BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 TINJAUAN UMUM Proses produksi yang terdapat di Pabrik Gula Sei Semayang yang memproduksi gula GKP I (Gula Kristal Produk I) dengan bahan baku utama adalah tebu dengan berat bahan 4000 ton perhari dan bahan pembantu proses adalah kapur tohor dan belerang. Tanaman tebu dipanen pada saat tanaman memiliki kadar gula atau sukrosa yang tinggi (umur sekitar bulan). Tebu diangkut dengan menggunakan truk pada gambar 3.1 dan ditimbang di jembatan timbang. Dari timbangan ini nantinya dapat diketahui brutto, netto, dan tara. Gambar 2.1 Pengangkutan tebu dengan truk Setelah tebu mengalami proses penimbangan, selanjutnya tebu digiling pada stasiun gilingan. Tebu diangkut melalui conveyor (Cane Carier) dengan kecepatan 3-15 m/menit menuju alat Cane Laveller yang berfungsi sebagai alat pemerata tebu menuju Cane Cutter I sehingga tebu dipotong dengan merata seperti terlihat pada gambar 2.2. Setelah tebu dipotong-potong dengan alat pemotong II (Cane Cutter II) pada gambar 2.3 yang berfungsi untuk menyayat tebu sampai menjadi serpihan tebu masuk ke gilingan I, maka tebu harus melewati alat penangkap besi-besi yang mungkin terikut dalam serpihan tebu.

2 Gambar 2.2 Cane Cutter I Gambar 2.3 Cane Cutter II Penggilingan (perahan) dilakukan sebanyak 12 kali dengan 5 unit gilingan (5 Set Three Roller Mill) yang disusun seri dengan memakai tekanan hidrolik yang berbeda-beda dengan masing-masing unit gilingan terdiri dari 3 roll. Jarak antara roll atas (Top Roll) dengan roll belakang (Bagasse Roll) lebih kecil daripada jarak antara roll atas dengan roll depan (Feed Roll) mempunyai permukaan beralur berbentuk V dengan sudut 30 0 yang gunanya untuk memperlancar aliran nira dan mengurangi terjadinya slip. Masing-masing roll dipasangkan sebuah poros untuk melakukan putarannya dan poros tersebut ditumpu oleh dua bantalan luncur yang dapat dilihat pada gambar 2.4. Shaft Roll Top Roll Gambar 2.4 Top Roll dan Shaft Roll Besarnya tekanan hidrolik yang digunakan untuk mengepres alat penggiling adalah kg/cm 2 dengan putaran berbeda antara gilingan I dengan yang lain dimana gilingan I skitar 5,3 rpm, gilingan II 5,2 rpm, gilingan III 5,0 rpm, gilingan IV 5,0 rpm, gilingan V 4,8 rpm.

3 Mekanisme kerja dari 5 Set Three Roller Mill adalah sebagai berikut : 1. Tebu yang sudah dicacah halus pada Cane Cutter I masuk ke pencacah Cane Cutter II elevator masuk ke gilingan pertama. Air perahan nira dari gilingan pertama ditampung pada bak penampung I yang disebut primary juice. Ampas dari gilingan I masuk pada gilingan II untuk diperah lagi. Air perahan II masuk dalam bak penampungan II. 2. Nira dari gilingan I dan II masih ada ampasnya yang sama-sama ditampung pada bak penampungan I. Nira pada bak penampungan I disaring pada Juice Strainer kemudian ampasnya dimasukkan pada gilingan II dan nira yang disaring ditampung dalam satu tangki dan siap dipompakan ke stasium pemurnian. Tangki penampungan ini disebut Raw Juice Tank. 3. Ampas dari gilingan II masuk ke gilingan III untuk diperah lagi. Air perasan ditampung pada bak penampung III dan digunakan sebagai imbibisi yang keluar dari gilingan I. 4. Ampas dari gilingan III masuk ke gilingan IV, air perasan (nira) ditampung pada bak IV dan digunakan sebagai imbibisi ampas yang keluar dari gilingan II. 5. Ampas dari gilingan IV masuk ke gilingan V untuk diperas lagi. Nira dari gilingan V ditampung pada bak V dan digunakan sebagai imbibisi ampas yang keluar dari gilingan III. 6. Ampas yang keluar dari gilingan IV diberi air imbibisi sebelum masuk ke gilingan V yang memiliki temperatur air imbibisi sekitar C. Ampas tebu dari gilingan V selanjutnya diangkutnya dengan satu unit conveyor melalui suatu plat saringan, dimana ampas berserat kasar dilewatkan menuju boiler sebagai bahan bakar dan sebagian dibawa menuju gudang ampas sebagai cadangan.

