Sosialisasi Hasil Litbang Pembuatan Kokas Pengecoran

V. HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1. Hasil Penelitian

5.1.2. Sosialisasi Hasil Litbang Pembuatan Kokas Pengecoran

Gambar 5.2. Bucket Elevator 5.1.1.3. Ujicoba tempuhan ketiga

Ujicoba tempuhan ketiga mengutamakan karbonisasi batubara pada rotary kiln. Rotary kiln tersebut merupakan alat baru hasil pembuatan di suatu bengkel lokal, bukan peralatan import. Fungsi utama rotary kiln adalah untuk karbonisasi batubara untuk mendapatkan kokas butiran untuk umpan pembuatan kokas briket sebagai kokas pengecoran. Mutu kokas produksi rotary kiln terlihat pada tabel 5.5.

Tabel 5.5. Kualitas Kokas Butiran Hasil Karbonisasi Pada Rotary Kiln

No. Temperatur ^{Kadar Air,}

% adb

Kadar Zat Terbang, % adb

1 980o C 9,25 5,16

2 1.015 o C 8,32 4,85

3 1. 034 o C 10,32 4,46

Berdasarkan tabel 5.5., terlihat bahwa fungsi rotary kiln tersebut cukup baik dengan hasil zat terbang pada kokas butiran berkisar 5% sesuai nilai minimal yang diinginkan pada pembuatan kokas pengecoran.

5.1.2. Sosialisasi Hasil Litbang Pembuatan Kokas Pengecoran

Kegiatan Sosialisasi Hasil Litbang Produksi Kokas Pengecoran telah dilaksanakan dalam 9 (sembilan) kali kegiatan yang berlangsung di 6 (enam) kota, yaitu Jakarta, Cirebon, Solo, Jogjakarta, Mataram dan Fukuoka (Jepang).

Sosialisasi di Cirebon berlangsung tiga kali kegiatan yaitu pada penataran intensif pengelolaan mineral dan batubara kepada para manager Bank Mandiri yang diselenggarakan oleh Pusdiklat Mineral dan Batubara, sosilaisasi kepada pejabat Badan Koordinasi Penanaman Modal, Jakarta dan acara Forum ASEAN Forum on Coal.

Pemaparan hasil litbang dihadapan para manager Bank Mandiri telah mendapat respon positif, terlebih lagi setelah diadakan diskusi di lapangan tentang uapaya peningkatan pemanfaatan batubara. Diharapkan pemahaman tentang permasalahan batubara dapat bermuara pada peningkatan pemanfaatan batubara yang perlu dukungan pendanaan dengan difasilitasi oleh kalangan perbankan. Hasil lainnya, BKPM telah memperoleh pemahaman yang cukup untuk disampaikan kepada calon investor agar realisasi akan lebih membumi. BKPM akan berusaha mencarikan patner penerapan litbang batubara, terutama berkaitan dengan PNT mineral dan batubara.

Sementara itu dari kalangan anggota ASEAN telah menyadari bahwa upaya pengembangan kokas di Indonesia cukup penting bagi pengembangan pemanfaatan batubara non bahan bakar langsung. Hal ini berkaitan dengan kelangkaan batubara coking coal di kawasan ASEAN.

Gambar 5.3. Sosialisasi pada pejabat Bank Mandiri

Gambar 5.4. Sosialisasi pada Forum AFOC

Sosialisasi di Solo berlangsung bersamaan dengan acara Rapat Kerja Balitbang Energi dan Sumber Daya Mineral yang sekaligus merupakan sosialisasi internal kepada para pejabat di lingkungan Balitbang ESDM. Pada saat itu pula diserahkan piagam penghargaan bagi pemenang karya ilmiah terbaik 2011 Satu diantaranya adalah mengenai kokas pengecoran. Hasil sementara dari sosialisasi ini telah diperoleh pemahaman dari para personil Balitbang. Pada acara tersebut, dianjurkan pula untuk memonitor status usulan patent yang telah dilaksanakan sejak tahun 2010.

