Proses Industri Kaca
Berikut adalah gambaran proses produksi kaca 1. Proses pencampuran bahan baku
Proses pencampuran bahan baku dibagi menjadi dua tahapan, yaitu:
a. Pencampuran antara materal menjadi mixed batch
Material antara lain silika sand, dolomite, soda ash, lime stone, feld spar,salt cake, colorant dan lain-lain sesuai dengan kaca yang akan diproduksi dicampur dengan menggunakan mixer berbentuk turbin. Secara garis besar maka skema prosesnya adalah Proses mixing berlangsung selama 4 menit yang dibagi menjadi 2 tahap, mixing basah dan mixing kering. Proses mixing kering terjadi pada 1 menit pertama kemudian dilanjutkan mixing basah dengan penambahan air untuk memperoleh moisture sesuai dengan yang diharapkan yaitu 4,5-5,5%. Sebagian besar alat transportassi material adalah belt conveyer dan bucket elevator
b. Pencampuran antara mixed batch dengan cullet
Setelah campuran batch keluar dari mixer, batch tersebut diangkut dengan belt conveyer dan dibawa oleh bucket elevator masuk ke mixed batch tank. Bersamaan dengan itu cullet yang berasal dari circulating cullet dan foreign cullet juga ditimbang dalam hopper scale. Setelah itu batch dan cullet diangkut dengan belt conveyer dan bucket elevator masuk ke dalam batch dan cullet tank. Selanjutnya dibawa ke blanket feeder sebelum masuk kedalam melter. Namun apabila terjadi kesalahan proses batch yang dapat disebabkan oleh kesalahan scale atau kesalahan operasi maka mixed batch tank harus dikuras dan hasilnya disebut miss batch. Miss batch ini disimpan kemudian diidentifikasi komposisinya melalui laboratorium. Pemakaian miss batch dilakukan secara bertahap dengan berdasarkan kesamaan jenis produk dan kualitasnya.
Hal-hal yang harus diperhatikan dalam operasi batch house antara lain:
a. Berat material
Berat target harus sesuai dengan berat material di lapangan, dari batch calculation dapat diketahui berat target material dalam keadaan dry, sedangkan untuk bahan-bahan yang berasal dari tambang pasti memiliki kadar moisture tertentu.
b. Prosentase kandungan air material
Material yang berasal dari hasil tambang pasti memiliki kadar air tertentu. Kadar air ini harus dikontrol dan di cek secara manual dan automatik. Kadar air material harus sesuai dengan standar yang ditentukan, yaitu:
1) Kadar air silika sand ≤ 5%
2) Kadar air dolomite ≤ 12%
3) Kadar air feldspar ≤ 5%
4) Kadar air lime stone ≤ 3%
5) Kadar air batch from mixer 3,5-5,5%
Moisture dicek secara manual dan auto moisture check yang terdapat pada setiap ujung scle feeder dari material yang tercantum di atas. Tidak semua material diperiksa moisturenya, karena beberapa material tidak memiliki sifat menyerap air atau tidak memiliki sifat hidroskopis. Tujuan pengontrolan kadar air material adalah:
1) Mencegah material batch yang terlalu kering, terbang dan hilang pada saat transportasi batch berlangsung.
2) Mencegah material batch yang terlalu kering, terbang dan hilang karena tersapu flame pada saat memasuki melter dan dapat menyebabkan kebuntuan pada regenerator.
c. Grain size
Grain size dicek dengan cara sampel yang telah diambil diayak dengan sieve yang memiliki ukuran mesh berbeda-beda sesuai dengan material yang diperiksa. Setelah diayak maka terdapat material yang tidak lolos sieve yang kemudian ditimbang.
2. Proses peleburan (Melting)
Operasi melting adalah proses peleburan batch dan cullet menjadi bentuk yang homogen yang disebut molten glass. Jenis tungku yang digunakan adalah Flat bottom Furnace. Kejadian di fase melting adalah kejadian alamiah, dimana terjadi perubahan fase dari padat ke cair. Beberapa zat berubah dari padat ke gas atau cair ke gas.
Perubahan fase ini sifatnya endothermik atau memerlukan panas/energi. Proses melting memerlukan energi untuk melebur batch dan cullet, energi ini berasal dari pembakaran natural gas dan panas dari molten glass.
Proses peleburan ini menggunakan tanur. Tanur kaca dapat diklasifikasi sebagai tanur periuk atau tanur tangki. Tanur-tanur ini tergolong tanur regenerasi dan beroperasi dalam dua siklus. Suhu tanur yang baru mulai hanya dapat dinaikkan sedikit demi sedikit setiap hari, bergantung pada kemampuan refraktorinya menampung ekspansi.
