I. Pendahuluan
Baja tahan karat dikembangkan di Jerman, Inggris dan Amerika Serikat hampir secara bersamaan, karena baru hanya 70 tahun berlalu sejak mulai digunakan sebagai bahan baru dalam bidang industri, dapatlah dikatakan baja tahan karat merupakan campuran logam yang masih muda. Pada mulanya, baja tahan karat dikembangkan dengan maksud untuk keperluan peralatan perang akan tetapi sedikit demi sedikit berubah menjadi bahan yang mutlak diperlukan dalam industri kimia. Berkembangnya baja tahan karat menjadi bahan yang diperlukan dalam produksi barang tahan lama bagi para konsumen, bukanlah hasil upaya beberapa gelintir orang saja. Akan tetapi merupakan gabungan daya upaya banyak orang, baik mereka yang terkenal maupun yang tidak dikenal.
Peranan Jepang dalam penemuan baru dan pengembangan baja tahan karat pada fase awal untuk keperluan industri sangatlah kecil, tetapi peranannya selama masa perkembangan selanjutnya dan dalam memajukan teknologi mutakhir untuk produksi massa baja tahan karat, sangat besar.
Berikut ini akan diuraikan tentang sejarah, perubahan dalam jumlah produksi, kemajuan dalam teknologi manufacturing, penyempurnaan dalam aplikasinya dan produk-produk baru baja tahan karat.
2. Status Baja Tahan Karat Pada Masa Sekarang
2.1 Sejarah Singkat
Akan lebih tepat bila dikatakan bahwa baja tahan karat adalah hasil gabungan upaya beberapa ahli peneliti, yang mengembangkannya sampai menjadi apa yang adasekarang, daripada mengatakannya sebagai penemuan seseorang. Malahan sekarangpun, para peneliti masih terus mencurahkan tenaganya untuk memperbaiki mutu baja tahan karat, mengembangkan campuran-campuran logam baru dan metoda-metoda baru dalam manufacturingnya.
Dalam menengok kembali ke belakang jalannya sejarah besi dan baja, di sebuah kuil kuno di India yang telah berumur sekitar 1,500 tahun terdapat beberapa pilar atau tiang yang tidak memperlihatkan adanya tanda-tanda pengaratan dan pengikisan. Melihat hal ini, para ilmuwan mulai memikirkan sebab-sebab dari fenomena ini. Diantaranya adalah M. Faraday, ahli terkenal dalam bidang elektromagnetik. Katanya, dialah orang pertama yang melakukan penelitian tentang "karat" campuran logam besi rendah. Ini terjadi 150 tahun yang lalu. Delapan puluh tahun kemudian, pada awal tahun 1900-an, dasar-dasar bagi baja tahan karat telah diletakkan, walaupun pada mulanya percobaan-percobaan dilakukan untuk keperluan militer. Dalam tahun 1906, M.C. Guillet dari Perancis mengumumkan hasil penelitiannya dalam bidang metalurgi pada baja austenic Fe-NiCr, dan dalam tahun 1908, P. Monnartz dan W. Borchers, keduanya dari Jerman, menemukan fenomena pasifitas (passivity). Dalam tahun 1911, mereka mengumunkam teori pasifitas mereka pada campuran logam Cr tinggi, tetapi penelitian yang rnembuka zaman baru ini tidak mendapat tanggapan baik, baik dari kalangan akademis maupun industri.
Beberapa tahun kemudian, Inggris, Amerika Serikat (A.S.) dan Jerman mengembangkan tiga macam baja tahan karat hampir secara serempak. Mereka adalah, orang Inggris bernama H. Brearley yang mengembangkan campuran logam yang sekarang disebut AISI 420, dan seorang Amerika bernama C. Dantsizen dan lainlainnya mengembangkan dasar-dasar bagi campuran logam yang sekarang disebut AISI 430. dan orang Jerman yaitu E. Maurer dan B. Strauss dart Krupp mengembangkan bentuk orisinal baja tahan karat 18-8. Dan selanjutnya selama perioda 10 sampai 15 tahun, baja tahan karat yang setabil yang mengandung Mo, Cu, Nb dan Ti, dan baja tahan karat yang dikeraskan dengan pH 17-4 atau presipitasi lainnya dikembangkan dan dikomersilkan secara berurutan.
