M.Ekaditya Albar / 0806331683 Tugas PPBB

[1]

Secondary Metallurgy untuk Baja Khusus

Sebagai proses lanjutan dari primary steel making (BOF maupun EAF), molten steel

yang dihasilkan akan di-tapped ke sebuah ladle dan ditransfer ke bagian casting. Pada saat di

ladle, molten steel tersebut akan mengalami berbagai treatment, seperti pengaturan komposisi,

stirring, degassing dan reheating. Secara umum, tahapan ini dari keseluruhan proses pembuatan

baja disebut Secondary Metallurgy atau Secondary Steel Making.

Proses secondary metallurgy merupakan suatu proses yang diperlukan untuk membuat

baja khusus dengan paduan dan requirement tertentu. Baja khusus ini tentu saja tidak mungkin

kita dapatkan dengan hanya menggunakan proses primary metallurgy karena keterbatasan grade

baja yang dihasilkan. Selain itu, beberapa kekurangan lain jika kita menggunakan primary steel

making untuk membuat baja khusus adalah waktu proses yang lama, biaya yang tinggi, dan

produktifitas yang rendah. Tujuan utama dari proses secondary metallurgy adalah:

Adjustment (Kontrol Komposisi)

Proses ini dapat dilakukan terhadap baja setelah baja di-tapped dari BOF. Penambahan

alloy (paduan) seperti C, Si dan Mn ke dalam baja akan meningkatkan kualitas dari baja

yang dihasilkan. Contohnya adalah baja tinplate dengan komposisi paduan seperti

berikut:

Removing Gases (Degassing)

Sejumlah oksigen akan terlarut di dalam baja ketika furnace ditiup. Penambahan sedikit

aluminium akan menghilangkan oksigen tersebut sebagai aluminium oksida yang akan

M.Ekaditya Albar / 0806331683 Tugas PPBB

[2]

membentuk slag pada permukaan baja yang akan dihilangkan sebelum metal dicetak.

Beberapa jenis baja butuh kandungan gas yang sangat kecil. Gas-gas tersebut dapat

dihilangkan melalui proses vacuum degassing. Proses ini meliputi penggoyangan

(shaking) molten metal pada tekanan yang sangat rendah. Proses ini akan menghilangkan

gas-gas impurities seperti oksigen untuk keluar dari molten metal.

Making it Uniform (Homogenisasi Temperatur dan Komposisi Kimia)

Dalam proses secondary metallurgy, molten metal akan di-stir dengan menggunakan

tiupan gas argon. Proses ini akan memastikan komposisi metal tersebut seragam

(uniform). Stirring juga berfungsi untuk menyeragamkan suhu yang ada di dalam molten

metal. Suhu merupakan factor kritis yang perlu diperhatikan pada saat metal akan dicetak

(cast).

Proses-proses yang terjadi saat molten metal mengalami secondary metallurgy umumnya

meliputi:

Deoksidasi

Desulfurisasi

Clean sheets

Dehydrogenation

Decarburization

Alloy addition

Reheating

Pengelompokan proses secondary metallurgy yang umum dipakai saat ini adalah sebagai berikut:

Immersion Process

Proses secondary metallurgy tertua dan umumnya hanya untuk proses desulfurisasi

dengan penambahan Ca atau Mg bersamaan dengan coke ke torpedo car agar pig iron

terdesulfurisasi.

M.Ekaditya Albar / 0806331683 Tugas PPBB

[3]

Injection Process (AOD)

Ladle Furnace (LF)

Vacuum Process

Vacuum Degassing (VD)

Ladle Furnace bekerja antara kombinasi gas dan powder

injection.

Proses yang terjadi di dalam Ladle Furnace yaitu:

Electric heating

Desulfurisasi karena reaksi slag dengan metal

Alloying

Slag management

Shape control

Homogenisasi komposisi dan temperature

Proses selama VD adalah

degassing, deoksidasi,

dekarburisasi, desulfurisasi

dan alloying yang terjadi

pada kondisi vakum.

Keuntungan proses VD:

Kadar C,O2,H2,N2 dan S

rendah

Didapat baja yang bersih

dari oksida dan sulfide

Biaya investasi dan

operasi yang rendah

Gas akan diinjeksikan melalui nozzle di

samping converter.

Akan terjadi mixing antara oksigen dan

argon dan reaksi berlangsung cepat.

AOD banyak digunakan pada proses

pembuatan baja Stainless Steel yang

memiliki kadar Cr yang tinggi.

