Latar Belakang Masalah
Proses produksi PT. INALUM dalam menghasilkan Aluminium dari bahan baku Alumina ialah dengan proses reduksi. Pada proses reduksi Alumina menjadi Aluminium diperlukan karbon yang disebut dengan anoda. Kapasitas produksi Aluminium sangat berpengaruh terhadap kualitas anoda itu sendiri. Bahan pembuat anoda antara lain coke (kokas), butt dan cole tar pitch (CTP). Dimana ukuran partikel (Granulometrik) coke (kokas) dan butt sangat berpengaruh terhadap kualitas dari anoda tersebut. Pengawasan mutu (Quality Contol) adalah kegiatan untuk memastikan kebijakan dalam hal mutu (standard) dapat dilihat dari hasil akhir untuk mendapatkan anoda yang berkualitas bagus. Operasi pengecilan ukuran (size reduction) merupakan salah satu jenis operasi untuk menangani zat padat untuk diperkecil dengan berbagai cara sesuai dengan tujuannya. Pengayakan (screening) adalah suatu metode untuk memisahkan partikel menurut ukuran semata-mata.
Perumusan Masalah
Blok anoda merupakan salah satu bagian penting dalam mereduksi Alumina menjadi Aluminium dengan proses elektrolisis. Penggunaan anoda memiliki jangka waktu pemakaian sesuai standar yang telah ditetapkan. Untuk membuat anoda yang berkualitas tinggi, maka harus memenuhi standar yang telah ditetapkan oleh PT.INALUM, oleh karena itu perlu diketahui ukuran partikel (Granulometrik) yang baik dengan komposisi yang tepat dalam pembuatan anoda mentah agar GB (green Block) yang dihasilkan dapat mencapai standard mutu yang telah ditetapkan antara lain pengawasan mutu selama proses trehadap material dan pengawasan mutu hasil produksi dan untuk menghasikan kualitas anoda yang baik.
Tujuan
Tujuan dari tugas khusus ini adalah untuk mengetahui, menghitung dan mengevaluasi ukuran partikel (Granulometrik) serta membandingkan efesiensi pemakaian Cokes, Butt dalam pembuatan anoda sebagai upaya meningkatkan kualitas anoda yang sesuai standard dan untuk menganalisa distribusi partikel dengan pengayakan, serta mengecilkan ukuran material .
Pembahasan
a. coke
Coke dari pelabuhan dibawa ke tempat penyimpanan kokas (Coke Silo) kemudian dibawa ke pabrik anoda mentah dengan menggunakan Belt Conveyor (BC 201-202) dan Bucket Elevator (BE 201-202). Selanjutnya kokas yang telah tiba disaring dan dipisah sesuai dengan ukuran partikelnya masing-masing. Proses ini sendiri dinamakan coke receiving system dengan menggunakan alat yang bernama Shiever (SR 201-202). Untuk shiever 201 dilengkapi saringan yang berukuran 5-18 mm dan 1-5 mm, sedangkan pada shiever 202 ukuran saringannya adalah 0,2-1 mm dan < 0,2 mm.
Untuk kokas yang tidak dapat melewati shiever 201 yang berarti memiliki ukuran >18 mm, maka dipindahkan ke silo penyimpanan (S-201). Dari S-201, kokas tersebut kemudian dimasukkan kedalam Crusher (CR-201) dengan melewati Magnetik Feeder (MF-201). Didalam CR-201 ini kokas yang tadinya berukuran >18 mm akan dihaluskan kembali, sehingga dapat melewati shiever dan dapat dipakai sebagai bahan baku pembuatan anoda. Alur penggilingan kembali kokas seperti yang disebutkan ini dinamakan dengan coke crushing system.
