MAKALAH PROSES INDUSTRI KIMIA 1 INDUSTRI BAJA

MAKALAH

PROSES INDUSTRI KIMIA 1

INDUSTRI BAJA

Disusun oleh

Kelompok XI

Shelvi Agustina                              114110023

Mohamad Ridho                            114110043

Fitrah Ulumudin                             114110050

Neneng Marlina Noviana               114110051

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA

Serpong

2012

KATA PENGANTAR

Puji syukur penyusun panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala nikmat, rahmat dan anugerah yang selalu diberikan kepada penyusun sehingga dapat menyelesaikan makalah ini..

Dalam penyusunan makalah ini, tentunya penyusun tidak menyelesaikannya seorang diri. Penyusun mendapat bantuan dari banyak pihak yang telah memberikan bantuan baik dari segi moril maupun materil. Oleh karena itu, penyusun banyak mengucapkan terimakasih kepada pihak – pihak tersebut.

Penyusun menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna dan masih banyak kekurangan yang disebabkan karena keterbatasan pengetahuan serta karena kesempurnaan hanyalah milik Tuhan. Penyusun mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dari semua pihak demi perbaikan makalah ini dimasa mendatang. Penyusun berharap agar makalah ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.

Serpong,  21 November 2012

Penyusun

ABSTRAK

Baja adalah logam paduan, logam besi sebagai unsur dasar dengan karbon sebagai unsur paduan utamanya. Kandungan unsur karbon dalam baja berkisar antara 0.2% hingga 2.1% berat sesuai grade-nya. Fungsi karbon dalam baja adalah sebagai unsur pengeras dengan mencegah dislokasi bergeser pada kisi kristal (crystal lattice) atom besi. Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah (titanium), krom (chromium), nikel, vanadium, cobalt dan tungsten (wolfram). Penambahan kandungan karbon pada baja dapat meningkatkan kekerasan (hardness) dan kekuatan tariknya (tensile strength), namun di sisi lain membuatnya menjadi getas (brittle) serta menurunkan keuletannya (ductility). Baja tahan karat atau lebih dikenal dengan  Stainless Steel adalah senyawa besi yang mengandung setidaknya 10,5% Kromium untuk mencegah proses korosi (pengkaratan logam). Kemampuan tahan karat diperoleh dari terbentuknya lapisan film oksidakromium, dimana lapisan oksida ini menghalangi proses oksidasi besi (Ferum). Stainless Steel sering digunakan dalam perlengkapan Stainless Steel untuk industri makanan

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR

ABSTRAK

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN

1.1    Latar Belakang

1.2   Tujuan

1.3    Batasan masalah

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1         Sejarah dan Pengertian Baja

2.2  Sifat Baja

2.3 Klasifikasi Baja

2.3.1 .Baja Karbon (Carbon Steel)

