12. besi tuang (dan campur)

7/25/2019 12. Besi Tuang (Dan Campur)

1/32

peleburan bijih besi dan dapur-dapur baja

BAB I

BAHAN LOGAM DAN NON LOGAM

PENDAHULUAN

Logam adalah unsur kimia yang mempunyai sifat-sifat kuat, liat, keras, penghantar listrik dan

panas, serta mempunyai titik cair tinggi. Bijih logam ditemukan dengan cara penambangan

yang terdapat dalam keadaan murni atau bercampur dengan unsur-unsur seperti karbon,

sulfur, fosfor, silikon, serta kotoran seperti tanah liat, pasir, dan tanah.

Bijih logam yang ditemukan dengan cara penambangan terlebih dahulu dilakukan proses

pendahuluan sebelum diolah dalam dapur pengolahan logam dengna cara dipecah sebesar

kepalan tangan, dipilih yang mengandung unsur logam, dicuci dengan air unruk

mengeluarkan kotoran dan terakhir dikeringkan dengan cara dipanggang untuk mengeluarkanuap yang mengandung air.

Selain logam ada yang disebut dengan istilah bukan logam (nonmetal) dan unsur metaloid

(yang menyerupai logam).

Logam dapat dibagi dalam beberapa golongan, yaitu :

. Logam berat : besi, nikel, krom, tembaga, timah putih, timah hitam, dan

seng.

!. Logam ringan : alumunium, magnesium, titanium, kalsium, kalium, natrium,

dan barium.

". Logam mulia : emas, perak, dan platina.#. Logam tahan api : $olfram, molibden, titanium, dan %irkonium.

&alam penggunaan serta pemakainnya, logam pada umumnya tidak merupakan senya$a

logam, tetapi merupakan paduan. Logam dan paduannya merupakan bahan teknik yang

penting, dipakai untuk konstruksi mesin, kendaraan, jembatan, bangunan, dan pesa$at

terbang.

Sehubungan dengan pemakainnya pada teknik mesin, sifat logam yang penting adalah

mekanis, fisik, dan kimia yang sangat menentukan kualitasnya.

. BAHAN LOGAM

Logam dapat dibagi dalam dua golongan yaitu logam ferro atau logam besi dan logam

non ferro yaitu logam bukan besi.

. Logam Ferro (Besi)

Logam ferro adalah suatu logam paduan yang terdiri dari campuran unsur karbon dengan

besi. 'ntuk menghasilkan suatu logam paduan yang mempunyai sifat yang berbeda dengan

besi dan karbon maka dicampur dengan bermacam logam lainnya.
http://zahidiadliwaad.blogspot.com/2012/11/peleburan-bijih-besi-dan-dapur-dapur.htmlhttp://zahidiadliwaad.blogspot.com/2012/11/peleburan-bijih-besi-dan-dapur-dapur.html


2/32

Logam ferro terdiri dari komposisi kimia yang sederhana antara besi dan karbon.

asuknya karbon ke dalam besi dengan berbagai cara.

enis logam ferro adalah sebagai berikut.

..! Besi Tuang*omposisinya yaitu campuran besi dan karbon. *adar karbon sekitar #+, sifatnya rapuh

tidak dapat ditempa, baik untuk dituang, liat dalam pemadatan, lemah dalam tegangan.

&igunakan untuk membuat alas mesin, meja perata, badan ragum, bagian-bagian mesin robot,

blok slinder, dan cincin torak.

.." Besi Tempa

*omposisi besi terdiri dari besi murni, sifat dapat ditempa, liat, dan tidak dapat dituang.

Besi tempa antara lain dapat digunakan untuk membuat rantai jangkar, kait keran, dan

landasan kerja plat.

..# Baja Lunak

*omposisi campuran besi dan karbon, kadar karbon +, - +,", membuat sifat dapat

ditempa dengan tanah liat. &igunakan untuk membuat mur, sekrup, pipa, dan keperluan

umum dalam pembangunan.

.. Baja ar!on "e#ang

*omposisi campuran besi dan karbon, kadar karbon +,# - +,/. Sifat lebih kenyal dan

keras. &igunakan untuk membuat benda kerja tempa berat, poros, da rel baja.

../ Baja ar!on Tinggi

*omposisi campuran besi dan karbon. *adar karbon +,0 - ,. Sifat dapat ditempa, dapat

disepuh keras, dan dimudakan. &igunakan untuk membuat kikir, pahat, gergaji, tap, stempel,

dan alat bubut lainnya.

..0 Baja ar!on Tinggi Dengan $ampuran*omposisi baja karbon tinggi ditambah nikel atau kobalt, krom atau tungsten, sifat rapuh,

tahan suhu tinggi tanpa kehilangan kekerasan, dapat disepuh keras, dan dimudakan.

&igunakan unutk membuat mesin bubut dan alat-alat mesin

.! Logam Non%erro

Logam nonferro yaitu logam yang tidak mengandung unsur besi (1e). Logam nonferro

antara lain sebagai berikut.

.!. Tem!aga ($u)


3/32

2arna cokelat kemerah-merahan, sifatnya dapat ditempa, liat, baik untuk penghantar panas,

listrik, dan kukuh. 3embaga digunakan untuk membuat suku cadang bagian listrik, radio

penerangan, dan alat-alat dekorasi.

.!.! A&umimium (A&)2arna putih. Sifatnya ditempa, liat, bobot ringan, penghantar panas dan listrik yang baik,

mampu dituang. 4lumunium digunakan untuk membuat peralatan masak, elektronik, industri

mobil, dan industri pesa$at terbang.

.!." Tim!e& (P!)

2arna kelabu, sifatnya dapat ditempa, sangat liat, tahan korosi, air asam, dan bobot sangat

berat. 3imbel digunakan sebagai bahan pembuat kabel, baterai, bubungan atap, dan bahan

pengisi.

." Ba'an Non&ogam

Bahan nonlogam adalah suatu bahan teknik yang tidak termasuk ke dalam kelompok

logam yang didapat dari bahan galian, tumbuhan atau hasil dari proses pengolahan minyak

bumi. Bahan-bahan nonlogam antara laiin asbes, karet, dan plastik.

.". As!es

4sbes adalah suatu jenis mineral terdiri dari asam kerbik dan magnesium yang berbentuk

serat. 'ntuk beberapa mineral sangat berbeda dalam komposisi, kekuatan, fleksibilitas, dankualitas dari serat-seratnya.

isalnya jenis krisotil yang bentuk seratnya ber5ariasi panjang dan pendek, sedangkan

jenis antopilit bentuk seratnya ber5ariasi, tidak dapat dipintal tetapi lebih tahan terhadap

asam.

4sbes dipakai untuk melapisi rem mobil. Serat asbes yang murni dipakai untuk keperluan

kimia. 3ali asbes dan kain asbes banyak digunakan untuk bermacam-macam keperluan.

isalnya untuk kaus tangan, baju tahan api, isolasi listrik dan panas, bahan packing, bius

sumbat, dan peredam bunyi.

.".! are

*aret diperoleh dari getah pohon havea brasiliensis yang tumbuh di daerah tropis. 6ohon-

pohon itu disayat kulitnya untuk mendapatkan getah putih yang disebut lateks. Lateks yang

diperoleh terdiri dari bola karet dan air.

*aret tidak dapat menjadi cair, tetapi pada suhu !++o7 menjadi suatu massa kental yang

tidak akan memuai pada pemanasan yang lebih tinggi. 'ntuk membuat bahan elastis atau

kenyal maka karet itu di5ulkanisir atau diberi campuran belerang. *aret dapat ditambahkan

bahan pengisinya, misalnya arang, kapur, antimon, dan timbel.


4/32

*aret tahan terhadap keausan. *aret sintesis atau karet tiruan dibuat dari mineral minyak

bumi. *aret sintesis lebih tahan terhadap minyak dan gemuk, tetapi kurang tahan terhadap

temperature tinggi.

."." P&asik*ita dapat membagi plastik dalam dua golongan yaitu golongan 8termoplast9 dan

golongan 8termohard9. Sifat dari kedua golongan plastik tersebut dapat dijelaskan sebagai

berikut.

a. 3ermoplast, dibentuk dari molekul-molekul panjang, jadi termoplast adalah bahan yang

dapat menjadi plastik oleh pemanasan dan dalam keadaan ini bahan tersebut dapat dibentuk.

b. 3ermohard, terbentuk dari molekul-molekul bentuk jaringan besar, jadi termohard adalah

bahan yang dengan pemanasan tidak menjadi lembek dan tidak dapat mencair.

