KONSTRUKSI DAPUR TINGGI

KONTRUKSI 

 DALAM DAPUR TINGGI (BLAST FURNACE)

BAB I

PENDAHULUAN

Latar Belakang
     

Dapur tinggi digunakan untuk mengolah bijih-bijih besi untuk dijadikan besi kasar. Dalam dapur tinggi akan terjadi proses reduksi bijih besi menjadi besi kasar (besi mentah), dalam daerah reduksi yaitu daerah dapur tinggi dan suhu berkisar 800˚C– 1400 ˚C, akan terjadi serangkaian reaksi-reaksi kimia antara lain reaksi reduksi bijih besi, reaksi pembakaran kokas, dan peruraian batu kapur. Bahan yang digunakan dalam proses dapur tinggi untuk menghasilkan besi kasar dari dapur tinggi diperlukan bahan-bahan antara lain : Bijih besi, batu kapur, bahan bakar dan udara panas.

1. Rumusan Masalah

1.    Bagaimana proses reduksi dalam dapur tinggi ?

2.    Bagaimana konstruksi dalam dapur tinggi ?

3.    Bagaimana Cara kerja dapur tinggi ?

2. Tujuan

1.    Untuk mengetahui proses reduksi dalam dapur tinggi

2.    Untuk mengetahui konstruksi dapur tinggi

3.    Untuk mengetahui cara kerja dapur tinggi

BAB II

PEMBAHASAN

1.      Proses Reduksi Dalam Dapur Tinggi

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 + 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 dan 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 oksida besi yang lebih tinggi diubah menjadi oksid 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.

Besi cair 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 masih dalam keadaan cair dipindahkan pada bagian pembuatan baja (dapur Siemen Martin).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.

2.      Konstruksi Blast Furnace

Dapur tinggi atau blast furnace mempunyai bentuk dua buah kerucut yang berdiri menjadi satu di atas yang lain pada alasnya. Di bagian atas adalah tanurnya yang melebar ke bawah, sehingga muatannya dengan mudah meluncur ke bawah dan tidak terjadi hambatan. Bagian bawah melebar ke atas dengan tujuan agar muatannya tetap berada di bagian ini. Dapur tinggi atau blast furnace terbuat dari susunan batu tahan api yang diberi selubung baja pelat untuk memperkokoh konstruksinya. Tanur ini diisi dari atas dengan alat pengisi. Berturut-turut dimasukkan kokas, bahan tambahan (batu kapur) dan iron ores. 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. Agar proses dapat berjalan dengan cepat udara pengembus itu perlu dipanaskan terlebih dahulu di dalam dapur pemanas udara.        

      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.

3.      Cara Kerja Dapur Tinggi

1. Bahan bakar, bijih besi dan bahan tambahan dimasukkan secara teratur berlapis-lapis.

2. Udara panas dimasukkan dari dapur cowper dengan kecepatan 100m/dt, maka udara panas mengadakan pembakaran (CO2 dan pembentukan CO) sebagai gas untuk mereduksi bijih-bijih besi dengan temperature ± 9000 ˚C.

3. Muatan yang turun pertama kali melepas air, kemudian hidrat arang dan terjadi pengikatan kimiawi pada waktu reduksi pertama  oleh CO pada suhu ± 400 ˚C.

4. Bijih besi turun terus supaya arang/kokas yang pijar berwarna putih menerima  zat arang dan membentuk karbonat-karbonat seperti batu kapur dan dolomite, baru kehilangan CO2  pada suhu 700 ˚C.-800 ˚C., maka teraknya terbentuk bersama-sama dengan reduksi sempurna dari besi,Batu tambang/batu kapur CaCO/CaCO3 dinamakan dolomit,untuk Mengikat kotoran,Melindungi besi/cairan besi dan oksidasi

Hasil olahan blast furnace/ dapur tinggi adalah :

1. Besi kasar / pig iron

2. Terak

3. Gas dan debu

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

Jadi proses dapur tinggi merupakan prinsip reduksi dimana proses ini pada suhu tinggi ± 1800 ˚C zat karbon monoksida menyerap zat asam dari ikatan-ikatan besi zat asam pada suhu tinggi, sehingga menghasilkan suhu yang dapat menyelenggarakan reduksi tersebut. Untuk mencegah terjadi pembuntuan maka harus diberi batu kapur sebagai bahan tambahan

            Dapur tinggi atau blast furnace terbuat dari dari susunan batu tahan api  yang diberi selubung baja pelat untuk memperkokoh konstruksinya. Agar proses dapat berjalan dengan lancar,udara pengembus perlu dipanaskan terlebih dahulu didalam dapur pemanas udara dengan menggunakan bahan bakar dari kokas atau arang batu bara yang sudah didestilasikan secara kering .

            Awal cara kerja dapur tinggi yaitu dengan memasukan semua bahan secara teratur berlapis-lapis, kemudian udara panas masuk ke dapur cowper dengan kecepatan 100m/dt, dengan temperatur 9000 ˚C.Hasil olahan blast furnace / dapur tinggi berupa:  Besi kasar/pig iron,terak,gas, dan debu.