Proses Pembuatan Baja Dan Paduannya

PROSES PEMBUATAN BAJA DAN PADUANNYA 1. Proses Pembuatan Baja

Baja merupakan salah satu bahan yang sangat banyak dipakai di seluruh dunia untuk keperluan kehidupan manusia, khususnya di dunia industri. Ditemukan buat pertama kali oleh orang Mesir lebih dari 4000 tahun yang lalu untuk perhiasan dan alat rumah tangga yang kemudian berkembang menjadi bahan berharga dan dimanfaatkan orang setiap hari saat ini. Untuk menjadikan baja, banyak proses yang dilakukan, sehingga membutuhkan ilmu  pengetahuan dan teknologi agar dapat dipakai dalam berbagai berbagai keperluan.

A. Pembuatan Besi Kasar

Besi kasar adalah hasil pengolahan dari bijih besi dengan melalui beberapa beberapa proses. Proses awal adalah dengan mengurangi senyawasenyawa dan !at!at lain yang terkandung dalam  bijih besi dengan tahap sebagai berikut " • •

•

Dibersihkan. Dipe#ahpe#ah dan digiling sampai menjadi halus, sehingga partikel besi dapat dipisahkan dari bahan yang tidak diperlukan dengan menggunakan magnit. Dibentuk menjadi $pellet% &bulatanbulatan ke#il' dengan diameter ( )4 mm.

Untuk memudahkan dalam pembentukan $pellet% maka ditambahkan tanah liat, sehingga dapat dirol menjadi bentuk bulat. *etelah proses awal dilakukan, maka bijih besi diproses  pada dapur tinggi. Dapur tinggi mempunyai mempunyai konstruksi yang #ukup besar dengan ketinggian men#apai )00 meter. Dinding luar terbuat dari baja dan bagian dalam dilapisi batu tahan api yang mampu menahan temperatur tinggi. Pada bagian atas dapur tinggi terdapat #orong untuk memasukkan bahan baku, yaitu bijih  besi, kokas dan batu kapur. kapur. +okas adalah batu bara bara yang telah diproses &disuling kering' sehingga dapat menghasilkan panas yang tinggi. t inggi. Batu kapur berfungsi untuk mengikat bahan  bahan yang tidak diperlukan. Proses pada dapur tinggi adalah tinggi  adalah dengan meniupkan udara panas ke dalam dapur tinggi untuk membakar kokas dengan temperatur ( 000o-. -airan besi dan terak akan turun ke dasar dapur tinggi se#ara perlahanlahan dan selanjutnya dituang ke kereta khusus. asil ini disebut besi kasar, yang kemudian dapat diproses lebih lanjut menjadi baja.

B. Proses Pembuatan Baja

Besi kasar dari hasil proses dapur tinggi, kemudian diproses lanjut untuk dijadikan  berbagai jenis baja. /da beberapa proses yang dilakukan untuk merubah besi kasar menjadi baja " ).

Dapur Baja ksigen &Proses Bassemer' Pada dapur baja oksigen dilakukan proses lanjutan dari besi kasar menjadi baja, yakni dengan membuang sebagian besar karbon dan kotorankotoran &menghilangkan bahanbahan yang tidak diperlukan' yang masih ada pada besi kasar. +e dalam dapur dimasukkan besi  bekas, kemudian baru besi kasar, tapi sebagian fabrik baja banyak yang langsung dari dapur tinggi, sehingga masih dalam keadaan #air langsung disalurkan ke dapur ksigen. +emudian, udara &oksigen' yang didinginkan dengan air dan ke#epatan tinggi ditiupkan ke #airan logam. 1ni akan bereaksi dengan #epat antara karbon dan kotorankotoran lain yang akan membentuk terak yang mengapung pada permukaan #airan. Dapur dimiringkan, maka #airan logam akan keluar melalui saluran yang kemudian ditampung dalam keretakereta tuang. Untuk mendapatkan spesifikasi baja tertentu, maka ditambahkan #ampuran lain sebagai  bahan paduan. asil penuangan ini dapat langsung dilanjutkan dengan proses pengerolan untuk mendapatkan bentuk2profil yang diinginkan.

