Proses Corex

PAGE

TEKNOLOGI COREX

Reduksi smelting adalah suatu pendekatan alternatif dalam pembuatan besi (iron making) dimana pada prosesnya menggunakan batubara untuk mereduksi bijih besi yang masih dalam bentuk bongkahan bijih, pellets atau fines ore. Reduksi smelting adalah satu-satunya alternatif pada blast furnace. Proses reduksi smelting juga menghasilkan hot metal cair tanpa adanya ketergantungan terhadap batubara.

Hanya ada satu dari suatu proses komersil yang pada saat ini yang beroperasi menguntungkan adalah Corex, dan teknologi ini didasarkan baik untuk bongkahan bijih (lump ore) atau pelet dan pabrikasi ini dikembangkan oleh Voest Alpine. Ada sejumlah fine sore yang didasarkan pada proses reduksi smelting dibawah pengembangan yang sudah ada yaitu meliputi :

AISI

Ausmelt

CCF

DIOS

Finex

Hismelt

Romelt

Tecnored

Pada Gambar 1 dapat diperlihatkan prinsip dasar dari proses Corex dimana pada prinsipnya membagi blast furnace kedalam dua bagian. Hal ini bertujuan untuk menghindari zona kohesif pada blast furnace dimana akan menjaga batubara untuk menyerap gas dari beban material ferrous selama softening dan melting dan juga bertindak sebagai atap untuk proses pengeringan pada daerah atau kolom yang mendapatkan pembebanan.

Gambar 1 Penghindran zona kohesif pada blast furnace dengan menggunakan proses Corex

Sebagai sebuah contoh ukuran dari 2000 t HM/d konfigurasi dari Corex Pohang yang dapat dibandingkan dengan 11200 t HM/d Schwelgern 2 blast furnace of Thyssen Stahl AG. Proyek pabrikasi dari Corex lebih unggul diatas blast furnace, tanpa perlengkapan muatan dan puncak gas pipa dalam pertimbangannya, dengan lebih dari 20 m. Dari perbandingan ini dapat disebutkan bahwa akan memerlukan lima dari pabrikasi Corex untuk memproduksi jumlah yang sama dari hot metal seperti Schwelgern 2 blast furnace. Biaya investasi untuk untuk pabrikasi Corex berdasarkan studi kelayakan adalah sekitar 235 ECU/ra dan itu tidak termasuk infrastrukur dan pasokan oksigen dan untuk blast furnace berada kisaran 134 ECU/ra. Pabrikasi untuk proses reduksi smelting dimasa yang akan datang akan terlihat dalam hitungan mini-mills, atau akan menggantikan tempat blast furnace yang memproduksi besi dan baja. Sejarah Teknologi Corex

Proses corex telah dikembangkan diakhir tahun tujuh puluhan dan kelayakannya telah ditetapkan sepanjang tahun 1980. Industri yang pertama yang mengaplikasikan pabrikasi Corex C-1000 dimana jumlah produksi sebanyak 1000 ton hot metal setiap harinya adalah di Iscor Petroria, Afrika selatan. Untuk pabrikasi Corex C-2000 dimana jumlah produksi hot metal sebesar 2000 ton per hari memasuki operasi di Posco/Korea, Mittal Steel/South Africa and at JSW Limited/India. Diawal November 2007 pabrikasi Corex C-3000 untuk pertamakalinya dimulai di Baosteel, Cina dengan produksi berkapasitas 1,5 juta ton hot metal setiap tahunnya.

Gambar 2 Pabrikasi Corex C-2000, Saldanha Steel, RSAProses Corex

Corex dikembangkan oleh Siemens VAI yang secara industri dan komersial bertujuan untuk efisiensi biaya dan produksi yang ramah lingkungan pada smelting-reduction untuk hot metal dari bijih besi dan batubara. Proses dari corex berbeda dengan proses blast furnace yang konvensional dimana non-cocking batubara dapat secara langsung digunakan untuk pengurangan biijih dan proses peleburan, menghapus kebutuhan akan proses peleburan batubara (coking coal) yang cukup besar. Penggunaan bongkahan bijih dan pelet juga akan mengurangi kebutuhan sinter.

