MATERIAL LOGAM BESI (FERRO)

Logam ferro didefinisikan sebagai unsur besi dengan rumus kimia (Fe)
Sifat-sifat besi (Fe) :

- Liat, kuat, keras

- Penghantar listrik dan penghantar panas

- Mengkilap dan mempunyai titik cair yang tinggi

Proese Pengolahan Biji Besi

Adapun logam besi berasal atau didapat dari bijih besi yang merupakan bahan dari tambang dalam berbagai mutu dan dalam bentuk batuan yang tidak sama besarnya. Jadi bijih besi adalah : bahan dasar/asal besi yang ditambang tidak dalam keadaan murni, melainkan bijih besi tersebut masih merupakan persenyawaan / ikatan kimiawi antara besi (Fe) dengan zat asam (O), dan sebagian juga dengan zat air (H) dan dengan zat arang (C). Selain itu bijih-bijih besi tersebut masih mengandung tambahan persenyawaan dengan mangan (Mn), silisium (Si), belerang (S), pospor (P), dan lain-lain.

Unsur – unsur yang terpenting dalam bijih besi tersebut adalah unsur besi (Fe) dan oksigen (O), yang persenyawaannya disebut dengan nama Besi Oksid. Adapun kandungan persenyawaan besi (Fe) dalam bijih besi tersebut dapat dibedakan dalam 4 macam bijih besi yaitu

1. Batu besi coklat (Limonit) (2 Fe₂ O₃ + 3 H₂ O) dengan mengandung besi 40%.

2. Batu besi merah (Hematit) (Fe2 O3) dengan mengandung besi 40% s/d 60%.

3. Batu besi magnetit (Fe3 O4) dengan mengandung besi 60% s/d 70%.

4. Batu besi kalsit (spat karbonat) (Fe C O₃) dengan mengandung besi 30% s/d 40%.

Bijih besi tersebut sebelum diolah/diproses didalam dapur tinggi untuk mendapatkan bentuk dan struktur yang sesuai dengan yang diinginkan, terlebih dahulu diproses pada proses pendahuluan , karena bijih besi yang dari tambang biasanya masih bercampur dengan pasir, tanah liat, dan batu-batuan lainnya, serta dalam bentuk dan ukuran yang tidak sama besar. Untuk kelancaran pengolahan bijih, batu-batu bijih tersebut dipecah dengan mesin pemecah, kemudian disortir antara bijih besi dan butir-butir bukan besi dengan tromol magnet.

CARA KERJA DAPUR TINGGI
Proses produksi didalam dapur tinggi terdiri atas 4 tahap :

1. Proses pemasukan muatan

2. Proses reduksi

3. Proses pencairan

4. Hasil produksi dapur tinggi

Proses Pemasukan Muatan

Yang dimaksud dengan muatan dapur tinggi adalah isi dari dapur tinggi yang terdiri atas bahan bakar kokas, biji besi dan bahan tambah yang berupa batu kapur.

Proses Reduksi

Reduksi yaitu Oksid arang C(O) dan kokas serta zat arang C. Proses ini terjadi sangat cepat.

Pada proses reduksi terbagi menjadi 3 daerah, yaitu:

1. Daerah pengeringan

Daerah paling atas, terdapat gas CO₂

1. Daerah reduksi

Muatan akan mulai melebur dan bergerak kebawah mendekati daerah pencairan

2. Daerah pencairan

Proses Pencairan

Muatan dapur tinggi yang berisi kokas, biji besi dan batu kapur setelah mengalami pemanasan akan bergerak kebawah. Dalam perjalanan dari atas ke bawah mengalami proses reduksi.

Hasil produksi dapur tinggi

- Besi kasar sebagai bahan dasar pembuatan baja

- Terak

- Gas dapur tinggi

PROSES PENGOLAHAN BAJA

Untuk pembuatan besi kasar menjadi baja diperlukan proses lebih lanjut, proses ini disesuaikan menurut sifat-sifat dan campuran-campuran yang terkandung didalam besi kasar tersebut.

Pengolahan besi kasar menjadi baja dapat dilakukan pada:

1. Konverter Bessemer

2. Konverter Thomas

3. Dapur Siemen Martin

4. Dapur Aduk

5. Dapur Listrik

Macam-macam Baja dan Kegunaan

Ditinjau dari jumlah kandungan karbon, baja terdiri atas:

1. Baja karbon rendah (Mild Steel)

Dengan kandungan karbon antara 0,04% s/d 0,30%,

artinya : setiap 100 Kg baja mengandung unsur karbon antara 0,04 Kg s/d 0,30 Kg.

Banyak dijumpai dalam bentuk pelat baja

2. Baja karbon sedang

Dengan kandungan karbon 0,30% s/d 0,6% karbon.

Kegunaan :

- mur baut, poros engkol, batan torak (baja karbon dengan 0,4% C)

- roda gigi, palu/martil, alat-alat penjepit/klem ( baja karbon dengan 0,5%C)

- untuk membuat pegas (baja karbon dengan 0,6% C)

3. Baja karbon tinggi (Hoght Carbon Steel) HCS

Dengan kandungan karbon 0,7% s/d 1,3% C.

Banyak digunakan untuk alat-alat yang mengalami temperatur tinggi, misalnya karena gesekan

Contoh : pahat potong, pegas, gergaji, martl, bantalan, peluru.

STANDAR BAJA

Pada standar SAE (Society of Automotive Enginer) dan AISI (American Iron an Steel Institute) baja diberi tanda standar code satu huruf dan empat angka, yaitu:

- Huruf menunjukkan kode proses pembuatan

- Angka pertama menunjukkan tipe baja

- Angka kedua menunjukkan unsur kandungan paduan utama

- Dua angka terakhir menunjukkan % karbon rata-rata dalam 1/100

Kode proses pembuatan

Kode proses pembuatan baja terdiri atas:

1. Kode A adalah proses pembuatan baja pada dapur perapian terbuka basa

2. Kode B proses pembuatan baja pada converter Bessermer asam

3. Kode C proses pembuatan baja pada Thomas basa

4. Kode D proses pembuatan baja pada dapur perapian terbuka asam

5. Kode C proses pembuatan baja pada dapur listrik

Kode tipe baja

Kode tipe baja ditunjukkan dengan angka, yaitu:

1. Angka 1 tipe baja karbon yang utama

2. Angka 2 tipe baja Nikel

3. Angka 3 tipe baja Nikel-Chrome

4. Angka 4 tipe baja Molibden

5. Angka 5 tipe baja Chrome

6. Angka 6 tipe baja Vanadium

Kode kandungan paduan

Kandungan persentase unsur paduan pada baja terdapat pada kode yang berada pada urutan angka kedua dan ditandai dengan kode angka, yaitu:

1. Angka 0 menunjukkan kandungan unsur paduan karbon yang utama

2. Angka 1 menunjukkan kandungan unsur belerang yang utama

3. Angka 2 menunujukkan kandungan unsur Phospor yang utama

4. Angka 3 menunjukkan kandungan unsur Mangan yang utama

5. Angka 4 menunjukkan kandungan unsur silikon yang utama

Kode karbon rata-rata

Dua angka terakhir menunjukkan kandungan persentase karbon rata-rata dalam 1/100 misalnya dua angka terakhir menunjukkan 08 artinya kandungan karbonnya 8% dari 1/100 = 0,08% karbon, jika menunjukkan angka 12 artinya 0,12% karbon rata-rata yang terkandung dalam baja tersebut.

Contoh:

Baja Standar SAE-C 1008

Artinya:

Kode C = baja yang dibuat dengan proses converter thomas basa

Angka 1 = tipe baja carbon

Angka 0 = kandungan unsur karbon yang utama

Angka 08 = persentase karbon rata-rata yang terkandung dalam baja tersebut adalah 0,08%