. Dapur Baja 3erbuka &*iemens Martin' *ama halnya dengan Dapur Baja ksigen, maka dapur baja terbuka &*iemens Martin'  juga merupakan dapur yang digunakan untuk memproses besi kasar menjadi baja. Dapur ini dapat menampung baja #air lebih dari )00 ton dengan proses men#apai temperatur ( )00o-5 wadah besar serta berdinding yang sangat kuat dan landai. Proses pembuatan dengan dapur ini adalah proses oksidasi kotoran yang terdapat pada  bijih besi sehingga menjadi terak yang mengapung pada permukaan baja #air. ksigen langsung disalurkan kedalam #airan logam melalui tutup atas. /pabila selesai tiap proses, maka tutup atas dibuka dan #airan baja disalurkan untuk proses selanjutnya untuk dijadikan  berma#amma#am jenis baja. 6. Dapur Baja 7istrik  Panas yang dibutuhkan untuk pen#airan baja adalah berasal arus listrik yang disalurkan dengan tiga buah elektroda karbon dan dimasukkan2diturunkan mendekati dasar dapur. Penggunaan arus listrik untuk pemanasan tidak akan mempengaruhi atau mengkontaminasi

#airan logam, sehingga proses dengan dapur baja listrik merupakan salah satu proses yang terbaik untuk menghasilkan baja berkualitas tinggi dan baja tahan karat &stainless steel'. Dalam proses pembuatan, bahanbahan yang dimasukkan adalah bahanbahan yang benar  benar diperlukan dan besi bekas. *etelah bahanbahan dimasukkan, maka elektrodaelektroda listrik akan memanaskan bahan dengan panas yang sangat tinggi &( 8000o-', sehingga besi  bekas dan bahanbahan lain yang dimasukkan dengan #epat dapat men#air. /dapun #ampuran#ampuran lain &misalnya untuk membuat baja tahan karat' dimasukkan setelah bahanbahan menjadi #air dan siap untuk dituang.

C. Proses Pembentukan dan Bentuk-bentuk Produk Baja

Pembentukan baja adalah tahap lanjutan dari proses pengolahan baja dengan berbagai  jenis dapur baja. Baja yang telah #air dan ditambah dengan #ampuran lain &sesuai dengan kebutuhan2sifatsifat  baja yang diinginkan' dituang ke dalam #etakan yang berlubang dan didinginkan sehingga menjadi padat. Batangan baja yang masih panas dan berwarna merah dikeluarkan dari #etakan untuk disimpan sementara dalam dapur bentuk kotak serta dijaga panasnya dengan temperatur ))00o-  )600o- menggunakan bahan bakar gas atau minyak. Penyimpanan tersebut adalah untuk meratakan suhu sebelum dilakukan proses pembentukan atau  pengerolan.

Proses pembentukan produk baja dilakukan dengan beberapa tahapan" ). Proses Pengerolan /wal Proses ini adalah dengan #ara melewatkan baja batangan diantara rolrol yang berputar sehingga baja batangan tersebut menjadi lebih tipis dan memanjang. Proses pengerolan awal ini dimaksudkan agar struktur logam &baja' menjadi merata, lebih kuat dan liat, disamping membentuk sesuai ukuran yang diinginkan, seperti pelat tebal &bloom', batangan &billet' atau pelat &slab'.

. Proses Pengerolan 7anjut Proses ini adalah untuk merubah bentuk dasar pelat tebal, batangan menjadi bentuk lembaran, besi konstruksi &profil', kanal ataupun rel. /da tiga jenis pengerolan lanjut " 9 Pengerolan bentuk struktur2konstruksi

9 Pengerolan bentuk besi beton, strip dan profil 9 Pengerolan bentuk &pelat'.

a. Bentuk *truktur  Pengerolan bentuk struktur2profiil adalah lanjutan pengerjaan dari pelat lembaran tebal &hasil pengerolan awal' yang kemudian se#ara paksa melewati beberapa tingkat pengerolan untuk mendapatkan bentuk dan ukuran yang diperlukan.

 b. Bentuk *trip, Besi Beton dan Profil Proses pembentukan ini tidak dilakukan langsung dari pelat tebal, tetapi harus dibentuk dulu menjadi batangan, kemudian dirol se#ara terus menerus dengan beberapa tingkatan rol dalam satu arah. /dapun hasil pengerolan adalah berbagai bentuk, yaitu " penampang bulat,  bujur sangkar, segi, strip atau siku dan lainlain sebagainya sesuai dengan disain rolnya.