2.3.2 Baja Paduan (Alloy Steel)

2.3.3 Baja Tahan Karat (Stainless Steel)

2.4. Penggolongan  Stainless Steel

BAB III PROSES PEMBUATAN

3.1  Proses Pembuatan Baja Tahan Karat (Stainless Steel )

3.1.1  Proses Menggunakan Konvertor

3.2 Proses Open Hearth Furnace ( Proses terbuka)

3.3 Proses Dapur Listrik

BAB IV KELEBIHAN DAN KELEMAHAN STAINLESS STEEL

4.1  Kelebihan Stainless Steel

4.1.1   Daya tahan korosi

4.1.2  Daya tahan suhu rendah dan tinggi

4.1.3  Kesenangan pembuatan (ease of fabrication)

4.1.4  Daya

4.1.5  Pertimbangan estetika

4.1.6  Sifat-sifat higienis

4.1.7  Karakteristik dalam kehidupan

4.2   Kelemahan Menggunakan Stainless Steel

BAB V APLIKASI STAINLESS STEEL

5.1 Aplikasi Baja Stainless Steell

5.1.1  Perlengkapan Stainless Steel untuk industri makanan

5.1.2  Perlengkapan Stainless Steel untuk dapur dan industri hotel

5.1.3  Perlengkapan Stainless Steel lainnya

BAB VI PENUTUP

Kesimpulan

DAFTAR PUSTAKA

BAB I

PENDAHULUAN

1.1    Latar Belakang

Semakin berkembangnya peradaban manusia, semakin beragam pula kebutuhan manusia. Ini dapat dilihat dari aspek teknik sipil. Pada jaman dahulu orang membuat jalan hanya dengan menyusun batu-batuan atau kerikil-kerikil, tapi kini semuanya telah berubah,manusia berusaha membuat jalan sebagai sarana transportasi dengan kualitas yang baik menggunakan teknologi rekayasa guna memenuhi kebutuhannya. Pembangunan dalam setiap bidang yang berhubungan dalam teknik sipil dimulai dari bangunan gedung, jembatan, jalan dan bangunan lainnya tidak akan terpisahkan dari bahan yang berasal dari dalam perut bumi. Mulai dari batuan, batu bara, minyak bumi sampai berbagai macam mineral yang langsung digunakan maupun yang diolah terlebih dahulu. Untuk itu dalam kesempatan ini, akan dibahas tentang baja. Masalah ini diangkat karena ingin mengetahui jenis-jenis baja, proses pembuatan baja serta syarat apa saja yang harus dipenuhi oleh baja sebagai bahan pembuatan baja .Bertitik tolak dari latar belakang masalah diatas, timbulah suatu permasalahan dalam diri kami dan menjadi suatu dorongan bagi kami untuk melaksanakan suatu analisa tentang jenis-jenis baja, proses pembuatan baja serta syarat apa saja yang harus dipenuhi oleh baja

1.2   Tujuan

   Untuk mengetahui pengertian baja, sejarah baja, memahami proses pembuatan baja dan jenis baja.

1.3    Batasan masalah

   Makalah ini membahas tentang jenis baja khususnya Stainless Steel dan proses pembuatan Stainless Steel

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1       Sejarah dan Pengertian Baja

            Teknik peleburan logam telah ada sejak zaman Mesir kuno pada tahun 3000 SM. Bahkan pembuatan perhiasan dari besi telah ada pada zaman sebelumnya. Proses pengerasan pada besi dengan heat treatment mulai diperkenalkan untuk pembuatan senjata pada zaman Yunani 1000 SM.

            Proses pemaduan yang dibuat mulai ada sejak abad 14 yang diklasifikasikan sebagai besi tempa. Proses ini dilakkan dengan pemanasan sejumlah besar bijih besi dan charchoal dalam tungku atau furnance. Dengan proses ini bijih besi mengalami reduksi menjadi besi sponge metalik yang terisi oleh slag yang merupakan campuran dari pengotor metalik dan abu charcoal. Spone iron ini dipindahkan dari furnance pada saat masih bercahaya dan diselimuti oleh slag yang tebal lalu slagnya dihilangkan untuk memperkuat besi. Pembuatan besi meggunakan metode ini menghasilkan kandingan slag sekiar 3 persen dan 0,1 persen pengotor lain. Kadang kala hasil produksi dengan metode ini menghasilkan baja bukannya besi tempa. Para pembuat besi belajar untuk membuat baja dengan memanaskan besi tempa dan charcoal pada boks yang terbuat dar tanah liat selama beberapa hari. Dengan proses ini besi akan menyerap cukup karbon untuk menjadi baja sebenarnya.

            Setelah abad ke 14 tungku atau furnance yang digunakan mulai mengalami peningkatan ukuran dan  draft yang digunakan untuk pembakaran gas melewati “charge,” pada pencampuran material mentah. Pada tungku yang lebih besar ini, bijih besi pada bagian bagian atas furnance akan direduksi pertama kali direduksi menjadi besi metalik dan menghasilkan banyak karbon sebagai hasil dari serangan gas yang dilewatinya. Hasil dari furnance ini adalah pig iron, yaitu paduan yang meleleh pada temperatur rendah. Pig iron akan dproses lebih lanjut untuk membuat baja.

            Pembuatan baja modern menggunakan blast furnance yang juga digunakan untuk memurniakan besi oleh pembuat besi yang lampau. Proses pemurnian besi cair dengan peledakan udara diakui oleh penemu Inggris Sir Henry Bessemer yang mengembangkan  Bessemer furnance, atau pengkonversi, pada tahun 1855. Sejak tahun 1960 telah diproduksi baja dari besi bekas secara kecil-kecilan pada furnance elektrik, sehingga dinamakan mini mills. Mini mills adalah komponen yang sangat sangat penting bagi produksi baja Amerika. Mills yang lebih besar digunakan pada produksi baja dari bijih besi.

Berikut ini adalah awal mula ditemukannya Baja :

1.      Besi ditemukan digunakan pertama kali pada sekitar 1500 SM

2.      Tahun 1100 SM, Bangsa hittites yang merahasiakan pembuatan tersebut selama 400 tahun dikuasai oleh bangsa asia barat, pada tahun tersebbut proses peleburan besi mulai diketahui secara luas.

3.      Tahun 1000 SM, bangsa yunani, mesir, jews, roma, carhaginians dan asiria juga mempelajari peleburan dan menggunakan besi dalam kehidupannya.

