Dapur Pengolah Bahan Besi

Umumnya pengolahan besi dari bahan mentah menjadi besi setengah jadi atau besi yang sudah jadi menggunakan cara dan teknologi yang hampir sama, beberapa peralatan yang dipergunakan dalam mengolah adalah dapur. dapur disini bukan merupakan tempat memasak seperti yang ada pada setiap rumah, disini dapur yang dimaksud adalah alat/teknologi yang dipergunakan untuk mengolah besi dari bahan mentah besi menjadi besi setengah jadi atau bahkan besi yang sudah jadi.
beberapa jenis dapur yang umum dan pernah digunakan adalah sebagai berikut

1. Dapur Tinggi

Dapur tinggi merupakan tanur metalurgi digunakan untuk peleburan untuk memproduksi industri logam. Bijih besi yang di olah dalam dapur tinggi berupa pyrite (FeS₂), magnetite (Fe₃O₄), serta hematite (Fe₂O₃) .

• Konstruksi

Dapur tinggi mempunyai bentuk dua buah kerucut yang berdiri menjadi satu di atas yang lain pada alasnya. Seluruh dinding dari dapur tinggi terbuat dari batu tahan api yang dilapisi baja khusus untuk lebih memperkuat konstruksinya selain itu pada dapur tinggi juga terdapat tiang-tiang penyanggah untuk menahan konstruksi dinding batu tahan api dan baja. Pada dapur tinggi juga dilengkapi dengan pesawat cowper yang berfungsi untuk meniupkan udara panas pada dapur tinggi.

• Proses Kerja

Pada dasarnya proses kerja dapur tinggi bisa disederhanakan menjadi 4 tahap yaitu :

1. Proses pemasukan bahan-bahan yang akan diolah
2. Proses reduksi bahan-bahan
3. Proses pencairan bijih besi
4. Hasil produksi dapur tinggi

• Hasil Produksi

Dapur tinggi dalam prosesnya menghasilkan dua macam produk, yaitu :

a. Besi Kasar (Pig Iron)

Besi kasar merupakan produk dari hasil reaksi reduksi bijih besi. Besi kasar sendiri memiliki sifat rapuh (getas), sehingga diperlukan pengolahan lanjut untuk memperoleh besi yang kuat. Adapun besi kasar ini dibagi menjadi dua yaitu besi kasar putih dan besi kasar kelabu.

b. Terak

 Terak merupakan produk sampingan dari proses produksi dapur tinggi, terak terdapat dua macam yaitu terak yang bersifat asam dan terak yang bersifat basa. Hal tersebut bergantung pada berapa kandungan CaO, MgO, Si dan Al pada terak.

2. Dapur Listrik
Dapur listrik merupakan dapur pengolahan lanjut setelah dapur tinggi, dapur listrik berfungsi untuk mengolah hasil dari dapur tinggi menjadi baja atau besi. Dapur listrik lebih efisien dibandingkan dengan dapur lainnya.

• Konstruksi

 Konstruksi dari dapur listrik berbentuk oval di bagian bawah, dindingnya berbentuk silinder serta penutup tanur yang bisa membuka dan menutup. Pada penutupnya terdapat lubang untuk tempat masuknya elektroda. Elektroda sendiri tidak bertumpu pada penutup dapur tapi bertumpu pada rangka atau penopang tersendiri dan dapat bergerak ke atas dan menurun sesuai dengan kebutuhan. Pada penutup dapur terdapat isolator panas yang mempunyai fungsi agar panas yang di hasilkan tidak berkurang.

• Proses Kerja

 Besi dalam dapur listrik melalui beberapa proses dalam produksi yaitu :

1. Proses pemuatan bahan-bahan produksi dalam dapur
2. Proses peleburan semua bahan dalam dapur
3. Proses pencairan besi
4. Tahap pembersihan sisa-sisa produksi
5. Tahap penyelesaian atau finishing

• Hasil Produksi

Hasil dari proses produksi dapur listrik ini berupa baja hasil olahan dari dapur tinggi yang diolah menjadi baja yang lebih baik dan lebih berkualitas.

3. Dapur Kubah (Kupola)
Dapur kubah merupakan dapur untuk mengolah besi kasar (pig iron) dan besi rongsokan/potongan-potongan dengan dicampur potongan baja serta sejumlah kecil batu kapur guna menghasilkan besi tuang dan besi cor.

• Konstruksi

Konstruksi dari dapur kubah terdiri dari tuyer, lubang cerat dan lubang terak, dan daerah krus.