Bila tanur regenerasi itu sudah dipanaskan, suhunya harus dipertahankan minimal 1200oC setiap waktu. Kebanyakan kalor menghilang melalui radiasi, dan hanya sebagian kecil yang termanfaatkan untuk pencairan.
a. Tanur periuk (port furnace), dengan kapasitas sekitar 2 t atau kurang dapat digunakan secara untuk membuat kaca khusus dalam jumlah kecil di mana kaca cair itu harus dilindungi terhadap hasil pembakaran. Tanur ini digunakan terutama dalam pembuatan kaca optik dan kaca seni melalui proses cetak. Periuknya sebetulnya ialah suatu cawan yang terbuat dari lempung pilihan atau platina.
b. Tanur tangki (tank furnance), bahan kaca dimuat ke satu ujung tangki besar yang terbuat dari blok-blok refraktor, di antaranya ada yang ukutan 38 x 9 x 1.5 m dengan kapasitas kaca cair sebesar 1350 t. Kaca itu membentuk kolam di dasar tanur. Sama seperti tanur periuk, dindingnya mengalami korosi karena kaca panas. Kualitas kaca dan umur tangki bergantung pada kualitas blok konstruksi
Dalam proses melting, molten glass mengalir dan mengalami sirkulasi karena adanya perbedaan temperatur dan juga karena aksesoris-aksesoris yang ada pada proses melting, yaitu bubler, neck skimbar dan stirrer. Ada empat stage pada proses melting, akan dijelaskan sebagai berikut:
a. Primary Melting Stage
Pada tahap ini, material mulai dipanasi dan melebur. Sumber panas pada tahap ini adalah burner port 1-2-3 dan molten glass itu sendiri. Pada tahap ini konsumsi energi di melting furnace sangat tinggi, karena untuk merubah bentuk raw material menjadi molten butuh energi yang besar. Di fase ini reaksi inti dan penguraian komposisi material menjadi oksida terjadi. Dari semua oksida melebur menjadi satu dan komponen gas yang terjadi akan terlepas dan ada yang larut.
Batch-cullet yang masuk ke dalam furnace melalui dog house, membetuk batch pile yang kemudian akan melebur. Primary melting dibatasi oleh bubler yang membentuk gelombang permukaan (tsunami) ke segala arah. Karena susunan bubler melintang sepanjang melter, maka arah gelombang secara global ke arah upstream dan downstream. Sehingga ada arus balik ke upstream pada primary melting.
b. Fining Stage
Tahap yang kedua ini adalah tahap dimana gas-gas hasil reaksi melting utama (primary melting) yang terkadung di dalam molten glass dilepaskan. Pada tahap ini temperatur molten glass dinaikkan agar kaca menjadi makin encer dan mudah untuk melepaskan gas-gas tersebut. Gas-gas hasil reaksi primer membentuk benih-benih buble atau seed bubble, dimana diameter dari bubble ini sangat kecil, namun banyak sekali. Gas-gas ini banyak mengandung CO2. CO2 ini dapat dilepaskan dengan membuat bubble yang lebih besar dari ukuran CO2, yaitu dengan menambahkan gas SO2 dan O2
Mekanisme fining yang terjadi adalah, bubble yang berdiameter kecil akan menyatu dengan bubble yang berdiameter besar, sehingga bubble ini akan semakin volatile atau kemampuan ambangnya bertambah. Gas yang berdiameter besar diperoleh dari yang berasal dari salt cake. Untuk menambah efektifitas proses fining ini, maka temperatur molten pada stage ini dinaikkan sampai mencapai >1450ºC. Proses terjadinya fining ini ada di area port 4-5-6 dan stagnan. Pada area ini akan terlihat banyak foam pada permukaan molten. Foam ini merupakan foam bubble yang naik ke atas permukaan.
Agar foam ini dapat tersapu bersih, maka pada pembakaran port 4 dan 5 ditambahkan material Titanium yang dibakar bersama dengan api pembakaran, yang tujuannya untuk menyapu foam ini dengan flame yang berat. Titanium memberi efek flame akan jatuh ke
bawah dan menyapu foam yang ada di permukaan sehingga gasnya benar-benar terlepas. Fasilitas penyapu foam ini dinamakan Thinering Foam Layer (TFL).
Materialnya merupakan campuran larutan Tetra Butil Titanate dengan Light Oil, dengan ratio 1:7.3.
c. Stiring dan Skiming
Pada tahap ini molten glass harus melewati sebuah celah sampai yang disebut sebagai neck (leher) dimana pada area ini terdapat proses yang sangat berpengaruh, yaitu:
1) Stirring (Pengadukkan)
Tujuan pengadukkan molten glass ini adalah untuk mencampur molten glass yang berat dan ringan, sehingga berat jenisnya homogen. Molten glass yang ringan banyak dikontribusi dari fresh molten glass dan melter, karena temperaturnya tinggi, sedangkan molten glass yang ringan dikontribusi dari molten glass return dari refiner, yang temperaturnya lebih dingin dan berada pada posisi bottom neck. Stirrer terletak pada posisi atas, blade dan rotasinya didesign untuk menarik molten glass yang dari bawah naik ke atas dan dimixing bersama-sama. Bentuk blade stirrer adalah paddle simetris dengan membentuk sudut 45º. Efek aliran dari stirrer disebut efek ‘pumping up´ dimana molten glass dari bawah tertarik ke atas permukaan dan dimixing bersama-sama dengan molten baru. Blade stirrer ini dibuat dari pipa yang dibentuk seperti dayung dan dialiri air pendingin. Body stirrer juga diberi proteksi mortal refractory jenis ‘cocation’.
