Teks tersebut membahas tentang proses pembuatan besi dan baja mulai dari bahan baku, jenis-jenis besi dan baja, serta proses reduksi langsung dan tidak langsung untuk memproduksi besi kasar yang kemudian diolah menjadi baja.

1. TUGAS TENGAH SEMESTER
Persentasi Baja & Besi , Jenis Baja, Bahan Dasar & Proses
Pembuatan/ Persyaratan Serta Standar Mutu
Oleh
HENGKI RISWANDI
Nim : 1021864
MT : ILMU BAHAN BANGUNAN 1
Dosen : Prima Yane Putri
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK BANGUNAN
UNIVERSITAS NEGERI PADANG
[Type text]

2. Pengertian Besi
Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak digunakan untuk kehidupan
manusia sehari-hari. Dalam tabel periodik, besi mempunyai simbol Fe dan nomor atom 26. Besi juga
mempunyai nilai ekonomis yang tinggi.
Pengertian Baja
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. Baja karbon ini dikenal sebagai baja hitam karena berwarna hitam,
banyak digunakan untuk peralatan pertanian misalnya sabit dan cangkul.
Di dunia ini mengandung begitu banyak unsur yang berbeda yang telah ditemukan manusia .Kurang
lebih ada sekitar 70 unsur. Unsur tersebut adalah besi / logam. Logam / besi tersebut seperti emas,
tembaga, dan timah . Sedangkan 20 persen unsur jenis material besi non-logam / besi, dan sisanya
adalah unsur antara logam dan non-logam. Inilah beberapa diantaranya yang merupakan unsur-unsur
logam / besi :

3. Alumunium
Ciri-ciri Alumunium : Ringan dan lembek. Dapat dibentuk menjadi logam campuran yang ringan dan kuat
yang digunakan untuk kaleng minuman, badan pesawat, kertas alumunium keperluan dapur, dan kabel
tegangan tinggi.
Tembaga
Ciri-ciri tembaga : Penghantar panas dan listrik yang baik. Digunakan untuk kabel dan pipa air.
Emas
Ciri-Ciri Emas : Lembek, amat berat dan mudah ditempa menjadi lempengan tipis. Tidak berkarat, dan
seringkali digunakan untuk dijadikan sebagai perhiasan dan lapisan yang berkilau.
Timbal
Ciri-ciri Timbal : Lembek dan berat. Digunakan dalam bentuk lembaran untuk atap kedap air, dan
beracun.
Magnesium
Ciri-ciri Magnesium : Dapat membentuk logam campuran yang ringan namun kuat bila dicampur dengan
alumunium dan zink yang digunakan untuk membuat pesawat dan mobil. Magnesium murni dapat
menghasilkan pijar putih yang cerah dan digunakan sebagai kembang api.
Air Raksa
Ciri-ciri Air Raksa : Cair pada suhu ruangan. Berat dan beracun. Digunakan dalam saklar suhu, pestisida
dan termometer.
Nikel
Ciri-ciri Nikel : Tidak mudah bernoda atau berkarat dan bersifat magnetis. Digunakan sebagai campuran
besi dan baja untuk membuatnya menjadi lebih kuat dan lebih tahan karat. Nikel juga digunakan untuk
membuat uang logam
Platina
Ciri-ciri Platina : Mudah dibentuk. Tidak berkarat. Digunakan sebagai perhiasan dan katalisator pada
knalpot untuk mengurangi polusi.
Perak
Ciri-ciri Perak : Terutama digunakan sebagai obyek hiasan dan fotografi. Lama-kelamaan bernoda bila
terkena udara, menjadi buram, dan akhirnya menjadi hitam.
Timah
Ciri-ciri Timah : Tidak berkarat. Terutama digunakan sebagai pelapis untuk menghindarkan karat, dan
juga dicampur dengan timbel untuk dibuat solder.
Tungsten
Ciri-ciri Tungsten : Kuat dan keras. Digunakan untuk kabel pijar pada bola lampu dan dalam baja khusus
untuk membentuk ujung pemotong pada gergaji dan bor.