Disamping itu untuk segera menerapkan litbang yang telah terbukti keunggulannya. Untuk hal tersebut telah diupayakan realisasinya dengan mengajak PT BA (MoU telah ditandatangani) dan pihak Jepang (telah didiskusikan pada forum IJCPD di Fukuoka ).

Gambar 5.5. Penyerahan Piagam Penghargaan Gambar 5.6. Paparan Kokas Pada Forum Balitbang ESDM

Sosialisasi di Jogjakarta berlangsung pada acara Forum Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral. Pada acara tersebut dipaparkan hasil litbang seluruh eselon dua di lingkungan Balitbang ESDM termasuk litbang kokas. Paparan kokas berjudul Pembuatan Kokas dari Batubara Non Coking Indonesia. Disamping paparan, disampaikan pula pameran poster. Umpan balik dari sosialisasi di Jogjakarta antara lain perlunya perhitungan atau kajian ekonomi sistem produksi kokas tersebut.

Sosialisasi di Fukuoka berlangsung bersamaan dengan acara Indonesia – Japan Coal

Policy Dialogue ke 4 pada bulan Juli 2012. Pada acara tersebut, wakil dari Puslitbang Teknologi Mineral dan Batubara memaparkan Development of Low Rank Coal Utilization for Foundry Coke Making.

Pada acara tersebut telah dilakukan pembicaraan cukup intensif tentang litbang pembuatan kokas di Indonesia. Oleh karena itu perlu segera direalisasikan kerjasamanya dan telah mendapat dukungan dari dari Direktorat Jenderal Minerba dan Nippon Steel Group beserta Kyushu University. Dua bulan kemudian, pihak Jepang melalui Nippon Chemical menjajagi pendirian pembuatan binder untuk kokas metalurgi di Palimanan. Saat ini akan dibahas kembali tim dari NEDO untuk membicarakan kelanjutan program kokas.

Sosialisasi di Jakarta berlangsung bersamaan dengan acara pameran pada Hari Jadi Pertambangan dan Energi di Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral, Jakarta. Materi pameran berupa pemasangan poster, pameran produk kokas pengecoran dan penyebaran

leaflet. Pameran dipajang pada area Balitbang ESDM yang cukup strategis. Pengunjung pameran adalah para pejabat di lingkungan Kementerian ESDM termasuk BUMN dan BP Migas.

Sosialisasi di Mataram berlangsung bersamaan dengan acara Seminar Tahunan Eksplorasi Sumberdaya Batubara tahun 2012 yang diselenggarakan oleh Direktorat Jenderal Mineral dan Batubara, Jakarta. Pada acara tersebut dipaparkan tentang batubara sebagai sumber energi pada program diversifikasi energi nasional. Bagian dari paparan tersebut adalah kegiatan litbang kokas pengecoran.

Gambar 5.7. Paparan Pada Acara

Forum IJCPD ^{Gambar 5.8. Sosialisasi pada Hari jadi} _{Pertambangan dan Energi 2012 Seminar Tahunan Eksplorasi Batubara} ^{Gambar 5.9. Paparan Pada Acara}

Disamping acara acara tersebut di atas, telah pula dilakukan sosialisasi kepada instansi pendidikan yaitu Politeknik Manufaktur Logam di Ceper. Pembicaraan dengan pihak Politeksi telah menghasilkan konsep Nota Kesepahaman untuk melakukan kerjasama litbang lanjutan berupa aplikasi kokas pada kegiatan pengecoran di Ceper.

