Pada proses pengolahan besi dari bijihnya reaksi akhir untuk mendapatkan logam besi adalah

Ada berbagai macam material yang digunakan pada bidang konstruksi. Tak terkecuali, produk yang terbuat dari besi. Umumnya, proses pembuatan besi dimulai dari sebuah biji besi kemudian diolah sedemikian rupa. Dengan proses dan olahan yang sesuai, maka akan menghasilkan sebuah produk besi yang bagus dan maksimal.

Besi ini merupakan salah satu jenis logam, yang mana populasinya di bumi sangat banyak setelah aluminium. Tak hanya itu, besi juga menawarkan berbagai keunggulan dari sifat dan karakteristiknya. Mulai dari menjadi bahan material yang lebih awet hingga biaya perawatannya jauh lebih rendah. Lantas seperti apakah besi itu? Simak proses pembuatan besi, berikut ini. 

Apa Itu Besi?

Sebuah material besi adalah salah satu jenis logam yang digunakan untuk rangka dan bagian lainnya.Logam besi memiliki berbagai keunggulan dan fungsi yang jauh lebih unggul dibandingkan material lainnya. Unsur ini sangat reaktif terhadap oksigen dan air. Dan umumnya, sebuah besi yang masih segar memiliki warna abu-abu dan condong keperakan. 

Namun, warnanya akan berubah seiring dengan sebuah besi yang telah teroksidasi dengan air normal. Sehingga mampu menyebabkan tampilannya menjadi seperti karat atau oksida besi hidrat. Sebuah besi terbuat dari bijih besi, yang pada dasarnya terbuat dari oksidan, karbonat dan bahkan sulfida.

Pada kenyataannya, besi adalah logam yang tercipta dari sebuah hasil perpaduan berbagai bahan logam jenis lainnya. Umumnya, logam paduan tersebut berupa besi, karbon, silikon, belerang, fosfor, mangan dan belerang. Dan tak lupa, ada beberapa campuran dari aluminium, oksigen bahkan nitrogen. 

Penggunaan Besi

Besi Cor

Pada sebagian kecil, besi dipakai dan dimanfaatkan untuk besi cor. Untuk bahan tersebut umumnya terbuat dari 90% besi murni dan mengandung karbon yang dapat membuatnya sedikit rapuh. 

Besi cor tak hanya terbuat dari besi murni dan karbon. Melainkan banyak bahan lainnya yang juga menjadi penyusunnya, mulai dari silikon, sulfur, fosfor dan mangan. Biasanya sering dipakai untuk membuat sebuah radiator pemanas, selokan, trotoar, tiang lampu atau bahkan tempat perapian. Meskipun benda ini, cenderung rapuh dan berkarat namun masih banyak yang menggunakannya dikarenakan kualitas estetika yang ditawarkan.

Besi Tempa

Untuk contoh lainnya, ada sebuah besi tempa. Yang mana terbuat dari sebuah karbon dan dimaksimalkan untuk dapat mengurangi penggunaan bijih besi. Sesuai dengan namanya, besi tempa sangat mudah ditekuk atau dibentuk apabila dipanaskan dan diubah menjadi bentuk yang sesuai dengan keinginan atau kebutuhan. 

Pada pengaplikasiannya, biasanya besi tempa digunakan untuk membuat pintu pagar, sebuah furniture taman atau bahkan benda dekoratif lainnya. Dikarenakan sangat mudah dibentuk, tak heran apabila banyak pengusaha yang menggunakan jenis bahan ini. Meskipun begitu saat ini, baja lebih sering digunakan untuk memproduksi barang-barang.

Pengertian Proses Pembuatan Besi

Adanya sebuah produk dengan berbahan dasar berupa besi, tentunya tidak terlepas dari proses pembuatan besi yang sedemikian rupa. Dalam cara pembuatan besi, yang berawal dari sebuah reduksi bijih besi atau yang terbuat dari campuran oksida. Yang mana umumnya tersusun dari hidrogen, karbon dan bahkan karbon monoksida. 

Proses pembuatan besi adalah sebuah proses atau cara mengubah dan mengelola bijih besi dengan cara tertentu, yang mana nantinya mampu menghasilkan sebuah material atau bahan. Dan pastinya material hasil proses pembuatan besi mampu digunakan dan dimanfaatkan dalam berbagai hal pada bidang kehidupan. 

Pada sebuah cara membuat besi, teknik atau cara yang sangat umum dan sering dipakai adalah proses tanur tiup. Dalam hal ini merupakan proses reduksi sebuah bijih besi yang diolah sedemikian rupa. Umumnya pada saat cara pembuatan besi terdiri dari dua tahapan saja. Mulai dari persiapan bahan baku apa yang dibutuhkan dan kemudian dilanjutkan dengan reduksi oksidasi antara besi dan baja.

