bab iv penelitian ball mill indocement

36

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Evaluasi Kinerja Turbo Separator

Evaluasi kinerja turbo separator dilakukan dengan menentukan nilai

circulating load, pembuatan kurva tromp (tromp curve), dan menentukan efisiensi

turbo separator.

Turbo separator yang terdapat di unit raw mill plant 8 PT ITP, Tbk memiliki

nilai circulating load yang melebihi nilai standarnya, yaitu 2,5. Tabel 4.1

menunjukkan hasil perhitungan nilai circulating load :

Tanggal Nilai Standar

Circulating Load Hasil Perhitungan

31 Juli 2014

8 Agustus 2014

22 Agustus 2014 2,5

2,75

8,92

3,48

11 September 2014 8,20

Apabila dibandingkan, hasil perhitungan nilai circulating load tidak sesuai

dengan nilai standarnya. Hal ini menunjukkan kinerja raw mill yang tidak optimal,

sehingga menghasilkan produk kasar yang lebih banyak dibandingkan dengan

produk halusnya. Semakin besar nilai circulating load, maka akan semakin

banyak material kasar yang diumpankan kembali ke raw mill, sedangkan jumlah

material halus yaitu produk akan semakin sedikit, sehingga nilainya tidak akan

sebanding dengan umpan.

Untuk menganalisis dan melihat hal-hal yang berpengaruh terhadap kinerja

turbo separator, maka dibuat kurva tromp. Gambar 4.1 menunjukkan

perbandingan antara kurva tromp ideal dengan kurva tromp aktual :

Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Nilai Circulatig Load dan Nilai Standarnya

37

Laporan Penelitian Industri

Berdasarkan grafik di atas, trend atau model dari kurva tromp aktual sudah

sesuai dengan bentuk kurva tromp ideal, yang membedakan hanya nilai parameter

tromp curve, yaitu imperfection (Is) dan sharp separation (k). Berikut ini

merupakan nilai standar parameter tromp curve untuk turbo separator :

Parameter 1

st Generation

(Conventional Separator)

Cut Size

By Pass

akuisi limit

Imperfection

Sharp Separation (k)

> 25 m

< 50 %

> 20 m

0 : sempurna

0-0,3 : tinggi

0,3-0,5 : baik

0,5-0,7 : tidak baik

< 2,1

Sumber : Heidelberg Technology Center,2014

Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Antara Kurva Tromp Ideal

dengan Kurva Tromp Aktual

Tabel 4.2 Nilai Standar Parameter Tromp Curve

Kurva ideal

38


Tabel 4.3 menunjukkan hasil evaluasi kinerja turbo separator menggunakan

metode tromp curve :

Berdasarkan perbandingan antara nilai cut size yang diperoleh dari kurva

tromp dengan nilai standarnya, nilai cut size tersebut telah sesuai dengan standar

yang ditentukan. Nilai cut size menunjukkan batas ukuran partikel yang 50% dari

jumlah umpan masuk ke tailing. Ukuran partikel yang lebih besar dari nilai cut

size akan masuk ke tailing, sedangkan ukuran partikel yang lebih kecil dari nilai

cut size akan masuk sebagai produk.

Berdasarkan nilai by pass yang diperoleh dari kurva tromp, nilai by pass

tersebut telah sesuai dengan nilai standarnya. Semakin rendah nilai by pass, maka

efisiensi pemisahan separator semakin baik, karena semakin sedikit fraksi halus

yang masuk ke tailing. Pemisahan partikel yang paling baik adalah pada tanggal

31 Juli 2014 dengan nilai by pass 0%. Hal ini menunjukkan tidak ada fraksi halus

yang masuk ke tailing. Nilai akuisi limitnya pun telah sesuai dengan nilai standar

yaitu 55 m. Akuisi limit adalah batas ukuran untuk proses pemisahan partikel

dimana proses pemisahan di dalam separator terjadi di atas nilai akuisi limit.