4 Skema dari prosedur penggilingan dapat dilihat dari gambar 2.5 berikut : Gambar 2.5 Skema proses penggilingan 2.2 PENGERTIAN DAN FUNGSI POROS Poros merupakan salah satu bagian terpenting dalam setiap mesin yang berfungsi untuk meneruskan daya dan putaran. Poros adalah suatu bagian stasioner yang berputar, biasanya berpenampang bulat, dimana terpasang elemenelemen seperti roda gigi, pully, roda gila (flywheel), engkol, sproket, dan elemen pemindah daya lainnya. Poros bisa menerima lenturan, tarikan, tekan, atau puntiran, yang bekerja sendiri-sendiri atau berupa gabungan satu dengan lainnya. Bila beban tersebut tergabung, kita bisa mengharapkan untuk mencari kekuatan statis dan kekuatan lelah yang perlu untuk pertimbangan perencanaan, karena suatu poros tunggal bisa diberi tegangan-tegangan statis, tegangan bolak-balik lengkap, tegangan berulang, yang semuanya bekerja pada waktu yang sama Jenis - Jenis Poros Menurut pembebanannya poros diklasifikasikan menjadi : a. Poros transmisi Poros macam ini mendapat beban puntir murni atau puntir dan lentur. Daya ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi, puli sabuk atau sproket rantai.

5 b. Poros spindel Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran, disebut spindel. Syarat yang harus yang dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti. c. Poros gandar Poros seperti yang dipasang diantara roda-roda kereta barang, dimana tidak mendapat beban puntir, bahkan kadang-kadang tidak boleh berputar, disebut gandar. Gandar ini hanya mendapat beban lentur, kecuali jika digerakkan oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban puntir juga. 2.3 MEMBUAT CORAN Untuk membuat coran harus dilakukan proses-proses seperti pencairan logam, membuat cetakan, menuang, membongkar, dan membersihkan coran. Untuk pencairan logam bermacam-macam tanur dipakai. Umumnya kupola atau tanur induksi frekuensi rendah dipergunakan untuk besi cor, tanur busur listrik atau tanur frekuensi tinggi untuk baja cor dan tanur krus untuk paduan tembaga atau coran paduan ringan. Cetakan biasanya dibuat dengan jalan memadatkan pasir. Pasir yang dipakai adalah pasir alam atau pasir buatan yang mengandung tanah lempung. Kadang-kadang dicampurkan pengikat khusus seperti air-kaca, semen, resin furan, resin fenol atau minyak pengering, karena zat-zat tersebut berfungsi untuk memperkuat cetakan atau mempermudah operasi pembuatan cetakan. Selain dari cetakan pasir, kadang-kadang dipergunakan juga cetakan logam. Pada umumnya logam cair dituangkan dengan pengaruh gaya berat, walaupun kadang-kadang dipergunakan tekanan pada logam cair selama atau setelah penuangan. Pengecoran cetak adalah suatu cara pengecoran dimana logam cair ditekan ditekan ke dalam cetakan logam dengan tekanan tinggi, coran tipis dapat dibuat dengan cara ini. Pengecoran tekanan rendah adalah suatu cara pengecoran dimana diberikan tekanan yang sedikit lebih tinggi dari tekanan atmosfir pada permukaan logam dalam tanur, tekanan ini mengakibatakan mengalirnya logam cair ke atas melalui pipa ke dalam cetakan.

6 Pengecoran sentrifugal adalah suatu cara pengecoran dimana cetakan diputar dan logam cair dituangkan ke dalamnya, sehingga logam cair tertekan oleh gaya sentrifugal dan kemudian membeku. Setelah penuangan, coran dikeluarkan dari cetakan dan dibersihkan, bagian-bagian yang tidak perlu dibuang dari coran. 2.4 BAHAN BAHAN PENGECORAN Pada umumnya bahan-bahan yang digunakan untuk pengecoran logam adalah paduan atau coran yang terdiri dari coran besi cor, coran baja, coran paduan tembaga, coran logam ringan, dan coran paduan lainnya seperti yang ditunjukkan daftar 2.1 berikut. Coran besi cor Besi kelabu Besi cor mutu tinggi Besi cor kelabu paduan Besi cor bergrafit bulat Besi cor mampu tempa Besi cor dicil Coran baja Baja cor karbon Baja cor paduan CORAN Coran paduan tembaga Brons Kuningan Kuningan tegangan tinggi, dll Coran logam ringan Coran paduan aluminium Coran paduan magnesium Coran paduan seng Coran paduan nikel