4.      Tahun 800 SM, India berhasil membuat besi setelah di invansi oleh bangsa arya.

5.      Tahun 700 – 600 SM, Cina belajar membuat besi.

6.      Tahun 400 – 500 SM, baja sudah ditemukan penggunaannya di eropa.

7.      Tahun 250 SM bangsa India menemukan cara membuat baja

8.      Tahun 1000 M, baja dengan campuran unsur lain ditemukan pertama kali pada 1000 M pada kekaisaran fatim yang disebut dengan baja damascus.

9.      1300 M, rahasia pembuatan baja damaskus hilang.

10.  1700 M, baja kembali diteliti penggunaan dan pembuatannya di eropa.

2.2  Sifat Baja

 Beberapa sifat - sifat baja secara umum adalah :

1. Keteguhan (solidity)

Mempunyai ketahanan terhadap tarikan, tekanan atau lentur

2. Elastisitas (elasticity)

Kemampuan / kesanggupan untuk dalam batas –batas pembebanan tertentu, sesudahnya pembebanan ditiadakan kembali kepada bentuk semula.

3. Kekenyalan / keliatan (tenacity)

Kemampuan/kesanggupan untuk dapat menerima perubahan perubahan bentuk yang besar tanpa menderita kerugian-kerugian berupa cacat atau kerusakan yang terlihat dari luar dan dalam untuk jangka waktu pendek

4. Kemungkinan ditempa (maleability)

Sifat dalam keadaan merah pijar menjadi lembek dan plastis sehingga dapat dirubah bentuknya

5. Kemungkinan dilas (weklability)

Sifat dalam keadaan panas dapat digabungkan satu sama lain dengan memakai atau tidak memakai bahan tambahan, tampa merugikan sifat-sifat keteguhannya

6. Kekerasan (hardness)

Kekuatan melawan terhadap masuknya benda lain.

2.3 Klasifikasi Baja

Pengklasifikasian baja secara umum beserta penjelasannya menurut “Handbook of Comparative World Steel Standards” adalah sebagai berikut:

2.3.1 .Baja Karbon (Carbon Steel)

Baja karbon adalah baja yang mengandung karbon sampai 1,7 %. Penggunaan baja karbon banyak dipakai dalam kehidupan sehari-hari untuk kepentingan yang umum.

Pembagian baja karbon adalah sebagai berikut:

a.       Low Carbon Steel ( < 0.2 % Carbon )

                        Baja low carbon biasanya digunakan untuk automobile body panels, tin plate dan wire product yang membutuhkan keuletan yang tinggi.

b.      Medium Carbon Steel ( 0.2 - 0.5 % Carbon )

Baja medium carbon biasanya digunakan dalam kondisi hasil quench dan tempered dan banyak digunakan sebagai shaft, axle, gear, crankshaft, coupling,dan forging.

c.       High Carbon Steel ( > 0.5 % Carbon )

Baja high carbon banyak digunakan pada spring material dan high-strength wire. Selain pembagian berdasarkan persen kadar karbon di atas, masih terdapat baja karbon dengan kadar mangan yang tinggi (High Manganese Carbon Steel), yaitu sekitar 1.1-1.4 % Mn. Baja jenis ini banyak digunakan dalam aplikasi rel kereta api.

2.3.2 Baja Paduan (Alloy Steel)

Baja paduan adalah campuran antara baja karbon dengan unsur-unsur lain yang akan mempengaruhi sifat-sifat baja, misalnya sifat kekerasan, liat, kecepatan membeku, titik cair, dan sebagainya yang bertujuan memperbaiki kualitas dan kemampuannya. Penambahan unsur-unsur lain dalam baja karbon dapat dilakukan dengan satu atau lebih unsur, tergantung dari karakteristik atau sifat khusus yang dikehendaki.

a.       Low Alloy Steel ( < 8 % Alloying Element)

Salah satu contoh baja jenis ini yang terkenal adalah HSLA (High Strength lowAlloy) yang menggunakan paduan Nb, V, Ti, dan Al.

b.      High Alloy Steel ( > 8 % Alloying Element)

Penggunaan baja paduan tinggi biasanya bertujuan untuk meningkatkan sifat-sifat baja, yaitu:

1.      Corrosion Resistant (Austenitic dan Duplex)

2.      Heat Resistant (Austenitic)

3.      Wear Resistant (Manganese Steel)

2.3.3 Baja Tahan Karat (Stainless Steel)

.Baja tahan karat adalah paduan besi dengan minimal 12% Chromium. Jadi tanpa tambahan apapun perpaduan Besi dengan 12% Chromium bisa disebut Stainless Steel. Komposisi ini membentuk thin protective layer Cr₂O₃. Proses pembuatan baja tahan karat terdapat 2 tahap, yaitu pertama menggunakan sistem Electric Arc Furnace (EAF)  untuk melelehkan scrap dan ferro alloy berkarbon tinggi sebagai bahan murah sumber krom, lalu lelehannya disempurnakan dengan proses yang menggunakan alat Argon Oxygen Decarburizer (AOD), dengan proses kedua ini akan menghilangkan kandungan Karbon dan pegotor lainnya

2.4. Penggolongan  Stainless Steel

Stainless Steel biasanya dibedakan menjadi lima golongan ,penggolongan ini dilakukan menurut kadar paduan di dalamnya yaitu :

1.      Stainless Steel martensitik

Mempunyai struktur Kristal body centered cubic (BCC) yang menyimpang pada kondisi yang telah di keraskan. Mempunyai sifat yang dapat di keraskan dan ketahanannya terhadap korosi hanya pada kondisi lingkungan yang sifat korositnya menengah. Baja Stainless Steel ini kandungan kromium yang di miliki berkisar antara 10,5% - 18%, dan kandungan karbon bisa mencapai 1,2%. Kandungan kromium dan karbon yang cukup tinggi menyebabkan bias terbentuknya struktur martensit setelah proses pemanasan.

2.      Steinless steel feritik

Paduan baja jenis ini juga mempunyai struktur Kristal BBC . Kandungan kromium pada paduan jenis ini berkisar antara 10,5 %- 30% . Paduan jenis ini biasanya mengandung : molybdenum, silicon, alumunium, silicon, titanium dan niobium untuk menghasilkan karakteristik tertentu. Stainless Steel jenis ini bersifat feeomagnetik, mempunyai sifat yang ulet dan mampu bentuk yang baik. Tetapi pada temperature yang tinggi kekuatan nya akan menurun dan lebih rendah dari Stainless Steel austenitic. Demikian pula dengan ketangguhan nya hanya baik pada temperature rendah.

3.      Stainless Steel Austenitik

Mempunyai kekuatan , ketangguhan, keuletan, sifat mampu bentuk yang baik.  Jenis Stainless Steel ini mempunyai struktur Kristal face centered cubic (FCC). Struktur Kristal ini terbentuk karena penambahan unsure paduan austenite seperti nikel, mangan, dan nitrogen. Stainless Steel jenis ini tidak besfat magnetic pada kondisi anil, dan hanya dapat dikersakan dengan pengerjaan dingin (cold worked )

Bandingan

4.      Stainless Steel duplex

Stainless Steel jenis ini mempunyai struktur campuran antara BBC ferit dan FCC austenite. Perbandingan komposisi antara keduanya dipengaruhi oleh komposisi logam dan proses perlakuan panas yang didapatkan . Tetapi pada kondisi anil, perbandingan antara kedua fase itu seimbang. Sifat tahan korosi Stainless Steel jenis ini mendekati Stainless Steel austenitic pada unsur paduan yang serupa , tetapi mempunyai tensile dan yield strength yang lebih tinggi.

5.      Precipitation –hardening Stainless Steel.

Jenis ini mempunyai unsur  unsur  penambahan kekerasan seperti tembaga, alumunium, atau titanium. Pada kondisi anil, struktur mikroStainless Steel jenis ini dapat berupa austenitic maupun martenistik

BAB III

PROSES PEMBUATAN

3.1  Proses Pembuatan Baja Tahan Karat (Stainless Steel )

Baja pada dasarnya adalah paduan besi-karbon dengan kadar karbon tidak lebih dari 2,0 %,  selain itu juga mengandung sejumlah unsur paduan dan unsur pengotoran. Baja dibuat dari besi kasar atau besi spons dengan mengurangi kadar karbon dan unsur lain yang kurang disukai. Ada beberapa macam cara pembuatan baja, antara lain :

1.Konvertor

2.Open hearth furnance

3.Dapur listrik

Gambar 1.  flowchart Proses Pembuatan Baja ~ Stainless Steell

Gambar 2. Diagram Proses Pembuatan Baja

Bahan baku pembuatan stainless steel diantaranya sebagai berikut:

·         Besi kasar cair (pig iron) atau berupa Besi spons (sponge iron) (65-85%).

·         Skrap baja (15-35%),

Bahan baku paduan dalam pembuatan stainless steel diantaranya sebaai berikut :

·         Carbon (C)

            Unsur ini dapat membuat baja tetap kuat pada suhu tinggi.

