DefosforisasiDedi Ferdian

(0906605385)

Defosforisasi

• Merupakan proses metal pretreatment yaitu

penghilangan pengotor dari besi sebelum

dilakukan proses pembuatan baja.

• Perlu dilakukan karena kemurnian tinggi tidak • Perlu dilakukan karena kemurnian tinggi tidak

bisa dicapai didalam proses pembuatan baja

(contoh: Basic Oxygen Steelmaking).

Berikut ini adalah contoh proses pengolahan besi:

Gambaran secara umum untuk proses pengolahan besi:

� Besi direduksi pada blast furnace;

�Dilakukan desilikonisasi dengan penambahan reagen;�Dilakukan desilikonisasi dengan penambahan reagen;

� Slag yang terbentuk selama proses reduksi dipisahkan;

� Pada besi panas, dialirkan oksigen dan penambahan

reagen untuk proses defosforisasi;

� Besi panas diteruskan untuk diproses didalam furnace,

dan slag dikembalikan untuk proses recycle.

Defosforisasi

Pengaruh Impurity khususnya fosfor:

• Menurunnya kualitas baja;

• Menstabilkan fasa ferrite;

• Mengubah mechanical properties dari baja;• Mengubah mechanical properties dari baja;

• Mengakibatkan penggunaan produk baja menjadi

terbatas berdasarkan mechanical properties-nya.

Defosforisasi

Berikut ini adalah tabel dari pengaruh fosfor didalam baja:

Defosforisasi

� Defosforisasi berlangsung pada proses pembentukan besi panas dengan penambahan reagen defosforisasi (senyawa basa. Contoh: CaO, CaC2, CaF2)

� Akan dibentuk oksida pengotor yang berifat tidak stabil terhadap besi oksida sehingga bisa dipisahkan dari besi.

� Dilakukan setelah proses desilikonisasi karena proses akan � Dilakukan setelah proses desilikonisasi karena proses akan berlangsung lebih cepat dengan kadar silikon rendah.

� Proses berlangsung dengan cara meniupkan udara dari atas kedalam bak dari lelehan pig iron atau logam panas. Produk gas dan slag dipisahkan dari besi panas dengan cara mengalirkan gas melalui bagian atas wadah, dan slag dipisahkan dari logam berdasarkan perbedaan densitas (lapisan slag akan berada pada bagian atas besi panas)

DefosforisasiPenurunan kadar Impurity (termasuk fosfor):

� Dilakukan dengan cara meng-oksidasi impurity sehingga

bercampur kedalam slag atau keluar sebagai gas buangan.

Kendala yang terjadi adalah:

� Tidak ada oksida fosfor yang keluar sebagai gas.

� Kestabilan fasa yang rendah dari fosfor didalam slag,

sehingga mengakibatkan fosfor dapat kembali kedalam

lelehan besi.

Solusi:

� Secara berkala memisahkan slag dari besi cair.

Defosforisasi

Penelitian tentang reduksi fosfor pertama kali dilakukan pada

proses Bessemer & Open Heart Furnace. Pada tehknik ini

dilakukan dengan cara:

� Penggunaan lapisan lime dan magnesia untuk

menghilangkan fosfor dari high-phosphorus pig iron.menghilangkan fosfor dari high-phosphorus pig iron.

� Reaksi fosfor dengan basa menghasilkan oksida fosfor

(P2O5) dengan asumsi bahwa fosfor didalam logam

dioksidasi oleh FeO sehingga dapat bercampur kedalam

slag dan membentuk kalsium fosfat.

Persamaan reaksi untuk pembentukan kalsium fosfat:

2[P] + 8(FeO) (3FeO.P2O5) + 5[Fe]

(3FeO.P2O5) + 3(CaO) (3CaO.P2O5) + 3(FeO)

2[P] + 5(FeO) + 3(CaO) (3CaO.P2O5) + 5[Fe]

Reaksi ini dapat berlangsung karena afinitas kalsium

terhadap fosfor lebih tinggi shingga fosfor akan membentuk

senyawa yang lebih stabil dibandingkan pada besi.

Dari persamaan reaksi tersebut, dapat ditentukan konstanta

kelarutan dari fosfor berdasarkan oleh Nenrst distribution

law sebagai berikut:

2[P] + 5(FeO) + 3(CaO) (3CaO.P O ) + 5[Fe]2[P] + 5(FeO) + 3(CaO) (3CaO.P2O5) + 5[Fe]

Dari persamaan tersebut diperoleh hubungan antara

konstanta kesetimbangan reaksi dan temperatur.

log{Kp (x 10-5)} =(%P2O5)

[%P]2 (%FeO)5 (%CaO)3

Pengurangan temperatur mengakibatkan peningkatan defosforisasi.

Akan dihasilkan konstantan kesetimbangan yang lebih tinggi sehingga

fosfor akan lebih stabil dalam bentuk kalsium fosfat dan tidak ada

fosfor yang kembali pada lelehan besi.

Defosforisasi

Defosforisasi

Berdasarkan persamaan reaksi dan konstantan

kesetimbangan, dapat disimpulkan bahwa:

� Lapisan basa dan penambahan basa perlu dalam proses

defosforisasi.defosforisasi.

� Slag akan mengandung sejumlah konsetrasi P2O5 terlarut

(setelah proses desilikonisasi).

� Besi dengan fosfor rendah dapat diproduksi secara

konsisten jika slag yang dihasilkan telah disingkirkan.

� Derajat defosforisasi berbanding terbalik dengan kenaikan

temperatur.

Peralatan Defosforisasi

Peralatan Defosforisasi yang dikombinasikan

dengan Continous Casting Machine

Metode untuk Menetapkan Peralatan Defosforisasi

Selama Proses Pemindahan Slag yang Terbentuk

Peralatan Defosforisasi yang Disesuaikan untuk

Proses Pembakaran Penggunaan Flux

Referensi

Basu, Somnath. 2007. Studies on Dephosphorisation During

Steelmaking. Stockholm: Departemen of Material Science and

Enginering – KTH Royal Institue of Technology.

Katayama, Hiroyuki; and friends. 1980. Method of Dephosphorisation Katayama, Hiroyuki; and friends. 1980. Method of Dephosphorisation

of Metal or Alloy. Tokyo: Nippon Steel Corporation.

Desulfurization and Dephosphorization. SteelUniversity.org.

http://steeluniversity.org/content/html/eng/default.asp?catid=13

&pageid=2081272303 Nov. 24, 2010. 10:11 AM