2) Skimming (Pemisahan/Penyaringan)
Skimming adalah pemisahan sebuah substansi yang sejenis dan sefase, berdasarkan perbedaan berat jenis / densitasnya. Pada proses ini, kaca dibendung dengan rangkaian pipa berair pendingin, yang tujuannya memblokir kaca yang temperatur dan berat jenisnya berat dapat memasuki area refiner. Pipa ini disebut ‘Neck Skim Bar’. Neck skim bar memiliki dimensi yang bermacam-macam tergantung kebutuhan pendinginan dan area bendungan (blocking area) yang diinginkan. Ketika berhadapan dengan skim bar hanya kaca yang memiliki berat jenis ringan saja yang dapat melewati bagian atas dan sekitar skim bar, artinya hanya kaca yang sangat panas yang dapat melewatinya.
Kaca yang dingin akan semakin dingin dan menjadi berat, akhirnya tidak dapat
melewati skim bar. Kemudian kaca ini akan turun ke bawah dan kembali bersama
‘return current’ dari refiner atau dimix kembali diarea stirrer.
d. Refining
Pada tahap ini adalah tahap akhir dari proses di furnace. Pada tahap ini kaca dijaga agar temperaturnya tidak terlalu drop dan cukup untuk masuk ke dalam metal bath. Secara prinsip, jika temperatur kaca terlalu dingin,maka pada refiner akan rawan terbentuk lapisan kaca yang dingin dan berat yang akan diam di bottom refiner. Ini disebut sebagai ‘Dead Glass’. Jika terlalu banyak dead glass yang terbentuk, maka lapisan kaca ini akan ikut keluar melalui canal bersama-sama dengan kaca yang ringan dan akan menyebabkan gangguan optik dan distorsi pandang pada kaca. Gangguan ini disebut sebagai ‘Ream’ dan efek optiknya disebut ‘Zebra’.
Jika kaca terlalu panas, maka proses foaming di metal bath akan kesulitan, karena ribbon cenderung melebar dip roses forming awal dan cenderung mengecil dip roses forming tengah. Temperatur yang ideal untuk kaca masuk ke dalam metal bath adalah sekitar 1010 s/d 1050ºC pada temperatur bottom canal, atau pada kisaran 1150-1200 pada temperatur permukaan molten di canal.
Diharapkan dalam sirkulasi ini, molten glass yang keluar dari melting menuju metal bath akan homogeny, dengan cara selalu memperhatikan temperatur pada dog house bottom temperatur, crown stagnan, crown front dan canal bottom. Temperatur berhubungan dengan massa jenis dimana jika masa jenis berubah maka tidak homogen.
Di dalam furnace terjadi reaksi antar material, berdasarkan temperatur terjadinya dibagi menjadi empat kategori sebagai berikut:
a. Solid state reaction (300-800ºC)
Pada temperatur 300-800ºC reaksi solid terjadi diantara permukaan partikel batch.
Reaksi-reaksi ini utamanya terjadi antara karbonat dan pasir quartz. Tipe-tipe silika yang berbedadan kombinasi karbonat (double karbonat) terbentuk. Derajat dari tejadinya reaksi ini tergantung dari mutu kontak antara komponen-komponen tersebut.
Penambahan air saat batch akan menguntungkan karena dapat meningkatkan kontak antara partikel- partikel. Reaksi yang terjadi antara lain:
Na2CO3 + MgCO3 Na2Mg(CO3)2 (300 – 500oC) Na2CO3 + CaCO3 Na2Ca(CO3)2 (550 – 850oC)
Na2Ca(CO3)2+SiO2Na2SiO3 + CaSiO3 +2CO2 (600–800oC) Na2CO3 + SiO2 Na2SiO3 + CO2 (700 – 850oC)
2CaCO3 + SiO2 Ca2SiO4 + 2CO2 (600 – 900oC) b. Pembentukan fase metl primer (700-900ºC)
Pada temperatur 700-900ºC alkali yang mengandung karbonat akan melt (leleh). Fase melt sangat penting karena silika sand akan dikeliling oleh lelehan alkali yang kaya karbonat. Pada temperatur lebih tinggi lelehan ini akan melarutkan pasir dengan cukup cepat.
Fase melt utama adalah sebagai berikut:
Ts (Na2CO3) = 850ºC Ts (Na2Ca(CO3)2) = 820ºC Ts (K2CO3) = 890ºC
Selain itu beberapa fase melt yang mungkin juga terjadi, seperti:
Teut (Na2CO3.KCO3) = 700ºC
Teut (Na2Ca(CO3)2+ Na2CO3) = 740ºC.
c. Dissociation Reaction
Karbonat yang mengandung Ca dan Mg berdisosiasi (dekomposisi) sebelum oksidanya bergabung menjadi glass melt. Selama disosiasi dihasilkan CO2.
