Dahulu bertugas sebagai Metallurgist di sebuah kilang swasta antarabangsa di Ipoh. Pengkhususan tugas dalam bidang 'melting' perleburan keluli dan besi, rawatan haba (heat treatment), failure analysis (kajian kegagalan logam).

Kemudian bertugas sebagai jurutera di sebuah kilang magnesium smelting, bertanggungjawab dalam pengawalan proses utiliti dalam seksyen boiler (dandang),
jet vacuum pump, LPG dan compressed air system.

Kembali ke kilang lama sebagai Moulding Engineer (Head Of Department).....dunia logam dunia kerja saya...

Selepas itu berhijrah ke dunia Elektrokimia sebagai Production Engineer di Yuasa Battery. Masih dalam bidang metalurgi iaitu mendalami tabiat plumbum dan beberapa logam seperti antimoni dan Tin.

Menyediakan laman ini untuk bekalan bahan kajian dan bacaan kejuruteraan logam dalam bahasa melayu. Menjunjung aspirasi kejayaan tamadun negara bangsa melalui penataran bahasa eka, Metalurgis-Melayu akan bekerja ke arah itu. Terdapat mungkin beberapa laopran kerja saya akan diubah bahasa daripada bahasa Inggeris ke Bahasa Melayu. Moga ia dimanfaatkan.

Monday, September 27, 2010

Senjata Biologi; Pemusnah nilai Kemanusiaan

Disiar dalam Dewan Kosmik September 2010

Senjata Biologi; Pemusnah nilai Kemanusiaan

Muhammad Nuruddin Bashah

Bc Hons Engineering (Material) UM

Wardah Abdul Rahman

MSc (Biology) USM

Perang adalah satu aktiviti kejam yang dilakukan oleh manusia sejak zaman berzaman. Malah matlamat mematikan musuh dan memusnahkan populasi lawan adalah satu sasaran yang dikejar serta menatijahkan sindom mechiavelli yang cukup dahsyat. Senjata biologi adalah antara metod perang yang dicipta manusia selari dengan penemuan dan peningkatan ilmu biologi dan mikroorganisma. Lantaran ianya senyap, berkesan serta mampu memusnahkan musuh dalam jumlah dan skala yang amat besar, ia dipilih sebagai salah satu kaedah negara tertentu untuk merealisasikan impian masing-masing.

Sejak serangan WTC pada 11 September 2001, kesedaran terhadap kemungkinan berlakunya ancaman senjata biologi dan kimia mulai diperkatakan semula. Jangkaan blok AS-NATO yang mendakwa pihak pengganas kini kian bijak mencipta dan bertindak mempelbagaikan teknik serangan mereka semakin menebal selepas beberapa siri serangan antraks di Amerika berlaku rentetan selepas 9/11.

Wabak influenza A (H1N1) tidak terkecuali daripada menjadi perbincangan saintis tentang kesahihan ianya sebagai salah satu metod perang biologi. Virus yang mencipta gelombang pertama pada April tahun lalu dan kembali menyerang semula awal 2010 ini dikatakan sengaja dicipta oleh kuasa besar untuk mengalih perhatian masyarakat dunia dari polemik antarabangsa lain yang lebih penting. Malah, tidak kurang pula yang mendakwa kewujudan virus ini adalah untuk mengagung-agungkan negara yang berjaya mencipta vaksin untuknya walaupun pada masa yang sama, besar kemungkinan negara tersebut juga yang mencipta virus tersebut. Namun begitu kesahihan isu ini masih belum dibuktikan dan masih dalam tahap spekulasi.

Secara umumnya, senjata biologi (biological weapon) adalah teknik persenjataan yang menggunakan mikroorganisma seperti bakteria, virus dan kulat yang dapat bertindak sebagai patogen kepada manusia mahupun hidupan yang lain. Selain contoh organisma seni ini, toksin iaitu sebatian beracun yang boleh dihasilkan oleh sesetengah organism juga turut dikategorikan dalam kumpulan senjata biologi.

