Rangkaian Proses Pembuatan Baja
Baja dibuat dengan bahan utama bijih besi yang terkandung dalam mineral-mineral seperti Hematit (Fe2O3), Magnetit (Fe3O4), Limonit (Fe2O3.xH2O). Ketiga mineral diatas memiliki kadar besi yang berbeda-beda dengan Hematit yang tertinggi hingga 66% dengan kadar kotoran yang relatif rendah. Prinsip proses pembuatan baja dimulai dengan pembuatan besi yaitu dengan reduksi mineral dari bentuk besi oksida menjadi besi dengan menggunakan gas reduktor berupa karbon monoksida (CO) dalam bentuk arang atau batubara. Pada saat ini, 80% baja dihasilkan dengan jalur tanur tinggi (
blast furnace), dan 20% lainnya dihasilkan dengan jalur reduksi langsung. Berikut ilustrasi rute pembuatan baja :
Jalur reduksi langsung menggunakan reduktor yang berasal dari gas alam yaitu gas metana (CH4) yang dipanaskan hingga 900 derajat Celcius dan direaksikan menjadi gas H2 dan CO dimana kedua gas tersebut merupakan reduktor besi oksida yang mengubah bijih besi menjadi besi spons yang berbentuk butiran (pellet). Besi spons memiliki kadar karbon dan unsur pengotor lain yang terlalu tinggi untuk baja sehingga besi spons ditambah oksigen, batu kapur, dan unsur-unsur paduan yang dilebuh dalam tungku busur elektrik atau E.A. F. (
Electric Arc Furnace) menjadi baja cair. Baja cair ini dituang dengan proses pengecoran kontinu menjadi
billet dan
slab.
Jalur tanur tinggi (
blast furnace) merupakan hasil perkembangan sejak abad ke-14 yang disebut juga
Hoogoven. Teknologinya sudah matang dan produktivitasnya sangat tinggi. Jalur ini pertama dilakukan dengan memasukkan bijih besi, kokas, dan batu kapur kedalam tanur tinggi
. Kemudian dialirkan udara panas dari dasar tungku yang menyebabkan kokas terbakar menghasilkan panas dan membentuk CO untuk mereduksi bijih besi menjadi besi dengan kadar karbon yang tinggi (
pig iron) yaitu >4%. Batu kapur yang sebelumnya ditambahkan berguna untuk mengikat kotoran-kotoran yang terdapat dalam besi cair menjadi terak (
slag) yang mengapung diatas besi kasar cair. Berikut reaksi kimia yang terjadi :
Besi kasar cair (
molten iron) yang dihasilkan segera dikirim ke konverter B. O. F. (
Basic Oxygen Furnace) atau B. O. S. (
Basic Oxygen Steelmaking)
Setelah baja telah dimasukkan ke
konverter, maka digunakan untuk pembentukan produk setengah jadi dengan cara :
1. Hot Rolling
Hot rolling dilakukan dengan cara
mengalirkan baja cair langsung untuk di gulung menjadi pelat atau baja batang
kawat dan balok
2. Cold Rolling
Pelat dapat diubah menjadi baja
lembaran (Sheet) dilanjutkan dengan proses pemanasan / anealing
untuk melunakkan dan diakhiri dengan temper rolling
3. Hot Forging
Pembentukan komponen dengan cara
pemanasan sambil ditempa
4. Hot Tube Piercing
Hot tube piercing dilakukan untuk
membentuk komponen yang berbentuk tubular dan hollow
5. Welded Pipe
Komponen seperti pipa yang besar
(D>26") dapat dibuat dengan menggunakan pelat baja yang digulung secara
spiral atau longitudinal kemudian dilas
Klasifikasi
& Standard
Baja yang digunakan tentunya
mengikuti beberapa klasifikasi & standard.
Jenis baja dikelompokkan sebagai berikut :
Baja Karbon
Low Carbon
Steel : C<0.25 %
Medium Carbon Steel : 0.25%<=C<=0.5%
High Carbon Steel
: C>0.5%
Baja Paduan
Low Alloy Steel : E unsur-unsur paduan < 8%
High Allow Steel : E unsur-unsur paduan > 8%
Standard yang digunakan juga beragam
:
AISI (American Iron & Steel
Institute)
SAE (Society of Automotive
Engineers)
ASME (American Society of
Mechanical Engineers)
ASTM (American Society for
Testing Materials)
DIN (Deutsche Industrie Normen)
JIS (Japanese Industrial Standard)
Klasifikasi / standard diatas memuat
berbagai ketentuan seperti :
1. Proses pembuatan
2. Kekuatan
3. Komposisi kimia
dan lainnya