Kompor Besi Cor

Latar Belakang

Tungku besi cor adalah perangkat, dibangun dari bahan yang terdiri dari besi dicampur dengan karbon, di mana bahan bakar padat seperti kayu atau batu bara dibakar untuk menghasilkan panas untuk menghangatkan atau memasak. Kompor biasanya terdiri dari jeruji, yang menampung bahan bakar, bagian dalam berlubang tempat bahan bakar terbakar, cerobong yang mengalirkan udara panas, dan sekat untuk memperlambat aliran udara panas, memungkinkan kompor menghasilkan lebih banyak panas.

Manusia telah membakar kayu dan bahan bakar alami lainnya untuk memberikan kehangatan dan memasak makanan sejak zaman prasejarah. Pada awalnya, api terbuka digunakan. Kelemahan utama dari metode sederhana ini adalah kenyataan bahwa sebagian besar panas api terbuang sia-sia karena keluar dalam bentuk udara panas yang naik. Orang-orang prasejarah segera belajar membuat api di atas batu datar yang berdiri sedemikian rupa untuk memantulkan kembali panas. Untuk memasak, api dapat digunakan untuk memanaskan lubang yang digali ke dalam tanah atau perapian yang terbuat dari batu datar yang tipis.

Bangsa Romawi kuno mengembangkan sistem pemanas yang dikenal sebagai hypocaust, yang terdiri dari serangkaian cerobong asap di bawah lantai keramik, yang membawa udara panas dari api ke seluruh bagian ruangan. Sebuah hypocaust juga dapat digunakan untuk memanaskan kuali air untuk memasak atau mandi. Sistem pemanas serupa masih digunakan di Cina dan Korea.

Terlepas dari perkembangan awal perangkat canggih ini, hingga Abad Pertengahan kebanyakan orang Eropa mengandalkan api terbuka di perapian pusat di bawah lubang di atap untuk mengeluarkan asap. Perapian dengan cerobong asap mulai muncul di kastil-kastil di Eropa Utara sekitar tahun 1000 AD Selama ratusan tahun, perapian terbatas pada rumah-rumah besar milik orang kaya. Di Inggris, hingga akhir 1600 M , perapian masih cukup jarang.

Pemilik rumah terkaya memiliki perapian dengan cerobong asap yang terbuat dari batu atau bata, sedangkan yang kurang makmur memiliki perapian yang terbuat dari lumpur dan pial. Wattle, bahan yang terdiri dari batang atau tiang kayu vertikal yang dijalin dengan tongkat atau alang-alang horizontal, berbahaya karena mudah terbakar. Terlepas dari bahaya ini, cerobong asap lumpur dan pial sudah umum di Amerika Serikat hingga akhir tahun 1800.

Perapian tidak jauh lebih efisien daripada api terbuka karena sebagian besar panas keluar dari cerobong asap dengan asap panas yang membubung. Perapian kecil dengan api yang menyala perlahan lebih efisien daripada perapian besar dengan api yang cepat menyala. Sebuah alat yang dikenal sebagai jam malam, yang terdiri dari lembaran kuningan atau timah, dapat digunakan untuk membatasi aliran udara panas, menghasilkan api yang perlahan-lahan menyala. Jam malam digunakan untuk menjaga api tetap menyala sepanjang malam tanpa dirawat.

Tungku pertama yang muncul dalam catatan sejarah dibangun dari batu bata dan ubin pada tahun 1490 di Alsace, bagian dari Eropa di perbatasan antara Prancis dan Jerman. Di Skandinavia, kompor dibangun dengan cerobong besi tinggi dan penyekat besi. Di Rusia, kompor setinggi 8 kaki (2,4 m) yang berisi sebanyak enam cerobong asap berdinding tebal ditempatkan di persimpangan dinding untuk memanaskan empat ruangan sekaligus.

Besi cor pertama kali diproduksi di Cina pada abad keenam SM. dan di Eropa selama abad kedua belas, tetapi tidak digunakan secara luas sampai abad ketujuh belas. Tungku besi cor pertama diproduksi di Lynn, Massachusetts, pada tahun 1642. Tungku besi tuang awal terdiri dari pelat persegi panjang datar yang dibaut atau disematkan untuk membentuk sebuah kotak. Pelat dibuat dengan menuangkan besi tuang cair ke dalam cetakan yang terbuat dari pasir, metode yang masih digunakan sampai sekarang.