Persamaan yang jelas antara toksin yang diletakkan dalam kumpulan senjata biologi dan senjata kimia adalah kedua-duanya terikat dengan keperluan Konvensyen Senjata Biologi dan Toksin (Biological and Toxin Weapons Convention) dan Konvensyen Senjata Kimia (Chemical Weapons Convention). Persenjataan biologi (biological warfare) atau persenjataan kuman (germ warfare) pula adalah istilah penting yang digunapakai bagi menggambarkan teknik perang yang menggunakan senjata biologi.

Misalnya negara Israel yang kian mengganas hari ini juga tidak menandatangani Konvensyen Senjata Biologi dan Toksin (Biological and Toxin Weapons Convention- BWC). Menurut laman sesawang Wikipedia, terdapat spekulasi bahawa program senjata biologi Israel mungkin terdapat di Institut Penyelidikan Biologi Israel (Israel Institute of Biological Research-IIBR) di Ness Ziona.

Secara realitinya masyarakat antarabangsa telah melaksanakan beberapa aturan kawalan eksport senjata, seperti Konvensyen Senjata Kimia (CWC), Konvensyen Biologi dan Toksin (BWC) dan Perjanjian Pencegahan Penularan Senjata (NPT). Perjanjian ini mendapat sokongan meluas. Namun, seperti yang kita lihat sendiri, perjanjian tersebut tidak berupaya menghalang penularan keganasan melalui senjata WMD mahupun senjata biologi.

Penggunaan agen biologi sebagai senjata memusnahkan musuh bukanlah sesuatu yang baru. Menelusuri sejarah, percubaan untuk menggunakan senjata biologi telah bermula sejak 300 SM dahulu lagi apabila karya sastera Parsi, Greek dan Roman pernah merekodkan tentang bangkai haiwan yang dimasukkan ke dalam sumber air musuh mereka.

Semasa Perang Perancis dan British pada kurun ke 18, tentera British di bawah pimpinan Jeffrey Amherst pula telah mengedar selimut yang telah dicemari dengan virus cacar (smallpox) kepada penduduk asli Amerika dalam usaha British menakluk kawasan Amerika Utara yang asalnya diduduki kaum Red Indian. Amat malang sekali apabila pemberian ini bukanlah suatu nikmat sebaliknya bala besar buat kaum asli di Amerika ini.

‘The Black Death’ berlaku antara tahun 1347 hingga 1350 telah menyebabkan kematian lebih satu pertiga penduduk Eropah. Puncanya adalah penularan penyakit berjangkit dari mayat yang telah membusuk yang digunakan oleh tentera Mongolia untuk mengusir pedagang bangsa Genoa di Laut Hitam dalam tempoh tersebut.

Perang Dunia Pertama dan Kedua menjadi medan untuk negara-negara yang terlibat menunjukkan kehandalan mereka mencipta dan mengaplikasikan senjata biologi secara berleluasa. Lebih buruk lagi apabila diyakini bahawa bilangan tentera yang terkorban dalam Perang Dunia Pertama dan Kedua banyaknya yang berpunca daripada penyakit berbanding luka akibat perang. Jika diamati dengan teliti, beberapa filem luar negara yang berunsurkan kisah perang banyak menyelitkan teknik-teknik persenjataan biologi yang digunakan pihak tentera.

Dalam Perang Dunia Pertama, tentera Jerman menjangkitkan haiwan-haiwan ternakan yang diimport oleh tentera bersekutu dengan bakteria antraks.

