Baja bisa dikatakan sebagai salah satu jenis logam paling sering kita jumpai dalam kehidupan. Biasanya, baja dimanfaatkan untuk proyek-proyek konstruksi maupun bangunan. Selain itu, proses pembuatan baja dapat dikatakan cukup bervariasi, karena ada banyak pilihan metode pembuatan yang dapat digunakan.

Pengertian Baja

Baja adalah sejenis logam hasil perpaduan antara karbon dan besi. Unsur besi dalam baja termasuk unsur pembentuk utama baja, sementara karbon merupakan unsur tambahan pemberi sifat kaku atau keras. Proses pembuatan baja memakai unsur besi sebanyak 97%, sementara unsur karbonnya berkisar antara 0,2 – 2,1 %.

Selain itu, baja mengandung unsur tambahan yang lainnya, berupa silikon, nikel, tembaga, mangan, krom, vanadium, dan fosfor.

Karakteristik baja dilihat dari segi kekuatan, kekerasan, dan kemudahan dibentuk dikarenakan adanya kandungan karbon yang terdapat pada baja.

Di bidang industri, logam baja banyak dijadikan sebagai bahan dasar konstruksi penting. Baja biasanya diaplikasikan dalam transportasi, jembatan, kerangka gedung, dan generator. Bahkan hampir sekitar 95% semua peralatan dan produk menggunakan material baja. Maka dari itu, jika dilihat dari barang tambang atau logam lain, baja merupakan peringkat pertama dalam eksploitasi baja dan besi.

Berikut ini ada kandungan unsur pada baja selain besi, diantaranya :

1. Mangan

Mangan adalah unsur yang diperlukan pada pembuatan baja, tapi kandungannya hanya sekitar 0,6% saja, sehingga tidak akan berpengaruh terhadap struktur baja jika jumlahnya sedikit.

2. Karbon

Karbon adalah unsur yang berfungsi untuk meningkatkan kekuatan dan kekerasan baja, sehingga termasuk unsur penting pada baja.

3. Nikel

Nikel berpengaruh untuk memperbaiki kekuatan sekaligus membuat baja lebih tahan panas. Biasanya, baja mempunyai ketahanan karat atau korosi karena paduan nikel yang terkandung mencapai 25%.

4. Silikon

Ada 0,4% lebih kandungan silikon yang terdapat pada baja. Oleh karena itu, baja bisa meningkatkan tegangan tarik sekaligus menurunkan laju pada pendinginan kritis.

5. Molybdenum

Unsur ini mempengaruhi peningkatan pada kekuatan tarik, tahan panas, menurunkan kerapuhan sekaligus batas panas yang dipadukan bersama baja melalui ikatan Ni, Co, dan juga V.

Perbedaan Baja dan Besi

Sekarang ini besi maupun baja telah menjadi sebuah industri berkembang, yang membuat produknya dapat diinovasikan sesuai kebutuhan manusia di zaman modern.

Besi merupakan jenis logam yang ketersediaannya paling banyak sesudah aluminium di kerak bumi.  Unsur besi biasanya reaktif terhadap air dan oksigen. Besi yang segar mempunyai permukaan berwarna abu-abu dan keperakan. Akan tetapi, warna besi akan berubah apabila teroksidasi pada air biasa, sehingga menimbulkan karat atau korosi.

Pada dasarnya, besi terbuat dari unsur karbonat, sulfida dan oksida. Endapan biji banyak dijumpai pada cekungan Mediterania timur, serta dapat dikenali dengan mudah sebab terkait warna merah karatnya pada bumi. Biasanya bijih besi dieksploitasi sebagai sebuah pigmen, sebab dapat memberi tampilan warna kuning, merah, kuning tua dan coklat.

Sementara, baja merupakan logam yang dapat diperoleh dari paduan antara beberapa logam. Logam paduannya dapat berbentuk karbon, besi, fosfor, mangan, silikon, belerang dan sebagian kecil nitrogen, aluminium, serta oksigen. Perbedaan karakteristik baja biasanya dikarenakan memakai logam paduan seperti titanium, nikel, molybdenum, niobium, boron, vanadium, dan kromium.

Unsur terpenting pada proses pembuatan baja yaitu dari paduan karbon. Tujuan pemakaian karbon ini dapat meningkatkan kekuatan tarik dan tingkat kekerasannya. Selain itu, karbon juga berperan sebagai pengeras pada baja dengan cara mencegah terjadinya pergeseran pada kisi kristal yang terdapat dalam atom besi.

