Perpustakaan Digital ITB

Baja merupakan bahan dasar bagi industri global dan memiliki beragam bentuk aplikasi di industri. Produksi baja secara karbotermik menghasilkan 1,9 juta ton emisi CO2 per 1 juta ton baja. Peningkatan keketatan peraturan penekanan emisi dari proses produksi logam bermuara pada pergeseran metode produksi logam besi, bahan baku pembuatan baja, ke proses yang lebih ramah lingkungan. Sebagai alternatif terhadap reduktor berbasis karbon, reduksi bijih besi dengan reduktor gas hidrogen telah dikembangkan untuk memproduksi logam besi dengan rendah emisi. Penelitian ini bertujuan melakukan simulasi dan percobaan skala laboratorium penggunaan gas hidrogen sebagai reduktor bijih besi limonit agar dihasilkan produk logam besi yang diharapkan dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan baja. Serangkaian percobaan mencakup karakterisasi sampel awal, simulasi termodinamika, reduksi di horizontal tube furnace (HTF) yang menghasilkan direct reduced iron (DRI), peleburan DRI di vertical tube furnace (VTF), serta karakterisasi produknya. Bijih besi limonit dengan ukuran -65 +100 mesh direduksi di HTF pada variasi temperatur reduksi 400–900°C, durasi reduksi 15–180 menit, dan persentase volume gas hidrogen 60, 80, 93, dan 100%. Peleburan di dalam VTF dilakukan dalam kondisi inert pada temperatur 1550? selama 120 menit. Produk reduksi padat yang dihasilkan setelah proses reduksi dalam HTF dianalisis menggunakan inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS), X-ray diffraction (XRD), dan scanning electron microscopy-energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS), sedangkan produk peleburan di VTF dianalisis menggunakan SEM-EDS. Hasil percobaan menunjukkan bahwa peningkatan temperatur reduksi meningkatkan tingkat reduksi. Logam besi mulai terbentuk pada temperatur reduksi 500°C, persentase gas hidrogen sebesar 80%, selama 120 menit. Reduksi besi dengan hidrogen berlangsung dalam waktu yang sangat singkat. Logam hasil peleburan DRI dari reduksi hanya dalam 15 menit pada temperatur 700°C dan persentase gas hidrogen sebesar 80% dapat menghasilkan kadar besi mendekati 100%. Peningkatan persentase gas hidrogen menghasilkan tingkat reduksi yang lebih tinggi. Parameter optimal reduksi bijih besi limonit berdasarkan penelitian ini adalah temperatur reduksi 900°C, 80% H2, dan durasi reduksi 60 menit.