Inconel adalah merek dagang yang digunakan oleh Special Metals Corporation untuk keluarga superalloy berbasis nikel-kromium austenitik.

Paduan Inconel adalah bahan tahan oksidasi yang cocok untuk digunakan di lingkungan ekstrem yang mengalami tekanan dan panas. Saat dipanaskan, Inconel membentuk lapisan oksida pasif yang melindungi permukaan dari serangan lebih lanjut. Inconel juga mempertahankan kekuatan pada rentang suhu yang luas, menjadikannya pilihan yang baik untuk aplikasi suhu tinggi di mana logam lainnya akan menyerah pada deformasi karena suhu tinggi.

Aplikasi umum Inconel meliputi turbin gas, ruang bakar, turbocharger, poros motor, pengencang suhu tinggi, pemrosesan kimia, bejana tekan, tabung penukar panas, generator uap, komponen inti dalam reaktor nuklir, dan banyak lagi. Inconel juga banyak digunakan dalam industri otomotif, termasuk penggunaan di Tesla untuk paket baterai utama dan di Ford untuk roda turbin mesin diesel. Inconel juga digunakan dalam industri penerbangan, termasuk dalam pesawat ulang-alik, pesawat eksperimental, dan mesin roket, serta dalam pembuatan pesawat ruang angkasa. SpaceX menggunakan Inconel dalam manifold mesin roket mereka, dan bahkan mencetak secara langsung menggunakan teknologi pencetakan 3D untuk beberapa komponen.

Inconel juga digunakan dalam industri otomotif, terutama dalam pembuatan roda turbin di turbocharger, katup buang di mesin drag racing NHRA Top Fuel, dan katup buang di mobil performa tinggi seperti Mazda Miata Supercharged. Selain itu, Inconel digunakan dalam aplikasi kimia seperti scrubber, kolom, reaktor, dan pipa. Alternatif untuk aplikasi kimia termasuk Hastelloy, baja karbon berlapis PFA, atau plastik yang diperkuat serat. Inconel memiliki berbagai jenis paduan yang digunakan untuk aplikasi tertentu, termasuk Inconel Alloy 625, Inconel Alloy 600, dan Inconel 718, yang masing-masing memiliki karakteristik dan kegunaan yang berbeda.

Data spesifik

Disadur dari: https://id.wikipedia.org/wiki/Inconel

Rolling adalah proses mengubah bentuk suatu  benda  dengan mengurangi ketebalannya. Rol berputar, menarik dan mendorong benda kerja di antara keduanya secara bersamaan. Selama proses penggulungan, benda terkena tegangan tekan yang tinggi akibat aksi penjepitan roller dan tegangan gesek geser permukaan  akibat gesekan antara roller dengan logam.

Selama proses penggulungan, tegangan ini menyebabkan deformasi plastis.Produk akhir dari proses ini adalah pelat logam  dan lembaran/kertas, dan ketebalan pelat biasanya lebih besar dari 1/4 inci. Lembaran logam biasanya tebalnya kurang dari 1/4 inci. Tujuan utama pengerolan adalah untuk mengurangi ketebalan logam. Biasanya, panjangnya bertambah dengan sedikit bertambahnya lebar dan berkurangnya panjang.

Proses Pengerolan

Pengerolan adalah proses untuk mengurangi ketebalan benda kerja menggunakan sejumlah rol, menghasilkan produk seperti plate, sheet, dan foil. Ada dua jenis pengerolan berdasarkan temperatur: pengerolan panas dan dingin. Pengerolan panas dilakukan di atas temperatur rekristalisasi untuk memperkecil ukuran butir logam, sementara pengerolan dingin dilakukan di bawah temperatur rekristalisasi untuk mengurangi ketebalan lebih lanjut dan menguatkan kekuatan logam.

Proses dimulai dengan pemanasan ingot dalam tungku untuk memastikan temperatur merata, disebut soaking, kemudian dirol dengan temperatur pengerolan 1200°C. Hasil pengerolan dapat berbentuk bloom, billet, atau slab, yang dapat dirol kembali menjadi produk akhir.

