SteelmakingSteelmaking

Oleh : Rispiandi, ST. MTOleh : Rispiandi, ST. MT

LOGAM (METALS )

CARBON STEEL

LOW ALLOY STEEL

STAINLESS STEEL

CAST IRON

ALUMINIUM & ALLOYS

COPPER & ALLOYS

MAGNESIUM

TITANIUM

Mengenal BajaMengenal Baja(introduction of Iron)(introduction of Iron)

Baja dan Besi sampai saat ini menduduki peringkat pertama logam yang paling banyak penggunaanya, besi dan baja mempunyai kandungan unsur utama yang sama yaitu Fe, hanya kadar karbon lah yang membedakan besi dan baja, penggunaan besi dan baja dewasa ini sangat luas mulai dari peralatan yang sepele seperti jarum, peniti, kawat, sekrup, baut, pisau sampai dengan alat – alat dan mesin berat.

Mengenal BajaMengenal Baja• BAJA adalah bahan dasar vital untuk industri. Semua segmen

kehidupan, mulai dari peralatan dapur, transportasi, generator pembangkit listrik, sampai kerangka gedung dan jembatan menggunakan baja. Eksploitasi besi baja menduduki peringkat pertama di antara barang tambang logam dan produknya melingkupi hampir 95 persen dari produk barang berbahan logam.

• Dalam kehidupan sehari-hari, biasanya keberadaan baja diabaikan karena kebanyakan dilapisi bahan lain. Orang baru menyadarinya ketika menyentuh benda dingin dan keras seperti lemari es, meja belajar, kursi, dan tiang listrik.

• Pada bidang konstruksi dan tata kota, kekuatan baja yang dapat menyangga beban berat digunakan untuk kerangka bangunan pencakar langit sampai ketinggian 450 meter, seperti Petronas Twin Towers di Malaysia. Baja juga tahan terhadap perpatahan sehingga dapat melindungi dari gangguan gempa.

• Ratusan ton baja juga digunakan untuk pembangunan jembatan antarpulau sampai berjarak lebih dari satu kilometer, seperti jembatan Kanmonbashi di Jepang.

• Jadi, baja telah menyatu dalam kehidupan manusia dan menjadi penopang utama seluruh aktivitas dalam proses produksi sehingga tidak dapat dipisahkan dari masyarakat industri. Suatu bangsa tidak akan dapat membangun kekuatan industri tanpa memiliki industri baja dan teknologinya.

PHISICAL PROPERTIES :

DENSITY : 7,86 gr/cm3

MELTING POINT : 1538 oC

CRISTAL STRUCTURE :

Baja adalah paduan logam yang tersusun dari besi sebagai unsur utama dan karbon sebagai unsur penguat. Unsur karbon inilah yang banyak berperan dalam peningkatan performan. Perlakuan panas dapat mengubah sifat baja dari lunak seperti kawat menjadi keras seperti pisau. Penyebabnya adalah perlakuan panas mengubah struktur mikro besi yang berubah-ubah dari susunan kristal berbentuk kubik berpusat ruang menjadi kubik berpusat sisi atau heksagonal.

UNSUR - UNSUR PADUAN dalam BESI UNSUR - UNSUR PADUAN dalam BESI

DAN PENGARUHNYADAN PENGARUHNYA • CARBON ( C ), Merupakan paduan utama yang mempunyai

pengaruh menaikkan kekuatan dan kekerasan. Dalam jumlah besar akan membuat besi menjadi getas.

• MANGANESE ( Mn ), Merupakan unsur yang selalu ada, karena dipakai sebagai bahan deoxidizer dalam proses pembuatan baja. Mempunyai pengaruh menaikkan kekuatan dan kekerasan.

• SILIKON ( Si ), Merupakan unsur yang selalu ada, karena dipakai sebagai bahan deoxidizer. Mempunyai pengaruh memperkuat struktur Ferrite.

