PEMBUATAN PIG IRON

Bahan dasar yang digunakan untuk pembuatan pig iron adalah : Bijih besi, Cokes ( batu arang ) dan batu kapur. Batu arang dibakar sebagai bahan bakar untuk memanaskan furnace ( dapur ). Setelah terbakar, batu arang menghasilkan karbon mono Oksida ( CO ) dan bereaksi dengan Oksida  besi dalam bijih besi dan mereduksinya menjadi logam besi ( lihat persamaan reaksi di bawah ini ) :

Fe₂O₃  +  3CO  =  3CO₂  +  2Fe

Batu kapur dalam ruang dapur digunakan sebagai unsur tambahan pada carbon mono Oksida serta sebagai flux ( unsure  penambah ) dan bereaksi dengan unsur ikutan silica yang ada dalam bijih besi, untuk membentuk Calsium silikat .

Tanpa batu kapur, silikat besi akan dibentuk dengan hasil sebagian logam besi yang hilang. Calcium silikat ditambah unsur ikutan yang lain membentuk slag  dan mengapung pada bagian atas logam cair pada bagian dasar dapur..

Pig iron biasa, seperti yang dihasilkan oleh blast furnace, mengandung besi sekitar 92 %, Carbon , 3-4 %, Silikon 0,5 – 3 %, Mangan  0,25 – 2,5 %, Phospor 0,04 – 2 %, dan tidak ada kandungan Sulfur.

Ciri fisik blast furnace terdiri dari baja silindris berdinding lurus dengan refractori yang merupakan bahan non metallic seperti halnya batu tahan api. Dinding berbentuk tirus pada bagian atas dan bawah ( lihat gambar 2.3 ), serta melebar pada pada sekitar  seperempat dari bagian bawah.

Bagian kecil dari furnace disebut bosh , yaitu perangkat dengan beberapa pipa terbuka ( tuyeres ) yang mana udara dihembuskan dengan kuat. Dekat dengan bagian bawah bosh, adalah lubang laluan untuk mengalirkan besi cair ketika dapur ditap ( dikuras ). Diatas lubang tetapi di bawah tuyeres, adalah lubang yang lain untuk mengalirkan slag.

Bagian atas furnace, yaitu ketinggian sekitar 27 m ( sekitar 90 ft ), terdiri dari ventilasi untuk membuang gas, dan sepasang hopper berbentuk bulat , dekat  dengan katup bentuk bell yang mana pengisi dimasukkan ke dalam furnace. Material dibawa menuju hopper dengan dump truck kecil atau skip, yaitu dinaikkan dengan kerekan .

Blast furnaces dioperasikan secara kontinyu. Bahan baku dimasukkan ke dalam furnace dan dibagi kedalam beberapa bagian setiap interval 10 – 15 min. Slag turun dari bagian atas cairan setiap 2 jam sekali, dan besi cair dengan sendirinya turun atau dikuras 5 kali dalam sehari.

Udara digunakan untuk mensuplai hembusan dalam blast furnace, yaitu dopanaskan sampai temperature antara 540 ⁰ dan 870 ⁰ C ( sekitar 1.000 – 1,600 ⁰ F ). Pemanasan dilakukan dalam stove, yaitu silinder yang tersusun atas jaringan batu tahan api. Batu tahan api dalam stove dipanaskan selama beberapa jam dengan pembakaran gas blast furnace, sisa gas dari bagian atas furnace. Berat udara yang digunakan dalam pengoperasian ini melebihim total berat bahan baku yang lain yang digunakan.

Perkembangan penting dalam teknologi blast furnace, adalah memberi  tekanan pada furnace , yang dikenalkan setelah perang dunia II . Dengan katup penutup aliran gas dari ventilasi dapur, tekanan dalam dapur mencapai 1,7 atm atau lebih. Teknik Pemberian tekanan ini memungkinkan proses pembakaran kokas lebih baik dan produk pig iron lebih banyak. Output beberapa blast furnace dapat dinaikkan 25 % dengan pemberian tekanan. Pengujian instalasi juga menunjukkan  output blast furnace dapat dinaikkan melalui penambahan udara dengan oksigen.

Proses pengurasan terdiri dari perangkat lepas plug tanah liat dari lubang aliran besi dekat bagian bawah bosh dan memungkinkan logam cair mengalir kedalam saluran kemudian kedalam penampung yang terbuat dari batu berlapis logam, yang mana rail ladle mampu membawa sebanyak 100 ton logam.

Adapun slag mengalir dari furnace dengan logam yang telah diskim sebelum mencapai container ( penampung ). Kontainer besi cair kemudian dipindahkan ke bagian steelmaking.

Pada era modern, blast furnace dioperasikan dimana ada penghubung dengan Dapur Oxygen ( Oxygen Furnace ) dan kadang – kadang dapur open hearth yang lebih tua sebagai bagian  pada pabrik  produksi baja. Pada pabrik seperti ini peleburan pig iron, digunakan untuk mengisi dapur pembuatan baja. Logama cair dari beberapa blast furnace, dicampur dalam ladle besar sebelum dirubah menjadi baja, dengan tujuan untuk meminimalkan keberagaman komposisi dari masing – masing logam cair.