Proses pembuatan baja dari bijih besi

# Proses Pembuatan Baja dari Bijih Besi

Baja merupakan salah satu logam yang paling penting dalam industri modern. Kekuatan, fleksibilitas, dan ketahanannya terhadap korosi membuat baja menjadi pilihan utama dalam berbagai aplikasi, mulai dari konstruksi bangunan hingga pembuatan kendaraan. Namun, sebelum baja bisa digunakan, ia harus melalui serangkaian proses yang rumit dan terstruktur dari mulai bijih besi. Artikel ini akan membahas secara mendetail proses pembuatan baja dari bijih besi, mencakup tahapan penambangan, pengolahan, dan tahap akhir pembentukan baja.

## Penambangan Bijih Besi

### Lokasi dan Penambangan
Penambangan bijih besi dimulai dari lokasi tambang yang mengandung konsentrasi tinggi besi. Sumber daya besi umumnya ditemukan dalam bentuk oksida, sulfida, atau karbonat, dengan hematit (Fe₂O₃) dan magnetit (Fe₃O₄) sebagai dua jenis bijih yang paling umum diproses menjadi baja. Proses penambangan biasanya melibatkan ekstraksi bijih dari tambang terbuka atau bawah tanah.

1. Ekskavasi : Bahan yang mengandung bijih diangkat dari lokasi tambang menggunakan alat berat seperti ekskavator atau bulldozer.
2. Transportasi : Bijih yang telah diekstraksi kemudian diangkut ke pabrik pengolahan menggunakan truk atau kereta.

## Pengolahan Bijih Besi

### Penghancuran dan Pemisahan
Langkah pertama setelah penambangan adalah penghancuran bijih besi. Bijih yang besar dihancurkan menjadi lebih kecil untuk meningkatkan efisiensi proses pemisahan.

1. Penghancuran Awal (Primary Crushing) : Mesin penghancur besar menghancurkan bijih menjadi ukuran yang lebih kecil.
2. Penghancuran Sekunder (Secondary Crushing) : Bijih yang dihancurkan kembali mengalami penghancuran lebih lanjut untuk mencapai ukuran yang diinginkan.

Setelah penghancuran, bijih besi dipisahkan dari material non-logam melalui proses seperti:

1. Magnetic Separation : Menggunakan medan magnet untuk menarik partikel besi dari campuran non-besi.
2. Flotasi : Penggunaan bahan kimia untuk memisahkan besi dari mineral pengotor lainnya.

READ  Keuntungan dan kekurangan proses forging

### Pemurnian
Proses pemurnian lebih lanjut bertujuan untuk menghilangkan kotoran dari bijih besi. Berikut adalah tahapan dalam proses ini:

1. Roasting : Pengarangan bijih dalam udara yang dipanaskan. Proses ini mengubah sulfida menjadi oksida dan menghilangkan sebagian besar pengotor dalam bentuk gas.
2. Reduction : Pengurangan oksida besi menjadi besi mentah menggunakan reduktor seperti karbon monoksida atau hidrogen. Proses ini umumnya dilakukan di blast furnace.

### Blast Furnace
Blast furnace adalah jantung dari proses produksi baja. Di dalam blast furnace, bijih besi, kokas (karbon), dan batu kapur (kalsium karbonat) dimasukkan.

1. Koneksi Isian : Bijih besi, kokas, dan batu kapur dimasukkan ke dalam blast furnace dari bagian atasnya.
2. Pengapian dan Reaksi : Udara panas ditiupkan dari bagian bawah furnace untuk meningkatkan suhu hingga mencapai 1500-2000°C. Kokas berfungsi sebagai bahan bakar dan reduktor yang mereduksi oksida besi menjadi besi cair (iron melt).
– Reaksi umum: Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂
3. Penarikan Terak dan Logam Cair : Terak (slag) yang mengandung pengotor non-logam naik ke permukaan dan dihilangkan, sementara logam besi cair mengalir ke bawah dan dikumpulkan.

## Proses Konversi Menjadi Baja

Setelah diperoleh besi cair (pig iron), langkah selanjutnya adalah mengubahnya menjadi baja. Proses ini melibatkan penghilangan lebih lanjut kotoran dan pencampuran dengan elemen lain untuk memperoleh sifat-sifat yang diinginkan pada baja.

### Proses Konversi Besi
Ada beberapa metode yang digunakan dalam konversi besi menjadi baja, seperti:

1. Basic Oxygen Furnace (BOF) :
– Besi cair dicampur dengan sejumlah kecil scrap metal (besi tua) dan dimasukkan ke dalam konverter BOF.
– Udara Oksigen murni ditiupkan ke dalam konverter, memungkinkan oksidasi cepat pengotor seperti karbon, silikon, mangan, dan fosfor.
– Reaksi eksotermik yang terjadi meningkatkan suhu dan memurnikan besi menjadi baja cair.

READ  Penggunaan logam ringan dalam industri

2. Electric Arc Furnace (EAF) :
– Digunakan terutama untuk baja daur ulang. Scrap metal diisi ke dalam tungku dan dipanaskan menggunakan elektroda grafit melalui busur listrik.
– Suhu tinggi menyebabkan scrap metal meleleh dan memungkinkan pengotor untuk dioksidasi dan dihilangkan.

## Refining dan Pengecoran
Setelah baja cair diperoleh, proses refining dilanjutkan untuk mengatur komposisi dan sifat-sifat baja.

1. Alloying : Penambahan elemen paduan seperti kromium, nikel, dan molibdenum untuk meningkatkan karakteristik tertentu dari baja, seperti ketahanan terhadap korosi atau kekuatan tarik.
2. Degassing : Proses penghilangan gas terlarut dari baja cair untuk mencegah kelemahan struktural.
3. Continuous Casting : Baja cair dituangkan ke dalam cetakan continous casting, di mana ia mendingin dan mengeras menjadi slab atau bar panjang.

## Finishing dan Pembentukan
Produk baja setengah jadi dari continuous casting masih memerlukan proses finishing untuk meningkat kualitas dan bentuk akhir. Proses ini mencakup:

1. Hot Rolling : Slab atau bar dipanaskan ulang dan diproses melalui rol pada suhu tinggi untuk mencapai bentuk dan ukuran yang diinginkan.
2. Cold Rolling : Proses pengerjaan dingin untuk meningkatkan kekuatan dan penyelesaian permukaan baja.
3. Heat Treatment : Tahap akhir yang melibatkan pemanasan dan pendinginan pada kondisi terkontrol untuk mendapatkan sifat mekanis yang diinginkan, seperti kekerasan atau ketangguhan.

## Kesimpulan
Proses pembuatan baja dari bijih besi adalah suatu perjalanan panjang yang melibatkan berbagai tahapan mulai dari penambangan, pengolahan, pemurnian, konversi, hingga finishing. Setiap tahap memerlukan teknologi dan keahlian khusus untuk memastikan produk baja yang dihasilkan memiliki kualitas sesuai dengan standar yang diperlukan. Melalui proses yang kompleks dan terstruktur ini, baja yang digunakan dalam berbagai sektor industri dapat diproduksi dengan efektivitas tinggi dan memenuhi kebutuhan modern yang terus berkembang.

Print Friendly, PDF & Email

Tinggalkan komentar

Eksplorasi konten lain dari METALURGI

Langganan sekarang agar bisa terus membaca dan mendapatkan akses ke semua arsip.

Lanjutkan membaca