All about baja part I

Pengertian baja

Logam dan paduan berbasis besi adalah salah satu jenis bahan yang paling

banyak dan luas aplikasinya di bidang rekayasa. Besi atau Fe terdapat di alam

sebagai oksida atau bijih besi. Logam besi sebagian besar diperoleh melalui

serangkaian proses pemurnian dan reduksi bijih besi. Melalui proses ini

diperoleh lelehan besi mentah atau pig iron yang masih mengandung pengotor  pengotor, terutama, karbon, silkon, mangan, sulfur, dan fosfor.

Namun, logam Fe hampir tidak pernah digunakan untuk aplikasi rekayasa

dalam keadaan murni karena keterbatasan sifat-sifat mekaniknya. Paduan

berbasis besi (ferrous alloy) yang paling banyak digunakan untuk aplikasi

rekayasa adalah paduan besi-karbon dengan kandungan karbon tertentu

beserta unsur-unsur paduan lainya. Keberadaan unsur karbon di dalam larutan

padat Fe memiliki pengaruh yang signifikan terhadap peningkatan sifat-sifat

mekanik logam besi. Sebagai ilustrasi, nilai kekuatan luluh untuk Fe murni

dengan kadar karbon terlarut 0% hanyalah sekitar 3 Ksi dibandingkan dengan

30 Ksi pada kadar karbon terlarut 0.005% yang merupakan batas kelarutan

maksimum karbon di dalam larutan padat Fe. Penambahan karbon dan unsure unsure paduan lain pada kadar yang lebih tinggi sangat penting di dalam

mendesain dan merekayasa sifat-sifat mekaniknya.

 

Baja karbon (carbon steel) adalah salah satu jenis logam paduan besi

karbon terpenting dengan prosentase berat karbon hingga 2,11%. Baja karbon

diklasifikasikan menjadi baja karbon (1) rendah (low), (2) sedang

(medium), dan (3) tinggi (high) berdasarkan kadar karbon-nya. Jika

penambahan elemen-elemen lain selain karbon untuk tujuan-tujuan tertentu

cukup signifikan, maka baja diklasifikasikan sebagai baja paduan (alloy

steel) atau baja paduan rendah (low alloy steel). Jenis baja lainnya yang cukup penting adalah baja perkakas (tool steel) dan baja nirkarat (stainless steel).

 

Selain baja, paduan berbasis besi karbon lain yang juga penting adalah besi

tuang atau besi cor (cast iron), yaitu besi dengan kadar karbon lebih dari

2,11% hingga 4-6%. Besi tuang diklasifikasikan lebih lanjut berdasarkan

struktur mikro dan sifat-sifatnya ke dalam besi tuang kelabu (grey cast iron),

besi tuang ulet atau nodular (ductile or nodular cast iron), besi tuang putih

(white cast iron), besi tuang mampu tempa (malleable cast iron).

Proses Pembuatan Baja

pembuatan baja

Proses pembuatan baja dimulai dengan proses ekstraksi bijih besi. Proses

reduksi umumnya terjadi di dalam tanur tiup (blast furnace) di mana di

dalamnya bijih besi (iron ore) dan batu gamping (limestone) yang telah

mengalami pemanggangan (sintering) diproses bersama-sama dengan kokas (cokes) yang berasal dari batubara. Serangkaian reaksi terjadi di dalam tanur

pada waktu dan lokasi yang berbeda-beda, tetapi reaksi penting yang

mereduksi bijih besi menjadi logam besi adalah sebagai berikut:

Fe2O3 + 3CO 􀃆 2Fe + 3CO2

Luaran utama dari proses ini adalah lelehan besi mentah (molten pig iron)

dengan kandungan karbon yang cukup tinggi (4%C) beserta pengotor-pengotor

lain seperti silkon, mangan, sulfur, dan fosfor . Besi mentah ini belum dapat

dimanfaatkan secara langsung untuk aplikasi rekayasa karena sifat-sifat

(mekanis)-nya belum sesuai dengan yang dibutuhkan karena pengotorpengotor

tersebut. Besi mentah berupa lelehan atau coran selanjutnya dikirim

menuju converter yang akan mengkonversinya menjadi baja.

Proses pembuatan baja umumnya berlangsung di tungku oksigen-basa

(basic-oxygen furnace). Di dalam tungku ini besi mentah cair dicampur

dengan hingga 30% besi tua (scrap) yang terlebih dahulu dimasukkan ke dalam

tanur. Selanjutnya, oksigen murni ditiupkan dari bagian atas ke dalam leburan,

bereaksi dengan Fe membentuk oksida besi FeO. Beberapa saat sebelum

reaksi dengan oksigen mulai berlangsung, fluks pembentuk slag dimasukkan

dalam jumlah tertentu.

Oksida besi atau FeO selanjutnya akan bereaksi dengan karbon di dalam besi

mentah sehingga diperoleh Fe dengan kadar karbon lebih rendah dan gas

karbon monoksida. Reaksi penting yang terjadi di dalam tungku adalah sebagai

berikut:

FeO + C 􀃆 Fe + CO

Selama proses berlangsung (sekitar 22 menit), terjadi penurunan kadar karbon

dan unsur-unsur pengotor lain seperti P, S, Mn, dalam jumlah yang signifikan.

 

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s