#. Bentuk 7embaran &Pelat' Pengerolan bentuk pelat akan menghasilkan baja lembaran tipis dengan #ara memanaskan terlebih dahulu baja batangan kemudian didorong untuk melewati beberapa tingkat rol sampai ukuran yang diinginkan ter#apai. Sumber : http://www.gudangmateri.com/!11/!1/proses-pembentukan-baja.htm"

. Paduan Baja

Baja paduan adalah baja paduan dengan berbagai elemen dalam jumlah total antara ),0: dan ;0: berat untuk meningkatkan sifat mekanik. Baja Paduan dipe#ah menjadi dua kelompok" ).

Baja paduan rendah &low alloy steel' Baja paduan rendah biasanya digunakan untuk men#apai hardenability lebih baik, yang pada gilirannya akan meningkatkan sifat mekanis lainnya. Mereka juga digunakan untuk meningkatkan ketahanan korosi dalam kondisi lingkungan tertentu. Dengan menengah ke tingkat karbon tinggi, baja paduan rendah sulit untuk las. Menurunkan kandungan karbon  pada kisaran 0,)0: menjadi 0,60:, bersama dengan beberapa pengurangan elemen paduan,

meningkatkan weldability dan sifat mampu bentuk baja dengan tetap menjaga kekuatannya. *eperti logam digolongkan sebagai baja paduan rendah kekuatan tinggi. Baja paduan rendah dikelompokan menjadi 6 yaitu" a. Baja +arbon uen#hing untuk memperoleh fasa ang keras yaitu martensit. Baja ini terdiri dari baja karbon sedang biasa &plain' dan baja mampu keras. +andungan karbon yang relatif tinggi itu dapat meningkatkan kekerasannya. ?amun tidak #o#ok untuk di las, dengan kata lain mampu las nya rendah. Dengan penambahan unsur lain seperti -r, ?i, dan Mo lebih meningkatkan mampu kerasnya. Baja ini lebih kuat dari baja karbon rendah dan #o#ok untuk komponen mesin, roda kereta api, roda gigi &gear', poros engkol &#rankshaft' serta komponen struktur yang memerlukan kekuatan tinggi, ketahanan aus, dan tangguh.

#.

Baja +arbon 3inggi &high #arbon steel' Baja karbon tinggi memiliki komposisi antara 0, ),4: - &berat'. +ekerasan dan kekuatannya sangat tinggi, namun keuletannya kurang. baja ini #o#ok untuk baja perkakas, dies &#etakan', pegas, kawat kekuatan tinggi dan alat potong yang dapat dikeraskan dan ditemper dengan baik. Baja ini terdiri dari baja karbon tinggi biasa dan baja perkakas. +husus untuk baja perkakas biasanya mengandung -r, @, A, dan Mo. Dalam pemaduannya unsur unsur tersebut bersenyawa dengan karbon menjadi senyawa yang sangat keras sehingga ketahanan aus sangat baik.

.

Baja Paduan 3inggi &high alloy steel' Baja paduan tinggi terdiri dari baja tahan karat atau disebut dengan stainless steel dan  baja tahan panas. Baja ini memiliki ketahanan korosi yang baik, terutama pada kondisi atmosfer. Unsur utama yang meningkatkan korosi adalah -r dengan komposisi paling sedikit )):&berat'. +etahanan korosi dapat juga ditingkatkan dengan penambahan unsur ?i dan Mo.

Baja tahan karat dibagi menjadi tiga kelas utama yaitu jenis martensitik, feritik, dan austenitik. jenis martensitik dapat dikeraskan dengan menghasilkan fasa martensit. baja tahan karat austenitik memiliki fasa y &austenit' =-- baik pada temperatur tinggi hingga temperatur  kamar. *edangkan jenis feritik terdiri dari fasa ferrit &a' B--. Untuk jenis austenitik dan feritik dapat dikeraskan dengan pengerjaan dingin &#old working'. enis =eritik dan Martensitik bersifat magnetis sedangkan jenis austenitik tidak magnetis.