Untuk kokas yang telah melewati ukuran saringan < 0,2 mm pada shiever 202 maka selanjutnya disimpan kedalam S-202. Setelah disimpan di dalam S-202, kokas dimasukkan ke dalam Tube Mill (TM-201) yang untuk selanjutnya akan memasuki tahapan yang dinamakan coke grinding system. Pada tahap ini kokas tersebut digiling dengan menggunakan bola-bola baja yang terdapat di dalam tube mill agar didapatkan kokas yang berukuran fine. Adapun bola-bola baja yang dipergunakan terdiri dari Ø50 seberat 6 ton, Ø40 seberat 12 ton, dan Ø30 seberat 6 ton. Tujuan dibedakannya ukuran-ukuran bola baja pada tube mill tersebut adalah agar penggilingan yang dilakukan merata disegala sudut dan lapisan kokas, serta tidak ada celah atau rongga dimana kokas yang akan digiling tidak terkena tumbukan dari bola baja yang terus bergerak tersebut. Pada tahap ini juga dilengkapi dengan Air Separator (AS-201) dan Cyclone (CC-201), dimana AS-201 berfungsi untuk menarik dan menaikkan kokas yang telah digiling pada tube mill. Dengan berprinsip pada putaran, maka kokas yang telah berukuran fine diterbangkan keatas dan secara gravitasi dipisahkan dari debu-debu yang tidak dapat digunakan. Kokas yang layak digunakan kemudian masuk ke dalam cyclone, disini terjadi pendorongan kembali debu-debu yang tidak dapat di pakai. Untuk kokas yang berukuran fine selanjutnya dimasukkan dan disimpan ke dalam B-204, sedangkan debu-debu yang umumnya tidak dapat terlihat oleh mata dibuang ke udara bebas.
Setelah proses penyaringan selesai, akan diperoleh kokas yang beragam ukuran sesuai dengan yang diinginkan, yaitu sebagai berikut:
- Kasar – 1 (Coarse – 1) : 5 – 18 mm
- Kasar – 2 (Coarse – 2) : 1 – 5 mm
- Halus (Fine) : < 0,2 mm (Blaine Number)
- Ukuran sangat halus (ultra fine) : debu
Sebagaimana yang telah disebutkan sebelumnya bahwa untuk kokas kasar-1 (Coarse-1) disimpan di dalam Bin (B-201) melalui Screw Conveyor (SC-201), sedangkan yang berukuran kasar-2 (Coarse–2), menengah (Medium), dan halus (Fine) yang diperoleh dari shiever 202, masing-masing disimpan di dalam B-202, B-203, dan B-204 melaui prinsip gravitasi.
b. butt
Butt dari reduksi masuk ke loading area melalui free konveyor setelah itu dibawa ke Crust Breaker untuk memisahkan crust dengan butt, setelah butt bersih dari crust dibersihkan dengan penyemprotan bola baja, sehingga butt benar-benar bersih dari crust selanjutnya butt di pecahkan dengan menggunakan mesin press, Penghancuran dilakukan dengan cara menekan padatan diantara penjepit tetap (fixed jaw) dan penjepit geser (moving jaw),ukuran butt diatas 350 mm dipecahkan di Press (PR402) sedangkan butt yang berukuran dibawah 350 mm masuk ke press (PR401), butt dari press (PR401) kemudian dilanjutkan melalui apron conveyor untuk dikirim ke belt conveyor untuk dipecahkan selanjutnya di crusher dengan ukuran impact 165mm dan 160 mm , sedangkan butt dari press (PR 402) langsung masuk ke belt c onveyor. setelah dipecahkan dari crusher masuk ke bucket elevator untuk dipecahkan lagi dengan crusher setelah itu masuk ke siever dengan ukuran > 85 mm masuk ke belt Conveyor (BC406) lalu butt dipisahkan dari kandungan-kandungan besi seperti timble dengan menggunakan magnetic separator setelah butt bersih dan terpisah dari kandungan-kandungan logam lainnya,dilewatkan melalui belt conveyor (BC 407) untuk dikirim ke silo 403, Untuk ukuran 85 mm-150 mm di recycle ke crusher 402 untuk dipecahkan kembali, sedangkan yang > 150 mm dimasukkan ke silo 406 dan dari silo 406 dipecahkan kembali di press (PR402). Sedangkan yang dimasukkan pada silo 403 dengan ukuran <85 mm akan dipergunakan di green sebagai bahan baku pembuatan GB (green block).