Proses dilakukan dengan mesin rol seperti mesin rol 2, 3, atau 4 tingkat, mesin rol cluster, dan mesin rol planetari. Mesin rol planetari memiliki rol pendukung besar yang dikelilingi oleh beberapa rol kecil, menghasilkan reduksi panas pelat menjadi strip melalui satu tahapan pengerolan.

Disadur dari: https://id.wikipedia.org/wiki/Pengerolan

Tanur busur listrik, atau kompor busur listrik, adalah oven listrik yang menggunakan busur listrik sebagai elemen pemanasnya. Busur listrik terjadi ketika elektroda bereaksi dengan elektroda atau ketika elektroda bereaksi dengan besi cair. Elektroda menghasilkan busur listrik dengan suhu leleh sekitar 3000 oC. Elektroda yang digunakan terbuat dari karbon murni dan diambil dari tabung penghasil karbon monoksida pada tekanan 250-300 atmosfer. Saat menggunakan tungku busur listrik, karbon tidak bercampur dengan baja cair, sehingga menghasilkan baja dengan kualitas lebih tinggi. Peralatan yang digunakan dalam proses pembuatan atau peleburan logam dimana besi tua dipanaskan dan dilebur menjadi besi tua di dalam tungku dengan busur listrik dari elektroda.

Sejarah

Bentuk dasar tungku busur listrik dapat dirancang setelah V.V. Petrov menemukan penggunaan efek busur listrik untuk melelehkan logam. Penemuan ini merupakan hasil penelitiannya pada tahun 1802-1803. Setelah konsep ini ditemukan, tungku busur listrik pertama berhasil dibuat 50 tahun kemudian. Jumlah listrik yang dihasilkannya masih sangat kecil sehingga masih diuji di laboratorium. Produksi oven dalam skala industri baru berhasil pada akhir abad ke-19 Masehi. Tungku busur ini menggunakan pembakaran tidak langsung dan pembakaran langsung menggunakan busur listrik. Pembakaran terjadi antara elektroda yang sejajar dengan permukaan logam dan terak. Pada desain klasik, logam cair mengalir melalui saluran bawah dengan arus listrik sehingga menyebabkan logam cair bercampur. Pembakaran tidak langsung tidak lagi digunakan pada model yang lebih modern. Sistem downpipe juga diganti dengan desain tungku yang lebih sederhana. Tungku busur listrik modern kini mampu mencapai produksi 360 ton dalam satu lelehan logam.

Macam macam arus listrik di Tanur busur listrik

Pada tungku busur listrik, ada dua jenis arus listrik yang dapat digunakan dalam proses peleburan, yaitu arus searah dan arus bolak-balik. Arus listrik yang paling umum digunakan dalam peleburan adalah arus bolak-balik 3 fasa dengan menggunakan elektroda grafit.

Salah satu keunggulan tungku busur listrik dibandingkan tungku oksigen dasar adalah kemampuan tungku busur listrik dalam mengolah besi tua menjadi baja cair 100%. Menurut laporan tersebut, 33% produksi baja mentah diproduksi di tungku busur listrik. Sementara itu, kapasitas produksi tungku busur listrik bisa meningkat hingga 400 ton. Keunggulan lain dari tungku busur listrik ini adalah energi yang dilepaskan dari logam mentah busur sangat tinggi sehingga menyebabkan tingginya oksidasi logam cair. Hal ini menyebabkan karbon dalam logam dalam bahan mentah teroksidasi, sehingga mengurangi kandungan karbon pada logam. Bentuk fisik tungku busur listrik ini cukup rendah sehingga sangat mudah dalam pengisian bahan bakunya. Sedangkan untuk penggunaan tungku busur listrik tidak terlalu sulit karena hanya membutuhkan sedikit operator untuk mengontrol proses peleburan dan penggunaan listrik di dapur.

Deskripsi Bentuk Tanur busur.

