Perbedaan Besi dan Baja

Perbedaan besi dan baja terletak pada kandungan paduan karbon (C) yang akan menentukan sifat-sifat lain dari besi dan baja tersebut. Paduan baja yang mengandung lebih banyak karbon dari nilai komersialnya dapat dinamakan besi. Kandungan karbon pada beberapa jenis baja mencapai 0,04 persen sampai 2,0 persen. Besi tuang, besi tuang maleable, pig iron mengandung jumlah karbon sekiar 2-4 persen. Tetapi ada juga besi yang tidak mengandung karbon yaitu white-heart malleable iron.

Pembuatan bahan baku besi dan baja dapat dilakukan dalam blast furnace ang menghasilkan pig iron. Pembuatan langsung juga dapat dilakukan dengan alat revolving kiln yang menghasilkan spong iron.


Paduan baja dan besi dapat dikelompokan dalam ferroalloys. Paduan ini dapat menghasilkan jenis-jenis baja. Jumlah paduan yang diunakan dalam pembuatan besi dan baja bervariasi hingga mengandung 20 sampai 80 persen dari elemen paduan. Paduan ini seperti Mangan, Silkon , dan Cromium.

Sejarah

Teknik peleburan logam telah ada sejak zaman Mesir kuno pada tahun 3000 SM. Bahkan pembuatan perhiasan dari besi telah ada pada zaman sebelumnya. Proses pengerasan pada besi dengan heat treatment mulai diperkenalkan untuk pembuatan senjata pada zaman Yunani 1000 SM.

Proses pemaduan yang dibuat mulai ada sejak abad 14 yang diklasifikasikan sebagai besi tempa. Proses ini dilakkan dengan pemanasan sejumlah besar bijih besi dan charchoal dalam tungku atau furnance. Dengan proses ini bijih besi mengalami reduksi menjadi besi sponge metalik yang terisi oleh slag yang merupakan campuran dari pengotor metalik dan abu charcoal. Spone iron ini dipindahkan dari furnance pada saat masih bercahaya dan diselimuti oleh slag yang tebal lalu slagnya dihilangkan untuk memperkuat besi. Pembuatan besi meggunakan metode ini menghasilkan kandingan slag sekiar 3 persen dan 0,1 persen pengotor lain. Kadang kala hasil produksi dengan metode ini menghasilkan baja bukannya besi tempa. Para pembuat besi belajar untuk membuat baja dengan memanaskan besi tempa dan charcoal pada boks yang terbuat dar tanah liat selama beberapa hari. Dengan proses ini besi akan menyerap cukup karbon untuk menjadi baja sebenarnya.

Setelah abad ke 14 tungku atau furnance yang digunakan mulai mengalami peningkatan ukuran dan draft yang digunakan untuk pembakaran gas melewati “charge,” pada pencampuran material mentah. Pada tungku yang lebih besar ini, bijih besi pada bagian bagian atas furnance akan direduksi pertama kali direduksi menjadi besi metalik dan menghasilkan banyak karbon sebagai hasil dari serangan gas yang dilewatinya. Hasil dari furnance ini adalah pig iron, yaitu paduan yang meleleh pada temperatur rendah. Pig iron akan dproses lebih lanjut untuk membuat baja.

Pembuatan baja modern menggunakan blast furnance yang juga digunakan untuk memurniakan besi oleh pembuat besi yang lamapu. Proses pemurnian besi cair dengan peledakan udara diakui oleh penemu Inggris Sir Henry Bessemer yang mengembangkan Bessemer furnance, atau pengkonversi, pada tahun 1855. Sejak tahun 1960 telah diproduksi baja dari besi bekas secara kecil-kecilan pada furnance elektrik, sehingga dinamakan mini mills. Mini mills adalah komponen yang sangat sangat penting bagi produksi baja Amerika. Mills yang lebih besar digunakan pada produksi baja dari bijih besi.

Proses pembuatan PIG IRON (Besi Mentah)

proses pembuatan pig iron ini dimulai dengan melebur biji besi yang didapat dari hasil tambang yang biasanya di daerah pesisir pantai, seperti contohnya di kulonprogo Jogjakarta. Biji besi tersebut dimasukkan kedalam blast furnace atau tungku peleburan(gambar bisa dicari sendiri di google). DIdalam blast furnace ini sebelumnya telah diberi batu bara sebagai bahan bakarnya kemudian diatasnya adalah biji besi tersebut. Biji besi ini kemudian dibakar hingga mencapai suhu 1800 derajat Celcius. Biji besi tersebut masih mengandung kotoran-kotoran yang terkandung didalam perut bumi. Untuk memisahkannya diatas tumpukan biji besi tersebut diberikan Kapur. Kapur ini berfungsi untuk memisahkan kotoran yang dibawa biji besi. Setelah mencair biji besi tersebut dituang kedalam wadah sehingga menjadi besi balok setengah jadi. Sedangkan kotoran keluar melalui saluran khusus bersama terak (slug). selama proses peleburan ditiupkan udara panas yang telah di panaskan hingga suhu 540 -870 derajat.
Setelah menjadi pig iron diproses kembali untuk mengurangi kadar karbon yang dibawa oleh batu bara dengan cara menyemburkan Oksigen pada pig iron. Disini Carbon akan mengikat dengan Oksigen. Dari tungku tersebut diharapkan kandungan carbon akan berkurang. Dari Proses tersebut, pig iron dapat diproses menjadi berbagai material logam dengan pencampuran unsur-unsur lainnya dan kemudian digunakan untuk bangunan, industri otomotif, manufaktur, dsb.