BAB I IPO"E" PEMBUATAN BE"I

PENDAHULUAN

Bijih besi merupakan bahan baku pembuatan besi yang dapat berupa senya$a oksida,

karbonat, dan sulfida serta tercampur sengan unsur lain misalnya silikon. Bijih besi diolah

dalam tanur atau dapur tinggi untuk menghasilkan besi kasar. Besi kasar adalah bahan baku

untuk pembuatan besi cor (cast iron),besi tempa (wrought iron), dan (baja (steel). *etigaa

macam bahan itu banyak dipakai dalam bidang teknik.

Baja adalah logam paduan antara besi dan karbon dengan kadar karbonnya secara teoritismaksimum ,0. Besi cor adalah logam paduan antara besi dan karbon yang kadarnya ,0

sampai ",. Besi tempa adalah baja yang mempunyai kadar karbon rendah.

&ilihat dari kegunaannya maka besi dan baja campuran merupakan tulang punggung

peradaban modern saat ini untuk peralatan transportasi, bangunan, pertanian, dan peralatan

mesin.

!. BAHAN A"AL BE"I

Bahan dasar besi mentah ialah bijih besi yang jumlah persentase besinya haruslah sebesar

mungkin. Besinya merupakan besi oksida (1e!# dan 1e!") atau besi karbonat (1e7!)yang dinamakan batu besi spat. 6engolahan besi mentah pada dapur tinggi dilakukan dengan

cara mereduksi bijih besi menggunakan kokas, bahan tambahan, dan udara panas.

Bijih besi didatangkan dari tambang dalam berbagai mutu dan bongkahan yang tidak

sama besar, serta bercampur dengan batu dan tanah liat.

Bongkahan bijih besi dipecah menjadi butiran yang sama besar, dengna ukuran paling

besar /+ mm kemudian dimasukkan ke dalam pemecah bijih melalui kisi-kisi goyang supaya

msauknya sama rata.

&ari mesin pemecah bijih, besi diantar ke tromol magnet dengan sebuah talang goyang

yang lain. &alam tromol tersebut bijih besi dipisahkan dari batu-batu yang tercampur. Bijihbesi kemudian dimasukkan ke dalam instalasi penyaring untuk disortir menurut besarnya,


5/32

sselanjutnya dimasukkan ke dalam sebuah instalasi pencuci. 'ntuk lebih jelasnya, perhatikan

;ambar asil

proses yang keluar dari kon5ertor 3homas disebut baja 3homas yang biasa digunakan sebagai

bahan konstruksi dan pelat ketel.

6roses 3homas disebut juga 8Basic Bessemer 6rocess9 yaitu proses Bessemer dalam keadaan

basa. 6roses ini memakai 7on5erter yang di bagian dalamnya dilapisi bahan tahan api(refractory) bersifat basa seperti dolomite (g 7"7a7").

6ertama-tama con5erter diisi dengan batu kapur, kemudian besi mentah (pig iron) cair yang

mengandung unsur phosfor (6) : ,/ - ! F dan sedikit Si dan S (+,/ Si, +,+0 S).

6ada periode G (Slag forming period H Silicon blo$) yaitu pada saat penghembusan, unsur 1e,

Si, n akan teroksider dan terbentuklah terak basa (basic slag). &engan adanya batu kapur,

akan terjadi kenaikan temperatur, tetapi unsur phosfor (6) yang terkandung dalam besi

mentah belum dapat dipisahkan dari 1e.

6ada periode ke GG (3he brilliant flame blo$ H 7arbon blo$) yang ditandai dengan adanya

penurunan temperatur, dimana 7arbon (7) akan terbakar, berarti kadar 7 menurun. ika kadar7 tinggal +, - +,!, maka temperatur akan turun menjadi #++ - #!+o7.

Setelah temperatur turun menjadi #++o7, mulailah periode ke GGG (eddish Smoke 6eriode)

yaitu terjadinya oksidasi dari 1e secara intensif dan terbentuklah terak dengan reaksi :

6eristi$a ini berlangsung ? " - menit, dan selanjutnya terbentuklah terak 6hospor

I7a)#.6!J yang diikuti kenaikan temperatur yang mendadak menjadi /++o7. Setelah

periode ke GGG ini berakhir, hembusan udara panas dihentikan dan con5erter dimiringkan

untuk mengeluarkan terak yang mengapung di atas besi cair.

*emudian diberi doKidersDdeoKidising agents misalnya 1erro onggan, 1erro Silicon atau

4luminium untuk menghilangkan ksigen (!) serta memberikan kadar n dan Si supayadiperoleh sifat-sifat tertentu dari baja yang dihasilkan. 3erak yang dihasilkan mengandung ?

!! 6! merupakan hasil ikatan yang diperoleh dan dapat digunakan sebagai pupuk

tanaman. Baja yang dihasilkan digunakan sebagai bahan dalam proses pengecoran seperti

pembuatan baja tuang atau baja profil (steel section) seperti baja siku, baja profil G, 7.

3.1.3 Proses Oksidasi

Proses oksidasi menghilangkan pengotor seperti silikon, mangan dan karbon

sebagai oksida yang akan membentuk gas ataupun terak padat. 3apisan tahan panas

kon$erter juga memainkan peran dalam lapisan tanah liat yang kon$ersinyamenggunakan dalam asam Bessemer, dimana ada rendah %os%or dalam bahan baku.


14/32

)olomit digunakan ketika kandungan %os%or tinggi di dasar Bessemer kapur atau

magnesit pelapis juga kadang-kadang digunakan sebagai pengganti dolomit/. )alam

rangka memberikan baja si%at yang diinginkan, &at lainnya dapat ditambahkan ke baja

cair saat kon$ersi selesai adalah spiegeleisen karbon-mangan paduan besi/.

Proses Bessemer diinginkan baja bersi%at asam sehingga batu tahan apinyaharus bersi%at asam 4isal k*arsa atau aksid asam 2i"/. Proses Bessemer juga

disebut proses asam karena muatannya bersi%at asam serta batu tahan apinya juga

bersi%at asam. 6pabila digunakan muatan yang bersi%at basa lapisan batu itu akan rusak

akibat reaksi penggaraman.

Besi mentah cair yang digunakan dalam proses Bessemer harus mempunyai

kadar unsur 2i 7 9: 4n 7 1,59: kadar unsur P dan 2 sekecil mungkin. etika udara

panas dihembuskan le*at besi mentah cair, unsur-unsur ;e, 2i dan 4n terbakar menjadi

oksidasinya.

2ebagian oksida besi yang terbentuk pada reaksi di atas akan berubah menjaditerak dan sebagian lagi akan bereaksi dengan 2i dan 4n.

( 0 5(9 2i" . Periode ini

disebut periode pembentukan terak ?@he slag %orming periodA/. Periode ini disebut juga

periode ?2ilicon blo*A. Periode ini berlangsung sekitar > 0 5 menit yang ditandai adanya

bunga api dan ledakan keluar dari mulut on$ertor.

Pada periode ke dua yang disebut ?@he brilliant %lame blo*A atau ?#arbon blo*A

dimulai setelah 2i dan 4n hampir semuanya terbakar dan keluar dari besi mentah

cair.


15/32

yang disebut ?pukulanA dilakukan dalam *aktu sekitar dua puluh menit. 2elama periode

ini kemajuan oksidasi kotoran dapat dilihat atau dinilai oleh penampilan dari api yang

keluar dari mulut kon$erter.

Penggunaan metode modern %otolistrik pencatatan karakteristik nyala api telah

sangat membantu blo*er dalam pengendalian kualitas akhir produk. 2etelah pukulan,logam cair recarburi&ed ke titik yang dikehendaki dan bahan paduan lainnya

ditambahkan, tergantung pada produk yang diinginkan.

Proses pembuatan baja dapat diartikan sebagai proses yang bertujuan

mengurangi kadar unsur #, 2i, 4n, P dan 2 dari besi mentah dengan proses oksidasi

peleburan. on$enter untuk proses ?oksidasi berkapasitas antara 5(->(( tonA. Besi

kasar dari tanur yang dituangkan ke dalam kon$enter disemburkan oksigen dari atas

melalui pipa sembur yang bertekanan kira-kira 1 atm.


