Sejarah Panjang Besi dan Baja (Bagian 2: Logam Perang dan Perkembangan Pengolahan Besi Baja)

Kita di bagian kedua dari sejarah pengolahan besi dan baja. Disini dijelaskan penggunaan besi dan baja dalam masa masa perang dan perkembangan teknologi pengolahan baik itu tungku atau tanurnya dan sumber energi pembakarnya.

Tungku pengolahan bijih besi pertama (model blast/ledakan) tampak seperti jam pasir. Di sepanjang Lembah Rhine di Jerman saat ini, pekerja logam mengembangkan alat yang tingginya sekitar 10 kaki, dengan dua bellow ditempatkan di bagian bawah, untuk mengakomodasi jumlah bijih besi dan arang yang lebih besar.

Blast furnace menjadi sangat panas, besi menyerap lebih banyak karbon dari sebelumnya, dan campurannya berubah menjadi besi cor yang dapat dengan mudah dituangkan ke dalam cetakan.
 Itu adalah proses pembuatan besi yang dilakukan Cina selama 1.700 tahun — tetapi dengan tungku yang lebih besar.
Pekerja menggali parit di lantai pengecoran yang bercabang dari saluran pusat yang panjang, membuat ruang untuk besi cair mengalir. Parit-parit itu menyerupai serasah anak babi yang menyusu, dan lahirlah nama panggilan: besi kasar.

gambar tunku Blast Furnace by MICHAEL STILLWELL

  Inovasi besi datang tepat pada waktunya bagi dunia Barat yang sedang berperang. Penemuan meriam di abad ke-13 dan senjata api di abad ke-14 membangkitkan rasa lapar akan logam. Besi babi bisa dituangkan ke cetakan meriam dan laras senapan, dan Eropa mulai memompa senjata tidak seperti sebelumnya. Tapi ledakan besi menciptakan masalah. Ketika kekuatan Eropa mulai merentangkan kekuatan mereka di seluruh dunia, mereka menggunakan kayu dalam jumlah besar, baik untuk membangun kapal maupun membuat arang untuk peleburan. Satu tungku Inggris membutuhkan sekitar 240 hektar pohon per tahun, menurut buku Steel: From Mine to Mill, Metal That Made America oleh Brooke C. Stoddard. Kerajaan Inggris berpaling ke sumber daya yang belum dimanfaatkan dari Dunia Baru untuk solusi dan mulai mengirim logam yang dilebur di koloni-koloni Amerika kembali melintasi Atlantik. Tetapi peleburan besi di koloni menghancurkan bisnis untuk pabrik besi di Inggris. Jawaban atas kesengsaraan bahan bakar Inggris datang dari pembuat panci besi cor. Abraham Darby menghabiskan sebagian besar masa kecilnya bekerja di pabrik malt, dan pada awal 1700-an, ia ingat teknik dari masa-masa menggiling gandum: memanggang batu bara, batu yang mudah terbakar. Yang lain telah mencoba peleburan besi dengan batubara, tetapi Darby adalah yang pertama memanggang batubara sebelum peleburan. Batubara panggang mempertahankan panasnya jauh lebih lama dari arang dan memungkinkan pandai besi untuk membuat besi babi yang lebih tipis - sempurna untuk dituangkan ke dalam cetakan senjata. Saat ini, tungku ledakan besar milik Darby dapat dilihat di Coalbrookdale Museum of Iron . Inggris telah menemukan kekuatan peleburan dengan batu bara. Tapi tetap saja tidak membuat baja.

 Pembuat Jam dan Crucible

Benjamin Huntsman frustrasi dengan besi. Paduan yang tersedia untuk pembuat jam dari Sheffield bervariasi terlalu banyak untuk karyanya, terutama membuat pegas halus. Seorang dokter mata dan ahli bedah yang tidak terlatih di waktu luangnya, Huntsman bereksperimen dengan bijih besi dan menguji berbagai cara peleburan itu. Akhirnya dia menemukan proses yang sangat mirip dengan metode India kuno menggunakan wadah tanah liat. Namun, teknik Huntsman memiliki dua perbedaan utama: Dia menggunakan batubara bakar daripada arang, dan alih-alih menempatkan bahan bakar di dalam wadah, dia memanaskan campuran besi dan karbon di atas lapisan batubara. Ingot yang muncul dari smelter lebih seragam, lebih kuat, dan tidak rapuh - baja terbaik yang pernah dilihat Eropa, dan mungkin dunia.
Pada 1770-an, Sheffield menjadi tumpuan nasional manufaktur baja. Tujuh dekade kemudian, seluruh negeri tahu prosesnya, dan pabrik baja Inggris menyala terang.

