Besi Terbuat dari Apa : Mengungkap Bahan Dasar Besi

Qilat.id – Besi Terbuat dari Apa : Mengungkap Bahan Dasar Besi. Besi adalah salah satu material yang paling umum digunakan di seluruh dunia. Benda-benda sehari-hari seperti kendaraan, bangunan, dan peralatan rumah tangga seringkali terbuat dari besi. Namun, tahukah Anda besi terbuat dari apa sebenarnya?

Besi adalah logam yang diekstraksi dari bijih besi. Bijih besi terdiri dari campuran oksida besi, karbonat, sulfida, dan silikat. Proses ekstraksi besi melibatkan peleburan bijih besi dengan kokas dan kapur di dalam tungku tinggi pada suhu yang sangat tinggi. Reaksi kimia ini menghasilkan logam besi yang kemudian dicetak menjadi berbagai bentuk dan ukuran yang dibutuhkan.

Sekarang, besi murni sendiri tidak terlalu kuat dan mudah berkarat, sehingga sering dicampur dengan logam lain seperti karbon, silikon, dan mangan untuk membuat baja yang lebih kuat dan tahan lama. Baja sangat umum digunakan dalam konstruksi bangunan, pembuatan kendaraan, dan mesin.

Pada artikel ini, kita akan membahas bahan dasar besi  yang digunakan untuk membuat besi dan proses yang terlibat dalam pembuatannya.

Tentang Besi dan Baja

Besi merupakan logam yang banyak terdapat di kerak bumi, setelah aluminium. Logam ini bersifat reaktif terhadap oksigen dan air. Permukaan besi yang segar berwarna abu-abu keperakan, namun akan berubah warna apabila teroksidasi di dalam air, sehingga terbentuk oksida besi hidrat yang dikenal sebagai karat.

Bijih besi yang digunakan sebagai bahan dasar besi terdiri dari magnetit, hematit, limonit, siderit, dan pyrite. Endapan bijih besi banyak ditemukan di cekungan Mediterania bagian timur dan seringkali dapat dikenali dari warna merah karat di tanah. Selain digunakan sebagai bahan dasar pembuatan besi, bijih besi juga digunakan sebagai pigmen yang dapat memberikan warna kuning, ochres (kuning tua), coklat, dan merah.

Baja merupakan logam yang dihasilkan dari paduan beberapa logam lainnya, seperti besi, karbon, mangan, fosfor, belerang, silikon, serta sebagian kecil dari aluminium, nitrogen, dan oksigen. Paduan lain seperti nikel, titanium, kromium, vanadium, boron, niobium, dan molybdenum juga digunakan untuk memberikan karakteristik baja yang berbeda.

Kandungan karbon dalam baja merupakan unsur penting dalam proses pembuatannya. Karbon digunakan untuk meningkatkan kekerasan dan kekuatan tarik baja. Karbon bertindak sebagai pengeras dengan mencegah pergeseran dalam kisi kristal atom besi.

Kandungan unsur karbon dalam rentang baja berkisar dari 0,2 hingga 2,1 persen sesuai dengan kualitasnya. Baja dengan kandungan karbon ini berwarna hitam dan sering disebut sebagai baja hitam. Baja hitam biasanya digunakan untuk membuat alat-alat pertukangan seperti sabit, cangkul, linggis, dan lain-lain.
Saat ini, baja adalah salah satu bahan yang paling banyak digunakan di dunia industri dan konstruksi bangunan.

Perbedaan Besi dan Baja

Besi adalah bahan alami yang bahan dasar besiterbuat dari unsur ferrum (Fe). Bahan ini dihasilkan dari bijih besi yang ditambang dari alam kemudian diolah menjadi berbagai bentuk seperti besi kasar dan besi cor. Selain itu, besi juga digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan baja. Oleh karena itu, tidak mengherankan jika besi dan baja memiliki bentuk yang sangat mirip.

Sementara itu, baja adalah bahan buatan yang terbuat dari paduan berbagai unsur seperti besi, karbon, mangan, fosfor, sulfur, silikon, serta sebagian kecil aluminium, nitrogen, dan oksigen. Paduan ini dibuat melalui proses pengolahan yang kompleks dan meliputi berbagai tahap seperti pemrosesan, pemanasan, dan pendinginan. Hasil akhirnya adalah produk yang memiliki kekuatan dan kekerasan yang berbeda-beda tergantung pada kandungan unsur paduan yang digunakan.