Era Perang Dunia Kedua pula telah menyaksikan ‘kegilaan‘ para saintis dari negara matahari terbit melakukan pelbagai ujikaji ke atas manusia secara hidup-hidup. Beberapa pusat kajian yang dikenali sebagai unit diwujudkan secara rahsia dan berselindung dengan nama lain untuk mengaburi mata masyarakat setempat. Unit 731 yang terletak di wilayah Harbin, Manchuria misalnya adalah pusat penyelidikan senjata biologi Jepun yang paling terkenal hinggakan Jeneral Shiiro Ishii yang bertanggungjawab ke atas unit ini turut diangkat sebagai ‘Bapa Senjata Biologi’.

Di sini, lebih 3000 mangsa sengaja didedahkan kepada sumber jangkitan penyakit seperti sifilis, antraks dan beberapa agen biologi lain. Tindakan tidak berasas ini tidak terhenti di sini kerana autopsi atau pemeriksaan lanjutan seperti pembedahan secara hidup ke atas mangsa ujikaji juga dijalankan. Tujuan mereka hanyalah satu iaitu untuk mengetahui kesan langsung yang berlaku pada organ dalaman mangsa seterusnya ‘menambahbaik’ ujian mereka agar boleh digunakan ke atas musuh perang. Ujikaji ini akan diulang beberapa kali sehingga mencapai tahap kepuasan yang diinginkan.

Pada tahun 1942, Amerika Syarikat menubuhkan Unit Penyelidikan Perang yang mana antraks dan toksin botulinum dikaji sebagai agen yang berpotensi digunakan sebagai senjata perang. Hasilnya, pada Jun 1944, kedua-dua bahan ini dikumpulkan dalam kuantiti yang secukupnya sebagai persiapan balas sekiranya pihak tentera Jerman mula menggunakan agen biologi dalam peperangan menentang Amerika Syarikat. Pulau Gruinard yang terletak di negara Scotland dalam tahun 1942 dan 1943 telah menjadi tempat untuk ujian bom antraks.

Amerika Syarikat meneruskan lagi kajian mereka antara tahun 1950 hingga 1960. Kelemahan dan kurangnya kesedaran tindak balas warga Amerika Syarikat terhadap serangan agen biologi ditunjukkan apabila antara tahun 1951 hingga 1954, beberapa jenis organisma kurang merbahaya sengaja dibebaskan di kedua-dua pesisiran pantai Amerika Syarikat. Pada tahun 1966, kelemahan ini diuji sekali lagi apabila bahan ujian dilepaskan di dalam terowong perhubungan awam di bandar New York.

Ketika Perang Vietnam, gerila Viet Cong menggunakan bilah buluh yang direndam di dalam najis untuk menimbulkan jangkitan yang lebih teruk pada luka tentera musuh yang terkena tikaman buluh tersebut. Pada tahun 1979 pula, secara tidak sengaja bakteria antraks terlepas dari pusat senjata di Sverdlovsk, Rusia. Dalam tragedi ini, sekurang-kurangnya 66 orang terbunuh. Walau bagaimanapun, kerajaan Rusia mendakwa semua kematian ini berpunca daripada daging yang tercemar sehinggalah pada tahun 1992, Presiden Rusia pada masa tersebut, Boris Yeltsin membuka mulut mengenai punca sebenar yang berlaku.

Kaedah penghasilan yang senang, mudah disembunyikan serta tempoh masa pengeraman yang boleh dijangka adalah antara sebab utama senjata biologi menjadi pilihan untuk menghapuskan musuh di dalam perang. Kewujudan mikroorganisma penyebar penyakit yang sukar dikenalpasti melalui mata kasar memudahkan lagi proses perpindahan penyakit sesama manusia.

Agen biologi bukan sekadar diaplikasikan untuk menghapuskan manusia secara terpencil (isolated assassination) tetapi turut terlibat sebagai agen utama yang dapat membunuh dalam skala yang lebih besar hingga mencecah ribuan kematian dalam satu tempoh masa yang singkat. Situasi ini terjadi apabila agen biologi yang digunakan turut mencemarkan persekitaran tempat tinggal menyebabkan kontaminasi berlaku dalam jangka masa panjang dan memberi ancaman kepada populasi manusia yang tinggal di kawasan tersebut.