 Pada tahun 1851, salah satu pekan raya dunia pertama diadakan di London, Pameran Besar Karya Industri Semua Bangsa. Crystal Palace dibangun dengan besi cor dan kaca untuk acara tersebut, dan hampir semua yang ada di dalamnya terbuat dari besi dan baja. Lokomotif dan mesin uap, air mancur, dan tiang lampu, apa saja dan segala sesuatu yang dapat dilemparkan dari logam cair dipajang. Dunia belum pernah melihat yang seperti ini.

Terobosan Bessemer

Henry Bessemer adalah seorang insinyur dan penemu Inggris yang dikenal karena sejumlah penemuan yang tidak berhubungan, termasuk cat berbasis kuningan emas, keyboard untuk mesin typesetting, dan penghancur tebu.

Ketika Perang Krimea pecah di Eropa Timur pada tahun 1850-an, ia membangun peluru artileri memanjang yang baru. Dia menawarkannya kepada militer Prancis, tetapi meriam besi cor tradisional pada waktu itu terlalu rapuh untuk menembakkan peluru. Hanya baja yang bisa menangani ledakan yang dikendalikan. Proses pembuatan baja krusial terlalu mahal untuk menghasilkan barang sebesar meriam, jadi Bessemer berangkat untuk menemukan cara untuk memproduksi baja dalam jumlah yang lebih besar. Suatu hari di tahun 1856, ia memutuskan untuk menuangkan besi babi ke dalam wadah daripada membiarkannya mengalir ke parit. Begitu masuk ke dalam wadah, Bessemer menghembuskan udara melalui perforasi di bagian bawah. Menurut Steel: Dari Mine to Mill , semuanya tetap tenang selama sekitar 10 menit, dan kemudian tiba-tiba bunga api, api, dan besi babi meleleh keluar dari wadah.
Ketika kekacauan berakhir, bahan yang tersisa di wadah itu bebas karbon, besi murni.

gambar Lukisan cat minyak oleh EF Skinner menunjukkan baja diproduksi oleh Proses Bessemer di Penistone Steel Works, South Yorkshire. Sekitar tahun 1916. GAMBAR SSPL GETTY

 Dampak insiden peleburan eksplosif ini sulit dilebih-lebihkan. Ketika Bessemer menggunakan bellow langsung pada besi babi cair, karbon yang terikat dengan oksigen dari ledakan udara, meninggalkan besi murni yang — melalui penambahan bahan yang mengandung karbon seperti spiegeleisen, paduan besi dan mangan — dapat dengan mudah diubah menjadi baja berkualitas tinggi. Bessemer membuat mesin untuk menjalankan prosedur: "Bessemer Converter." Itu berbentuk seperti telur dengan lapisan tanah liat interior dan eksterior dari baja padat. Di bagian atas, lubang kecil memuntahkan api setinggi 30 kaki ketika udara menghembus ke tungku. Namun, hampir segera muncul masalah di pabrik besi Inggris. Ternyata Bessemer telah menggunakan bijih besi yang mengandung sangat sedikit fosfor, sementara kebanyakan cadangan bijih besi kaya akan fosfor. Metode lama peleburan besi andal menghilangkan fosfor, tetapi Bessemer Converter tidak, menghasilkan baja rapuh.

 gambar tungku Bessemer byMICHAEL STILLWELL

Masalah itu menyinggung para ahli metalurgi selama dua dekade, sampai seorang petugas polisi dan ahli kimia amatir Inggris berusia 25 tahun, Sidney Gilchrist Thomas, menemukan solusi untuk masalah fosfor.
Thomas menemukan bahwa lapisan tanah liat perangkat itu tidak reaktif dengan fosfor, jadi ia mengganti tanah liat dengan lapisan berbasis kapur. Itu bekerja seperti pesona. Metode baru, yang menghasilkan lima ton baja dalam 20 menit, sekarang dapat digunakan di seluruh pabrik besi Inggris. Proses penyedot Huntsman tua, yang menghasilkan 60 pon baja dalam dua minggu, sudah usang. Bessemer Converter adalah raja baru baja.