7 Coran paduan lain Coran paduan timbal Coran paduan tin Lain-lain Daftar 2.1 Penggolongan bahan coran Besi Cor Besi cor adalah paduan besi yang mengandung karbon, silisium, mangan, pospor dan belerang. Besi cor dikelompokkan menjadi besi cor kelabu, besi cor kelas tinggi, besi cor kelabu paduan, besi cor bergrafit bulat, besi cor mampu tempa, dan besi cor cil. Struktur besi cor terdiri dari ferit atau perlit dan serpih karbon bebas. Karbon dan silisium ternyata mempengaruhi struktur mikro, ukuran serta bentuk dari karbon bebas dan keadaan struktur dasar berubah sesuai dengan mutu dan kuantitasnya. Disampng itu, ketebalan dan laju pendinginan mempengaruhi struktur mikro. Besi cor kelabu memiliki kekuatan tarik kira-kira kgf/mm 2, titik cairnya kira-kira 1200 o C, namun besi cor ini agak getas. Besi cor kelabu memiliki mampu cor yang sangat baik serta murah dan paling banyak digunakan untuk benda-benda coran. Besi cor kelas tinggi mengandung lebih sedikit karbon dan silikon, lagi pula ukuran grafit bebasnya agak kecil, dibanding dengan besi cor kelabu, sehingga kekuatan tariknya lebih tinggi yaitu kira-kira kgf/mm 2. Besi cor kelabu paduan mengandung unsur-unsur paduan dan grafit, mempunyai struktur yang stabil sehingga sifat-sifatnya lebih baik. Unsur-unsur yang ditambahkan adalah khrom, nikel, molibden, vanadium, titan dan sebagainya sehingga ketahanan panas, ketahanan aus, ketahanan korosi, dan mampu mesin baik sekali berkat adanya unsur-unsur tambahan tersebut. Besi cor mampu tempa dibuat dari besi cor putih yang dilunakkan didalam sebuah tanur dalam waktu yang lama. Menurut struktur mikronya ada tiga macam besi cor mampu tempa, yaitu besi cor mampu tempa perapian hitam, besi cor mampu tempa perapian putih, dan besi cor mampu tempa perlit. Besi cor grafit bulat dibuat dengan jalan mencampurkan magnesium, kalsium atau serium ke dalam cairan logam sehingga grafit bulat akan

8 mengendap. Besi cor macam ini mempunyai kekuatan, keuletan, ketahanan aus, dan ketahanan panas yang baik sekali dibandingkan dengan besi cor kelabu. Besi cor cil ialah besi cor yang mempunyai permukaan terdiri dari besi cor putih dan bagian didalamnya terdiri dari struktur dengan endapan grafit. Permukaannya mempunyai ketahanan aus yang baik sekali dan bagian dalamnya mempunyai keuletan yang baik pula. Besi cor ini digunakan sebagai bahan tahan aus Baja Cor Baja cor digolongkan ke dalam baja karbon dan baja paduan. Coran baja karbon adalah paduan besi karbon dan digolongkan menjadi tiga macam, yaitu baja karbon rendah (C< 0,20%), baja karbon sedang (0,20-0,50% C), dan baja karbon tinggi (C< 0,50%). Kadar karbon mempengaruhi kekuatannya. Baja cor mempunyai struktur yang buruk dan sifat yang getas apabila tidak diadakan perlakuan panas, dengan pelunakan atau penormalan maka baja cor menjadi ulet dan strukturnya menjadi halus. Titik cairnya kira-kira 1500 o C, mampu cornya lebih buruk dibandingkan dengan besi cor, tetapi baik sekali dipergunakan sebagai bahan bagian-bagian mesin, sebab kekuatannya yang tinggi dan harganya rendah. Baja cor paduan adalah baja cor yang ditambah unsur-unsur paduan seperti mangan, khrom, molibden atau nikel yang dibubuhkan untuk memberikan sifatsifat khusus dari baja paduan tersebut seperti sifat-sifat ketahanan aus, ketahanan asam, dan korosi atau keuletan Coran Paduan Tembaga Macam-macam coran paduan tembaga adalah perunggu, kuningan, kuningan kekuatan tinggi, perunggu aluminium dan sebagainya. Perunggu adalah paduan antara tembaga dan timah, dan perunggu yang biasa dipakai mengandung kurang dari 15% timah. Titik cairnya kira-kira 1000 o C, memiliki mampu cor yang baik, serta memiliki sifat-sifat ketahanan korosi dan ketahanan aus yang baik sekali. Perunggu digolongkan ke dalam dua macam, yaitu perunggu fosfor yang sifat ketahanan ausnya diperbaiki oleh penambahan fosfor, dan perunggu timbal yang cocok untuk logam bantalan dengan menambahkan timbal.

9 Kuningan adalah paduan antara tembaga dan seng, dan kuningan kekuatan tinggi adalah paduan yang mengandung tembaga, aluminium, besi, mangan, nikel, dan sebagainya. Perunggu aluminium adalah paduan tembaga, aluminium, dan sebagainya, yang baik sekali dalam sifat-sifat ketahanan aus dan korosi Coran Paduan Ringan Coran paduan ringan adalah coran paduan aluminium, coran paduan magnesium dan sebagainya. Aluminium murni mempunyai sifat mampu cor dan sifat mekanis yang jelek. Oleh karena itu dipergunakan paduan aluminium karena sifat-sifat mekanisnya akan diperbaiki dengan menambahkan tembaga, silisium, magnesium, mangan, nikel dan sebagainya. Al-Si, Al-Cu-Si, dan Al-Si-Mg adalah deretan dari paduan aluminium yang banyak dipergunakan untuk bagian-bagian mesin, Al-Cu-Ni-Mg dan Al-Si-Cu-Ni-Mg adalah deretan untuk bagian-bagian mesin yang tahan panas, dan Al-Mg adalah untuk bagian-bagian tahan korosi.. Paduan magnesium adalah paduan yang biasanya ditambahkan aluminium, mangan, berillium sebagai unsur-unsur paduannya Coran Paduan Lainnya Paduan seng yang mengandung sedikit aluminium dipergunakan untuk pengecoran cetak. Logam monel adalah paduan nikel yang mengandung tembaga dan demikian juga hasteloy yang mengandung molibden, khrom, dan silikon. Paduan timbal adalah paduan dari timbal, tembaga dan timah, dan logam bantalan adalah paduan dari timbal, tembaga dan stibium. 2.5 PENGGUNAAN CORAN Secara garis besar daftar 2.2 menunjukkan penggunaan dari berbagai macam bahan coran seperti berikut. Bahan Besi cor kelabu (termasuk besi cormutu Contoh Penggunaan Bagian-bagian mobil (blok silinder, tutup silinder, rumah engkol, selubung silinder, roda daya, tromol rem, dst). Mesin perkakas (bed, meja, pegangan). Mesin hidrolis (pompa, turbin, rumah-rumah, pengalir)