5.1.3. Pembuatan Rancangan Dasar Proses

5.1.3.1. Evaluasi Hasil Litbang Pembuatan Kokas Pengecoran

Sampai dengan tahun 2011, litbang kokas dari batubara peringkat rendah telah mendapatkan suatu sistem proses yang optimal berbasis batubara. Secara global dapat dilihat pada bagan alir pada gambar 3.2. Kriteria optimal adalah mudah dilaksanakan, proses sederhana, peralatan relatif dapat dibuat di dalam negeri, murah dalam biaya energi dan bahan baku yang mudah dipasok. Atas dasar kriteria tersebut dan pertimbangan hasil kegiatan litbang kokas pengecoran sebelumnya yang telah dimulai sejak tahun 1990-an, dibuat evaluasi hasil kegiatan tersebut untuk mengintifikasi sistem proses. Tabel 5.6. menunjukan evaluasi sistem proses yang telah dilakukan sampai tahun 2012.

Tabel 5.6. Evaluasi Kondisi Proses Pembuatan Kokas Berbasis Batubara

No Proses Kondisi proses Peralatan Keluaran/Produk Fungsi Keterangan Status

1 Karbonisasi batubara

 Waktu tinggal 8 jam,

 Pemanasan langsung

 Ukuran butir batubara ±5 cm,

 Temperatur karbonisasi >900°C

Tungku Beehive Kokas butiran berukuran ± 3 cm, Kadar zat terbang ± 2%

Merubah batubara menjadi kokas butiran

Memerlukan butiran batubara besar Tidak memerlukan bahan bakar, namun produktivitas rendah

Tidak direkomendasi

2 sda  Waktu tinggal 4 jam,

 Pemanasan tak langsung

 Ukuran butir batubara ±5 cm,

 Temperatur karbonisasi >900°C

Tunnel kiln Kokas butiran berukuran ± 3 cm, Kadar zat terbang ± 2%

sda Menggunakan bahan bakar BBM

sda

3 sda  Waktu tinggal 6 jam,

 Pemanasan langsung

 Ukuran butir batubara ±5 cm,

 Temperatur karbonisasi >900°C

Tungku Rexco sda sda Memerlukan butiran

batubara besar Tidak memerlukan bahan bakar, namun produktivitas rendah

sda

4 sda  Waktu tinggal 2 jam,

 Pemanasan secara langsung

 Ukuran butir batubara ± 3cm,

 Temperatur karbonisasi 900°C

Rotary kiln Kokas butiran berukuran ± 1cm, Kadar zat terbang ± 2%

sda Bahan bakar adalah batubara serbuk ukuran – 30 mesh, menggunakan siklo burner

Direkomendasi

5 Penggerusan kokas butiran

- Roll crusher Serbuk kokas

berukuran – 8 mesh ^{Menggerus butiran} kokas menjadi serbuk kokas

Serbuk kokas masih kasar Tidak direkomendasikan

6 sda - Hammer mill Serbuk kokas

berukuran – 20 mesh ^{Menggerus butiran} kokas menjadi serbuk kokas

-20mesh

Perpindahan serbuk kokas ke hopper digunakan pneumatic conveyor Direkomendasikan 7 Pencampuran bahan pengikat  Teperatur operasi 80°C

 Komposisi campuran adalah 87,5% serbuk kokas dan 12,5% aspal cair

Double roll mixer

(Perry, RH, 2008)

Adonan briket kokas Mencampur aspal cair dengan serbuk kokas

Aspal cair berfungsi sebagai bahan pengikat Serbuk kokas – 20 mesh

sda

8 Pembriketan kokas

Tekanan pembriketan 200kg/cm2 Mesin briket tipe double roll atau tipe silinder

Briket kokas Mencetak adonan briket menjadi briket kokas

Bentuk silinder, diameter 4 inci, tinggi 4 inci dan bentuk prisma 5cmx4cmx4cm.

sda

9 Pencairan aspal Temperatur pemanasan sekitar 100°C

Asphalt melter Aspal cair panas Mencairkan aspal yang berada dalam drum aspal Bahan bakar menggunakan kerosin Direkomendasikan 10 Karbonisasi ulang (rekarbonisasi)

 Waktu tinggal 4 jam

 Temperatur rekarbonisasi 900 °C

 Briket kokas disusun vertikal dalam dalam tube tahan panas atau disusun berlapis dalam bejana tahan panas