 Baja Amerika

 Di sisi lain Atlantik, endapan bijih besi yang besar masih belum dimanfaatkan di hutan belantara Amerika. Pada tahun 1850, Amerika Serikat hanya memproduksi besi seperlima dari Inggris. Tetapi setelah Perang Sipil, para industrialis mulai mengalihkan perhatian mereka pada proses Bessemer, memicu industri baja yang akan menghasilkan kekayaan yang jauh lebih banyak daripada  Gold California Rush 1849. Ada jalan untuk dibangun di antara kota-kota, jembatan untuk membangun di atas sungai, dan rel kereta api untuk berbaring di jantung Wild West.

 Andrew Carnegie Tokoh Ini Ingin Membangun Semuanya.

 Tidak ada yang mencapai impian Amerika seperti Carnegie. Imigran Skotlandia tiba di negara itu pada usia 12, menetap di lingkungan miskin Pittsburgh. Carnegie memulai pendakiannya sebagai bocah kurir remaja di kantor telegraf. Suatu hari, seorang pejabat tinggi di Perusahaan Kereta Api Pennsylvania, terkesan oleh remaja pekerja keras, mempekerjakan Carnegie untuk menjadi sekretaris pribadinya.

gambar Andrew Carnegie. PERPUSTAKAAN KONGRES

"Star-Spangled Scotsman" mengembangkan ketajaman bisnis dan bekerja keras menaiki tangga di industri kereta api, membuat beberapa investasi cerdas di sepanjang jalan. Dia memiliki saham di perusahaan pembangunan jembatan, pabrik kereta api, lokomotif, dan pabrik besi. Ketika Konfederasi menyerah pada tahun 1865, Carnegie yang berusia 30 tahun mengalihkan perhatiannya untuk membangun jembatan. Berkat pabriknya, ia dapat memproduksi besi cor secara massal. Tapi Carnegie tahu dia bisa melakukan lebih baik daripada besi.
 Jembatan yang tahan lama membutuhkan baja. Sekitar satu dekade sebelum Sidney Thomas memperbaiki Bessemer Converter dengan lapisan berbasis kapur, Carnegie membawa proses Bessemer ke Amerika dan memperoleh besi bebas-fosfor untuk menghasilkan baja. Dia mendirikan pabrik baja di Homestead, Pennsylvania, untuk memproduksi paduan untuk jenis bangunan baru yang disebut arsitek "gedung pencakar langit." Pada tahun 1889, semua kepemilikan Carnegie dikonsolidasikan dengan satu nama: Perusahaan Baja Carnegie.
 Pada titik ini, Carnegie sendirian memproduksi hampir setengah baja dari seluruh Inggris. Perusahaan baja tambahan mulai tumbuh di seluruh negeri, menciptakan kota-kota baru, termasuk kota penambangan besi di Connecticut bernama " Chalybes " setelah pembuat besi zaman kuno. 

Amerika tiba-tiba bergerak menuju puncak industri baja. Tapi segalanya akan menjadi berbatu di Homestead Steel Works Carnegie, tepat di seberang Sungai Monongahela dari Pittsburgh. Untuk menekan biaya produksi, upah rendah. Gaji untuk 84 jam kerja seminggu kurang dari $ 10 pada tahun 1890 (sekitar $ 250 hari ini) —dan itu untuk tenaga kerja yang melelahkan di pabrik baja panas. Kecelakaan adalah hal biasa, dan di Pittsburgh, udara sangat tercemar sehingga seorang penulis untuk The Atlantic Monthly menyebut Steel City, "neraka dengan tutupnya dilepas."

 gambar Lingkungan Strip District Pittsburgh tampak barat laut dari atap Union Station. NASA 

