BLAST FURNACE / DAPUR TINGGI

Dapur tinggi atau blast furnace mempunyai bentuk dua buah kerucut yang berdiri menjadi satu di atas yang lain pada alasnya. Di bagian atas adalah tanurnya yang melebar ke bawah, sehingga muatannya dengan mudah meluncur ke bawah dan tidak terjadi hambatan. Bagian bawah melebar ke atas dengan tujuan agar muatannya tetap berada di bagian ini. Dapur tinggi atau blast furnace terbuat dari susunan batu tahan api yang diberi selubung baja pelat untuk memperkokoh konstruksinya. Tanur ini diisi dari atas dengan alat pengisi. Berturut-turut dimasukkan kokas, bahan tambahan (batu kapur) dan iron ores. Kokas adalah arang batu bara yaitu batu bara yang sudah didestilasikan secara kering dan mengandung belerang yang sangat rendah sekali. Kokas berfungsi sebagai bahan bakarnya dan membutuhkan zat asam yang banyak sebagai pengembus. Agar proses dapat berjalan dengan cepat udara pengembus itu perlu dipanaskan terlebih dahulu di dalam dapur pemanas udara.
             Besi cair di dalam dapur tinggi, kemudian dicerat dan dituang menjadi besi kasar, dalam bentuk balok-balok besi kasar yang digunakan sebagai bahan ancuran untuk pembuatan besi tuang (di dalam dapur kubah), atau dalam keadaan cair dipindahkan pada bagian pembuatan baja di dalam konvertor atau dapur baja yang lain, misalnya dapur Siemen Martin. Batu kapur sebagai bahan tambahan gunanya untuk mengikat abu kokas dan batu-batu ikutan hingga menjadi terak yang dengan mudah dapat dipisahkan dari besi kasar. Terak itu sendiri di dalam proses berfungsi sebagai pelindung cairan besi kasar dari oksida yang mungkin mengurangi hasil yang diperoleh karena terbakarnya besi kasar cair itu. Batu kapur  yang  terurai akan mengikat batu-batu yang terangkut dan unsur-unsur lainnya.

Prinsip Kerja Blast Furnace/ Dapur Tinggi

Gambar: Proses yang terjadi dalam Blast Furnace

Proses produksi didalam dapur tinggi ada 4 tahap :

1. Proses pemasukan muatan

2. Proses reduksi

3. Proses pencairan

4. Hasil produksi dapur tinggi

1) Proses Pemasukan Muatan : Yang dimaksud dengan muatan dapur tinggi adalah isi dari dapur tinggi yang terdiri atas bahan bakar kokas, biji besi dan bahan tambah yang berupa batu kapur.

2) Proses Reduksi : Reduksi yaitu Oksid arang C(O) dan kokas serta zat arang C. Proses ini terjadi sangat cepat. Pada proses reduksi terbagi menjadi 3 daerah, yaitu:

a. Daerah pengeringan

Daerah paling atas, terdapat gas CO₂

b. Daerah reduksi

Muatan akan mulai melebur dan bergerak kebawah mendekati daerah pencairan

c. Daerah pencairan

3) Proses Pencairan : Muatan dapur tinggi yang berisi kokas, biji besi dan batu kapur setelah mengalami pemanasan akan bergerak kebawah. Dalam perjalanan dari atas ke bawah mengalami proses reduksi.

4) Hasil produksi dapur tinggi : Besi kasar sebagai bahan dasar pembuatan bajada gas dapur tinggi.

Cara Kerja Dapur Tinggi :

1.       Bahan bakar, bijih besi dan bahan tambahan dimasukkan secara teratur berlapis-lapis.

2.       Udara panas dimasukkan dari daputr cowper dengan kecepatan 100m/dt, maka udara panas mengadakan pembakaran (CO₂ dan pembentukan CO) sebagai gas untuk mereduksi bijih-bijih besi dengan temperature ± 9000^oC.

3.       Muatan yang turun ertama kali melepas air, kemudian hidrat arang dan terjadi pengikatan kimiawi pada waktu reduksi pertama  oleh CO pada suhu ± 400^oC.

4.       Bijih besi turun terus supaya arang/kokas yang pijar berwarna putih menerima  zat arang dan membentuk karbonat-karbonat seperti batu kapur dan dolomite, baru kehilangan CO₂  pada suhu 700^oC.-800^oC., maka teraknya terbentuk bersama-sama dengan reduksi sempurna dari besi.

Batu tambang/batu kapur CaCO/CaCO₃ dinamakan dolomit, untuk :

·         Mengikat kotoran

·         Melindungi besi/cairan besi dan oksidasi

Hasil olahan blast furnace/ dapur tinggi adalah :

1.       Besi kasar / pig iron

2.       terak

3.       Gas dan debu