Pada 1744, Benjamin Franklin menemukan tungku besi cor yang lebih efisien yang dikenal sebagai perapian Pennsylvania. Alat ini mengontrol aliran udara panas sehingga asap dari api membakar lebih sempurna, sehingga menghasilkan lebih banyak panas. Desain ini sangat sukses dan masih digunakan sampai sekarang. Perangkat yang lebih kompleks yang ditemukan oleh Franklin pada tahun 1786 tidak sesukses ini, tetapi desainnya mengantisipasi tungku besi tuang modern, yang membakar hampir semua asap dari api.

Kompor besi cor sebagian besar tetap tidak berubah dalam desain dasar selama sekitar 200 tahun. Pada 1970-an, kenaikan besar harga minyak pemanas menyebabkan peningkatan penggunaan tungku pembakaran kayu. Polusi yang dihasilkan oleh tungku ini menyebabkan Badan Perlindungan Lingkungan (EPA) mengeluarkan peraturan pada tahun 1988, yang mengharuskan semua tungku pembakaran kayu yang baru diproduksi untuk memenuhi standar emisi. Produsen kompor mengembangkan teknologi yang lebih baik untuk menghasilkan kompor besi cor yang sangat efisien dan menghasilkan sedikit polusi.

Bahan Baku

Besi tuang adalah zat yang terdiri dari besi dan karbon antara 2-4%. Berbagai sejumlah kecil silikon, mangan, belerang, dan fosfor juga ada. Untuk aplikasi khusus, berbagai jumlah nikel, kromium, dan molibdenum dapat dimasukkan untuk menghasilkan besi tuang yang tahan terhadap panas, keausan, dan korosi.

Tungku besi tuang modern mungkin hanya mengandung sepertiga besi tuang. Sisa kompor sebagian besar terdiri dari baja. Baja adalah zat yang terdiri dari besi dan, dalam banyak kasus, antara 0,01-1,2% karbon. Beberapa bentuk baja khusus mungkin mengandung karbon sesedikit 0,003% atau karbon sebanyak 2%. Baja juga dapat mengandung berbagai jumlah mangan, silikon, aluminium, nikel, kromium, kobalt, molibdenum, vanadium, tungsten, titanium, niobium, zirkonium, nitrogen, belerang, tembaga, boron, timbal, telurium, dan selenium.

Kompor besi cor yang diproduksi oleh Michigan Stove Co. pada tahun 1882. (Dari koleksi Museum Henry Ford &Greenfield Village, Dearborn, Michigan.)

Banyak dari kita menjilat bibir kita membayangkan bangun untuk sarapan bergaya pertanian yang dibuat di atas kompor dapur besi. Setelah tahun 1850-an, produsen kompor memproduksi model besar di mana seorang ibu petani bisa memasak bacon, telur, kentang goreng, dan hash daging jagung di atasnya, dengan gulungan kayu manis naik di atas kompor. Posisi pembakar pada kompor ini menentukan suhu pembakar, sehingga juru masak tahu pembakar terbaik untuk "merebus kopi". Karena tidak ada termostat di kompor, juru masak belajar mengatur suhu berdasarkan tampilan dan nuansa api (kayu atau batu bara, tergantung modelnya).

Kompor besi cor juga digunakan untuk menghangatkan ruangan. Perapian adalah cara yang terkenal tidak efisien untuk memanaskan ruangan tanpa pemanas sentral. Pada tahun 1860, banyak keluarga menaiki perapian dan meletakkan kompor ruang tamu seperti ini di perapian dan melepaskan kompor melalui cerobong asap. Model "art garland" ini disebut demikian karena scrollwork besi cor dekoratif, nikel, dan bentuknya yang modis. Diproduksi oleh Michigan Stove Co. pada tahun 1882, itu termasuk isinglass, atau lembaran mika yang diiris tipis, yang berfungsi sebagai kaca di pemanggang besi di depan sehingga orang bisa melihat pancaran api tetapi tidak merasakan intensitas penuh dari api. panas.