Tanur busur listrik merupakan struktur yang terdiri dari tungku oval di bagian bawah, dinding berbentuk silinder, dan tutup yang dapat bergerak. Elektrode grafit ditempatkan di tutup tanur dengan mekanisme penjepit, sementara elektrode bertumpu pada rangka tersendiri. Dinding pelindung tanur dilapisi dengan batu tahan api untuk mengurangi rugi kalor, sedangkan bagian luar dilindungi oleh pelat baja dengan sistem pendingin berbasis air.

Ada tiga lapisan pada bagian tungku oval: lining, batu tahan api, dan pelat baja konstruksi luar. Terdapat juga saluran penuangan untuk proses cetakan logam, dengan pintu slag untuk mengeluarkan slag yang terbentuk. Dalam praktiknya, ada tiga tipe dapur listrik yang umum digunakan, yaitu tanur busur listrik dengan arus bolak-balik atau searah, serta tanur induksi.

Tanur busur listrik dengan arus bolak-balik memungkinkan arus mengalir dari satu elektrode ke bahan logam melalui busur listrik, kemudian kembali ke elektrode lainnya. Tanur busur listrik dengan arus searah, dikembangkan oleh Paul Heroult, memungkinkan arus mengalir turun ke bahan yang akan dilebur melalui busur listrik, lalu menuju elektrode pasangannya di bawah dapur. Sementara pada tanur induksi, arus listrik diinduksikan ke dalam baja dengan osilasi medan magnet.

Tanur listrik dapat digunakan untuk memproduksi berbagai jenis baja, baik dengan proses asam maupun basa. Namun, terdapat keterbatasan, seperti tidak mampu memproduksi baja dengan kandungan unsur residual rendah dan tidak ekonomis untuk produksi melebihi 1.500.000 ton baja per tahun di satu daerah. Meskipun demikian, tanur listrik tetap menjadi pilihan yang fleksibel terutama di daerah dengan harga tenaga listrik murah dan ketersediaan baja bekas yang cukup banyak.

Disadur dari: https://id.wikipedia.org/wiki/Tanur_busur_listrik

Tungku induksi dapat dibagi menjadi tungku peleburan dengan frekuensi utama dari 50 Hz hingga 10.000 Hz dan tungku penyimpanan frekuensi utama. Prinsip kerjanya mirip dengan trafo, menghasilkan arus induksi pada kumparan listrik frekuensi tinggi untuk melebur logam dalam wadah peleburan. Nilai frekuensi tungku induksi bisa mencapai 2000 Hz dan tegangan DC dapat diatur hingga 800 VDC menggunakan "TYRISTOR" pada panel listrik. Kapasitor DC dipasang untuk mencegah lonjakan tegangan dan arus yang tak terduga akibat perubahan beban pada tungku.

Dengan sumber arus dan tegangan searah, kompor induksi dilengkapi dengan tabung tembaga sebagai penghantar dan dialiri air untuk mengurangi panas di smelter. Arus induksi memanaskan dan melelehkan bahan pengisi. Pemilihan frekuensi operasi terkait dengan bahan yang dicairkan dan kapasitas peleburan, di mana frekuensi operasi memengaruhi pergerakan cairan selama peleburan. Tungku penyimpanan panas berfungsi sebagai penampung cairan, membutuhkan daya yang besar untuk proses peleburan. Proses ini harus dimulai dengan bahan cair dan penambahan bahan padat harus dipertimbangkan agar tidak membeku di dalam tungku.

Sejarah

Produksi tungku induksi didasarkan pada prinsip hukum induksi Faraday (1831) dan teori medan elektromagnetik Maxwell (1873). Kompor induksi pertama diluncurkan oleh Verant pada tahun 1887, menggunakan prinsip kerja trafo dengan kumparan kedua berbentuk cincin dan inti baja sebagai saluran logam cair. Tungku ini awalnya tidak cocok untuk industri peleburan logam, tetapi pada tahun 1900, tungku induksi dengan saluran horizontal berhasil dikembangkan untuk keperluan industri. Insinyur kelistrikan terus melakukan penelitian dan pengembangan, dan pada tahun 1908, A.N. Lodygin berhasil mengembangkan tungku induksi yang cocok untuk industri peleburan logam. Tungku induksi buatannya kemudian digunakan secara luas di berbagai industri pada awal abad ke-20.

