PT. Sumi Win Mukti

Ekstraksi, Pemrosesan, Dan Pengecoran Aluminium

Tanggal :10/7/2020 11:48:00 AM Penulis : Febrye
PERTUMBUHAN POPULARITAS PENGECORAN ALUMINIUM

Aluminium adalah unsur paling melimpah ketiga di dunia, dan logam paling melimpah di kerak bumi. Aluminium menyumbang lebih dari 8% massa inti bumi. Namun, sulit untuk dimurnikan dibandingkan dengan logam lain, seperti besi. Untuk alasan ini, penggunaan aluminium tertinggal dari produk logam lainnya sementara metode yang efisien dan hemat biaya dikembangkan untuk mengatasi kerumitan ini.

Ada banyak kesamaan antara industri aluminium dan baja. Keduanya mengandalkan ekstraksi logam dari bijih mineral yang terjadi di permukaan bumi. Proses pembuatan keduanya membutuhkan banyak energi dan melibatkan penuangan logam cair ke dalam cetakan atau menggunakan mesin pengecoran kontinyu. Aluminium dan baja juga bersaing di pasar serupa untuk industri otomotif dan dirgantara. Namun, ada perbedaan yang signifikan dalam pemrosesan dan sifat logam ini.

PENGOLAHAN ALUMINIUM


Bauksit adalah batuan sedimen yang mengandung kandungan aluminium tinggi; biasanya, sekitar 46–60%. Bauksit sering kali tertutup oleh batuan dan tanah liat sepanjang beberapa meter, yang harus dibuang terlebih dahulu sebelum bauksit dapat diperoleh kembali. Bauksit kemudian melewati pabrik penghancuran atau pencucian sebelum diangkut untuk diproses.

Pada pertengahan 1880-an, dua metode berbeda ditemukan dan digunakan secara seri untuk menghasilkan aluminium. Metode Bayer menggunakan proses kimiawi untuk mengekstrak aluminium dari bauksit. Proses Hall-Heroult menggunakan elektrolisis untuk mengekstraksi aluminium dari alumina atau aluminium oksida yang dihasilkan oleh proses Bayer.

Proses Bayer
Bijih bauksit dihancurkan dan dicampur dengan soda api untuk menghasilkan bubur yang mengandung partikel bijih halus. Bubur disimpan pada suhu antara 140°C – 280°C, tergantung pada bijih tertentu yang sedang diproses. Selama waktu ini, aluminium larut ke dalam larutan soda api. Semua kotoran keluar dari larutan menjadi residu yang disebut lumpur merah.

Langkah terakhir dalam proses ini adalah penambahan kristal biji ke dalam larutan soda api. Alumina terlarut menempel pada kristal benih ini. Produk akhir dari proses Bayer adalah alumina atau aluminium oksida, yang tampak seperti bubuk putih.

Proses Hall-Heroult
Unit reduksi dari pabrik aluminium terdiri dari pot atau sel reduksi yang dihubungkan secara seri. Setiap pot terbuat dari cangkang baja yang dilapisi karbon. Kriolit cair (mineral fluorida) yang mengandung aluminium oksida dituangkan ke dalam setiap panci dan elektroda karbon dimasukkan ke dalam larutan dari atas. Saat arus melewati larutan kriolit, aluminium memisahkan dari oksigen, membentuk gas karbon dioksida. Aluminium cair terkumpul di bagian bawah pot.

Alumina cair kemudian disedot dari pot reduksi secara berkala ke dalam ember vakum. Ini ditransfer ke tungku dan dicor menjadi ingot dalam cetakan, atau dengan mesin pengecoran kontinyu. Aluminium yang dihasilkan melalui proses ini sekitar 99,8% murni. Proses elektrolitik untuk produksi aluminium sangat intensif energi, membutuhkan 15MWH per ton keluaran. Oleh karena itu, sebagian besar smelter terletak di sebelah pembangkit listrik seperti pembangkit listrik tenaga air.

Pengecoran Aluminium
Setelah aluminium diekstraksi dan diproses, langkah selanjutnya adalah memasukkannya ke dalam bentuk produk. Coran aluminium dibentuk dengan menuangkan logam cair ke dalam cetakan yang telah dibentuk oleh pola produk akhir yang diinginkan. Tiga jenis metode pencetakan umum digunakan untuk menghasilkan coran: die casting, pengecoran cetakan permanen, dan pengecoran pasir.

Die casting
Die casting menggunakan tekanan untuk memaksa aluminium cair menjadi cetakan baja. Jenis pengecoran ini sering digunakan untuk produksi massal suku cadang, yang membutuhkan sedikit penyelesaian dan pengerjaan mesin. Die casting memiliki waktu siklus yang pendek tetapi biaya perkakas tinggi. Sistem pengecoran bertekanan menciptakan kulit berkekuatan tinggi tetapi interior yang lebih lemah daripada pengecoran cetakan permanen. Ada dua jenis die casting: die casting bertekanan rendah dan bertekanan tinggi.