·         Chromium (Cr)

            Unsur ini dapat membuat baja menjadi lebih keras, tahan gesekan, tahan korosi, dan tahan temperature tinggi. Dengan sifat-sifat itu membuat baja paduan ini baik untuk bahan poros, dan roda gigi. Penambahan unsur chromium biasanya diikuti dengan penambahan nikel.

·         Silikon (Si)

            Pada konsentrasi tinggi membuat baja tahan kondisi asam, pada konsentrasi rendah memperbaiki sifat megnetik dan sifat listrik baja.

·         Nikel (Ni)

                        Unsur campuran yang digunakan sebagai bahan dasar untuk beberapa kelompok dari stainless steel. Nikel memberikan derajat kelenturan yang tinggi (mampu berubah bentuk tanpa pecah) dan tahan terhadap karat (korosi). Hampir 65% dari semua nikel digunakan pada pembuatan stainless steel.

·         Molibedenum (Mo)

            Molibdenum akan memperbaiki baja menjadi tahan terhadap suhu yang tinggi, liat, ,kuat dan memperbaiki kekerasan baja,. Baja paduan ini biasa digunakan sebagai bahan untuk membuat alat-alat potong, misalnya pahat.

·         Wolfram (W)

                        Unsur ini memberikan pengaruh yang sama seperti pada penambahan molibdenum dan biasanya juga dicampur dengan unsur nikel (Ni) dan chromium (Cr). Baja paduan ini memiliki sifat tahan terhadap suhu yang tinggi, karenanya banyak digunakan untuk bahan membuat pahat potong yang lebih dikenal dengan nama baja potong cepat (HSS /Hight Speed Steel).

·         Vanadium (V)

                        Penambahan unsur ini akan memperbaiki struktur kristal baja menjadi halus, memperkuat baja dan meningkatkan ketahanan baja terhadap panas. Terlebih bila dicampur dengan chromium. Baja paduan ini digunakan untuk membuat roda gigi, batang penggerak, dan sebagainya.

·         Kobalt (Co)

                        Kobalt (Co) dengan penambahan unsur ini akan memperbaiki sifat kekerasan baja meningkatkan kualitas baja, serta tetap keras pada suhu yang tinggi. Baja paduan ini banyak digunakan untuk konstruksi pesawat terbang atau konstruksi yang harus tahan panas dan tahan aus.

3.1.1  Proses Menggunakan Konvertor

   Konvertor terbuat dari baja dengan mulut terbuka (untuk memasukkan bahan baku dan mengeluarkan cairan logam) serta dilapisi batu tahan api. Konvertor diikatkan pada suatu tap yang dapat berputar sehingga konvertor dapat digerakkan pada posisi horizontal untuk memasukkan dan mengeluarkan bahan yang diproses dan pada posisi vertical untuk pengembusan selama proses berlangsung. Konvertor ini dilengkapi dengan pipa yang berlubang kecil (diameternya sekitar 15 – 17 mm) dalam jumlah yang banyak (sekitar 120- 150 buah pipa) yang terletak pada bagian bawah konvertor.

     Sewaktu proses berlangsung udara diembuskan ke dalam konvertor melalui pipa saluran dengan tekanan sekitar 1,4 kg/cm3 dan langsung diembuskan ke cairan untuk mengoksidasikan unsur yang tidak murni dan karbon. Kandongan karbon terakhir dioksidasi dengan penambahan besi kasar yang kaya akan mangan, seterusnya baja cair dituangkan ked ala panci – panci dan dipadatkan menjadi batang – batang cetakan. Kapasitas konvertor sekitar 25 – 60 ton dan setiap proses memerlukan waktu 25 menit. Proses pembuatan baja yang menggunakan konvertor adalah sebagai berikut :

1.      Proses Bessemer

       Proses Bessemer adalah suatu proses pembuatan baja yang dilakukan di dalam konvertor yang mempunyai lapisan batu tahan api dari kuarsa asam atau oksida asam (SiO₂), sehingga proses ini disebut "Proses Asam". Besi kasar yang diolah dalam konvertor ini adalah besi kasar kelabu yang kaya akan unsur silikon dan rendah fosfor (kandungan fosfor maksimal adalah 0,1%). Besi kasar yang mengandung fosfor rendah diambil karena unsur fosfor tidak dapat direduksi dari dalam besikasar apabila tidak diikat dengan batu kapur. Di samping itu. fosfor dapat bereaksi dengan lapisan dapur yang terbuat dari kuarsa asam, reaksi ini membahayakan atau menghabiskan lapisan konvertor. Oleh karena itu, sangat menguntungkan apabila besi kasar yang diolah dalam proses ini adalah besi kasar kelabu yang mengandung silikon sekitar 1,5% - 2%.

