Proses Pembuatan Besi Baja - Proses Smelting Reduction

Definisi Smelting Reduction

Smelting Reduction (SR) secara general berati proses peleburan melibatkan reaksi reduksi kimia. Dan untuk istilah tertentu SR dapat diartikan sebagai kumpulan dari proses, yang memproduksi logam cair panas dari bijih besi tanpa menggunakan kokas sebagai pereduksi. Teknologi SR melibatkan baik dari solid-state reduction dan peleburan.

        I.       Prinsip dan Keuntungan Proses Smelting Reduction

Teknologi SR secara umum terdiri dari dua bejana atau dua zona, yaitu zona pre-reduksi dan bejana Smelting Reduction. Walaupun bejana yang benar-benar terpisah tidak terlalu diperlukan dalam teknologi ini. Berikut adalah diagram prinsip teknologi SR

Proses Smelting Reduction

Batubara di umpankan ke bejana Smelting Reduction dimana akan terjadi gasifikasi, proses ini mengantarkan panas dan gas panas yang mengandung karbon monoksida. Karbon monoksida yang direduksi menjadi karbon dioksida puan akan menghasilkan panas yang digunakan untuk meleburkan besi di bejana Smelting Reduction. Gas panas dialirkan ke bejana pre-reduction untuk membentuk oksida besi-prareduksi(pada solid state). Lalu besi prareduksi ini dipindahkan ke bejana Smelting Reduction untuk tahap akhir. Hasil dari proses ini akan menghasilkan produk yang mirip dengan DRI (Direct Reduction Iron).

Keuntungan dari proses ini adalah (dibandingkan Blast furnace):

1.  Tidak digunakan cokes (cooking coal) yang relatif langka dan mahal. Proses ini dapat menggunakan  steaming coal yang  persediaannya masih banyak di Indonesia, dan dikatakan lebih ramah lingkungan.

2.  Aglomerasi dari biji besi pun tidak digunakan dalam proses ini, karena menggunakan peleburan dari biji besi.

3.  Tidak ada pembentukan cohesive zone,temperatur yang digunakan pada reaksi tinggi sehingga tidak terjadi penggumpalan.

Jenis-jenis Proses Smelting Reduction

Proses yang sudah digunakan:

1.       Melter-gasifier (Corex, Finex)

2.       Iron bath reactor (Hismelt)

Proses yang sedang dikembangkan:

·         DIOS (Direct Iron Ore Smelting Reduction), Jepang

·         AISI-DOE, USA

·         Romelt, Rusia

·         IFCON, Afrika Selatan

·         CCF (Cyclone Converter Furnace), Italia-Dutch

·         Ausiron dan Hlsmelt, Australia

·         TECNORED, Brazil

Corex Smelting Reduction

Proses Corex merupakan proses  Smelting Reduction yang paling komersil dan menghasilkan molten iron  dalam skala besar (dengan kapasitas 1000 thm/days, berdasar pada Germany Ministry of Research + Technology Austrian Research Promotion Foundation). Untuk skema proses dapat dilihat pada gambar dibawah:

 

Proses COREX

Proses ini menggunakan dua reaktor terpisah yaitu reduction shaft  dan melter-gasifier. Batubara dimasukkan ke tungku dari melter-gasifier dan diubah menjadi arang pada suhu 1100-1150⁰C.

Oksigen ditiupkan ke melter-gasifier dan menghasilkan gas yang tereduksi hasil gasifikasi batubara. Gas ini (mendekati 95% CO + H₂ dan 3% CO₂), setelah pendinginan sekitar 800-850⁰C lalu partikel debu/dust dihilangkan, gas tersebut dimasukkan ke dalam reduction shaft , dimana terdiri dari lump ores, pelet atau sinter direduksi menjadi sponge iron. sponge iron  ini lalu diekstraksi dari reduction shaft  oleh konveyor dan dimasukkan ke dalam melter-gasifier, dimana terjadi peleburan.

Proses selanjutnya dari hot metal sama seperti blast furnace. Dan kualitasnya pun mirip dengan BF. Dapat juga ditambahkan limestone untuk menambah tingkat basa dari terak dan dapat menghilangkan sulfur dari  hot metal.

Pada reduction shaft, proses metalisasi mencapai 70-90%, yang dapat dipengaruhi oleh:

·         Jumlah dan kualitas dari reduksi gas, terutama % CO dan H_2.

·         Temperatur dari proses reduksi gas.

·         Ukuran partikel dan distribusinya.

Keuntungan dari proses corex adalah dapat  mengurangi biaya investasi jika dibandingkan dengan tanur tinggi pada proses pembuatan baja konvensional, menurunkan biaya produksi 15-25% dibandingkan dengan tanur tiup, dapat menggunakan berbagai bijih besi dan batubara termal,  mengurangi CO₂ yang dihasilkan sampai 45% jika digunakan dengan efisiensi dan teknologi terbaru.

Prospek Smelting Reduction di Indonesia

Harga gas alam dan pelet bijih besi yang digunakan untuk reaktor HyL3 di PT. Krakatu steel, semakin meningkat dan menimbulkan cost production yang besar. Penggunaan tanur tiup yang sudah banyak digunakan di beberapa negara pun masih kurang cocok jika digunakan di Indonesia, mengingat ketersediaan sumber cokes di Indonesia pun sangat minim. Ditemukan sumber coaking coal di daerah Kalimantan Tengah. Namun kuasa eksploitasinya sudah dibawah BHP Bilton. Pilihan untuk mengimpor bahan tersebut patut dipertimbangkan lagi, kembali lagi karena menimbulkan cost production yang besar, dan dapat mengurangi daya saing jika harganya menjadi lebih mahal.

Teknologi SR menggunakan coal (steaming coal) yang banyak tersedia di Indonesia. Bahkan pada tahun 2005 pun Indonesia sudah dapat memproduksi 150 juta ton batubara, yang sayangnya masih banyak digunakan untuk keperluan ekspor, dibandingkan sebagai sumber energi bagi industri dan manufaktur di dalam negeri. Padahal Indonesia mempunyai potensi yang besar dalam produksi besi baja, mengingat sumber daya bijih besi yang bisa dibilang agak  melimpah jumlahnya. Apalagi banyak tempat penambangan batu bara yang berdekatan dengan penambangan bijih besi, hal ini dapat mengurangi cost production dengan jumlah agak signifikan. Dan dapat disimpulkan, penggunaan smelting reduction dalam pengolahan besi di Indonesia dapat menjadi prospek yang baik dalam perkembangan industri dan manufaktur logam negara kita.

Daftar Pustaka

[1] isjd.pdii.lipi.go.id/admin/jurnal/212063136.pdf

[2] http://www.djmbp.esdm.go.id

[3] igitur-archive.library.uu.nl/dissertations/1970148/c6.pdf