• CHROMIUM ( Cr ), Meningkatkan kekuatan, kekerasan dan sifat mulur pada temperatur tinggi.

• NICKEL ( Ni ), Menaikkan kekuatan, memperbaiki sifat kelelahan dan meningkatkan keuletan

• Cr dan Ni digunakan secara bersamaan dalam pembuatan Baja Tahan Karat, karena keduanya saling menutupi kekurangan masing-masing.

• TUNGSTEN ( W ), Membentuk partikel karbida yang keras dan stabil pada temperatur tinggi.

• MOLYBDENUM ( Mo ), Membentuk partikel karbida yang menyebabkan kekuatan mulur pada temperatur tinggi meningkat, meningkatkan ketahan korosi, dan menurunkan sifat getas.

• VANADIUM ( V ), Membentuk partikel karbida, mempunyai sifat membersihkan sehingga menghasilkan baja yang bebas dari inclusion.

• TITANIUM ( Ti ), Pembentuk partikel karbida yang kuat dan penstabil karbida dalam austenitic stainless steel.

• PHOSPORUS ( P ), Mmeningkatkan kekuatan dan sifat mampu keras, sifat mampu mesin dan ketahanan korosi, Menurunkan keuletan dan ketangguhan.

• SULPHUR ( S ), Menurunkan sifat tangguh dan mampu las

C Si Mn P S O Cr Ni Al

TENSILE + + + + (-) + + + +

HARDNESS + + + + + + +

CHARPY - - + - - - (-) ++

HOT CRACKING - ++

CREEP +

(400C)(+) (+) (-) + +

COOLING RATE - - - - -

FORMATION OF SEGREGATION

+ ++ ++ ++ +

FORMATION OF INCLUTION

+ with Mn

+ With

S+

+ With

Al+

KLASIFIKASI BAJA ( Steel ) KLASIFIKASI BAJA ( Steel )

BERDASARKAN KADAR KARBON ( C )

1. BAJA KARBON RENDAH ( LOW CARBON )

% C < 0,15

2. BAJA KARBON RENDAH ( MILD CARBON )

0,15 < % C < 0,29

3. BAJA KARBON SEDANG ( MEDIUM )

0.30 < % C < 0,59

4. BAJA KARBON TINGGI

0,60 < % C < 1,70

MAKIN

SULIT

DI LAS

• BERDASARKAN % UNSUR PADUAN

KLASIFIKASI BAJA ( Steel ) KLASIFIKASI BAJA ( Steel )

DISEBUT SEBAGAI BAJA PADUAN ( ALLOY STEEL ) JIKA TOTAL % UNSUR PADUAN ANTARA 1,5% - 5 %

1. LOW ALLOY STEEL

2. STAINLESS STEEL

3. MANGANESE STEEL

4. TOOL STEEL

KLASIFIKASI BESI CORKLASIFIKASI BESI COR

Berdasarkan bentuk Carbon bebasnya :

Gray cast Iron (Besi tuang kelabu)White (chilled) cast iron ( Besi tuang putih )Malleable cast iron (Besi tuang mampu tempa/bentuk)Ductile (nodular) cast iron

Bahan baku utama pembuatan baja Bahan baku utama pembuatan baja adalah :adalah :

Bahan Utama (bijih besi)

• Hematite - Fe2O3 - 70 % iron

• Magnetite - Fe3O4 - 72 % iron

• Limonite - Fe2O3 + H2O - 50 % to 66 % iron

• Siderite - FeCO3 - 48 % iron

Bahan Lain :• Arang Kokas (C)

• Batu Kapur (CaCO3)

• Udara (N2/O2)

Proses Pembuatan BajaProses Pembuatan Baja• Dewasa ini, besi kasar diproduksi dengan menggunakan blast

furnace (dapur bijih besi) yang berisi kokas pada lapisan paling bawah, kemudian batu kapur dan bijih besi. Kokas terbakar dan menghasilkan gas CO yang naik ke atas sambil mereduksi oksida besi. Besi yang telah tereduksi melebur dan terkumpul di bawah tanur menjadi besi kasar yang biasanya mengandung C, Si, Mn, P, dan S. Kemudian leburan besi dipindahkan ke tungku lain (converter) dan diembuskan gas oksigen untuk mengurangi kandungan karbon.