CaCO3 CaO + CO2 (910ºC, 1 atm)
Na2Ca(CO3)2 CaO + Na2O + 2CO2 (6ºC, 1 atm) CaCO3 CaO + CO2 (540ºC, 1 atm)
CaCO3 CaO + CO2(650ºC, 1 atm)
CaCO3 selanjutnya akan bereaksi dengan SiO2 atau Na2CO3 membentuk kalsium silikat atau Na2Ca(CO3)2. Lalu oksida-oksida hasil reaksi akan menjadi bagian dari fase melt silikat yang ada.
d. Dissolving reaction SiO2 Pasir 45,4 gamping 6,8 Soda abu 16 kulet 22,7
Kerak garam 4,5 other 0,5-1,0 Serbuk batu bara 0,2
Pada temperatur diatas 800ºC silika akan bereaksi dengan alkali kaya karbonat (melt) menjadi sodium silikat melt. Na2CO3+ n SiO2 Na2SiO2+ CO2 (T>800ºC)
Tabel 2.1 Kandungan bahan dalam proses peleburan 3. Proses Pembentukan Kaca (Drawing)
Proses pembentukan kaca disebut proses drawing yaitu proses untuk membentuk molten glass dari melting menjadi kaca lembaran. Pembentukan kaca ini bisa diatur tebal tipisnya kaca dan lebar kaca yang dibutuhkan. Secara alamiah, jika molten glass dituangkan ke permukaan yang rata, contoh timah cair. Kaca relatif elastik saat masih
berbentuk molten glass, sehingga kaca bisa ditarik dan ditebalkan sesuai keinginan kita, sehingga mendapatkan ketebalan dan lebar kaca yang diiginkan. Di proses drawing ini kaca dituang ke dalam kolam timah sepanjang +/- 48 meter dan selebar 3 sampai dengan 7 meter, lalu ditarik oleh deretan roll, yang disebut lehr roll, sepanjang +/- 100 meter.
Selama ditarik lehr roll ini, kaca didinginkan sampai siap dipotong. Kaca ini terus menyambung, sehingga disebut sebagai ribbon. Operasi dalam bath ini secara manual.
Pengendalian ribbon hanya dilakukan dengan periscope atau kamera intip di dalam bath.
Pengendalian ribbon bisa dimonitor secara lengkap hanya dari meter room bath dan meter room bath satu sisi bath saja. Untuk itu koordinasi antara meter room dari bath sebelah kiri dan kanan harus bagus. Ada beberapa macam accesoris yang dipakai di dalam operasi drawing di metal bath. Secara umum, accesoris ini dibagi berdasarkan peruntukannya, antara lain:
a. Pembentukkan kaca
1) A-roll adalah alat utama di dalam pembentukan kaca pada proses float ini,dimana fungsinya adalah melebarkan atau mengecilkan lebar ribbon.A-roll bekerja dengan 3 cara:
a) Sudut
Yaitu mengarahkan arah dayungan kaca keluar (arah bath side) atau ke dalam (arah ke cantre). Jika diarahkan keluar, maka kaca akan melebar, jika diarahkan ke dalam, maka kaca akan menyempit
b) Speed barel
Pengaruhnya adalah kecepatan dayungan dan ini juga bergantung pada posisi A-roll, yang erat kaitannya dengan profil ribbon dan posisi sudut yang erat kaitannya dengan
arah dayungan. Putaran A-roll searah dengan arah ribbon di posisi area nip on, sehingga A-roll L & R putarannya berkebalikan.
c) Nip down A-roll
Nip down adalah kadar menancapnya A-roll di atas ribbon. Nip down ini dapat diukur dari kedalaman gigi barell yang terlihat.
2) Penscope & camera monitor adalah alat untuk melihat ribbon secara visual, tepat di atas ribbon, sehingga pergerakkan ribbon di dalam bath bisa dimonitor secara detail, termasuk terlihat visual A-roll pattern. Prinsip kerja periscope sama seperti periscope kapal selam, hanya saja periscope ini bekerja pada kondisi panas, sehingga harus dilindungi oleh cooler house dan diberi purging N2 untuk menahan bath atmosfer panas masuk merusak periscope.
3) Carbon extention tile (CET) adalah blok carbon yang ditambahkan untuk memajukan restrictor tile. Sehingga ribbon baru akan melebar lebih ke down stream. Tujuan pemasangan CET ini adalah untuk membantu kerja A-roll di dalam mendayung ribbon ke tengah, khususnya saat produksi thicker glass, dimana diperlukan pengumpulan massa kaca di HOT agar lebih tebal dari tebal kesetimbangan.