Sharp separation (k) menunjukkan proses pemisahan yang terjadi di dalam

separator. Nilai sharp separation dapat mempengaruhi bentuk kurva tromp.

Sharp separation menunjukkan rentang pemisahan di dalam separator. Semakin

besar nilai k, maka rentang ukuran yang dipisahkan akan semakin besar.

Berdasarkan analisis dari kurva tromp, nilai k pada tanggal 31 Juli 2014 dan 22

Agustus 2014 telah sesuai dengan nilai standarnya. Hal ini menunjukkan proses

Tanggal

Parameter

Cut size

(m)

By pass

%

Akuisi

Limit

(m)

Imperfection

(Is)

Sharp

Separation (k)

31 Juli 2014

8 Agustus 2014

22 Agustus 2014

123

55

94

0

36,38

6

55

44

55

0,38

0,664

0,308

2,06

1,756

11 September 2014 28 47,31 20 1

Tabel 4.3 Hasil Evaluasi Kinerja Separator

39


pemisahan partikel yang terjadi pada dua tanggal tersebut sudah baik. Sedangkan

pada tanggal 8 Agustus 2014 dan 11 September 2014, nilai k yang diperoleh

melebihi nilai standarnya. Hal ini menunjukkan proses pemisahan partikel yang

terjadi pada dua tanggal tersebut sangat tidak optimal.

Imperfection (Is) menunjukkan kesempurnaan pemisahan. Semakin rendah

nilai Is, maka efisiensi pemisahan semakin sempurna karena ukuran partikel yang

dipisahkan sama. Semakin tinggi nilai Is, maka efisiensi pemisahan tidak baik

karena rentang ukuran partikel yang dipisahkan terlalu besar. Berdasarkan

perhitungan, nilai imperfection (Is) pada tanggal 8 Agustus 2014 dan 11

September 2014 kesempurnaan pemisahannya tidak baik sedangkan pada tanggal

31 Juli 2014 dan 22 Agustus 2014 kesempurnaan proses pemisahannya tergolong

baik.

Berdasarkan hasil analisis kurva tromp, pemisahan partikel yang tergolong

baik pada turbo separator terjadi pada tanggal 31 Juli dan 22 Agustus 2014.

Sedangkan pada tanggal 8 Agustus dan 11 September 2014, proses pemisahan

partikel cenderung tidak baik. Hal tersebut berpengaruh terhadap efisiensi

pemisahan pada turbo separator. Berikut ini adalah data efisiensi proses

pemisahan pada turbo separator :

Tanggal

Efisiensi Standar

(%)

Efisiensi Hasil Perhitungan

(%)

31 Juli 2014

> 60

74

8 Agustus 2014 50,25

22 Agustus 2014 73,06

11 September 2014 38,77

Dilihat dari hasil yang diperoleh, efisiensi proses pemisahan yang telah sesuai

dengan standar adalah pada tanggal 31 Juli 2014 dan 22 Agustus 2014.

Apabila diamati dari efisiensi proses pemisahan di separator, kinerja turbo

separator berhubungan dengan kinerja raw mill. Hal ini dapat dilihat dari nilai

Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Efisiensi dan Efisiensi Standarnya

40


circulating load dan sharp separation (k). Berdasarkan hasil evaluasi dengan

metode tromp curve, kinerja turbo separator masih baik, kecuali dari nilai sharp

separation (k). Hal ini disebabkan oleh nilai circulating load yang tinggi.

Nilai sharp separation (k) dapat dipengaruhi oleh jumlah umpan turbo

separator. Tabel 4.5 menunjukkan perbandingan nilai sharp separation (k)

dengan umpan turbo separator.

Tanggal sharp separation (k) Umpan turbo separator

(ton/h)

31 Juli 2014 2,06 775,76

8 Agustus 2014 287,79

22 Agustus 2014 1,756 422,4

11 September 2014 316,84

Berdasarkan tabel di atas, banyaknya jumlah umpan turbo separator dapat

menurunkan nilai k. Nilai k yang rendah menunjukkan proses pemisahan di turbo

separator semakin baik.

