Teknik Pembuatan Besi Baja
Teknik Pembuatan Besi Baja - Besi baja merupakan jenis logam yang punya peran penting dalam kehidupan manusia. Keduanya banyak diaplikasikan untuk berbagai proyek konstruksi dan maupun untuk kebutuhan hidup manusia. Logam ini juga termasuk unsur terbanyak yang ada di bumi, namun untuk membuatnya menjadi produk yang biasa kita gunakan sehari - hari ada banyak proses yang harus dilalui. Untuk lebih jelasnya, kita simak penjelasan berikut ini.
 |
| Sumber : Alat Uji Kekerasan |
Pengenalan tentang Besi dan Baja
Besi adalah logam paling banyak kedua di kerak bumi setelah aluminium dan ini merupakan unsur yang reaktif terhadap oksigen dan air. Besi segar memiliki permukaan abu - abu keperakan yang akan berubah apabila teroksidasi dalam air normal, yang akan menyebabkan oksida besi hidrat (karat).
Pada dasarnya bijih besi terbuat dari oksida (magnetit, hematit dan limonit), karbonat (siderit) dan sulfida (pyrite). Banyak endapan bijih ditemukan di cekungan Mediterania bagian timur dan bisa mudah dikenali karena terkait dengan warna merah karat dari bumi.
Baja adalah logam yang dihasilkan dari paduan beberapa logam lainnya seperti besi, karbon, mangan, fosfor, belerang, silikon hingga sebagian kecil dari aluminium, nitrogen dan oksigen. Karakteristik baja yang berbeda dapat dihasilkan menggunakan paduan seperti nikel, titanium, boron, niobium, kromium, vanadium dan molydenum.
Salah satu unsur yang penting dalam pembuatan baja adalah adanya paduan karbon yang bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan kekuatan tarik baja. Kandungan karbon akan mencegah pergeseran dalam kisi kristal atom besi sehingga berguna untuk mengeraskan baja. Umumnya kandungan karbon dalam baja adalah antara 0,2 - 2,1% disesuaikan dengan kualitasnya.
Kandungan karbon ini akan membuat baja menjadi berwarna hitam sehingga sering disebut baja hitam. Biasanya, bahan ini digunakan untuk membuat alat-alat pertukangan seperti sabit, cangkul, linggis, dan lain - lain. Saat ini, baja adalah salah satu bahan yang paling banyak digunakan di dunia industri dan proses membangun bangunan.
Perbedaan Besi dan Baja
- Besi merupakan material alami yang terbuat dari unsur ferrum (Fe) yang diperoleh dari pertambangan kemudian diolah
- Baja merupakan logam yang terbuat dari unsur utamanya yaitu besi yang dipadukan dengan unsur lain seperti karbon, mangan, fosfor, sulfur, silikon, aluminium, nitrogen dan oksigen
Teknik Pembuatan Besi Baja
Teknologi Awal Pengolahan Besi dan Baja
- Iron Ores (Bijih Besi)
Bukti kegiatan penambangan awal terlihat di endapan daerah Suriah dan Cappadocia. Eksploitasi dalam skala besar pertama terjadi di sana yaitu di daerah Germanicia di Turki Tenggara sebelah utara kota kuno Duluk. Daerah ini sering dianggap sebagai cradle atau ironmaking. Tempat produksi di Tabriz dan dataran Persepolis di Iran juga terkait dengan bukti kegiatan pembuatan besi awal.
- Iron Making (Pengolahan Besi)
Pada proses pembuatan besi yang paling awal, bijih yang telah dicuci dan dihancurkan dipanaskan dengan arang dalam sebuah tungku tradisional, biasanya berupa lubang sederhana di tanah. Suhu tercapai tidak mencukupi untuk mencapai leleh dan oksidasi bijih dikurangi dengan karbon dalam keadaan padat, mengarah ke gumpalan yang disebut bloom. Ampas bijih disingkirkan dan bloom berulang kali dipanaskan dan dipalu untuk mengusir sisa ampas, dan membentuk massa yang lebih padat. Bijih yang diperoleh dengan cara ini sepenuhnya murni, dengan kandungan karbon rendah. Oleh karena itu mudah dibentuk dan relatif lunak.
Proses Pengolahan Besi
Ada dua cara dalam pembuatan besi yaitu dengan cara Blast Furnace dan Electric Arc Furnace (EAF). Perbedaan Blast Furnace dan EAF yaitu terletak pada bahan dasarnya. Dalam proses Blast Furnance, menggunakan banyak bahan bakar (Coke), hal ini berbeda dengan proses EAF yang tidak menggunakan Coke. Secara sederhana, berikut adalah proses pembuatan baja dari awal hingga menjadi baja konstruksi atau lembaran :
1. Proses Pertama
Pertama - tama kita harus memperhatikan komponen dasar seperti iron ore (bijih besi), limestone (tanah kapur), coke (dibuat dari coal, khusus untuk pembuatan steel). Semua komponen dasar tersebut kemudian dimasukkan ke dalam blast furnace.
Cairan besi (molten iron) yang panas di dalam furnace terpisah menjadi 2 bagian. Bagian atas yaitu slag (waste, impurities), sedangkan besi yang hendak dipakai ada di bagian bawahnya barulah menghasilkan besi yang akan dicetak menjadi pig iron dengan kadar karbon yang mencapai 2%.
2. Proses Kedua
Pig iron dimasukkan ke dalam primary steelmaking furnace yang dapat berupa oxygen furnace, electric arc furnace maupun open hearth furnace. Pada proses ini, berbagai bahan kimia ditambahkan ke dalam furnace untuk mendapatkan material properties yang diinginkan. Seringkali, scrap juga dimasukkan ke dalam furnace ini.
Dalam proses yang menggunakan oksigen, karbon di dalam molten iron akan bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan gas karbon monoksida yang harus keluar. Kalau tidak, bisa membentuk ‘gas pockets’ (rimming) saat menjadi dingin (rimmed steel). Untuk menghindarinya, bisa menggunakan deoxidizer seperti silikon dan aluminum. Baja yang dihasilkan adalah killed steel atau semi-killed steel. Baja yang dihasilkan dicetak dalam bentuk slab, billet, dan bloom.
3. Proses Ketiga
Baja yang telah dicetak dalam bentuk slab, bloom atau billet tersebut selanjutnya dibentuk menjadi berbagai macam profil seperti H-beam, Angle (siku), Channel, rel kereta, pelat, pipa (seamless pipe), dan sebagainya.