Menurut Pusat Pengawalan dan Pencegahan Penyakit Amerika Syarikat (CDC-USA), terdapat tiga pengkelasan senjata biologi, bergantung kepada keseriusan penyebaran penyakit dan tahap kematian yang terlibat. Agen dalam kategori A adalah yang paling merbahaya kepada orang awam dan keselamatan negara manakala kategori C merangkumi agen yang berpotensi untuk dibiakkan secara meluas pada masa akan datang.

Kategori A (antraks, toksin botulinum dan cacar) dicirikan dengan sifat yang mudah tersebar atau dipindahkan dari manusia ke manusia yang lain, mampu menimbulkan kepanikan dalam masyarakat dan boleh mengakibatkan jumlah kematian yang tinggi. Agen biologi yang tergolong dalam kategori B ialah risin, mikotoksin (toksin yang dihasilkan oleh kulat) dan bakteria Staphylococcus yang mempunyai tahap penyebaran sederhana dan mampu mengakibatkan kadar kematian yang rendah. Ketegori C mudah didapati serta berpotensi memberi impak kesihatan atau kematian yang major.

Protokol Geneva 1925 telah ditandatangi oleh 108 buah negara. Perjanjian ini adalah yang pertama melibatkan banyak negara dalam usaha mengekang penggunaan agen biologi dan agen kimia secara berleluasa. Walau bagaimanapun, piawaian perjanjian ini tidak diterangkan dengan jelas menyebabkan negara terlibat kurang mengambil berat tentangnya.

Jelas, keilmuan sains yang kian bercambah juga turut menghakis nilai perikemanusiaan serta etika dalam peperangan. Tambahan pula, ahli sains dan jurutera selalunya dimanipulasi dan menjadi mangsa ekspolitasi yang teruk oleh negara yang berperang demi memenuhi kehendak ketua negara iaitu kemenangan melalui pemusnahan musuh.

Monday, September 20, 2010

Mai kenal dengan Chrome White Iron

Mai kenal dengan Chrome White Iron

by Muhammad Nuruddin Bin Bashah on Monday, September 20, 2010 at 4:37pm

Kerja hari-hari kena jaga orang, buat costing, order barang dan jaga kualiti.

Tapi setiap minggu saya akan ambil satu jenis iron atau steel untuk di kaji.

Minggu lepas adalah austenitic manganese steel, dan minggu ini adalah 27% Chrome iron atau dikenali sebagai White chrome iron. Di bawah family AS 2017 wear resistant white iron. Ini standard antarabangsa australia. kenapa white? kerana ada 27% chromium...sebab tu la putih kalau tgk melalui mikroskop....

Walaupun ia iron, ia tetap memiliki sifat anti karat sebab kandungan Chrome yang cukup untuk membentuk Chromium Oxide layer.....

Besi ni adik beradik ni Hard dari family ASTM 532 (high nickel and chromium white iron)....

Agak2 bila negara islam/Arab mampu ada standard penyediaan besi dab keluli sendiri? Sebab tu la menara Petronas pun banyak tangan Amerika yang set semua....

Tuesday, August 10, 2010

Bincang-bincang metalurgi: Unsur apa yang mempengaruhi Ms?

Ms dipengaruhi oleh unsur-unsur?

Cobalt meningkatkan suhu transformasi martensit Ms dan menurunkan jumlah austenit ditahan (retained austenite) dalam keluli aloi semasa dilindap kejut (quenching)
Aluminium sama seperti Cobalt.
Silikon tidak mempengaruhi Ms.

Secara umumnya majority unsur aloi mempromosikan untuk pembentukan austenit pada suhu tinggi. Karbon mengurangkan aras Ms sehingga mudah untuk mempertahankan struktur austenitic di AMS (austenitic manganese steel).