Pada Juli 1892, ketegangan memuncak antara Perusahaan Baja Carnegie dan serikat pekerja yang mewakili pekerja di pabrik Homestead. Kursi perusahaan, Henry Clay Frick, mengambil sikap keras, mengancam akan memotong upah. Para pekerja menggantung patung Frick, dan dia merespons dengan mengelilingi pabrik dengan pagar kawat berduri sepanjang tiga mil, mengharapkan permusuhan.
Para pekerja memilih untuk mogok dan kemudian dipecat, yang mengarah ke nama panggilan untuk pabrik berpagar: "Fort Frick." Sekitar 3.000 penyerang mengambil alih Homestead, memaksa penegakan hukum setempat. Frick mempekerjakan 300 agen dari Pinkerton Detective Agency untuk menjaga pabrik, dan pada pagi hari 6 Juli 1892, terjadi pertempuran sipil. Para lelaki berkumpul di tepi sungai, melemparkan batu dan menembakkan senjata ke agen Pinkerton yang berusaha mendarat di kapal. Para penyerang menggunakan apa pun yang mereka temukan sebagai senjata, meluncurkan meriam tua, menyalakan dinamit, dan bahkan mendorong mobil kereta yang terbakar ke dalam kapal.
 Ketertiban dipulihkan ketika batalion Pengawal Nasional 8.500 memasuki kota dan menempatkan Homestead di bawah darurat militer. Sepuluh orang terbunuh dalam bentrokan itu. Frick kemudian ditembak dan ditikam di kantornya oleh seorang anarkis yang mendengar tentang pemogokan, tetapi selamat. Dia meninggalkan perusahaan tak lama setelah itu, dan pada tahun 1897, Carnegie menyewa seorang insinyur bernama Charles M. Schwab (jangan dikelirukan dengan pendiri Charles Schwab Corporation) untuk melayani sebagai presiden baru.
Pada tahun 1901, Schwab meyakinkan Carnegie untuk menjual perusahaan besinya sebesar $ 480 juta. Perusahaan baru Schwab bergabung dengan pabrik tambahan untuk membentuk United States Steel Corporation.

 gambar Milisi negara bagian Pennsylvania tiba untuk memadamkan permusuhan, karya seni dalam Harpers Weekly oleh Thure de Thulstrup. PERPUSTAKAAN KONGRES 

Industri baja Amerika terus meledak hingga abad ke-20. Pada tahun 1873, Amerika Serikat memproduksi 220.000 ton baja. Pada 1900, Amerika menyumbang 11,4 juta ton baja, lebih dari gabungan industri Inggris dan Jerman. United States Steel Corporation yang baru adalah perusahaan terbesar di dunia, yang memproduksi dua pertiga dari baja negara. Itu adalah tingkat produksi yang belum pernah terlihat di seluruh dunia, tetapi pengecoran baja baru saja memanas.

 Logamnya Perang dan Perdamaian

Ketidaksepakatan di US Steel membuat Charles Schwab menemukan pekerjaan baru yang memimpin perusahaan yang berbeda dan berkembang pesat: Bethlehem Steel.
Pada tahun 1914, dua bulan setelah Perang Besar, Schwab menerima pesan rahasia dari Kantor Perang Inggris. Beberapa jam kemudian, dia membeli tiket untuk menyeberangi Atlantik dengan nama palsu. Di Eropa, ia bertemu dengan Sekretaris Negara untuk Perang Inggris yang ingin melakukan pemesanan besar — ​​dengan tangkapan. Inggris ingin Betlehem membangun $ 40 juta dalam persenjataan untuk Inggris, dan tidak melakukan bisnis dengan musuh-musuh Mahkota.
Schwab menerima dan pergi ke pertemuan berikutnya, yang satu ini dengan Tuan Pertama Angkatan Laut, Winston Churchill. Churchill memesan sendiri: kapal selam untuk Angkatan Laut Kerajaan untuk memerangi kapal-U Jerman, dan ia membutuhkannya segera.

gambar HMS E34, kapal selam kelas E Inggris di dermaga. Dia ditugaskan pada Maret 1917, menenggelamkan U-Boat UB-16 dari Harwich di Laut Utara pada 10 Mei 1918, dan ditambang di dekat pulau-pulau Frisia pada 20 Juli 1918. Kapal selam itu hilang bersama semua kru.   .

Tapi Schwab punya masalah. Undang-undang netralitas di AS mencegah perusahaan-perusahaan menjual senjata kepada para pejuang Perang Dunia I di kedua pihak.
Tidak terpengaruh, Bethlehem Steel mengirim bagian-bagian kapal selam ke sebuah pabrik perakitan di Montreal seolah-olah untuk upaya pembangunan kembali kemanusiaan - dan baja Amerika mulai bocor ke dalam upaya perang Sekutu.