Dalam cara membuat besi, unsur yang sangat penting adalah adanya panduan karbon. Dengan adanya penggunaan karbon ini bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan kekuatan pada tarikannya. Pada cara pembuatan besi disini, karbon bertindak menjadi sebuah pengeras dan berusaha menjaga pergeseran yang ada dalam kristal atom besi. 

Teknologi Awal Proses Pembuatan Besi

Awal adanya kegiatan atau cara pembuatan besi, bermula dari kegiatan penambagan yang ada di daerah Suriah dan Cappadocia. Pada masa itu, terjadilah eksploitasi besar-besaran yang mana mengambil sumber daya bumi untuk membuat besi. Ketika itu, tempat produksi untuk proses pembuatan besi untuk pertama kalinya berada di Iran.

Saat itu menggunakan sebuah teknologi yang bernama iron making. Pada cara pembuatan besi, awal mulanya sebuah bijih besi dicuci dan dihancurkan dengan panas yang ada di arang. Dengan menggunakan tungku tradisional, yang berada di sebuah lubang di dalam tanah. Kemudian dilakukan sebuah oksidasi besi dengan mengurangi karbon dalam keadaan padat. 

Hal selanjutnya yang dilakukan adalah mengambil ampas bijih besi. Kemudian bloom atau gumpalannya dipanaskan dan dipalu secara berulang-ulang kali. Yang mana hal ini dilakukan untuk menyingkirkan ampas dan membentuk sebuah massa yang jauh lebih padat. 

Pada zaman dulu, besi yang diperoleh merupakan besi murni. Yang mana hanya sedikit memiliki kandungan karbon. Oleh sebab itu, besi saat itu mudah dibentuk dan umumnya menjadi relatif lebih lunak.

Proses Pembuatan Besi

Dilansir dari berbagai sumber, mengatakan bahwa banyak bukti arkeologi yang telah menunjukkan bahwa manusia telah menggunakan besi semenjak 5000 tahun lamanya. Selain karena bahannya yang murah tetapi juga material logam ini sangat melimpah di bumi. Sebuah besi tersusun dari mineral hematit dan magnetit serat beberapa kandungan lainnya. 

Seperti apakah cara pembuatan besi? Yang mana umumnya memiliki dua tahapan, diantaranya adalah :

1. Peleburan Besi 

Hal pertama yang dilakukan adalah peleburan sebuah besi. Hal itu dilakukan pada alat yang bernama tungku sembur atau blast furnace. Alat ini sangat umum dipakai dalam pembuatan besi. Dengan memiliki ketinggian sekitar 40 m dan lebar sekitar 14 m serta biasanya terbuat dari batu bata yang sangat tahan terhadap panas. 

Ada 3 bahan yang umumnya dimasukkan ke dalam alat ini, yakni bijih besi bercampur pasir, batu kapur pada besi dan karbon dari sebuah zat. Selalu menggunakan suhu yang sangat tinggi serta memiliki tekanan sekitar 1 atm bahkan 3 atm di dalam tungku sembur tersebut. Sampai besi tersebut mencair dan disebut sebagai pig iron. 

Selanjutnya besi cair tersebut digunakan untuk membuat baja atau bahkan dimasukkan ke dalam sebuah cetakan. Dalam cetakan itu nantinya akan dimasukkan sebuah besi tuang. Nanti akan menghasilkan besi yang mengandung sedikit karbon atau disebut besi tempa.

2. Peleburan Ulang Besi Baja

Selanjutnya dilakukan peleburan ulang besi, yang mana berguna untuk menurunkan kadar karbon dalam sebuah material besi. Membuang zat-zat pengotor lainnya yang mampu mengurangi kualitas sebuah besi. Selain itu, pada proses ini juga berguna untuk menambahkan berbagai logam aliase sesuai dengan kebutuhan yang diperlukan. 

Secara umum, metode ini ditemukan oleh seorang ilmuan yang bernama Henry Bessemer pada sekitar tahun 1856. Kemudian beliau juga mengembangkan cara-cara baru lainnya pada tahun 1860. Inovasi barunya tersebut disebut tungku terbuka dan hingga kini masih banyak digunakan. 

Itulah pembahasan seputar proses pembuatan baja. Mulai dari definisinya hingga proses pembuatan besi. Adanya sebuah besi sangat memberikan kemudahan dan keuntungan dalam berbagai bidang kehidupan manusia. Dikarenakan bahannya yang sangat kuat dan memiliki perawatan jauh lebih murah serta tidak rewel dalam penggunaannya. Sehingga tak heran apabila banyak perusahaan yang menggunakan bahan atau material besi dalam produksinya.

