Besi kasar
Besi kasar atau besi babi, besi gubal dan besi bongkah adalah produk intermediet dari industri besi. Besi kasar ini memiliki kandungan karbon yang amat tinggi, biasanya di kisaran 3.8–4.7%,[1] bersama dengan silika dan konstituen lain dari sampah, yang membuatnya sangat rapuh, dan tidak berguna secara langsung sebagai bahan kecuali untuk aplikasi tertentu. Besi ini dibuat dengan cara peleburan bijih besi menjadi sebuah ingot besi tidak murni, yang bisa diangkut, berkandungan karbon tinggi dibuat dalam blast furnace sebagai bahan baku untuk diproses untuk lebih lanjut.[2] Bentuk tradisional dari cetakan yang digunakan untuk pembuatan ingot besi babi ini adalah sebuah struktur berbentuk percabangan yang terbuat dari pasir, banyak dari ingot-ingot tersebut yang membentuk sudut[3] ke kanal utama atau biasa disebut runner, menyerupai sekumpulan anak babi yang sedang menyusui induknya. Bila logam telah mendingin dan mengeras, ingot yang lebih kecil (babi) akan lepas dari runner (induk), maka nama disebutlah besi babi.[4] Sebagai besi kasar, besi ini ditujukan untuk peleburan ulang, tidak meratanya ukuran ingot dan masuknya sejumlah kecil pasir hanya membuat sedikit masalah mengingat kemudahan pencetakan dan penanganan mereka.
Proses pembuatan besi kasar
Bahan untuk pembuatan besi kasar adalah bijih besi, kokas, batu Kapur. Bijih besi, antara lain :
- batu besi coklat atau limonit (2Fe2O3 + 3H2O)
- batu besi merah atau hematit (Fe2O3)
- batu besi magnet (Fe2O4)
- batu besi kalsit (FeCO3)
Biji besi merupakan sumber unsur Ferro (besi) yang merupakan unsur yang paling dibutuhkan. Kokas adalah arang batu bara yaitu batu bara yang sudah didestilasikan secara kering dan mengandung belerang yang sangat rendah sekali. Kokas berfungsi sebagai bahan bakarnya dan membutuhkan zat asam yang banyak sebagai pengembus. Batu kapur sebagai bahan tambahan gunanya untuk mengikat abu kokas dan batu-batu ikutan hingga menjadi terak yang dengan mudah dapat dipisahkan dari besi kasar.
Bijih besi yang sumbernya dari kerak bumi tentu tidak hanya mengandung unsur ferro. Bijih besi tersebut berbentuk bongkahan bongkahan batu yang didalamnya masih terdapat pasir, tanah liat, dan batu-batuan yang lainnya sehingga perlu dilakukan pemisahan antara biji besi dengan bahan-bahan lainnya yang tidak digunakan. pemisahan ini menggunakan tromol magnet. Setelah penyortiran, maka biji besi dicuci kemudian dikelompokkan sesuai besar ukurannya. Bijih besi yang terlalu halus kemudian diaglomir sehingga bentuknya seperti bola dan bisa digunakan sebagai isi dari dapur tinggi. Biji besi yang telah dicuci dan dikelompokkan, kemudian dipanggang, tujuannya adalah untuk mengeluarkan unsur yang mudah menjadi gas. Biji biji besi tersebut akan dimasukkan kedalam dapur tinggi bersama dengan bahan bahan lainnya. Untuk mempercepat proses, udara penghembus yang dihembuskan di bagian bawah dapur tinggi dipanaskan terlebih dahulu. Bahan bahan besi kasar kemudian dimasukkan kedalam dapur tinggi, berturut turut kokas, bahan tambahan dan biji besi. Besi cair di dalam dapur tinggi, kemudian dicerat dan dituang menjadi besi kasar, dalam bentuk balok-balok besi kasar yang digunakan sebagai bahan ancuran untuk pembuatan besi tuang (di dalam dapur kubah), atau dalam keadaan cair dipindahkan pada bagian pembuatan baja di dalam konvertor atau dapur baja yang lain, misalnya dapur Siemen Martin.
Didalam dapur tinggi terjadi proses kimia dari bahan bahan pembentuk logam besi. Prinsip dari proses dapur tinggi adalah prinsip reduksi. Pada proses ini zat karbon monoksida dapat menyerap zat asam dari ikatan-ikatan besi zat asam pada suhu tinggi. Pada pembakaran suhu tinggi kurang lebih 1800 C dengan udara panas, maka dihasilkan suhu yang dapat menyelenggarakan reduksi tersebut. Agar tidak terjadi pembuntuan karena proses berlangsung maka diberi batu kapur sebagai bahan tambahan. Bahan tambahan bersifat asam apabila bijih besinya mempunyai sifat basa dan sebaliknya bahan tambahan diberikan yang bersifat basa apabila bijih besi bersifat asam. Gas yang terbentuk dalam dapur tinggi selanjutnya dialirkan keluar melalui bagian atas d an ke dalam pemanas udara. Terak yang menetes ke bawah melindungi besi kasar dari oksida oleh udara panas yang dimasukkan, terak ini kemudian dipisahkan.
Setiap 4 sampai 6 jam dapur tinggi dicerat, pertama dikeluarkan teraknya dan baru kemudian besi. Besi yang keluar dari dapur tinggi disebut besi kasar atau besi mentah yang digunakan untuk membuat baja pada dapur pengolahan baja atau dituang menjadi balok-balok tuangan yang dikirimkan pada pabrik-pabrik pembuatan baja sebagai bahan baku. Terak yang keluar dari dapur tinggi dapat pula dimanfaatkan menjadi bahan pembuatan pasir terak atau wol terak sebagai bahan isolasi atau sebagai bahan campuran semen.
Besi cair yang dihasilkan dari proses dapur tinggi sebelum dituang menjadi balok besin kasar sebagai bahan ancuran di pabrik penuangan, perlu dicampur dahulu di dalam bak pencampur agar kualitas dan susunannya seragam. Dalam bak pencampur dikumpulkan besi kasar cair dari bermacam-macam dapur tinggi yang ada untuk mendapatkan besi kasar cair yang sama dan merata. Untuk menghasilkan besi kasar yang sedikit mengandung belerang di dalam bak pencampur tersebut dipanaskan lagi menggunakan gas dapur tinggi.
Lihat pula
Referensi
- ^ Camp, James McIntyre; Francis, Charles Blaine (1920). The Making, Shaping and Treating of Steel (edisi ke-2nd). Pittsburgh: Carnegie Steel Co. hlm. 174. OCLC 2566055. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2015-11-11.
- ^ SAMUEL THOMAS (September 1899). "REMINISCENCES OF THE EARLY ANTHRACITE-IRON INDUSTRY". TRANSACTIONS OF THE AMERICAN INSTITUTE OF MINING ENGINEERS (reprint by TheHopkinThomasProject.com). Diarsipkan dari versi asli tanggal 14 March 2014. Diakses tanggal 5 December 2016.
- ^ Glossary of Metalworking Terms. Industrial Press. 2003. hlm. 297. ISBN 9780831131289. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2017-02-24.
- ^ The Making, Shaping, and Treating of Steel: Ironmaking volume (PDF). AISE Steel Foundation. 1999. hlm. 18. Diarsipkan (PDF) dari versi asli tanggal 2016-03-04.
