TEKNOLOGI DAUR ULANG SKRAP BESI/BAJA

Top of Form

TEKNOLOGI DAUR ULANG SKRAP BESI/BAJA: MENYELAMATKAN INDUSTRI BAJA NASIONAL

Perhatian masyarakat dunia terhadap masalah lingkungan sangat tinggi akhir-akhir ini, dan ditambah lagi dengan kesepakatan berbagai pemerintah setelah Protokol Kyoto tahun 1997 yang menghasilkan keputusan untuk mengurangi emisi CO2 di negaranya. Hal di atas menggesa industri material termasuk industri baja untuk mendaur ulang (recycle) material yang telah dipakai.

Proses daur ulang atau penggunaan baja bekas sangat menguntungkan industri baja baik dari segi ekonomis dan lingkungan. Baja bekas yang menggantikan bijih dan pasir besi sebagai bahan baku dapat mengurangi energi dan juga emisi CO2 sebesar 1/6-1/3 kali lipat dibanding proses konvensional yang menggunakan bijih dan pasir besi serta kokas. Kemudian, keuntungan lain yang perlu diperhatikan adalah pengurangan penggunaan sumber daya alam (SDA) yaitu pasir, bijih besi, dan kokas yang sangat terbatas.

Akan tetapi, proses daur ulang baja bekas tidak berjalan sesuai yang diharapkan. Jumlah baja bekas semakin meningkat, dan di Jepang jumlah ini meningkat sampai 18 juta ton. Padahal, jumlah produksi baja di Jepang lebih kecil dari jumlah di atas, yaitu sebesar 1 juta ton pertahun. Ini berarti Jepang yang dikenal tidak mempunyai SDA bijih besi tersimpan bahan baku baja yang dapat digunakan untuk produksi mereka selama 18 tahun. Bahkan terdapat kecenderungan peningkatan jumlah baja bekas ini setiap tahunnya. Semua ini disebabkan tercampurnya logam tembaga pada baja bekas yang berasal dari sampah mobil-mobil.

Dengan semakin meningkatnya kecanggihan teknologi otomotif seperti sisi otomatisasi, penggunaan tembaga yang tidak dapat dihindari karena tingginya konduktifitasnya sehingga tembaga ini tercampur dengan badan mobil yang telah dibuang.

Tembaga yang menjadi campuran logam pada leburan baja bekas sangat sulit dieliminasi karena tembaga mempunyai sifat kimia yang lebih mulia daripada baja, sehingga baja akan teroksidasi dalam proses pemurnian. Permasalahan muncul ketika baja diperlakukan hot-rolling yang bertujuan membentuk baja sesuai dengan permintaan. Pada suhu tinggi, tembaga berubah keadaan dari padat menjadi cair dan memasuki batas-batas butir baja, kemudian memutus ikatan butir baja ketika di-rolling dan akhirnya baja menjadi retak dan tidak dapat digunakan sebagai material. Ini semua yang mengakibatkan daur ulang dari baja bekas terhambat yang kemudian menjadi masalah lingkungan. Di dunia industri baja, tembaga dianggap elemen yang tidak bermanfaat bahkan elemen perusak dan penghambat daur ulang baja.

Bertentangan dengan hal diatas, profesor Setsuo Takaki berpendapat lain terhadap tembaga ini. Menurutnya tembaga harus digunakan untuk meningkatkan sifat mekanika baja sehingga kuantitas daur ulang baja meningkat, dan jumlah sampah baja yang menjadi masalah lingkungan dapat diatasi. Tembaga sebagai campuran logam untuk baja mempunyai sisi positif yang sangat besar baik sisi mekanika, ekonomis serta kimia. Pemanfaatan tembaga sebagai campuran baja sudah dimulai oleh peneliti seperti Hornbogen dan diikuti oleh ilmuwan lain dengan banyaknya publikasi tulisan ilmiah tentang campuran baja dengan tembaga. Produksi dan pengaplikasian baja yang mengandung tembaga ini mulai meningkat karena teknologi rolling yang semakin tinggi.