Teknologi Awal Pembuatan Besi dan Baja

• Bijih Besi
  Bukti awal kegiatan penambangan bijih besi dapat ditemukan di daerah Suriah dan Cappadocia. Eksploitasi bijih besi dalam skala besar pertama kali terjadi di sana. Germanicia di Turki Tenggara, di sebelah utara kota kuno Duluk, sering dianggap sebagai tempat kelahiran pembuatan besi. Tempat produksi di Tabriz dan dataran Persepolis di Iran juga memiliki bukti kegiatan pembuatan besi awal.
• Pengolahan Besi
  Proses pembuatan besi yang paling awal melibatkan pemanasan bijih besi yang telah dicuci dan dihancurkan bersama arang dalam tungku tradisional. Tungku ini biasanya berupa lubang sederhana di tanah. Meskipun suhu yang dicapai tidak cukup untuk melelehkan bijih besi, oksidasi bijih dikurangi dengan karbon dalam keadaan padat, menghasilkan gumpalan yang disebut bloom. Ampas bijih kemudian disingkirkan dan bloom dipanaskan dan dipalu berulang kali untuk mengeluarkan sisa ampas dan membentuk massa yang lebih padat. Bijih yang diperoleh melalui proses ini sepenuhnya murni dan memiliki kandungan karbon yang rendah sehingga mudah dibentuk dan relatif lunak.

Proses Pembuatan Baja

Setelah membahas tentang besi terbuat dari apa selanjutnya akan dibahas roses pembuatan besi dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu Blast Furnace dan Electric Arc Furnace (EAF). Perbedaan keduanya terletak pada bahan bakunya. Pada proses Blast Furnace, bahan bakar Coke digunakan dalam jumlah besar, sedangkan pada EAF tidak menggunakan Coke. Berikut adalah proses produksi material baja untuk struktur, mulai dari bijih besi hingga menjadi baja profil atau pelat:

• Proses Pertama
  Komponen dasar seperti bijih besi, tanah kapur, dan Coke dimasukkan ke dalam Blast Furnace. Coke digunakan sebagai bahan bakar untuk tungku yang diproses melalui proses tertentu dari batu bara. Cairan besi (molten iron) yang terbentuk kemudian terbagi menjadi dua bagian, yaitu slag (limbah atau kotoran) di bagian atas dan besi di bagian bawah. Besi ini kemudian dicetak menjadi pig iron. Kadar karbon dalam pig iron bisa mencapai 2%.
• Proses Kedua
  Pig iron dimasukkan ke dalam primary steelmaking furnace, bisa berupa oxygen furnace, electric arc furnace, atau open hearth furnace. Pada proses ini, berbagai bahan kimia ditambahkan ke dalam furnace untuk mendapatkan sifat-sifat material yang diinginkan. Seringkali, scrap juga dimasukkan ke dalam furnace ini. Pada proses dengan oksigen, karbon dalam molten iron akan bereaksi dengan oksigen menghasilkan gas karbon monoksida yang harus dikeluarkan. Untuk menghindari terbentuknya ‘gas pockets’ (rimming) saat pendinginan, bisa digunakan deoxidizer seperti silikon dan aluminium. Baja yang dihasilkan adalah killed steel atau semi-killed steel. Baja yang dihasilkan kemudian dicetak dalam bentuk slab, billet, dan bloom.
• Proses Ketiga
  Baja yang telah dicetak dalam bentuk slab, bloom atau billet selanjutnya dibentuk menjadi berbagai macam profil seperti H-beam, Angle (siku), Channel, rel kereta, pelat, pipa (seamless pipe), dan lain-lain.

Penutup

Dalam kesimpulan qilat.id telah membahas tentang besi terbuat dari apa lengkap dengan cara pembutannya, besi merupakan logam yang terbuat dari unsur ferrum (Fe). Bijih besi yang digunakan sebagai bahan dasar pembuatan besi terdiri dari magnetit, hematit, limonit, siderit, dan pyrite. Proses pembuatan besi melalui Blast Furnace atau Electric Arc Furnace (EAF) menggunakan bahan bakar seperti Coke dan bahan tambahan lainnya untuk mendapatkan sifat-sifat material yang diinginkan.

Besi dan baja merupakan bahan yang sangat penting dan banyak digunakan di berbagai sektor industri dan konstruksi bangunan. Dalam penggunaannya, besi dan baja juga dapat didaur ulang untuk mengurangi dampak negatif terhadap lingkungan. Semoga bermanfaat.