Apa itu besi tuang (cast iron)? Besi tuang ialah logam campuran besi yang mengandung unsur karbon dengan kadar yang mencapai lebih dari 1,7%. Biasanya kandungan karbon di dalam besi tuang sekitar 2.4-4.2%. Logam ini terbuat dari besi kasar (pig iron) yang dihasilkan melalui rangkaian proses tanur tinggi (blast furnace) dari bijih besi. Agar berubah menjadi besi tuang, besi kasar tersebut harus dilebur menggunakan kupola terlebih dahulu. Tak ada salahnya bagi Anda untuk mempelajari tentang bagaimana besi tuang ini diolah mulai dari bentuk bahan baku sampai hasil yang sudah jadi.
Besi kasar merupakan bahan baku dalam pembuatan besi tuang (cast iron) dan baja (steel). Unsur-unsur penyusunnya terdiri atas C 3-4%, S 0.06-0.1%, P 0.1-.0,5%, Si 1-3%, dan lain-lain. Kandungan karbon yang cukup tinggi pada besi kasar membuatnya bersifat sangat rapuh, memiliki tingkat kekuatan yang rendah, dan wujudnya seperti grafit. Sebelum proses pembuatan besi tuang dimulai, besi kasar ini perlu dicetak terlebih dahulu membentuk lempengan-lempengan (ingot). Barulah kemudian lempengan besi tersebut dilebur kembali di pabrik pengecoran. Dari sinilah besi tuang pun berhasil didapatkan.
Di bawah ini merupakan tahap-tahap dalam pengolahan besi tuang! Prosesnya sendiri dimulai dari tahap persiapan awal, pembakaran bahan baku, lalu pencetakan bahan. Kami akan mencoba menjelaskannya secara lengkap pada ulasan sebagai berikut!
Persiapan Awal
Pada mulanya seluruh proses peleburan besi tuang dikerjakan di dalam tungku khusus yang dinamakan kupola. Kupola ini mempunyai bentuk dan konstruksi yang menyerupai tanur tinggi. Adapun bahan yang nantinya bakalan dilebur adalah lempengan besi (ingot) yang dicampur dengan skrap besi tuang (return scrap) atau skrap baja. Bahan ferosilikon (FeSi) dan feromangan (FeMn) juga sering kali ditambahkan ke dalamnya untuk meningkatkan kadar Si dan Mn yang terlepas akibat oksidasi. Proses persiapan ini harus dilaksanakan sebaik-baiknya untuk mendukung jalannya tahap yang berikutnya.
Pembakaran Bahan
Sementara itu, bahan bakar yang dipakai untuk memanaskan kupola adalah kokas. Kokas ini dimasukkan ke dalam kupola sedemikian rupa dan secara berselang-seling dengan bahan-bahan baku lainnya seperti yang telah kami sebutkan di atas. Lantas dilanjutkan dengan proses pembakaran yang dilakukan dengan meniupkan udara memakai blower ke dalam kupola tersebut. Untuk mendapatkan hasil peleburan yang mempunyai kualitas bagus, maka perbandingan antara jumlah muatan logam, bahan bakar, dan tekanan udara yang digunakan harus sesuai dengan standar yang telah ditentukan perusahaan.
Pencetakan Bahan
Beberapa produsen juga sering kali menambahkan batu kapur ke dalam kupola. Tujuannya adalah untuk membantu proses pembentukan terak (slag) yang berfungsi sebagai pengikat kotorann. Dengan begini, maka kotoran-kotoran pun bakalan terpisah dari besi cair. Alhasil besi tuang yang dihasilkannya memiliki mutu yang lebih murni. Setelah muatan logam mencair, besi cair tersebut secara otomatis akan mengalir keluar dari tungku kupola. Logam besi cair ini selanjutnya dapat diletakkan di bagian alat perapian depan (forehearth) untuk selanjutnya diangkut menggunakan ladel dan dituangkan ke dalam cetakan.
TAHUKAH ANDA?
Seiring dengan perkembangan teknologi, saat ini rata-rata pabrik sudah tidak lagi menggunakan kupola untuk mengolah besi cair, tapi memakai tungku listrik. Tungku listrik yang paling banyak digunakan yaitu tungku yang berjenis induksi. Bahan baku yang digunakan pun sudah tak memakai besi kasar, melainkan skrap besi tuang atau skrap baja. Keunggulan dari metode terbaru ini adalah besi cair yang dihasilkannya mempunyai komposisi kimia yang lebih konsisten dengan kadar impuritas yang lebih rendah. Produsen juga sering menambahkan arang kayu untuk menaikkan kadar karbon agar sesuai dengan standar. Ada 3 jenis besi tuang yang biasa digunakan di dalam industri yaitu besi tuang kelabu, besi tuang ulet/nodular, dan besi tuang putih.
