Sebelum mempelajari lebih dalam struktur baja sebaiknya mengenal terlebih dahulu apa itu baja

1. PERTEMUAN 1
MATERIAL BAJA
2022
STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
1
Program Permata

2. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
2
Program Permata
• Besi (Fe) merupakan salah satu logam yang mempunyai
peranan yang sangat besar dalam kehidupan manusia,
terlebih-lebih di zaman modern seperti sekarang.
Kelimpahannya juga sangat besar, 50.000 ppm atau 5% dan
merupakan jenis logam terbanyak kedua di kulit bumi.
Karena kelimpahannya yang sangat besar itulah maka besi
banyak digunakan dalam kehidupan sehari hari dan industri
konstruksi.
• Besi berada dalam bentuk senyawanya, terutama sebagai
bijih besi, yang mengandung Fe2O3 (hematite), Fe2O3.H2O
(limonit), Fe3O4 (magnetic), FeCO3 (siderite), dan FeS2
(pirit).
PENDAHULUAN

3. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
3
Program Permata
• Besi adalah unsur kimia dengan simbol Fe (dari bahasa
Latin: ferrum) dan nomor atom 26. Merupakan logam dalam
deret transisi pertama.[3] Ini adalah unsur paling umum di
bumi berdasarkan massa, membentuk sebagian besar bagian
inti luar dan dalam bumi.

4. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
4
Program Permata
• Besi murni umumnya terdapat pada
pertambangan yang mana bentuk dari besi
sendiri bisa berupa pasir maupun biji (biji besi).
• Besi tidak bisa langsung digunakan, namun
harus melalui pengolahan dan penambahan
unsur. Hal yang sering terjadi di kalangan
umum ialah penyebutan besi dan baja.
• Besi sering didefinisikan sebagai logam yang
dapat diproses atau diolah kembali, sedangkan
baja atau waja ialah logam dengan kekerasan
yang lebih tinggi, biasanya berwarna hitam dan
sulit untuk diolah
BESI DAN BAJA

5. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
5
Program Permata
• Baja ialah pengolahan lanjut dari besi yang dipadukan dengan unsur
lain, seperti karbon.
• Untuk dapat disebut sebagai baja, unsur besi harus mengandung
karbon, antara 0.2% hingga 2.1% dari berat baja . Unsur yang sering
dipadukan dengan besi antara lain karbon, sulfur, mangan, fosfor, dan
sebagian kecil oksigen, nitrogen. Selain ada unsur lain yang
ditambahkan untuk menambah sifak mekanik dari baja diantaranya,
mangan, nikel, krom, boron, titanium dan lain sebagainya.
BESI DAN BAJA

6. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
6
Program Permata
Sumber you tube
PENGGUNAAN BAJA

7. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
7
Program Permata
BESI DAN BAJA

8. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
8
Program Permata
Sumber you tube
JALUR PROSES PRODUKSI BAJA

9. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
9
Program Permata
Menghilangkan oksigen dari bijih
besi mengambil besinya saja
JALUR PROSES PRODUKSI BAJA
Sumber you tube
Pig iron
Pig Iron/ besi babi

10. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
1
Program Permata
Blast Furnace
Blast Furnace akan menghasilkan hasil utama berupa slag, off-gas, dan pig iron. Slag merupakan
suatu produk blast furnace yang mengandung pengotor-pengotor seperti oksida dan silikat, yang
mana kadar besi harusnya sangat kecil. Biasanya, slag akan ditumpuk di suatu tempat sebagai
pembuangan. Produk selanjutnya adalah gas buang yang mengandung karbon dioksida, karbon
monoksida, dan gas sulfur yang mana semuanya adalah gas-gas rumah kaca yang harus dilakukan
penindakan secara khusus sebelum dilepaskan ke lingkungan sekitar. Produk lainnya yaitu pig iron
yang merupakan besi yang masih mengandung kadar karbon yang cukup banyak dan pengotor
lainnya yang ikut masuk kepada pig iron. Pig iron akan dilakukan pemurnian lebih lanjut
di secondary metallurgy. Berikut reaksi-reaksi utama dalam produksi logam besi dari bijih besi.
Untuk melakukan reduksi besi, dibutuhkan temperature >1000oC.
Tipikal, setiap 5-6 jam, akan dihasilkan pig iron sekitar 300-600 ton yang mana akan langsung
dilakukan transport ke bagian pemurnian dan pengaturan komposisi untuk mengatur komposisi pig
iron dan mengubahnya menjadi baja karbon, stainless steel, dan jenis baja lainnya.

11. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
1
Program Permata
BLAST FURNACE
Blast Furnace adalah salah satu jenis tungku vertikal tertua yang
digunakan untuk memproduksi besi dari bijih besi yang dicampurkan
dengan flux sebagai pengatur karakteristik slag dan kokas sebagai
reduktan yang dapat mereduksi bijih besi menjadi logam besi yang
mana material-material tersebut dimasukan melalui bagian atas
secara berkala. Sumber energi dalam pembuatan besi di dalam Blast
Furnace adalah udara yang telah dilakukan pemanasan hingga
1100oC dan dimasukan ke dalam blast furnace dengan cara
diinjeksikan. Di dalam blast furnace, sumber besi yaitu hematit dan
magenetit dapat dibentuk menjadi pellet, sinter, maupun dari scrap
yang mengandung kadar besi cukup banyak yang mana tidak ada
perbedaan yang cukup signifikan dalam kualitas besi yang dihasilkan.

12. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
1
Program Permata
PROSES PRODUK BAJA
1. Bijih Besi
Sektor paling hulu dari industri ini dalam penambangan bijih
besi sebagai bahan baku utama. Selanjutnya, bijih besi yang
terkumpul melalui proses ore dressing menghasilkan
konsentrat (iron ore concentrate).
2. Konsentrat Bijih Besi
Konsentrat dari bijih besi kemudian diolah dalam proses
aglomeration untuk menghasilkan yang namanya pellet dan
sinter. Pellet dan sinter ini diketahui digunakan sebagai bahan
baku pembuatan besi (iron making) dan melalui proses
kemudian menghasilkan sponge iron, hot bricket iron, hot
metal, dan pig iron. Di Indonesia, kapasitas produksi bijih besi
menjadi besi spons adalah 315 ribu ton per tahun.

13. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
1
Program Permata
Pig iron dihasilkan melalui proses reduksi tak langsung, seperti blast
furnace. Setelah bijih besi diolah menjadi butiran-butiran besi oksida
(pellet) selanjutnya akan melewati proses reduksi dan peleburan—bersama
kokas dan kapur dengan suhu dan tekanan tinggi—hingga terbentuk logam
besi cair bersuhu tinggi (hot metal) yang kemudian dicetak menjadi pig
iron. Proses ini telah dibahas dalam artikel Proses Pembuatan Bijih Besi
Menjadi Besi Kasar (2).
Pig iron biasanya berbentuk batangan kecil; tidak berpori dan relatif padat.
Dibandingkan besi spons, kandungan besinya relatif lebih rendah,
sementara kandungan karbon (C)-nya sangat tinggi (±3,5-4,5%). Pig iron
juga mengandung sedikit silikon (Si), mangan (Mn), sulfur (S), fosfor (P)
serta sejumlah kotoran. Komposisi ini membuat pig iron cenderung rapuh
dan tidak stabil sehingga memerlukan proses pemurnian lanjutan untuk
menjadi material yang jauh lebih kuat dan dapat diaplikasikan dalam
bidang konstruksi—besi tempa, besi tuang, dan baja.
PROSES PRODUK BAJA

14. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
1
Program Permata
Sponge iron dihasilkan dari pellet melalui proses reduksi langsung
(direct reduction) dengan agen pereduksi berupa gas hidrogen (H)
dan karbon monoksida (CO) pada suhu di bawah titik leleh besi.
Artinya, bijih besi tidak melalui proses peleburan. Berdasarkan
prosesnya sponge iron juga dikenal sebagai burnt pellet atau DRI
atau Direct Reduction Iron (besi hasil reduksi langsung).
Sponge iron biasanya berbentuk butiran kira-kira sebesar
kelereng; lebih kaya akan kandungan besi dan hanya sedikit
mengandung karbon (rata-rata 0,2%), silikon, mangan, sulfur
maupun fosfor. Besi spons memiliki banyak lubang atau berpori-
pori seperti bunga karang (spons)—dari sinilah namanya diambil.
Sponge iron dapat langsung diproduksi menjadi besi tempa untuk
material furnitur dan berbagai perkakas.
PROSES PRODUK BAJA

15. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
1
Program Permata
PRODUK BAJA: FLAT PRODUCT DAN LONG PRODUCT
• Pengolahan bijih besi akan menghasil tiga jenis produk besi baja,
diantaranya flat product, long product, dan stainless steel. Masing-
masing jenis produk besi memiliki produk induk yang bisa diturunkan dan
diolah menjadi produk lainnya.
• Produk induk dari flat product adalah slabs (lempengan) yang bisa diolah
menjadi produk turunan berupa besi lembaran atau plat besi.
• Long product memiliki produk induk berupa billets dan blooms. Produk-
produk induk ini biasa dikenal sebagai produk setengah jadi karena dalam
prosesnya produk-produk ini akan dibentuk lagi menjadi produk siap
pakai.

16. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
1
Program Permata
a. Slab
• Slab merupakan batang baja yang mengalami proses hot-rolled (giling) hingga
membentuk lembaran dengan lebar hingga 3000 mm dan ketebalan mencapai 320
mm. Produk turunan dari slab biasanya adalah hot rolled coil dan plate.
• Steel plates salah satunya produk yang dihasilkan melalui pemanasan slab. Plat besi
ini biasanya digunakan sebagai bahan utama untuk konstruksi jembatan, pembuatan
kapal, tangki, pipa besi, mesin, dan juga peralatan industri.
• Jika slab dipanaskan hingga suhu 1000F, bisa menjadi Hot-rolled sheet yang biasanya
digunakan pada aplikasi non-surface seperti rangka, roda, suspensi, dan bagian
dalam lainnya pada badan mobil atau truk. Produk ini juga biasa digunakan pada alat
pertanian, industri konstruksi, pembuatan mesin, tabung, pipa, dan rel pelindung.
• Produk turunan Cold-rolled sheet sendiri yaitu Coated sheet yang telah dilapisi seng
atau aluminium biasanya diterapkan pada aplikasi eksterior seperti peralatan rumah
tangga, roofing and siding, peralatan pemanas dan pendingin ruangan, saluran udara,
kotak saklar, serta kemasan makanan.

17. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
1
Program Permata
a. Slab

18. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
1
Program Permata
b. Billet
• Produk turunan dari billet adalah yang pertama ada Bars. Jenis bars
yang paling umum di pasaran adalah merchant bar dan reinforcing
bar. Merchant bar biasanya digunakan untuk membuat pagar,
furnitur, alat pertanian. Sedangkan Reinforcing bar tayang dikenal
dengan besi beton biasa dibuat konstruksi bangunan seperti
jembatan, jalan raya, dan gedung-gedung bertingkat.
• Selain itu billet juga juga bisa diolah menjadi Wire rod yang
merupakan golongan kawat baja dan akhirnya bisa diturunkan
menjadi Wire product yang digunakan untuk meningkatkan fungsi
dalam aspek finishing, dimensi maupun sifat fisik. Produk ini biasanya
digunakan untuk pegas, pengencangan, kawat beton, konduktor
listrik, maupun kabel struktural.
Besi bilet
Besi tulangan

19. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
1
Program Permata
c. Bloom
Bloom termasuk produk turunan dari baja
kasar. Olahannya bisa menjadi produk akhir
industri besi baja berupa heavy profile dan
rail. Selain itu, jika dihubungkan dengan billet
pada saat proses pemanasan bisa menjadi
produk structure section seperti kanal besi
Wide Flange (WF), UNP, CNP, H-Beam, dan
lainnya.

20. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
2
Program Permata
• Kelemahan utama baja sebagai bahan konstruksi adalah, baja sangat
mudah teroksidasi oleh lingkungan sekitar terlebih lagi dalam kondisi
yang lembab (dalam proses ini disebut karatan). Hasil pengkaratan
sendiri berupa lapisan berwarna coklat kehitam – hitaman yang mana
dapat mengurangi dimensi dari baja tersebut. Pelapisan besi agar tidak
langsung terpapar oleh udara sekitar menjadi solusi sementara saat baja
disimpan.
• Untuk mengurangi korosif yang ada pada baja dapat di lakukan dengan
pelapisan menggunakan cat, pembalutan dengan plastic, tin plating,
galvanisasi, chromium plating, serta pengorbanan anode.

21. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
2
Program Permata
BAJA CANAI PANAS
Baja canai panas adalah baja yang telah mengalami proses penggulungan pada suhu di atas suhu rekristalisasinya
• Baja canai panas adalah baja yang telah mengalami proses
penggulungan pada suhu di atas suhu rekristalisasinya (biasanya
1700 ° F atau lebih besar). Dibandingkan dengan baja yang
belum diproses, bahan yang diproses menunjukkan
kemampuan bentuk dan kemampuan kerja yang lebih besar,
sehingga lebih mudah untuk dikerjakan dalam operasi
pemrosesan selanjutnya.

22. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
2
Program Permata

23. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
2
Program Permata
1. Proses penggulungan panas dimulai dengan lempengan logam persegi panjang
besar yang disebut billet.
2. Pertama, billet dipanaskan dan dikompres menjadi gulungan besar. Saat masih
panas, ia melewati serangkaian rol berputar untuk mencapai dimensi yang
diinginkan.
3. Dalam operasi produksi lembaran logam, baja yang digulung kemudian digulung
menjadi gulungan melingkar dan dibiarkan dingin. Dalam operasi produksi yang
melibatkan bentuk lain, bahan yang diproses dipotong menjadi unit yang
ditentukan dan dikemas.
BAJA CANAI PANAS

24. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
2
Program Permata
CONTOH PENGGUNAAN BAJA PROFIL CANAI PANAS

25. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
2
Program Permata
VIDEO PEMBUATAN BAJA PROFIL
DINGIN (COLD ROLLED STEEL)
Baja canai dingin adalah baja canai panas yang
telah mengalami proses tambahan untuk
meningkatkan sifat dimensi dan mekaniknya.
Selama proses pengerolan dingin, baja canai
panas yang didinginkan melewati serangkaian
rol lain pada suhu kamar. Karena bahan tidak
lagi panas dan mudah dibentuk, jumlah
tekanan yang jauh lebih tinggi diperlukan
untuk mengompresnya ke dalam bentuk yang
diinginkan.

26. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
2
Program Permata
CONTOH PENGGUNAAN BAJA PROFIL CANAI DINGIN

27. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
2
Program Permata
VIDEO PEMBUATAN BAJA PROFIL

28. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
2
Program Permata
VIDEO PEMBUATAN BAJA PROFIL
DINGIN (COLD ROLLED SECTION)

29. STRUKTUR BAJA 1 Ir. Erna Septiandini, M.T.
2
Program Permata
1. https://id.wikipedia.org/
2. https://www.grobinc.com/blog/hot-rolled-steel-vs-cold-rolled-
steel/#:~:text=Hot%20rolled%20steel%20is%20steel,with%20in%20subsequent%20processing%2
0operations.
3. sumber-sumber lain
Sumber Referensi Pertemuan 1