Table 1 memperlihatkan sejarah singkat perkembangan baja tahan karat
Sementara itu, dalam menelaah teknologi manufacturing yang membawa pembaharuan, yang pertama-tama harus dihargai adalah proses pembuatan baja oksigen yang memungkinkan pemakaian serbaguna bahan rongsokan baja tahan karat dalam bidang pemurnian baja dalam tahun 1940-an (terutama berkat penelitian-penelitian yang dilakukan oleh D.C. Hilty). Lebih dari 20 tahun berikutnya, yaitu tahun-tahun yang penuh kesukaran, dikembangkan proses VOD dan AOD yang membuka zaman bane, sebagai teknologi proses pemurnian sekunder. Hal ini telah membuka jalan bagi produksi baja tahan karat secara besar-besaran. Dalam bidang teknologi pencanaian/penggilingan baja (rolling technology), terdapat multi-stage rolling mill (20-high cold rolling mill) yang diciptakan oleh T. Sendzimir, dan teknologi pengecoran secara kontinyu yang ditemukan pada awal tahun 1950-an dan dikomersilkan pada tahun 1960-an, yang semuanya mempunyai andil besar dalam menurunkan biaya produksi.
2.2 Produksi Baja Tahan Karat
Gambar 1 memperlihatkan perubahan produksi baja tahan karat mentah oleh Jepang dan negara-negara maju yang besar lainnya.
Gambar 1. Produksi Baja tahan karat dari negara maju.
Hasil produksi baja tahan karat mentah Jepang dalam tahun 1970 melebihi 1,500,000 ton, lebih in dari 30 persen produksi total seluruh dunia, dalam bidang ini melebihi Amerika. Dalam tahun 1988 mencapai jumlah total 3,500,000 ton, dan tetap mempertahankan posisinya sebagai penghasil baja terbesar di dunia sampai sekarang.
Hasil produksi oleh negara-negara dari dunia bebas pada tahun 1960 berjumlah total 2,150,000 ton, dan 4,950,000 ton pada tahun 1972, dan 8,000,000 ton dalam tahun 1984-1986. Rasio kecepatan pertumbuhan produksi secara berkala adalah 8.7 persen dalam tahun 1960-1970, 4.7 persen dalam tahun 1970-1980, dan 3.6 persen dalam tahun 1980-1984. Dalam tahun 1985-1986 tercatat kecepatan pertumbuhan yang negatif, tetapi dalam tahun 1987 tercapai kecepatan pertumbuhan yang tinggi sampai 16.7 persen, yang tetap dipertahankan sampai sekarang.
Permintaan baja tahan karat meningkat setiap tahun, tetapi hanya mencapai jumlah 1 persen dari hasil produksi baja mentah seluruh dunia. Pada tahun 1987, permintaan baja berhasil naik sedikit saja, sampai 2 persen dari basil produksi baja mentah. Karenanya harapan meningkatnya permintaan baja tahan karat di masa mendatang adalah besar.
3. Teknologi Manufacturing Baja Tahan Karat
Tabel 2 dan Gambar 2 memperlihatkan proses dasar manufacturing pelat-pelat baja tahan karat (nama proses dan fasilitas) dalam industri baja tahan karat moderen. Berikut ini adalah teknologi manufacturing (teknologi pembuatan dalam pabrik).
3.1 Teknologi Pemurnian (Refining)
Bahan utama baja tahan karat adalah Cr. Karena itu tak perlu dikatakan lagi tingkat dan kandungan carbon dalam Ferro-Cr, yaitu bahan mentah baja tahan karat, sangat menentukan mutu dan teknologi baja tahan karat. Karena itu, inti dari teknologi pemurnian adalah bagaimana caranya menghilangkan unsur carbon (decarburisasi) dari Ferro-Cr dengan kadar carbon tinggi yang harganya murah, secara efisien.
Proses decarburisasi (penghilangan unsur carbon) berlangsung sebagai berikut.
2 02 + 3 Cr______________ Cr,O, (Oksidasi)
(Penghembusan Oksigen)
Cr,O, + 4[C]___________ 3 [C] + 4 CO (Decarburisasi)
Gambar 3 memperlihatkan gambar bagan prinsip metoda pemurnian baja tahan karat. Karena pada zaman dahulu proses decarburisasi, desulfurisasi dan deoksidasi pada pemurnian dan pembuatan baja dilakukan dalam satu tungku lebur (tungku lengkung listrik), maka decarburisasi dan pemurnian dengan kemurnian tinggi sangat sukar dilakukan. Sekitar tahun 1965, proses pemurnian sekunder yang diwakili oleh proses VOD (Vacuum Oxygen Decarburization) dan AOD (Argon-Oxygen decarburization) telah ditetapkan, dengan mengembangkan teknologi pengadukan (stirring) gas Argon dengan menggunakan sumbat berpori.
Comments