Pelat & Coil

Proses produksi baja tahan karat

Produksi baja tahan karat terutama mencakup peleburan baja kasar, penggulungan panas, penggulungan dingin, dan tahapan lainnya. Berikut ini adalah penjelasan umum mengenai proses produksi baja tahan karat:

1. Proses peleburan baja kasar baja tahan karat

Saat ini, proses peleburan untuk memproduksi baja tahan karat di seluruh dunia terutama dibagi menjadi metode satu tahap, dua tahap, dan tiga tahap, serta metode produksi terintegrasi baru. Peleburan satu tahap adalah: besi cair + AOD (tungku pemurnian argon-oksigen); metode dua tahap adalah: EAF (tungku busur listrik) + AOD (tungku pemurnian argon-oksigen). Metode tiga tahap adalah: EAF (tungku busur listrik) + AOD (tungku pemurnian argon-oksigen) + VOD (tungku pemurnian vakum). Selain beberapa proses produksi tradisional, proses produksi terintegrasi saat ini—yakni proses produksi dari besi cair langsung menjadi baja tahan karat—juga diadopsi oleh banyak perusahaan. Proses produksinya adalah: RKEF (tungku putar-tungku listrik) + AOD (tungku pemurnian argon-oksigen).

2. Proses penggulungan panas baja tahan karat

Proses penggulungan panas baja tahan karat menggunakan lempengan (terutama lempengan hasil pengecoran kontinu) sebagai bahan baku, dan setelah dipanaskan, diolah menjadi baja strip melalui unit penggulungan awal (rough rolling units) dan unit penggulungan akhir (finishing units). Strip baja panas yang keluar dari pabrik penggulungan terakhir pada tahap penggulungan akhir didinginkan hingga suhu yang telah ditetapkan melalui aliran berlapis (laminar flow), kemudian digulung menjadi kumparan baja oleh mesin penggulung (coiler). Kumparan baja yang telah didinginkan memiliki lapisan skala oksida di permukaannya dan berwarna hitam, yang umumnya dikenal sebagai "kumparan baja tahan karat hitam". Setelah mengalami proses anil dan pelarutan asam (pickling), permukaan teroksidasi tersebut dihilangkan, menghasilkan "kumparan baja tahan karat putih". Sebagian besar produk penggulungan panas yang beredar di pasar baja tahan karat berupa kumparan baja tahan karat putih. Proses produksi penggulungan panas baja tahan karat secara spesifik adalah sebagai berikut:

3. Proses penggulungan dingin baja tahan karat

Setelah penggulungan panas baja tahan karat, beberapa produk baja tahan karat hasil penggulungan panas langsung digunakan oleh industri hilir, sedangkan beberapa produk hasil penggulungan panas memerlukan proses lanjutan berupa penggulungan dingin sebelum digunakan.

Penggulungan dingin baja tahan karat umumnya menggunakan produk baja tahan karat hasil penggulungan panas dengan ketebalan 3,0–5,5 mm. Setelah melalui proses penggulungan pada peralatan penggulungan dingin, dihasilkan produk baja tahan karat hasil penggulungan dingin. Saat ini, terdapat dua proses produksi utama untuk penggulungan dingin baja tahan karat, yaitu penggulungan dingin baja tahan karat satu-rangka (single-frame) dan penggulungan dingin baja tahan karat multi-rangka (multi-frame). Proses produksi spesifiknya adalah sebagai berikut:

Setelah penggulungan dingin baja tahan karat, baja tersebut harus melalui unit-anil dan unit-pickling. Anil baja tahan karat setelah penggulungan dingin bertujuan menghilangkan penguatan akibat deformasi (work hardening) melalui proses rekristalisasi guna mencapai tujuan pelunakan; sedangkan tujuan pickling adalah menghilangkan lapisan oksida yang terbentuk pada permukaan strip baja selama proses anil serta melakukan pasivasi pada permukaan baja tahan karat untuk meningkatkan ketahanan korosi pelat baja.

Proses produksi Baja Gulung Panas

1. Pemanasan billet: Billet dingin dipanaskan hingga mencapai suhu penggulungan yang sesuai melalui tungku pemanas. Suhu pemanasan bergantung pada faktor-faktor seperti komposisi, bentuk, dan persyaratan penggulungan baja tersebut. Penggulungan kasar: Billet yang telah dipanaskan dimasukkan ke unit penggulungan kasar dan digulung melalui beberapa set rol pada suhu tinggi. Tujuan penggulungan kasar adalah menyesuaikan secara awal bentuk dan ukuran penampang billet agar mendekati persyaratan target. Penggulungan antara: Billet hasil penggulungan kasar dimasukkan ke unit penggulungan antara untuk digulung lebih lanjut guna menyesuaikan kembali bentuk penampangnya.

