Teknologi canggih di pabrik-pabrik menjadi semakin penting dalam membuat industri baja lebih efisien dan berkelanjutan. Kecerdasan buatan berusaha mengubah cara "Bagaimana baja dibuat."
"Bagaimana baja dibuat?" adalah topik yang sering ditanyakan di antara para pelajar kami. Prosedurnya sangat mudah untuk dipahami. Halaman ini akan menjelaskan prosesnya dan menunjukkan setiap langkah "bagaimana baja dibuat."
Gambaran Umum Manufaktur Baja dan pasar
Baja adalah salah satu logam yang paling banyak digunakan di dunia saat ini. Harganya murah, tahan lama, dan serbaguna. Baja adalah komoditas yang diproduksi secara massal terbesar kedua di dunia, setelah semen, dengan produksi tahunan hampir 750 juta ton.
"Bagaimana baja dibuat?" adalah sebuah proses yang berlangsung selama 24 jam sehari. Selain itu, proses ini membutuhkan pasokan bahan baku yang konstan serta energi dalam jumlah besar.
Menurut Asosiasi Baja Dunia, produksi baja mentah dunia tumbuh dari 851 juta ton pada tahun 2001 menjadi 1.606 Mt pada tahun 2013. Di sisi lain, rata-rata penggunaan baja per kapita di seluruh dunia terus meningkat dari 150 kg pada tahun 2001 menjadi 225 kg pada tahun 2013.
Kandungan karbon dalam baja berkisar antara 0,08 hingga 1,5 persen. Karena komposisinya, baja lebih menantang untuk dikerjakan daripada besi tempa. Namun, baja tidak serapuh besi tuang.
Baja memiliki perpaduan unik antara kekerasan, fleksibilitas, dan kekuatan tarik. Baja dapat didaur ulang sepenuhnya dan menggunakan energi yang sangat sedikit. Berkat upaya industri baja, konsumsi energi dan emisi CO2 sekarang kurang dari setengahnya dibandingkan tahun 1960-an. Sebagai hasil dari teknik ini, baja menjadi lebih ramah lingkungan dan tahan lama.
Barang-barang berbahan dasar baja termasuk jalur kereta api, jaringan pipa minyak dan gas, menara, lift, kereta bawah tanah, jembatan, mobil, kapal, pisau dan garpu, pisau cukur, dan peralatan bedah, dan masih banyak lagi.
Bagaimana baja dibuat
Proses "Bagaimana baja dibuat" memanaskan bijih besi dan melelehkannya di dalam tungku untuk menghilangkan kotoran dan menambahkan karbon untuk memproduksi baja. Proses ini menghasilkan sebagian besar baja dengan salah satu dari dua cara: tanur sembur atau tanur busur listrik.
Tungku sembur menggunakan bahan mentah, dengan beberapa baja bekas yang dibuang sebagai bahan tambahan, sedangkan Tungku Busur Listrik terutama menggunakan baja bekas.
Apa Itu Blast Furnace?
Pada pertengahan tahun 1850-an, Henry Bessemer mengembangkan tanur tiup. Bessemer menemukan cara untuk membuat baja dengan mendorong udara melalui besi cair untuk mengoksidasinya dan menghilangkan kotoran dalam produksi baja.
Blast furnace kontemporer adalah silinder baja besar yang dilapisi dengan batu bata tahan panas yang dibentuk seperti silinder. Dari bagian atas, bijih besi, kokas, dan batu kapur dimasukkan ke dalam tanur. Dan kemudian secara bertahap turun ke bagian bawah, menjadi lebih panas saat mereka melakukannya.
Gas dari kokas yang terbakar melepaskan oksigen dari bijih besi di bagian atas tungku. Batu kapur berinteraksi dengan kotoran di dalam bijih besi dan kokas untuk menghasilkan terak di bagian bawah tungku.
Temperatur di bagian bawah tungku mencapai di atas 3000 derajat Fahrenheit. Takik terak di tungku dapat mengalirkan terak cair. Terak ini mengapung di atas baja cair. Proses ini kemudian mengeluarkan baja cair dari perapian tungku melalui lubang keran.
Apa Itu Tungku Busur Listrik?
EAF terutama digunakan untuk membuat baja berkualitas tinggi yang dipadukan dengan logam lain dalam produksi baja. EAF biasa juga dapat membuat baja non-paduan. Tidak seperti tungku, proses ini tidak menggunakan logam panas. Mereka menggunakan baja bekas dari bahan yang dapat didaur ulang.
Sebuah derek di atas kepala memasukkan baja bekas ke dalam EAF. Ketika tungku sudah penuh, mesin menutup tutup yang menutupi bagian atas tungku. Dan kemudian menjatuhkan elektroda ke dalam tungku melalui tutupnya. Proses ini mengalirkan arus listrik yang kuat ke elektroda. Ini menciptakan panas dan melelehkan skrap.
