UNAX INTERNALS PRESENTATION
IV. PROSES PRODUKSI DI AREA CEMENT MILL
IV. 2. Vertical Roller Mill
Prinsip kerja vertical roller mill adalah klinker digiling diatas rotating table oleh 3 (tiga) buah roller. Roller ini menekan klinker dengan tekanan hydraulic
system 60 – 80 bar. Material yang telah digiling turun dari grinding table dan
ditransport ke vibrating screen untuk mengontrol ukuran umpan material yang akan masuk ke cement mill. Ukuran umpan yang masuk ke cement mill adalah
blaine 850 - 1000 cm2/gr, sieve on 90 mikron : 50 – 60%, sieve on 45 mikron :
Peningkatan kapasitas pregrinder berkisar 25 – 100% tergantung pada konfigurasi. 1 kW power yang diserap pregrinder, mengurangi power yang diserap mill 2 – 2.5 kW.
Berbagai konfigurasi vertical roller mill / pregrinder dapat dilihat pada gambar berikut :
Vertical roller mill merupakan peralatan yang tepat untuk menggiling dan
mengeringkan material yang basah. Material yang dapat digiling di dalam roller
mill antara lain seperti raw material, coal, pozzolan/tras, slag, dan semen.
Fungsi utama dari roller mill dapat dilihat pada gambar 106 yaitu: a. Menggiling (grinding)
Material digiling di antara roller dan grinding table sewaktu material tersebut bergerak dari tengah meja ke arah nozzle ring. Metode penggilingan ini merupakan proses penggilingan yang paling efisien di dalam industri semen.
b. Pemisahan (separation)
Material kering diangkat oleh gas kering. Kemudian di dalam separator, partikel yang terlalu kasar (tailing) dikembalikan lagi ke grinding table, sementara partikel yang halus meninggalkan mill dan dikirim ke dust
collector.
c. Pengeringan (drying)
Udara proses yang digunakan terutama berasal dari waste gas kiln atau
cooler atau disuplai oleh generator gas panas. Pengeringan berlangsung
bersamaan dengan proses penggilingan dan pemisahan . d. Transport
Gas kering digunakan sebagai media pengirim. Tahap pengiriman pertama adalah sirkulasi internal dan tahap yang kedua adalah separator. Akhirnya, produk diekstraksi dari separator dan secara pneumatic dikirim ke siklon atau filter dimana produk kemudian dikumpulkan dan diumpankan ke silo. Gas yang bersih dikeluarkan atau diresirkulasikan kembali ke dalam mill.
Gambar 106 Fungsi utama dari roller mill
Proses ini disebut drying/grinding process, dimana hampir seluruh material/produk ditransportasikan secara pneumatic oleh gas kering.
Gambar rancangan umum roller mill beserta bagian-bagiannya dapat dilihat pada gambar 107 berikut.
Gambar 107 Design roller mill secara umum
Prinsip kerja dari roller mill yaitu sebagai berikut: Umpan material
Material basah diumpankan melalui air sealed feed gate ke atas
grinding table. Feed gate dirancang untuk dapat mencegah
masuknya false air ke dalam mill dan melindungi mill terhadap tekanan negatif yang tinggi di dalam mill body. Untuk material yang basah dan lengket, triple gates (heatable) dibutuhkan dan umumnya digunakan rotating airlocks.
Penggilingan
Material (umpan segar, material resirkulasi, dan tailing separator) yang melewati tengah meja di bawah roller kemudian digiling di antara roller dan grinding track. Ukuran maksimum partikel yang dapat digiling di bawah roller adalah berukuran maks. 5-8 % diameter roller dimana ukuran tersebut tergantung pada diameter roller, kecepatan meja, tekanan roller dan karakteristik material (granulometry dan properties)
Sirkulai internal material dapat dilihat pada gambar 108 berikut. Material yang mengalir di atas dam ring ditangkap dan kemudian terangkat oleh aliran gas vertikal dari nozzle ring. Partikel kasar jatuh kembali ke grinding table sementara yang halus terangkat ke separator untuk dipisahkan. Laju sirkulasi internal tergantung terutama pada grindability dari ground material dan dapat mencapai 15-25 siklus. Pengurangan kecepatan gas di dalam nozzle ring mengakibatkan jatuhnya partikel yang lebih besar. Material yang terjatuh harus diekstraksi oleh scraper dan diresirkulasi ke dalam mill feed.
Gambar 108 Sirkulasi internal di dalam roller mill Separasi
Separasi yang baik dapat meningkatkan kualitas raw meal dan menghindari penggilingan yang berlebih (menghemat energi). Partikel kasar (coarse tailing) diumpankan melalui tailing cone ke tengah grinding table untuk membantu formasi dari grinding table menjadi lebih stabil. Kehalusan raw meal dapat lebih mudah dikontrol oleh penyesuaian kecepatan cage rotor.
