Perpustakaan Digital ITB

Baja merupakan salah satu material yang paling banyak dibutuhkan dengan tingkat produksi global mencapai 1,88 milyar ton pada tahun 2024. Pemanfaatan baja bekas sebagai bahan baku sekunder dalam produksi baja menggunakan tanur listrik berkontribusi terhadap pengurangan emisi CO2, kebutuhan energi dan kebutuhan bijih besi. Namun, keberadaan unsur pengotor yang sukar dioksidasi, seperti Cu dan Sn dalam baja bekas menjadi tantangan dalam daur ulang baja karena dapat menyebabkan fenomena hot shortness, yaitu penggetasan baja saat dilakukan pembentukan pada temperatur tinggi. Berbagai metode dikembangkan untuk mengatasi permasalahan ini, salah satunya melalui proses peleburan plasma hidrogen. Penelitian ini bertujuan untuk mengeksplorasi potensi peleburan plasma hidrogen sebagai alternatif produksi baja yang lebih bersih dan efisien, terutama dalam penghilangan unsur Cu dan Sn. Penelitian berfokus pada pengaruh durasi peleburan, kadar awal baja bekas dan komposisi campuran gas terhadap tingkat penghilangan unsur Cu dan Sn dalam baja sebagai dasar evaluasi efektivitas plasma hidrogen dalam daur ulang baja yang berkelanjutan. Metode penelitian menggabungkan simulasi untuk meninjau kesetimbangan fasa elemen dalam baja menggunakan perangkat lunak FactSageTM 8.3 dengan percobaan peleburan plasma hidrogen dalam skala laboratorium. Karakterisasi awal dilakukan menggunakan scanning electron microscope-energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS) untuk menentukan kadar dan distribusi unsur dalam baja. Pada percobaan ini, digunakan dua variasi sampel dengan komposisi yang berbeda, yaitu Fe-0,73%Cu dan Fe-0,44%Cu-0,06%Sn. Peleburan dilakukan dengan variasi durasi 0,5 – 12 menit serta variasi campuran gas 5 L/menit Ar-80%H2 dan 4,2 L/menit 100%Ar. Hasil penelitian menunjukkan pada durasi peleburan 12 menit tingkat penghilangan Cu mencapai 86,72% pada sampel Fe-0,7%Cu dan 88,87% pada sampel Fe- 0,4%Cu-0,06%Sn dengan tren yang terus meningkat. Sementara itu, penghilangan Sn pada durasi peleburan 12 menit mencapai 84,04%. Penggunaan plasma Ar- 80%H2 menghasilkan tingkat penghilangan Cu dan Sn yang lebih tinggi dibandingkan dengan plasma 100%Ar. Hasil tersebut mengindikasikan efektivitas plasma hidrogen sebagai metode alternatif dalam penghilangan pengotor Cu dan Sn pada proses daur ulang baja.