Produksi baja menambahkan paduan Ferro ke baja saat meleleh untuk memberikan komposisi kimia yang tepat. Setelah itu, mesin memompa oksigen ke dalam tungku untuk membersihkan baja. Kapur dan fluorspar ditambahkan ke dalam kotoran, menyebabkannya menyatu dan menghasilkan terak.
Terak cair mengapung di atas baja cair dengan memiringkan tungku dan dapat dikeringkan. Dengan mencampurkan berbagai logam untuk menghasilkan paduan baja, EAF dapat menghasilkan berbagai baja berkualitas tinggi. Baja tahan karat, kromium, dan nikel adalah kualitas tahan korosi yang paling banyak digunakan.
Baja yang digunakan dalam bidang teknik, kedirgantaraan, dan pelapisan lapis baja adalah beberapa baja spesifik lainnya yang diproduksi di EAF.
Bagaimana baja dibuat di pabrik baja
Pabrik baja membuat baja dari bijih besi atau besi tua. Bijih besi adalah agregat mineral yang dapat diproses secara ekonomis menjadi logam besi.
Komposisi bijih besi menentukan kadarnya. Konsentrasi besi yang tinggi dengan kadar sulfur dan fosfor yang rendah adalah yang diinginkan. Dunia ini penuh dengan bijih besi; namun, konsentrasi besinya bervariasi tergantung pada lokasi dan faktor ekologi.
"Bagaimana baja dibuat" pertama-tama mengumpulkan potongan baja dan menggunakannya kembali sebagai bahan baku yang berharga untuk pembuatan baja selama beberapa dekade.
Harap diingat bahwa BF terutama menggunakan bahan baku, dengan beberapa baja bekas yang dibuang sebagai tambahan, sementara EAF terutama menggunakan baja bekas.
Proses Pembuatan Besi
"Bagaimana baja dibuat" membutuhkan besi cair untuk menghasilkan baja. Bijih besi dan batu bara adalah dua bahan utama yang digunakan untuk membuat besi cair. Pabrik baja mengubah bijih besi menjadi bijih sinter di pabrik sinter dan mengubah batu bara menjadi kokas mentah di oven kokas.
Produksi baja kemudian membuang bahan yang telah diproses ke dalam tanur tinggi. Tungku ini memanaskannya hingga 1200°C dengan udara panas yang dipaksakan oleh tuyeres dari bawah. Proses ini menghasilkan besi cair dengan mengoksidasi kokas dan mereduksi bijih yang disinter. Lihatlah diagram di atas.
Persiapan oven kokas
Beberapa oven terdiri dari baterai kokas dalam produksi baja. Sebelum "Bagaimana baja dibuat" mengisi daya dalam tungku kokas, tungku ini menghancurkan dan mencampur batu bara. Setelah itu, produksi baja mengirimkan batu bara yang telah dicampur dengan kendaraan pengangkut ke setiap oven.
Proses ini memanaskan batu bara hingga 1.800°F di dalam oven kokas hingga 18 jam. Proses ini mendorong batu bara menjadi gas selama periode ini, meninggalkan bentuk karbon murni yang dikenal sebagai "kokas."
Ketika produksi baja mengekspos kokas ke oksigen, kokas langsung menyala dan terbakar. Ketika proses tersebut mendorong kokas keluar dari tungku dan masuk ke dalam gerbong kereta api, kokas akan didinginkan untuk mendinginkan dan menghentikan proses pembakaran.
Setelah pendinginan, "bagaimana baja dibuat" menyimpan kokas ke dalam dermaga batu bara. Setelah itu, batubara diangkut ke fasilitas penyaringan dan ukuran sebelum dimasukkan ke dalam tanur sembur.
Sintering
Sintering adalah teknik aglomerasi termal untuk serbuk bijih besi dalam proses produksi baja. Proses ini memulihkan produk pembuatan besi, fluks, bahan pembentuk terak, dan bahan bakar padat.
Tujuan dari proses sintering adalah untuk menciptakan produk dengan sifat yang sesuai untuk dimasukkan ke dalam blast furnace.
Proses ini telah diselidiki secara ekstensif untuk menentukan kondisi ideal untuk mendapatkan kualitas sinter yang paling baik. Proses sintering menyoroti bahwa campuran mengalami sekali butiran dan diumpankan ke untaian sinter.
Pada suhu 1300-1480 ° C, "bagaimana baja dibuat" melelehkan campuran sinter. Ini menciptakan kue sinter melalui serangkaian proses. Dan kemudian dimasukkan ke dalam tanur sembur untuk membuat besi kasar.
Blast Furnace
Produksi baja pertama-tama dan terutama membutuhkan besi dan karbon. Besi sendiri tidak terlalu kuat, tetapi kandungan karbon yang rendah - kurang dari 1%, tergantung pada jenis baja - memberikan kualitas yang sangat penting.
Baja mendapatkan karbon dari batu bara dan besinya dari bijih besi. Di sisi lain, bijih besi menggabungkan besi, oksigen, dan komponen lainnya. Baja dibuat dengan memisahkan besi dari oksigen dan menambahkan sedikit karbon.
