Pembuatan Besi

27 Oct

*tulisan ini diambil dari buku “Manufacturing Processes” by B.H Amstead, Phillip F. Ostwald, Myron L. Begeman

Besi dan baja merupakan logam yang banyak digunakan dalam teknik; dan meliputi 95% dari seluruh produksi logam dunia. untuk penggunaan tertentu, besi dan baja merupakan satu-satunya logam yang memenuhi persyaratan teknis maupun ekonomis, namun di beberapa bidang lainnya logam ini mulai mendapat persaingan dari logam bukan besi dan bahan bukan logam. diperkirakan bahwa besi telah dikenal manusia disekitar tahun 1200 SM.

Proses pembuatan baja diperkenalkan oleh Sir Henry Bessemer dari Inggris sekitar tahun 1800, sedang William Kelly dari Amerika pada waktu yang hampir bersamaan berhasil membuat besi malleable. hal ini menyebabkan  timbulnay persengketaan mengenai masalah paten. Dalam sidang-sidang pengasilan terbukti bahwa WIlliam Key lebih dahulu mendapatkan hak paten.

PEMBUATAN BESI KASAR

Bahan utama besi dan paduannya adalah besi kasar, yang dihasilkan dalam tanur tinggi. Bijih besi yang dicampur dengan kokas dan batu gamping (batu kapur) dilebur dalam tanur ini. Komposisi kimia besi yang dihasilkan bergantung pada jenis bijih yang digunakan. Jenis bijih besi yang lazim digunakan adalah hematit, magnetit, siderit dan himosit.

Hematit (Fe2O3) adalah bijih besi yang paling banyak dimanfaatkan karena kadar besinya tinggi, sedangkan kadar kotorannya relatif rendah. Meskipun pirit (FeS2) banyak ditemukan, jenis bijih ini tidak digunakan karena kadar sulfur yang tinggi sehingga diperlukan tahap pemurnian tambahan.

Karena di alam ini besi berbentuk oksida dan karbonat, atau sulfida sehingga hampir semua proses produksinya diawali dengan reduksi dengan gas reduktor H2 atau CO.

1.  Proses Reduksi Tidak Langsung (Indirect Reduction)

Pada proses ini menggunakan tungku tanur tinggi (blast furnace) dengan porsi 80% diproduksi dunia.

Besi kasar dihasilkan dalam tanur tinggi. Diameter tanur tinggi sekitar 8m dan tingginya mencapai 60 m. Kapasitas perhari dari tanur tinggi berkisar antara 700 – 1600 Megagram besi kasar. Bahan baku yang terdiri dari campuran bijih, kokas, dan batu kapur, dinaikkan ke puncak tanur dengan pemuat otomatis, kemudian dimasukkan ke dalam hopper. Untuk menghasilkan 100 Megagram besi kasar diperlukan sekitar 2000 Megagram bijih besi, 800 Megagram kokas, 500 Megagram batu kapur dan 4000 Megagram udara panas. Bahan baku tersebut disusun secara berlapis-lapis.

Udara panas dihembuskan melalui tuyer sehingga memungkinkan kokas terbakar secara efektif dan untuk mendorong terbentuknya karbon monoksida (CO) yang bereaksi dengan bijih besi dan kemudian menghasilkan besi dan gas karbon dioksida (CO2). Dengan digunakannya udara panas, dapat dihemat penggunaan kokas sebesar 30% lebih. Udara dipanaskan dalam pemanas mula yang berbentuk menara silindris, sampai sekitar 500*C. Kalor yang diperlukan berasal dari reaksi pembakaran gas karbon monoksida yang keluar dari tanur. Udara panas tersebut memasuki tanur melalui tuyer yang terletak tepat di atas pusat pengumpulan besi cair.

Batu kapur digunakan sebagai fluks yang mengikat kotoran-kotoran yang terdapat dalam bijih-bijih, dan membentuk terak cair. Terak cair ini lebih ringan dari besi cair dna terapung diatasnya dan secara berkala disadap. Besi cair yang telah bebas dari kotoran-kotoran dialirkan kedalam cetakan setiap 5 – 6 jam.

Disamping setiap Megagram besi dihasilkan pula 0,5 Megagram terak dan 6 Megagram gas panas. Terak dapat dimanfaatkan sebagai bahan bangunan (campuran beton) atau sebagai bahan isolasi panas. Gas panas dibersihkan dan digunakan untuk pemanas mula udara, untuk membangkitkan energi atau sebagai media pembakar dapur-dapur lainnya.

Komposisi besi kasar dapat dikendalikan melalui pengaturan kondisi operasi dan pemilihan susunan campuran bahan baku.

blast furnace

blast furnace

2.  Proses Reduksi Langsung (Direct Reduction)

Pada proses reduksi langsung bijih besi bereaksi dengan gas atau bahan padat reduksi membentuk sponge iron.*Proses ini diterapkan di PT Krakatau Steel, CIlegon.* Disini bijih besi / pellet direaksikan dengan gas alam dalam dua unit pembuat sponge iron, yang masing-masing berkapasitas 1juta ton pertahun.