4) Carbon fender adalah carbon ini dipasang untuk membuat kaca tebal atau thicker glass. Gross keep dan tebal diatur hanya menggunakan lehr speed dan pull.
5) Carbon fence berfungsi untuk centering ribbon di exit dan menjaga ribbon agar tidak menabrak shoulder, jika terjadi ribbon swing (pembesaran grossyang over).
b. Pengaturan temperatur kaca
1) Conal cooler adalah coller yang dipasang di canal (upstream back tweel), dimana fungsinya untuk menurunkan temperatur canal.
2) Hot cooler adalah cooler yang dipasang di area hot, fungsinya untuk menurunkan temperatur ribbon agar A-roll tidak bermasalah dengan ribbon karena ribbon terlalu panas
3) Exit cooler digunakan untuk mengatur temperatur exit.
4) Pipe cooler adalah cooler pipa yang dicelupkan ke dalam timah. Posisinya ada di tepi.
Umumnya dipakai di exit area, untuk mendinginkan temperatur exit dengan cara mendinginkan temperatur timahnya. Namun ada beberapa kasus diseting di tapper area.
5) Bath heater mutlak dipakai untuk pemanasan ribbon dan pengendalian operasi di bath. Terdapat beberapa region heater, yaitu: hot end, pre-heat, re-heat, shoulder, auxiliary dan exit.
c. Pengaturan arus konveksi timah
1) Carbon barrier dengan adanya setting carbon barrier ini, timah dingin akan masuk kembali ke tengah dan timah panas dari upstream sebagian akan keluar di upstream barrier dan kembali ke depan.
2) Linear motor adalah penggerak timah yang menggunakan gaya elektromagnetik dan bisa berfungsi mendorong timah atau menarik timah.
d. Ascessoris pendukung.
1) De-drossing pocket (DDP) adalah bagian dari bath yang disetting secara permanen dan memiliki design khusus dengan bath yang fungsinya untuk menarik dross dari area exit dan dapat dipisahkan dengan mudah.
2) Jaringan SO2. SO2 berfungsi untuk meningkatkan ketahanan kaca saat melalui lehr.SO2 bereaksi dengan kaca dan akan menghasilkan film Na2SO4 tipis di bawah
kaca dari film ini menambah kekuatan kaca. Kaca akan lebih tahan gores dan tidak mudah pecah.
3) Bath sealing e. Proses Float
Proses ini adalah proses pengambangan kaca di atas timah cair, untuk memperoleh kerataan kaca yang datar, sehingga kaca memiliki kemampuan tranmisi optic yang baik (tanpa distorsi). Timah dipilih sebagai media pengambang karena sifat timah
1) Tidak menempel di kaca
2) Lebih berat daripada kaca, sehingga kaca akan mengambang di atas timah
Ribbon secara alamiah akan mengalami pelebaran saat turun ke tin bath, kemudian akan mengecil seiring dengan pengaruh tarikan lehr speed. A-rool akan membantu melebarkan ribbon, sehingga kaca akan dapat disesuaikan ketebalan dan lebarnya. Hot cooler dan exit cooler digunakan untuk membantu pendinginan temperatur kaca. Bath heater digunakan untuk memanaskan temperatur kaca agar mudah dibentuk. Dari kondisi ribbon, ada 5 region di dalam metal bath, antara lain:
Region I
Pada region ini, kaca secara alamiah akan membesar, setelah turun dari atas spout lip.
Kaca akan mengarah ke tebal kesetimbangan (+/- 6,7 mm). Gaya yang bekerja pada ribbon ke arah luar dan tengah mengalami perlambatan.Temperatur kaca masih tinggi (+/- 1050ºC) dan kaca masih dalam bentuk cair, sehingga kaca masih memiliki kemampuan untuk menstabilkan penyebaran massa kaca ke semua arah.
Region II
Bagian ini dinamakan initial forming area atau fire polishing area. Pada region II kaca sudah melewati tebal kesetimbangannya, namun kaca seakan ditahan oleh A-roll no. 1 sehingga kaca akan membesar. Pada region ini, gaya akibat efek lehr speed mulai terasa dan mulai menarik ribbon ke downstream,dalam hal ini masih ada pelebaran dari ribbon. Gaya pelebaran kaca semakin mengecil dan sampai pada titik dimana gaya pelebaran tersebut nol, titik ini dinamakan titik kritis, karena ribbon mulai akan mengecil.
Titik kritis ini merupakan batas akhir dari Region II, temperatur kaca masih relative panas dan pada area ini kaca memiliki kemampuan menstabilkan distribusi massanya.
Semakin lama kaca tinggal di region ini, semakin baik kualitas distorsinya.