4. Uranium
Ciri-ciri Uranium : Logam radioaktif yang langka dan biasa digunakan untuk menghasilkan energi dalam
reaktor nuklir.
Zink
Ciri-ciri Zink : Logam berwarna buram yang digunakan sebagai logam pelapis pada baja dengan cara
menyepuh (galvanisasi) untuk menghindarkan karat.
Jenis-jenis Besi Meliputi :
1.Besi Kasar
Merupakan hasil pokok dari dapur tinggi yang berasal dari reaksi reduksi atas bijih besi dengan
komposisi sebagai berikut :
- Karbon (C) = 3,85% (rata-rata)
- Mangan (Mn) = 0,9% (rata-rata)
- Phospor (P) = 0,9% (rata-rata)
- Belerang (S) = 0,025% (rata-rata)
- Silikon (Si) = 0,12% (rata-rata)
Sifat utama dari besi kasar adalah rapuh (getas). Sehingga hal ini perlu dilakukan pengolahan lebih lanjut
dengan menggunakan dapur-dapur baja dan kupola.
Pig iron dapat dibedakan dalam dua macam, yakni :
a. Besi kasar putih : Berwarna putih (mengandung 2,3 ~ 3,5% C), bersifat getas dan keras, kandungan
Mangan (Mn) masih cukup tinggi serta sulit ditempa.
b. Besi kasar kelabu : Berwarna kelabu (mengandung lebih dari 3,5% C), kandungan Si masih cukup
tinggi, kekuatan tarik lebih rendah dari besi kasar putih, mudah dituang meskipun masih cukup getas.
Besi kasar kelabu digolongkan menjadi : besi kasar kelabu muda yang mengandung 0,5 ~ 1% Si dengan
butir-butir halus serta banyak dipakai sebagai bahan pembuat silinder mesin dan jenis yang kedua yakni
besi kasar kelabu tua yang mengandung hingga 3% Si dengan butir-butir kasar serta tahan getaran.
2.Besi Beton
Besi beton diproduksi secara umum terdiri dari 3 jenis: besi beton permukaan polos (round bar),
besi beton ulir (deformed bar) dan besi beton kanal u (shape). Bahan baku besi beton adalah billet, yang
merupakan balok baja berukuran 100 x 100 mm, 110 x 110 mm, 120 x 120mm dengan panjang masing-
masing sekitar 170 mm. Bahan baku dari billet sendiri adalah besi-besi tua, skrap, serta bahan penolong
seperti kokas, grafit, lime, ferro alloys yang dilebur dengan berbagai metode. Bahan penolong tadi
digunakan untuk mendapatkan unsur carbon (C), Si (silicon), Mn (Mangan) yang akan sangat
berpengaruh pada qualitas besi beton.

5. Mutu besi beton yang baik adalah yang memiliki kekuatan tarik (standard yield strength / Ys)
minimal 24 kg / mm2. Kadar carbon berpengaruh besar kepada sifat mekanik dari besi beton. Kadar
carbon yang terlalu besar akan membuat besi beton menjadi lebih getas dan akan meningkatkan
kekerasan dan kekuatan tarik tetapi keuletannya cenderung menurun. Kadar unsur silikon berpengaruh
terhadap struktur mikro besi beton. Kadar silikon yang rendah mengakibatkan besi menjadi kropos.
Kadar unsur mangan berpengaruh besar pada keuletan besi beton. Unsur mangan yang terlalu banyak
dapat meningkatkan keuletan tetapi mengurangi kekerasan.
Jenis-jenis Baja
Baja di kelompokan menjadi 2 :
1.Baja Karbon (carbon steel)
**Baja karbon rendah (low carbon steel)
( Sifatnya mudah ditempa dan mudah di mesin Penggunaannya )
**Baja karbon menengah (medium carbon steel )
( Kekuatan lebih tinggi daripada baja karbon rendah dan sifatnya sulit untuk dibengkokkan, dilas,
dipotong )
**Baja karbon tinggi (high carbon steel)
( Sifatnya sulit dibengkokkan, dilas dan dipotong )
2.Baja Paduan (Alloy steel)
Sengaja di padukan untuk meningkatkan fungsi pada baja disesuaikan dengan kebutuhan seperti :
** Untuk menaikkan sifat mekanik baja (kekerasan, keliatan, kekuatan tarik dan sebagainya)
**Untuk menaikkan sifat mekanik pada temperatur rendah
**Untuk meningkatkan daya tahan terhadap reaksi kimia (oksidasi dan reduksi)
**Untuk membuat sifat-sifat spesial
Bahan Dasar /Proses Pembuatan Baja
Besi dan Baja merupakan logam yang banyak digunakan dalam teknik; dan meliputi 95% dari
seluruh produksi logam dunia. untuk penggunaan tertentu, besi dan baja merupakan satu-satunya
logam yang memenuhi persyaratan teknis maupun ekonomis, namun di beberapa bidang lainnya logam
ini mulai mendapat persaingan dari logam bukan besi dan bahan bukan logam. diperkirakan bahwa besi
telah dikenal manusia disekitar tahun 1200 SM.

6. Proses pembuatan besi [kasar]
Bahan utama besi dan paduannya adalah besi kasar, yang dihasilkan dalam tanur tinggi. Bijih besi
yang dicampur dengan kokas dan batu gamping (batu kapur) dilebur dalam tanur ini. Komposisi kimia
besi yang dihasilkan bergantung pada jenis bijih yang digunakan. Jenis bijih besi yang lazim digunakan
adalah hematit, magnetit, siderit dan himosit.
Hematit (Fe2O3) adalah bijih besi yang paling banyak dimanfaatkan karena kadar besinya tinggi,
sedangkan kadar kotorannya relatif rendah. Meskipun pirit (FeS2) banyak ditemukan, jenis bijih ini tidak
digunakan karena kadar sulfur yang tinggi sehingga diperlukan tahap pemurnian tambahan.
Karena di alam ini besi berbentuk oksida dan karbonat, atau sulfida sehingga hampir semua proses
produksinya diawali dengan reduksi dengan gas reduktor H2 atau CO.
1. Proses Reduksi Tidak Langsung (Indirect Reduction)
Pada proses ini menggunakan tungku tanur tinggi (blast furnace) dengan porsi 80% diproduksi dunia.
Besi kasar dihasilkan dalam tanur tinggi. Diameter tanur tinggi sekitar 8m dan tingginya mencapai 60
m. Kapasitas perhari dari tanur tinggi berkisar antara 700 – 1600 Megagram besi kasar.
Bahan baku yang terdiri dari campuran bijih, kokas, dan batu kapur, dinaikkan ke puncak tanur dengan
pemuat otomatis, kemudian dimasukkan ke dalam hopper. Untuk menghasilkan 100 Megagram besi
kasar diperlukan sekitar 2000 Megagram bijih besi, 800 Megagram kokas, 500 Megagram batu kapur
dan 4000 Megagram udara panas. Bahan baku tersebut disusun secara berlapis-lapis. tersebut disusun
secara berlapis-lapis.
Udara panas dihembuskan melalui tuyer sehingga memungkinkan kokas terbakar secara efektif dan
untuk mendorong terbentuknya karbon monoksida (CO) yang bereaksi dengan bijih besi dan kemudian
menghasilkan besi dan gas karbon dioksida (CO2). Dengan digunakannya udara panas, dapat dihemat
penggunaan kokas sebesar 30% lebih. Udara dipanaskan dalam pemanas mula yang berbentuk menara
silindris, sampai sekitar 500*C. Kalor yang diperlukan berasal dari reaksi pembakaran gas karbon
monoksida yang keluar dari tanur. Udara panas tersebut memasuki tanur melalui tuyer yang terletak
tepat di atas pusat pengumpulan besi cair.
Batu kapur digunakan sebagai fluks yang mengikat kotoran-kotoran yang terdapat dalam bijih-bijih,
dan membentuk terak cair. Terak cair ini lebih ringan dari besi cair dna terapung diatasnya dan secara
berkala disadap. Besi cair yang telah bebas dari kotoran-kotoran dialirkan kedalam cetakan setiap 5 – 6
jam.

7. Proses pembuatan besi kasar
2. Proses Reduksi Langsung (Direct Reduction)
Pada proses reduksi langsung bijih besi bereaksi dengan gas atau bahan padat reduksi
membentuk sponge iron.*Proses ini diterapkan di PT Krakatau Steel, CIlegon.* Disini bijih besi /
pellet direaksikan dengan gas alam dalam dua unit pembuat sponge iron, yang masing-masing
berkapasitas 1juta ton pertahun.
*Sponge iron yang dihasilkan PT Krakatau Steel memiliki komposisi kimia :
Fe : 88 – 91 %; C : 1,5 – 2,5%; SiO2 : 1,25 – 3,43%; Al2O3 : 0,61 – 1,63%; CaO : 0,2 – 2,1%; MgO :
0,31 – 1,62%; P : 0,014 – 0,027%; Cu : 0,001 – 0,004 %; Kotoran (oksida lainnya) : 0,1 – 0,5 %

