PROSES PEMBUATAN BESI KASAR

Bahan:
1. Biji besi, antara lain :
    batu besi coklat atau limonit (2Fe2O3 + 3H2O)
    batu besi merah atau hematit (Fe2O3)
    batu besi magnet (Fe2O4)
    batu besi kalsit (FeCO3)
2. Kokas
3. Batu Kapur

Fungsi masing masing bahan:
1. Biji besi
Biji besi merupakan sumber unsur Ferro (besi) yang merupakan unsur yang paling dibutuhkan
2. Kokas
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.
3. Batu kapur
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.

Proses pembuatan:
1. biji besi yang sumbernya dari dalm perut bumi tentu tidak hanya mengandung unsur ferro. Biji besi tersebut berbentuk bongkahan bongkahan batu yang didalamnya masih terdapat pasir, tanah liat, dan batu-batuan yang lainnya sehingga dilakukan pemisahan antara biji besi dengan bahan-bahan lainnya yang tidak digunakan. pemisahan ini menggunakan tromol magnet.
2. setelah penyortiran, maka biji besi dicuci kemudian dikelompokkan sesuai besarnya. biji besi yang terlalu halus kemudian diaglomir sehingga bentuknya seperti bola dan bisa digunakan sebagai isi dari dapur tinggi
3. 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.
4. untuk mempercepat proses, udara penghembus yang dihembuskan di bagian bawah dapur tinggi dipanaskan terlebih dahulu.
5. 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.

dapur tinggi (blast furnace)

Proses dalam dapur tinggi
Didalam dapur tinggi terjadi proses kimia dari bahan bahan pembentuk logam besi. proses kimianya adalah sebagai berikut:
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.
Proses reduksi di dalam dapur tinggi tersebut berlangsung sebagai berikut:
Zat arang dari kokas terbakar menurut reaksi : C+O2  ----->    CO2
sebagian dari CO2 bersama dengan zat arang membentuk zat yang berada ditempat yang lebih atas yaitu gas CO.
 CO2+C ------>       2CO
Di bagian atas dapur tinggi pada suhu 3000 sampai 8000 C oksid besi yang lebih tinggi diubah menjadi oksida yang lebih rendah oleh reduksi tidak langsung dengan CO tersebut menurut prinsip :
Fe2O3+CO ------->       2FeO+CO2
Pada waktu proses berlangsung muatan turun ke bawah dan terjadi reduksi tidak langsung menurut prinsip :
FeO+CO  --------->         FeO+CO2
Reduksi ini disebut tidak langsung karena bukan zat arang murni yang mereduksi melainkan persenyawaan zat arang dengan oksigen. sEdangkan reduksi langsung terjadi pada bagian yang terpanas dari dapur, yaitu
langsung di atas pipa pengembus. Reduksi ini berlangsung sebagai berikut.
FeO+C  -------->         Fe+CO
CO yang terbentuk itulah yang naik ke atas untuk mengadakan reduksi tidak langsung tadi.
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.

Proses kimia di dalam tanur tinggi

Sisa pembuatan besi cair
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.

Sumber gambar:
1. 'www.chemguide.co.uk'
2. Bagyo Sucahyo, 1999