Region III
Pada region ini, ribbon mulai mengalami pengecilan yang besar, akibat tarikan lehr speed, sehingga pada area ini A-roll ditempatkan. A-roll akan menahan ribbon dan membuat ribbon menjadi lebar dan tipis. Pada region ini ribbon juga akan dingin akibat kehadiran A-roll yang nip on, sehingga banyak konsumsi heater di daerah ini, untuk menjaga ribbon dalam kondisi yang cukup elastic saat dibentuk dan A-roll tidak mengalami ribbon slip. Pada region ini, ribbon juga akan dingin akibat kehadiran A-roll yang nipon, sehingga banyak konsumsi heater di daerah ini untuk menjaga ribbon dalam kondisi yang cukup elastic saat dibentuk dan A-roll tidak mengalami ribbon slip.
Region IV
Pada daerah ini, A-roll sudah tidak ada lagi dan ribbon mengalami pengecilan alamiah.
Pada area ini kaca sudah mencapai hardening point atau titik temperatur kaku, dimana kaca sudah tidak elastis lagi, sehingga gross dan tebal sudah tidak dapat dibetuk lagi.
Pada area ini rawan terbentuk lipatan-lipatan pada ribbon, karena temperatur kaca yang masih memungkinkan untuk elastis namun hampir kaku. Di daerah ini, kaca masuk ke area shoulder.
Region V
Diregion ini, kaca sudah kaku dan mulai didinginkan agar temperatur tidak terlalu panas saat memasuki lehr annealing dan cooling, Diarea ini metal bath berakhir
f. Pendinginan Kaca di Lehr
Setelah kaca keluar dari Metal Bath, pasti kaca membutuhkan pendinginan. Pendinginan ini tidak semata-mata sekedar didinginkan saja, karena proses ini mempengaruhi fisik kaca secara luas. Target dari operasi pendinginankaca di Lehr adalah:
1) Kaca tidak pecah 2) Kaca mudah dipotong
3) Kaca tidak berkelok-kelok atau bowing / ngulet atau harus flat. Untuk itu, ketika memerlukan instalasi pendinginan yang panjang, karena kitaharus menunjukkan temperatur kaca +/- 600ºC ke temperatur kamar. Suatu perjalanan temperatur yang sangat panjang.Seperti yang kita ketahui, bahwa dalam system fluida, perubahan temperatur berdanding terbalik dengan perubahan dnsity dan perubahan viskositas (kekentalan). Artinya, jika temperatur naik, maka massa jenis akan turun, fluida semakin ringan karena massa / volumenya semakin kecil. Demikian halnya dengan material yang sudah padat. Kita ketahui bahwa batang besi bila dipanaskan akan bertambah panjangnya, jika didinginkan akan memendek. Hal ini disebabkan karena fenomena yang sama. Ketika dipanasi, maka molekul akan meregang dan ketika didinginkan molekul akan merapat. Dalam bahasa teknis, kondisi molekul rapat disebut kompresi, kondisi molekul meregang disebut tensi. Fase ini dinamakan fase annealing.
Seperti halnya materi padat yang lain, ketika didinginkan, material tersebut akan memasuki temperature kritis, dimana kondisinya akan berbalik, yang seharusnya dipanaskan molekulnya mengalami peregangan (tensi), malah mengalami perapatan (kompresi). Fase ini dinamakan fase cooling.
4. Proses Pemotongan dan Pengepakan (Cold Line) a. Proses Pemotongan (Cutting)
Pada tahap pemotongan kaca mengalami proses pemotongan secara horizontal. Saat lembaran kaca berjalan, sudut pisau pemotong dan kecepatan gerak pisau sudah diatur sedemikian rupa sehingga mendapatkan potongan secara horizontal dan lurus. Pisau pemotong ini disebut cross wise cutter yang diatur oleh pulsa generator. Kecepatan lehr speed dikonversikan oleh computer (CPU) menjadi suatu sinyal. Sinyal ini dikirimkan ke cross wise cutter dalam bentuk pulsa generator yang berfungsi untuk menyesuaikan kecepatan cutter terhadap kecepatan dalam memotong lembaran kaca sesuai dengan ukuran potongan yang dikehendaki.
Sedangkan untuk pemotongan secara vertikal atau searah digunakan pisau length wise cutter. Untuk memperlancar proses pemotongan kedua pisau ini selalu mengeluarkan kerosene secara otomatik. Selanjutnya hasil goresan pisau secara horizontal dipatahkan oleh snapping main line. Proses pematahan ini sangat sederhana yaitu roll pematah dibuat sedikit lebih tinggi dari roll lainnya sehingga kaca akan patah. Agar kaca tidak bersinggungan maka kecepatan kaca dibuat dua kali kecepatan lehr sehingga kaca yang sudah terpotong lebih cepat terpisah.
Sedangkan untuk mematahkan hasil goresan pisau secara vertikal digunakan edge snapper yang berupa roda kecil dipasang menggantung diatas permukaan kaca sedikit menekan, sehingga kaca dapat dipatahkan. Untuk memisahkan hasil potongan roda kecil yang arah putarannya agak keluar. Bagian tepi kaca yang sudah patah dibuang terpisah kedalam suatu hopper. Selanjutnya kaca terus bergerak menuju ke tempat pengambilan sampel (take off sampling). Bila kaca yang digunakan lebih kecil ukurannya maka digunakan longitudinal snapper. Kaca-kaca yang sudah dipotong dengan ukuran yang diinginkan dibersihkan dengan menggunakan udara yang disemprotkan dengan tekanan tertentu.Proses pemotongan ini terdiri dari dua proses yaitu pemotongan langsung dan pemotongan tidak langsung.