Nancy EV Bryk

Bahan lain yang dapat digunakan dalam tungku besi cor meliputi:keramik (berbagai bahan yang terbuat dari bahan bukan logam yang dikenai suhu tinggi), bata tahan api (sejenis batu bata yang terbuat dari tanah liat tahan panas), Tungku dibentuk melalui proses yang disebut pengecoran pasir. Setelah pasir mengeras menjadi cetakan berbentuk kompor, besi tuang cair dituangkan ke dalam rongga dan dibiarkan dingin. dan platinum atau paladium (elemen logam yang digunakan dalam catalytic converter yang menyebabkan asap terbakar pada suhu yang lebih rendah, menghasilkan pelepasan polusi yang lebih sedikit).

Manufaktur
Proses

Membuat besi tuang

• 1 Bijih besi digali dari tanah di tambang permukaan. Bijih diperoleh dalam gumpalan dengan ukuran mulai dari diameter lebih dari 40 inci (1 m) hingga diameter kurang dari 0,04 inci (1 mm). Untuk menghasilkan besi tuang atau baja, gumpalan harus berdiameter 0,3-1 inci (7-25 mm). Gumpalan bijih, yang terlalu besar, dihancurkan dan melewati saringan, yang memisahkan bahan yang dihasilkan berdasarkan ukuran. Benjolan yang terlalu kecil, yang dikenal sebagai butiran halus, dilebur menjadi gumpalan yang lebih besar, proses yang dikenal sebagai sintering.
• 2 Gumpalan bijih besi dicampur dengan kokas, zat kaya karbon yang dihasilkan dengan memanaskan batu bara hingga suhu tinggi tanpa adanya udara. Sabuk konveyor memindahkan campuran, yang dikenal sebagai muatan, ke atas tanur tinggi. Tungku sembur adalah poros baja tinggi, vertikal, dilapisi dengan bata tahan api dan grafit. Udara dipanaskan hingga suhu 1.650-2.460 ° F (900-1.350 ° C) dan ditiupkan ke dalam tanur tinggi. Saat muatan turun, kokas terbakar di udara panas untuk menghasilkan karbon monoksida dan panas. Karbon monoksida bereaksi dengan oksida besi dalam bijih besi untuk menghasilkan besi bebas dan karbon dioksida. Hasil akhir dari proses ini adalah cair besi kasar, yang terdiri dari setidaknya 90% besi, 3-5% karbon, dan berbagai kotoran.
• 3 Besi kasar cair dituangkan ke dalam cetakan besar dan dibiarkan dingin menjadi padat. Kemudian dicampur dengan besi tua, yang telah dipilih untuk memberikan campuran kombinasi bahan baku yang diinginkan. Campuran ini dipindahkan oleh ban berjalan ke atas kubah, yang menyerupai tanur sembur kecil. Besi kasar dan besi tua jatuh di tempat tidur kokas panas yang melaluinya udara panas dihembuskan. Proses ini menghilangkan kotoran dan sejumlah kecil karbon, menghasilkan besi tuang cair.

Membentuk besi tuang

• 4 Besi tuang, seperti namanya, biasanya dibentuk dengan menuangkan logam cair ke dalam cetakan, proses yang dikenal sebagai pengecoran. Metode yang paling umum dikenal sebagai pengecoran pasir. Pola dalam bentuk produk akhir yang diinginkan adalah berbentuk kayu, logam, atau plastik. Ini kemudian dikemas dengan kuat ke dalam pasir yang disatukan dengan berbagai zat yang dikenal sebagai zat pengikat. Pasir dikeraskan oleh panas atau dengan ikatan kimia dengan berbagai zat yang dikenal sebagai zat pengikat. Pasir dikeraskan dengan panas atau dengan ikatan kimia yang dihasilkan dengan memasukkan natrium silikat ke dalam campuran pasir asli. Setelah mengeras, polanya dihilangkan, meninggalkan rongga di pasir. Besi cor cair dituangkan ke dalam rongga dan dibiarkan dingin, menghasilkan besi cor padat dalam bentuk yang diinginkan.