Pendahuluan

Penggunaan tanur induksi dalam industri pengecoran logam semakin populer karena memiliki beberapa keunggulan, seperti hasil peleburan yang bersih, kemudahan pengaturan temperatur, komposisi cairan yang homogen, efisiensi energi yang tinggi, dan kemampuan untuk melebur berbagai jenis material. Namun, terdapat juga beberapa kendala seperti biaya operasional yang tinggi, kebutuhan akan operator dan teknisi berpengalaman, serta risiko keamanan yang tinggi karena menggunakan energi listrik besar.

Tanur induksi bekerja berdasarkan prinsip transformator dengan arus AC dari sumber tenaga mengalir melalui kumparan primer dan menghasilkan arus induksi pada kumparan sekunder yang diletakkan dalam medan magnet. Terdapat dua jenis tanur induksi, yaitu tanur induksi jenis saluran untuk menahan temperatur cairan dan tanur induksi jenis krus untuk proses peleburan. Pemuatan bahan baku dalam tanur harus memperhatikan urutan yang tepat untuk meningkatkan efisiensi peleburan.

Tanur induksi sangat penting dalam proses peleburan logam, terutama dalam industri besi dan baja. Energi peleburan didapatkan dari sumber listrik, dan kualitas peleburan sangat bergantung pada lining tanur serta ukuran dan jenis bahan baku yang digunakan. Oleh karena itu, pemilihan bahan baku yang masif dan berkualitas menjadi kunci untuk mencapai efisiensi peleburan yang tinggi.

Disadur dari: https://id.wikipedia.org/wiki/Tungku_induksi

Bijih besi adalah deposit yang digunakan untuk membuat besi. Bijih besi terdiri dari atom oksigen dan besi yang terikat menjadi satu dalam molekul. Besi sendiri biasanya terdapat dalam bentuk magnetit (Fe3O4), hematit (Fe2O3), goetit, limonit atau siderit. Bijih besi biasanya mengandung banyak oksida besi dan warnanya bervariasi dari abu-abu tua, kuning muda, ungu tua hingga merah karat. Saat ini cadangan bijih besi terlihat tinggi, namun seiring dengan ledakan penggunaan besi, cadangan tersebut akan mulai berkurang karena jumlahnya tetap. Misalnya, Lester Brown dari Worldwatch Institute memperkirakan bahwa bijih besi akan habis dalam 64 tahun, berdasarkan tingkat pertumbuhan tahunan konservatif sebesar 2 persen.

Batuan bijih besi dan mineral yang logam besinya dapat ditambang secara ekonomis. Bijihnya biasanya mengandung oksida besi yang tinggi dan warnanya bervariasi dari abu-abu tua, kuning muda, ungu tua hingga merah karat. Besi sendiri biasanya terdapat dalam bentuk magnetit (Fe3O4), hematit (Fe2O3), goetit (FeO(OH), limonit (FeO(OH)n(H2O)) atau siderit (FeCO3). Bijih yang mengandung hematit atau magnetit dalam jumlah sangat tinggi (sekitar 60% lebih banyak dari besi) dikenal sebagai "bijih alami". atau "bijih umpan langsung", artinya bijih tersebut dapat dimasukkan langsung ke dalam tanur tinggi industri besi. Sebagian besar cadangan bijih tersebut kini telah habis. Bijih besi merupakan bahan baku yang digunakan untuk memproduksi pig iron yang merupakan salah satu bahan baku terpenting untuk baja. 98% bijih besi yang ditambang digunakan untuk membuat baja. Faktanya, bijih besi dikatakan sebagai "bagian yang lebih aman dalam perekonomian dunia dibandingkan komoditas lainnya, kecuali mungkin minyak.".