1) Pemotongan langsung (cutting on line)
Pemotongan langsung dilakukan diatas roll-roll yang berjalan.Pemotongan langsung dibagi dalam dua tahap, yaitu:
a) Tahap Pendahuluan
Setelah melewati lehr kaca bergerak kebagian pemotongan. Peralatan pertama yang dilewati adalah guoltine yang berfungsi memecah kaca sebelum masuk ke washing machine. Alat ini digunakan jika terjadi pergantian warna, pecah vertical atau bila terjadi pergantian ketebalan kaca. Kemudian kaca masuk ke washing machine untuk dicuci dan dibilas. Tujuannya adalah untuk menghilangkan kotoran-kotoran yang melekat di permukaan atau bawah kaca. Peralatan yang digunakan berupa brushing roll dan pada proses pencuciannya dibantu dengan hot water yang dihasilkan dari steam dengan suhu berkisar antara 80-100ºC, karena kaca yang keluar dari lehr suhunya sekitar 90ºC sehingga tidak terjadi perbedaan suhu yang terlalu tinggi dan terhindar dari thermal shock yang menyebabkan pecahnya kaca.
b) Pencucian kedua dengan rinse water yangdiperoleh dari air sungai yang sudah didemineralisasi.
Kemudian kaca memasuki suatu ruangan gelap (dark room). Di dalam dark room terdapat suatu alat yang disebut Floatican Cathcer yang berfungsi untuk mendeteksi adanya cacat pada permukaan, bagian bawah dan bagian dalam kaca. Adanya cacat pada kaca tersebut ditandai dengan lampu detector berwarna merah. Jika pada kaca terdapat cacat, maka akan terbentuk suatu bayangan pada layar (shine screen). Kamera akan menangkap bayangan tersebut dan akan melaporkannya ke CPU, setelah itu CPU akan memerintahkan alat-alat yang lain untuk melakukan action. Setelah melalui floatation cacher kaca akan melalui ruangan yang di dalamnya terdapat dua orang untuk mengecek kualitas kaca secara manual. Di dalam ruangan tersebut juga terdapat dua orang untuk mengecek kualitas kaca secara manual. Didalam ruangan tersebut juga terdapat sisi
yang dinamakan papan zebra, yang berfungsi untuk mengetahui adanya cacat berupa zebra. Zebra adalah cacat yang disebabkan karena adanya distorsi sehingga bayangan yang terbentuk tidak sesuai denagn aslinya. Selanjutnya setelah kaca keluar dari dark room, dilakukan pelapisan dengan bahan kimia (chemical coating) dipermukaan dan bawah kacadengan disemprotkan.
Tujuan pemberian larutan kimia ini adalah:
Menghindari jamur
Menghindari reaksi antara kaca dengan kertas
Menghindari perubahan warna kaca akibat perubahan cuaca
Supaya kaca tahan terhadap goresan Chemical coating dibuat dari bahan-bahan kimia yang terdiri dari:
Zine sulfate (ZnSO4.7H2O)
Citrate acid (C6H8O7)
Poly etana glycol [HOCH2(CH2OCH2)nCH2OH]
Mono ethanol amine (NH2C2H5OH)
3) Pemotongan tidak langsung (off line)
Pemotongan tidak langsung bertujuan untuk memotong kaca-kaca ukuran kecil yang tidak dapat dipotong pada proses pemotongan langsung, untuk memotong kaca-kaca afkir (tidak standar) untuk dipotong menjadi ukuran yang lebih kecil. Selain itu untuk memenuhi pesanan dalam jumlah sedikit tetapi berbagai macam ukuran engan menggunakan proses pemotongan OMM (One Man Machine). Setelah itu kaca
dilewatkan pada main floating table. Untuk memindahkan jalannya kaca dibuatkan suatu lubang pada table yang berisi roll atau roda yang bagian atasnya dilapisi beludru, permukaan table juga dilapisi beludru agar permukaan bawah kaca tidak tergores yang bisa mengakibatkan menurunnya kualitas kaca.
d. Proses Pengepakkan (Packing)
Proses pengepakan bertujuan untuk mengemas produk kaca di dalam box atau pallet dan menjaga kualitas produk sampai ke tujuan pengiriman. Proses ini dilakukan oleh packing section dengan tugasnya:
1) Perencanaan dan persiapan packing material
2) Preparation wooden box yang meliputi box local dan eksport
3) Control ware house balance yang dikoordinasikan dengan cutting balance 4) Servise glass packing yang meliputi standart ekspor dan standar pallet
Kaca-kaca yang telah dipotong sesuai dengan ukuran yang dikehendaki langsung dikemas. Sistem pengepakkan ada dua cara tergantung dari pesanan eksport dan pesanan domestic. Cara tersebut adalah:
1) Unpacked yaitu pengepakkan dengan pallet saja tanpa menggunakan peti.Ini untuk pengiriman ke dealer-dealer yang berada dalam kota dan luar kota dipulau Jawa (domestic).
