PROSES PEMBUATAN BESI DAN BAJA
PROSES PEMBUATAN BESI DAN BAJA | |STAINLESS STEELSTAINLESS STEEL
1 1
STAINLESS STEEL
STAINLESS STEEL
PENDAHULUAN PENDAHULUAN StainlessStainless steel steel adalah suatu jenis paduan yang mengandung besi, unsur yang terbuat adalah suatu jenis paduan yang mengandung besi, unsur yang terbuat dari dua atau lebih elemen kimia
dari dua atau lebih elemen kimia dengan komposisi tertentu sehingga didapatkdengan komposisi tertentu sehingga didapatkan sifat baru darian sifat baru dari logam tersebut yang lebih kuat, lebih tahan terhadap korosif dan banyak sifat unggul lainnya. logam tersebut yang lebih kuat, lebih tahan terhadap korosif dan banyak sifat unggul lainnya. Stainless steel
Stainless steel memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap noda ataupun karat karena memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap noda ataupun karat karena kandungan kromiumnya yang mencapai 12-20% dari keseluruhan paduan. Lebih spesifiknya, kandungan kromiumnya yang mencapai 12-20% dari keseluruhan paduan. Lebih spesifiknya, stainless
stainless steel steel terbagi menjadi beberapa terbagi menjadi beberapa gradegrade berdasarkan struktur metalurginya. berdasarkan struktur metalurginya. Terdapat
Terdapat lebih dari 57 jenis stainless steel yang diaklebih dari 57 jenis stainless steel yang diakui sebagai paduaui sebagai paduan standar. Jenisn standar. Jenis baja yang berbagai macam ini digunakan dalam aplikasi dan industry yang hampir tak terbatas, baja yang berbagai macam ini digunakan dalam aplikasi dan industry yang hampir tak terbatas, sebut saja
sebut saja bulk materials handling equipment, building exterior bulk materials handling equipment, building exterior dan dan roofing, automobileroofing, automobile component (exhaust, trim/decorative, engine, chassis, fasteners, tubing
component (exhaust, trim/decorative, engine, chassis, fasteners, tubing untuk jalur bahan untuk jalur bahan bakar),
bakar), chemical processing plant (scrubberschemical processing plant (scrubbers dan dan heat exchangers), pulp and paperheat exchangers), pulp and paper manufacturing, petroleum refining, water supply piping, consumer products, marine and manufacturing, petroleum refining, water supply piping, consumer products, marine and shipbuilding, pollution control,
shipbuilding, pollution control, alat-alat olahraga ( alat-alat olahraga (snow ski snow ski ), dan transportasi (), dan transportasi (rail car rail car ), adalah), adalah beberapa diantaranya.
beberapa diantaranya.
Berdasarkan struktur mikronya, terdapat beberapa jenis
Berdasarkan struktur mikronya, terdapat beberapa jenis stainless steel stainless steel seperti seperti austeniticaustenitic stainless steel
stainless steel yang mengandung paling tidak 6% nikel dan austenit (besi yang mengandungyang mengandung paling tidak 6% nikel dan austenit (besi yang mengandung karbon dan memiliki struktur FCC) dan memiliki ketahanan terhadap korosi dan keuletan yang karbon dan memiliki struktur FCC) dan memiliki ketahanan terhadap korosi dan keuletan yang baik. Berikutnya ada
baik. Berikutnya ada ferritic ferritic stainless stainless steel steel (ferit juga memiliki struktur FCC) yang memiliki (ferit juga memiliki struktur FCC) yang memiliki ketahanan terhadap
ketahanan terhadap stress corrosionstress corrosion yang lebih baik dibanding austenitik, tapi sulit untuk dilas. yang lebih baik dibanding austenitik, tapi sulit untuk dilas. Martensitic stainless steel
Martensitic stainless steel mengandung besi yang memiliki struktur seperti jarum-jarum, mengandung besi yang memiliki struktur seperti jarum-jarum, precipitation-ha
precipitation-hardening martensitic rdening martensitic stainless steel stainless steel memiliki ketahanan korosi yang menyerupai memiliki ketahanan korosi yang menyerupai austensitik, tapi dapat diperkuat dengan presipitat hingga ketahanannya pun bisa dinaikkan austensitik, tapi dapat diperkuat dengan presipitat hingga ketahanannya pun bisa dinaikkan hingga melebihi martensitik, dan
hingga melebihi martensitik, dan duplex stainless steel duplex stainless steel memiliki mikrostruktur campuran dari memiliki mikrostruktur campuran dari austenit dan ferit sehingga kekuatannya dua kali lipat dari austenitik dan memiliki ketahanan austenit dan ferit sehingga kekuatannya dua kali lipat dari austenitik dan memiliki ketahanan yang lebih baik
PROSES PEMBUATAN BESI DAN BAJA | STAINLESS STEEL
3 BAHAN BAKU
Stainless steel dibuat dari beberapa elemen-elemen dasar yang ada di bumi, yaitu bijih besi, kromium, silikon, nikel, karbon, nitrogen dan mangan. Sifat-sifat dari paduan yang telah jadi ditentukan dari jumlah elemen yang ditambahkan ke paduan. Misalnya nitrogen meningkatkan sifat mekanik seperti keuletan dan ketahanan korosi paduan sehingga sangat menguntungkan untuk pembuatan duplex stainless steel .
4 DESKRIPSI PROSES MANUFAKTUR
Proses manufaktur stainless steel yang telah disimplifikasi terbagi menjadi lima tahap, yaitu melting, slab casting dan grinding, hot rolling, annealing dan pickling, cold rolling dan finishing, serta polishing.