Memasang kompor

• 5 Komponen besi cor dan komponen baja dikirim dari perusahaan besi dan baja ke produsen kompor dan diperiksa. Sebelum perakitan, komponen besi cor harus dipoles. Penggiling permukaan digunakan untuk menghilangkan sekitar seperenam belas inci (1,6 mm) besi tuang, menghasilkan permukaan yang sangat halus dan mengkilap. Penggiling permukaan tipikal adalah lembaran dengan lebar sekitar 14 inci (35,6 cm) yang terdiri dari bahan abrasif keras yang dikenal sebagai batu gerinda. Ini berputar sekitar 1.800 putaran per menit saat menggiling permukaan besi cor.
• 6 Komponen besi cor yang dipoles dirakit dengan baut baja. Baut dimulai dengan tangan, kemudian dikencangkan dengan mesin untuk memastikan bahwa komponen besi cor terikat kuat bersama-sama tanpa kebocoran. Berbagai komponen lain, seperti lapisan bata tahan api atau catalytic converter, dirakit ke dalam kompor pada saat yang bersamaan.
• 7 Kompor yang telah selesai diperiksa kembali apakah ada keretakan, yang mungkin terjadi selama pengencangan baut. Kemudian diolah dengan minyak untuk mencegah karat dan dikemas dengan busa polistiren yang diperluas (busa plastik yang sangat ringan namun kuat) ke dalam kotak kardus untuk dikirim ke konsumen.

Kontrol Kualitas

Selama pembuatan besi tuang, faktor terpenting dalam menghasilkan logam dengan karakteristik yang diinginkan adalah mengontrol jumlah elemen selain besi dan karbon yang ada dalam produk akhir. Secara khusus, jumlah silikon yang ada menghasilkan dua bentuk besi cor yang sangat berbeda.

Besi cor putih (dinamai untuk permukaan terang yang terlihat saat logam retak) mengandung lebih dari 2% silikon. Ini tidak sekeras besi cor putih tetapi lebih mudah untuk dicor dan dibentuk dengan mesin. Besi cor kelabu adalah bahan yang digunakan untuk membuat tungku besi cor.

Selama perakitan kompor komponen besi cor diperiksa untuk lubang, retak, dan karat. Setelah menyatukan komponen-komponennya, kompor diperiksa untuk memastikan bahwa kompornya kedap udara. Ini mencegah asap keluar dari badan kompor daripada bergerak melalui cerobong asap. Ketika kompor diminyaki untuk mencegah karat, itu diperiksa untuk melihat apakah ada minyak yang merembes melalui logam, menunjukkan bahwa ada retakan.

Masa Depan

Peraturan EPA yang diperkenalkan pada 1980-an mengharuskan produsen tungku pembakaran kayu untuk mengurangi jumlah emisi yang dihasilkan. Produsen telah mematuhi peraturan ini dalam tiga cara. Beberapa telah memasang catalytic converter, di mana sarang lebah keramik dilapisi dengan platinum atau paladium menyebabkan asap membakar lebih sempurna. Beberapa telah menciptakan apa yang disebut kompor "berteknologi tinggi", yang meningkatkan teknologi yang ada sehingga bahan bakar terbakar lebih efisien.

Perubahan yang paling radikal adalah pengembangan tungku pembakaran pelet. Alih-alih kayu biasa, tungku ini membakar pelet kecil yang terbentuk dari serpihan kayu, serbuk gergaji, kulit kayu, dan potongan kayu lainnya, yang dikeringkan, dihaluskan, dan dikompresi. Karena mereka jauh lebih kering daripada kayu biasa, pelet ini terbakar dengan sangat bersih. Tungku pembakaran pelet juga lebih mudah digunakan daripada tungku pembakaran kayu tradisional. Pemilik hanya perlu membeli pelet dan memasukkannya ke dalam hopper otomatis kompor, yang mengontrol laju penambahan bahan bakar ke api. Inovasi terbaru dalam teknologi tungku pembakaran kayu memastikan bahwa tungku besi tuang yang tampaknya kuno akan terus digunakan hingga abad kedua puluh satu.