Drying
Pengeringan terjadi terutama di tempat di mana gas panas keluar
nozzle dan kontak dengan material yang lembab. Partikel yang halus
memiliki waktu tinggal yang lama di dalam gas pengering (tergantung pada gas collector) yang memastikan kinerja pengeringan yang baik.
Water injection
Pada kondisi tertentu, roller mill memerlukan injeksi air untuk menstabilkan grinding bed, injection nozzle seharusnya menyemprot material di bagian depan setiap roller yang disesuaikan dengan keluaran. Fasilitas water injection dengan dosing valve dapat dipasang di dalam mill casing untuk mendinginkan gas kiln jika suhu gas berlebih dan kurang lembabnya material.
IV. 2. 1. Aspek Operasional Roller Mill a. Penggilingan
Tujuan utama penggilingan selama pengoperasian adalah untuk memastikan grinding bed yang stabil dan optimal sehingga dapat mengakibatkan produksi pengilingan yang optimal pada penggunaan power
mill yang terendah. Faktor utama yang mempengaruhinya adalah:
Material granulometry
Campuran partikel kasar dan halus akan membentuk material bed yang stabil. Material yang terlalu kasar menyebabkan pergerakan roller yang kasar, sedangkan material yang terlalu halus cenderung mengakibatkan
roller tergelincir/slip. Material yang terlalu kering biasanya dilembabkan
Gambar 109 Aliran material di atas grinding table
Tekanan roller
Tekanan yang tinggi menghasilkan kerja penggilingan yang lebih tinggi di dalam satu muatan sirkulasi material yang mempengaruhi distribusi ukuran partikel dari produk. Muatan sirkulasi yang lebih tinggi menghasilkan distribusi ukuran partikel yang lebih sempit sehingga kondisi optimalnya harus dicari dengan uji coba dan pengalaman.
Dam ring
Dam ring mengizinkan penyesuaian ketinggian bed dan penting
untuk mill dengan meja datar untuk menjaga material di atas grinding
table.
Louvre ring
Berdasarkan pada pengaturan roller dan perancangan table, material mencapai aliran tak seimbang dalam louvre ring. Dengan penyesuaian yang tepat pada bukaan nozzle (cover, insert, peralatan adjustment) maka lebih banyak gas yang dapat diarahkan melalui nozzle sehingga material yang dapat terangkat lebih banyak dan lebih kasar.
b. Sirkulasi eksternal
Material diangkat melalui louvre ring oleh aliran gas dan kemudian diresirkulasikan secara pneumatic. Untuk mengangkat partikel yang berukuran lebih besar, kecepatan gas yang , terlalu banyak diperlukan
sehingga mengakibatkan kehilangan tekanan yang tinggi melalui louvre
ring.
Untuk mengurangi pressure drop pada area ini, open nozzle section dibuka untuk menyediakan kecepatan dalam batas 30-50 m/s melalui nozzle yang menghasilkan pengurangan tenaga fan. Hasilnya, partikel kasar yang jatuh melewati nozzle harus dikumpulkan oleh scraper yang menempel pada rotating grinding table dan kemudian diangkat oleh bucket elevator ke dalam mill feed.
Gambar 110 Sirkulasi eksternal material
c. Separasi
Separator bertugas untuk mengklasifikasikan material yang diangkat dari grinding table. Targetnya adalah untuk mengurangi particle size
distribution (PSD) dengan jumlah partikel kasar (%R 200 μm) dan partikel
Gambar 111 Beragam separator yang digunakan di roller mill
Ada 3 generasi separator, yaitu: Static separator
Static separator merupakan peralatan yang murah dan sederhana,
tetapi menghasilkan particle size distribution (PSD) yang lebar. Penyesuaian fineness dilakukan dengan menyesuaikan arah vane dimana efisiensi menurun dengan meningkatnya fineness.
Conventional rotor type separator
Pada Conventional rotor type separator, penyesuaian fineness dilakukan oleh kecepatan rotor. Separator tipe ini menghasilkan particle
size distribution (PSD) yang lebar dan pressure loss yang rendah.
Jatuhan tailing tersebar di atas grinding table. Cage rotor separator with guide vanes
Separator tipe ini harus dioperasikan dengan kecepatan udara yang tinggi melalui cage rotor (4,5-6 m/s) untuk raw material. Guide vane diposisikan ketika fase penggilingan dan setelah itu ditetapkan posisinya. Cage rotor separator dapat menghasilkan less fines
(menghemat energi) dan menghasilkan coarser tailing (grinding bed lebih stabil) dikarenakan efisiensi classifying yang lebih baik.
d. Pengeringan (drying)
Laju alir gas yang melewati mill harus dijaga konstan untuk mendapatkan kondisi grinding/separasi yang lebih stabil. Dengan berubahnya volume gas terhadap suhu (gas density) maka merupakan hal yang penting untuk menjaga suhu keluaran mill yang konstan. Untuk memproses material dengan kandungan kelembaban yang tinggi, maka suhu keluaran mill harus lebih tinggi, sebaliknya suhu keluaran mill lebih rendah untuk material dengan kelembaban yang rendah.
