Baja dan Proses Pembuatannya

Baja

Baja adalah logam aloy yang komponen uutamanya adalah besi, dengan karbon sebagai material pengaloy utama. Karbon bekerja sebagai pengeras, mencegah atom besi, yang secara alami teratur dalam lattice, bergerser melalui satu sama lain. Memvariasikan jumlah karbon dan penyebaran alloy dapat mengontrol kualitas baja. Baja dengan peningkatan jumlah karbon dapat memperkeras dan memperkuat besi,tetapi juga lebih rapuh. Definisi klasik, baja adalah besi karbon alloy dengan kadar karbon sampai 5,1% ; ironisnya, alloy denngan kadar karbon lebih tinggi dari ini di kenal besi.

Sekarang ini adalah beberapa kelas baja di mana karbon diganti dengan material alloy lainnya, dan karbon bila ada , tidak di inginkan. Definisi yang lebiih baru , baja adalah aloy berdasar-besi yang dapat di bentuk secara palastik.

Dan umumnya baja jug menjadi bahan pelapis rompi anti peluru, yan dimana baja menjadi bahan pelapis inti dari rompi tersebut, yaitu bahan milik Kevlar.

Sejarah Penemuan Baja

Tehnik peleburan logam telah ada sejak zaman mesir kuno pada tahun 3000 SM. Bahkan pembuatan perhiasan dari besi telah ada pada zaman sebelumnya. Proses pengerasan pada besi dengan heat treatment mulai di perkenalkan untuk pembuatan senjata pada zaman yunani 1000 SM.

Proses pemaduan yang di buat mulai ada sejak abad 14 yang di klasifiasikan sebagai besi tempa. Proses ini dilakukan dengan pemanasan bijih besi dan charchoal dalam tungku atau furnace. Dengan proses ini bijih besi mengalami reduksi menjadi besi sponge metalik yang terisi oleh slag yang merupakan campuran dari pengotor metalik abu charchoal. Spone iron ini di pindahkan dari furnance pada saat masih bercahaya dan di selimuti oleh salg yang teb al lalu slagnya di hilangkan untuk memperkuat besi. Pembuatan besi menggunakan metode ini menghasilkan kandingan slag sekitar 3% dan 0,1% pengotor lain. Kadang kala hasil produksi dengan metode ini menghasilkan baja bukannya besi tempa. Para pembuat besi belajar untuk membuat baj dengan memanaskan besi tempa dang charchoal pada boks yang terbuat dari tanah liat selama beberapa hari. Dengan proses ini besi akan menyerap cukup karbon untuk menjadi baja sebenernya.

Setelah abad ke 14 tungku atau furnance yang digunakan mulai mengalami peningkatan ukuran dan draft yang digunakan untuk pembakaran gas melewati “charge”, pada pencampuran material mentah. Pada tungku yang lebih besar ini, bijih besi pada bagian-bagian atas furnance akan direduksi pertama kali direduksi mennjadi besi metalik dan menghasilkan banyak karbon sebagai hasil dari serangan gas yang di lewatinya. Hasil dari furnance ini adalah pig iron, yaitu paduan yang meleleh pada temperatur rendah. Pig iron akan di proses lebih lanjut untuk membuat baja.

Pembuatan baja modern menggunakan blast furnance yang di gunakan jga untuk memurnikan besi oleh pembuat besi yang lamapun. Proses pemurnian besi cari dengan peledakan udara di akui oleh penemu inggris Sir Henry Bessemer yang mengembangkan Bessemer furnance, atau mengkonversi pada tahun 1855. Sejak tahun 1960 telah di produksi baja dari besi bekas secara kecil-kecilan pada furnance elektrik, sehingga di namakan mini mills. Mini mills yang lebi besar digunakan pada produksi baja dari bijih besi.

Proses Pembuatan Baja

Baja di produksi didalam dapur pengolahan baja dari besi kasr baik padat maupun cair, besi bekas ( skrap ) dan beberapa paduan logam. Ada beberapa proses pembuatan baja antara lain:

PROSES KONVERTOR

Terdiri dari satu tabung yang berbentuk bulat lonjong dengan menghadap kesamping.

Sistem kerja

Dipanaskan dengan kokas sampai +- 15000C
Dimiringkan untuk memasukan bahan baku baja. ( +- 1/8 dari volume converter )
Kembali ditegakan
Udara dengan tekanan 1,5 – 2 atm dihembuskan dari kompresor.
Setelah 20-25 menit konvertor dijungkirkan untuk mengeluarkan hasilnya.

