPerencanaan DapurDapur yang digunakan untukpeleburan ini dirancang untmeleburkan logam alumunium. Dapurini memakai bahan bakar gas LPGuntuk memanasi sebuah cawan leburyang terletak di tengahbakar yang dindingnya dilapisi dengansusunan batu bata dan lapisan tanahliat.

Kapasitas CawanPada perencanaan ini cawan leburyang dipakai adalah pipa silinder yangterbuat dari baja karbon rendahdengan ukuran diameter 220 mm,tebal 8 mm dan tinggi 300 mm. Padabagian atas pipa baja tersebut dibuatberlubang sedangkan bagian bawahdibuat alas atau tertutup. Kapasitdari logam cair yang dapat ditampungdi dalam cawan lebur dapat dicaridengan menggunakan rumus berikut:

Dimana:al = massa jenis alumuniumV = Volume cawanSehingga didapat kapasitas daricawan lebur sebesar 30,85 kg.

Gambar 1. Bentuk Cawan

Pemilihan Alat PemanasAlat pemanas berfungsi untukmencukupi kebutuhan panas yangdiperlukan pada proses

JURNAL AUSTENIT

dq

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dapur yang digunakan untukpeleburan ini dirancang untukmeleburkan logam alumunium. Dapurini memakai bahan bakar gas LPGuntuk memanasi sebuah cawan leburyang terletak di tengah-tengah ruangbakar yang dindingnya dilapisi dengansusunan batu bata dan lapisan tanah

i cawan leburyang dipakai adalah pipa silinder yangterbuat dari baja karbon rendahdengan ukuran diameter 220 mm,tebal 8 mm dan tinggi 300 mm. Padabagian atas pipa baja tersebut dibuatberlubang sedangkan bagian bawahdibuat alas atau tertutup. Kapasitasdari logam cair yang dapat ditampungdi dalam cawan lebur dapat dicaridengan menggunakan rumus berikut:

= massa jenis alumunium

Sehingga didapat kapasitas daricawan lebur sebesar 30,85 kg.

. Bentuk Cawan Lebur

Pemilihan Alat PemanasAlat pemanas berfungsi untukmencukupi kebutuhan panas yangdiperlukan pada proses

Page 5: 118-71-1-PBAJDWLKASD

JURNAL AUSTENIT VOLUME 3, NOMOR 1, APRIL 2011

dq

21

peleburan.Pada dapur peleburan yangdirencanakan ini, alat pemanas yangdigunakan berupa nozzle yangdilengkapi dengan selang danregulator dengan menggunakanbahan bakar gas.

Ruang BakarRuang bakar adalah tempat dimananyala api membakar dinding cawan.Ruang bakar ini dindingnya dilapisidengan batu bata dan campuran daritanah liat dan pasir, agar pada saatproses pembakaran terjadi suhupanas dari pembakaran yang keluartidak terlalu besar.

Gambar 2. Bentuk Ruang Bakar

Perhitungan Pemakaian BahanBakarBahan bakar yang dipakai untukproses peleburan pada tungkukrusibel ini adalah bahan bakar gasLPG. Untuk mendapatkan jumlahbahan bakar maka harus diketahuijumlah panas yang terpakai dan yangterbuang. Saat proses peleburan,panas yang dibutuhkan meliputi:

- Kalor yang dibutuhkan untukmeleburkan Alumunium (Q1)

- Kalor yang diserap Batubata (Q2)

- Kalor yang diserap dindingpelatluar (Q3)

- Kalor yang diserap cawan lebur(Q4)

- Kalor yang diserap pelat atas (Q5)

Kalor untuk melebur alumunium(Q1)Kalor yang dibutuhkan untuk meleburAlumunium dengan berat 30 kg terdiridari:QA yaitu kalor yang menaikkantemperatur Alumunium padat dari27oC (suhu kamar) hingga mencapaititik cair alumunium 660oC.QB yaitu kalor yang merubah fasealumunium padat menjadi cair (kalorlatent) pada suhu 660oC.QC yaitu kalor yang menaikkantemperatur alumunium cair dari 660oCke temperatur penuangan 750oC.Maka kalor yang dibutuhkan adalah:

Maka kalor yang dibutuhkan untukmeleburkan Alumunium sebesar :Q1 = 7634,85 kkal

= 31944,21 KJ

Kalor yang diserap batu bata (Q2)Batu bata digunakan sebagai alatpenyerap panas sehingga panas dariruang bakar hanya sedikit yang akansampai ke dinding luar dapur. Suhutertinggi pada dinding plat dapuradalah 45 oC. Tetapi tidak seluruhbatubata akan menyerap danmenerima panas.