• Dengan cara ini dapat diproses besi kasar menjadi baja sebanyak kurang lebih 300 ton dalam waktu 15-20 menit.

• Untuk menghilangkan kembali kandungan oksigen dalam baja cair, ditambahkan Al, Si, dan Mn. Proses ini disebut dioksidasi. Setelah dioksidasi, baja cair dialirkan dalam mesin cetakan kontinu berupa slab atau dicor dalam cetakan berupa ingot. Slab dan ingot itu diproses dengan penempaan panas, rolling panas, penempaan dingin, perlakuan panas, pengerasan permukaan dan lain-lain untuk dibentuk menjadi sebuah produk atau kerangka dasar dari sebuah produk.

Tanur TinggiTanur Tinggi

CastingCasting

CastingCasting

CastingCasting

Produk BajaProduk Baja

Produk BajaProduk Baja

PT Krakatau SteelPT Krakatau Steel Sejarah Singkat

• PT Krakatau Steel didirikan pada tanggal 31 Agustus 1970, bertepatan dengan dikeluarkannya Peraturan Pemerintah RI No. 35 tahun 1970 tentang Penyertaan Modal Negara Republik Indonesia untuk Pendirian Perusahaan Perseroan (Persero) PT Krakatau Steel.

• Pembangunan industri baja ini dimulai dengan memanfaatkan sisa peralatan Proyek Baja Trikora, yakni untuk Pabrik Kawat Baja, Pabrik Baja Tulangan dan Pabrik Baja Profil.  Pabrik-pabrik ini diresmikan penggunaannya oleh Presiden Republik Indonesia pada tahun 1977.

• Pada tahun 1979 dilangsungkan peresmian penggunaan fasilitas-fasilitas produksi seperti Pabrik Besi Spons dengan kapasitas 1,5 juta ton/tahun, Pabrik Billet Baja dengan kapasitas 500.000 ton/tahun, Pabrik Batang Kawat dengan kapasitas 220.000 ton/tahun serta fasilitas infrastruktur berupa Pusat Pembangkit Listrik Tenaga Uap 400 MW, Pusat Penjernihan Air, Pelabuhan Cigading serta sistem telekomunikasi.

• Pada tahun 1983 diresmikan beroperasinya Pabrik Slab Baja dan Pabrik Baja Lembaran Panas. Pada tahun 1991 Pabrik Baja Lembaran Dingin yang merupakan pabrik baja perusahaan patungan yang berada di kawasan industri Cilegon bergabung menjadi unit produksi PT Krakatau Steel, melengkapi pabrik-pabrik baja lain yang telah ada

Produk Baja Krakatau Steel 1. Hot Rolled Coil/Plate

2. Cold Rolled Coil/Sheet3. Wire Rod

1. 1. Hot Rolled Coil/PlateHot Rolled Coil/Plate

Baja lembaran panas yang berupa coil dan pelat adalah jenis produk baja yang dihasilkan dari proses pengerolan panas. Pabrikan dan para pengguna jenis baja ini umumnya menyebut produk ini 'baja hitam' sebagai pembeda terhadap produk baja lembaran dingin yang juga biasa dikenal sebagai 'baja putih'. Krakatau Steel juga memproduksi baja plain carbon dan baja micro-alloyed yang dapat digunakan untuk berbagai penggunaan, dari kualitas umum atau komersial hingga kualitas khusus, seperti struktur rangka baja, komponen dan rangka kendaraan bermotor, tiang pancang, komponen alat berat, fabrikasi umum, pipa dan tabung umum, pipa dan tabung untuk jalur pipa dan casing, tabung gas, baja tahan korosi cuaca, bejana bertekanan, boilers, dan konstruksi kapal.

