Gopena – Baja merupakan salah satu logam yang banyak digunakan untuk membantu aktivitas manusia. Proses pembuatan baja melibatkan banyak bahan dengan tingkat kekuatan yang sangat tinggi.
Seperti bijih besi, besi daur ulang, hingga karbon sebagai tambahan untuk membuat kualitas baja menjadi lebih baik.
Kekuatan bahan yang tinggi ini membuat baja banyak dipakai untuk keperluan konstruksi maupun otomotif yang memang butuh bahan yang sangat kuat.
Informasi selengkapnya tentang baja dan proses pembuatannya bisa Anda temukan pada pembahasan di bawah ini:
Sebelum beranjak ke proses pembuatan baja, alangkah baiknya kita mengetahui dahulu bagaimana sejarah pembuatan baja. Bagaimana proses pembuatan logam ini pada awalnya?
A. Pengembangan Baja Sebelum Masehi
Baja sendiri sebenarnya sudah ditemukan dan digunakan sejak ribuan tahun yang lalu.
Namun, pada awalnya baja adalah sebuah bijih besi yang tidak sekuat baja. Hal ini dikarenakan bijih besi memiliki banyak bahan kimia berupa atom pengikat yang mengurangi kekuatannya.
Pada tahun 3000 SM, di zaman Mesir kuno sudah ditemukan teknik peleburan logam.
Mereka menggunakannya untuk berbagai macam keperluan seperti keperluan sehari-hari, senjata, dan pertahanan, serta perhiasan.
Bahkan sebelum tahun tersebut, teknik peleburan logam ternyata sudah ditemukan dengan bukti adanya penggunaan logam sebagai perhiasan yang sudah berbentuk dengan baik.
Saat itu, perhiasan ini masih dibuat dengan menggunakan bahan besi.
Di zaman Yunani kuno sekitar tahun 1000 SM, teknik ini semakin dikembangkan setelah ditemukannya teknik pengolahan besi menggunakan heat treatment.
Pengolahan besi pun menjadi lebih baik dengan digunakan sebagai senjata dalam perang.
B. Baja di Era Modern
Penjelasan di atas menunjukkan pengolahan logam besi dan baja sudah ada sejak ribuan tahun yang lalu.
Hanya saja belum diperkenalkan apalagi dikomersilkan. Barulah pada abad ke-19 proses pembuatan baja mulai diperkenalkan dan dikomersilkan untuk berbagai macam keperluan industri.
Sebelum itu, sebenarnya baja sudah mulai dibuat. Namun, hanya pada skala yang sangat kecil. Semua persenjataan dan peralatan sebelum abad ke-19 masih dibuat dari besi dan bahan lain selain baja.
Hal ini dikarenakan saat itu belum ditemukan formula dan proses yang tepat untuk membuat baja dalam skala besar.
Namun, setelah abad ke-19 ditemukanlah formula yang tepat untuk membuat baja dengan pengolahan yang lebih baik.
Proses ini dinamakan dengan proses Bessemer. Dengan kemajuan teknologi seiring waktu ditemukan metode lain yang lebih baik yakni teknik injeksi dan kontrol proses.
Proses pembuatan logam baja menggunakan teknik Bessemer baru dimulai pada akhir dekade 1850-an. Dilanjutkan dengan pengembangannya yakni menggunakan tungku perapian terbuka.
Hingga tahun 1860-an, metode pemrosesan ini berubah untuk pembuatan baja pada industri berat.
Setelah ditemukannya teknik tersebut, akhirnya baja dapat diproduksi secara masal dan benar-benar mengubah teknologi konstruksi dunia.
Baja dianggap menjadi logam yang sangat kuat tapi mudah dibentuk. Baja juga merupakan bahan yang lebih serbaguna jika dibandingkan dengan besi.
Teknik dalam Proses Pembuatan Baja
weldon.eu
1. Proses Konventor
Proses ini didasarkan pada nama wadah yang digunakan untuk mengolah besi menjadi baja siap untuk diproduksi. Wadah tersebut bernama konventor.
Konventor terbuat dari plat baja dengan sambungan paku keling atau las, sedangkan di bagian dalam konventor terbuat dari batu yang tahan panas.
Batu ini bisa bersifat basa atau asam tergantung jenis baja yang akan diolah. Di bagian bawah wadah ini terdapat tuyer (lubang-lubang angin) yang berfungsi sebagai penghembus udara atau air blast.