Untuk mempromosikan penggunaan tembaga sebagai campuran baja, pemerintah Jepang melalui institusi NEDO sejak tahun 2001 telah memulai poyek nasional yaitu NanoMetal. Proyek ini melibatkan universitas-universitas, lembaga penelitian serta industri baja di Jepang. Penelitian yang dilakukan di proyek ini sangat luas baik yang bersifat dasar serta teori seperti perilaku presipitasi tembaga ketika perlakuan panas sampai kearah yang bersifat aplikasi yaitu peningkatan kekuatan, work-hardening oleh presipitasi tembaga.

Baja banyak dipakai sebagai material konstruksi karena sifat mekanikanya yang sangat baik yaitu kekuatan dan keuletannya, selain itu baja juga sangat mudah untuk dibentuk menjadi bermacam-macam bentuk. Baja mempunyai kekerasan dan kekuatan yang sangat baik dibanding material polimer, alumunium bahkan titanium. Meskipun demikian, permintaan untuk lebih meningkatkan kekuatan baja semakin bertambah, karena kecenderungan untuk menyederhanakan desain bangunan serta pengurangan berat konstruksi.

Biasanya kekuatan baja ditingkatkan dengan menambah jumlah karbon sebagai campuran logam, akan tetapi penambahan ini dapat menurunkan sifat plastisnya terutama keuletan setelah dilas (welding) sehingga baja menjadi getas. Tetapi, masalah ini dapat teratasi dengan mensubstitusi karbon dengan tembaga meskipun kekuatannya meningkat. Peningkatan kekuatan ini disebabkan oleh presipitasi tembaga pada baja. Apabila presipitasi tembaga ini dapat dikontrol maka sifat mekanika baja dapat ditingkatkan selain upaya peningkatan daur ulang baja bekas. Inilah target utama dari proyek nasional yang dikoordinasi oleh NEDO.

Industri otomotif telah melirik campuran baja dengan tembaga ini karena sifatnya yang sangat lentur sehingga dapat dipress menjadi bermacam-macam bentuk sesuai dengan desain mobil yang melekuk-lekuk. Setelah dipress, baja itu diperlakukan panas untuk meningkatkan kekuatan baja dengan presipitasi tembaga.

Bidang lain juga memanfaatkan campuran logam ini yaitu konstruksi bangunan lepas pantai. Standar untuk konstruksi ini sangat ketat karena penggunaannya di laut lepas yang akan merengut jiwa pekerja di sana bila terjadi kecelakaan yang disebabkan oleh kegagalan desain atau kegagalan material. Sumitomo metals telah berhasil memproduksi baja berkekuatan di atas 550MPa dengan penguatan oleh presipitasi tembaga. Baja ini mempunyai kekuatan lebih dari 550MPa meskipun ketebalannya di atas 75mm. Karena penggunaan tembaga ini, keuletan matrik dan juga bagian lasnya sangat baik meskipun diuji impact pada suhu kamar ataupun sekitar -40 derajat celcius yang merupakan suhu di daerah laut utara. Baja ini ditargetkan akan digunakan untuk material pada konstruksi tambang minyak lepas pantai di daerah Sakhalin, Rusia.

Industri baja Jepang yang lain yaitu Nisshin Steel melakukan suatu terobosan baru dalam produknya yaitu baja tahan karat (stainless steel) yang dapat membunuh bakteri. Baja ini mendapat perhatian bagi industri elektronik rumah tangga seperti lemari es, mesin cuci dan industri yang memproduksi peralatan dapur. Dengan presipitasi tembaga yang dihasilkan melalui perlakuan panas, bakteri-bakteri yang banyak berkembang biak di mesin cuci mati. Terobosan ini mengundang perhatian masyarakat Jepang yang terkenal sangat sensitif terhadap kebersihan dan higienis.

Dari sini kita dapat melihat bahwa ide dan terobosan baru yang dapat merubah keadaan sangat diperlukan di bidang logam dan baja sehingga sesuatu yang dianggap sampah atau tidak berguna dapat menjadi produk yang bermanfaat untuk masyarakat luas serta lingkungan.

Sumber: http://miftakhulfirdaus.wordpress.com/2009/07/01/teknologi-daur-ulang-skrap-besibaja-menyelamatkan-industri-baja-nasional/