Changes Zone

Pada umumnya pembuatan besi dapat dikategorikan dua macam, yaitu pembuatan besi secara konvensional dan non konvensional. Pembuatan besi secara konvensional yaitu pengolahan bji besi di reduksi secara tidak langsung, umumnya adalah Blast Furnace (yang akan dibahas dalam tulisan ini). Untuk pembuatan besi secara non konvensional yaitu mereduksi bijih besih secara langsung dengan menggunakan gas pereduksi seperti gas H2 dan CO, pengembangan teknologi ini yang terbesar adalah Midrex kemudian Hylsa.

Blast furnace digunakan untuk mengolah bijih besi untuk dijadikan besi kasar. Besi kasar yang dihasilkan oleh dapur tinggi diolah kembali kedalam dapur, untuk dijadikan baja atau baja tuang; juga besi tuang. Flowsheet teknologi ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Bahan yang digunakan dalam proses dapur tinggi untuk menghasilkan besi kasar dari dapur tinggi diperlukan bahan-bahan antara lain:

1.Iron ore : hematite umumnya, merupakan besi oksida Fe2O3
Bijih besi didapat dari tambang setelah melalui proses pendahuluan. Bijih besi merupakan bahan pokok dari blast furnace.

2.Limestone : berupa kalsium karbonat, CaCO3
Batu kapur digunakan untluk mengikat bahan-bahan yang ikut campur dalam cairan besi untuk menjadikan terak. Proses pengikatan bahan yang ikut dalam cairan besi antara lain dapat dilihat pada reaksi kimia sebagai berikut :

CaCO3 ====> CaO + CO2
(terak)
FeS + CaO + C =====> Fe + CaS + CO
(terak)
Dengan adanya terak yang terletak di permukaan cairan-besi ini, terjadinya oksidasi oleh udara dapat dihindari. Selain menggunakan batu kapur (CaCO3) murni, dapat juga menggunakan dolomit yang merupakan campuran dari CaCO3 dan MgCO3

3.Hot air : pembakaran yang terjadi di bagian bawah furnace untuk menyediakan panas dan oksigen

4.Coke : berasal dari batu bara yang kadar karbonnya tinggi
Karakteristik coke dapat digolongkan menjadi dua yaitu sifat fisik dan sifat kimia.
Sifat fisik seperti kekuatan coke, kestabilan coke dan kekuatan coke setelah reaksi.
Sifat kimia yang paling penting adalah kandungan air, fixed carbon, abu, sulfur, phosphor dan alkali. Spesifikasi kualitas coke dari salah satu Blast Furnace terbesar di Amerika Utara seperti ditunjukkan pada tabel di bawah ini:

Proses dalam blast furnace:
1.Bahan baku dimasukkan dalam blast furnace melalui tutup yang berbentuk kerucut yang bersusun
2.Pemanasan cepat secara simultan di bagian bawah furnace
3.Pembakaran coke
Coke dibakar menggunakan udara panas menghasilkan karbon dioksida dan panas.
C + O2 ====> CO2 + Heat
4.Produksi karbon monoksida (agen reduksi)
Karbon dioksida bereaksi kembali dengan coke menghasilkan karbon monoksida.
CO2 + C ====> 2CO
5.Reduksi hematite
Karbon monoksida yang terbentuk mereduksi hematite menjadi besi
Fe2O3 + 3CO ====> 2Fe + 3CO2
6.Dekomposisi limestone
Limestone terdekomposisi dengan panas yang dihasilkan membentuk kalsium oksida dan karbon diksida
CaCO3 ====> CaO + 3CO2
7.Pembentukkan slag
Kalsium oksida yang terbentuk bereaksi dengan pasir (impuritis asam) membentuk kalsium silica yang disebut dengan slag
CaO + SiO2 ====> CaSiO3
Besi yang terbentuk mengendap dibagian bawah furnace dan lapisan slag berada di atasnya sehingga melindungi besi dari oksidasi.
Besi yang diperoleh dari proses ini disebut dengan pig iron.