10 tinggi) Besi cor mampu tempa Besi cor bergrafit bulat Baja cor karbon dan paduan Coran paduan tembaga Coran paduan ringan Mesin serat, mesin cetak. Mesin listrik (rangka motor, rumah-rumah motor). Pipa air besi cor, bagian-bagian mesin (roda gigi, kopling, roda ban). Bagian-bagian mobil (pelat rangka, roda ban, poros engkol, selubung silinder, lengan ayun, poros, rumah-rumah kopling). Bagian-bagian mobil (poros engkol, dst), alat-alat pembuat baja (Rol, kotak ingot), pipa air besi cor, bagian-bagian mesin (yang memerlukan keuletan lebih dari besi cor kelabu). Bagian-bagian mesin (yang memerlukan tahan lama). Bagian-bagian kendaraan kereta api(rangka, kopling) Mesin-mesin pemindah tanah (rantai, rumah rem) Mesin-mesin hidrolis (pengalir turbin air, rumah-rumah pompa). Alat-alat pembuat baja (rol, dudukan rol), bagian-bagian kapal (rangka buritan, rumah-rumah urbin, lengan engkol), mesinmesin pertambangan (mesin kasut, penggali keruk). Bagian-bagian mesin (bantalan, rumah katup, bus), mesin-mesin hidrolis (pompa, penyambung). Bagian-bagian kapal ( baling-baling, pompa, dst.). Bagian-bagian mobil (rumah transmisi, blok silinder, tutup silinder, saluran isap). Pompa, rangka kamera, rangka meteran, tutup. Daftar 2.2 Penggunaan bahan pengecoran 2.6 POLA Pola yang dipergunakan untuk membuat cetakan benda coran dapat digolongkan menjadi pola logam dan pola kayu. Pola logam dipergunakan agar dapat menjaga ketelitian ukuran benda coran, terutama dalam masa produksi, sehingga unsur pola bisa lebih lama dan produktifitasnya tinggi.

11 Pola kayu dibuat dari kayu, murah, cepat dibuatnya dan mudah diolahnya dibanding dengan pola logam. Oleh karena itu pola kayu umumnya dipakai untuk cetakan pasir, sering permukaannnya diperkuat dengan lapisan plastik. Hal pertama yang harus dilakukan pada pembuatan pola adalah mengubah gambar perencanaan menjadi gambar untuk pengecoran. Selanjutnya menetapkan tambahan penyusutan, tambahan untuk penyelesain dengan mesin, kemiringan pola, dan dibuat gambar untuk pengecoran yang kemudian diserahkan kepada pembuat pola. Untuk mendapatkan hasil coran yang baik adalah dalam penentuan kup, drag, dan permukaan pisah yang memiliki ketentuan-ketentuan sebagai berikut : 1. Pola harus mudah dikeluarkan dari cetakan 2. Sistem saluran harus dibuat sempurna untuk mendapatkan aliran logarn cair yang optimum. 3. Permukaan pisah lebih baik hanya satu bidang saja, karena permukaaan pisah yang terialu banyak akan menghabiskan terlalu banyak waktu dalam proses Macam-Macam Pola Pola memiliki berbagai macam bentuk dan dalam pemilihan pola harus diperhatikan produktifitas, kualitas coran, dan harga pola Pola Pejal Pola pejal adalah pola yang biasa dipakai yang bentuknya hampir serupa dengan bentuk coran dan dibagi menjadi dua macam yaitu pola tunggal dan pola belahan. a. Pola tunggal. Pola ini dibuat serupa dengan corannya, disamping itu kecuali tambahan penyusutan, tambahan penyelesaian mesin dan kemiringan pola, kadang-kadang dibuat juga menjadi satu dengan telapak inti.