Besi dan peralatan dari besi yang ada di hadapan Anda sekarang tentunya tidak serta-merta ada. Sebelum menjadi berbagai perkakas atau besi utuh, ada serangkaian proses pengolahan biji besi yang tidak mudah.

Baca Juga: Merawat Besi? Berikut Cara Mencegah Besi Berkarat

Seperti apa urutannya? Simak ulasan berikut.

1. Memasukkan Bahan-bahan

Langkah pertama dalam proses pengolahan ini adalah dengan memasukkan bahan-bahan ke dalam tanur melewati puncak tanur. Bahan-bahan yang dimaksud antara lain:

• Biji besi sebagai bahan utama yang masih berupa hematif atau Fe2O3. Biji ini juga masih bercampur dengan pasir atau SiO2 dan oksida asam lainnya yang akan melalui proses reduksi.
• Kokas atau karbon yang berperan sebagai bahan pereduksi dalam proses ini.
• Batu kapur atau CaCO3 yang merupakan bahan tambahan dan berguna untuk mengikat zat pengotor.

2. Memasukkan Udara Panas

Langkah selanjutnya dalam pengolahan biji besi adalah memasukkan udara panas ke bagian bawah tanur. Proses inilah yang akan menyebabkan kokas terbakar.

Dalam proses kimia, reaksi ini dituliskan menjadi:

C(s) + O2(g) CO2(g) H = – 394 kJ

Dari reaksi ini, dihasilkan panas yang kemudian dibebaskan sehingga suhu bawah tanur akan meningkat sampai 1.900 derajat celsius.

3. Pembentukan Gas CO2

Selanjutnya, langkah yang terjadi dalam pengolahan biji besi adalah pembentukan gas CO2. Gas ini awalnya terbentuk di bagian bawah tanur, kemudian naik melewati lapisan-lapisan kokas yang telah panas.

Kemudian, gas ini akan bereaksi dengan kokas sehingga terbentuklah gas CO. Karena reaksi ini memerlukan panas, maka suhu tanur pun terpakai dan berkurang menjadi 1300 derajat celsius.

Dalam proses kimianya, proses ini dituliskan menjadi:

CO2(g) + C(s) 2 CO(g) H = +173 kJ

4. Pereduksian Biji Besi 

Setelah gas CO terbentuk dalam reaksi sebelumnya, kokas pun siap untuk melakukan proses reduksi terhadap biji besi. Ada pun tahapan reduksi tersebut, yakni:

• Besi atau Fe2O3 direduksi di atas tanur sehingga berubah menjadi Fe3O4 di suhu 500 derajat celsius.
• Di bagian yang lebih rendah lagi, Fe3O4 yang sudah terbentuk akan melalui proses reduksi dan berubah menjadi FeO dengan suhu 850 derajat celsius,
• Di bagian yang lebih rendah lagi, FeO yang baru saja terbentuk akan melalui proses reduksi lagi menjadi logam besi dengan suhu 1000 derajat celsius.

5. Pengaliran Besi Cair

Dari proses di atas akan dihasilkan besi cair. Besi cair ini akhirnya akan mengalir sampai ke bagian dasar tanur.

6. Batu Kapur Terurai

Dalam serentetan prosesnya, bagian tengah tanur kini sudah bersuhu sangat tinggi. Karena itulah batu kapur menjadi terurai. Dalam proses kimianya, reaksi ini ditulis menjadi :

CaCO3(s)  CaO(s) + CO2(g)ng

7. Pembentukan Terak

Setelah rangkaian proses di atas, di dasar tanur akan terjadi reaksi antara CaO dengan pengotor. Reaksi inilah yang akan membentuk terak atau slag yang berbentuk cairan kental.

8. Penurunan Besi Cair

Inilah tahap terakhir dari pengolahan biji besi. Besi cair yang telah dihasilkan dari rangkaian proses di atas akan turun ke dasar tanur. Sementara itu, terak atau slag yang massa jenisnya lebih rendah dibanding besi cair tersebut akan mengapung. Nantinya, slag ini akan keluar melewati saluran tersendiri.

Baca Juga: Jangan Salah, Begini Tips Memilih Besi Murah Kualitas Terbaik

Itulah proses pengolahan biji besi sehingga menjadi besi utuh seperti yang ada di KPS Steel. Beragam besi dengan kualitas terbaik ada di sana. Jika Anda tertarik untuk mempelajari informasi yang lebih lengkap mengenai beragam jenis besi, kunjungi blog kami untuk info terbaru. Kunjungi juga laman produk kami untuk informasi mengenai produk besi di KPS Steel. Anda juga dapat melakukan pemesanan, hubungi kami melalui WhatsApp.