Pembuatan Besi Kasar Metalurgi Mekanik

121 Metalurgi Ekstraktif 1. Pengolahan Bijih Besi menjadi Baja dan Besi Cor

a. Pembuatan Besi Kasar

Besi kasar adalah hasil pengolahan dari bijih besi dengan melalui beberapa proses. Proses awal adalah dengan mengurangi senyawa-senyawa dan zat-zat lain yang terkandung dalam bijih besi dengan tahap sebagai berikut :  Dibersihkan.  Dipecah-pecah dan digiling sampai menjadi halus, sehingga partikel besi dapat dipisahkan dari bahan yang tidak diperlukan dengan menggunakan magnit.  Dibentuk menjadi “pellet” bulatan-bulatan kecil dengan diameter + 14 mm. 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 CaCO 3 dan MgCO 3 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 + O 2 ==== CO 2 + Heat 4 Produksi karbon monoksida agen reduksi Karbon dioksida bereaksi kembali dengan coke menghasilkan karbon monoksida. CO 2 + C ==== 2CO 5 Reduksi hematite Karbon monoksida yang terbentuk mereduksi hematite menjadi besi Fe 2 O 3 + 3CO ==== 2Fe + 3CO 2 6 Dekomposisi limestone Limestone terdekomposisi dengan panas yang dihasilkan membentuk kalsium oksida dan karbon diksida CaCO 3 ==== CaO + 3CO 2 122 7 Pembentukkan slag Kalsium oksida yang terbentuk bereaksi dengan pasir impuritis asam membentuk kalsium silica yang disebut dengan slag CaO + SiO 2 ==== CaSiO 3 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.

b. Proses Pembuatan Baja