Page 6: 118-71-1-PBAJDWLKASD

VOLUME 3, NOMOR 1, APRIL 2011

22

Panas sebagian akan keluar dari pelatatas secara konduksi, sebagian keluarmelalui lubang pembuangan dansebagian akan merambat keluardinding, sehingga suhu dinding yangtertinggi adalah pada bagian atas.Pada bagian bawah dinding tidakmengalami perubahan suhu. Kaloryang diterima batu bata selamaproses peleburan dapat dihitungdengan rumus:

Q2=mb.Cp3.dt

Dimana :mb = B e r a t b a t u b a t a y a n g

menerima panas (kg)

Sehingga didapat:m = 108,51 kgCp3= Panas Jenis Batu Bata

(kkal/kgoC)dt = Perubahan suhu di batu bata

= Suhu rata-rata batu bata bagianluar 36oC.

= Suhu rata-rata bata bagiandalam 620oC.

= 3280C -270C = 3010C

Sehingga banyak panas yangdiserapbata adalah :

Q2 = 27435,66 kkal= 114790,83 kJ

Kalor yang diserap dinding pelatluar (Q3)Bidang yang mengalami perubahansuhu pada dinding luar sama denganyang dialami bata dimana hanya 0,49meter saja dari atas yang mengalamiperubahan suhu. Maka besarnya kalor

JURNAL AUSTENIT

s sebagian akan keluar dari pelatatas secara konduksi, sebagian keluarmelalui lubang pembuangan dansebagian akan merambat keluardinding, sehingga suhu dinding yangtertinggi adalah pada bagian atas.Pada bagian bawah dinding tidak

uhu. Kaloryang diterima batu bata selamaproses peleburan dapat dihitung

B e r a t b a t u b a t a y a n g

Panas Jenis Batu Bata

di batu batarata batu bata bagian

rata bata bagian

Sehingga banyak panas yang

Kalor yang diserap dinding pelat

Bidang yang mengalami perubahansuhu pada dinding luar sama denganyang dialami bata dimana hanya 0,49meter saja dari atas yang mengalamiperubahan suhu. Maka besarnya kalor

yang diserap dinding pelat luaradalah:

Sehingga didapat berat pelat :m = 6,86 kg

Suhu pada pelat yang tertinggi adalah45 oC, dan suhu pada titik 0,49 madalah 27 oC. Maka suhu ratayang dialami dinding pelat ini sebesar36 oC. Sehingga perubahan suhu (dyang terjadi sebesar 9 oC.

Didapat, Q3 = 28,40 kkal= 118,82 kJKalor yang Diserap Cawan Lebur(Q4)Cawan lebur adalah bagian yangpaling besar mengalami perubahansuhu. Besarnya kalor yang diserapcawan lebur ini adalah :

sehingga didapat,Q4 = 5692,96 kkal = 23819,34 kJ

Kalor yang diserap pelat atas (QDapat dicari dengan menggunakanpersamaan:

JURNAL AUSTENIT

dq

yang diserap dinding pelat luar

Sehingga didapat berat pelat :

Suhu pada pelat yang tertinggi adalahC, dan suhu pada titik 0,49 m

C. Maka suhu rata-ratayang dialami dinding pelat ini sebesar

C. Sehingga perubahan suhu (d1)C.

= 28,40 kkal= 118,82 kJKalor yang Diserap Cawan Lebur

Cawan lebur adalah bagian yangpaling besar mengalami perubahansuhu. Besarnya kalor yang diserap

= 5692,96 kkal = 23819,34 kJ

Kalor yang diserap pelat atas (Q5)dicari dengan menggunakan

Page 7: 118-71-1-PBAJDWLKASD

JURNAL AUSTENIT VOLUME 3, NOMOR 1, APRIL 2011

dq

23

Q5 = mpa . Cp5. Dt

Dimana :Dpa = Diameter plat atas = 0,57 mXpa = 0,0015 mp = 7833 kg/m3

maka:m = 2,9966 kg

Plat akan mengalami perubahan suhudari 27 oC sampai ke 620 oC. Makabesarnya perubahan suhu yang terjadiadalah:Q5 = 809'06 kkal = 3385,12 kJ

Kalor Total yang diserap (Qtotal)Banyaknya kalor total ialah jumlahdarikeseluruhan kalor yang terserapoleh bahan dapur yaitu :

Qtot = 174058,32 kJ

Waktu PeleburanUntuk mengetahui waktu yangdibutuhkan untuk dapat meleburkanalumunium dalam dapur peleburan inimaka harus mengetahui berapa besarlaju aliran panas ke cawan lebur. Lajualiran panas ke cawan lebur dapatdicari dengan rumus berikut:

Waktu yang dibutuhkan untuk logamalumunium padat menjadi cair padadapur peleburan ini dapat diketahuidari besarnya angka perbandinganantara kalor yang dibutuhkan logamalumunium untuk dapat meleburdengan laju aliran kalor yang diterimaoleh cawan lebur, yaitu:

Dapur pelebur ini sebelum mulaimelebur logam alumunium harusmengalami panas terlebih dahulu.Untuk pemanasan mula diperlukanwaktu 30 menit, maka dengandemikian untuk meleburkan 30 kgalumunium diperlukan lamanya waktupeleburan harus ditambah denganpemanasan mula yaitu :

t = (30+ 52,27 )menit= 82,27 menit= 1 jam 37 menit

Kebutuhan Bahan BakarBahan bakar yang dipakai dalamproses peleburan ini adalah gas. Gasini mempunyai nilai pembakaran tinggi(HHV) yaitu 50400 kJ/kg. Maka jumlahbahan bakar yang dibutuhkan adalahperbandingan dari jumlah kalor yangterserap dan jumlah keseluruhan lajualiran kalor dengan jumlah energi permassa bahan bakar (HHV) yaitu:

Maka kebutuhan bahan bakar untukmeleburkan satu kilogram alumuniumadalah:

Kebutuhan bahan bakar =,

=

0,12

Page 8: 118-71-1-PBAJDWLKASD

VOLUME 3, NOMOR 1, APRIL 2011 JURNAL AUSTENIT

24dq

PEMBAHASANProses PengeriaanSebelum membuat tungku, makasebaiknya terlebih dahuludipersiapkan alat dan bahan apa sajayang diperlukan untuk membuattungku tersebut. Sehingga dalampembuatanya bisa terlaksana denganbaik tanpa ada hambatan samasekali. Bahan-bahan yang digunakandalam pembuatan tungku adalahsebagai berikut:

1. DrumDrum yang digunakan adalah drumbekas oli. Drum ini dipotongkemudian dijadikan ukuran 400mmx400 mm. Pada sisi drumdibuat sedemikian rupa lubangukuran 15O mm. Fungsi darilubang ini adalah untukmemasukkan pipa bahan bakar.Drum ini merupakan tungku bagianluar.

2. Cawan leburCawan lebur digunakan sebagaitempat meletakkan bahan cairanlogam atau alumuniumnya selamaproses berlangsung dan tungkuinilah yang dipanaskan untukmencairkan bahan alumuniumnya.

3. PasirPasir disini berfungsi sebagai salahsatu pengikat yang dicampurdengan tanah lempung. Selain itupasir juga berguna sebagai bahanperedam panas, pasir ini diperlukansecukupnya.

4. Tanah Lempung.Tanah lempung yang digunakanadalah tanah yang didapatdisekeliling rumah kita yang biasadisebut dengan tanah liat, tanahlempung digunakan secukupnya.

5. Batu-BataBatu-bata digunakan sebagaidinding untuk pembentukan tungkudan diletakkan didalam drum. Batubata yang diperlukan sebanyak 40buah.

Langkah-Langkah PembuatanTungku.1. Langkah pertama, potong drum

menjadi dua dengan tinggi 490mm,bagian drum yang berukuran 560mm. Dan bagian bawahnya sudahdilubangi dengan ukuran 120mm x120mm, kemudian salurankeluarnya dilubangi dengan ukuran90mmx90mm.

Gambar 3. Ukuran dan bentuk drum

2. Setelah batu bata tersusun rapi,susunan batu bata tersebut diberiadukan pasir dan tanah lempungagar terikat dengan kuat dan rapi,kemudian masukan susunan batubata tersebut kedalam drum yangsudah disediakan tadi, kemudiandioleskan dengan adukan pasirdan tanah lempung tepat padasusunan batu bata biar padat dankuat.

Gambar 4. Susunan batu bata

Page 9: 118-71-1-PBAJDWLKASD

JURNAL AUSTENIT VOLUME 3, NOMOR 1, APRIL 2011

dq

25

3. Setelah tungku terakit dan selesaidibuat maka tungku tersebut sudahbisa dikeringkan selama kuranglebih 3 hari, setelah 3 hari makatungku tungku sudah bisadigunakan. Bila akan melakukanproses pengecoran maka didalamtungku harus dimasukkan cawansebagai tempat bahan alumuniumyang akan dicairkan dan tungkupun sudah siap untuk dipakaiuntukp roses pengecoran.