16/32

"..#.!Proses dapur Linz-Donawitz

7ara L& (Lin%-&ona$it%) yang telah dikembangkan oleh Vereinigte Osterreischische isen !

un" #tahlwer$e %$tiengesellscha&t (VO#')dan Osterreischische %line

ontangesellscha&ttelah meraih peranan yang berarti di dunia. 4ndilnya dalam pembuatanbaja di dunia pada tahun 0# melampaui +.

&idalam bejana yang dimiringkan mula-mula dimasukkan besiDbaja rongsokan, kemudian

besi mentah cair. Setelah bejana ditegakkan, sebuah pipa yang diberi pendingin air

dimasukkan tegak lurus melalui lehernya yang terbuka. elalui pipa ini dikempakan %at

asam (oksigen) murni yang bertekanan / E ! bar dari moncong pancar yang berada di dekat

permukaan kubangan lelehan. >anya beberapa detik setelah itu, mulailah berlangsung proses

pembakaran. Setelah itu dimasukkan pula batu kapur untuk membentuk terak.

Semakin lama berlangsungnya proses penghembusan, maka semakin sedikitlah kandungan

%at arang di dalam baja yang terbentuk. Bersamaan dengan itu terbakar pula belerang danphosphor sebagai unsure baja yang tidak diperlukan.

Baja dengan kandungan karbon +,! dapat dikenali melalui nyala api yang berkobar dari

mulut bejana. &an api yang sangat pendek akan menunjukkan akhir pembakaran karbon

setelah berlangsung selama !+ menit.

Oksigen pem!uaan !aja #asar (BO"2 BOP2 BOF2dan O"M)2juga dikenal sebagai Lin0*

Dona1i0*/er%a'ren pem!uaan !ajaatau proses kon3erer oksigenadalah metode utama

pembuatan baja yang kaya karbon cair pig iron dibuat menjadi baja . >embusan oksigen

melalui pig iron cair menurunkan kandungan karbon dari paduan dan mengubahnya menjadi

baja karbon rendah . 6roses ini dikenal sebagai akibat "asaruntuk jenis refraktori E kalsiumoksida dan magnesium oksida -garis kapal untuk menahan suhu tinggi logam cair.

6roses ini dikembangkan pada tahun #= oleh obert &urrer dan dikomersialisasikan di

.!-." oleh 4ustria oest dan M4; . 3he con5erter L&, dinamai 4ustria kota Lin%

dan &ona$it% (sebuah distrik Leoben ) adalah 5ersi halus dari kon5erter Bessemer mana

bertiup udara diganti dengan meniup oksigen . Gni mengurangi biaya modal dari tanaman,

$aktu peleburan, dan produkti5itas tenaga kerja meningkat. 4ntara !+ dan !+++, tenaga

kerja persyaratan dalam industri menurun dengan faktor .+++, dari lebih dari " ton pekerja-

jam per hanya +,++". Sebagian besar baja diproduksi di dunia diproduksi menggunakan

tungku oksigen dasar, pada tahun !+++, itu menyumbang /+ dari tungku baja globaloutput.odern akan mengambil muatan besi hingga "+ ton dan mengubahnya menjadi baja

dalam $aktu kurang dari #+ menit, dibandingkan dengan +-! jam dalam sebuah tungku

perapian terbuka .

6roses oksigen dasar yang dikembangkan di luar lingkungan tradisional 8big baja9. Gni

dikembangkan dan disempurnakan oleh seorang pria lajang, S$iss insinyur obert &urrer,

dan dikomersialisasikan oleh dua perusahaan baja kecil di sekutu-diduduki 4ustria , yang

belum pulih dari kehancuran 6erang &unia GG .

6ada tahun ==, >enry Bessemer mematenkan proses pembuatan baja yang melibatkan

oksigen bertiup untuk decarburi%ing besi cair (Gnggris 6aten No !!+0) Selama hampir seratustahun jumlah komersial oksigen tidak tersedia sama sekali atau terlalu mahal,. dan penemuan


17/32

tetap unused.&uring 6erang &unia GG erman (7 Sch$art%), insinyur Belgia (ohn iles)

dan S$iss (&urrer dan >einrich >eilbrugge) mengusulkan 5ersi mereka oksigen-blo$n

pembuatan baja, tetapi hanya &urrer dan >eilbrugge memba$anya ke produksi massal skala.

6ada tahun #", &urrer, mantan profesor di Gnstitut 3eknologi Berlin , kembali ke S$iss dan

diterima kursi di de$an ;ulung 4; , baja terbesar di negara ini mill.Gn #0 ia membeli kecilpertama !, ton con5erter eksperimental dari 4S , dan pada tanggal " 4pril #= kon5erter

baru yang diproduksi proses pertama baru steel.3he mudah dapat memproses sejumlah besar

besi tua dengan hanya sebagian kecil dari logam primer necessary.Gn musim panas tahun

#= ;ulung 4; dan dua 4ustria B'N , oest dan M4;, setuju untuk mengkomersilkan

proses &urrer.

6ada bulan uni #, oest mengembangkan sebuah adaptasi dari proses &urrer ini, L&

(Lin%-&ona$it%) process.Gn &esember #, oest dan M4; berkomitmen untuk

membangun pertama mereka "+-ton con5erters.3hey oksigen dimasukkan ke dalam operasi

pada bulan No5ember ! (oest di Lin%) dan ei " (M4;, &ona$it%) dan untuksementara menjadi ujungtombak pembuatan baja dunia, menyebabkan lonjakan dalam baja

yang terkait research.3hirty-empat ribu pengusaha dan insinyur mengunjungi con5erter oest

oleh proses L& /".3he mengurangi $aktu pemrosesan dan biaya modal per ton baja,

memberikan kontribusi bagi keunggulan kompetitif dari steel.OS3 4ustria akhirnya

memperoleh hak untuk memasarkan technology.>o$e5er baru, kesalahan yang dibuat oleh

oest dan manajemen M4; dalam melisensi teknologi mereka membuat kontrol atas

adopsi di epang mungkin dan pada akhir tahun +-an para 4ustria kehilangan daya saing

mereka.

6roses L& aslinya terdiri dalam meniup oksigen dari atas besi cair melalui nosel air-cooledtombak dari 5ertikal. 6ada tahun /+ pembuat baja memperkenalkan bottom-blo$n

kon5erter dan memperkenalkan gas inert meniup untuk mengaduk logam cair dan menghapus

fosfor kotoran.

6ara pembuat baja besar 4merika tidak mengejar ketinggalan dengan teknologi baru,

kon5erter oksigen pertama di 4merika Serikat yang diluncurkan pada akhir # oleh Baja

cLouth di 3renton, ichigan , yang menyumbang kurang dari persen dari pasar baja

nasional. 'S Steel dan Bethlehem Steel memperkenalkan proses oksigen hanya di

/#.Olse$here, karena blunder lisensi pada bagian dari 4ustria, teknologi diadopsi dengan

cepat. 6ada tahun 0+ setengah dari itu dunia dan =+ dari output baja epang diproduksioksigen con5erters.Gn kuartal terakhir dari kon5erter abad ke-!+ oksigen dasar secara

bertahap digantikan oleh tanur listrik . &i epang bagian dari proses L& menurun dari =+

pada tahun 0+ menjadi 0+ pada tahun !+++, pangsa seluruh dunia dari proses oksigen

dasar stabil pada /+.

ksigen 6roses pembuatan baja dasar adalah sebagai berikut:

1. 6ig iron cair (kadang-kadang disebut sebagai 8logam panas9) dari tanur tinggi

dituangkan ke dalam $adah tahan api berlapis besar disebut sendok F

. Logam dalam ladel dikirim langsung untuk pembuatan baja oksigen dasar atau ke

tahap pretreatment. 6retreatment dari logam blast furnace digunakan untukmengurangi beban pemurnian sulfur , silikon , dan fosfor. &alam pretreatment


18/32

desulfurising, sebuah tombak yang diturunkan ke dalam lelehan besi dalam sendok

dan beberapa ratus kilogram bubuk magnesium ditambahkan. *otoran Sulfur

direduksi menjadi sulfida magnesium dalam kekerasan eksotermik reaksi. Sulfida

tersebut kemudian meraup off. 6retreatment yang serupa adalah mungkin untuk

desiliconisation dan dephosphorisation menggunakan skala pabrik (oksida besi) dankapur sebagai reagen. *eputusan untuk pretreat tergantung pada kualitas dari logam

blast furnace dan kualitas akhir yang dibutuhkan dari baja BS.