Tunne kiln Kokas pengecoran dalam bentuk kokas briket

Menghilangkan zat terbang aspal dan proses curing (pengerasan lapisan aspal pada antar partikel kokas)

Bahan bakar BBM Tidak direkomendasikan

11 Karbonisasi ulang (rekarbonisasi)

 Waktu tinggal 2 jam

 Temperatur rekarbonisasi 900 °C

 Briket kokas disusun mendatar dalam tube tahan panas

Tunnel kiln Kokas pengecoran dalam bentuk kokas briket

Menghilangkan zat terbang aspal dan proses curing (pengerasan lapisan aspal pada antar partikel kokas)

Bahan bakar serbuk batubara

Direkomendasi

Berdasarkan tabel 5.6., terdapat beberapa sistem proses yang tidak menghasilkan kokas pengecoran berkualitas baik. Evaluasi tersebut telah diterapkan pada kegiatan lanjutan dan telah menghasilkan kokas briket yang sesuai kulitas kokas pengecoran. Kegiatan lanjutan tersebut menitik beratkan pada kondisi :

 bahan baku berupa batubara yang relatif mudah hancur sehingga tidak dapat

dikarbonisasi dalam sistem unggun tetap,

 penggunaan bahan bakar batubara serbuk dengan memanfaatkan inovasi yang telah

teruji yaitu siklo burner, untuk menekan biaya energi,

Pengelompokan sistem proses yang optimal tertulis pada tabel 5.7. berikut,

Tabel 5.7. Kondisi Optimal Pembuatan Kokas Berbasis Batubara

No Proses Kondisi proses Peralatan Keluaran/Produk Fungsi Keterangan 1 Karbonisasi batubara  Waktu tinggal 2 jam,

 Pemanasan secara langsung

 Ukuran butir batubara ± 3cm,  Temperatur karbonisasi 900°C Rotary kiln dilengkapi burner batubara Kokas butiran berukuran ± 1cm, Kadar zat terbang ± 2% Merubah batubara menjadi kokas butiran Bahan bakar adalah batubara serbuk ukuran – 30 mesh 2 Penggerusan kokas butiran

- Hammer mill bubuk kokas

berukuran – 20 mesh Menggerus butiran kokas menjadi serbuk kokas -20mesh Perpindahan serbuk kokas ke hopper digunakan pneumatic conveyor

pengikat  Komposisi campuran adalah 87,5% bubuk kokas dan 12,5% aspal cair

(Perry, RH, 2008)

kokas cair dengan serbuk kokas

berfungsi sebagai bahan pengikat

4 Pembriketan kokas Tekanan pembriketan 200kg/cm2

Mesin briket tipe double roll atau tipe silinder

Briket kokas Mencetak adonan briket menjadi briket kokas

Bentuk silinder, diameter 4 inci, tinggi 4 inci dan bentuk prisma 5cmx4cmx4cm. 5 Pencairan aspal Temperatur pemanasan

sekitar 100°C

Asphalt melter Aspal cair panas Mencairkan aspal yang berada dalam drum aspal Bahan bakar menggunakan kerosin 6 Karbonisasi ulang (rekarbonisasi)

 Waktu tinggal 2 jam

 Temperatur rekarbonisasi 900 °C

 Briket kokas disusun mendatar dalam tube tahan panas

Tunnel kiln Kokas pengecoran dalam bentuk kokas briket

Menghilangkan zat terbang aspal dan proses curing (pengerasan lapisan aspal pada antar partikel kokas)

Bahan bakar serbuk batubara

5.1.3.2. Sistem Proses

Berdasarkan evaluasi dan identifikasi pada kegiatan litbang secara umum dapat disimpulkan bahwa sistem proses yang dapat direkomendasi pada skala komersil adalah sebagai berikut :

Tabel 5.8. Sistem Proses Pembuatan Kokas Pengecoran

No. Proses Kondisi Proses Peralatan

1 Karbonisasi batubara temperatur 900 o C, waktu tinggal ± 2 jam, pemanasan langsung

Rotary kiln, dilengkapi siklo burner

2 Penggerusan output -20 mesh Hammer mill

3 Pencampuran/

pembuatan adonan

kokas = 87,5%, aspal = 12,5% dari kokas

Double roll mixer dengan jaket pemanas

4 Pembriketan tekanan pembriketan 200 kg/cm²,

diameter briket 10 cm, tinggi 10 cm

Mesin briket tipe silinder menggunakan piston

5 Rekarbonisasi 900 oC selama 2 jam, pemanasan

tak langsung.

