Biar Makin Paham, Ini nih Proses Pembuatan Baja

Pengolahan 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. Saat ini besi dan baja juga sudah menjadi suatu industri yang berkembang dimana produk ini sudah diinovasikan sesuai dengan kebutuhan manusia modern. Sebelum Perkasa Partner tahu tentang proses pembuatan baja, yuk kita kenali dulu apa yang menjadi pembeda besi dan baja. Di bawah ini adalah penjelasan sederhanan terkait hal itu.

Apa itu Baja dan Besi?

Besi adalah logam paling banyak kedua di kerak bumi setelah aluminium. Unsur ini reaktif terhadap oksigen dan air. Besi segar memiliki permukaan abu-abu keperakan. Namun, warna akan berubah jika besi teroksidasi dalam air normal, menyebabkan oksida besi hidrat (karat). Bijih besi pada dasarnya 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. Bijih besi ini sering dieksploitasi sebagai pigmen karena bisa memberikan warna kuning, ochres (kuning tua), coklat dan merah.

Baja adalah logam yang dihasilkan dari paduan beberapa logam lainnya. Logam paduannya bisa berupa besi, karbon, mangan, fosfor, belerang, silikon, serta sebagian kecil dari aluminium, nitrogen, dan oksigen. Selain itu, karakteristik baja yang berbeda bisa menggunakan paduan seperti nikel, titanium, kromium, vanadium, boron, niobium, dan molydenum.

Salah satu unsur yang penting dalam pembuatan baja adalah adanya paduan karbon. Penggunaan karbon dalam proses pembuatan baja bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan kekuatan tariknya. Jadi, karbon bertindak sebagai pengeras dengan mencegah pergeseran dalam kisi kristal atom besi. Selain itu, kandungan unsur karbon dalam rentang baja dari 0,2 hingga 2,1 persen sesuai dengan kualitasnya. Baja karbon ini 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). Besi terbuat dari bijih besi yang ditambang dari alam, lalu diolah.

  • Baja adalah material buatan yang terbuat dari paduan berbagai unsur seperti besi, karbon, mangan, fosfor, sulfur, silikon, serta sebagian kecil aluminium, nitrogen, dan oksigen.

  • Besi terbuat dari bijih besi yang ditambang dari alam, lalu diolah sedemikian rupa seperti besi kasar untuk besi cor. Selain itu, besi dapat digunakan sebagai bahan baku untuk membuat baja. Sehingga, jangan heran jika besi dan baja juga memiliki bentuk yang sangat mirip.

Teknologi Awal Pembuatan 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. Germanicia di Turki Tenggara, di sebelah utara kota kuno Duluk, 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 Pembuatan Baja

Proses pembuatan besi dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu Blast Furnace dan Electric Arc Furnace (EAF). Perbedaan Blast Furnace dan EAF yaitu terletak pada bahan dasarnya. Pada proses Blast Furnance, bahan bakar (Coke) digunakan dalam jumlah yang besar, sedangkan, pada EAF tidak menggunakan Coke. Proses produksi material baja untuk struktur, mulai dari bijih besi sampai menjadi baja profil atau baja pelat dirangkum secara sederhara sebagai berikut:

  1. Proses Pertama

    Pertama, ada beberapa komponen dasar yang perlu diperhatikan. Komponen dasar tersebut diantaranya adalah iron ore (bijih besi), limestone (tanah kapur), coke (dibuat dari coal, khusus untuk pembuatan steel) dimasukkan ke dalam blast furnace.
    Coke merupakan bahan bakar untuk furnace, dibuat dari coal dengan proses tertentu.
    Cairan besi (molten iron) yang panas di dalam furnace terpisah menjadi 2 bagian. Bagian atas adalah slag (waste, impurities), dan bagian bawah adalah besi yang hendak dipakai. Besi yang dihasilkan ini kemudian dicetak menjadi pig iron. Kadar karbon dalam pig iron bisa mencapai 2%.

  2. Proses Kedua

    Pig iron dimasukkan ke dalam primary steelmaking furnace, bisa berupa oxygen furnace, electric arc furnace, atau 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. Di dalam proses dengan oksigen, karbon di dalam molten iron akan bereaksi dengan oksigen menghasilkan gas karbon monoksida. Gas ini 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.

    Proses pengolahan besi bisa dilihat pada gambar di bawah ini:

    proses pembuatan baja
    Sumber Gambar : http://www.allegiancecoal.com.au/irm/showmedia.aspx?MediaId=6

Gimana Perkasa Partner, setelah mengetahui prosesnya jadi makin paham kan? Semua proses inilah yang menentukan kualitas dari produk-produk besi baja. Kalian dapat mengetahui banyak kategori produk yang dimiliki oleh SMS Perkasa pada official website kami.

Nah, untuk bangunan dan proyek, baca artikel tentang pemilihan beton SNI  yang akan berpengaruh pada struktur rangka banguanan.