'. engisi tungku dengan bahan-bahan yang disebutengisian.6roses BS adalah

autogenous: energi panas yang diperlukan dihasilkan selama proses tersebut.

empertahankan $eseimbangan muatanyang tepat, rasio >o3etaL untuk memo,

karena itu sangat penting. *apal BS seperlima diisi dengan skrap baja. Besi cair dari

ladel ditambah seperti yang dipersyaratkan oleh keseimbangan muatan. Sebuah kimia

khas >o3etaL dibebankan ke dalam kapal BS adalah: 7 #, +,!-+ .= Si, +,+=

E + .= 6, dan +,+-+ .+# S.

>. *apal ini kemudian diatur tegak dan tombak air-cooled diturunkan ke dalamnya.

ksigen pukulan tombak murni ke baja dan besi, memicu karbon terlarut dalam

baja dan membakarnya untuk membentuk karbon monoksida dan karbon dioksida ,

yang menyebabkan suhu meningkat sampai sekitar 0++ C 7. Gni mencair memo,

menurunkan karbon isi besi cair dan membantu menghilangkan yang tidak diinginkan

unsur kimia . Gni adalah penggunaan oksigen bukan udara yang meningkatkan pada

proses Bessemer , untuk nitrogen (dan gas lainnya) di udara tidak bereaksi dengan

muatan sebagai oksigen tidak. ksigen kemurnian tinggi dihembuskan ke dalam

tungku atau kapal BS melalui air-cooled tombak berorientasi 5ertikal dengankecepatan lebih cepat dari ach .

5. 1luks (dibakar kapur atau dolomit ) dimasukkan ke kapal untuk membentuk slag ,

yang menyerap kotoran dari proses pembuatan baja. Selama meniup logam di kapal

membentuk emulsi dengan terak, memfasilitasi proses penyulingan. enjelang akhir

dari siklus bertiup, yang memakan $aktu sekitar !+ menit, suhu diukur dan sampel

yang diambil. Sampel diuji dan analisis komputer dari baja yang diberikan dalam

$aktu enam menit. Sebuah kimia yang khas dari logam ditiup adalah +,"-+ ./ 7, ,

+-+ . n, +,+-+ .+" Si, ,+-+ .+" S dan 6.

=. *apal BS dimiringkan lagi dan baja dituangkan ke dalam sendok raksasa. 6roses ini

disebut mene$anbaja. Baja tersebut selanjutnya dimurnikan di tungku sendok, dengan

menambahkan bahan paduan untuk memberikan sifat baja khusus yang dibutuhkan

oleh pelanggan. 3erkadang argon atau nitrogen gas ditiupkan ke dalam sendok untuk

memastikan paduan campuran dengan benar. Baja sekarang berisi +, E karbon.

3he karbon dalam baja, semakin sulit, tetapi juga lebih rapuh dan kurang fleksibel.

D. Setelah baja akan dihapus dari kapal BS, terak, penuh dengan kotoran, dituangkan

off dan didinginkan.

,-4 Proses Marin (Dapur "iemens Marin)


19/32

6roses lain untuk membuat baja dari bahan besi kasar adalah menggunakan dapur Siemens

artin yang sering disebut proses artin. &apur ini terdiri atas satu tungku untuk bahan yang

dicairkan dan biasanya menggunakan empat ruangan sebagai pemanas gas dan udara. 6ada

proses ini digunakan muatan besi bekas yang dicampur dengan besi kasar sehingga dapat

menghasilkan baja dengan kualitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan baja Bessemermaupun 3homas.

;as yang akan dibakar dengan udara untuk pembakaran dialirkan ke dalam ruangan-ruangan

melalui batu tahan api yang sudah dipanaskan dengan temperatur /++ sampai ++ derajat

celcius. dengan demikian nyala apinya mempunyai suhu yang tinggi, kira-kira =++ derajat

celcius. gas pembakaran yang bergerak ke luar masih memberikan panas kedalam ruang yang

kedua, dengan menggunakan keran pengatur maka gas panas dan udara pembakaran masuk

ke dalam ruangan tersebut secara bergantian dipanaskan dan didinginkan. Bahan bakar yang

digunakan adalah gas dapur tinggi, minyak yang digaskan (stookolie) dan juga gas generator.

6ada pembakaran %at arang terjadi gas 7 dan 7!yang naik ke atas dan mengakibatkancairannya bergolak, dengan demikian akan terjadi hubungann yang erat antara api dengan

bahan muatan yang dimasukkan ke dapur tinggi. Bahan tambahan akan bersenya$a dengan

%at asam membentuk terak yang menutup cairan tersebut sehingga melindungi cairan itu dari

oksida lebih lanjut. Setelah proses berjalan selama / jam, terak dikeluarkan dengan

memiringkan dapur tersebut dan kemudian baja cair dapat dicerat. >asil akhir dari proses

artin disebut baja artin. Baja ini bermutu baik karena komposisinya dapat diatur dan

ditentukan dengan teliti pada proses yang berlangsung agak lama. Lapisan dapur pada proses

artin dapat bersifat asam atau basa tergantung dari besi kasarnya mengandung fosfor sedikit

atau banyak.6roses artin asam teradi apabila mengolah besi kasar yang bersifat asam atau mengandung

fosfor rendah dan sebaliknya dikatakan proses artin basa apabila muatannya bersifat basa

dan mengandung fosfor yang tinggi. *euntungan dari proses artin disbanding proses

Bessemer dan 3homas adalah sebagai berikut :

a. 6roses lebih lama sehingga dapat menghasilkan susunan yang lebih baik dengan jalan

percobaan-percobaan.

b. 'nsur-unsur yang tidak dikehendaki dan kotoran-kotoran dapat dihindarkan atau

dibersihkan.

c. 6enambahan besi bekas dan bahan tambahan lainnya pada akhir proses menyebabkansusunannya dapat diatur sebaik-baiknya. Selain keuntungan di atas dan karena udara

pembakaran mengalir di atas cairan maka hasil akhir akan sedikit mengandung %at asam dan

%at lemas.

6roses artin basa biasanya masih mengandung beberapa kotoran seperti %at asam, belerang,

fosfor dan sebagainya. Sedangkan pada proses artin asam kadar kotoran-kotoran tersebut

lebih kecil.

6ada proses Open*Hear'digunakan campuran besi mentah (pig iron) padat atau cair

dengan baja bekas (steel scrap) sebagai bahan isian (charge). 6ada proses ini temperatur yang

dihasilkan oleh nyala api dapat mencapai =++o

7. Bahan bakar (fuel) dan udara sebelum


20/32

dimasukkan ke dalam dapur terlebih dahulu dipanaskan dalam 87heeker$ork9 dari

renegarator.

6roses pembuatan baja dengan cara pen->earth ini meliputi " periode yaitu :

a. 6eriode memasukkan dan mencairkan bahan isian.

b. 6eriode mendidihkan cairan logam isian.c. 6eriode membersihkanDmemurnikan (refining) dan deoksidasi

d. Bahan bakar yang dipakai adalah: campuran blast furnace gas dan cokes o5en gas.

Bahan isian : besi mentah dan baja bekas beserta bahan tambah ditaruh dalam heart le$at

puntu pengisian.

6roses pembuatan baja dengan cara pen->earth furnace ini dapat dalam keadaan basa atau

asam (basic or acid open-hearth). 6ada basic open-hearth furnace, dinding bagaian dalam

dapur dilapisi dengan magnesite brick. Bagian ba$ah untuk tempat logam cair dan terak dari

bahan magnesite brick atau dolomite harus diganti setiap kali peleburan selesai. 3erak basa

yang dihasilkan ? #+ - + 7a.6ada acid open-hearth furnace, dinding bagian dalam dapur dilapisi dengan dinas-brick.

Bagian ba$ah dinding dapur harus diganti setiap kali peleburan selesai. 3erak yang

dihasilkan mengandung silica yang cukup tinggi yaitu + - Si!. 6ada proses basic

ataupun acid dapat menggunakan bahan isian padat ataupun cair.