Di bagian penyangga konventor juga memiliki kemampuan untuk mengatur posisi horizontal dan vertikal konventor.
Sistem kerja dari proses ini adalah:
Bahan baku dipanaskan menggunakan kokas hingga suhu kurang lebih 1.500 derajat celcius.
Konvertor dimiringkan hingga bahan baku baja masuk dengan volume 1/8 volume konventor. Setelah itu, konventor ditegakkan kembali.
Tekanan udara dihembuskan dari kompresor dengan tekanan 1,5 – 2 atm.
Proses berjalan selama 20-25 menit dan setelah itu konventor diputar balik untuk mengeluarkan produknya.
2. Proses Bassemer (Proses Asam)
Sebelumnya sudah dijelaskan bahwa pada proses konventor di bagian dalam menggunakan batu basa ataupun asam.
Nah, pada proses pembuatan baja dengan menggunakan proses Bassemer ini, batu yang digunakan adalah batu asam. Dimana asam yang digunakan adalah kwarsa asam atau asam aksid.
Besi yang diolah menggunakan proses ini adalah besi kasar kelabu ciar. Tidak ada CaO karena senyawa ini dapat dengan mudah bereaksi dengan asam.
3. Proses Thomas (Proses Basa)
Kebalikan dari proses Bassemer, pada proses ini batuan yang digunakan sebagai lapisan dalam konventor adalah batuan basa.
Batuan yang digunakan memiliki kandungan dolomit yang merupakan campuran dari kalsium karbonat (CaCO3) dan magnesium karbonat (MgCO3).
Bahan baku baja yang diolah menggunakan proses ini adalah besi kasar putih. Besi ini merupakan besi yang memiliki kontaminan minor berupa fosfor, mangan, dan silikon.
4. Proses Siemens Martin
Pada proses Siemens Martin, bahan baku dilebur di dalam dapur pelebur baja yang memiliki suhu sangat tinggi.
Dapur yang digunakan di sini sudah memiliki tungku kerja yang dilengkapi dengan ruang-ruang hawa. Tungku ini berkapasitas 30 – 50 ton.
Pada tungku ini, besi yang bisa diolah ada bermacam-macam. Bisa menggunakan besi kasar, besi bekas hingga besi tua.
Proses pembuatan baja dengan menggunakan metode Siemens Martin membutuhkan suhu hingga 3.000 derajat.
5. Proses BOF (Basic Oxygen Furnace)
Proses ini adalah modifikasi dari proses Bassemer. Jika pada Bassemer udara yang digunakan adalah uap panas dari pemanasan air, maka pada proses BOF yang digunakan adalah oksigen murni.
Dapur bejana pada proses ini juga memiliki ukuran 5 m di diameter, sehingga mampu menampung bahan baku yang lebih banyak yaitu 35 – 200 ton dalam sekali proses.
Peleburan besi menggunakan metode ini merupakan teknik yang paling baru dalam pembuatan baja. Walaupun secara konstruksi tungku masih dibuat menggunakan plat baja dan batuan tahan panas.
Jenis Baja dan Penggunaannya
hubspotusercontent30.net
1. Baja Konstruksi
Baja untuk keperluan konstruksi merupakan baja yang memiliki kekuatan sangat tinggi.
Baja ini memiliki kandungan karbon yang tidak lebih dari 0,7%. Jenis baja ini banyak dipakai pada bahan bangunan dan konstruksi. Tak jarang juga dipakai pada industri otomotif.
2. Baja Perkakas
Baja perkakas adalah jenis produk baja yang biasanya dipakai untuk kehidupan sehari-hari. Oleh karena itu, baja jenis ini harus lebih fleksibel dari segi fungsi.
Baja perkakas harus tahan panas, mudah diasah, mudah dibentuk, tajam, kuat, dan ulet. Baja yang digunakan untuk perkakas memiliki kandungan karbon lebih dari 0,7%.
Di balik kekuatannya yang luar biasa, baja sudah melewati proses pembuatan baja yang sangat panjang dan pengembangan teknologi yang bermacam-macam.
Hingga kini, teknik pembuatan baja sudah sangat canggih dan kita bisa menikmatinya sebagai produk yang digunakan sehari-hari.