H. Gloeckner dkk. (2014) menyimpulkan bahwa semakin banyak jumlah

umpan separator, maka nilai k akan semakin menurun, sehingga kualitas produk

semakin baik.

4.2 Evaluasi Kinerja Raw Mill

Kinerja raw mill yang baik dapat dilihat dari kualitas produk yang dihasilkan.

Kualitas produk dapat dipengaruhi oleh kandungan air (% moisture), ampere mill,

dan level mill. Hal tersebut dapat berpengaruh terhadap rasio reduksi dan energi

kominusi.

Berdasarkan perhitungan energi kominusi, efisiensi raw mill plant 8 masih

rendah. Efisiensi raw mill dipengaruhi oleh energi kominusi. Semakin tinggi

energi kominusi, maka efisiensi raw mill akan semakin tinggi. Hal tersebut terlihat

pada grafik perbandingan antara efisiensi raw mill dengan energi kominusi.

Tabel 4.5 Perbandingan nilai sharp separation (k) dengan umpan turbo

separator

41


Energi kominusi yang rendah menunjukkan rasio reduksi rendah, sehingga

proses penggilingan tidak optimal dan tingkat kehalusan produk akan semakin

rendah. Hubungan energi kominusi dengan residu adalah berbanding terbalik.

Semakin besar energi kominusi maka nilai residu akan semakin rendah. Kondisi

tersebut dapat dilihat pada grafik di bawah ini :

Namun, energi kominusi aktual raw mill masih rendah dibandingkan dengan

energi kominusi desain. Hal tersebut dapat dilihat pada grafik di bawah ini :

0.3491 0.2603 0.335 0.306

5.03

3.75

4.834 4.41

0

1

2

3

4

5

6

31 Juli 8 Agustus 22 Agustus 11-Sep

efisiensi raw mill

energi kominusi(KWh/ton)

5.03 3.75 4.834 4.41

68.3

80.24

70.14 70.05

35.51

57.4

39.76 39.96

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90



residu 90m (%)

residu 200m (%)

Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Efisiensi Raw Mill dengan Energi Kominusi

Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Energi Kominusi dengan Nilai Residu

42


Grafik tersebut menunjukkan bahwa energi yang dipindahkan (ditransfer)

untuk menghancurkan dan menghaluskan material lebih kecil dari desain. Hal ini

menyebabkan proses penggilingan di dalam raw mill tidak optimal, sehingga rasio

reduksi turun dan kehalusan produk yang dihasilkan tidak sesuai dengan standar.

Kondisi tersebut terlihat pada grafik di bawah ini :

Penyebab menurunnya kinerja raw mill dapat dipengaruhi oleh ampere mill,

jumlah material di dalam mill (mill level) dan temperatur gas panas.

5.03

3.75 4.834 4.41

14.43 14.43 14.43 14.43

0

2

4

6

8

10

12

14

16


energi kominusiexcisting (KWh/ton)

energi kominusi desain(KWh/ton)

68.3

80.24

70.14 70.05

35.51

57.4

39.76 39.96

17 17 17 17

2.5 2.5 2.5 2.5

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90


residu 90m (%)

residu 200m (%)

standar residu 90m (%)

standar residu 200m (%)

Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Energi Kominusi Aktual dengan Energi Kominusi Desain

Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Nilai Residu dengan Nilai Residu Standar

43


Pengaruh ampere mill pada penurunan kinerja raw mill adalah semakin tinggi

nilai ampere mill, maka kecepatan putaran mill akan semakin meningkat, sehingga

kecepatan putaran mill akan mendekati kecepatan kritis. Apabila kecepatan mill

ada pada kecepatan kritisnya, maka tidak akan terjadi proses penggilingan karena

steel ball hanya berputar di dalam mill tanpa memberikan gaya impact. Batas nilai

ampere mill plant 8 adalah 450 A dengan kecepatan putaran mill sebesar 13,2

rpm. Tabel 4.5 menunjukkan data nilai ampere mill plant 8.