Jika Ms dikurangkan, kita perlu melakukan pendinginan super pantas di quenching untuk mendapatkan martensit. Jadi dalam kelajuanquenching sederhana, tetapi dengan kandungan karbon yang tinggi, kita boleh mengekalkan struktur austenit. Kerana itu AMS memiliki kandungan lebih 1% karbon.

Tempering embrittlement
Mn, Cr, Ni mempromosikan untuk tempering embrittlement (kerapuhan selepas quenching)
Mo dapat menolak dari masalah ini

tetapi jangan melebihi 0.2–0.3% dalam low alloy steel.

Tuesday, August 3, 2010

Teknik pengawalan nitrogen dalam proses perleburan keluli yang menggunakan relau arka elektrik

Disiarkan dalam Majalah Dewan Kosmik Ogos 2010

Teknik pengawalan nitrogen dalam proses perleburan keluli yang menggunakan relau arka elektrik

Kebelakangan ini ramai jurutera metalurgis giat mengkaji bagaimana cara untuk menghasilkan keluli tuang (casting) yang bebas dari kecacatan seumpama kecacatan akibat gas yang terperangkap dalam pepejal keluli. Tulisan ini adalah salah satu usaha untuk membantu para jurutera muda mendapat bahan bacaan berbahasa Melayu untuk mendalami aspek mudah pengawalan nitrogen dalam pembuatan keluli.

Selalunya hasil gas yang terperangkap ini dapat dilihat sebagai lelubang pin yang kecil dan bersaiz bujur. Malah masalah nitrogen yang terperangkap dalam keluli ini juga akan mengurangkan kekuatan keluli, meningkatkan kerapuhan kesan zon panas atau ‘embrittlement of the heat affected zone’ (HAZ) pada keluli kimpalan dan kelemahan ubahbentuk kerja sejuk (cold formability). Ia juga boleh mengurangkan ketahanan terhadap haba yang baik. Adalah sesuatu yang wajib untuk para jurutera metalurgis memastikan kandungan nitrogen di dalam keluli semasa dan selepas perleburan adalah seminima yang mungkin.

Sebenarnya selain aplikasi penggunaan teknologi sokongan yang moden serta sofistikated, pengawalan kadar nitrogen dengan menggunakan teknik konvensional adalah amat efektif sekiranya para jurutera menyedari faktor utama bagaimana nitrogen boleh terperangkap dalam keluli leburan.

Dalam penggunaan relau arka elektrik (electric arc furnace), nitrogen boleh dikurangkan melalui penggunaan DRI dan beberapa teknik yang akan dibincangkan.

Semasa keluli berada dalam bentuk leburan, nitrogen wujud dalam bentuk lelubang gas, mendakan sebatian nitrid seperti aluminim nitrida atau terperangkap dalam larutan pejal tanpa tindakbalas kimia. Nitrogen larut semaksima 450 ppm dalam keluli atau besi lebur.

DRI (direct reduced iron) atau selalunya digunakan dalam bentuk HBI (hot brequetted iron) adalah bahan yang sesuai untuk mendapat unsur sisa atau tambahan seperti karbon dan silikon kerana kandungannya yang seperti berikut:


%

Jumlah Fe

94-95

Karbon

1.0 - 1.5 + 0.3

Sulfur

0.0005 - 0.015

Fosforus

0.02 - 0.09

Silikon Oksida

1.0 - 2.0

Namun begitu, selepas diteliti kemampuan bahan ini, secara praktikalnya ia boleh mengurangkan kandungan gas yang terperangkap terutama nitrogen yang terperangkap daripada atmosfera.

DRI adalah bahan suapan untuk perleburan keluli dan besi yang dihasilkan melalui penurunan oksigen di dalam bijih besi yang dilakukan secara langsung (direct) tanpa melalui proses perleburan. Proses ini adalah proses yang menyamai proses penguraian (smelting) bagi bijih besi. Selalunya DRI dihasilkan dalam bentuk briket (briquettes) panas yang dihasilkan melalui pemampatan DRI pada suhu 650 C.