•  Proses Kerja

1. Pemasukan bahan-bahan ke dalam dapur kubah
2. Pemanasan atau permulaan dari tiupan
3. Pencairan logam
4. Pengeluaran hasil

• Hasil Produksi

Hasil produksi dari dapur kubah adalah besi cair yang berasal dari besi-besi yang dimasukkan ke dalam dapur kemudian mencair dan menjadi cairan besi. Selain itu juga terdapat terak yang berupa batu kapur dan logam lain. 

 4. Dapur Konvertor
Dapur konvertor merupakan salah satu dapur yang bisa digunakan untuk menurunkan kadar karbon dan unsur tambahan lainnya dari besi kasar.
Ada tiga macam konvertor yaitu :

1. Proses Bessemer untuk besi kasar dengan kadar fosfor yang rendah.
2. Proses Thomas untuk besi kasar dengan kadar fosfor yang tinggi.
3. Proses Oksi, proses LD

• Konstruksi

Konstruksi dari dapur konvertor adalah bejana yang berbentuk bulat lonjong terbuat dari pelat baja. Pada lapisan dalam dinding dapur konvertor terdapat batu tahan api yang berfungsi untuk menyimpan panas dan melindungi lapisan luar dinding baja dapur.

•  Proses Kerja

1. Dipanaskan dengan  kokas sampai  (+- 1500°C)
2. Dimiringkan untuk memasukkan bahan baku baja (+- 1/8 dari volume konvertor) kembali ditegakkan
3. Udara dengan tekanan 1,5-2 atm dihembuskan dari kompresor.
4. Setelah 20 – 25 menit konvertor dijungkirkan untuk mengeluarkan isinya

• Hasil Produksi

Hasil produksi dari dapur konvertor adalah besi cair dan terak yang dihasilkan selama pencairan besi.

5. Dapur Siemens-Martin
Dapur Siemens-Martin adalah sebuah dapur nyala api. Dapur ini direncanakan oleh seorang bangsa Perancis bernama Wilhelm Siemens pada tahun 1800 yang kemudian disempurnakan oleh Pierre Martin pada tahun 1865.  Digunakan untuk mengolah besi-besi rongsokan atau besi bekas namun bisa juga digunakan untuk mengolah besi mentah atau pig iron.

• Konstruksi

Dapur Siemens-martin terdiri dari dua generator yang berisi gas dan udara, terdapat tiga pintu untuk memasukkan bahan besi yang akan diolah, pada tengah-tengah dapur terdapat ruangan untuk mengolah atau mencairkan besi serta semua dinding pada dapur Siemens-martin ini dilapisi oleh batu tahan api asam atau basa.

• Proses Kerja

1. Panaskan terlebih dahulu dapur dengan suhu 900-1200° C
2. Semua bahan-bahan besi dimasukkan ke dalam dapur
3. Udara dan gas dialirkan menuju dapur untuk pencairan
4. Besi yang ada di dalam dapur mulai mencair
5. Besi cair keluar terlebih dahulu sebelum terak keluar

• Hasil Produksi

Dari proses kerja yang dilakukan oleh dapur Siemens-martin bisa diperoleh hasil berupa baja cair yang kuat dan terak yang bisa dimanfaatkan sebagai pupuk.

6. Dapur Aduk
Dapur aduk merupakan cara pengolahan besi secara konvensional  untuk menghasilkan besi tempa.  Lebih dikenal dengan tungku tempa. Proses ini ditemukan pada tahun 1784. Di sini yang dibuat adalah besi tempa.

• Konstruksi

Bara yang digunakan pada dapur ini menggunakan udara panas yang dihembuskan oleh blower, bahan dan peralatan yang digunakan pada dapur aduk ini haruslah sesuai dengan temperatur yang akan digunakan pada proses produksi

• Proses Kerja

1. Pemanasan dapur dengan meniupkan udara panas dari blower dan api
2. Setelah panas telah cukup maka bahan dimasukkan ke dalam dapur
3. Stabilkan panas pada dapur dengan meniupkan udara panas dengan blower
4. Setelah cair dan telah sesuai dengan yang dibutuhkan maka keluarkan besi cair dari dapur

• Hasil Produksi

 Wrought Iron (besi tempa), Fasa besi tempa berupa ferit (alpha), di dalamnya terdapat sisa terak yang masih terperangkap dan bisa dimanfaatkan lagi.