DCC 1023 Proses Pengeluaran Keluli / Steel

PROSES PENGELUARAN KELULI

Terdapat berbagai cara untuk menghasilkan keluli.  Dalam proses menghasilkan kekuli terdapat tiga jenis relau yang digunakan untuk menghasilkan keluli.  Relau-relau tersebut ialah relau arka elektrik, relau asas oksigen , relau dedah dan relau bessemer. Dalam bab ini kita akan membincangkan hanya relau asas oksigen dan relau dedah sahaja.

3.4.1    Relau Asas Oksigen

 

 Gambarajah: 3.2  Menunjukkan sebuah  

relau asas oksigen.

Bentuk relau ini hampir sama dengan relau  Bessemer. Ia menggunakan  oksigen tulin manakala relau Bessemer menggunakan oksigen yang bercampur dengan  nitrogen  dan  disalurkan dari bawah. 

3.4.1.1 Operasi Relau Asas Oksigen .

                  Proses   ini  adalah  lebih  baik   daripada   relau Bessemer.  Ia  boleh  bergerak secara mengufuk dan menegak ditunjukkan dalam Gambarajah 3.3, 3.4 dan 3.5. Semasa digunakan relau diisi dengan besi  cair dan 30% besi sekerap, semasa relau berada dalam  keadaan condong,  kemudian ia digerakkan ke kedudukan tegak. Pancutan oksigen dengan kelajuan tinggi dihala kepermukaan kandungan cairan seperti yang ditunjukkan dalan Gambarajah 3.5.  Oksigen  ini disejukkan  dengan  menggunakan  air.

 

Rajah 3.5

                 

                  Sebahagian  daripada  karbon  dalam  bahan   ditukar menjadi  oksida  berbentuk gas yang  kemudiannya  keluar daripada  relau melalui salurannya. Bendasing yang  lain juga membentuk oksida dan kemudian bertindakbalas dengan batu  kapor  membentuk  sangga (slag).  Setelah  selesai  relau  dicondongkan  ke kedudukan mengufuk  untuk  mengeluarkan keluli lembut lebur dan diterbalikkan untuk mengeluarkan  sangga seperti yang ditunjukkan dalan Gambarajah 3.6, 3.7 dan 3.8.

                                         

 

                   Penghasilan Daripada Relau Asas Oksigen.

 Ia  dapat  mengeluarkan keluli yang  bermutu  tinggi  dengan cepat iaitu 80 tan sejam. Cecair keluli  biasanya dijadikan jongkong keluli.

3.4.2    Relau Arka Elektrik

 Tahukah anda Relau Arka Elektrik ini mempunyai keupayaan yang  tinggi serta mudah untuk dikendalikan berbanding  dengan  relau lain. Kadar oksigen yang rendah di  dalam  relau menyebabkan ianya sesuai untuk menghasilkan keluli  aloi  kerana  logam  yang  dicampurkan  tidak   bertindakbalas dengan oksigen di dalam relau. Suhu yang tidak digunakan adalah kira-kira 3 000 ^oC. Relau ini digunakan secara meluas dan sangat sesuai untuk peningkatan gred bagi keluli  serta  menghasilkan  keluli alat dan keluli aloi yang berkualiti tinggi tanpa bantuan bahan pembakar. Relau ini boleh mengeluarkan 120 tan keluli dalam masa 4 jam.

 

3.4.3    Bentuk Relau Arka Elektrik

Relau arka  elektrik  mempunyai  bentuk   melekung  seperti  sebuah selinder cembung. Ia diperbuat  daripada keluli  dan  disaluti  dengan  bata  yang  kalis  haba. Penutupnya pula boleh dialihkan dan terdapat tiga laluan atau bukaan yang mana elektrod karbon boleh  digerakkan  dengan  bebas.  Tiga elektrod tersebut  digunakan  untuk  membekalkan arka elektrik  dan seterusnya dapat meleburkan bahan-bahan mentah semasa menjalani proses  elektrolisis seperti yang ditunjukkan dalam Gambarajah: 3.9. Alat penggerak elektrik yang digunakan dalam relau ini mempunyai voltan yang tinggi bagi membantu peleburan. Ia menggunakan penyejuk yang melalui  saluran tembaga di luar relau. Oksigen yang digunakan adalah oksigen asli yang dibekalkan secara jet.

3.4.4.   Operasi Relau Arka Elektrik

 

Operasi   dalam  Relau  Arka  Elektrik   ini   boleh dibahagikan kepada empat peringkat iaitu  pengecasan, peleburan, pengasingan dan pengakhiran.

3.4.4.1  Pengecasan

Bahan cas yang mengandungi sekerap keluli, pig iron, besi  oksida dan kapur dimasukkan ke dalam  relau.  Arus elektrik dialirkan ke elektrod karbon untuk  membekalkan arka elektrik yang ditunjukkan pada gambarajah 3.10.

          

3.4.4.2   Peleburan

 

Arka elektrik yang haba yang tinggi akan  meleburkan  bahan  cas beroksigen. Silikon, mangganes  dan  fosforus mula teroksid dan bercampur dengan kapur untuk membentuk sangga  asas. Peleburan  yang berlaku  adalah  peleburan tulin.  Oleh kerana elektrod karbon yang terbakar,  maka tiada logam yang hilang seperti gambarajah 3.11.

  

Gambarajah menunjukkan proses peleburan

3.4.4.3  Pengasingan

 

Gambarajah 3.12 menunjukkan perpindahan  fosforus bergantung kepada sangga  asas dalam  kalsium oksid. Kapur, flourospar dan besi  oksida dicampur  untuk  membentuk  sangga  yang  bertindakbalas dengan   bendasing.  Setelah  tindakbalas  berlaku,   ia membentuk   keluli   berkomposisi   yang   dikehendakki.  Kemasukan sulfur kepada sangga sebagai kalsium  sulfida.  Tindakbalas tersebut adalah seperti berikut ;

FeS + CaO + C                                   CaS + Fe + CO

3.4.4.4            Pengakhiran

 

Logam lebur adalah diperolehi dengan komposisi  yang  dikehendakki  oleh penambahan aloi dan  suhu  diubahsuai seperti    yang   dikehendakki.    Keluli    dioksidakan menggunakan   aluminium,   Ferro-Silikon   atau   Ferro-Mangganes. Untuk  mengambil keluli, sangga dikait atau  dituang daripada  permukaannya dahulu kemudian  diasingkan  atau  dialirkan melalui   lubang/saluran   keluar    dengan  mencondongkan relau yang ditunjukkan pada gambarajah 3.13

                                            

Gambarajah menunjukkan proses pengakhiran

3.4.5    Kebaikan Relau Arka Elektrik             

                              i.               Perpindahan atau perubahan sulfur adalah bersesuaian.

                             ii.               Pembakaran  dapat  dikawal dan  diatur  dengan  lebih  berkesan.

                            iii.               Tiada gas pengoksidaan menghasilkan keluli berkualiti  tinggi.

                            iv.               Suhu boleh dikawal dengan tepat.

                             v.               Penambahan elemen aloi boleh dibuat dengan betul.

                            vi.                Relau ini bebas dari kekotoran dan asap.