HBI ini kaya dengan karbon bebas dan partikel karbida kerana ia belum melalui proses perleburan. Karbon sebegini amat sesuai untuk menghasilkan tindakbalas pendidihan karbon yang baik. Di dalam teknik perleburan keluli, proses pembaikan (refining) berlaku apabila tindakbalas pendidihan karbon berlaku iaitu melalui suntikan gas oksigen bertekanan tinggi ke dalam mandian keluli lebur.

Pendidihan ini akan membuang semua oksida di dalam keluli dan menghubungkan oksida berkenaan dengan slanga (slag) dan bakal dibuang. Pendidihan ini juga akan mengurangkan kandungan karbon di dalam komposisi keluli lebur kepada kandungan yang diingini oleh kita.

Namun begitu, pendidihan ini selalunya akan menaikkan suhu mandian keluli lebur dan boleh menyah nitrogen yang terperangkap dalam keluli lebur melalui penghasilan buih-buih karbon monoksida (akibat pendidihan) iaitu ia bertindak dengan melekapkan molekul nitrogen di dalam bebuih karbon monoksida.

Industri keluli global hari ini menggunakan sebanyak 22 peratus besi alternatif seperti DRI/HBI untuk menggantikan ‘pig iron’, bijih besi atau skrap besi terpakai yang kadangkala tidak membantu mengurangkan keterlarutan nitrogen di dalam leburan keluli.

Di samping membantu menghalang keterlarutan nitrogen di dalam leburan keluli, DRI juga bertindak mengurangkan penggunaan elektrod pada relau arka elektrik kerana ia tidak menghasilkan pengarkaan yang terlalu banyak. Penghasilan bebuih karbon monoksida semasa proses pendidihan juga mengelakkan elektrod karbon daripada teroksida.

Sumber nitrogen dalam penghasilan kekuli menggunakan relau arka elektrik.

Nitrogen wujud dalam keluli melalui dua cara iaitu melalui bahan suapan seperti besi skrap dan juga melalui serapan nitrogen dari atmosfera semasa proses perleburan.

Kandungan nitrogen dalam bahan suapan adalah seperti berikut

Besi Scrap 30-120 ppm

HBI/DRI 20-30 ppm

Cold pig iron (CPI) 20-30 ppm

Coke ( arang batu) 5000-10000 ppm

Gas oksigen 30-200 ppm

Penggunaan gas nadir seperti Argon (Ar) <30>

Kalsium Oksida 400 ppm

Manakala kandungan nitrogen melalui proses perleburan keluli menggunakan relau arka elektrik boleh diterjemahkan melalui graf di atas.

Graf ini adalah menurut kajian Pillot (Pilliod, C F, Variables Affecting the Nitrogen Content of Carbon and Low Alloy Acid Electric Arc Furnace Steels, 46th Electric Furnace Conference Proceedings, Pittsburgh (USA), 6-9 December, 1988, The Iron and Steel Society, pp. 107-110 ) di mana garisan tebal mewakili proses yang menggunakan 50% skrap kilang kitar semula 50% besi skrap umum. Manakala garisan putus pula mewakili proses yang menggunakan 100% besi skrap.

Keterlarutan nitrogen sepanjang proses boleh diringkaskan seperti berikut:

A: Proses awal permulaan elektrod karbon. ( kandungan nitrogen melebihi 0.005%)

B: Terhasil kolam kecil leburan keluli (kandungan nitrogen meningkat mendadak sehingga 0.02% akibat pengarkaan elektrod)

C: Perleburan sisa bahan suapan ( kandungan nitrogen menurun)

D: Kolam leburan keluli dipanaskan sehingga ke suhu didih ( tiada perubahan kandungan nitrogen)