2. Proses anil penggulungan panas: mengacu pada proses anil bahan logam setelah penggulungan panas untuk menghilangkan tegangan internalnya serta meningkatkan daktilitas dan ketangguhannya. Proses dasarnya adalah sebagai berikut: Penggulungan panas: Bahan logam diproses pada suhu tinggi untuk mendekformasinya hingga mencapai ukuran dan bentuk yang telah ditentukan. Pengasaman (pickling): Kotoran seperti karat pada permukaan logam setelah penggulungan panas dihilangkan melalui proses pengasaman.

3. Penggulungan akhir: Tujuan penggulungan akhir adalah menyesuaikan ketebalan dan lebar koil ke ukuran yang ditentukan serta menghasilkan permukaan dan bentuk yang halus pada suhu penggulungan akhir yang sesuai, sehingga sesuai dengan tujuan penggunaannya. Peralatan terbaru kami, termasuk pabrik konversi rol, pabrik double cross, dan mesin penggiling rol daring (ORG), meningkatkan produktivitas pabrik dan kualitas koil jadi melalui pengendalian bentuk crown.

4. Meja pengeluaran (run-out table) dan pengkoilan: Strip baja, setelah melewati rolling mill akhir, diteruskan ke meja pengeluaran (run-out table) di mana strip tersebut digulung. Selama proses penggulungan di meja tersebut, strip baja disemprot dengan air untuk mendinginkannya hingga mencapai suhu yang tepat guna penggulungan.

Proses produksi baja canai dingin

Alur proses produksi lembaran baja canai dingin meliputi: perlakuan panas billet (annealing), penyimpanan, penghilangan karat, penggulungan, perendaman dalam larutan penghilang kotoran (pickling), canai dingin, modifikasi larutan pickling, pemotongan strip baja, perlakuan tempering, dan pengemasan akhir.

1. Gulungan baja yang dikirim dari pabrik strip canai panas didinginkan dan disimpan di gudang gulungan baja di depan unit perendaman (pickling unit) sesuai jenis dan spesifikasinya, kemudian gulungan baja tersebut dikirim ke konveyor gulungan baja pada bagian umpan unit perendaman sesuai rencana.

2. Gulung kembali, las, bersihkan secara mekanis, dan rendam dalam tangki pengasaman pada unit untuk menghilangkan lapisan oksida besi di permukaan baja strip, kemudian bilas. Sebagian besar baja strip memerlukan penggulungan dan perlakuan lanjutan tanpa sambungan (continuous), sedangkan baja strip yang digulung secara konvensional tidak mengalami pemurnian dan pelumasan setelahnya.

3. Ketika lembaran baja hasil penggulungan dingin digulung tanpa sambungan (continuous), gulungan baja disimpan melalui looper. Ketika digunakan metode penggulungan konvensional, gulungan baja dibuka pada uncoiler di bagian umpan, lalu baja strip ditarik secara berurutan melalui masing-masing stand penggulungan. Coiler di bagian keluaran kemudian menggulung kembali baja menjadi gulungan dan mengirimkannya ke unit-unit berbeda untuk diproses sesuai jenis produk.

4. Perlakuan panas (annealing) dan perataan. Untuk keperluan umum, lembaran baja canai dingin untuk proses deep drawing dan special drawing dikenakan perlakuan panas dalam tungku vertikal guna meningkatkan sifat mekanis strip. Saat meratakan lembaran baja canai dingin, dapat digunakan agen perata yang disemprotkan untuk perataan basah, atau dapat pula diterapkan perataan kering. Umumnya, jumlah perataan kurang dari 3%. Setelah proses perataan, sifat mekanis dan kualitas strip semakin meningkat. Sebagian lembaran baja canai dingin dibuka gulungannya dan dilas dalam tungku perlakuan panas kontinu, disimpan sementara dalam looper, kemudian diolah permukaannya dan dibersihkan, lalu secara kontinu masuk ke dalam tungku vertikal untuk perlakuan panas. Setelah keluar dari tungku perlakuan panas, strip tersebut diratakan kembali, dipotong tepinya setelah diluruskan, dan digulung menjadi kumparan baja sesuai berat yang ditentukan, kemudian dikirim ke gudang antara untuk penyimpanan melalui konveyor.