4. Setelah tungku terakit atau sudahselesai dibuat maka disiapkancawan yang akan dipakai, disinidigunakan cawan yang terbuat daripipa dan berukuran diameter luarkuali 220 mm dan diameter dalamukuran 208 cm. Pada bagianbawah pipa kita dengan pelat yangberukuran 8 mm pipa dan plat inikita sambung las agar kuat dantidak lepas.Guna dari plat ini adalahuntuk menahan cairan yang yangakan dicairkan pada saatmelakukan proses pengecoran.

Gambar 5. Cawan Lebur

5. Siapkan plat bulat dengan ukuran570 mm. Setelah itu Lubangibagian tengah pelat denganberbentuk bulat dengan ukuran 250 mm dengan menggunakan lasgas, kemudian kikir sisi-sisi padabagian yang di las untukmenghilangkan bagian-bagian yangtajam setelah dilas.

Gambar 6. Tutup Tungku

6. Bila tungku sudah selesai dibuatmaka akan dibuat kerangka untukmenyangga nozzle dan merakitpipa yang akan mengalirkan bahanbakar tersebut.

7. Bahan yang akan digunakansebagai penyangga adalah besipanjang. dengan masing-masingukuran 280 mm dengan 8 mmsebanyak 4 buah, plat dengan lebardan panjangnya adalah 200 mm 2buah dan pipa dengan ukuran 50mm.

8. Yang pertama dirakit adalah belahdua pipa silinder denganukuran50mm dengan menggunakanmesinp emotong, sehingga akanmenjadi ukuran masing-masing 24mm yang sudah menjadi 2 buah.Kemudian langkah berikutnyahubungkan 2 buah besi ke platyang berukuran 200 mm denganmenggunakanl as listrik. Setelahdilas kemudian hubungkan lagi besiyang sudah dilas tadi dengan pipayang dipotong menjadi dua bagiantadi, lakukan halyang sama padabagian penyangga yang lainnya.Jika telah selesai maka penyanggasiap untuk digunakan.

Proses Peleburan AlumuniumBila tungku sudah selesai dibuat,makadapat dilakukan proses peleburanalumunium, Adapun langkah-langkahdalam peleburan alumunium yaitu:1. Siapkan tungku terlebih

dahulu,kemudian hubungkannozzle bahan bakar gas tersebut

Page 10: 118-71-1-PBAJDWLKASD

VOLUME 3, NOMOR 1, APRIL 2011 JURNAL AUSTENIT

26dq

kesaluran masuk bahanbakar.Sebelum itu periksa terlebihdahulu apakah selang bahan-bakarsudah terpasang dengan baik.

2. Setelah itu masukan cawan pipakedalam tungku dengan terlebihdahulu memeriksa pipa apakahterjadi kebocoran dan bersihkanpipa dari kotoran, ini dimaksudkanagar kualitas alumunium padaproses peleburan tidak tercampurdengan kotoran ataupun bendaasing yang dapat rendahnyakualitas alumunium yang telahdilebur. Jika selesai maka mulailahuntuk menghidupkan bahanbakarnya.

3. Pada saat proses awal pemanasancawan, masukan alumuniumkedalam cawan, setelah alumuniumdimasukan kedalam cawan, tutupcawan agar pemanasan yangterjadid idalam cawan tersebuttidak menyebar keluar sehinggapanas didalam cawan akan cepatpanas dan lebih efisiensi waktu.

4. Bila cawan sudah panas danberwarna merah kekuningan,

alumunium akan menyusut dan terjadiproses peleburan alumunium didalamcawan tersebut. Jika alumuniummencair, maka buang sisa alumunium

dan aduk alumunium secara terusmenerus pada saat inilah prosespengecoran dapat dilakukan padacetakan yang telah disiapkansebelumnya, dengan catatan cetakandipanaskan terlebih dahulu diatastungku, hal ini agar cairan logam tidakmengeras bila cetakannya dipanas

DAFTAR PUSTAKA1. Holman,J.P., 1994, “Perpindahan

Kalor”, Jakarta, Erlangga

2. Holman, J.P., 1985, “MetodePengukuran Teknik”,Jakarta, Erlangga

3. Surdia, Tata dan Saito Sinkoru,2000, “Pengetahun BahanTeknik”, Jakarta, PradnyaParamita

4. Lawrence, Van Vlack, 1991, "IlmuBahan dan TeknologiBahan",Jakarta Erlangga.

5. Archie W. Culp, Jr, DarwinSitompul, 1976, "Prinsip-Prinsip Konversi Energi",New York Mc Graw Hill.

6. Supriyanto, 2004, FISIKA, JakartaErlangga.

7. Wikipedia, 2008, http : // google.com/index.wikipedia.