Uraian Proses

Pada proses corex untuk semua pengerjaan secara metalurgi dilaksanakan pada reaktor dengan dua proses terpisah yaitu reduction shaft dan melter gasifier. Bongkahan bijih, sinter, pelet-pelet atau campuran dari padanya pertama kali masuk ke reduction shaft melalui sistem lock-hopper dimana akan tereduksi untuk DRI oleh pergerakan gas reduksi pada kondensasi arus. Setelah itu DRI dari reduction shaft akan diteruskan ke melter gasifier dimana akhir dari reduksi dan peleburan berlangsung sebagai tambahan terhadap semua reaksi slag dan reaksi secara metalurgi. Hot metal dan slag terbawa seperti di Blast Furnace. Kualitas dari hot metal sepadan dengan yang dihasilkan pada Blast Furnace.Reduksi gas keluar dari melter gasifier yang berisi sebagian besar CO dan H2 dengan batubara yang baik, abu dan debu dari besi. Debu ini adalah sebagian besar dipindahkan dari arus gas dari hot-gas cyclone (putaran gas panas) dan didaur ulang untuk proses. Ketika sampai kepada penambahan gas pendingan atau proses pendinginan, temperatur gas reduksi disesuaikan dengan cakupan kerja maksimum. Setelah meninggalkan dari hot-gas cyclon, reduksi gas kemudian akan bertiup kedalam shaft reduction melalui kerangka, reduksi bijih besi didalam kondensasi arus lawan.

Gambar 3. Desain pabrik Corex

Gambar 4 bagian-bagian utama dari proses CorexPuncak gas sesudah itu didinginkan dan dibersihkan didalam scrubber, setelah itu akan menjadi eksport gas dengan harga yang tinggi dengan kisaran daya kalori 7500-8000 kJ/m3 (STP). Gas ini sangat cocok untuk digunakan dengan cakupan yang luas pada aplikasi-aplikasinya.

Gambar 4 Flow Sheet proses

Mekanisme Corex

Proses reduksi Batubara (Corex), telah dikembangkan oleh Voest-Alpine Industri (VAI) dan DVAI di dalamnya terdapat dua operasi dimana DRI dari shaft furnace seperti yang digunakan pada proses Midrex dan HYL yang mana akan lanjutkan ke suatu tahap akhir yaitu smelter-gasifier, pada Gambar 3. pengurangan gas pada shaft furnace diproduksi oleh pembakaran batubara secara parsial dengan oksigen di dalam fluidized smelter-gasifier. Energi diperlukan untuk melengkapi reduksi DRI dan menghasilkan hot metal dan slag yang diberikan oleh pembakaran parsial. Produk cairan mengalami proses tapping pada waktu tertentu dan secara parsial menghabiskan gas yang berasal dari reduktor shaft yang dikirim bersama sepanjang kelebihan gas yang dihasilkan smelter-gasifier. Smelter-Gasifier beroperasi pada 3-5 palang dan meliputi suatu zona tempat fluidized yang berada pada bagian atas dapat diperkirakan suhu mencapai 1500C ( 2730F) dan suatu zona liquid collection pada peleburan yang lebih rendah pada temperatur kira-kira 1550C ( 2820F). Batubara dan batu gamping dimasukkan ke dalam dinding yang tidak tenggelam di atas zona fluidized di mana mendapatkan pemanasan dengan cepat sampai pada suhu 1000-1200C (1830-2190F). Volatile matter dikemudikan dan dihancurkan secara tepat oleh partikel karbon yang telah ditetapkan dimana partikel karbon tersebut dijatuhkan dan masuk ke zona proses perubahan menjadi gas dengan kadar oksigen yang tinggi dimana dimasukan sampai furnace jenis tuyeres untuk membakar karbon itu ke karbon monoksida. Pembakaran yang eksotermik menyediakan energi itu untuk melengkapi reduksi DRI yang panas dan untuk meleburkan slag dan hot metal. Gas yang meninggalkan smelter-gasifier didinginkan sampai temperatur 800-900C (1470-1650F) dan dibersihkan dengan suatu proses hot-cyclon untuk mendaur ulang sehingga didapatkan hasil yang bagus. Pembagian secara adil dari gas yang bersih dimana akan diperkenalkan ke dalam shaft furnace sebagai reduksi gas yang berisi lebih dari 94% CO ditambah H2. Gas sisa akan tercampur dengan gas yang telah dibersihkan sebelumnya dari shaft furnace dan campuran digunakan sebagai gas bahan bakar yang akan dikirim (ekspor). COREX menggunakan kira-kira satu ton batubara setiap ton produksi hot metal, dengan kira-kira 45% dari total masukan energi digunakan pada proses ironmaking dan sisanya akan digunakan sebagai bahan bakar gas. Produksi hot metal menghasilkan muatan karbon dan silisium yang serupa blast furnace untuk menghasilkan hot metal, bagaimanapun, komposisi dari belerang adalah jauh lebih tinggi sebab hampir semua belerang di dalam batubara masuk pada slag dan hot metal.pada hubungan ini, belerang organik di dalam gas batubara dan diserap oleh DRI dan kembali ke smelter-gasifier sebgai besi sulfide.Teknologi Corex ditinjau dari Berbagai AspekAspek Ekonomi