Tanggal Ampere Mill

(A)

31 Juli 2014 434

8 Agustus 2014 417

22 Agustus 2014 450

11 September 2014 431

Berdasarkan tabel di atas, nilai ampere mill masih berada di bawah nilai

batasnya. Hal ini menunjukkan kecepatan putaran mill masih sesuai dengan

desain, sehingga kinerja motor penggerak mill dalam kondisi yang baik.

Pengaruh jumlah material di dalam mill adalah semakin banyak material di

dalam mill dapat menyebabkan proses penggilingan material menjadi tidak

optimal. Hal ini dikarenakan adanya material yang tidak tergiling oleh media

penggiling. Menurut Heidelberg Technology Center, efisiensi yang baik

menunjukkan energi kominusi yang digunakan semakin besar. Efisiensi

penggilingan yang paling baik adalah jika level material sama atau sedikit (2 inch)

lebih tinggi dari level media penggiling. Jika level material lebih tinggi dari level

media penggiling, akan menyebabkan material lari (cruchion effect), sehingga

efisiensi penggilingan menjadi rendah. Jika level material lebih rendah

kemungkinan terjadi tumbukan antara media penggiling dengan liner menjadi

lebih tinggi. Hal ini akan menimbulkan panas yang mengakibatkan tingkat

keausan steel ball semakin tinggi, sehingga penggilingan akan menurun. Berikut

ini merupakan data perbandingan antara mill level dengan total umpan.

Tabel 4.6 Nilai Ampere Mill Plant 8

44


Tanggal Level mill

(%)

Total umpan

(ton/h)

31 Juli 2014 94 806

8 agustus 2014 67 543

22 agustus 2014 96.6 665

11 September 2014 98 637

Berdasarkan data tersebut, nilai mill level tidak sesuai dengan total umpan

yang masuk ke dalam mill. Hal tersebut diakibatkan instrumen pengukuran mill

level tidak berfungsi. Seharusnya, semakin banyak total umpan yang masuk ke

dalam mill, maka nilai level mill akan semakin besar. Oleh karena itu, nilai mill

level tidak dapat dijadikan salah satu parameter evaluasi kinerja raw mill karena

nilainya yang kurang akurat.

Berdasarkan data yang diperoleh, nilai filling degree raw mill plant 8 adalah

18,7%. Nilai tersebut tidak sesuai dengan nilai standar filling degree untuk tipe air

swept mill yaitu 26%. Berdasarkan kondisi tersebut, jumlah media penggiling

tidak sebanding dengan total umpan, sehingga efisiensi penggilingan rendah.

Pengaruh temperatur gas panas terhadap penurunan kinerja raw mill adalah

kadar air yang terkandung di dalam material. Kadar air ini merupakan kadar air

yang terkandung di dalam umpan segar maupun kadar air dalam raw meal.

Temperatur outlet mill menunjukkan kadar air yang terkandung dalam raw

meal. Jika material terlalu basah dapat mengakibatkan coating pada steel ball

yang dapat menyebabkan tumbukan material tidak optimal, sehingga rasio reduksi

rendah. Seharusnya, rentang temperatur outlet mill antara 120-125oC. Selain itu,

jumlah air yang terlalu banyak dalam raw meal dapat mempengaruhi proses

pembakaran di kiln, sehingga kebutuhan bahan bakar yang diperlukan semakin

banyak. Berikut merupakan grafik perbandingan rasio reduksi dengan temperatur

gas panas.

Tabel 4.7 Data Perbandingan Mill Level dengan Total Umpan

45


Proses pengeringan dapat mempengaruhi proses penggilingan material di

dalam mill. Pada tanggal 8 Agustus 2014, proses pengeringan yang terjadi tidak

terlalu optimal. Hal tersebut dapat dilihat dari temperatur outlet mill yang masih

tinggi, sehingga menyebabkan rasio reduksi yang rendah. Kandungan air di dalam

umpan segar yang tinggi harus diimbangi dengan kenaikan temperatur gas panas,

sehingga kadar air dalam raw meal kurang dari 1%.