8. Tingkat metalisasi : 86 – 90 %
Sponge Iron yang berbentuk butiran kemudian diolah lebih lanjut dalam dapur listrik. Disini
sponge iron bersama-sama besi tua (scrap), dan paduan ferro dilebur dan diolah menjadi billet
baja.
Untuk menghasilkan 63 megagram sponge iron diperlukan sekitar 100 megagram besi pellet.
Proses ini sangat efektif untuk mereduksi oksida-oksida dan belerang sehingga dapat
dimanfaatkan bijih besi berkadar rendah.
Proses pembuatan baja
Diperkenalkan oleh Sir Henry Bessemer dari Inggris sekitar tahun 1800, sedang William Kelly
dari Amerika pada waktu yang hampir bersamaan berhasil membuat besi malleable. hal ini
menyebabkan timbulnay persengketaan mengenai masalah paten. Dalam sidang-sidang
pengasilan terbukti bahwa WIlliam Key lebih dahulu mendapatkan hak paten.
William Kelly Sir Henry Bessemer

9. Karena baja adalah produk yang melalui suatu proses terlebih dahulu, maka ada material yang harus
menjadi bahan baku dalam pembuatannya. Bahan baku untuk pembuatan baja ini adalah bijih besi.
secara umum, ada 3 jenis bijih besi yang umum digunakan, yaitu:
1.Bijih Besi Primer
Umumnya berupa bijih hematite (Fe2O3) atau magnetite (Fe3O4) atau campuran diantara keduanya.
Kandungan Fe nya bervariasi (tinggi dan rendah). Jenis bijih besi primer ini merupakan bahan baku
utama untuk memproduksi besi dunia. Di Indonesia, bijih besi primer ada di Aceh, Sumbar, Bengkulu,
Lampung, Kalbar, Kalsel.
2.Bijih Besi Laterit
Jenis batuan ini berupa goethite dan limonite. Kadar Fe sekitar 40-58% karena mengandung air kristal.
Di Indonesia, terdapat di Pulau Sebuku, Gunung Kukusan (Kalsel), Pomala, Halmahera, dll.
3.Pasir Besi
Jenis batuannya adalah Titanomagnetite dan bersifat magnet kuat. Kandungan Fe sekitar 59%.
Pengolahan bijih sampai menjadi besi baja secara komersial sudah dilakukan di New Zealand dan China
Potensi Besi Di INDONESIA :

10. Proses pembuatan baja
Dewasa ini, besi kasar diproduksi dengan menggunakan blast furnace (dapur bijih besi) yang berisi
kokas pada lapisan paling bawah, kemudian batu kapur dan bijih besi. Kokas terbakar dan menghasilkan
gas CO yang naik ke atas sambil mereduksi oksida besi. Besi yang telah tereduksi melebur dan terkumpul
di bawah tanur menjadi besi kasar yang biasanya mengandung C, Si, Mn, P, dan S. Kemudian leburan
besi dipindahkan ke tungku lain (converter) dan diembuskan gas oksigen untuk mengurangi kandungan
karbon.
Dengan cara ini dapat diproses besi kasar menjadi baja sebanyak kurang lebih 300 ton dalam waktu 1
jam.
Untuk menghilangkan kembali kandungan oksigen dalam baja cair, ditambahkan Al, Si, dan Mn. Proses
ini disebut dioksidasi. Setelah dioksidasi, baja cair dialirkan dalam mesin cetakan kontinu berupa slab
atau dicor dalam cetakan berupa ingot. Slab dan ingot itu diproses dengan penempaan panas, rolling
panas, penempaan dingin, perlakuan panas, pengerasan permukaan dan lain-lain untuk dibentuk
menjadi sebuah produk atau kerangka dasar dari sebuah produk.
Proses pembuatan baja