12 Gambar 2.6 Pola Tunggal b. Pola belahan. Pola ini dibelah ditengah untuk memudahkan pembuatan cetakan. Permukaan pisahnya kalau mungkin dibuat satu bidang Gambar 2.7 Pola Belahan c. Pola setengah. Pola ini dibuat untuk coran dimana kup dan dragnya simetri terhadap permukaan pisah. Kup dan drag dicetak hanya dengan setengah pola, sehingga harga pola setengah dari harga pola tunggal. Gambar 2.8 Pola Setengah d. Pola belahan banyak. Dalam hal ini pola dibagi menjadi tiga belah atau lebih untuk memudahkan penarikan dari cetakan dan untuk penyederhanaan pemasangan inti

13 Gambar 2.9 Pola Belahan Banyak Pola Pelat Pasangan Pola ini merupakan pelat dimana pada kedua belahnya ditempelkan pola demikian juga saluran turun, pengalir, saluran masuk, dan penambah. Pola biasanya dibuat dari logam atau plastik. Gambar 2.10 Pola Pelat Pasangan Pola Pelat Kup dan Drag Pola kayu, logam atau plastik dilekatkan pada dua pelat demikian juga saluran turun, turun pengalir, saluran masuk, dan penambah. Pelat tersebut ialah pelat kup dan pelat drag. Kedua pelat dijamin oleh pena-pena agar bagian atas dan bawah dari coran menjadi cocok. Gambar 2.11 Pola Pelat Kup dan Drag

14 2.6.2 Bahan-Bahan Pola Kayu Kayu yang dipakai adalah kayu saru, kayu aras, kayu pinus, kayu magoni, kayu jati dan lain-lain. Kayu yang kadar airnya lebih 14% tidak dapat dipakai karena akan terjadi pelentingan yang disebabkan yang disebabkan perubahan kadar air dalam kayu Resin Sintetis Dari berbagai macam resin sintetis, hanya resin Epoksi-lah yang banyak dipakai. Ia memiliki sifat-sifat : penyusutan yang kecil pada waktu mengeras, tahan aus yang tinggi, memberikan pengaruh yang lebih baik dengan menambah pengencer, zat pemlastis atau zat penggemuk menurut penggunaannya Bahan untuk Pola Logam Bahan yang lazim digunakan adalah besi cor. Biasanya dipakai besi cor kelabu karena sangat tahan aus, tahan panas, dan tidak mahal. Baja khusus dipakai untuk pena atau pegas sebagai bagian dari pola yang memerlukan keuletan. 2.7 RENCANA PENGECORAN Pada pembuatan cetakan harus diperhatikan sistem saluran yang mengalirkan cairan logam kedalam rongga cetakan. Besar dan bentuknya ditentukan oleh ukuran tebalnya irisan dan macam logam yang dicairkan. Kualitas coran tergantung pada sistem saluran dan keadaan penuangan Sistim Saluran Sistem saluran adalah jalan masuk cairan logam yang dituangkan kedalam rongga cetakan. Cawan tuang merupakan penerima cairan logam langsung dari ladel. Saluran turun adalah saluran yang pertama membawa cairan logam dari cawan tuang ke dalam pengalir dan saluran masuk. Pengalir adalah saluran yang membawa logam cair dari saluran turun ke bagian bagian yang cocok pada cetakan. Saluran masuk adalah saluran yang mengisikan logam cair dari pengalir ke dalam rongga cetakan.

15 Gambar 2.12 Istilah-istilah sistim Pengisian Bentuk dan Bagian-Bagian dari Sistim Saluran Cawan Tuang Cawan tuang berbentuk corong dengan saluran turun dibawahnya. Konstruksinya harus tidak dapat dilalui oleh kotoran yang terbawa dalam logam cair. Oleh karena itu cawan tuang tidak boleh terlalu dangkal. Cawan tuang dilengkapi dengan inti pemisah, dimana logam cair dituangkan disebelah kiri saluran turun. Dengan demikian inti pemisah akan menahan terak atau kotoran, sedangkan logam bersih akan lewat di bawahnya kemudian masuk ke saluran turun. Terkadang satu sumbat ditempatkan pada jalan masuk dari saluran turun agar aliran dari logam cair pada saluran masuk cawan tuang selalu terisi. Dengan demikian kotoran dan terak akan terapung pada permukaan dan terhalang untuk masuk kedalam saluran turun. Gambar 2.13 Ukuran cawan tuang

16 Saluran Turun Saluran turun dibuat lurus dan tegak dan irisan berupa lingkaran. Kadang kadang irisannya dari atas sampai bawah, atau mengecil dari atas ke bawah. Yang kedua dipakai apabila diperlukan penahan kotoran sebanyak mungkin. Saluran turun dibuat dengan melubangi cetakan dengan menggunakan suatu batang atau dengan memasang bumbung tahan panas Pengalir Pengalir biasanya mempunyai irisan seperti trapesium atau setengah lingkaran, sebab irisan demikian mudah dibuat pada permukan pisah dan juga pengalir mempunyai luas permukaan terkecil untuk satu luasan tertentu, sehingga lebih efektif untuk pendinginan yang lambat. Logam cair dalam pengalir masih membawa kotoran yang terapung terutama pada permulaan penuangan, sehingga harus dipertimbangkan untuk membuang kotoran tersebut. Ada beberapa cara untuk membuang kotoran tersebut yaitu sebagai berikut : a. Perpanjangan pemisah dibuat pada ujung saluran pengalir b. Membuat kolam putaran pada tengah saluran pengalir (dibawah saluran turun) c. Membuat saluran turun bantu. Gambar 2.14 Perpanjangan pengalir