Butt yang keluar dari reduction masih bercampur dengan crust , untuk itu crust harus dipisahkan dari butt dengan (crust breaker), lalu diangkut dengan (belt conveyor) untuk dihancurkan dengan (Crusher) hingga ukuran crust halus, lalu dimasukkan ke Grafity feeder untuk dipisahkan dari metal aluminium lalu dimasukkan ke bucket elevator (BE 401) dikirim ke siever 401 untuk pisahkan <5 mm masuk ke silo 401, kemudian dimasukkan ke hammer mill kemudian dikirim ke silo 53 untuk dipergunakan kembali sebagai campuran alumina direduksi sebelum dikirim ke silo, crust dipisahkan dahulu dari material-material selain Crust dengan menggunakan alat (grezly feeder) agar crust bersih dari benda-benda yang lain. crust yang ukuran 5-30 mm di masukkan ke crusher 401, Sedangkan crust yang berukuran > 30 mm dimasukkan ke silo 402 selanjutnya dikirim ke pot operasi untuk dilebur kembali.
Hasil Perhitungan
Dari perhitungan yang telah dilakukan, maka diperoleh data sebagai berikut:
Tabel Hasil perhitungan komposisi Granulometri
Ukuran ayakan (mm)
|
Golongan
|
Aktual (%)
|
Standar PT Inalum (%)
|
15,9
|
C1
|
14.3
|
13 % ± 2 %
|
12,7
| |||
9,52
| |||
5,66
| |||
3,36
|
C2
|
25.7
|
27 % ± 2 %
|
1,68
| |||
1,0
| |||
0,84
|
F
|
28.5
|
27 % ± 2 %
|
0,35
| |||
0,177
| |||
0,088
|
UF
|
3.5
|
5 % ± 2 %
|
0,074
| |||
0,04
| |||
15,9
| |||
Butt
|
28
|
28 % ± 2 %
| |
Total
|
100
|
100
| |
Pengecilan ukuran partikel zat padat merupakan operasi yang penting, Alasan-alasan pentingnya adalah, benda padat dalam ukuran besar sangat sulit untuk ditangani, sehingga dilakukan operasi size reduction untuk memudahkan penangannya, meningkatkan area luas permukaan per unit volume, memudahkan dalam proses pemisahan.
Operasi pemisahan yang sering dilakukan adalah dengan menggunakan ayakan. pengayakan dilakukan untuk mengetahui distribusi ukuran campuran partikel untuk mendapatkan ukuran partikel yang seragam berdasarkan pada ukuran ayakan.
Granulometri disebut juga analisa ukuran butir, yaitu analisa yang dilakukan terhadap sedimen dengan tujuan untuk memahami cara pemisahan fragmen butiran menurut ukuran-ukuran tertentu. Hal tersebut dilakukan untuk mendapatkan tujuan akhir yang bisa digunakan secara aplikatif, misalnya untuk keperluan sipil (pembangunan fondasi gedung dan jembatan), geologi (rekonstruksi geologi sejarah, stratigrafi, dan lingkungan pengendapan).
1. Komposisi Granulometri adalah komposisi dari ukuran butiran-butiran bahan baku (kokas, butt, scrap mentah) pembuatan anoda mentah. Ukuran butiran tersebut harus memenuhi standar inalum. Standar yang digunakan sekarang adalah standar A5-1. Dalam standar A5-1 ini terdapat 4 ukuran butiran yaitu kasar 1 (C1), kasar 2 (C2), halus (F), ukuran halus (fine) dan ukuran sangat halus (ultra fine).
- Makin kasar bahan baku yang digunakan maka GB AD (Green Block Apparent Density) dan densiti semakin rendah pada saat baking karena ekspansi.
- Makin fine bahan baku yang digunakan maka anoda semakin elastis dan makin tahan terhadap thermal shock.
- Makin fine bahan baku yang digunakan maka permeabelity makin rendah.
- Makin halus bahan baku yang digunakan ternyata O2 Reactivity semakin meningkat.