Kinerja raw mill dapat mempengaruhi nilai circulating load pada turbo

separator. Berikut adalah grafik perbandingan energi kominusi dan circulating

load:

10.46 7.1 9.88 10.19

251

277

302 278

122 135

120 122

0

50

100

150

200

250

300

350


ratio reduksi

temperatur inlet mill(oC)

temperatur outlet mill(oC)

4.57

3.408

4.386 4

2.745

8.92

3.48

8.2

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10



circulating load

Gambar 4.6 Grafik Perbandingan Rasio Reduksi dengan Temperatur Gas Panas

Gambar 4.7 Grafik Perbandingan Energi Kominusi dengan Nilai Circulating Load

46


Semakin besar energi kominusi maka proses penggilingan akan semakin optimal

dan kehalusan produk akan semakin tinggi, sehingga nilai circulating load

semakin rendah.

Berdasarkan hasil evaluasi, kinerja raw mill telah mengalami penurunan yang

diakibatkan oleh moisture content umpan segar yang tidak diukur, sehingga

temperatur gas panas tidak dapat disesuaikan dengan moisture content umpan

segar. Hal tersebut dapat menimbulkan coating pada steel ball. Selain itu, filling

degree yang tidak sebanding dengan total umpan dapat menyebabkan proses

penggilingan tidak optimal, sehingga energi kominusi aktual lebih kecil dari

energi kominusi desain dan residu tepung baku akan melebihi nilai standarnya.

Nilai residu tersebut dapat mempengaruhi keseragaman ukuran tepung baku.

4.3 Rekomendasi Penyelesaian Masalah di Unit Raw Mill

Pada close circuit mill, kinerja turbo separator berhubungan dengan kinerja

raw mill. Berdasarkan hasil evaluasi, kinerja alat yang belum optimal adalah raw

mill. Untuk meningkatkan kinerja raw mill perlu dilakukan inspeksi raw mill

secara rutin. Hal ini dilakukan untuk mengetahui kondisi bagian-bagian di dalam

raw mill seperti liner, steel ball, diafragma, dan retaining ring. Kondisi liner yang

rusak dapat menyebabkan gaya angkat material dan media penggiling tidak

optimal, sehingga gaya impact mengalami penurunan. Oleh karena itu, perlu

waktu yang lama untuk mendapatkan kualitas product outlet mill yang sesuai

standar. Kondisi steel ball yang aus dan kotor (coating) dapat mengurangi rasio

reduksi dan menurunkan kehalusan produk, sehingga diperlukan penggantian steel

ball untuk meningkatkan rasio reduksi dan kehalusan produk keluaran mill.

Semakin kecil nilai residu, maka nilai circulating load akan semakin menurun.

Hal ini dapat mempengaruhi salah satu parameter tromp curve, yaitu sharp

separation (k). Semakin kecil nilai sharp separation (k), maka proses pemisahan

semakin sempurna, sehingga efisiensi pemisahan di turbo separator akan semakin

baik. Kondisi diafragma dan retaining ring yang mengalami penyumbatan oleh

gumpalan material, pecahan steel ball, dan benda asing dapat mengakibatkan

aliran material tidak lancar dan mengkibatkan terjadinya tekanan positif di inlet

47


mill. Tekanan positif dapat menyebabkan material yang ada di dalam mill

berhamburan, sehingga tidak terjadi penggilingan.

Selain itu, penambahan jumlah media penggiling dapat dijadikan salah satu

rekomendasi untuk meningkatkan energi kominusi agar nilai residu dapat sesuai

dengan standar dan tetap memperhatikan nilai ampere mill agar kecepatan putaran

mill tidak mencapai kecepatan kritis.

bab iv penelitian ball mill indocement

Documents