       Dalam proses ini bahan baku dimasukkan dan dikeluarkan sewaktu konvertor dalam posisi horizontal (kemiringannya sekitar 30°). Sementara itu, udara diembuskan dalam posisi vertikal atau disebut juga kedudukan proses. Dalam konvertor, yang pertama terjadi adalah proses oksidasi unsur silikon yang menghasilkan oksida silikon. Kemudian diikuti oleh proses oksidasi unsur fosfor dan mangan yang menghasilkan oksida fosfor dan oksida mangan, ditandai dengan adanya bunga api yang berwarna kehijau-hijauan.

            Baja dapat dihasilkan dengan mengembuskan udara melalui besi kasar cair di dalam dapur yang disebut “konvertor”, sehingga unsur – unsur yang tidak murni akan dikeluarkan dengan jalan oksidasi. Pada waktu itu cara pembuatan jalan kereta api dan pembuatan peralatan hampir sama pentingnya. Karena sejak udara dimasukkan atau diembuskan, kotoran – kotoran di dalam baja akan berkurang.

            Proses Bessemer mengolah baja dengan menggunakan besi kasar berkualitas baik yang mengandung fosfor rendah. Bila fosfornya tinggi baja yang dihasilkan berkualitas rendah, sebab dalam proses pengolahan tidak seluruh fosfor dapat dikeluarkan. Masalah pengeluaran unsur fosfor telah dapat dipecahkan pada proses dapur Thomas, dengan menggunakan batu kapur pada lapisan dasar dapur. Sehingga sampai saat ini proses Thomas digunakan untuk memproses besi kasar dapat kaya dengan fosfor.

            Proses oksidasi yang terakhir adalah mengoksidasi karbon. Proses ini berlangsung disertai dengan suara gemuruh dan nyala api berwarna putih dengan panjang sekitar 2 meter, kemudian nyala api mengecil. Sebelum nyala api padam, ditambahkan besi kasar yang banyak mengandung mangan, kemudian baja cair dituangkan ke dalam panci-panci tuangan dan dipadatkan dalam bentuk batang-batang baja.

2.      Proses Thomas

            Proses Thomas adalah suatu proses pembuatan baja yang dilakukan di dalam konvertor yang bagian dalamnya dilapisi dengan batu tahan api dari bahan karbonat kalsium dan magnesium karbonat (CaCO₃ + MgCO₃ ) yang disebut "dolomit". Proses ini disebut juga proses basa karena lapisan konvertor terbuat dari dolomit dan hanya mengolah besi kasar putih yang kaya dengan fosfor (sekitar 1,7 - 2%) dan rnengandung unsur silikon rendah (sekitar 0,6 - 0,8%). Proses ini makin baik hasilnya apabila besi kasar yang diolah mengandung unsur silikon yang sangat rendah.

            Dalam proses ini udara diembuskan ke cairan besi kasar di dalam konvertor melalui pipa saluran udara, sehingga terjadi proses oksidasi di dalam cairan terhadap unsur-unsur campuran. Pertama kali unsur yang dioksidasi adalah silikon (Si), kemudian mangan (Mn), dan fosfor (P). Oksidasi unsur fosfor terjadi cepat sekali, sekitar 3 - 5 menit dan proses oksidasi yang terakhir adalah unsur karbon disertai suara gemuruh dan nyala api yang tinggi. Apabila nyala api sudah mengecil dan kemudian padam berarti proses oksidasi telah selesai.

            Proses oksidasi yang terjadi pada unsur-unsur di dalam besi kasar menghasilkan oksida yang akan dijadikan terak dengan jalan menambahkan batu kapur ke dalam konvertor. Selanjutnya terak cair dikeluarkan dari dalam konvertor, diikuti dengan penuangan baja cair ke dalam panci-panci tuangan kemudian dipadatkan menjadi batangan baja.