Proses bassemer ( asam )

Lapisan bagian dalam terbuat dari batu tahan api yang mengandung kwarsa asam atau aksid asam (SiO 2), Bahan yang di olah besi kasar kelabu cair, CaO tidak di tambahkan sebab dapat bereaksi dengan SiO 2, SiO 2 + CaO = CaSiO 3

Proses Thomas ( basa )

Lapisan dinding bagian dalam terbuat dari batu tahan api bisa atau dolobit [ kalsium karbonat dan magnesium (CaCO 3 + MgCO 3 )], besi yang diolah besi kasar putih yang mengandung P antara 1,7 – 2%, Mn 1 – 2% dan Si 0,6-0,8%. Setelah unsur Mn dan Si terbakar, membentuk oksida Phospor ( P2O 5 ), untuk mengeluarkan besi cair ditambahkan zat kapur (CaO) , { 3 CaO + P2O5 Ca3(PO 4)2 ( terak cair) }.

PROSES SIEMENS MARTIN

Menggunakan sistem regenerator (+- 3000 0C ). Fungsi dari regenerator adalah :

Memanaskan gas dan udara atau menambah temperature dapur
Sebagai fundamen / landasan dapur
Menghemat pemakain tempat

Bisa digunakan baik besi kelabu maupun putih,

Besi kelabu diding dalamnya dilapisi dengan batu sillika (SiO 2)
Besi putih dilapisi dengan batu dolomit (40% MgcCO 3 + 60% CaCO 3)

PROSES BASIC OXYGEN FURNACE

Logam cari di masukaan ke ruang bakar( dimiringkan lalu ditegakan )
Oksigen (+- 1000) ditiupkan lewat oxygen lance ke ruang bakar dengan kecepatan tinggi. (55 m3 (99,5%O2) tiap satu ton muatan )
Ditambahkan bubuk kapur ( CaO ) untuk menurunkan kadar P dan S

Keuntungan dari BOF adalah

BOF menggunajan O2 murni tanpa Nitrogen
Proses hanya lebih-kurang dari 50 menit
Tidak perlu tuyer di bagian bawah
Phosphor dan sulfur dapat terusir dulu dari pada karbon
Biaya operasi murah

PROSES DAPUR LISTRUK

Temperature tinggi dengan menggunakan busur cahaya electrode san induksi listrik.

Keuntungan :

Mudah mencapai temperature tinggi dalam waktu singkat
Temperature dapat diatur
Efesiensi termis dapur tinggi
Cairan besi terlindungi dari kotoran sehingga kualitasnya baik
Kerugian akibat penguapan sangat kecil

PROSES DAPUR KOPEL

Mengolah besi kasar kelabu dan besi bekas menjadi bajatau besi tuang.

Proses

Pemanasan pendahuluan agar bebas dari uap cair
Bahan bakar (arang kayu dan kokas) dinyalakan selama +- 15 jam
Kokas dan udara dihembuskan dengan kecepatan rendah hingga kokas mencapai 700 – 800mm dari dasar tungku
Besi kasar dan baja bekas kira-kira 10 – 15% ton/jam dimasukan
15 menit baja cari dikeluarkan dari lubang pengeluaran .

Untuk membentuk terak dan menurunkan kadar P dan S ditambahkan batu kapur (CaCO3) dan akan terurai menjadi : akan bereaksi pada karbon Gas CO yang dikeluarkan melalui cerobong panasnya dapat dimanfaatkan pembangkit mesin-mesin lain.

PROSES DAPUR CAWAN

Proses kerja dapur cawan dimulai dengan memasukkan baja bekas dan besi kasar dalam cawan,
Kemudian dapur ditiup rapat
Kemudian dimasukan gas-gas panas yang memanaskan sekeliling cawan dan muatan dalam cawan akan mencair
Baja cair tersebut siap dituang untuk dijadikan baja-baja istimewa dengan menambahkan unsur-unsur paduan yang diperlukan.

karakteristik proyek indonesia

Konstruksi Baja Ringan

Alasan pemilihan material konstruksi baja

Jenis atau Tipe Baja Konstruksi

Pengertian Kontarktor

Pengertian Tehnik Sipil

Pengertian Strukrur, Atap dan Struktur Atap

Profile Konstruksi Baja