Apa yang Terlibat dalam Produksi Pig Iron?

Proses produksi pig iron melibatkan kombinasi bijih besi, arang, dan bahan perantara yang dikenal sebagai fluks di dalam tanur tinggi. Saat bahan-bahan bergabung dengan panas yang hebat, sebagian besar bijih besi meleleh, menciptakan bentuk cair yang sangat panas. Tergantung pada bahan dan metode pendinginan yang digunakan, produksi pig iron dapat menjadi langkah perantara dalam pembuatan besi tempa, besi tuang, atau baja.

Sebuah tanur sembur yang digunakan untuk produksi besi kasar biasanya struktur baja besar dengan beberapa bukaan. Di dekat bagian atas, bukaan memungkinkan penambahan bahan bijih, arang, dan fluks dalam pola bergantian. Di bagian bawah tungku, dua pintu memungkinkan injeksi udara, yang dipanaskan terlebih dahulu ke mana saja antara 1472-2192 derajat Fahrenheit (800-1200 derajat Celcius). Di bagian paling bawah tanur sembur, dua bukaan tambahan memungkinkan logam cair dan terak dikeringkan.

Begitu berada di dalam tungku, material mengalami beberapa reaksi yang memungkinkan terciptanya pig iron cair. Arang melepaskan karbon monoksida, yang memperkuat panas dari udara, meningkatkan suhu ke tingkat yang lebih tinggi. Saat karbon monoksida naik, ia mengurangi jumlah oksida besi di lapisan besi, meninggalkan persentase besi logam murni yang lebih tinggi dan mengurangi titik leleh bijih. Bahan fluks, yang biasanya berupa batu kapur atau feldspar, bereaksi dengan kotoran dalam bijih besi, menciptakan bahan titik leleh rendah yang dikenal sebagai terak dan selanjutnya memurnikan bijih. Setelah interaksi penting ini terjadi, besi meleleh dan dikeringkan melalui bagian bawah tungku.

Langkah selanjutnya dalam produksi pig iron melibatkan pendinginan material, dan juga menjelaskan nama produk yang tidak biasa. Saat besi cair mengalir keluar dari tungku, itu secara tradisional dialihkan ke saluran pusat yang panjang dengan banyak saluran yang lebih pendek diatur pada sudut, di mana ia mendingin dan mengeras. Nama “babi besi” berasal dari kemiripan saluran panjang dengan induk babi, dan saluran yang lebih kecil untuk anak babi yang menyusu. Namun, dalam sebagian besar produksi besi kasar modern, proses ini tidak lagi digunakan, karena metode telah dikembangkan yang memungkinkan besi kasar diangkut dalam keadaan cair, bukan sebagai bahan keras.

Produksi besi kasar umumnya hanya satu langkah dalam pembuatan produk besi jadi, karena kandungan karbon yang tinggi dari besi dalam bentuk ini membuatnya sebagian besar tidak dapat digunakan. Untuk membuatnya lebih serbaguna, dapat dicairkan lagi dan dicampur dengan terak, membuat besi tempa, atau dikombinasikan dengan bijih besi tambahan dan paduan untuk membuat besi tuang. Paling sering, produksi pig iron merupakan langkah perantara di jalan untuk menciptakan baja, yang melibatkan proses pembakaran kedua untuk menghilangkan banyak kotoran yang tersisa, dan penambahan logam lain untuk membuat paduan berbasis besi.