Penggunaan baja lembaran panas meliputi aplikasi-aplikasi seperti yang tercantum di bawah ini: • Konstruksi Umum & Las • Pipa & Tabung • Komponen & Rangka Otomotif • Jalur Pipa untuk Minyak & Gas • Casing & Tubing Pipa Sumur Minyak • Tabung Gas • Baja Tahan Korosi Cuaca • Rerolling • Konstruksi Kapal • Boiler & Pressurized Container

2. 2. Cold Rolled Coil/SheetCold Rolled Coil/Sheet• Baja lembaran dingin yang banyak

dikenal dengan nama 'baja putih' ('white steel') adalah salah satu bentuk produk baja yang dihasilkan dari proses pengerolan dingin. 'Baja putih' ini memiliki sifat tipikal yang berbeda secara signifikan dengan 'baja hitam' atau baja lembaran panas. Baja lembaran dingin memiliki kualitas permukaan yang lebih baik, lebih tipis dan dengan ukuran yang lebih presisi, serta mempunyai sifat mekanis yang baik dan formability yang sangat bagus. Baja dalam kategori ini umumnya dimanfaatkan dalam proses pembentukan karena material ini memiliki formability, weldability, dan kualitas roughness yang lebih baik. Baja putih ini juga dipakai untuk aplikasi dalam industri galvanizing (zinc-coating), enamelware (porcelain-coating), dan digunakan sebagai bahan baku pembuatan kaleng makanan berlapis timah (tin mill-black plate) dalam industri makanan dan minuman.

Aplikasi baja lembaran dingin yang diproduksi Krakatau Steel antara lain dalam bidang-bidang sebagai berikut:

• Penggunaan Umum • Otomotif • Galvanized Sheet • Pipa & Tabung • Porcelain Enamelware • Tin Mill Black Plate

33. . Wire RodWire Rod

• Batang kawat dibuat dari baja billet, oleh sebab itu batang kawat dikategorikan sebagai produk batangan, untuk membedakannya dari baja lembaran panas dan baja lembaran dingin yang dibuat dari baja slab. Batang kawat biasanya dikelompokkan berdasarkan kandungan karbonnya, yaitu batang kawat dengan karbon rendah, sedang, atau tinggi. Selain itu batang kawat juga dikategorikan berdasarkan aplikasinya.

Aplikasi batang kawat

meliputi: • Kawat, Paku, dan Mesh • Mur & Baut • Spring Bed, Spoke, dll. • Kawat Elektroda

Gustave Eiffel membangun menara Eiffel pada tahun

1887 dengan mengkonsumsi baja dengan bobot sekitar 7300 ton menggunakan baja wrough iron memiliki kekuatan tarik 200 Mpa.

Adalah Seorang pengusaha Jepang bernama Hisakichi Maeda yang pada tahun 1958 terobsesi untuk membangun kembaran menara Eiffel sebagai lambang supremasi kemajuan kota Tokyo saat itu. Tetapi bagi Maeda, saat membangun Tokyo Tower yang ternyata lebih tinggi 9 meter dibanding menara Eiffel, yaitu 333 meter, sudah tersedia teknologi pembuatan baja yang mampu membuat structural steel dengan kekuatan tarik yang dua kali lebih kuat dibanding wrought iron, yaitu 400 Mpa. , kuat maka jadi ringan ( strength-to-weight ratio ) Hal ini membuat para insiyur sipilnya mendisain menara menggunakan bahan bahan baja dengan ketebalan yang lebih tipis dibanding menara Eiffel. Dan alhasil, Tokyo tower dengan ketinggian 333 meter dapat dibangun ‘hanya’ menggunakan 4000 ton baja saja.

