Macam mana kalau Sulfur dan Phosforus meningkat semasa masak Low Alloy Steel?

Macam mana kalau Sulfur dan Phosforus meningkat semasa masak Low Alloy Steel?

Muhammad Nuruddin Bashah

Selalunya, jika kandungan Sulfur meningkat dalam spesifikasi kimia besi lebur, kita masih berpeluang untuk menurunkannya dengan pelbagai kaedah antaranya adalah melalui kaedah slag-off (pembuangan slag). Kebiasaannya kandungan maksima sulfur dalam Low Allo Steel ialah sebanyak 0.02% hingga 0.03% sahaja. Manakala kandungan Phosforus ialah maksima sebanyak 0.02% hingga 0.025% sahaja.

Sulfur dan phosforus adalah pasangan adik beradik yang selalunya diminimakan dalam kandungan Low Alloy Steel kerana ianya memberi kesan buruk kepada kebolehmesinan dan menyebabkan masalah kerapuhan. Phosporus akan menyebabkan besi menjadi rapuh serta masalah cold-shortness ( besi rapuh walaupun pada suhu bilik). Manakala sulfur menyebabkan kecenderungan besi untuk segregat pada grain boundry ( sempadan butir) serta menghilangkan kemuluran pada suhu panas ( hot shortness atau red shortness). Ini juga menyebabkan pada suhu tinggi, besi tidak menjadi mulur sebaliknya rapuh dan keras.

Jadi kedua-dua ini perlu dikurangkan.

Dalam masalah yang saya hadapi baru-baru ini ialah, kandungan sulfur agak tinggi iaitu sekitar 0.28% (berpotensi terus meningkat), manakala phosforus pula meningkat lebih lagi dari hadnya iaitu 0.30%. Kes ini terbalik dari keadaan biasa. Jika kita melakukan proses boiling-refining, sulfur akan turun terlebih dahulu diikuti dengan phosphorus.

Jika sulfur sahaja yang tinggi, kita boleh rendahkannya dengan menambah Calcium Carbide atau CaSiMn (Calsium Silicon Manganese) kerana dua benda ini berupaya menangkap Sulfur bebas.

Jadi disebabkan ini masalah pasangan adik beradik, kami bercadang nak boiling semula kemudian slag-of (buang slag keluar)

Baik, step mula kami ialah boiling dahulu…..

Phosphorus+ Oksigen (boiling) – Phosphorus pentoxide ( P2O5)

Limestone (CaCO3) pula dioksidakan semasa boiling menjadi CaO (Kalsium Oksida) yang akan menurunkan pula Sulfur pada FeS.

FeS + CaO(from flux) – CaS (Calcium Sulfide) + FeO

Lebih beruntung apabila Sulfur juga boleh diturunkan oleh Manganese menjadi MnS (manganese Sulfide)

Phosforus pula hanya boleh dibuang melalui pengoksidaan menjadi Phosforus Pentoksida sahaja. Kerana itulah selalunya Phosforus sukar diturunkan kandungannya.

Selepas kami boiling besi tersebut dengan oksigen, terus dimasukkan limestone (batu kapur) dengan lebih banyak lagi. Api akan menyambar apabila batu dimasukkan dan terus menggelegak. Besi ditarik keluar dengan sebatang besi rabble dan slag terus meluncur keluar (slag-off). Malang sekali apabila slag-off yang terlalu kerap dan banyak menyebabkan kita merugian begitu banyak kandungan besi keran dalam slag juga ada FeO (besi oksida) yang boleh dikembalikan dalam spesifikasi besi lebur.

Kami hentikan slag-off. Masalah kedua muncul iaitu slag yang tinggal membeku kerna terlalu banyak batu kapur dimasukkan!

Slag peru dilembutkan barulah alloy dan bahan tambah lain boleh dimasukkan. Jadi reducing slag dilakukan.

Apakah reducing slag? Proses ini ialah dengan memasukkan serbuk aluminum dan flourspar (Calcium Flourite) yang akan menurunkan takat lebur slag (slag jadi cair) .

Masalah ketiga muncul! Iaitu sulfur dan phosphorus tadi pun lebur dan masuk semula dalam besi yang kita masak tu!

Jadi apa cara terakhir? Pig sahaja besi itu… (pig maksudnya besi lebihan atau besi yang out spec)