Proses CONARC untuk Pembuatan Baja
Proses CONARC untuk Pembuatan Baja
Proses CONARC untuk pembuatan baja dikembangkan oleh Mannesmann Demag Huettentechnik (sekarang SMS Siemag). Tujuan dari pengembangan proses ini adalah untuk memanfaatkan keuntungan dari pembuatan baja konverter tiup atas konvensional dan tanur busur listrik (Electric Arc Furnace/EAF). Nama proses CONARC merangkum perpaduan dari dua proses (CONverter ARCing). Teknologi proses ini didasarkan pada peningkatan penggunaan logam panas di tungku busur listrik dan ditujukan untuk mengoptimalkan pemulihan energi dan memaksimalkan produktivitas dalam operasi semacam itu. Proses ini dikembangkan untuk menggunakan segala jenis dan campuran bahan mentah seperti logam panas, besi tereduksi langsung (DRI) dan skrap untuk memastikan persyaratan kualitas tertinggi untuk produksi semua tingkatan dan kualitas baja yang mencakup berbagai macam dari baja karbon hingga baja tahan karat . Tergantung pada persyaratan produk jadi, proses CONARC diikuti oleh tungku sendok atau unit penghilang gas vakum.
Peralatan utama untuk proses CONARC
Peralatan dasar proses CONARC terdiri dari dua cangkang tungku berlapis tahan api yang identik, satu struktur elektroda yang dapat digerakkan dengan satu set elektroda yang melayani kedua cangkang tungku, satu suplai listrik (transformator, dll.) untuk kedua cangkang, dan satu oksigen atas berpendingin air yang dapat digerakkan. sistem tombak melayani kedua cangkang. Atau dua tombak atas stasioner, satu untuk setiap cangkang tungku untuk meniup oksigen juga dapat digunakan. Opsi tersedia untuk memasukkan perangkat pengaduk bawah yang terintegrasi ke bagian bawah setiap cangkang tungku. Pilihan juga tersedia untuk memperkenalkan sistem pembakar dan injektor dalam cangkang untuk injeksi bahan bakar, karbon, dan oksigen sesuai dengan persyaratan proses. Sistem penting lainnya termasuk sistem pengumpanan bahan baku dan fluks serta pembersihan gas dan sistem pemulihan energi. Alur proses khas dari proses CONARC ada di Gambar 1.

Gbr 1 Alur proses dari proses CONARC
Proses CONARC untuk baja karbon
Konsep dasar proses CONARC adalah melakukan dekarburisasi dalam satu shell dan peleburan listrik di kapal lain. Proses CONARC untuk produksi baja karbon dibagi menjadi dua tahap. Tahap pertama terdiri dari proses konverter selama dekarburisasi besi cair dilakukan dengan meniup oksigen dalam besi cair melalui tombak atas. Tahap kedua adalah proses busur listrik di mana energi listrik digunakan untuk melelehkan muatan padat dan untuk memanaskan bak cair hingga suhu penyadapan.
Proses tipikal dimulai dengan pengisian besi cair ke dalam 'tumit cair' yang terdiri dari sebagian kecil dari lelehan sebelumnya yang disimpan di tungku setelah penyadapan panas sebelumnya. Setelah ini tombak oksigen atas dibawa ke posisinya, dan penghembusan oksigen dimulai. Selama fase ini dikenal sebagai fase konverter, kandungan karbon, silikon, mangan, dan fosfor dalam rendaman berkurang. Reaksi-reaksi ini eksotermik karena menghasilkan panas dalam jumlah besar. Bahan dingin seperti skrap atau DRI ditambahkan ke tungku untuk memanfaatkan energi ini dan untuk menghindari panas berlebih pada bak mandi. Pengisian bahan dingin juga membantu melindungi cangkang tungku dari panas berlebih. Setelah proses karburisasi selesai, tombak atas dilepas dengan slewing dan elektroda dibawa ke posisi operasi. Dengan ini fase kedua yang dikenal sebagai fase lengkung dimulai. Selama fase lengkung ini, bahan muatan padat yang tersisa seperti skrap atau DRI dimasukkan ke dalam bak untuk mencapai berat sadapan panas yang diinginkan. Suhu mandi kemudian ditingkatkan ke nilai yang dibutuhkan. Setelah suhu tercapai, lengkung diakhiri dan panas dihilangkan sebelum panas dimasukkan ke dalam sendok yang penuh.
Dalam proses CONARC, dari dua cangkang tungku, satu cangkang beroperasi dalam mode konverter menggunakan tombak atas sedangkan cangkang kedua saat itu beroperasi dalam mode tungku busur. Prinsip proses CONARC ada di Gambar 2.

Gambar 2 Prinsip proses CONARC
Pemulihan energi
Sistem boiler dua tahap digunakan untuk pemulihan panas limbah. Pada tahap pertama, gas buang dari proses CONARC dialirkan melalui sistem boiler yang terdiri dari tipe siku putar, ruang pasca pembakaran dan saluran gas panas dan didinginkan hingga 600 derajat C. Komponen-komponen ini dirancang sebagai bagian tekanan untuk uap generasi.
Pada tahap kedua, gas buang didinginkan hingga 200 derajat C dalam boiler lulus vertikal yang khusus dikembangkan untuk jenis aplikasi ini.
Sistem pemulihan energi ini di satu sisi menyediakan pendinginan gas yang diperlukan dan di sisi lain menggunakan sebagian besar energi panas untuk pembangkitan uap yang dapat digunakan lebih lanjut di pabrik baja.
Keuntungan
Proses ini memiliki keuntungan sebagai berikut.
- Fleksibilitas tinggi sehubungan dengan input material, scrap, besi cair, dan DRI yang dapat digunakan dalam berbagai rasio pencampuran sesuai dengan persyaratan kualitas baja dan/atau ketersediaan dan/atau harga satuan material ini.
- Konsep CONARC memungkinkan proses ini untuk mencakup rentang penuh dari operasi EAF murni dengan 100 % scrap/100 % DRI hingga operasi konverter murni.
- Tungku CONARC bukanlah unit peleburan listrik belaka tetapi juga bertindak sebagai reaktor kimia. Oleh karena itu mengontrol konsentrasi elemen gelandangan dalam baja karena peningkatan jumlah penggunaan bahan perawan.
- Proses CONARC fleksibel dan dapat menangani besi cair dengan perubahan kandungan silikon, fosfor, dan belerang tanpa masalah.
- Proses CONARC juga memiliki keuntungan ketika mengolah logam panas dengan kandungan fosfor yang lebih tinggi (hingga 0,2 %). Beberapa aspek seperti kontrol suhu sederhana dengan menambahkan DRI sebagai pendingin, penambahan kapur, serta penarikan terak kaya fosfor oksida dengan luapan terak konstan melalui pintu terak membantu mencapai penghilangan fosfor yang efisien.
- Waktu ketuk untuk mengetuk kurang dari 40 menit dapat dicapai dengan mudah.
- Fleksibilitas besar terkait sumber daya energi.
- Sistem pemulihan energi yang efisien mengurangi tingkat emisi CO2.
- Sistem pemulihan energi yang efektif dari proses memiliki kontribusi yang signifikan dan berkelanjutan terhadap efisiensi energi pabrik baja.
- Gangguan jaringan lancar.