Apa itu Baja Wadah?

Istilah baja wadah bisa agak menyesatkan karena tidak mengacu pada produk baja tertentu melainkan pada proses produksi baja tertentu. Proses baja wadah melibatkan peleburan stok seperti besi tempa, besi tuang, dan baja melepuh dalam wadah pengecoran kecil untuk karburasi atau dekarburasi. Selama proses ini, karbon didifusikan ke dalam atau dikeluarkan dari stok untuk menghasilkan kualitas metalurgi yang optimal dalam produk jadi. Setelah peleburan, wadah dikeluarkan dari tungku dan baja dituangkan ke dalam cetakan ingot. Proses baja wadah adalah salah satu metode tertua yang didokumentasikan untuk memproduksi baja dan, meskipun telah diganti dengan metode yang lebih efisien, masih digunakan untuk memproduksi sejumlah kecil bahan berkualitas tinggi untuk aplikasi khusus.

Baja adalah kombinasi dari besi dan sejumlah kecil karbon. Kombinasi seperti ini dikenal sebagai paduan dengan aditif, karbon dalam hal ini, meningkatkan kualitas bahan dasar dan memberikan karakteristik khusus pada produk akhir. Baja, misalnya, lebih keras daripada besi tempa, kurang rapuh dari besi tuang, dan memiliki kualitas ketahanan aus dan korosi yang lebih baik daripada keduanya. Baja dapat diproduksi dengan berbagai cara, sebagian besar melibatkan peleburan stok besi dengan adanya sumber karbon. Proses ini menyebabkan sejumlah kecil karbon berdifusi ke dalam besi leleh dengan konsentrasi akhir karbon yang khas berkisar antara 0.2% hingga 2.1% tergantung pada tujuan penggunaan paduan.

Salah satu bentuk produksi baja tertua adalah proses baja wadah; dokumentasi pertama yang dapat diandalkan dari baja yang dibuat dengan wadah adalah catatan Islam abad pertengahan sekitar tahun 1050. Prinsip dasar dari wadah yang diproduksi baja berpusat di sekitar peleburan stok logam dalam bejana atau wadah yang terbuat dari berbagai bahan tahan api yang cukup kecil untuk ditangani oleh satu atau dua orang. Wadah atau cawan lebur diisi dengan berbagai logam termasuk besi tempa, besi tuang, atau baja melepuh dan dibakar di tungku khusus untuk melelehkan muatan. Bahan karbon rendah seperti besi tempa dilengkapi dengan sumber karbon seperti arang yang mengkarburasi atau memasukkan lelehan dengan karbon. Sebaliknya, bahan stok dengan kandungan karbon yang terlalu tinggi untuk pembuatan baja umum didekarburasi; ini biasanya dilakukan dengan memaparkan bahan yang meleleh ke sumber oksigen.

Proses umumnya dimulai dengan cawan lebur dipanaskan sampai panas putih dalam tungku berbahan bakar kokas atau gas di mana mereka dikeluarkan dari sumber panas, diisi dengan bahan baku, dan dikembalikan ke tungku. Mereka kemudian dibiarkan selama beberapa jam sampai bahan baku benar-benar meleleh. Cawan lebur kemudian dikeluarkan dari tungku, semua kotoran pada permukaan baja yang dilelehkan dihilangkan, dan baja dituangkan ke dalam cetakan ingot. Proses ini memakan waktu dan mahal dan sebagian besar telah digantikan oleh proses berkapasitas tinggi yang lebih ekonomis seperti tungku Bessemer. Akan tetapi, kualitas baja krusibel yang tinggi berarti bahwa proses tersebut masih digunakan untuk memproduksi baja dalam jumlah kecil untuk pasar khusus.