Kebutuhan Amerika mengimbangi undang-undang netralitas menghilang, ketika Amerika Serikat secara resmi memasuki Perang Dunia I pada bulan April 1917. Pada tahun 1914, ketika perang baru saja dimulai, Amerika Serikat menghasilkan 23,5 juta ton baja — lebih dari dua kali lipat produksinya 14 tahun sebelumnya. Pada akhir perang tahun 1918, produksi meningkat dua kali lipat. Baja Amerika memberi Sekutu keunggulan yang menentukan dalam pertarungan melawan Blok Sentral.

gambar Empire State Building sedang dibangun
dengan Chrysler Building di latar belakang, 1930.
 IRVING BROWNING / THE NEW YORK HISTORICAL SOCIETY
 GETTY IMAGES 

Ketika perang berakhir, pembuatan baja AS muncul lebih kuat dari sebelumnya. Menara Art Deco mulai tumbuh di antara langit-langit New York dan Chicago, dengan sebagian besar baja berasal dari dua perusahaan: US Steel dan Bethlehem Steel.
Struktur ikonik seperti Rockefeller Center, Hotel Waldorf-Astoria, Jembatan George Washington, dan Jembatan Golden Gate dibangun dengan baja Betlehem.
Pada tahun 1930, baja perusahaan masuk ke gedung pencakar langit tertinggi di dunia: Gedung Chrysler. Kurang dari setahun kemudian, Empire State Building, dengan 60.000 ton baja yang dipasok oleh US Steel, akan mencapai lebih tinggi dari Chrysler untuk menjadi simbol abadi Manhattan.

Tapi gedung pencakar langit bukan satu-satunya inovasi yang dipicu oleh ledakan produksi baja. Materi itu masuk ke bonanza mobil, peralatan rumah tangga, dan kaleng makanan. (Dua perusahaan yang sedang naik daun, milik Dole dan Campbell, menjadi sangat populer berkat umur simpan yang panjang dari barang-barang kaleng mereka.) Aset Bethlehem Steel dan US Steel dihargai lebih tinggi daripada milik Ford dan General Motors Companies. Itu benar-benar zaman baja — tetapi masalahnya tidak jauh.
 Menyusul kejatuhan pasar saham 1929, produksi baja melambat karena ekonomi jatuh ke dalam Depresi Hebat. Para pekerja baja Amerika di-PHK, tetapi pabrik-pabriknya tidak pernah menjadi gelap gulita. Jalur kereta api masih menyebar di seluruh negeri, makanan kaleng tetap populer, dan ketika Larangan hampir berakhir, sebuah produk baja baru muncul: kaleng bir baja, diperkenalkan pada 1930-an oleh Pabst untuk pembuatan Blue Ribbon.

gambar Steel Pabst Blue Ribbon dapat dari awal 1940-an.  

Menyusul Depresi, mesin perang yang haus logam kembali menyalakan peleburan dunia. Jerman pindah untuk menduduki tanah di Denmark, Norwegia, dan Prancis, mendapatkan kendali atas tambang dan pabrik besi baru. Tiba-tiba, Nazi mampu memproduksi baja sebanyak Amerika Serikat. Di Timur, Jepang mengambil kendali tambang besi dan batubara di Manchuria. Ketika serangan terhadap Pearl Harbor membawa Amerika ke dalam Perang Dunia II, pemerintah AS melarang produksi sebagian besar barang-barang konsumen baja. Negara-negara industri di dunia, yang melaju lebih dulu dalam perang dunia, mulai menjatah baja untuk beberapa tujuan: kapal, tank, senjata, dan pesawat.
Pabrik-pabrik Amerika melelehkan logam 24 jam sehari, seringkali dengan terutama tenaga kerja wanita. Ekonomi mulai booming lagi, dan segera produksi baja Amerika lebih dari tiga kali lebih besar dari negara lain. Selama Perang Dunia II, AS memproduksi baja 25 kali lebih banyak daripada yang terjadi selama Perang Dunia I.

Dan sekali lagi, pabrik baja Dunia Baru memainkan peran yang menentukan dalam kemenangan Sekutu. Ketika perang berakhir, AS mencabut larangan atas barang-barang konsumsi baja. Dengan lebih dari setengah baja dunia sekarang buatan Amerika, pasar mobil, peralatan rumah tangga, mainan , dan tulangan baja (rebar) untuk konstruksi sama menggiurkannya seperti sebelumnya. Baja dari kapal dan tank yang tersisa dilebur dalam tungku besar untuk digunakan kembali di jembatan dan kaleng bir.