Pengecoran Cetakan Permanen
Pengecoran cetakan permanen menggunakan cetakan dan inti baja atau logam lainnya. Coran yang kuat dibentuk dengan menuangkan aluminium ke dalam cetakan. Cetakan permanen digunakan untuk membuat bagian yang sangat dapat diulang dengan konsistensi. Laju pendinginan yang cepat menghasilkan mikrostruktur yang lebih konsisten, yang dapat meningkatkan sifat mekanik secara signifikan.

Pengecoran cetakan permanen digunakan untuk membuat velg. Roda aluminium juga lebih ringan dari roda baja, sehingga membutuhkan lebih sedikit energi untuk memutarnya. Mereka memberikan efisiensi bahan bakar yang lebih besar, serta penanganan, akselerasi, dan pengereman yang lebih baik. Namun, untuk aplikasi track industri tugas berat, roda baja lebih umum digunakan. Daya tahannya membuat mereka hampir tidak mungkin untuk ditekuk atau retak. Saat digunakan di trek, roda baja lebih tahan terhadap ketidakteraturan trek, meningkatkan keselamatan.

Pengecoran pasir
Pengecoran pasir dibuat dengan mengemas campuran pasir halus di sekitar pola produk yang diinginkan. Polanya sedikit lebih besar dari produk akhir untuk memungkinkan penyusutan aluminium saat pendinginan. Pengecoran pasir ekonomis karena pasir dapat digunakan kembali beberapa kali. Ini juga efektif untuk membuat cetakan besar atau yang memiliki desain terperinci. Biaya perkakas di muka rendah, tetapi harga per bagian lebih tinggi, membuat pengecoran pasir cocok untuk pengecoran khusus daripada produksi massal.

Kontrol aluminium cair memiliki pengaruh langsung pada kualitas pengecoran yang dicapai. Elemen paduan ditambahkan ke aluminium cair untuk mencapai tingkat aluminium dan sifat yang diinginkan. Penambahan dan distribusi paduan yang terkontrol di seluruh aluminium akan memastikan produknya bagus, dan dengan sifat mekanis yang diharapkan.

Aluminium mengeras dengan struktur butiran berbentuk kolom. Kolom-kolom ini tumbuh hingga mencapai titik kontak dengan butir lain — semakin banyak butir, semakin halus struktur molekulnya. Pemurnian biji-bijian menggunakan titanium dan boron untuk membuat situs inti biji-bijian untuk mencapai struktur halus ini.

Gas hidrogen adalah pengotor yang dapat menyebabkan cacat pada pengecoran aluminium dengan membuat pori-pori saat produk mengeras. Selama pengecoran, gas pembersih dan pembersih diperlukan untuk menjaga lingkungan bebas dari kotoran yang dapat berdampak negatif pada produk akhir.

Pengecoran Paduan
Berbagai macam paduan pengecoran tersedia untuk disesuaikan dengan aplikasi akhir. Masing-masing paduan pengecoran ini memiliki karakteristiknya sendiri seperti kemampuan las, kemampuan mesin, ketahanan korosi, dan sifat perlakuan panas.

Aluminium cair memiliki beberapa karakteristik yang dapat dikontrol untuk memaksimalkan sifat pengecoran. Aluminium cair cenderung mengambil gas hidrogen dan oksida dalam keadaan cair, dan mungkin sensitif terhadap elemen jejak kecil. Meskipun beberapa coran dekoratif atau komersial mungkin tidak memerlukan pemrosesan tambahan, penyelesaian lebih lanjut seringkali bermanfaat. Kontrol peleburan yang ketat dan teknik pemrosesan logam cair khusus dapat meningkatkan sifat mekanik.

Pelapisan Aluminium
Salah satu daya tarik estetika aluminium adalah daya pantulnya yang tinggi. Karakteristik ini telah dimanfaatkan untuk membuat produk konsumen kelas atas dengan permukaan akhir yang bersih. Ini semakin diperkuat dengan pembentukan alami lapisan oksida tipis di permukaan. Lapisan ini dapat dibuat lebih tebal dengan menganodisasi produk. Adanya lapisan oksida secara efektif menyegel aluminium dari oksidasi lebih lanjut, sehingga sangat tahan korosi. Berbagai hasil akhir dan pelapis dapat membantu aluminium mencapai kualitas berkilau namun tahan lama ini.