6roses yang menggunakan isian padat biasa disebut 8Scarp and pig process9 yaitu proses

yang isian padatnya terdiri dari besi mentah (pig iron), baja bekas (Scrap steel) dan sedikit

bijih besi (iron ore). 6roses yang mengggunakan besi mentah cair terdiri dari besi mentah cari

? /+ dan baja bekas kira-kira #+ dan sedikit bijih besi dan bahan tambah. 7ara ini biasa

dikerjakan pada perusahaan dapur tinggi (blast furnace) dimana besi mentah cair dari dapurtinggi tersebut langsung diproses pada open-hearth furnace.


21/32

Gambar *2, "aur siemens martin (oen hearth &urnace)

".!. Proses Hoe5s5'

6roses >oecsch merupakan penyempurnaan dari proses artin. 7aranya adalah setelah

muatan di dalam dapur Siemens artin mencair kemudian langsung dikeluarkan dan

dimasukkan dalam kuali yang terbuka untuk membakar fosfor dan belerang. Sementara

pembakaran dilakukan dapur Siemens artin dibersihkan dan kemudian lantai dapur ditaburi

dengan serbuk bijih besi (1e!" atau 1e"#). Setelah selesai mengadakan pembakaran

fosfor, belerang dan besi cair yang berada di dalam kuali tadi dimasukkan kembali ke dalam

dapur Siemens artin untuk menyelesaikan pembakaran unsur-unsur lain yang belum hilang,

terutama %at arang. Setelah proses pembakaran %at arang dianggap selesai, terak yang terjadidikeluarkan selanjutnya baja cair ditampung dalam panci penuangan untuk dituang atau

dicetak menjadi balok tuangan.

".!.! Proses Berran# T'ie

6roses ini menggunakan dua buah dapur Siemens artin. 6ada dapur yang pertama

dilakukan pemijaran dan pembakaran untuk memisahkan fosfor sedangkan dalam dapur

kedua diisi dengan besi cair hasil dari dapur yang pertama setelah teraknya dikeluarkan.

6roses di dalam dapur yang kedua tersebut juga diberi tambahan bijih besi yang baru.

".!. Proses Dup&eks

6roses ini dilakukan dengan cara mengeluarkan %at arang terlebih dahulu yang berada

kon5ertor-kon5ertor dan memurnikannya di dalam dapur Siemens artin. 6roses &upleks

terutama dilakukan oleh pabrik-pabrik baja yang berada di dekat perusahaan dapur tinggi.

Setelah proses di dalam dapur tinggi (setelah teraknya dihilangkan) cairan besi kasar itu

dimasukkan kedalam kon5ertor (Bessemer atau 3homas) dan dicampur dengan batu kapur

serta baja bekas dalam jumlah yang dikehendaki. 6engembusan udara di dalam kon5ertor

dilakukan sampai kandungan fosfor menjadi rendah kira-kira sampai , , ditambah

dengan kokas yang telah digiling selanjutnya memindahkan isinya ke dalam dapur Siemensartin.

".!.# Proses T'a&!o

6roses 3halbot dilakukan dengan menggunakan dapur Siemens artin yang dapat diputar-

putar dan dijungkitkan. Setelah pemijaran didalam dapur artin, sebagian cairan dituangkan

ke dalam panci tuang dan ke dalam dapur tadi sambil ditambahkan besi kasar, bijih besi dan

batu kapur.

6roses selanjutnya adalah menjaga agar cairan besi di dalam panic tuang tadi tidak terjadi

oksidasi, artinya mengusahakan pendinginan yang cepat. 4kibat dari cara ini adalah hasilyang diperoleh dalam setiap proses dari satu dapur tidak sama kualitasnya. Baja yang


22/32

dihasilkan dari proses 3halbot adalah baja biasa seperti hasil dari proses kon5ertor Bessemer

maupun 3homas.

,-, Proses Dapur Lisrik

&apur listrik digunakan untuk pembuatan baja yang tahan terhadap suhu tinggi. &apur inimempunyai keuntungan-keuntungan sebagai berikut,

a. umlah panas yang diperlukan dapat dapat diatur sebaik-baiknya.

b. 6engaruh %at asam praktis tidak ada.

c. Susunan besi tidak dipengaruhi oleh aliran listrik.

Sedangkan kekurangannya adalah harga listrik yang mahal. &apur listrik dibagi menjadi dua

kelompok yaitu dapur listrik busur cahaya dan dapur listrik induksi.

".". Dapur Busur $a'a6a&apur ini berdasarkan prinsip panas yang memancar dari busur api, dapur ini juga dikenal

dengan sebutan dapur busur nyala api. &apur ini merupakan suatu tungku yang bagian

atasnya digantungkan dua batang arang sebagai elektroda pada arus bolak-balik atau dengan

tiga buah elektroda arang yang dialirkan arus putar. isalnya pada dapur Stassano busur api

terjadi antara tiga ujung elektroda arang yang berada di atas baja yang dilebur melalui ujung

elektroda itu dengan arus putar. 6ada dapur ;irod, arus bolak balik mengalir melalui satu

elektroda yang membentuk busur api di antara kutub dan baja cair selanjutnya dikeluarkan

melalui enam buah elektroda baja yang didinginkan dengan air ke dasar tungku. 6ada dapur

>eroult menggunakan dua elektroda arang dengan arus bolakbalik dan dapat jugamenggunakan tiga buah elektroda pada arus putar. 4rus listrik membentuk busur nyala dari

elektroda kepada cairan dan kembali dari cairan ke elektroda lainnya.

".".! Dapur In#uksi

&apur induksi dapat dibedakan atas dapur induksi frekuensi rendah dan dapur induksi

frekuensi tinggi. 6ada dapur induksi dibangkitkan suatu arus induksi dalam cairan baja

sehingga menimbulkan panas dalam cairan baja itu sendiri sedangkan dinding dapurnya

hanya menerima pengaruh listrik yang kecil saja.

a. &apur induksi frekuensi rendah, bekerja menurut prinsip transformator. &apur ini berupasaluran keliling teras dari baja yang beserta isinya dipandang sebagai gulungan sekunder

transformator yang dihubungkan singkat, akibat hubungan singkat tersebut di dalam dapur

mengalir suatu aliran listrik yang besar dan membangkitkan panas yang tinggi. 4kibatnya isi

dapur mencair dan campuran-campuran tambahan

dioksidasikan.

b. &apur induksi frekuensi tinggi, dapur ini terdiri atas suatu kuali yang diberi kumparan besar

di sekelilingnya. 4pabila dalam kumparan dialirkan arus bolak-balik maka terjadilah arus

putar didalam isi dapur. 4rus ini merupakan aliran listrik hubungan singkat dan panas yang

dibangkitkan sangat tinggi sehingga mencairkan isi dapur dan campuran tambahan yang lainserta mengkoksidasikannya. >asil akhir dari dapur listrik disebut baja elektro yang bermutu


23/32

sangat baik untuk digunakan sebagai alat perkakas misalnya pahat, alat tumbuk dan lain-

lainnya.

"."." Proses Dapur A#uk

&apur aduk merupakan cara pembuatan baja yang kon5ensional dengan cara melebur besikasar di dalam dapur nyala api bersama-sama dengan terak (1e) untuk mendapatkan %at

asam. &engan cara mengaduk-aduk dengan batang besi dan ke ba$ah permukaan

dimasukkan udara maka terjadilah suatu masa lunak dari baja yang banyak mengandung

terak. 4pabila gumpalan-gumpalan yang dibuat dalam dapur telah mencapai kirakira /+ kg

dikeluarkan, maka langkah selajutnya adalah mengeluarkan terak dengan jalan menempanya

atau dipres. &alam proses aduk ini lebih banyak melibatkan pekerjaan tangan serta kapasitas

produksi yang kecil maka cara ini dipandang tidak efisien dan jarang digunakan pada pabrik-

pabrik baja

BAB I/

PO"E" PENGOLAHAN BI+IH BE"I

PENDAHULUAN

Besi dan baja sampai saat ini menduduki peringkat pertama logam yang paling banyak

penggunaanya, besi dan baja mempunyai kandungan unsur utama yang sama yaitu 1e, hanya

kadar karbon-lah yang membedakan besi dan baja.