Proses normalisasi baja silikon non-terarah dan baja silikon terarah

Baja silikon adalah bahan magnetik lunak dan merupakan bahan paduan yang paling banyak digunakan di antara bahan-bahan magnetik. Berdasarkan arah pengaturan butir dalam produk, baja silikon dibagi menjadi baja silikon berbutir terarah dan baja silikon berbutir tak terarah. Baja silikon tak terarah kelas tinggi dan berefisiensi tinggi serta baja silikon berbutir terarah dengan induksi magnetik tinggi harus mengalami proses normalisasi selama proses produksi untuk mencapai tekstur butir dan sifat magnetik yang diperlukan.

1. Proses produksi normalisasi baja silikon non-terorientasi: 1. Baja strip dipanaskan hingga 1000℃ setelah bagian pra-pemanasan tanpa oksidasi; 2. Bagian pemanasan tabung radiasi, bagian pemanasan/pendinginan, dan bagian penahanan semuanya digunakan sebagai bagian penahanan untuk perlakuan normalisasi; 3. Bagian pemanasan/pendinginan nomor 2 digunakan sebagai bagian pendinginan di dalam tungku untuk mendinginkan baja strip hingga 850℃; 4. Penghapus udara (air wiper), bagian pendinginan kabut (mist cooling section), dan bagian semprotan air nomor 1 digunakan sebagai bagian pendinginan lambat pertama di luar tungku untuk mendinginkan baja strip hingga di bawah 750℃; 5. Bagian pendinginan jaket air (water jacket cooling section) digunakan sebagai bagian pendinginan lambat kedua di luar tungku untuk mendinginkan baja strip hingga di bawah 600℃; 6. Bagian pendinginan semprotan air nomor 2 digunakan sebagai bagian pendinginan cepat untuk mendinginkan baja strip hingga di bawah 80℃.

2. Proses produksi normalisasi baja silikon terorientasi: 1. Strip baja melewati bagian pra-pemanasan tanpa oksidasi dan dipanaskan hingga 1100℃; 2. Melewati bagian pemanasan tabung radiasi dan dipanaskan hingga 1120℃; 3. Melewati bagian pemanasan/pendinginan #1 dan didinginkan hingga 950℃; 4. Bagian equalisasi dan bagian pemanasan/pendinginan #2 keduanya berfungsi sebagai bagian equalisasi untuk perlakuan normalisasi; 5. Dididinginkan secara cepat hingga 550℃ di bagian pendinginan kabut; 6. Akhirnya didinginkan hingga di bawah 80℃ di bagian semprotan air #1.

3. Penelitian tentang pengurangan kehilangan baja pada baja silikon berorientasi. Langkah utama untuk lebih mengurangi kehilangan besi pada baja silikon berorientasi meliputi penyempitan domain magnetik (yang lebih efektif dalam mengurangi kehilangan besi pada baja Hi-B dan produk dengan ketebalan ≤0,23 mm), peningkatan kandungan silikon, pengurangan ketebalan pelat baja, serta pengurangan ukuran butir rekristalisasi sekunder. Karena kandungan silikon dalam baja silikon terlalu tinggi, hal ini mudah menyebabkan kemampuan deformasi dingin memburuk, sehingga tingkat pengurangan kehilangan besi melalui peningkatan kandungan silikon terbatas. Oleh karena itu, tujuan utama pengurangan kehilangan besi adalah penyempitan domain magnetik dan pengurangan ketebalan pelat baja.

4. Suhu pemanasan ingot baja harus berada pada kisaran 1360–1380 ℃ (suhu larut sempurna MnS dalam keadaan kesetimbangan adalah 1320 ℃).

Alur proses pembuatan pelat baja

Terutama mencakup langkah-langkah berikut:

1. Proses produksi kokas: Operasi kokas adalah proses pencampuran dan penghancuran batu bara kokas menjadi tungku kokas, kemudian didestilasi untuk menghasilkan kokas panas dan gas tungku kokas.

2. Proses produksi sinter: Operasi sinter dilakukan dengan mencampur dan menggranulasi bijih besi berbentuk bubuk, berbagai fluks, serta kokas halus, lalu memasukkannya ke dalam mesin sinter melalui sistem distribusi. Kokas halus dinyalakan oleh tungku pengapian, dan reaksi sinter diselesaikan dengan menghisap udara melalui kipas ekstraksi. Bijih sinter bersuhu tinggi dihancurkan, didinginkan, dan diayak, kemudian dikirim ke tanur tiup sebagai bahan baku utama untuk peleburan besi cair.

3. Proses produksi tanur tiup: Operasi tanur tiup dilakukan dengan memasukkan bijih besi, kokas, dan fluks ke dalam tanur dari bagian atas tanur tiup, kemudian meniupkan udara panas bersuhu tinggi melalui nosel tiup di bagian bawah tanur guna menghasilkan gas pereduksi, mereduksi bijih besi, serta menghasilkan besi cair dan terak.

4. Proses produksi konverter: Pabrik baja pertama-tama mengirimkan baja cair hasil peleburan ke stasiun pra-perlakuan untuk desulfurisasi dan depoforasi. Setelah proses tiupan konverter, baja cair dikirim ke stasiun perlakuan pemurnian sekunder (stasiun penghilangan gas vakum RH, stasiun tiupan ladle melalui injeksi ladle, stasiun dekarbonisasi dengan tiupan oksigen vakum VOD, stasiun pencampuran STN, dll.) untuk berbagai perlakuan sesuai karakteristik dan persyaratan kualitas jenis baja yang dipesan, serta penyesuaian komposisi baja cair. Akhirnya, baja cair dikirim ke mesin pengecoran kontinu untuk billet baja besar dan billet baja datar guna dicor menjadi produk setengah jadi berupa billet baja bersuhu tinggi. Setelah pemeriksaan, pengamplasan atau pembakaran cacat permukaan, produk tersebut dapat langsung dikirim ke proses hilir untuk digulung menjadi produk akhir seperti strip baja, batang kawat, pelat baja, gulungan baja, dan lembaran baja.

5. Proses produksi pengecoran kontinu: Operasi pengecoran kontinu adalah proses mengubah baja cair menjadi billet baja. Baja cair yang telah diproses di hulu diangkut ke meja putar dalam sebuah ladle baja, kemudian dibagi menjadi beberapa aliran oleh distributor baja cair dan disuntikkan ke dalam cetakan berbentuk tertentu. Proses pendinginan dan pembekuan pun dimulai, membentuk embrio coran dengan kulit luar yang telah memadat dan inti berupa baja cair di bagian dalamnya. Embrio coran tersebut kemudian ditarik ke dalam saluran pengecoran berbentuk busur dan terus mengalami pembekuan setelah pendinginan sekunder hingga sepenuhnya memadat. Setelah diluruskan, embrio coran dipotong menjadi balok-balok sesuai panjang pesanan. Bentuk persegi merupakan embrio baja besar, sedangkan bentuk pelat merupakan embrio baja datar. Produk setengah jadi ini dikirim ke pabrik penggilingan (rolling mill) untuk digilas setelah menjalani perlakuan permukaan embrio baja sesuai kebutuhan.

6. Proses produksi billet kecil: Embrio baja besar dihasilkan oleh mesin pengecoran terus-menerus, kemudian dipanaskan, dibersihkan dari karat, dibakar, digiling kasar, digiling halus, dan dipotong untuk menghasilkan embrio baja kecil dengan penampang 118 mm × 118 mm. Sebanyak 60% embrio baja kecil tersebut kemudian diperiksa dan digiling untuk menghilangkan cacat permukaan, lalu disuplai ke pabrik batang dan kawat guna digulung menjadi produk baja batang, gulungan kawat, dan baja batang lurus.

7. Proses produksi baja canai panas: Canai panas berarti bahan harus dipanaskan selama atau sebelum proses penggulungan. Umumnya, penggulungan dilakukan hanya setelah bahan dipanaskan hingga di atas suhu rekristalisasi. Ciri-ciri produk canai panas: Produk canai panas memiliki sifat unggul seperti kekuatan tinggi, ketangguhan baik, mudah diproses dan dibentuk, serta daya las yang baik; sehingga produk ini banyak digunakan dalam industri manufaktur seperti kapal, mobil, jembatan, bangunan, mesin, dan bejana bertekanan.

8. Proses produksi kawat: Operasi produksi pabrik kawat adalah memanaskan billet kecil di tungku pemanas, kemudian menggulungnya melalui unit penggilingan kasar, unit penggilingan menengah, mesin penggilingan akhir, dan mesin pembentuk reduksi, lalu menggulungnya menggunakan mesin penggulung, selanjutnya mengangkutnya di atas sabuk konveyor pendingin dan mengirimkannya ke area finishing untuk proses akhir.

9. Proses produksi pelat baja: Operasi produksi pelat baja menggunakan billet datar sebagai bahan baku. Billet datar dipanaskan hingga 1200°C di dalam tungku pemanas, kemudian digulung, didinginkan, diratakan, dan dipotong (dengan nyala api) untuk menjadi produk jadi. Alur proses utama pembuatan pelat baja tersebut di atas. Perlu diperhatikan bahwa pelat baja yang berbeda mungkin memerlukan proses tambahan, seperti perlakuan permukaan, perlakuan panas, dan lain-lain, guna memenuhi persyaratan aplikasi tertentu.