2) Packed yaitu pengepakkan dengan menggunakan peti atau box. Digunakan untuk pengiriman diluar pulau jawa (dalam negeri) maupun eksport.
Material-material yang digunakan packing adalah:
1) Kertas (paper inserted) berfungsi sebagai pelapis antar kaca untuk menghindari kerusakan pada kaca akibat gesekan, benturan serta untuk menghindari menempelnya
kaca yang satu dengan yang lain. Jenis-jeniskertas yang digunakan yaitu sheinkasi dan AP untuk eksport sedangkan kraft untuk domestik.
2) Styrofoam berfungsi sebagai peredam atau penahan guncangan yang dipasang antara kaca dan peti agar kaca tidak bergesekan langsung dengan peti sehingga kaca tidak mudah pecah.
3) Karton sebagai pelapis antara kaca, khususnya untuk kaca yang ketebalannya mencapai 15-19 mm. Jenis karton yang digunakan adalah single wave.
4) Softboard digunakan dibagian bawah peti untuk melindungi kaca dari goncangan dan benturan. Softboard ini lebih lunak dari kayu tapi lebih keras dan kuat dari Styrofoam.
5) Steelband adalah pita baja yang digunakan untuk mengikat susunan kacadalam box.
Untuk menggunakan dan mengeratkan ikatan steelbanddigunakan klein seng.
6) Paku dan baut digunakan untuk menguatkan kelembaban dalam tumpukan kaca.
7) Plastik berfungsi untuk mencegah masuknya uap air ke dalam box.
8) Silica gel berfungsi untuk mengurangi kelembaban dalam tumpukkan kacaUntuk pengiriman ke luar negeri (eksport) kaca-kaca tersebut di bos secara khusus untuk menghindari kerusakan pada saat perjalanan. Box tersebutdimasukkan ke dalam container.
Macam-macam container yang sering digunakan adalah:
1) Dry Container (DC). Container jenis ini memiliki satu pintu di salah satu sisinya maka hanya digunakan untuk kaca-kaca dengan ukuran kecil saja.
2) Open Top Container. Untuk container ini bagian atasnya terbuka sehingga kaca dengan ketinggian melebihi container tetap dapat dimasukkan.
3) Hard Top Container. Sama seperti open top tapi penutup atas container terbuat dari besi.Container jenis ini sangat sulit dibuka sehinggaa jarang digunakan untuk pengiriman.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. (2013, May). All about glass. Dipetik October 21, 2013, dari http://aalfiyahya13.blog.uns.ac.id/all-about-glass/
Anonim. (2011). Bab III Proses Produksi. Dipetik October 21, 2013, dari http://id.scribd.com/doc/47027633/BAB-III
Anonim. (2012, September 04). Bahan-bahan Dasar Pembuat Kaca. Dipetik October 21, 2013, dari http://bisakimia.com/2012/09/04/bahan-bahan-dasar-pembuat-kaca/
Anonim. (2013, May). Langkah cara membuat. Dipetik October 20, 2013, dari http://langkah-cara-membuat.blogspot.com/2013/05/contoh-makalah-cara- pembuatan-gelas-dan.html
Anonim. (2011, September 26). Pembuatan Kaca. Dipetik October 20, 2013, dari http://aadhew.wordpress.com/2011/09/26/pembuatan-kaca/
Anonim. (2005). SNI 15-0047-2005. Kaca Lembaran .
Anonim. (2008, January). Thesis Binus. Dipetik October 20, 2013, dari http://thesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2008-1-00455-TISI-Bab%202.pdf Anonim. (t.thn.). Makalah Kaca. Dipetik October 20, 2013, dari
http://id.scribd.com/doc/98539379/makalah-kaca Hernorjen, I. (t.thn.). hernorjen. Dipetik October 20, 2013, dari
http://hernorjen.blogspot.com/p/makalah-proses-pembuatan-kaca.html Keenan, & W, C. (1984). Ilmu Kimia Untuk Universitas. Jakarta: Erlangga.
Komandoko, G. (2010). Ensiklopedia Pelajar dan Umum. Yogyakarta: Pustaka Widyatama.
Schey, J. A. (2009). Pengenalan Kepada Pproses Pembuatan. ITBM.
Virdian. (t.thn.). How Glass Is Made. Dipetik October 22, 2013, dari
http://www.viridianglass.com/Residential/AboutGlass/Pages/HowGlassisMade.a spx
Vogel, & Suehela, G. (1990). Buku Tesks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semi Mikro. (L. Setiono, & A. Pudjaatmaka, Penerj.) Jakarta: Kalman Media Pustaka.