3.         Proses Siemens Martin

            Proses tungku terbuka disebut juga proses Siemens Martin, yang disesuaikan dengan nama ahli penemu proses tersebut. Proses ini digunakan untuk menahasilkan baja yang mengandung karbon sedang dan rendah dengan cara proses asam atau basa, sesuai dengan sifat lapisan dapurnya. Proses ini berlangsung di dalam dapur tungku terbuka atau dapur Siemens Martin yang mempunyai kapasitas 150 - 300 ton, bahan bakarnya gas yang dihasilkan dengan pembakaran kokas di atas tungku atau bahan bakar minnyak. Dapur ini menggunakan prinsip regenerator (hubungan balik) dan tungku pemanas dapat mencapai temperatur sekitar 900 -1.200 ⁰C, tungku pemanas ini bisa mencapai temperatur tinggi apabila diperlukan, dan pada waktu yang sama menghemat bahan bakar. Dalam proses ini dapur diisi dengan besi kasar dan baja bekas, kemudian dicairkan sehingga beberapa unsur campuran terbentuk menjadi terak di atas permukaan cairan besi, tambahkan bijih besi atau serbuk besi yang berguna untuk mereduksi karbon, maka lubang pengeluaran dapur dibuka dan cairan dituangkan ke dalam panci-panci tuangan. Baja cair meninggalkan dapur sebelum terak cair dan beberapa terak dapat dicegah meninggalkan dapur sampai seluruh baja cair dikeluarkan, kemungkinan terak ikut tertuang ke dalam panci yang akan mengapung di atas baja cair sehingga perlu dikeluarkan dan dituangkan ke dalarn panci yang berukuran kecil. Baja cair yang telah penuh di dalam panci dituangkan ke dalam cetakan melalui bagian bawah cetakan, sehingga terak tetap di dalam panci dan terakhir dikeluarkan. Selain itu, dapat pula dipisahkan dengan cara menuangnya ke dalam cetakan yang lebih kecil. Setiap melakukan proses pemurnian besi kasar dan bahan tambahan lainnya berlangsung selama 12 jam, kemudian diambil sejumlah baja cair sebagai contoh untuk dianalisis komposisinya. Sementara itu, terak yang dihasilkan dari proses basa digunakan sebagai pupuk buatan.

3.2 Proses Open Hearth Furnace ( Proses terbuka)

Tanur berupa piringan datar yang besar. Pada dasar kolom telah ditempatkan oksida basa seperti CaO atau MgO yang nantinya akan berguna sebagai zat pengikat. Ke dalam tanur tinggi dimasukan besi tuang, besi bekas dan batu kapur. Campuran gas pembakar dan udara panas dilewatkan di atas piringan yang berisi besi cair ini. Sementara diaduk maka akan berlangsung reaksi antara oksida-oksida pengotor dengan CaO dan MgO menjadi kerak. Kelebihan proses ini adalah kualitas baja yang dihasilkan mudah dikontrol kualitasnya secara terus menerus selama proses ini berlangsung lama (8-10 jam ) sedangkan Proses Bassemer berlangsung cepat (15 menit).

Gambar Open Hearth Steel Furnace

3.3 Proses Dapur Listrik

       Baja yang berkualitas tinggi dihasilkan apabila, dilakukanpengontrolan temperatur peleburan.dan memperkecil unsur-unsur campuran di dalam baja yang dilakukan selama proses pemurnian. Proses pengolahan seperti ini, dilakukan dengan menggunakan dapur listrik. Pada awal pemurnian baja menggunakan dapur tungku terbuka atau konvertor, selanjutnya dilakukan di dalam dapur listrik sehingga diperoleh baja yang berkualitas tinggi. Dapur listrik terdiri dari dua jenis, yaitu dapur listrik busur nyala dan dapur induksi frekuensi tinggi.

1.    Dapur listrik busur nyala

Dapur ini mempunyai kapasitas 25 - 100 ton dan dilengkapi dengan tiga buah elektroda karbon yang dipasang pada bagian atas atau atap dapur, disetel secara otomatis untuk menghasilkan busur nyala yang secara langsung memanaskan dan mencairkan logam. Dapur ini dapat mengolah logam dengan proses asam atau basa sesuai dengan lapisan batu tahan apinya dan bahan yang dimasukkan ke dalam dapur (besi kasar), termasuk logam bekas (baja atau besi) yang terlebih dahulu diketahui komposisinya. Apabila dilakukan.proses basa maka terjadi oksidasi terak dari batu kapur atau bubuk kapur untuk mereduksi unsur-unsur-campuran. Selanjutnya diperoleh pemisahan terak (mengandung batu kapur) dari baja cair. Juga dapat ditambahkan dengan logam campur sebelum cairan dikeluarkan dari dalam dapur untuk mencegah oksidasi.

2.    Dapur induksi frekuensi tinggi

Dapur ini terdiri dari kumparan yang dililiti kawat mengelilingi cawan batu tahan api, ketika tenaga yang dialirkan dari listrik, akan menahasilkan arus listrik yang bersirkulasi di dalam logam yang menyebabkan terjadinya pencairan. Apabila bahan logam telah cair - maka arus listrik membuat gerak mengaduk (berputar). Kapasitas dari dapur jenis ini adalah 350 kg - 6 ton pada umumnya dapur ini digunakan untuk memproduksi baja paduan yang khusus.

BAB IV

KELEBIHAN DAN KELEMAHAN STAINLESS STEEL

4.1  Kelebihan Stainless Steel

4.1.1   Daya tahan korosi

             Semua baja stainless mempunyai daya tahan yang tinggi terhadap korosi. Angka-angka logam campuran yang rendah menahan korosi pada kondisi-kondisi ruang hampa, angka-angka campuran logam yang tinggi dapat menahan korosi pada kebanyakan asam, larutan alkalin, dan lingkungan-lingkungan yang menghasilkan klorida , bahkan pada suhu dan tekanan yang dinaikkan.

4.1.2  Daya tahan suhu rendah dan tinggi

          Beberapa angka akan menahan penskalaan dan pengaturan daya yang tinggi pada suhu-suhu yang sangat tinggi, sementara yang lain menunjukkan pengecualian kekerasan pada suhu-suhu cryogenic.

4.1.3  Kesenangan pembuatan (ease of fabrication)

          Mayoritas baja-baja stainless dapat dipotong, dilas, dibentuk, dimesinkan, dan dibuat dengan mudah.

4.1.4  Daya             

        Sifat-sifat kekerasan yang dibentuk profil logam dengan temperature indin dari kebanyakan baja-baja stainless dapat digunakan dalam merancang mengurangi ketebalan bahan dan mengurangi berat dan beaya. Baja-baja stainless mungkin diperlakukan panas untuk membuat komponen-komponen daya yang sangat tinggi.

4.1.5  Pertimbangan estetika

        Baja-baja stainless tersedia pada kebanyakan lapisan-lapisan penutup permukaan. Baja stainless ini diatur dengan mudah dan sederhana menghasilkan kualitas yang tinggi, penampilannnya menyenangkan.

4.1.6  Sifat-sifat higienis

        Kemampuan membersihkan dari baja-baja stainless menjadikan pilihan-pilihan utama di rumah sakit- rumah sakit, dapur- dapur, fasilitas proses farmasi dan makanan.

4.1.7  Karakteristik dalam kehidupan

        Baja stainless adalah sebuah bahan yang pemeliharaannya rendah dan tahan lama dan sering merupakan pilihan paling sedikit mahal dalam perbandingan biaya jalan kehidupan.

4.2   Kelemahan Menggunakan Stainless Steel        

            Setiap bahan memiliki kelemahan dan Stainless Steel tidak terkecuali. Beberapa kelemahan utama termasuk nya:

1. Tinggi biaya awal, terutama ketika logam alternatif yang dipertimbangkan.
2. Kesulitan dalam pengelasan karena disipasi yang cepat panas yang juga dapat menghasilkan potongan hancur atau biaya pemborosan tinggi

BAB V

APLIKASI STAINLESS STEEL

5.1 Aplikasi Baja Stainless Steell

Aplikasi baja Stainless Steel di bagi menjadi 3 yaitu :

5.1.1  Perlengkapan Stainless Steel untuk industri makanan

a.      Food service trolley ( trolley makanan )

b.     Load transfer trolley ( trolley barang )

c.      Luggage trolley ( trolley barang )

d.    Mixer ( pengaduk )

e.      Bowl sink ( sink bowl )

5.1.2  Perlengkapan Stainless Steel untuk dapur dan industri hotel

a.      Towel warmer ( pemanas handuk )

b.     Plate warmer ( penghangat piring )

c.      Kwali Range

d.    Blower kwali range

e.      Teppan yaki

f.       Kompor Blower

g.     Tempat sampah

5.1.3  Perlengkapan Stainless Steel lainnya

a.      Work table ( meja kerja )

b.     Work table knock down ( m kerja knock down )

c.      Tempat sampah stainless

d.    Queve stand / tiang antrian ( tali pita )

e.      Tiang antrian / pembatas antrian ( tali Bludru )

f.       Service food trolley / service trolley

g.     Collect trolley ( u/ mengumpulkan piring )

h.     Multy rack ( Bermacam-macam rak )

   

BAB VI

PENUTUP

Kesimpulan

                Baja pada dasarnya adalah besi (Fe) dengan tambahan unsur karbon (C) sampai dengan 1,67 % (maksimal). Jenis-jenis baja dibagi menjadi beberapa macam, yaitu baja karbon, baja paduan dan baja tahan karat (Stainless Steel). Proses pembuatan baja terbagi menjadi tiga, yaitu : proses konvertor, proses terbuka (Open Hearth Furnace) dan proses dapur listrik (Electric Arc Furnace)

DAFTAR PUSTAKA