Waktu: 1x pertemuan @100 menit
Audio/Video
Soal-Tugas
Web
Mahasiswa dapat Proses Pembuatan menjelaskan proses Baja pengolahan bahan Proses ekstrasi bijih teknik dari alam menjadi besi bahan siap pakai Peralatan yang digunakan dan prosesnya Hasil produksi siap pakai
Gambar
Topik (pokok, sub pokok bahasan, alokasi waktu)
Presentasi
II
Tujuan Ajar/Keluaran/Indikator
Teks
Pertemuan ke
Media Ajar
√
√
√
√
√
√
Metode Evaluasi dan Penilaian
Metode Ajar (STAR)
a. Writing exam skor: 0100(PAN)
TCL, Mahasiswa berkelompok dan berdiskusi, SCL (Microteaching)
b. Tugas : Jelaskan proses pengolahan bijih besi dari alam menjadi baja skor: 0100
Aktivitas Mahasiswa
1.Mengerjakan tugas tentang proses pengolahan bijih besi 2.Menjelaskan hasil tugas kelompok di depan kelas
Aktivitas Dosen/Nama Pengajar
Sumber Ajar
1. Menyampaikan Surdia. T., Saito. S., materi sesuai 1997, Pengetahuan bahan ajar. Bahan Teknik 2. Memandu Video proses diskusi pengolahan bijih besi kelompok youtube.com Pengajar : Radhian Krisnaputra
BAB II. PROSES PEMBUATAN BAJA
PENDAHULUAN Deskripsi Singkat Pengolahan bahan dari alam menjadi bahan siap pakai, mendasari pemahaman mengenai unsur penyusun, sifat dan karakterisasi bahan. Pada bab ini, mahasiswa akan dijelaskan proses pengolahan bijih besi menjadi bahan yang siap digunakan. Dengan pemahaman pengolahan bahan dari alam, jenis, sifat, karakterisasi dan penggunaan bahan teknik, mahasiswa diharapkan dapat menentukan bahan yang tepat pada aplikasi hasil produksi.
Manfaat Mahasiswa dapat menjelaskan proses pengolahan bijih besi menjadi baja dan besi tuang yang akan digunakan untuk aplikasi.
Relevansi Dengan pemahaman mengenai proses pengolahan bahan dari alam menjadi bahan siap pakai, mahasiswa dapat menjelaskan peran unsur penambah, seperti karbon pada pembentukan baja sesuai dengan yang diinginkan, sehingga diperlukan perlakuan khusus selama proses pengolahan untuk mendapatkan sifat dan karakterisasi bahan yang akan digunakan pada aplikasi tertentu.
Learning Outcomes 1. Mahasiswa dapat menjelaskan proses pengolahan bahan teknik dari alam menjadi bahan siap pakai. 2. Mahasiswa dapat menjelaskan pengolahan baja karbon, baja paduan dan besi tuang.
PENYAJIAN Proses pembuatan baja dimulai dengan proses ekstraksi bijih besi. Proses reduksi umumnya terjadi di dalam tanur tiup (blast furnace) dimana di dalamnya bijih besi (iron ore) dan batu gamping (limestone) yang telah mengalami pemanggangan (sintering) diproses bersama-sama dengan kokas (cokes) yang berasal dari batubara. Serangkaian reaksi terjadi di dalam tanur pada waktu dan lokasi yang berbeda-beda,
tetapi reaksi penting yang mereduksi bijih besi menjadi logam besi adalah sebagai berikut: Fe2O3 + 3CO --
2Fe + 3CO2
Gambar 1. Dapur Tinggi
Hasil utama dari proses ini adalah lelehan besi mentah (molten pig iron) dengan kandungan karbon yang cukup tinggi (4%C) beserta pengotor-pengotor lain seperti silkon, mangan, sulfur, dan fosfor . Besi mentah ini belum dapat dimanfaatkan secara langsung untuk aplikasi rekayasa karena sifat-sifat (mekanis)-nya belum sesuai dengan yang dibutuhkan karena pengotor tersebut. Besi mentah berupa lelehan atau coran selanjutnya dikirim menuju converter yang akan mengkonversinya menjadi baja.
Gambar 2. Skema Proses Dapur Tinggi
Proses pembuatan baja umumnya berlangsung di tungku oksigen-basa (basic-oxygen furnace-BOF). Di dalam tungku ini besi mentah cair dicampur dengan hingga 30% besi tua (scrap) yang terlebih dahulu dimasukkan ke dalam tanur. Selanjutnya, oksigen murni ditiupkan dari bagian atas ke dalam leburan, bereaksi dengan Fe membentuk oksida besi FeO. Beberapa saat sebelum reaksi dengan oksigen mulai berlangsung, fluks pembentuk slag dimasukkan dalam jumlah tertentu. Oksida besi atau FeO selanjutnya akan bereaksi dengan karbon di dalam besi mentah sehingga diperoleh Fe dengan kadar karbon lebih rendah dan gas karbon monoksida. Reaksi penting yang terjadi di dalam tungku adalah sebagai berikut:
Gambar 3. Dapur Konverter
FeO + C --> Fe + CO
Selama proses berlangsung (sekitar 22 menit), terjadi penurunan kadar karbon dan unsur-unsur pengotor lain seperti P, S, Mn, dalam jumlah yang signifikan.
.
Gambar 4. Dapur Listrik
Selanjutnya untuk memperoleh baja paduan dapat dilakukan dalam dapur listrik baik electric arc furnace maupun induction furnace. Untuk mendapatkan bentuk baja yang siap diproses digunakan continuous casting. Hasilnya adalah bloom, billet maupun slab. Selanjutnya bahan setengah jadi itu diproses dalam mesin roll untuk diproses menjadi profil, pelat atau batangan baja.
Gambar 5. Dapur Induksi
Gambar 6. Proses-proses Pembentukan Baja
Contoh Untuk menghasilkan plat baja karbon rendah, diperlukan proses pengikatan karbon dengan mengembuskan oksigen dengan jumlah yang lebih banyak. Proses selanjutnya adalah pengerollan billet baja menjadi lembaran dengan ketebalan yang diinginkan.
Aktivitas Pemaparan menggunakan video tentang proses pengolahan bijih besi menjadi lembaran atau batangan baja siap pakai.
Ilustrasi Mahasiswa dituntut untuk melihat proses pengolahan bijih besi menjadi bahan siap pakai melalui browsing di youtube.com Dari video ilustrasi, mahasiswa dapat menjelaskan proses pembentukan baja dan besi tuang.
Rangkuman Pengolahan bijih besi dalam dapur tinggi dengan reaksi oksidasi dan reduksi yang terjadi selama proses, mendasari pemahaman mahasiswa tentang reaksi penguraian karbon dan pengurangan kandungan pengotor yang terdapat pada bijih besi. Mahasiswa juga dapat menjelaskan proses continous casting hingga pembentukan billet menjadi lembaran maupun batangan baja.
Petunjuk Penilaian dan Umpan Balik Nilai maksimal penyelesaian tes formatif adalah 100, sehingga tiap soal memiliki bobot 100/n (n adalah jumlah soal). Dari nilai pengerjaan tes formatif, tingkat serapan materi ajar oleh mahasiswa dapat diukur. Hasil ukuran tersebut akan digunakan sebagai evaluasi pembelajaran materi berikutnya.
Tindak Lanjut Kompetensi mahasiswa diharapkan dapat diukur dari nilai pengerjaan tugas, latihan dan tes formatif. Bagi mahasiswa yang memiliki nilai dibawah 40, dianggap belum memenuhi kompetensi, dan diharuskan melakukan ujian ulang.