Bijih besi memiliki beberapa jenis, termasuk sulfida, karbonat, magnetit, hematit, maghemite, dan limonit:

• Bijih besi sulfida, seperti pirit dan pirhotit, tidak digunakan langsung untuk produksi besi karena sulfur dapat melemahkan paduan besi.
• Bijih besi karbonat, seperti siderit, memberikan oksida saat dikalsinasi.
• Bijih besi magnetit adalah mineral besi terkaya dalam logam, sering dikaitkan dengan hematit.
• Bijih besi hematit merupakan komponen utama dalam industri baja, dengan beberapa jenis seperti oligist, specularite, dan martite.
• Bijih besi maghemite adalah bentuk hematit metastabil yang memiliki sifat magnetik yang sama dengan magnetit.
• Bijih besi limonit adalah campuran hidroksida besi mikrokristalin dan bahan lain seperti aluminium, fosfat, arsenat, dan senyawa organik.
• Silikat tidak digunakan untuk ekstraksi besi karena proses pengayaan yang kompleks dan ketidakcocokannya untuk digunakan dalam tanur tinggi.

Dalam keseluruhan, bijih besi memiliki variasi mineral dan komposisi yang berbeda, dan pemanfaatannya tergantung pada jenisnya serta proses ekstraksi yang sesuai.

Kandungan besi unsur mineral besi utama bervariasi dalam batas-batas khas:

• magnetit  : Fe = 50 - 67%
• hematit  : Fe = 30 - 65%
• limonit  : Fe = 25 - 45%
• siderit  : Fe = 30 - 40%

Disadur dari: https://id.wikipedia.org/wiki/Bijih_besi

Besi tuang atau cast iron, pig iron, lump iron merupakan produk antara industri baja. Besi tuang jenis ini mempunyai kandungan karbon yang sangat tinggi, antara biasanya 3,8 dan 4,7%, serta silika dan komponen limbah lainnya, sehingga sangat rapuh dan tidak dapat dimanfaatkan secara langsung sebagai suatu bahan, kecuali untuk beberapa kegunaan tertentu. Jenis besi ini diperoleh dengan melebur besi besi menjadi batangan besi tidak murni yang dapat diangkut, berkarbon tinggi, dan diproduksi di tanur tinggi sebagai bahan mentah untuk diproses lebih lanjut.

Bentuk cetakan tradisional yang digunakan untuk membuat batangan besi cor adalah struktur cabang yang terbuat dari pasir, banyak batangan yang membentuk sudut dengan saluran atau saluran utama, menyerupai kawanan anak babi yang sedang menyusui. Saat logam mendingin dan membekukan, billet yang lebih kecil (babi) terpisah dari saluran (utama), oleh karena itu dinamakan pig iron. Karena besi tuang dirancang untuk dicairkan kembali, ukuran batangan yang tidak rata dan adanya sedikit pasir tidak menimbulkan masalah karena kemudahan pengecoran dan penanganannya.

Proses pembuatan besi kasar

_{Mesin cetak ingot besi kasar.}

Bahan untuk pembuatan besi kasar adalah bijih besi, kokas, batu Kapur. Bijih besi, antara lain :

• batu besi coklat atau limonit (2Fe2O3 + 3H2O)
• batu besi merah atau hematit (Fe2O3)
• batu besi magnet (Fe2O4)
• batu besi kalsit (FeCO3)

Bijih besi merupakan sumber paling penting dari unsur Ferro (besi). Kokas adalah batubara, yaitu batubara hasil sulingan kering yang mengandung sedikit sulfur. Kokas bertindak sebagai bahan bakar dan membutuhkan banyak asam sebagai peniupnya. Sebagai material tambahan, batu kapur berguna untuk mengikat abu batubara dan batuan sejenisnya hingga menjadi terak yang mudah lepas dari besi tuang.

Disadur dari: https://id.wikipedia.org/wiki/Besi_kasar