SIFAT ALUMINIUM

Aluminium terkenal ringan. Faktanya, ia hampir tiga kali lebih ringan dari besi, dengan massa jenis 2.700 kg / m3. Hebatnya, kerapatan aluminium yang rendah tidak mempengaruhi kekuatannya. Paduan aluminium memiliki berbagai karakteristik kekuatan dengan kekuatan tarik mulai dari 70 hingga 700 MPa. Pada temperatur rendah kekuatan aluminium meningkat, sedangkan pada temperatur tinggi kekuatan aluminium menurun.

Aluminium juga dapat dengan mudah dikerjakan, dan daya yang dibutuhkan rendah karena kerapatan yang lebih rendah. Tingkat kelenturan aluminium yang tinggi memberinya kemampuan untuk diekstrusi dengan mudah. Hal ini memungkinkan produk dibengkokkan dan digulung, dan merupakan karakteristik utama dalam pembuatan aluminium foil.

KUALITAS DAN STANDAR ALUMINIUM

Produk aluminium disertifikasi sesuai dengan bahan paduan yang digunakan dalam produk. Elemen paduan yang paling umum meliputi:
- Silicon
- Besi
- Tembaga
- Magnesium
- Seng

KESEHATAN DAN KESELAMATAN

Selama proses Hall-Heroult, sejumlah besar gas dilepaskan. Gas-gas ini ditangkap dan diolah karena senyawa toksik fluorida harus dihilangkan sebelum dilepaskan ke atmosfer. Proses produksi aluminium menghasilkan CO2, menghasilkan jejak karbon yang lebih tinggi untuk produk aluminium. Banyak produsen menempatkan peleburan aluminium di samping sumber energi terbarukan, seperti pembangkit listrik tenaga air, daripada menghasilkan listrik dari bahan bakar fosil.

Dalam bentuk larutnya, Al3 +, aluminium bersifat racun bagi tanaman. Tanah asam cenderung mempercepat pelepasan Al3 + dari mineralnya dan menurunkan hasil produk dari ladang ini. Karena hampir separuh lahan subur di seluruh dunia bersifat asam, dampak negatif aluminium pada hasil panen bisa sangat parah.

Tubuh manusia juga bisa terpengaruh oleh aluminium. Efek kesehatan dari penumpukan aluminium termasuk peningkatan risiko penyakit Alzheimer dan beberapa jenis kanker, meskipun tidak terbukti secara meyakinkan. Pada konsentrasi tinggi, aluminium adalah racun saraf, yang bekerja pada otak dan struktur tulang. Aluminium ditemukan dalam ragi, zat pengemulsi dan pewarna, serta beberapa produk antasida.

APLIKASI ALUMINIUM

Aluminium adalah logam berbentuk bulat dengan hasil akhir bercahaya yang melayani pasar yang beragam termasuk berbagai barang komersial dan rumah tangga.
- Dirgantara
- Konstruksi dan arsitektur
- Perabotan
- Makanan dan minuman
- Alat dan teknologi
- Otomotif

DAUR ULANG ALUMINIUM

Sebagian besar aluminium dapat didaur ulang. Kaleng minuman dan suku cadang mobil adalah industri dengan daya tangkap tinggi di mana bahan dikumpulkan dan didaur ulang secara efektif. Setelah aluminium bekas dikumpulkan, aluminium tersebut dibawa ke fasilitas pengolahan, di mana aluminium tersebut disortir ke dalam kelas yang berbeda dan dibersihkan. Logam tersebut kemudian dilebur untuk menghilangkan lapisan, tinta, dan kotoran lainnya. Selama tahap ini, paduan dapat ditambahkan sesuai kebutuhan, setelah itu dicetak menjadi ingot. Ingot ini dapat dipasok ke pengecoran tempat digunakan untuk pengecoran, atau dipindahkan ke produsen lain untuk diproses lebih lanjut. Aluminium daur ulang dapat dikembalikan ke pasar sebagai produk baru dalam waktu enam minggu.

PEMBERSIHAN DAN PEMELIHARAAN ALUMINIUM

Sebagian besar produk aluminium dapat tetap bersih menggunakan air biasa atau sabun lembut atau deterjen. Jika noda lebih membandel, terpentin dapat digunakan atau bahan kimia pembersih non-etsa. Untuk daya pembersihan yang lebih besar, pemoles berbasis lilin, lilin abrasif, atau pembersih abrasif dapat digunakan. Produk aluminium harus dikeringkan setelah dibersihkan untuk menghindari goresan, dan residu pembersih harus dihilangkan dari bagian tepi dan sambungan.

Untuk informasi lebih lanjut tentang aluminium, atau untuk meminta penawaran untuk proyek kustom, silakan hubungi kami sumiwinmukti.com

kategori

Post terbaru

Komentar Terbaru

Tag

Bendera Indonesia Indonesia  |  Bendera Inggris English
Ingin menghubungi kami?
Klik tombol dibawah
Logo IDT
Chatbot