E: Tempoh masa pendidihan keluli ( penurunan mendadak nitrogen sehingga 0.005% akibat bebuih karbon monoksida yang memerangkap dan menyah nitrogen)

F: Bahan suapan Ferroalloy ditambah dan kolam leburan dipanaskan ke suhu tuangan ‘tapping temperature’ ( tiada perubahan kandungan nitrogen)

G: Leburan dituang ke laddle (kandungan nitrogen meningkat akibat tindakbalas dengan atmosfera)

H: Leburan besi dibiar seketika dalam laddle untuk bacaan suhu ( tiada perubahan nitrogen)

I: Proses tuangan ke acuan ( ada peningkatan kecil nitrogen)

Tempoh masa di mana kandungan nitrogen berjaya dikurangkan hanya pada saat skrap mulai lebur serta pada ketika pendidihan berlaku. Semasa tempoh C iaitu perleburan skrap, lapisan slaga mulai terbentuk dan ini menghalang tindabalas nitrogen atmosfera dengan permukaan leburan keluli dalam relau.


Teknik pengawalan kandungan nitrogen semasa proses perleburan.



  1. Kaedah pengawalan yang paling utama ialah memilih bahan suapan yang mengandungi kadar nitrogen yang rendah.

Selalunya bahan suapan yang digunakan seperti ‘pig iron’, bijih besi serta skrap mengandungi nitrogen. Di sinilah peranan awal DRI untuk dipilih sebagai bahan utama suapan untuk perleburan keluli kerana kandungan nitrogennya yang rendah. Pig iron juga mengandungi kandungan nitrogen yang rendah seperti DRI, akan tetapi pig iron memiliki kandungan fosforus dan sulfur yang amat tinggi serta tidak sesuai untuk perleburan keluli aloi rendah dan keluli tahan karat austenitik. Ia mungkin sesuai untuk kegunaan keluli bebas mesin (free cutting steel) yang menggunakan kandungan forforus yang banyak.

Jika pengeluar tetap ingin menggunakan skrap besi lama yang selalu digunakan, mereka boleh mengurangkan kandungan nitrogen melalui pemeriksaan spesifikasi skrap berkenaan menggunakan mesin penganalisa spektrometer. Pilihlah skrap yang terendah nitrogennya.

  1. Pencegahan penyerapan nitrogen dari atmosfera semasa proses perleburan.

Seperti yang dijelaskan dalam graf di atas, nitrogen diserap ke dalam mandian leburan keluli semasa proses perleburan bermula serta paling banyak terserap semasa proses pengarkaan. Dalam proses ini molekul N2 akan dipecahkan kepada monatomik nitrogen (N). Hal ini sama seperti mana percikan kilat boleh memecahkan molekul nitrogen di udara.

Penggunaan DRI juga menggalakkan pembentukan slanga pada awal perleburan keluli dan ini akan menghalang permukaan leburan keluli bertemu dengan atmosfera yang kaya dengan gas nitrogen. Semasa awal pengarkaan berlaku, slanga nipis yang berbuih telah terbit akibat penggunaan DRI. DRI akan membantu menghasilkan slanga yang terdiri daripada Silikon Oksida SiO2, Aluminum Oksida Al2O3, Kalsium Oksida CaO, Kalium Oksida K2O, Titanium Oksida TiO2, Magnesium Oksida MgO, dan Fosforus Pentaoksida P2O5, serta besi oksida FeO.

Relau arka elektrik juga perlu ditutup dengan rapi semasa pengarkaan berlaku untuk mengurangkan monatomik nitrogen yang terbentuk. Pembukaan pintu suapan dan lubang tapping tanpa sebab musabab perlu dikurangkan atau dielakkan.