17 Saluran Masuk Saluran masuk dibuat dengan irisan yang lebih kecil daripada irisan pengalir, agar dapat mencegah kotoran masuk kedalam rongga cetakan. Bentuk irisan yang membesar kearah rongga cetakan untuk mencegah terkikisnya cetakan. Gambar 2.15 Saluran Masuk Penambah Penambah adalah memberi logam cair untuk mengimbangi penyusutan dalam pembekuan coran, sehingga penambah harus membeku lebih lambat dari pada coran, kalau penambah terlalu besar maka persentase terpakai akan dikurangi, dan kalau penambah terlalu kecil akan terjadi rongga penyusutan. Karena itu penambah harus mempunyai ukuran yang cocok. Penambah digolongkan menjadi dua macam yaitu : penambah samping dan penambah atas. Penambah samping merupakan penambah yang dipasang disamping coran, dan langsung dihubungkan dengan saluran turun dan pengalir, sangat efektif dipakai untuk coran ukuran kecil dan menengah. Penambah atas merupakan penambah yang dipasang diatas coran, biasanya berbentuk silinder dan mempunyai ukuran besar.

18 Gambar 2.16 Penambah samping dan penambah atas 2.8 PASIR CETAK Syarat-Syarat Pasir Cetak Pasir cetak yang baik harus memenuhi syarat syarat sebagai berikut : 1. Mempunyai sifat mampu bentuk sehingga mudah dalam pembuatan dengan kekuatan yang cocok, sehingga cetakan yang dihasilkan tidak rusak karena digeser, tahan menahan logam cair yang dituang kedalamnya. 2. Permeabilitas yang cocok. Udara yang ada dalam cetakan waktu penuangan harus dikeluarkan melalui rongga rongga diantara butir butir pasir. 3. Distribusi besar butiran pasir yang sesuai. 4. Tahan terhadap temperatur logam yang dituang. 5. Komposisi yang cocok. Dalam pasir cetak diharapkan tidak terkandung bahan bahan lain yang mungkin menghasilkan gas atau larut dalam logam. 6. Mampu dipakai kembali.

19 beriku. Temperatur penuangan beberapa macam logam dapat dilihat dalam tabel Macam Coran Temperatur Tuang ( 0 C) Paduan ringan Brons Kuningan Besi Cor Baja Cor Daftar 2.3 Temperatur tuang beberapa logam Macam-Macam Pasir Cetak Pasir cetak yang lajim dipakai adalah pasir gunung, pasir pantai, pasir sungai, dan pasir silica alam. Bila pasir mempunyai kadar lempung yang cocok dan bersifat adesif maka pasir itu dapat langsung digunakan begitu saja. Bila kadar lempungnya kurang dan sifat adesifnya kurang maka perlu ditambahkan bahan pengikat seperti lempung. Pasir gunung umumnya digali dari lapisan tua, mengandung lempung dan kebanyakan dapat dipakai setelah dicampur air. Pasir dengan kadar lempung 10 20% dapat dipakai begitu saja. Pasir dengan kadar lempung kurang dari 10 % mempunyai sifat adesif yang lemah, harus ditambah lempung supaya bisa dipakai. Pasir pantai diambil dari pantai dan pasir kali diambil dari kali. Keduanya mengandung kotoran seperti ikatan organic yang banyak. Pasir silica dalam beberapa hal didapat dari gunung dalam keadaan alamiah atau biasa juga didapat dengan cara memecah kwarsit. Semua jenis pasir yang disebut diatas mempunyai bagian utama SiO 2. Pasir pantai, pasir kali, pasir silica alam dan pasir silica buatan tidak melekat dengan sendirinya, sehingga dibutuhkan bahan pengikat Susunan Pasir Cetak 1. Bentuk butir dari pasir cetak digolongkan menjadi butir pasir bundar, butir pasir sebagian bersudut, butir pasir bersudut, butir pasir kristal. Dari antara jenis butiran pasir diatas yang paling banyak adalah jenis butir pasir

20 bulat, karena memerlukan jumlah pengikat yang lebih sedikit. Bentuk butir pasir kristal adalah yang terburuk. 2. Tanah lempung adalah terdiri dari kaolinit, ilit dan mon morilonit, juga kwarsa jika ditambah air akan menjadi lengket, dan jika diberikan lebih banyak air akan menjadi seperti pasta. Ukuran butir dari tanah lempung 0,005 0,02 mm. kadang-kadang dibutuhkan bentonit juga yaitu merupakan sejenis dari tanah lempung dengan besar butiran yang sangat halus 0,01 10 μm dan fasa penyusunnya adalah monmorilonit (Al 2 O 3, 4SiO 2, H 2 O) 3. Pengikat lain Inti sering dibuat dari pasir yang dibubuhi minyak nabati pengering 1,5 3 % dan dipanggang pada temperatur C, sehingga disebut inti pasir minyak. Inti ini tidak menyerap air dan mudah dibongkar. Sebagai tambahan pada tanah lempung kadang kadang dibubuhkan dekstrin yang dibuat dari kanji sebagai bahan pembantu. Dekstrin bersifat lekat meskipun kadar airnya rendah. Selain dari itu, resin, air kaca, atau semen digunakan sebagai pengikat khusus Sifat Sifat Pasir Cetak Sifat sifat Pasir Cetak Basah Pasir catak yang diikat dengan tanah lempung atau bentonit menunjukkan berbagai sifat sesuai dengan kadar air, oleh karena itu kadar air adalah faktor yang sangat penting untuk pasir cetak, sehingga pengaturan kadar air adalah faktor yang sangat penting untuk pasir cetak, sehingga pengaturan kadar air adalah hal yang sangat penting dalam pengaturan pasir cetak. Hubungan antara kadar air dengan berbagai sifat yang terjadi dengan pengikat tanah lempung ditunjukkan pada gambar dibawah ini.