Besi dan baja diperoleh dari hasil pengolahan bijih besi menjadi besi kasar untuk selanjutnya

diolah menjadi besi atau baja. 6ada uraian ini akan diberikan pemaparan tentang pengolahanoksida besi atau bijih besi >ematite (0+ 1e), agnetite (0! 1e) dan Limonite (/+ 1e)

bijih besi menjadi besi dan baja.

#. PO"E" PENGOLAHAN BE"I DAN BA+A

a. 6engolahan Besi *asar

b. 6engolahan Besi 3uang

c. 6engolahan Baja

d. 6engolahan Besi *asar

Besi kasar diperoleh dari peleburan oksida besi atau bijih besi >ematite (0+ 1e), agnetite(0! 1e) dan Limonite (/+ 1e) di dalam tanur tinggi. Bijih besi tersebut mula E mula
http://stempeljilid4.blogspot.com/2010/02/proses-pengolahan-biji-besi.htmlhttp://stempeljilid4.blogspot.com/2010/02/proses-pengolahan-biji-besi.html


24/32

dibersihkan dengan cara mencucinya pada saluran goyang, kemudian dihaluskan dengan

proses pemecahan secara bertingkat.

Butiran bijih besi halus tersebut kemudian dile$atkan pada 9roda magnetik9 untuk

memisahkan bijih yang mengandung kadar 1e yang tinggi dan yang rendah

Biji atau bijih besi adalah cebakan yang digunakan untuk membuat besi gubal.Biji besi terdiri atas oksigen dan atom besi yang berikatan bersama dalam molekul. Besi

sendiri biasanya didapatkan dalam bentuk magnetit (1e"#), hematit (1e!"), goethit,

limonit atau siderit. Bijih besi biasanya kaya akan besi oksida dan beragam dalam hal $arna,

dari kelabu tua, kuning muda, ungu tua, hingga merah karat.

Saat ini, cadangan biji besi nampak banyak, namun seiring dengan bertambahnya

penggunaan besi secara eksponensial berkelanjutan, cadangan ini mulai berkurang, karena

jumlahnya tetap. Sebagai contoh, Lester Bro$n dari 2orld$atch Gnstitute telah

memperkirakan bah$a bijih besi bisa habis dalam $aktu /# tahun berdasarkan pada

ekstrapolasi konser5atif dari ! pertumbuhan per tahun.6otensi Biji Besi di *alimantan 3engah. Biji besi mempunyai ! tipe yaitu magnetis dan

kolo5ial, biji besi tipe magnetis dijumpai didaerah *abupaten Lamandau, sedangkan tipe

kolo5ial dijumpai didaerah *abupaten *ota$aringin 3imur.

3ipe magnetis terdiri dari hematite dan pegmatite, sedangkan tipe kolo5ial terdiri dari limonit

dan Glmenite.

Lokasi tipe magnetis berada didaerah :

Bukit *arim, *abupaten Lamandau

Bukit ;ojo, *abupaten Lamandau

6etarikan, *abupaten Lamandau irah, 3umbang anggu, *abupaten *atingan

Barito 3imur

Lokasi tipe kolo5ial berada didaerah :

- *enyala, *ecamatan *otabesi, *abupaten *ota$aringin 3imur. 7adangan bijih besi yang

sudah ditemukan #,! juta ton

Besi merupakan logam kedua yang paling banyak di bumi ini. *arakter dari endapan besi ini

bisa berupa endapan logam yang berdiri sendiri namun seringkali ditemukan berasosiasi

dengan mineral logam lainnya. *adang besi terdapat sebagai kandungan logam tanah

(residual), namun jarang yang memiliki nilai ekonomis tinggi. Ondapan besi yang ekonomisumumnya berupa agnetite, >ematite, Limonite dan Siderite. *adang kala dapat berupa

mineral: 6yrite, 6yrhotite, arcasite, dan 7hamosite.

Beberapa jenis genesa dan endapan yang memungkinkan endapan besi bernilai ekonomis

antara lain :

agmatik : agnetite dan 3itaniferous agnetite.

etasomatik kontak : agnetite dan Specularite.

6ergantianDreplacement : agnetite dan >ematite.

SedimentasiDplacer : >ematite, Limonite, dan Siderite.

*onsentrasi mekanik dan residual : >ematite, agnetite dan Limonite. ksidasi : Limonite dan >ematite.


25/32

&ari mineral-mineral bijih besi, magnetit adalah mineral dengan kandungan 1e paling tinggi,

tetapi terdapat dalam jumlah kecil. Sementara hematit merupakan mineral bijih utama yang

dibutuhkan dalam industri besi. ineral-mineral pemba$a besi dengan nilai ekonomis

dengan susunan kimia, kandungan 1e dan klasifikasi komersil dapat dilihat pada 3abel

diba$ah ini:3abel mineral-mineral bijih besi bernilai ekonomis.

a. ineral Susunan kimia *andungan 1e () *lasifikasi komersil.

b. agnetit 1e, 1e!" 0!,# agnetik atau bijih hitam.

c. >ematit 1e!" 0+,+ Bijih merah.

d. Limonit 1e!".n>! E /" Bijih coklat.

e. Siderit 1e7" #=,! Spathic, black band, clay ironstone.

6roses terjadinya cebakan bahan galian bijih besi berhubungan erat dengan adanya peristi$a

tektonik pra-mineralisasi. 4kibat peristi$a tektonik, terbentuklah struktur sesar, struktur sesar

ini merupakan %ona lemah yang memungkinkan terjadinya magmatisme, yaitu intrusi magmamenerobos batuan tua. 4kibat adanya kontak magmatik ini, terjadilah proses rekristalisasi,

alterasi, mineralisasi, dan penggantian (replacement) pada bagian kontak magma dengan

batuan yang diterobosnya.

6erubahan ini disebabkan karena adanya panas dan bahan cair (fluida) yang berasal dari

akti5itas magma tersebut. 6roses penerobosan magma pada %ona lemah ini hingga membeku

umumnya disertai dengan kontak metamorfosa. *ontak metamorfosa juga melibatkan batuan

samping sehingga menimbulkan bahan cair (fluida) seperti cairan magmatik dan metamorfik

yang banyak mengandung bijih.

#.. Besi sekun#er ( en#apan p&a5er )

7ebakan mineral alochton dibentuk oleh kumpulan mineral berat melalui proses sedimentasi,

secara alamiah terpisah karena gra5itasi dan dibantu pergerakan media cair, padat dan

gasDudara. *erapatan konsentrasi mineral-mineral berat tersebut tergantung kepada tingkat

kebebasannya dari sumber, berat jenis, ketahanan kimia$i hingga lamanya pelapukan dan

mekanisma. &engan nilai ekonomi yang dimilikinya para ahli geologi menyebut endapan

alochton tersebut sebagai cebakan placer.

enis cebakan ini telah terbentuk dalam semua $aktu geologi, tetapi kebanyakan pada umur

3ersier dan masa kini, sebagian besar merupakan cadangan berukuran kecil dan seringterkumpul dalam $aktu singkat karena tererosi. *ebanyakan cebakan berkadar rendah tetapi

dapat ditambang karena berupa partikel bebas, mudah dikerjakan dengan tanpa

penghancuranF dimana pemisahannya dapat menggunakan alat semi-mobile dan relatif

murah. 6enambangannya biasanya dengan cara pengerukan, yang merupakan metoda

penambangan termurah.

#.! Proses Pem!uaan Besi * Baja

Besi dan baja merupakan logam yang banyak digunakan dalam teknikF dan meliputi

dari seluruh produksi logam dunia. untuk penggunaan tertentu, besi dan baja merupakan satu-

satunya logam yang memenuhi persyaratan teknis maupun ekonomis, namun di beberapa


26/32

bidang lainnya logam ini mulai mendapat persaingan dari logam bukan besi dan bahan bukan

logam. diperkirakan bah$a besi telah dikenal manusia disekitar tahun !++ S.

6roses pembuatan baja diperkenalkan oleh Sir >enry Bessemer dari Gnggris sekitar tahun

=++, sedang 2illiam *elly dari 4merika pada $aktu yang hampir bersamaan berhasil

membuat besi malleable. hal ini menyebabkan timbulnay persengketaan mengenai masalahpaten. &alam sidang-sidang pengasilan terbukti bah$a 2Glliam *ey lebih dahulu

mendapatkan hak paten.