Namun, proses tersebut melelehkan keduanya pada suhu tinggi dengan adanya oksigen dan batu bara yang disebut kokas.
Bijih besi melepaskan oksigen pada suhu tinggi, diangkut oleh karbon dari kokas dalam karbon dioksida.
Fe_2 O_3(s) + 3 CO(g) → 2 Fe(s) + 3 CO_2(g)
Reaksi ini terjadi karena karbon dioksida memiliki tingkat energi yang lebih rendah daripada oksida besi. Selain itu, proses ini membutuhkan suhu tinggi untuk mencapai energi aktivasi. Ini memiliki kandungan karbon yang sangat tinggi. Selain itu, sejumlah kecil karbon yang digabungkan dengan besi merupakan perantara sebelum menjadi baja.
Pembuatan Baja
Kendaraan torpedo mengangkut besi cair ke pabrik baja, memompanya ke dalam konverter. Dan kemudian "Bagaimana baja dibuat" meledakkan konverter dengan oksigen, membakar semua kotoran. Hanya baja cair murni yang tersisa.
Pengecoran terus menerus
Proses "Bagaimana baja dibuat" menuangkan logam cair ke dalam mesin pengecoran. Proses pengecoran kontinu ini menghasilkan billet, mekar, atau lempengan. Proses ini mengurangi kebutuhan akan rolling mill primer dan menengah, lubang perendaman, dan cetakan ingot dalam jumlah besar untuk disimpan dan digunakan.
Proses ini juga meningkatkan hasil produk yang dapat digunakan dari berat baja yang diberikan. Proses ini dilakukan dengan mengolahnya menjadi bentuk setengah jadi yang lebih mendekati produk jadi.
Sebuah derek di atas kepala mengangkut sendok baja ke fasilitas pengecoran kontinu. Setelah perlakuan awal, yang mungkin termasuk pengadukan dengan gas inert. Namun, mulut sendok yang terbuka ditutupi oleh tutup isolasi untuk membatasi kehilangan panas.
Produksi baja mengangkat seluruh perangkat ke atas turret yang berputar melalui derek. Pengecoran berurutan sekarang dapat dilakukan dengan baja dengan kualitas yang sama tanpa menghentikan mesin. Hal ini juga merupakan komponen pemangkasan biaya yang signifikan.
Namun demikian, proses produksi baja menghubungkan tabung kedap gas ke bagian luar nosel sendok sebelum proses pengecoran. Mekanisme ini mencegah baja cair menyerap terlalu banyak oksigen dan nitrogen dari udara.
Setelah itu, proses "Bagaimana baja dibuat" membuka nosel sendok. Dan kemudian memungkinkan baja mengalir dengan kecepatan yang diatur dari sendok ke dalam tundish. Setelah itu, sebuah reservoir memasok cetakan tembaga berpendingin air untuk proses pengecoran.
Baja diseret ke bawah dari bagian bawah cetakan melalui jaringan rol pendukung yang melengkung. Setelah itu, mesin ini menyemprotkan air hingga muncul secara horizontal sebagai lempengan baja padat dari ujung pembuangan mesin.
Kerusakan ingot
Proses "Bagaimana baja dibuat" bergantung pada teknologi penggulungan langsung perendaman ingot baja, yang meliputi langkah-langkah berikut:
- Proses ini menerapkan model kondisi termal ingot baja sebagai landasan teoretis.
- Ketika air disemprotkan ke bagian atas dan bawah ingot baja secara bersamaan, maka akan mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan penuangan ingot baja. Dan kemudian menyelesaikan pemuatan tungku.
- Proses produksi melakukan pemuatan tungku dan pemuatan tungku padat menurut kelompok. Ini menciptakan rana cerobong tipe tertutup, katup udara dan gas tertutup, dan rana cerobong udara dan gas tertutup. Terakhir, proses menggulung ingot baja setelah periode perendaman berlalu.
Finishing
Praktik mengubah permukaan suatu benda untuk meningkatkan estetika dan umur panjangnya dikenal sebagai pelapisan logam. Elektroplating membentuk lapisan permukaan logam yang tipis di atas logam lain melalui elektrodeposisi.
Penempaan Primer
Tahap finishing mencetak potongan-potongan tuangan kasar menjadi bentuk-bentuk dengan pengerolan panas pada fase ini. Ini menghilangkan cacat bentuk dan menghasilkan kualitas baja yang dibutuhkan. Metode ini dapat menciptakan pipa yang mulus, barang yang panjang dan datar, dan berbagai barang khusus.
Pembentukan Sekunder
Pelapisan, perlakuan panas, penyambungan, pengepresan, pengeboran, permesinan, dan pemukau adalah proses sekunder yang memberikan bentuk akhir pada baja.
Kesimpulan
Di atas segalanya, kita telah membahas keseluruhan proses "Bagaimana baja dibuat". Artikel ini akan sangat membantu jika Anda sedang mengerjakan proyek baja. Anda mungkin juga membutuhkan saran ahli tentang metode apa yang harus digunakan atau seperti apa baja untuk dimanfaatkan.