21 Gambar 2.17 Pengaruh kadar air dan kadar lempung terhadap pasir cetak yang diikat dengan lempung Titik maksimum dari kekuatan dan permeabilitas adalah keadaan dimana butir butir pasir dikelilingi oleh campuran tanah lempung dan air dengan ketebalan tertentu. Dengan kelebihan kadar air kekuatan dan permeabilitas akan menurun karena ruangan antara butir butir ditempati oleh lempung yang berlebihan air. Air yang tidak cukup akan menurunkan kekuatan karena kurang lekatnya lempung. Gambar 2.18 Pengaruh kadar air dan bentonit pada pasir diikat bentonit Hubungan antara kadar air, kekuatan dan permeabilitas dari pasir cetak yang diikat dengan bentonit dapat dilihat pada gambar berikut Kalau kadar air bertambah kekuatan dan permeabilitas naik sampai titik maksimum dan akan menurun kalau kadar air bertambah terus. Untuk pasir dengan pengikat bentonit, kadar air yang menyebabkan kekuatan basah maksimum dan yang menyebabkan permeabilitas maksimum sangat berdekatan.

22 Sifat Sifat Kering Pasir dengan pengikat lempung dan bentonit yang dikeringkan mempunyai kekuatan dan permeabilitas yang meningkat dibandingkan dengan kekuatan basah, karena air bebas dan air yang di absorbsi pada permukaan tanah lempung dihilangkan. Faktor yang memberikan pengaruh sangat besar pada sifat sifat kering adalah kadar air sebelum pengeringan Sifat sifat Penguatan Oleh Udara Sifat yang berubah selama antara pembuatan cetakan dan penuangan disebut penguatan oleh udara, yang disebabkan oleh pergerakan air dalam cetakan dan penguapan air dari permukaan cetakan, yang meninggikan kekerasan permukaan cetakan. Derajat kenaikan kekerasan tergantung pada sifat campuran pasir, derajat pamadatan dan keadaan sekeliling cetakan (temperatur udara luar, kelembaban) Sifat Sifat Panas Cetakan mengalami temperatur tinggi dan tekanan tinggi dari logam cair pada waktu penuangan. Sehingga pemuaian panas, kekuatan panas, perubahan bentuk panas perlu diketahui. a. Pemuaian Panas Pemuaian panas berubah sesuai dengan jenis pasir cetak, seperti ditunjukkan pada gambar berikut. Gambar 2.19 Pemuaian panas bermacam macam pasir

23 Pasir pantai dan pasir gunung mempunyai pemuaian panas yang lebih kecil dibanding dengan pasir silica, sedangkan pasir olivin dan pasir sirkon yang mempunyai pemuaian pemanas sangat kecil. Pemuaian panas bertambah sebanding dengan kadar air dari pasir dan menurun kalau kadar yang dapat terbakar bertambah. b. Kekuatan panas Kekuatan panas berubah ubah sesuai dengan pasir cetak yang dipengaruhi oleh adanya kadar tanah lempung, distribusi besar butir dan berat jenis. Berikut grafik dari kekuatan tekan panas dari pasir cetak. Gambar 2.20 Kekuatan tekan panas dari pasir cetak Pasir dengan besar butir tidak seragam dapat dipadatkan sehingga mempunyai berat jenis yang tinggi, mempunyai permukaan sentuh yang luas dengan butir butir tetangganya dan mempunyai kekuatan panas yang tinggi. c. Perubahan bentuk panas Perubahan bentuk dapat disebut kemampuan absorpsi pemuaian panas pada penuangan logam cair kedalam cetakan. Perubahan bentuk akan bertambah apabila besar butir mengecil serta kadar tanah lempung, tambahan khusus dan kadar airnya bertambah.

24 Gambar 2.21 Deformasi panas dari pasir cetak 2.9 PELEBURAN DAN PENUANGAN LOGAM Peleburan Baja Cor Peleburan baja cor banyak menggunakan tanur listrik dibandingkan dengan tanur perapian terbuka (open hearth furnace), ini dikarenakan biaya peleburan yang murah. Peleburan dengan busur api listrik dibagi menjadi dua macam proses yaitu pertama proses asam dan kedua proses basa. Cara pertama dipakai untuk peleburan skrap baja yang berkualitas tinggi sedangkan yang kedua dipakai untuk meleburkan baja dengan kualitas biasa. Tanur listrik yang paling banyak dipakai adalah tanur listrik Heroult seperti diperlihatkan pada gambar. Tanur ini mempergunakan arus bolak balik tiga fasa. Energi panas diberikan oleh loncatan busur listrik antara elektroda karbon dan cairan baja. Terak menutupi cairan dan mencegah absorpsi gas dari udara luar selama pemurnian berjalan. Gambar 2.22 Tanur listrik Heroult