Berikut perbedaan antara besi dan baja yang perlu anda ketahui :

• Besi adalah bahan material alami dari unsur Fe atau Ferrum. Terbuat dari material biji besi hasil penambangan dari alam, kemudian diolah.
• Baja merupakan material buatan pada paduan berbagai macam unsur, diantaranya karbon, besi, sulfur, fosfor, silikon, mangan dan sebagian kecil oksigen, aluminium dan nitrogen.
• Bahan dasar besi adalah bijih basi hasil penambangan alam, kemudian diolah menjadi besi kasar yang digunakan pada besi cor. Di samping itu, logam besi juga bisa dipakai sebagai bahan dasar pembuatan baja. Jadi wajar jika bentuk kedua logam ini sangat mirip.

Tahapan Pembuatan Baja

Pada dasarnya, baja dibuat dengan mencampurkan antara besi dan karbon pada temperatur yang sangat tinggi di atas 2.600°F. Ada 2 tahapan dalam proses pembuatan baja, diantaranya :

1. Primary Steelmaking

Primary steelmaking atau pembuatan baja primer menghasilkan baja dengan produk yang dinamakan pig iron. Ini adalah besi lebur yang berasal dari bijih, dengan kandungan karbon yang lebih banyak dibandingkan baja.

Pembuatan baja memakai sistem penggelembungan oksigen dengan peleburan pig iron. Dalam proses ini setiap logam cair akan menghasilkan oksidasi. Proses oksidasi akan menghilangkan kelebihan karbon. Selain itu, proses ini juga mengikat atau menguapkan kotoran yang terbuat dari beberapa unsur berupa fosfor, silikon, dan mangan.

2. Secondary Steelmaking

Pembuatan baja sekunder disebut juga dengan istilah secondary steelmaking. Biasanya dilakukan dalam proses “In the Ladle”. Merupakan proses pemurnian serta paduan baja. Proses pembuatan baja sekunder bisa dimulai dengan cara melelehkan scrap, kemudian dilanjutkan dengan proses primer.

Ada berbagai elemen ditambahkan untuk memperoleh paduan tertentu. Para pekerja bisa menghilangkan kotoran permukaan atau disebut deslagging. Laddle atau sendok dipanaskan kemudian didinginkan sampai temperatur yang dibutuhkan untuk proses kimia.

Cara Pembuatan Baja

Proses pembuatan baja bisa dilakukan melalui 2 metode, diantaranya Electric Arc Furnace dan Blast Furnace. Perbedaan antara keduanya dapat dilihat dari bahan dasarnya. Untuk metode blast furnace, coke atau bahan bakar dipakai dalam jumlah besar, sementara pada EAF dalam prosesnya tidak memakai coke.

1. Pencarian Bahan Baku Dasar (Mining)

Tahapan pertama adalah proses penambangan. Untuk aktivitas penambangan awal produksi besi dan baja terjadi di endapan yang ada di Cappadocia dan Suriah. Di kedua wilayah tersebut terjadi eksploitasi besar-besaran. Setelah mencari bahan baku dasar dari bijih besi, selanjutnya dilakukan tahap pengolahan besi.

2. Raw Material Diproses

Mengingat besi merupakan unsur utama dalam pembuatan baja, maka besi harus dibuat terlebih dahulu. Kapur, kokas dan bijih besi ditempatkan ke dalam tanur tinggi lalu dilebur. Cairan yang diproduksi dari proses ini dinamakan besi cair.

Dikarenakan besi cair masih memiliki kandungan pengotor sebanyak 4%-4,5%, berupa karbon yang bisa membuat logam lebih rapuh, jadi pengotor ini harus dihilangkan.

Setelah itu, masuk ke tahapan pembuatan baja primer. Disini ada 2 metode utama dalam pembuatan baja, yaitu melalui EAF (Electric Ark Furnaces) dan BOS (Basic Oxygen Steel Making). Metode BAS melibatkan adanya penambahan baja daur ulang ke dalam besi cair ketika berada di dalam tungku. Kemudian oksigen dipaksa melewati cairan untuk memotong kandungan pengotor dalam logam cair sampai 0,5%-1,5%.

Atau bisa juga memakai metode EAF, dengan memasukkan baja daur ulang pada tungku listrik bersamaan dengan besi cair yang selanjutnya dipanaskan sampai mencapai 1.650oC untuk mengubahnya ke dalam baja berkualitas tinggi.

Dalam tahapan ini, pig iron akan dimasukkan pada primary steelmaking furnace, diantaranya bisa berbentuk electric arc furnace, open hearth furnace atau oxygen furnace.  Dalam proses ini, ada berbagai macam bahan kimia yang ditambahkan pada furnace untuk memperoleh material properties sesuai keinginan.

Scrap seringkali dimasukkan juga ke dalam tungku pembakaran atau furnace. Karbon pada molten iron selanjutnya akan bereaksi bersama oksigen untuk menghasilkan CO atau gas karbon monoksida. Karbon monoksida harus keluar dan dibuang, karena jika tidak dapat menghasilkan gas pockets ketika menjadi dingin. Untuk mencegahnya, dapat memakai deoxidizer seperti aluminium dan silikon.

Selanjutnya, masuk ke tahap pembuatan baja sekunder. Baja cair yang terbentuk harus disesuaikan agar menghasilkan komposisi baja sempurna. Hal tersebut dilakukan dengan cara memanipulasi suhu dan atau menghilangkan elemen tertentu.

3. Baja di Casting dan Rolling

Jika sudah mempunyai tulang baja, maka tahapan berikutnya yaitu menuangkannya pada cetakan yang didinginkan. Hal tersebut menyebabkan logam mengalami pendinginan lebih cepat. Sesudah logam didinginkan, lalu dipotong ke dalam ukuran sesuai yang diinginkan tergantung pada aplikasinya. Misalnya berbentuk pelat, H-Beam dan lainnya.

Pembentukan pertama dikenal juga sebagai tahap pembentukan primer, untuk membentuk awal lembaran, serta billet dibentuk ke dalam berbagai pilihan. Produk yang telah di rolling kemudian dibagi ke dalam flat product, long product, seamless tubes, dan produk khusus untuk tahap pemrosesan akhir.

Selanjutnya teknik pembentukan sekunder termasuk pemesinan, pembentukan, penyambungan dan pelapisan untuk memberikan bentuk dan sifat pada produk baja yang dihasilkan.

Produk baja biasanya diklasifikasikan pada produk lama dan produk datar. Lembaran baja kemudian digulung menghasilkan produk yang datar, salah satu contoh baja lembaran yaitu untuk proses pembuatan kapal. Setelah itu, lembaran digulung sampai menghasilkan lembaran yang tipis, biasanya dipakai untuk pembuatan mobil.

Billet dan slab dipakai untuk baja berbentuk batang roll yang panjang digunakan pada pembuatan kawat dan konstruksi.

Pada proses ini biasanya terdapat 3 tahap, diantaranya rolling panas, dingin hingga proses percetakan.

4. Finishing Produk (Plat, Roll, H-Beam, Pipa, Wire Rope)

Dalam pabrik baja, biasanya baja dicor dengan kastor kontinu untuk dijadikan bahan baku konstruksi bangunan. Kastor kontinu selanjutnya memproduksi baja mentah standar yang hampir jadi. Baja mentah selanjutnya akan dibentuk menjadi produk akhir.

Baja yang sudah dicetak berbentuk bloom, billet atau slab selanjutnya akan dibentuk ke dalam berbagai profil, diantaranya angle, H-beam, pipa, pelat, rel kereta, channel, wire rope dan lainnya.

Pemulihan terhadap baja scrap atau batangan baja mungkin termasuk proses terbesar dari daur ulang. Scrap merupakan cara yang tepat untuk menekan biaya yang digunakan untuk metode oksigen basic.

Ada sekitar 40% besi yang memiliki kandungan bahan yang dimanfaatkan untuk produksi baja saat ini berasal dari daur ulang. Dengan proses daur ulang 1 ton baja dapat menghemat sebanyak 0,6 ton batu bara, 0,5 ton batu kapur dan 1,1 ton bijih besi.

Produk Produk Baja Berkualitas di Megajaya

Jika anda mencari produk-produk baja untuk kebutuhan konstruksi bangunan, kini bisa memilih beraneka macam produk baja berkualitas yang ada di Megajaya. Bahkan produk-produk yang ditawarkan di Megajaya.co.id telah melewati proses pembuatan baja dengan uji ketahanan yang sangat ketat.