Tugas 05 - Bahan Bangunan Laut

DASAR TEKNOLOGI BAJA

Rangkaian Proses Pembuatan Baja

Sejarah singkat :

1. 6000 tahun lalu - Peradaban zaman tersebut menggunakan bijih besi yang ditemukan dari meteorit untuk membuat alat
2. 1400 SM - tungku pembuatan besi pertama
3. 300 SM - Besi mentah mulai digunakan di Africa timur dan India
4. 1885 - Henry Bessemer mematenkan prosesnya dalam mengolah besi
5. Sekarang - besi digunakan dengan pengolahan seperti cara Bessemer

Bijih besi pada umumnya :

1. Hematit (Fe2O3)
2. Magnetit (Fe3O4)
3. Limonit (Fe2O3.xH2O)

Hematit paling banyak dimanfaatkan karena kadar besinya tinggi (mencapai 66%) dan kadar kotorannya relatif rendah

Proses pembuatan besi :

• Jalur reduksi langsung
• Menggunakan gas alam untuk mereduksi besi
• Gas alam dipanaskan sampai suhu 900 derajat celsius direaksikan dengan air, sehingga menghasilkan gas hidrogen dan CO
• Keduanya akan mereduksi oksigen dari besi
• Pelet bijih besi berubah menjadi besi spons. 
• Besi spons masih terlalu tinggi kadar karbonnya dan mengandung unsur pengotor
• Besi spons dilebur di tungku busur listrik atau eletric arc furnace menjadi baja cair
• Baja cair dituang dengan proses pengecoran kontinu menjadi billet dan slab

Proses pembuatan besi jalur reduksi langsung

Sumber : https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiND0gQSQ3xqJbPuHk6nM3UbxgDaw1wbE2aY0PDybhQR_3yPOhsnwrDeKGQHC95tGR5AJiosaO_HsiOdTqs-EfdpPRHxJJBMtqehnmijtE2PG-9PiLPO_OjVyfkFsxzlsErsDkbRmhy_RY/s1600/hotlink.jpg

• Jalur Blast Furnace
• Bijih besi dicampur kokas dan dipanaskan dalam klinker bernama slinter
• Jijaduoerikeg dari batubara dan dipanaskan dengan coke oven
• Bijih besi, kokas, batu kapur, dan udara panas dipadu dalam blast furnace
• Besi dihasilkan, tetapi masih mengandung karbon berlebih (disebut pig iron)
• Digunakan batu kapur untuk mengikat kotoran-kotoran dalam bijih besi
• Blast furnace menghasilkan beso kasar cair (molten iron)
• MOlten iron akan dimasukkan ke Basic Oxygen Furnace atau Basic Oxygen Steelmaking

Proses blast furnace

Sumber : http://geo.msu.edu/extra/geogmich/images/blast_furnace.jpg

Proses Basic Oxygen Steelmaking

sumber : http://www.steelconstruction.info/images/thumb/0/01/BOS_process_cropped_2.PNG/300px-BOS_process_cropped_2.PNG

Konversi besi ke baja

• Ekstra treatment sesuai mutu baja yang diinginkan
• Bisa ditambah argon, injeksi powder atau wire, vacuum atau oemanasan tambahan
• Mengurangi kadar hidrogen dan sulfur
• Cara penuangan baja cair :
• Ingot (bentuk balok baja)
• Slab atau biller (continous casting)

Proses continuous casting

sumber : http://www.csc.com.tw/csc_e/pd/img/prs05.gif

Proses pembuatan produk setengah jadi

Hot rolling

• Ingot, billet, dan slab dirol panas menjadi :
• Flat product (plat)
• Long product (baja profil, besi beton, dan batang kawat
• Ingot, slab atau billet dipanaskan di tungku pemanas
• Rolling dilakukan bertahap

Proses hot rolling

sumber : http://www.castrip.com/Process/Images/02castrip_process_lg.gif

Cold rolling

• Plat dirubah menjadi lembaran / sheet
• Dilanjutkan dengan proses pemanasan untuk melunakkan dan diakhiri dengan temper rolling untuk menyetrika

Hot forging

Untuk membuat komponen yang berukuran besar, misalnya poros turbin

Hot tube piercing

• Tahap awal pembuatan pipa seamless dilakukan
• Salah satu variannya adalah proses manessman
• Pengecilan diameter pipa berdinding tebal dilakukan dengan proses hot tube rolling

Proses hot tube piercing

sumber : http://thelibraryofmanufacturing.com/imagesforming/rollpiercing.jpg

Pembuatan welded pipe

Dengan cara :

• Longitudinal welded pipe
• Bahan baku : plat baja hasil hot rolling
• Proses pembentukan dengan roll forming bertahap
• Pengelasan dilakukan dengan las tahanan listrik atau ERW (electric resistance welding)
• Setelah dilas, pipa akan dicek dengan berbagai metode

Proses longitudinal welded pipe

sumber : http://www.piping-engineering.com/wp-content/uploads/2014/01/longitudinally-welded-pipe.jpg

• Spiral welded pipe
• Bahan baku pelat baja hasil hot rolling dapat dientuk menjadi pipa dengan alur spiral
• Satu lembar pelat dapat dijadikan pipa dengan berbagai diaeter tergantung cetakan dan sudut pemasukan plat
• Pengelasan dilakukan dengan SAW (Submereged Arc Welding) atau las busur terendam

Proses spiral welded pipe

sumber : http://www.supplysteelpipes.com/products/1-2-4b.jpg

Klasifikasi dan Standar

Jenis baja dikelompokkan sebagai :

• Baja karbon (plain carbon steel)
• Low carbon steel         : C < 0,25%
• Medium carbon steel   : C = 0,25 - ,0,5%
• High carbon steel         : C > 0,5%
• Baja paduan (Alloy steel)
• Low alloy steel   : E Unsur-unsur paduan < 8%
• High alloy steel  : E unsur-unsur paduan > 8%

Standar yang banyak digunakan dalam industri baja :

• AISI : American Iron & Steel Insittute
• SAE : Society of Automotive Engineers
• ASME : American Society of Mechanical Engineers
• ASTM : American Socierty for Testing and Materials
• DIN : Deutsche Industrie Norman
• JIS : Japanese Industrial Standard

Klasifikasi/standar baja dibuat menurut hal berikut :

• Proses pembuatan / bentuk produk
• contoh : plate, sheet, forgings, wire, pipe
• Kekuatan
• contoh : DIN ST,50 (tensile strength > 50 KGFNINI2), JIS SS 41 (tensile strength > 41KGF/MM2)
• Komposisi Kimia
• DIN 25CrMo4
• JIN S45C
• AISI 304
• Nomor standar tanpa pola tertentu
• contoh : ASTM A 106 (Seamless Pipe), ASTM A 210 (seamless tube for boiler and superheater)

Standar AISI / SAE membuat klasifikasi baja secara komprehensif berdasarkan komposisi kimia. Pada dasarny baja karon dan baja paduan rendah diberi kode klasifikasi 4 digit :

• Digit ke 1 dan 2 menyatakan kelompok/jenis paduan
• Digit ke 3 dan 4 menyatakan kadar karbon nominal

Klasifikasi AISI / SAE

sumber : http://www.weldersuniverse.com/images/steel_classifications.jpg