*Sponge iron yang dihasilkan PT Krakatau Steel memiliki komposisi kimia :

Fe : 88 – 91 %; C : 1,5 – 2,5%; SiO2 : 1,25 – 3,43%; Al2O3 : 0,61 – 1,63%; CaO : 0,2 – 2,1%; MgO : 0,31 – 1,62%; P : 0,014 – 0,027%; Cu : 0,001 – 0,004 %; Kotoran (oksida lainnya) : 0,1 – 0,5 %

Tingkat metalisasi : 86 – 90 %

Sponge Iron yang berbentuk butiran kemudian diolah lebih lanjut dalam dapur listrik. Disini sponge iron bersama-sama besi tua (scrap), dan paduan ferro dilebur dan diolah menjadi billet baja.

Untuk menghasilkan 63 megagram sponge iron diperlukan sekitar 100 megagram besi pellet. Proses ini sangat efektif untuk mereduksi oksida-oksida dan belerang sehingga dapat dimanfaatkan bijih besi berkadar rendah.

25 Responses to “Pembuatan Besi”

  1. norfug January 15, 2009 at 6:35 am #

    salam sukses

  2. faiza January 29, 2009 at 3:50 am #

    waduh…
    pusing @_@
    Sadiss…kimia waktu ane masi sekolah di STM kelas 1 dapet merah di rapot, tapi dengan segenap kekuatan akhirnya kelas 2 ma kelas 3 dapet 8 klo gak 9 teruss… tapi tetep aja trauma euyy…hehehe…

    sepertinya ada bau2 ITB and Kimia,
    Yowes la, semoga sukses dengan cita-citanya

    Salam Kenal,

  3. azhar February 9, 2009 at 3:05 am #

    Koreksi sedikit. Jadi tingkat metalisasi untuk DRI adalah 93-98%. Ok moga sukses ya…..

  4. onter February 21, 2009 at 10:10 am #

    tanya ya…beda besi dan baja kalo dibuat magnet gmn?

  5. saifuddin-alghazali March 5, 2009 at 7:59 am #

    mas tolong proses pembuatannya lebih detail lagi .
    sekalian dibuatin skemanya dari awal hingga akir proses

  6. sdkadipiro2 April 13, 2009 at 1:13 am #

    mas trims info blog na, i jadi mudah menjelaskan pada anak didik saya karna ada skema/gambar-gambar dari anda..tq

  7. sariyusriati April 13, 2009 at 12:14 pm #

    @ saifuddin-alghazali & sdkadipiro2 :
    “aduh, saya dikira mas-mas… saya ini cewek loh.. “

    • Kurniawan A February 19, 2012 at 3:51 am #

      Hehe…aduh dikira mas-mas…. Mbak, mau tanya hematit ini kan bijih besi ya… Dmn ya bisa beli hematit? Utk skala kecil coz utk penelitian.

      • sariyusriati February 21, 2012 at 3:30 am #

        waduh.. saya kurang tau tuh kalo untuk beli hematit. mungkin coba kontak krakatau steel.

      • Kurniawan A March 14, 2012 at 3:31 am #

        Saya msh bingung… Pasir besi itu termasuk bijih besi bkn ya? Mbak Sari, blognya ku follow, polbek ya… :-)

  8. kiris May 22, 2009 at 8:13 am #

    Say, ada gambar yg lebih detil ngga?

  9. frian August 5, 2009 at 4:00 am #

    boleh tahu Cp (kapasitas kalor)nya DRI dan Scrap??
    thx ya^^

  10. ACHSYA V-ENCIE October 12, 2009 at 8:40 am #

    TINGKATKAN PARA ILMUAN INDONESIA,,,..
    HIDUPP EUII
    MUGA SUKSES EA

  11. ACHSYA V-ENCIE October 12, 2009 at 8:41 am #

    OY MAKASIHH UGA EA
    TUGAS KIMIA SAYA DARI GURU JADII KETEMU DAHH

  12. GlassMen October 18, 2009 at 12:36 pm #

    Thanks banget ya..tugasku jadi Done dwech….thanks….

  13. mansyur November 14, 2009 at 2:27 am #

    besi baja kalau digunakan oleh manusia akan menguntungkan

  14. irsyah March 10, 2010 at 12:51 pm #

    kurang lengkap beritanya………..

  15. budies March 24, 2010 at 4:30 am #

    wah sepertinya kunjunganpertama saya ke sini
    salam kenal

  16. aris June 24, 2010 at 3:47 am #

    thank’s ya mbak/mas
    akhirnya makalah pengolahan besi dapat referensi tambahan

  17. Reyhan September 22, 2010 at 3:25 pm #

    mbak/mas kira2 ada buku softcopy-an yang B.H Amstead, Phillip F. Ostwald, Myron L. Begeman ga? soalnya aku lagi ada tugas tentang ilmu bahan nih. kalau ada email aku ya. thx bgt infonya

  18. hidayatulfaizah October 15, 2010 at 6:46 am #

    thx bgt…
    bahan referensi nih

  19. Andin November 29, 2010 at 7:52 am #

    Aduhh, pengen reaksi kimia pembentukan unsur besinya doong..
    Need it soon!

  20. dita ptm March 23, 2011 at 2:08 am #

    thanks infonya, tapi, kenapa gamarnya kepotong?

  21. Irfandi February 21, 2012 at 1:29 am #

    Oh Begitu Proses peleburan Besi…, TAnk’s

  22. josua May 24, 2012 at 3:22 am #

    well done……………

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: