Proses Pembuatan Baja Melalui Proses Bessemer dan Perapian Terbuka, Tahapan, Kimia - Baja merupakan paduan (alloi) yang digolongkan sebagai baja karbon (kandungan karbon di atas 1,5 %) yang mengandung logam lain, ibarat Cr, Co, Mn, dan Mo. Sifat-sifat mekanik baja ditentukan oleh komposisi kimianya. Pengolahan besi dari bijihnya merupakan proses reduksi. Akan tetapi, pengubahan besi menjadi baja merupakan proses oksidasi untuk mengeluarkan pengotor.
Oksidasi besi dilakukan dengan banyak sekali cara, tetapi dua cara umum yang biasa digunakan pada pembuatan baja yaitu proses perapian terbuka (open hearth) dan proses Bessemer (basic oxygen).
1) Proses Bessemer
Pada proses ini, besi cair hasil dari tanur sembur dimasukkan ke dalam reaktor silinder. Udara panas disemburkan dari lubang-lubang pipa untuk mengoksidasi karbon dan zat pengotor yang masih tersisa.
Persamaannya :
| | ∆ | |
| C(s) + O2(g) | → | CO2(g) |
| | ∆ | |
| Si(l) + O2(g) | → | SiO2(l) |
| | ∆ | |
| 2Fe(l) + O2(g) | → | 2FeO(l) |
Untuk mereduksi kembali FeO yang turut teroksidasi, ditambahkan logam mangan. Reaksi yang terjadi:
| | ∆ | |
| Mn(l) + FeO(l) | → | (Fe–MnO)(l) |
| | | feromangan |
Baja jenis feromangan mutunya kurang baik dan harganya relatif murah. Baja feromangan biasanya digunakan untuk menciptakan kerangka beton bangunan, pipa ledeng, dan kawat pagar.
 |
| Gambar 1. Reaktor Bessemer. |
Pada proses perapian terbuka digunakan reaktor serupa mangkuk yang memuat sekitar 100–200 ton besi cair. Untuk menjaga besi tetap cair maka atap wadah dibuat cembung semoga sanggup memantulkan kalor ke arah permukaan besi cair.
Semburan udara panas mengandung oksigen dilewatkan melalui permukaan besi dan bereaksi dengan pengotor. Si dan Mn dioksidasi pertama kali menjadi terak, diikuti oleh oksidasi karbon menjadi CO yang mengakibatkan agitasi dan busa di atas mangkuk.
Oksidasi termal karbon meningkatkan suhu dalam mangkuk yang mengakibatkan fluks kerikil kapur terkalsinasi menghasilkan kapur tohor yang mengambang di atas lelehan. Kapur ini bergabung dengan fosfat, sulfat, silikat, dan pengotor lain. Kalsinasi yaitu proses pemanasan di bawah titik leleh zat untuk menghilangkan pengotor.
3. Tahap Penghalusan Baja Karbon
Tahap penghalusan melibatkan oksidasi karbon dan pengotor secara terus-menerus. Pengotor ibarat Mn, P, dan Si bereaksi dengan oksigen membentuk oksida, dan direaksikan kembali dengan suatu fluks. Jenis fluks bergantung pada pengotor. Jika pengotor yaitu mangan (basa) maka fluks yang bersifat asam ditambahkan (silika).
| | ∆ | |
| MnO(s) + SiO2(s) | → | MnSiO3(l) |
Jika pengotor silikon atau fosfor (asam) maka fluks yang bersifat basa ditambahkan (CaO atau MgO):
| | ∆ | |
| SiO2(s) + MgO(s) | → | MgSiO3(l) |
| | ∆ | |
| P4O10(s) + 6CaO(s) | → | 2Ca3(PO4)2(l) |
Sebelum dikeluarkan dari tanur, logam lain, ibarat Co, Cr, Ni, V, atau W sanggup ditambahkan pada baja semoga menghasilkan paduan yang mempunyai sifat-sifat tertentu.
Henry Bessemer (1813–1898)
Dia berperan besar dalam perjuangan mempercepat proses pembuatan baja pada pertengahan era 19 dengan konverternya yang terkenal. Udara ditiupkan ke seluruh lelehan besi glubal (bijih besi yang telah dipanaskan dalam tanur dengan kerikil bara atau kayu). Besi murni yang masih meleleh, dituang dari konverter dan ditambahkan sejumlah tertentu karbon dan logam, ibarat nikel, mangan, atau kromium. Zat pelengkap ini mengubah lelehan besi menjadi baja, yaitu alloi yang sangat populer alasannya yaitu kekuatannya. (Sumber: Jendela IPTEK: Kimia, 1997)
Anda kini sudah mengetahui Proses Bessemer dan Perapian Terbuka. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.
Referensi :
Sunarya, Y. dan A. Setiabudi. 2009. Praktis dan Aktif Belajar Kimia 3 : Untuk Kelas XII Sekolah Menengah Atas / Madrasah Aliyah. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 298.