Tunnel kiln, dilengkapi siklo burner

5.1.3.3. Peralatan Produksi

Peralatan produksi dihitung berdasarkan neraca masa dan energi serta waktu tinggal proses. Neraca massa untuk operasi satu hari terlihat pada gambar 5.10, sedangkan kebutuhan peralatan produksi terlihat pada tabel 5.9.

Tabel.5.9.Kebutuhan Peralatan

No Proses

Peralatan Jumlah, unit

Peralatan Utama Peralatan bantu Peralatan Utama Peralatan Bantu

1 Karbonisasi batubara Rotary kiln Siklo burner 1 unit 1 unit 2 Penggerusan kokas butiran Hammer mill 1. Belt conveyor

2. Pneumatic conveyor

1 unit 1 unit

3 Pencampuran bahan pengikat

Double roll mixer (Perry, RH, 2008)

1. Asphalt melter 2. Bucket elevator

1 unit 1 unit

4 Pembriketan kokas Mesin briket tipe double roll atau tipe silinder

5 Karbonisasi ulang (rekarbonisasi)

Tunnel kiln 1. Siklo burner 2. Lori

1 unit 1 unit

Gambar 5.8. Neraca Massa Pembuatan Kokas Pengecoran

Spesifikasi peralatan produksi yang digunakan adalah seperti berikut :

5.1.3.3.1. Rotary Kiln

Fungsi : memproses batubara menjadi kokas butiran.

Spesifikasi : a. Panjang = 10 meter

b. Diamter luar = 1,5 meter c. Diameter dalam = 1,0 meter

d. Burner = siklo burner batubara dengan ukur serbuk batubara – 30

mesh, 30 kg/jam. Sistem pengumbahan bahan baku : screw feeder,

Perlengkapan lainnya : thermocouple, scrubber dan cooler untuk produk kokas. Sketsa rotary kiln terlihat pada gambar berikut,

Basis : 1 hari operasi Entalpi pada 25 ºC ~ 0 kkal

PENGGERUSAN _KARBONISASI ULANG/REKAR BONISASI PENCAMPURAN PEMBRIKETAN KARBONISASI Kokas serbuk -Ø < 20mesh 9.625 kg Q = 0 kkal Temp : 25 O C Kokas pengecoran 1.000 kg Q = 0kkal Temp : 25^OC Kokas kasar Ø : 3-25 mm 12.030kg Q = 0 kkal Temp : 25 O C Batubara 24.000kg Q =0 kkal Temp : 25O C PENCAIR ASPAL Aspal curah, 1.375 kg Temperatur : 25O C Q = 0 ^kkal

Zat terbang Aspal, 1.000kg Temp : 600O C Q = 12.650 ^kkal Kokas pengecoran 10.000kg Q = 0 kkal Temp : 25^OC Briket Kokas 11.000kg Q = 0 kkal Temp : 25O C Adonan Briket 11.000kg Q = 236.650 kkal Temp : 75O C Aspal cair 137,5 kg Q = 15.000kkal Temp : 75O C Kokas serbuk -Ø >20mesh, 2.400 kg Q = 0 kkal Temp : 25 O C Zat terbang, 12.000kg Temp : 600O C Q = 36 jt ^kkal

Gambar 5.9. Sketsa Rotary kiln 5.1.3.3.2. Hammer mill

Fungsi : menggerus kokas butiran menjadi serbuk kokas -20 mesh Spesifikasi :