IV. 2. 2. Beragam Rancangan dan Tampilan Roller Mill a. Gebr. Pfeiffer
Aplikasi: Raw material, coal, pozzolan/tras, semen Tampilan rancangan:
Sudut kemiringan roller dengan grinding bed 150
, grinding path berbentuk cekung
Memiliki 3 buah roller yang berukuran sama besar Menggunakan high efficiency separatrt tipe SLS
Pengoperasian:
Start up dengan auxiliary drive dan roller bersifat statis di atas grinding table
Normalnya mill casing berukuran besar dan kehilangan tekanan aliran gas rendah
Spesialisasi: Mill yang lebih rendah (tanpa separator) digunakan sebagai
pregrinder untuk klinker.
b. Loesche
Aplikasi: raw material, coal, pozzolan Tampilan rancangan:
Memakai conical roller yang berjumlah 2, 3, atau 4 sesuai dengan kapasitas mill
Pengoperasian:
Roller dapat diangkat dari grinding track dengan torsi yang rendah untuk start up mill
Umumnya terjadi kehilangan tekanan yang tinggi di dalam mill, tetapi dapat dioptuimalkan dengan sirkulasi eksternal
(a) (b)
Gambar 112 Roller mill rancangan (a) Gebr. Pfeiffer (b)Loesche
c. Fuller-Loesche
Aplikasi: raw material, coal, pozzolan Tampilan rancangan:
Secara umum sama seperti Loesche mill
Menggunakan high efficiency separator dengan tipe O-SERA (lisensi ONODA). SEPAX separator juga bisa digunakan setelah pengambil alihan oleh FLS.
Pengoperasian: Pada umumnya sama seperti Loesche mill. d. FLS
Aplikasi: raw material, coal Tampilan rancangan:
Menggunakan roller yang selalu berjumlah 3 buah Pull rod diatur di luar area penggilingan
Menggunakan high efficiency cage rotor separator SEPAX tipe (RAR…) dengan guide vane yang dapat disesuaikan.
Pengoperasian:
Roller dapat diangkat dari grinding table ketika start up Sistem standard termasuk gas recirculating duct
(a) (b)
e. Polysius
Aplikasi: Raw material, coal Tampilan rancangan:
Memiliki 2 roller kembar yang berukuran sama besar dengan double
grooved grinding table
Pull rod ditempatkan di luar area penggilingan
Satu pull rod umumnya tetap (tidak bergerak), sementara pull rod yang lain dapat disesuaikan untuk pengaturan tekanan roller
Menggunakan high efficiency separator tipe SEPOL
IV. 2. 3. Roller Mill (Pregrinder) di Departemen Produksi II/III
Roller mill (pregrinder) di Departemen Produksi II/III hanya ada di
Indarung III. Pregrinder ini merupakan proyek bantuan dari Jepang yang dibangun pada tahun 1995 oleh Ishikawajima-Harima Heavy Industries
(IHI) Co., Ltd. Material yang akan digiling oleh pregrinder (klinker dan
gypsum) ditransportasikan oleh belt conveyor Z2J12 dan masuk ke dalam
pregrinder melalui bagian atas.
Parameter operasi pregrinder (Ind.III) : Tekanan roller : 50 – 80 bar
Vibrasi < 50 mikron
Power motor : 700 – 900 kW Load elevator PG : 6 – 10 kW
(a) (b)
Gambar 115 Pregrinder di Indarung III (a) dan belt untuk transport umpan (b)
Material yang digiling jatuh ke atas grinding table dan kemudian digiling oleh roller. Pregrinder terdiri dari 3 buah roller yang dapat dinaik-turunkan untuk pengaturan ukuran material yang akan digiling. Material hasil penggilingan kemudian bergerak ke tepi meja dan jatuh melalui bagian tepi meja untuk selanjutnya dikirimkan oleh drag chain Z2M22 dan bucket
(a) (b)
Gambar 116 Roller dan grinding table (a) dan drag chain Z2M22 (b)
Di dalam vibrating screen ini dipisahkan antara produk yang halus dengan yang kasar oleh saringan yang digetarkan dimana produk yang kasar dikembalikan lagi oleh Z2J24 ke dalam pregrinder, sementara produk yang halus ditransportasikan lagi oleh belt conveyor Z2J22 dan Z2J23 untuk kemudian dimasukkan ke dalam cement mill Z2M01.
(a) (b)
Gambar 117 Vibrating screen tampak luar (a) dan saringan di dalamnya (b)