Dikarenakan pabrikasi coking dan sintering tidak diperlukan pada proses Corex, besarnya tabungan dapat tercapai pada produksi hot metal. Tingkat dari besarnya tabungan tergantung dari bagaimana kondisi lokasi setempat, dan ini kemungkinan akan didapatkan kira-kira diatas 20% sebagai pembuktian nyata dari kondisi-kondisi operasi yang ada.Aspek Lingkungan

Emisi dari pabrikasi Corex hanya berisi sejumlah kecil dari Nox, SO2, dust, phenols, sulfide dan alumunium. Nilai-nilai emisi telah melebihi jauh kedepan terhadap standar Eropa. Emisi air limbah dari Corex pun jauh berada dibawah air limbah yang dihasilkan oleh blast furnace. Faktor ramah lingkungan inilah yang menjadi kunci tambahan dan juga menjadi alasan sebagai daya tarik dari proses Corex.Penggunaan Export GasSetelah proses pembersihan dan pendinginan pada puncak gas yang mana dikeluarkan dari shaft reduction, akan tersedia untuk digunakan pada banyak aplikasi industri seperti termasuk pada electrical power generation, produksi DRI (direct-reduced iron) dan untuk pemanasan besi dan baja secara keseluruhan. Pada industri kimia pengunaan eksport gas pad Corex dapat juga bertindak sebagai stok umpan untuk banyak aplikasi lainnya. Beberapa pabrikasi Corex

Status perancangan Corex yaitu pada reduksi smelting yang dikembangkan oleh grup VAI dengan mempertimbangan kualitas produksi hot metal pada blast furnace. Proses Corex berbeda dengan proses blast furnace dimana pada blast furnace sebagian besar mengarah kepada:1. Batubara tidak secara langsung digunakan sebagai bahan reduksi dan sumber energi

2. Bijih besi dapat secara langsung dan kemungkinan terjadi pembebanan untuk proses pembentukan dari bomgkahan bijih dan pelet.

Beberapa pabrikasi Corex yaag telah ada dan mengalami kemajuan sehingga dilakukan pengembangan-pengembangan dari pabriksi Corex. Berikut adalah pabrikasi-pabrikasi Corex yang ada antara lain: 1. POSCO Posco adalah produsen besi baja yang merupakan salah satu yang terbesar, sukses memulai pabrikasi COREXC-2000 dibulan November 1995 di Pohang Works di Korea. Dapat diprediksikan keberhasilan proses produksi secara cepat dapat dihasilkan dalam waktu yang cukup singkat tidak lama setelah memulai pabrikasi Corex tersebut. Kualitas dari hot metal pun dapat diperbandingkan dengan blast furnace, dan merupakan suatu pengoperasian pabrikasi yang begitu stabil setelah didirikan.

Gambar 5 POSCOPengembangan proyek antara POSCO, RIST (departemen resert POSCO) dan VAI sekarang ini sedang berlangsung dalam rangka perkembangan FINEX Process, dimana sebuah fine ore didasarkan proses reduksi smelting untuk produksi kualitas tinggi dari hot metal. Setelah mendapatkan sukses besar kemudian skala pabrikasi dan anak cabang diputuskan untuk membangun sebuah demonstrasi pabrikasi dengan kapasitas tahunan sebesar 600.000 ton hot metal. Dan ini berlokasi di POSCO's Pohang Works dekat dengan pabrikasi COREXC-2000, dan pabrikasi tersebut telah dimulai secara komplit pada triwulan tahun 2003. 2. JINDALPada 1994 Juli dan 1995 Desember di India yaitu grup JINDAL menandatangani kontrak untuk penyuplaian dua COREXPlants C-2000 yang mana akan digunakan sbagai basis hot metal yang pertama didunia dengan pabrikasi di lapangan hijau tentu saja dengan menggunakan COREXtechnology. Ekspor dari gas COREXdigunakan sebagai sumber kekuatan, untuk produksi dari pellet disamping produksi baja. Kedua dari pabrikasi tersebut talah dimulai secara sukses dan beoperasi kira-kira 25% diatas nilai-nilai performa nya yang telah terjamin dan masih dengan memperlihatkan kecendrungan penambahan kapasitas.