Pada proses AOD, proses refining akan

berlangsung tanpa terbakarnya paduan Cr.

Proses AOD juga dapat digunakan untuk

membuat baja dengan kadar karbon yang

rendah.

M.Ekaditya Albar / 0806331683 Tugas PPBB

[4]

Vacuum Oxygen Decarburization (VOD)

Ruhrstahl Heraeus (RH) Process

Pada proses secondary metallurgy, molten metal tidak harus mengalami seluruh proses di

atas. Proses yang dipilih adalah proses yang sesuai dengan tipe dan sifat baja yang ingin dibuat,

serta ketersediaan proses tersebut di suatu pabrik. Umumnya proses secondary metallurgy yang

dilakukan menggunakan kombinasi dari beberapa proses tersebut di atas.

Dalam pembahasan ini, ada tiga jenis baja yang dapat digolongkan sebagai baja khusus

untuk keperluan tertentu yang harus melalui proses secondary metallurgy untuk memenuhi

requirement dari customer, yaitu:

Keuntungan proses VOD:

Memproduksi baja ULC

dan stainless steel ELC

Dapat mengatur kadar

karbon

Dapat untuk alloying

Krom yang hilang sedikit

dan dapat direcovery

dengan slag metallurgy

Kadar gas terlarut sedikit

Komposisi yang

dihasilkan eksak

Keuntungan RH Process:

Temperature yang hilang sedikit

Waktu treatment yang singkat

Dekarburisasi optimal (< 15ppm)

Dapat mengontrol kadar karbon

Dapat untuk alloying

Memungkinkan chemical heating

Kadar gas terlarut rendah

Meningkatkan steel cleanliness

Mendapatkan komposisi kimia yang

eksak

M.Ekaditya Albar / 0806331683 Tugas PPBB

[5]

Universal Beams for Building Construction

Baja jenis ini digunakan sebagai baja konstruksi dengan komposisi:

%C %Si %Mn %P %S %Al %Nb

0.14 0.26 1.22 0.019 max 0.018 max 0.022 0.033

TiNb Ultra-Low Carbon (ULC) Steel

Baja jenis ini digunakan untuk automotive strip yang membutuhkan processing yang

berbeda untuk menghilangkan karbon untuk menciptakan baja dengan kadar karbon yang

sangat rendah sehingga memiliki formability yang baik. Baja ini memiliki komposisi:

%C %Si %Mn %P %S %Ti %Nb

0.003 0.21 0.75 0.01 max 0.012 max 0.01 0.01

Line Pipe Steel

Baja jenis ini digunakan untuk mengalirkan minyak dan gas yang memiliki syarat kadar

sulfur dan hydrogen yang sangat rendah. Pipa baja yang digunakan untuk mengalirkan

gas atau minyak harus memiliki sifat mampu las (weldability) yang baik dan ketangguhan

yang tinggi untuk mencegah adanya crack. Oleh karena itu, mulai banyak dikembangkan

pipa baja dengan yield strength yang lebih tinggi. Selain itu, pipa baja ini juga harus

memiliki ketahanan terhadap korosi, terutama jenis hydrogen induced cracking.

Komposisi dari baja ini yaitu:

%C %Si %Mn %P %S

0.07 0.18 1.05 0.012 max 0.003 max

Sifat Mekanik :

Yield Strength : 429 MPa

UTS : 537 MPa

% El : 25

Mikrostruktur :

Ferrite + ~15% Pearlite

Mean Grain Size : 6.6 μm

Sifat Mekanik :

Yield Strength : 180-280 MPa

UTS : 310-375 MPa

% El : 34-40

M.Ekaditya Albar / 0806331683 Tugas PPBB

[6]

Selain beberapa jenis baja khusus di atas, ada beberapa baja lain yang harus melewati

proses secondary metallurgy dalam pembuatannya, yaitu

Silicon steel : Electrical sheets

Medium carbon structural steel : Forgings

High carbon structural steel : Bearings

High alloyed steel : Hot work tools

Stainless steel : Austenitic and ferritic

Sumber:

www.sms-mevac.com/media/Mevac_SecMet_D_sp.pdf

http://resources.schoolscience.co.uk/corus/14-16/steel/msch4pg3.html

http://www.emt-india.net/process/iron_steel/sec_steel.htm

http://www.keytometals.com/page.aspx?ID=CheckArticle&site=kts&NM=220

Sifat Mekanik :

Yield Strength : 448 MPa

TS : 530 MPa

% El : 23.5