Besi, Apakah itu ???

Besi mempunyai simbol Fe dan nombor atom 26. Besi merupakan logam yang berada dalam kumpulan 8 dan kala (period) 4. Besi adalah logam paling banyak dipercayai membentuk unsur bumi, Besi adalah logam yang dihasilkan dari bijih besi, dan jarang dijumpai dalam keadaan unsur bebas.

Sebagian dari bentuk yang dibentuk oleh besi termasuk:
• Besi mentah atau Pig iron yang mengandungi 4% – 5% karbon dengan sejumlah bendasing seperti belerang, silikon dan fosforus. Kepentingannya adalah ia merupakan perantaraan daripada bijih besi kepada besi tuang dan besi waja.
• Besi tuang (Cast iron) mengandungi 2% – 3.5% karbon dan sejumlah kecil mangan. Bendasing yang terdapat di dalam besi mentah yang dapat memberikan kesan buruk kepada sifat bahan, seperti belerang dan fosforus, telah dikurangkan kepada tahap boleh diterima. Ia mempunyai takat lebur pada julat 1420–1470 K, yang lebih rendah berbanding dua komponen utamanya, dan menjadikannya hasil pertama yang melebur apabila karbon dan besi dipanaskan serentak. Sifat mekanikalnya berubah-ubah, bergantung kepada bentuk karbon yang diterap ke dalam aloi. Besi tuang ‘putih’ mengandungi karbon dalam bentuk cementite, atau besi karbida. Sebatian keras dan rapuh ini mendominasi sifat-sifat utama besi tuang ‘putih’, menyebabkannya keras, tetapi tidak tahan kejutan. Dalam besi tuang ‘kelabu’, karbon hadir dalam bentuk serpihan halus grafit, dan ini juga menyebabkan bahan menjadi rapuh kerana ciri-ciri grafit yang mempunyai pinggir-pinggir tajam yang merupakan kawasan tegasan tinggi. Jenis besi kelabu yang baru, yang dinamakan ‘besi mulur’, adalah dicampur dengan kandungan surih magnesium untuk mengubah bentuk grafit menjadi sferoid, atau nodul, lantas meningkatkan ketegaran dan kekuatan besi.
Keterangan Umum Unsur Nama, Lambang, Nomor atom besi, Fe, 26 Deret kimia logam transisi Golongan, Periode, Blok 8, 4, d Penampilan metalik mengkilap
keabu-abuan
Massa atom 55,845(2) g/mol Konfigurasi elektron [Ar] 3d6 4s2 Jumlah elektron tiap kulit 2, 8, 14, 2 Ciri-ciri fisik Fase padat Massa jenis (sekitar suhu kamar) 7,86 g/cm³ Massa jenis cair pada titik lebur 6,98 g/cm³ Titik lebur 1811 K
(1538 °C, 2800 °F) Titik didih 3134 K
(2861 °C, 5182 °F) Kalor peleburan 13,81 kJ/mol Kalor penguapan 340 kJ/mol Kapasitas kalor (25 °C) 25,10 J/(mol•K)

Tekanan uap

P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pada T/K 1728 1890 2091 2346 2679 3132
Ciri-ciri atom Struktur kristal kubus pusat badan Bilangan oksidasi 2, 3, 4, 6
(oksida amfoter) Elektronegativitas 1,83 (skala Pauling) Energi ionisasi pertama: 762,5 kJ/mol ke-2: 1561,9 kJ/mol ke-3: 2957 kJ/mol Jari-jari atom 140 pm Jari-jari atom (terhitung) 156 pm Jari-jari kovalen 125 pm Lain-lain Sifat magnetik feromagnetik Resistivitas listrik (20 °C) 96,1 nΩ•m Konduktivitas termal (300 K) 80,4 W/(m•K) Ekspansi termal (25 °C) 11,8 µm/(m•K) Kecepatan suara
(pada wujud kawat) (suhu kamar) (elektrolitik)
5120 m/s Modulus Young 211 GPa Modulus rigiditas 82 GPa Modulus ruah 170 GPa Nisbah Poisson 0,29 Skala kekerasan Mohs 4,0 Kekerasan Vickers 608 MPa Kekerasan Brinell 490 MPa Isotop
iso
NA
waktu paruh
DM
DE (MeV)
DP

54Fe 5,8% >3,1E22 tahun penangkapan 2ε ? 54Cr

55Fe syn
2,73 tahun penangkapan ε 0,231 55Mn

56Fe 91,72% Fe stabil dengan 30 neutron

57Fe 2,2% Fe stabil dengan 31 neutron

58Fe 0,28% Fe stabil dengan 32 neutron

59Fe syn
44,503 hari β
1,565 59Co

60Fe syn
1,5E6 tahun β-
3,978 60Co

http://ms.wikipedia.org/wiki/Besi

Rotary Kiln
Rotary Kiln merupakan fasilitas untuk membuat sponge dengan menggunakan bahan baku lokal.
Proses pembuatan sponge adalah suatu proses melepaskan oksida dari bijih besi.
Setelah terjadi reduksi maka akan terjadi poros/keropos pada bagian dalam karena oksigen yang ada dalam bijih besi keluar. Jika dilihat dengan mikroskop maka akan terjadi bentuk seperti rumah tawon/busa spons, oleh sebab itu bijih besi ini dinamakan besi spons.
Setelah dilakukan studi kelayakan pemilihan teknologi menggunakan Rotary Kiln, PT Krakatau Steel memulai pilot plant pembuatan Rotary Kiln berkapasitas 5 ton per hari pada bulan Agustus 2006. Sukses mengoperasikan dan mengukur kelayakan, maka pada bulan Mei 2007 dicanangkan pembuatan Rotary Kiln dengan kapasitas yang lebih besar yaitu 50 ton per hari. Pada bulan Agustus 2007 pembuatan Rotary Kiln kapasitas 50 ton per hari dapat diselesaikan dan dioperasikan.
Kualitas besi spons tergantung dari derajat metalisasi yaitu rasio besi yang menjadi metal dengan jumlah besi dalam produk.
Tipikal produk besi sponge dari Reduktor Bijih Besi/Rotary Kiln adalah sebagai berikut:

Unsur Pokok Prosentase
Chemical
Fe, Total 90-92
Fe, Metallic 81-84
Metallisation 90 (±2)
Sulphur 0.03 max
Phosphorus 0.05 max
Carbon 0.10 max
Physical
Size Lump +3 mm
Fines -3 mm
Bahan Baku
Karakteristik bahan baku merupakan hal yang sangat sensitif dalam pembuatan sponge iron. Karakteristik kimia dan fisik merupakan faktor yang penting pada Rotary Kiln.
1. Coal
Reduktor yang digunakan pada proses Rotary Kiln adalah batu bara, mulai dari jenis antrasit sampai lignite. Tiap jenis batu bara memerlukan adaptasi operasi Rotary Kiln terutama dalam hal rasio antara bijih besi dan jumlah reduktor yang dibutuhkan. Untuk penggunaan batu bara dengan kandungan kalori rendah, diperlukan tambahan bahan bakar seperti gas alam atau bahan bakar cair, untuk menjaga profil temperatur yang dibutuhkan dalam proses. Berdasarkan data tersebut maka banyak batu bara Indonesia memenuhi persyaratan sebagai bahan pereduksi.
2. Iron Ore
Bahan baku pabrik Rotary Kiln cukup fleksibel bisa berupa iron ore pellet, lump ore, atau pasir besi. Kandungan Fe minimum 53% dan kandungan gangue maksimum 5%.
3. Dolomite
Batu kapur digunakan sebagai bahan aditif pada proses reduksi bijih besi di Rotary Kiln yang berfungsi sebagai penyerap belerang dari campuran bahan baku selama proses reduksi. Bahan ini dicampur terlebih dahulu sebelum dimasukkan kedalam Rotary Kiln.

Proses Rotary Kiln
Boudard Reaction:
C + CO2 -> 2 CO
Proses Reduksi:
Fe2O3 + 3 CO -> 2 Fe + 3 CO2
Iron ore (lateritic) dan non-coking coal merupakan bahan baku utama untuk memproduksi bijih besi sponge. Dolomit dibutuhkan sebagai bahan desulfurisasi.
Proses Rotary Kiln beroperasi pada temperatur 950-1050 derajat Celcius, batubara sebagai bahan reduktan dan sebagai bahan bakar. Faktor yang penting pada proses reduksi ini adalah mengontrol pembakaran oleh batubara dan mengkonversi karbon monoksida untuk menghilangkan oksigen. Durasi yang dibutuhkan dalam proses di Kiln kurang lebih 10 jam dan keluar dari cooler paling tinggi 100 derajat C.