11. Badan Standar Nasional INDONESIA
Standar ini menetapkan simbol dan klasifikasi, syarat mutu, pengambilan contoh, cara uji,
syarat lulus uji, dan penandaan untuk baja lembaran, pelat dan gulungan canai panas. Baja
lembaran gulungan canai panas (Bj P) adalah baja yang berbentuk pipih, dibuat dari baja
berbentuk slab yang dilakukan proses canai panas diatas temperatur rekristalisasi. Syarat
mutunya mencakup dimensi, komposisi kimia, sifat mekanis, sifat tampak dan bentuk. Produk
baja diberi tanda dengan simbol Bj P diikuti dengan penanda sifat atau kualitas baja sebagai
berikut : a) Bj PC adalah baja canai panas untuk komersial; b) Bj PD adalah baja canai panas
untuk penarikan (drawing quality); c) Bj PE adalah baja canai panas untuk penarikan dalam
(deep drawing quality) serta Bj PS adalah baja canai panas untuk penarikan dalam non aging
(non aging deep drawing quality).
Syarat mutu baja canai panas meliputi tebal nominal dengan kisaran 1,8 - 25,0 mm serta nilai
toleransi tebal untuk setiap tebal nominal berbasis pada parameter lebar L < 1600 mm, 1600 = L
< 2000 mm, 2000 = L 2500 mm dan 2500 = L 3500 mm, toleran ketebalan untuk dimensi lebar
dan kisaran 600 - 990 mm berbasis pada parameter ketebalan untuk produk canai panas 2,4 = t
25 mm, sedangkan untuk canai potong sisi t = 3,15; 3,15 = t < 6,0; 6,0 = t < 20 dan 20 = t 25
pada tabel 4. Toleransi panjang kisaran < 6000 - = 6300 mm untuk dimensi ketebalan 1,80 = t
25,00 pada tabel 6. Komposisi kimia di perpustakaan adalah C, Mn, P dan untuk masing-masing
mutu pada tabel 7. Sifat mekanis dapat dilihat pada tabel 8. Toleransi bentuk mencakup
kerataan permukaan, toleransi lengkung, toleransi ketinggian gelombang
Toleransi kesikuan maksimum 1%. Uji lengkung mengacu pada SNI 07-0410-1989, Cara uji
lengkung tekan logam. Batang uji sesuai dengan SNI 07-0372-1989, Batang uji lengkung untuk
bahan logam. Syarat lulus uji Bj P adalah pengujian dan pemberian tanda lulus uji dilakukan
oleh badan yang berwenang. Kelompok dinyatakan lulus uji apabila contoh yang diambil dari
kelompok tersebut memenuhi syarat mutu, apabila salah satu syarat mutu tidak terpenuhi,
dapat dilakukan uji ulang dengan jumlah contoh uji sebanyak 2 kali jumlah dari contoh yang
gagal untuk kelompok yang sama. Apabila hasil uji ulang memenuhi syarat mutu, maka
kelompok tersebut dinyatakan lulus uji.
Kelompok dinyatakan tidak lulus uji kalau salah satu syarat mutu pada uji ulang tidak
dipenuhi. Setiap Bj P gulungan dan kemasan lembaran harus diberi tanda label yang
mencantumkan nama dan logo pabrik pembuat, komoditi yang menunjukan kelas produk
spesifikasi, ukuran (tebal x lebar x panjang), nomor identifikasi (Nomor gulungan dan Nomor
leburan), jumlah lembaran dari setiap kemasan Bj P dan berat dari setiap kemasan baja
lembaran, pelat atau baja gulungan.

12. Daftar Pustaka
http://id.wikipedia.org/wiki/Besi
http://id.wikipedia.org/wiki/Baja
http://mitragunasejahtera.blogspot.com/2012/04/jenis-jenis-besi.html
http://okasatria.blogspot.com/2007/12/mengenal-fabrikasi-besi-
kasar.html#!/2007/12/mengenal-fabrikasi-besi-kasar.html
http://www.besi-permata.com/content/jenis-%E2%80%93-jenis-besi-beton-dan-proses-
produksi
http://mitragunasejahtera.blogspot.com/2012/04/jenis-jenis-baja.html
http://sariyusriati.wordpress.com/2008/10/27/pembuatan-besi/
http://sariyusriati.wordpress.com/2008/10/27/pembuatan-besi
http://bajabesi.blogspot.com/2011/02/bahan-baku-baja.html
http://bajabesi.blogspot.com/2011/02/bahan-baku-baja.html
http://www.nano.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&1112532268
Badan Standar Nasional INDONESIA