Tingkat kehalusan bahan baku yang digunakan oleh pabrik pembuat anoda di dunia masih sangat bervariasi, hal ini akan mengakibatkan masalah terutama air burning dan penurunan daya tahan terhadap thermal shock. Oleh karena itu pengendalian terhadap “plant dust” (filter dust) perlu ditingkatkan, dan akan lebih baik lagi jika digunakan alat pengukur blaine number agar tingkat kehalusannya dapat diketahui secara pasti. Dengan cara ini fluktuasi qualitas anoda dapat dihindari
Komposisi Granulometri yang sesuai dalam anoda dapat meningkatkan kualitas anoda itu sendiri.
Tabel Standar mutu karakteristik anoda PT INALUM
No
|
Item
|
Unit
|
Standar
|
1
|
Green Block Apparent Density
|
g/cc
|
1,575 (minimum)
|
2
|
Baked Block Apparent Density
|
g/cc
|
1,545 (minimum)
|
3
|
Electrical Resistance
|
µΩm
|
58 (maksimum)
|
4
|
Fracture Energy
|
J/m2
|
250 (minimum)
|
5
|
Flexural Strenght
|
Kg/cm2
|
110 (minimum)
|
6
|
Compressive Strengtht
|
Kg/cm2
|
370 (minimum); 580 (maksimum)
|
7
|
Young Modulus
|
Gpa
|
8 (maksimum)
|
8
|
CO2 Reactivity RRCO2
|
%
|
83 (minimum)
|
9
|
RRO2
|
%
|
72 (minimum)
|
10
|
Thermal Conductivity
|
W/mK
|
2,8(minimum); 5 (maksimum)
|
11
|
Air Permeability
|
nPm
|
1,8 (maksimum)
|
12
|
Density In Xylene
|
g/cc
|
2,02 (minimum)
|
Adapun pelaksanaan kontrol yang ada di pabrik pembuatan anoda mentah (Green Plant) yakni pengawasan mutu terhadap material yakni pengontrolan terhadap butiran kokas dengan menentukan kondisi pengoperasian kokas tersebut disaat berlangsungnya produksi dimana ukuran kokas tersebut harus sesuai dengan ukuran komposisi Granulometrik (ukuran kokas kasar satu, kasar dua, medium dan fine) yang ditunjukkan melalui standard grafik granulometrik.
Tabel Pengaruh ukuran material terhadap AD (Anode density) dan binder.
No
|
AD GB
|
Binder
|
1
|
1.59
|
14,4%
|
2
|
1.61
|
14,8 %
|
3
|
1.62
|
15,2 %
|
4
|
1.63
|
15,6%
|
Dari table 5.3 dapat dilihat bahwa semakin rendahnya AD (Anode density) GB maka semakin rendah pula binder yang dihasilkan, dan semakin tinggi AD (Anode density) GB yang didapat maka semakin tinggi pula binder yang dihasilkan. Begitu juga dengan kekerasan material dalam pembuatan GB, apabila kekerasan material dalam pembuatan GB rendah maka rendah pula AD (Anode density) dan binder yang dihasilkan, dan sebaliknya apabila tingkat kekerasan material dalam pembuatan GB tinggi maka tinggilah AD (Anode density) dan binder yang dihasilkan.
Adapun pengaruh AD (Anode density) terhadap sifat fisik GB yaitu semakin rendah AD maka sifat fisik dan kimia dari GB akan meningkat, AD (Anode density) juga berpengaruh terhadap RRCO2 dan RRO2 (Reactivity Residue CO2 dan O2). Dimana semakin tinggi AD (Anode density) maka semakin tinggi pula RRCO2 dan RRO2 yang didapat, juga sebaliknya semakin rendah AD (Anode density) maka semakin rendah pula RRCO2 dan RRO2 yang didapat
Dan juga dari sisi kandungannya kokas terdiri dari dua jenis, yaitu :
1. Kokas high sulfur (Hs), tahan terhadap reaksi CO2 dan komposisinya dalam adonan adalah 60 %
2. Kokas low sulfur (Ls), tahan terhadap reaksi dengan O2 dan komposisinya 40 %
Dimana kokas yang high sulfur (Hs), sifat RRCO2 akan meningkat dan RRO2 akan menurun. Dan sebaliknya.
No comments:
Post a Comment