Kapasitas : 1 – 2 ton/jam

Daya Motor : 7,5 HP

Putaran Motor : 1400 rpm

Diameter Partikel Output : < 20 mesh

Bahan Rangka : Baja Konstruksi

Output : Sistem statis

Feeding system : Screw Conveyor

Fungsi : menggerus butiran kokas menjadi serbuk kokas – 20 mesh

Gambar 5.10. Hammer mill

5.1.3.3.3. Pneumatic Conveyor

Fungsi : Memindahkan serbuk kokas dari hammer mill menuju hopper penampung serbuk kokas

Spesifikasi :

Siklon dan Kelengkapannya

- Sistem : Double siklon

- Tebal : Plat 3,8 mm

- Kapasitas : 1500 s/d 2000 kg/jam kokas halus (20 mesh)

- Diameter Siklon : 600 mm

- Blower : Ring blower 5,5 HP

Silo

- Tebal plat : Plat 3,8 mm

- Diameter silo : 1150 mm

- Flens diameter : 1250 mm, tebal plat 12mm

- Sistem pengeluaran : screw conveyor

- Motor : 2 Hp

- Kapasitas minimal : 1,5 ton

TAMPAK SAMPING

TAMPAK DEPAN TAMPAK ATAS

Gambar 5.11. Pneumatic Conveyor 5.1.3.3.4. Aspal Melter

Fungsi : Mengcairkan aspal Spesifikasi :

Rolling Conveyor : Dimensi : >ф Drum Aspal

Material : Stainless steel

Power : 1 HP

Air Heater : > 300oC

Oil Heater Tank : Kapasitas 150 Liter

Hydraulic Punch : >20 kg/cm2

Asphalt Bin : Kapasitas : 1306 kg (1.2 m3)

Dimensi : Ф = 1.30 m, h = 1 m

Kelengkapan :

 Hot Oil Jacket

 Delivery Pump

Gambar 5.12. Asphalt melter 5.1.3.3.5. Mixer

Fungsi : Mencampur serbuk kokas dengan aspal cair membentuk adonan briket. Spesifikasi Tipe : Vertikal

Daya Motor : 7,5 HP (minimal)

Putaran Motor : 1440 rpm

Gear Box : Rasio 1 : 50

Jenis Pengaduk : double roll

Pengeluaran Bahan Baku : model pintu dan tuas

Bahan Rangka : baja kontruksi

Kapasitas : 200 kg/bacth

5.1.3.3.6. Mesin Briket

Fungsi : mencetak adonan briket menjadi briket kokas type silinder

Spesifikasi :

- pencetakan sistem revolver pada tekanan 200kg/cm2.

- Sumber tekanan, pompa hidrolik

- Dimensi briket : diameter 4 inci, tinggi 4 inci,

5.1.3.3.7. Tunnel kiln

Fungsi : mengkarbonisasi briket kokas agar diperoleh kokas briket yang kuat sesuai

spesifikasi kokas pengecoran

Spesifikasi : bentuk, balok memanjang,

Dimensi : 1,2 x 1,2 x 10 meter

Dinding berupa plat besi dilapisi bata tahan api

Burner berupa siklo burner batubara – 30 mesh

Kapasitas : 1 ton per 4 jam,

Perlengkapan : lori rekarbonisasi, tempat briket kokas pada proses rekarbonisasi, dengan spesifikasi sebagai berikut :

Panjang Lori : 1,5 meter Rangka Lori : Besi kanal U-15

Roda : 4 buah dengan poros besi pejal

Pelapis : bata tahan api

Pondasi : pipa Gastable dengan rangka besi

Pipa Besi

Bahan : Tahan panas s.d. temperatur 1200ºC (Seamless schedule 40/Refractory

Steel)

Panjang : 120 cm

Diameter : 5 inch

Tutup

Tebal : Plat 4mm

Metoda : Dengan system pon (tanpa di las)

Bahan : SPCC

Pegangan : 2 buah kanan kiri,

Gambar 5.14. Lori rekarbonisasi