Menara Eiffel vs Super SteelMenara Eiffel vs Super Steel

Baja vs AlumuniumBaja vs Alumunium

DP980 dan TRIP800 adalah salah satu jenis baja super

kuat ( Advanced high strength steel ) yang dibuat khusus untuk aplikasi otomotive. Kekuatan tariknya mencapai 800 MPa. Dengan kekuatan sebesar itu banyak performance inti dari kendaraan dapat di dongkrak secara tajam, seperti keamanan, hemat bahan bakar dan ramah lingkungan.Mengapa harus disebut super ? dan mengapa pula sebanyak 33 perusahaan baja kelas dunia sengaja membentuk konsorsium untuk mengorbitkan baja-baja tersebut dengan menggunakan Porsche Carrera sebagai iconnya? Jawabannya adalah : perang hidup dan mati di arena bisnis otomotive dunia antara baja berhadapan dengan lawan kelas beratnya yaitu Aluminium. Pertarungan itu harus dimenangkan dengan cara menciptakan kendaraan yang aman, hemat bahan bakar, ramah lingkungan dan harga yang ekonomis. Bagi sebuah material, performance utama sebuah kendaraan tersebut bisa diturunkan ke dalam tiga elemen kunci , yaitu Kuat , Ringan dan mudah dibentuk.Harga baja super hanya seperlima dari harga Aluminium untuk aplikasi automotive. Sekali lagi, ingin mobil dengan high performance dan murah ?BAJA jawabannya, bukan yang lain

Baja untuk Aplikasi sub ZeroBaja untuk Aplikasi sub Zero Bagaimana cara menyimpan gas secara

ekonomis ? caranya buatlah gas tersebut menjadi cair, maka anda dapat menyimpan 600 liter gas alam hanya dalam wadah 1 liter saja. Ada dua cara untuk membuat gas menjadi cair ,yang pertama adalah normal temperature - high pressure,dan yang kedua low temperature - normal pressure.Hanya saja menyimpan gas pada temperature rendah mengharuskan digunakannya material yang kuat pada suhu rendah. Material Baja yang memiliki ketangguhan ( toughness ) pada temperature normal bisa menjadi rapuh seperti kaca pada temperature dibawah 0oC dan bisa hancur berkeping keping .

Kelemahan baja tersebut dapat dihilangkan dengan menggunakan unsur paduan Nikel yang memungkinkan baja memiliki ketangguhan walaupun pada temperature rendah, sehingga dapat digunakan sebagai tanki gas cair sampai -195.6 oC ( seperti dalam tabel )

Baja Tahan Gempa Buatan IndonesiaBaja Tahan Gempa Buatan Indonesia

Jepang adalah salah satu negara yang sering dilanda gempa bumi. Saat terjadi gempa bumi, ’pembunuh’ manusia terbesar adalah bangunan yang roboh. Hal ini memaksa keras orang Jepang untuk mendisain bangunan yang tahan terhadap gempa melebihi negara manapun.Langkah penting yang dilakukan kalangan industrialis Jepang adalah menerapkan Seismic Design Method untuk material baja yang digunakan untuk konstruksi bangunan mulai tahun 1981, yaitu dengan memasukkan faktor post-yield redundant force dan plastic deformation capacity. Kedua faktor ini menggambarkan besarnya energy yang dapat diserap oleh baja sebelum baja tersebut patah akibat getaran gempa.

Krakatau Steel adalah salah satu produsen baja yang mampu membuat dan mensuplai baja tahan gempa SN400B dan SN490B untuk di ekspor kepada konsumen Jepang yang sangat tidak mengenal kompromi, yaitu Nakajima Steel Pipe yang merupakan salah satu produsen square pipe untuk box column rangka gedung bertingkat di Jepang.Membuat baja tahan gempa merupakan suatu kebanggaan, kebanggaan bahwa baja yang kita buat bisa menyelamatkan nyawa manusia dari musibah gempa.