25 Dalam peleburan baja disamping pengaturan komposisi kimia dan temperatur, perlu juga mengatur absorbsi gas, jumlah dan macam inklusi bukan logam. Untuk menghilangkan gas ditambahkan biji besi atau tepung kerak besi selama proses reduksi Penuangan Baja Cor Cairan baja yang dikeluarkan dari tanur diterima dalam ladel dan dituangkan kedalam cetakan. Ladel mempunyai irisan berupa lingkaran dimana diameternya hampir sama dengan tingginya. Untuk coran besar dipergunakan ladel jenis penyumbat seperti pada gambar, sedangkan untuk coran kecil dipergunakan jenis ladel yang dapat dimiringkan. Gambar 2.23 Ladel jenis penyumbat Ladel dilapisi oleh bata samot atau bata tahan apiagalmatolit yang mempunyai pori pori kecil,penyusutan kecil dan homogen. Nozel atas dan penyumbat, kecuali dibuat dari samot atau bahan agalmatolit kadang-kadang dibuat juga dari bata karbon. Panjang nozel dibuat cukup panjang agar membentuk tumpahan yang halus tanpa cipratan. Ladel harus sama sekali kering yang dikeringkan lebih dahulu oleh burner minyak residu sebelum dipakai. Dalam proses penuangan diperlukan pengaturan temperatur penuangan, kecepatan penuangan dan cara-cara penuangan. Temperatur penuangan berubah menurut kadar karbon dalam cairan baja seperti ditunjukkan pada grafik berikut.

26 Gambar 2.24 Temperatur penuangan yang disarankan Kecepatan penuangan umumnya diambil sedemikian sehingga terjadi penuangan yang tenang agar mencegah cacat coran seperti retak retak dan sebagainya, Kecepatan penuangan yang rendah menyebabkan kecairan yang buruk, kandungan gas, oksidasi karena udara, dan ketelitian permukaan yang buruk. Oleh karena itu kecepatan penuangan yang cocok harus ditentukan mengingat macam cairan, ukuran coran, dan cetakan. Cara penuangan secara kasar digolongkan menjadi dua yaitu penuangan atas dan penuangan bawah. Penuangan bawah memberikan kecepatan naik yang kecil dari cairan baja dengan aliran yang tenang. Penuangan atas menyebabkan kecepatan tuang yang tinggi dan menghasilkan permukaan kasar karena cipratan. Daripada itu dalam hal penuangan atas, laju penuangan harus rendah pada permulaan dan kemudian dinaikkan secara perlahan lahan. Dalam penempatan nozel harus diusahakan agar tidak boleh menyentuh cetakan. Perlu juga mencegah cipratan dan memasang nozel tegak lurus agar mencegah miringnya cairan yang jatuh PENGERJAAN AKHIR Setelah proses pengecoran selesai, pasir harus disingkirkan dari rangka cetakan dan dari coran, kemudian saluran turun, saluran masuk, penambah dipisahkan dari coran dan akhirnya sirip-sirip dipangkas serta permukaan coran dibersihkan. Proses pengerjaan akhir dibagi menjadi dua macam, pertama menyingkirkan pasir cetak dan pasir inti sebanyak mungkin dari coran dan dari

27 cetakan. Kedua adalah proses pemahatan untuk menyingkirkan sirip-sirip dan pasir yang melekat pada coran Menyingkirkan Pasir Cetak dari Rangka Cetak Proses pengambilan coran dari cetakan berbeda-beda tergantung pada macam dan cara pembuatan cetakan. a. Apabila mempergunakan drag dengan rusuk-rusuk Kup dan drag dipisahkan terlebih dahulu sebelum dilakukan pemisahan coran dari drug. Kup diangkat dengan pengangkat, kalau kup diangkat bersama coran maka harus dipisahkan ke mesin pembongkar, sedangkan kalau coran ditinggal dalam drag coran langsung diangkat keluar. b. Apabila mempergunakan drag tanpa rusuk Coran langsung didorong dari atas bersama pasir diatas mesin pembongkar atau konveyor getar, tanpa lebih dahulu memisahkan kup dan drag c. Apabila tidak mempergunakan rangka cetak Untuk cetakan tanpa rangka cetak, penyingkiran pasir dilakukan dengan jalan meletakkan coran berikut cetakan diatas mesin penyingkir pasir atau diatas konveyor getar Menyingkirkan Saluran Turun dan Penambah Coran Cara yang biasa digunakan untuk memisahkan saluran turun dan penambah adalah pematahan, pemotongan dengan gas, pemotongan dengan busur listrik, dan pemotongan secara mekanik. Cara pematahan biasa dilakukan pada besi cor mampu tempa. Pemotongan dengan gas dilaksanakan untuk pemisahan saluran turun dan penambah dari coran baja sedangkan untuk baja paduan tinggi seperti baja tahan karat, baja mangan tinggi dipakai cara pemotongan dengan busur listrik. Cara pemotongan secara mekanik dipakai untuk coran paduan tembaga atau coran paduan ringan.