6roses 6embuatan Besi-Baja:

#.!. Proses e#uksi Ti#ak Langsung (In#ire5 e#u5ion)

6ada proses ini menggunakan tungku tanur tinggi (blast furnace) dengan porsi =+

diproduksi dunia. Besi kasar dihasilkan dalam tanur tinggi. &iameter tanur tinggi sekitar =m

dan tingginya mencapai /+ m. Bahan baku yang terdiri dari campuran bijih, kokas, dan batu

kapur, dinaikkan ke puncak tanur dengan pemuat otomatis, kemudian dimasukkan ke dalam

hopper. >ematit akan dimasukkan ke dalam blast furnace, disertai denganbeberapa bahan

lainnya seperti kokas (coke), batu kapur(limestone), dan udara panas. Bahan baku yang

terdiri dari campuran biji besi, kokas, dan batu kapur, dinaikkan ke puncakblast furnace.

Bahan baku tersebut disusun secara berlapis-lapis.

Setelah bahan-bahan dimasukkan ke dalam blast furnace, lalu udara panas dialirkan

dari dasar tungku dan menyebabkan kokas terbakar sehingga nantinya akan membentuk

karbon monoksida (7). eaksi reduksi pun terjadi, yaitu sebagai berikut :

1e!" ? "7 A !1e ? "7!

&engan digunakannya udara panas, dapat dihemat penggunaan kokas sebesar "+

lebih. 'dara dipanaskan dalam pemanas mula yang berbentuk menara silindris, sampai

sekitar ++P7. *alor yang diperlukan berasal dari reaksi pembakaran gas karbon monoksida

yang keluar dari tanur. 'dara panas tersebut memasuki tanur melalui tuyer yang terletak tepat

di atas pusat pengumpulan besi cair.

aka didapatlah besi (1e) yang kita inginkan. Namun besi tersebut masih

mengandung karbon yang cukup banyak yaitu " E #,, padahal besi yang paling banyak

digunakan saat ini adalah yang berkadar karbon kurang dari saja. Besi yang mengandung

karbon dengan kadar Q# biasa disebut pig iron.

Batu kapur digunakan sebagai fluks yang mengikat kotoran-kotoran yang terdapat

dalam bijih-bijih besi dan membentuk terak cair. 3erak cair ini lebih ringan dari besi cair dan

terapung diatasnya dan secara berkala akan disadap. Besi cair yang telah bebas dari kotoran-

kotoran dialirkan kedalam cetakan setiap E / jam.


27/32

;ambar #.!., blast furnace

3erak dapat dimanfaatkan sebagai bahan bangunan (campuran beton) atau sebagai

bahan isolasi panas. ;as panas dibersihkan dan digunakan untuk pemanas mula udara, untuk

membangkitkan energi atau sebagai media pembakar dapur-dapur lainnya.

6erlu diperhatikan bah$a bijih besi yang akan dimasukkan ke dalam blast

furnaceharuslah digumpalkan terlebih dahulu. >al tersebut berguna agar aliran udara panas

bisa dengan mudah bergerak mele$ati celan-celah biji besi dan tentunya akan mempercepat

proses reduksi. *omposisi besi kasar dapat dikendalikan melalui pengaturan kondisi operasi

dan pemilihan susunan campuran bahan baku.

;ambar: 3anur 3inggi

#.!.! Proses e#uksi Langsung (Dire5 e#u5ion)

6roses ini biasanya digunakan untuk merubah pellet menjadi besi spons (sponge iron). ugadisebut besi spons dihasilkan dari reduksi langsung dari bijih besi (dalam bentuk gumpalan,


28/32

pelet atau denda) dengan mengurangi gas yang dihasilkan dari gas alam atau batubara. ;as

pereduksi adalah mayoritas campuran hidrogen (>!) dan karbon monoksida (7) yang

bertindak sebagai pereduksi. 6roses langsung mengurangi bijih besi dalam bentuk padat

dengan mengurangi gas disebut reduksi langsung.

6roses reduksi langsung dianggap lebih efisien daripada tanur tiup . *arena beroperasi padasuhu yang lebih rendah, dan ada beberapa faktor lain yang membuatnya ekonomis. Berikut

adalah contoh proses reduksi langsung antara lain :

#.!." H7L pro5es

>RL &irect eduction 6roses (reduksi langsung) adalah hasil usaha riset yang dimulai oleh

>ojalata y L.ina, S.4., pada permulaan tahun +-an. 'saha ini muncul dari tekanan

kebutuhan yang semakin meningkat dan harus memperoleh bahan baku yang cukup mutu dan

pada harga yang stabil untuk produksi lembaran baja(sheet steel).

&alam proses ini digunakan gas reduktor dari LN; (Liuid Natural ;as), gas alam cair ini

direaksikan dengan uap air panas (>!).

#.!.# Mi#re8 Pro5es

;ambar #.".", idreK proces

6roses ini didasarkan pada tekanan rendah, udara bergerak berla$anan arus ke bijih oksida

besi pelet padat. &i dalam proses reduksi langsung ini, bijih besi direaksikan dengan gas alam

sehingga terbentuklah butiran besi yang dinamakan besi spons. Besi spons kemudian diolah

lebih lanjut di dalam sebuah tungku yang bernama dapur listrik (Olectric 4rc 1urnace). &i

sini besi spons akan dicampur dengan besi tua (scrap), dan paduan fero untuk diubah menjadi

batangan baja, biasa disebut billet. 6roses ini sangat efektif untuk mereduksi oksida-oksida

dan belerang sehingga dapat dimanfaatkan bijih besi berkadar rendah.


29/32

6roses reduksi langsung ini salah satunya dipakai oleh 6.3. *arakatau Steel. 1ungsi dari gas

alam itu sendiri sebenarnya adakalah sebagai gas reduktor, dimana gas alam mengandung 7

dan >!, yang dapat bereaksi dengan bijih menghasilkan besi murni (1e) berkualitas tinggi.

*euntungan dari proses reduksi langsung ketimbang blast furnace adalah :

a. Besi spons memiliki kandungan besi lebih tinggi ketimbang pig iron, hasil blast furnace.b. @at reduktor menggunakan gas (7 atau >!) yang terkandung dalam gas alam, sehingga

tidak diperlukan kokas yang harganya cukup mahal.

6erbedaan proses reduksi langsung dan reduksi tidak langsung

1. eaksinya berbeda,pada reduksi tidak langsung 1e diperoleh dari beberapa tahap

reaksi, pada reduksi langsung dengan tahap reaksi sudah dapat diperoleh 1e murni.

. >asil akhirnya berbeda, utput dari reduksi tidak langsung adalah berupa 1e dalam

keadaan cair (pig iron) , sedangkan output dari reduksi langsung adalah 1e dalam

keadaan padat (sponge iron)

'. Sumber gas reduktornya berbeda, indirect reduction menggunakan kokas untuk

menghasilkan gas reduktor 7, sedangkan direct reduction menggunakan 7>#

>. *ualitasnya berbeda, reduksi langsung menghasilkan besi dengan kualitas yang lebih

baik daripada reduksi tidak langsung. *arena reduksi tidak langsung menggunakan

kokas untuk menghasilkan gas reduktor. *okas berasal dari batubara yang mengadung

sulfur, dimana S tersebut dapat ikut masuk kedalam besi hasil reduksi, yang

mengakibatkan besi mengalami retak panas (hot shortness).

#." Besi Tuang ($as Iron)

Secara umum Besi 3uang (7ast Gron) adalah Besi yang mempunyai 7arbon content !. E

#. leh karena itu Besi 3uang yang kandungan karbonnya !. E # akan mempunyai

sifat 46' L4SNR4 (2OL&4BGLG3R) rendah. *arbon dalam Besi 3uang dapat berupa

sementit (1e"7) atau biasa disebut dengan *arbon Bebas (grafit). 6erlu di ketahui juga

kandungan 1S1 dan S'L6>' dari material ini sangat tinggi dibandingkan Baja. 4da

beberapa jenis Besi 3uang (7ast Gron) yaitu :

#.". Besi Tuang Putih (White Cast Iron)

;ambar: Struktur logam dapat dilihat pada gambar diatas
http://www.krakatausteel.com/home.phphttp://www.krakatausteel.com/home.php


30/32

Namanya diambil dari $arna bidang p atahnya. &imana Besi 3uang ini seluruh karbonnya

berupa Sementit sehingga mempunyai sifat sangat keras dan getas. ikrostrukturnya terdiri

dari *arbida yang menyebabkan ber$arna 6utih.