1. Melting, Slab Casting dan Grinding
Untuk membuat ferritic stainless steel dibutuhkan besi dan kromium, dan untuk membuat austenitic stainless steel ditambahkan nikel ke dalam campurannya. Campuran bahan bakunya dilebur di dalam tanur listrik (EAF) selama kurang lebih 8 hingga 12 jam dengan pemberian panas secara intensif, kemudian logam cair dimurnikan dan di-dekarburisasi di Argon-Oxygen Decarburiser (AOD) dengan cara meniupkan oksigen, argon dan nitrogen ke logam cair. Stainless steel yang telah dimurnikan kemudian diproses melalui mesin continuous casting untuk menghasilkan slab (berbentuk lembaran), tapi bisa juga dibentuk menjadi bloom (berbentuk prisma segitiga) atau billet (berbentuk silindris ataupun balok dengan ketebalan sekitar 3,8 cm), rod dan tube round sesuai kebutuhan. Lembaran-lembaran itu kemudian digrind untuk menghilangkan cacat permukaan.
2. Hot Rolling
Baja yang setengah selesai kemudian melewati proses pembentukan yang dimulai dengan hot rolling. Bloom dan billet dibentuk menjadi bar (batangan) dan wire (kawat), sedangkan slab dibentuk menjadi plate (piringan), strip dan sheet . Proses hot rolling dimulai pada tungku pemanasan ulang dimana slab dipanaskan pada suhu antara 1100-1300°C bergantung pada gradenya. Slab kemudian diroll oleh reversing four high mill hingga menjadi gauge seukuran 65-25 mm. Gauge yang sudah lebih tipis kemudian diroll kembali
PROSES PEMBUATAN BESI DAN BAJA | STAINLESS STEEL
5 oleh Steckel mill . Setelah gauge yang diinginkan tercapai, material kemudian dicoil (black
coil , HR atau HRA) dengan massa berkisar antara 20-30 ton atau dipotong menjadi piringan dengan ketebalan berkisar antara 3-65 mm.
3. Annealing dan Descaling
Setelah stainless steel dibentuk , kebanyakan jenisnya harus melewati proses perlakuan panas dimana baja tersebut dipanaskan dan didinginkan pada kondisi yang terkontrol untuk melepaskan tegangan internal dan melunakkan logamnya, yaitu annealing. Selain annealing, proses perlakuan panas lainnya yang bisa dilakukan adalah age-hardening, namun age-hardening memerlukan kontrol yang sangat ketat karena perubahan yang sangat kecil dari baik temperatur, waktu maupun laju pembekuan yang telah ditentukan dapat mengubah sifat dari baja yang dihasilkan.
Proses annealing biasanya akan menghasilkan kerak pada baja. Kerak baja tersebut dapat disingkirkan dengan menggunakan metode yang sangat umum yaitu pickling dengan menggunakan asam hidrofluorik-nitrit untuk menghilangkan keraknya. Metode lainnya yang dapat digunakan adalah electrocleaning dimana permukaan baja dialiri arus listrik dengan menggunakan katoda dan asam fosfor sehingga keraknya terangkat. Urutan untuk melakukan annealing dan descaling pada baja berbeda-beda tergantung pada jenis dan bentuk bajanya.
4. Cold Rolling dan Finishing
Berikutnya, material kemudian dicold roll , yaitu dilewatkan kembali pada roll pada temperatur yang relatif rendah (pada temperatur kamar/di bawah temperatur rekristalisasi) untuk mereduksi kembali ketebalan dari baja yang dihasilkan dari proses sebelumnya. Untuk sheet dan strip, setelah dicold roll keduanya dianneal dan didescale kembali sebagai persiapan untuk finishing process.
Operasi cutting kemudian diperlukan untuk memperoleh bentuk atau ukuran akhir yang diinginkan. Pemotongan secara mekanik dapat dilakukan dengan beberapa cara, misalnya dipotong langsung dengan pisau guillotine, dipotong dengan menggunakan pisau bundar dalam posisi vertikal dan horizontal, dipotong dengan bilah baja berkecapatan tinggi dan lain sebagainya.
Surface finish adalah salah satu spesifikasi yang penting untuk diperhatikan dalam memproduksi stainless steel agar mudah untuk dibersihkan dan memberikan tampilan luar yang baik. Ada beberapa metode yang digunakan untuk finishing, seperti dull finish yang dihasilkan dari proses hot rolling, annealing dan descaling, bright finish yang dihasilkan dari proses hot rolling lalu dicold roll pada roll yang dipoles, highly reflective finish yang
6 dihasilkan dari cold rolling yang dikombinasikan dengan annealing dalam tanur yang
atmosfernya dikontrol, dan mirror finish yang dihasilkan dari pemolesan dengan finer abrasives secara progresif.
5. Polishing
Polishing merupakan tahap akhir dari finishing, yang berfungsi untuk memoles permukaan stainless steel untuk meningkatkan ketahanannya terhadap korosi, menutupi goresan yang mungkin terdapat pada permukaan dan mengurangi kemungkinan terdapatnya initial crack .
QUALITY CONTROL
Sebagai penyempurna dalam pengontrolan selama proses manufaktur dan fabrikasi, stainless steel harus memenuhi spesifikasi yang dibuat oleh American Society for Testing and Materials (ASTM) seperti standar sifat mekanisnya yaitu ketangguhan dan ketahanan korosi. Kadang-kadang ilmu metalografi dapat dikorelasikan dengan uji korosi untuk memonitor kualitas dari stainless steel tersebut.
PROSES PEMBUATAN BESI DAN BAJA | STAINLESS STEEL 7