Gambar 6. Jindal

3. SALDANHA STEEL

Pada bulan Desember 1995, pabrikasi dari COREXC-2000 telah dipesan oleh SALDANHA STEEL ltd., Afrika Selatan. Pabrkasi COREX didasarkan pada batubara dan bongkahan bijih dan COREX gas ekspor digunakan untuk menghasilkan DRI di (dalam) suatu pabrikasi DR yang terpisah. Pabrikasi Corex , dan pabrikasi DR dengan sukses dimulai 1998 dan 1999 secara berturut-turut. Sesuatu yang sangat menarik adalah penempatan pabrikasi dekat suatu cadangan. Proses Corex Proses telah terpilih tidak hanya oleh karena faktor ekonomi, tetapi juga dengan alasan operasinya yang ramah lingkungan

Pada SALDANHA STEEL merupakan suatu pabrikasi dengan pembutiran debu dan slug yang sangat inovatif yang dikembangkan oleh VAI dimana debu dan scrubber kotoran dari pabrikasi COREXdan DR akan berguna untuk aplikasi lebih lanjut di dalam industri semen itu. Di masa datang akan ada juga pilihan untuk mendaur ulang butira-butiran debu dan slig melalui proses COREX. Proses daur ulang ini memungkinkan untuk mengelompokkan slug dan debu untuk aplikasi lebih lanjut dengan biaya lebih sedikit dibandingkan pada teknologi alternatif lainnya.

Gambar 7. Saldanh steel

Mengikuti sukses dari pabrikasi COREX C-2000, Vai memutuskan untuk memperkenalkan dan memulai dengan pemasaran COREX yang berikutnya yaitu generasi pabrikasi COREX C-3000. Modul ini jika dibandingkan dengan pabrikasi COREX C-2000 (kapasitas tahunan 1.0 juta ton) dirancang untuk suatu kapasitas di atas 1.4 juta ton hot metal setiap tahunnya.

Pertimbangan tambahan

Pertimbangan Tambahan untuk Generasi dari pabrikasi Corex C-3000, adalah idealnya cocok untuk pengintegrasian ke dalam bentuk lapangan atau pabrikasi dengan areal tanah yang hijau atau perancangan pabrik baja di areal tanah (brown-field). Tentu saja ini dapat menggantikan blast furnace, atau dapat digunakan sebagai suatu sumber pabrikasi besi baja dalam skala yang kecil. Secara ekonomis pabrikasi Corex telah memberikan suatu jawaban bagi kekurangan batubara dimasa depan, dan secara terus menerus tuntutannya meningkat dan menempatkan pada mutu baja. Alternatif lain adalah instalasi suatu pabrikasi Corex C-3000 sebagai pabrikasi yang dapat berdiri sendiri untuk memproduksi hot metal dan atau pig iron.

Gambar 8 Corex C-3000Kelebihan Corex

Keuntungan dari proses Corex jika dibandingkan dengan blast furnace untuk proses steelmaking adalah investasi biaya yang lebih rendah. Biaya produksi lebih rendah 15%-25% jika dibandingkan dengan blast furnace. Corex juga menghilangkan pabrikasi cooking sehingga lebih efisien, kualitas dari hotmetal juga ideal untuk aplikasi-aplikasi industri baja.mengurangi kadar CO2 untuk produksi besi setiap ton, dan yang paling utama adalah prosesnya yang ramah lingkungan.

Kekurangan Corex

Salah satu kekurangan dari proses Corex adalah pada persyaratan ukuran partikel untuk prosesnya. Pada proses Corex ukuran partikel dibawah 16 mm tidak dapat ditoleransi karena penurunan suatu ukuran partikel dapat mengurangi penyerapan air atau gas dimana penurunan ukuran tersebut berakibat menyalurkan gas dan menjatuhkannya pada tempetur hotmetal yang lebih tinggi. Ukuran rata-rata partikel untuk Corex proses adalah 20 mm-30 mm.

PAGE 2