Besi tuang putih ($hite cast iron) mengandung kadar silikon rendah, dimana pada saat

pemadatan besi carbida membentuk graphite di dalam ikatan matriK. 6ada besi tuang non-

paduan strukturnya berbentuk pearlite. Besi tuang putih ($hite cast iron) memiliki angka

kekerasan antara #++ hingga /++ >B dengan tegangan tariknya !0+ NDmm! dan masih dapat

ditingkatkan melalui penurunan kadar karbon sebesar !,0 sampai !, menjadi #+

NDmm!. 6roses machining untuk besi tuang putih ini hanya dapat dilakukan dengan

penggerindaan (grinding). Besi tuang putih ($hite cast iron) digunakan dalam pembuatan

komponen mesin gerinda, kelengkapan penghancur, komponen dapur pemanas (furnance)

dan lain-lain. Besi tuang putih ($hite cast iron) dapat diberi perlakuan panas (heat treatment)

untuk menurunkan angka kekerasannya melalui proses pelunakan (anealing), yakni dengan

pemanasan pada temperatur =+P7 untuk menguraikan free-karbon yang terbentuk karena

pendinginan cepat setelah penuangan (pengecoran).

6roses ini dilakukan hanya pada kondisi darurat. Sedangkan pengendalian sifat besi tuang

putih ini tetap dengan metoda pengendalian pendinginan dengan 8iron chill9 serta komposisi

unsur bahan.

#.".! Besi Tuang Kelabu (Gre Cast Iron)

Namanya diambil dari $arna bidang patahnya. Besi tuang *elabu (;rey 7ast Gron). Besi

tuang kelabu (grey cast iron) mengandung unsur graphite yang berbentuk serpihan sehingga

memiliki sifat mampu mesin (machinability). Rang membedakan jenis dari besi tuang kelabu

ialah nilai tegangannya 4ngka kekerasan dari Besi tuang ini ialah antara >B sampai "!+

>B tergantung tingkatannya. besi tuang kelabu (grey cast iron) digunakan dalam pembuatan

crankcases, machine tool bed, brake drums, cylinder head dan lain-lain.

Gambar +.*.2, besi tuang $elabu

Besi tuang kelabu (grey cast iron) dapat diberi perlakuan panas (heat treatment) untukmenghilangkan tegangan dalam setelah proses pengecoran yakni dengan 8stress reliefing9,


31/32

dengan memberikan pemanasan lambat antara ++P7 hingga 0P7, dengan holding time

sekitar " jam diikuti dengan pendinginan secara perlahan-lahan. 6roses lain dalam perlakuan

panas (heat treatment) yang memungkinkan untuk dilakukan pada besi tuang kelabu ini ialah

pelunakan (anealing), dengan proses ini akan terjadi perbaikan pada strukturnya sehingga

dimungkinkan untuk proses machining secara cepat, untuk proses anealing ini dilakukandengan memberikan pemanasan pada temperatur anealing yakni 0++P7 dengan $aktu

pemanasan (holding time) setengah hingga dua jam, dimana akan terbentuk structure pearlite

tertutup dalam kesatuan ferrite matriK, namun demikian tingkat kekerasan akan tereduksi

sebesar !#+ >B sampai =+ >B.enis Besi 3uang ini sering dijumpai (sekitar 0+ besi tuang

ber$arna abu-abu). Struktur besi tuang kelabu dapat dilihat pada gambar #.".!.

#."." Besi tuang !a!pu te!pa (!alleable "ast iron)#

Besi tuang 8ampu 3empa9 (alleable 7ast Gron) Besi tuang mampu tempa (alleable cast

Gron) adalah salah satu jenis besi tuang yang memiliki struktur ber$arna putih, dimanamemiliki unsur graphite yang sangat halus sehingga distribusi unsur *arbon menjadi lebih

merata serta mudah dibentuk. Besi tuang mampu tempa (alleable cast Gron) terdapat dalam

" bentuk jenis, yakni : 2hitehearth, Blackhearth, dan 6earlitic nama-nama ini merupakan

istilah sesuai dengan bentuk microstruktur dari besi tuang tersebut. Besi 3uang jenis ini

dibuat dari Besi 3uang 6utih dengan melakukan heat treatment kembali yang tujuannya

menguraikan seluruh gumpalan graphit (1e"7) akan terurai menjadi matriks 1errite, 6earlite

dan artensite. empunyai sifat yang mirip dengab Baja. Sifat-sifat sangat baik jika

dibandingkan dengan besi tuang kelabu tetapi harganya mahal.

#.".# Besi Tuang $odular ($odular Cast Iron)$odular Cast Iron

4dalah perpaduan besi tuang kelabu. &ibuat dengan jalan mencampurkan magnesium,

kalsium atau serium ke dalam cairan logam.Sifat-sifat kekuatan dan keuletan tinggi, tahan aus

juga tahan panas.

Struktur besi tuang nodular

7iri besi tuang ini bentuk graphite flake dimana ujung E ujung flake berbentuk takik-an yang

mempunyai pengaruh terhadap ketangguhan, keuletan T kekuatan oleh karena untuk menjadilebih baik, maka graphite tersebut berbentuk bola (spheroid) dengan menambahkan sedikit


32/32

inoculating agent, seperti magnesium atau calcium silicide. *arena besi tuang mempunyai

keuletan yang tinggi maka besi tuang ini di kategorikan ductile cast iron. 6emakaian besi

tuang jenis ini adalah untuk bahan pembuat piston mesin.

)iposkan oleh&ahidi adli di ('.(@idak ada komentaririmkan Eni le*at !mailBlog@hisFBerbagi ke @*itterBerbagi ke ;acebook

Adli, Zahidi. 2012. Peleburan Bijih Besi dan Dapur-Dapur Baja. (online),

http://ahidiadli!aad.blo"spot.#o$/, dia%ses 1& sep 201'
https://plus.google.com/101840603317234134523https://plus.google.com/101840603317234134523https://plus.google.com/101840603317234134523http://zahidiadliwaad.blogspot.com/2012/11/peleburan-bijih-besi-dan-dapur-dapur.htmlhttp://zahidiadliwaad.blogspot.com/2012/11/peleburan-bijih-besi-dan-dapur-dapur.html#comment-formhttp://zahidiadliwaad.blogspot.com/2012/11/peleburan-bijih-besi-dan-dapur-dapur.html#comment-formhttp://zahidiadliwaad.blogspot.com/2012/11/peleburan-bijih-besi-dan-dapur-dapur.html#comment-formhttp://www.blogger.com/share-post.g?blogID=877299505661627856&postID=7287961321161463819&target=emailhttp://www.blogger.com/share-post.g?blogID=877299505661627856&postID=7287961321161463819&target=emailhttp://www.blogger.com/share-post.g?blogID=877299505661627856&postID=7287961321161463819&target=bloghttp://www.blogger.com/share-post.g?blogID=877299505661627856&postID=7287961321161463819&target=bloghttp://www.blogger.com/share-post.g?blogID=877299505661627856&postID=7287961321161463819&target=twitterhttp://www.blogger.com/share-post.g?blogID=877299505661627856&postID=7287961321161463819&target=facebookhttp://zahidiadliwaad.blogspot.com/https://plus.google.com/101840603317234134523http://zahidiadliwaad.blogspot.com/2012/11/peleburan-bijih-besi-dan-dapur-dapur.htmlhttp://zahidiadliwaad.blogspot.com/2012/11/peleburan-bijih-besi-dan-dapur-dapur.html#comment-formhttp://www.blogger.com/share-post.g?blogID=877299505661627856&postID=7287961321161463819&target=emailhttp://www.blogger.com/share-post.g?blogID=877299505661627856&postID=7287961321161463819&target=bloghttp://www.blogger.com/share-post.g?blogID=877299505661627856&postID=7287961321161463819&target=twitterhttp://www.blogger.com/share-post.g?blogID=877299505661627856&postID=7287961321161463819&target=facebookhttp://zahidiadliwaad.blogspot.com/

12. besi tuang (dan campur)

Documents