Penggunaan gas nadir yang tidak mengandungi nitrogen seperti penggunaan argon dalam proses juga amat berkesan. Selalunya proses pengacauan (stirring) keluli lebur, pembersihan ‘laddle’ dan seumpamanya menggunakan udara biasa yang kaya dengan nitrogen. Jadi argon adalah pilihan yang terbaik di samping fungsi argon mampu menyejukkan (menurunkan sedikit) suhu leburan keluli kepada tahap suhu tuang yang sesuai dengan acuan yang disediakan. Di samping itu menembak argon ke dalam leburan keluli sehingga menerbitkan bebola buih besar mampu menangkap nitrogen dan membuang terus ke udara. Teknik ini dikenali sebagai suntikan argon ke dalam laddle.

Elakkan juga proses ‘tapping’ (penuangan dari relau ke laddle) pada suhu yang terlalu tinggi melebihi suhu tuangan yang ditetapkan. Hal ini kerana semakin tinggi suhu tapping, semakin mudah nitrogen luar memasuki leburan keluli itu semula.

Semasa proses penuangan, pastikan juga jarak antara lubang ‘bottom pour ladle’ (sesenduk tuangan bawah) dengan lubang tuangan (pouring cup) tidak terlalu jauh dan sebaiknya adalah sekadar jarak sekaki. Ketinggian jarak antara lubang ladle dengan tempat tuangan akan membenarkan penyerapan nitrogen semula.

  1. Penyah nitrogen daripada keluli

Teknik mudah untuk membuang nitrogen yang terserap juga ke dalam leburan keluli adalah melalui penghasilan pendidihan keluli sehingga terbitnya bebuih karbon monoksida. Jika pihak pengeluar enggan menggunakan DRI, karbon monoksida tetap terhasil namun ia perlu dikawal dengan baik untuk menghasilkan pendidihan yang terbaik. Pendidihan yang terbaik ialah selepas keluli mengalami proses ‘slag off’ (pembuangan slanga) yang terlalu banyak untuk membuang elemen-elemen lain yang menganggu penghasilkan bebuih karbon monoksida dan silikon oksida. Suhu juga dinaikkan sehingga menghasilkan bebuih karbon monoksida yang aktif untuk menangkap nitrogen.

Selain itu tenik penyahgas vakum juga merupakan teknik membuang nitrogen terperangkap dalam keluli. Namun ia jarang digunakan beserta dengan relau arka elektrik.

Terkini syarikat VESUVIUS telah menghasilkan tiub tuangan (pouring tube) yang diperbuat daripada grafit alumina di mana tiub ini mampu mengurangkan kenaikan kadar nitrogen dalam keluli yang telah dituang ke dalam acuan. Tiub ini kurang hakisan dan mengurangkan inklusi dalam casting yang mampu terurai membebaskan nitrogen.

Faedah nitrogen dalam perleburan

Walaupun banyak pengeluar keluli inginkan keluli terendah kandungan nitrogennya, namun begitu nitrogen tetap bermanfaat jika kuantitinya terkawal. Nitrogen akan bertindakbalas dengan elemen sisa membentuk Titanium Nitrida atau Vanadium Nitrida yang amat baik untuk menurunkan suhu perubahan fasa mulur-rapuh (Ductile-Brittle transition temperature). Suhu perubahan ini amat perlu direndahkan terutama untuk aplikasi di tempat iklim sejuk dan lautan sejuk.

Nitrogen juga boleh digunakan untuk memasukkan bahan untuk proses desulfurisasi ke dalam leburan besi (contohnya memasukan kalsium karbida) untuk menghilangkan sulfur dari besi. Hal ini khususnya bermanfaat pada produksi besi spheroidal graphite iron (SG, ductile)

Setiap ciptaan tuhan seperti gas-gas di udara memiliki kelebihan dan peranan tersendiri. Kajian dalam bidang metalurgi akan menghasilkan para jurutera dan pengkaji sains yang memahami kebesaran tuhan yang mencipta alam ini dengan segala rahsia dan sistem tersendiri.

Muhammad Nuruddin Bashah

Metalurgis Melayu

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...

Engineering Blogger

Template Design | Elque 2007