cara pembuatan raw mix design

CARA-CARA PEMBUATAN RAW MIX DESIGN

PEMBUATAN RAW MIX DESIGN

Pada dasarnya, raw mix design dihitung berdasarkan target yang diinginkan dalam bentuk modulus atau komposisi clinker/semen yang akan dihasilkan, misalnya LSF, SM, AM, C3S, dan lain-lainnya. Dengan target-target yang kita tentukan, kita dapat menghitung komposisi oksida-oksida utama dalam raw meal yang akan kita buat, dengan mempertimbangkan faktor-faktor yang berpengaruh terhadap perubahan komposisi selama proses berlangsung, misalnya dust return dari preheater dan pemakaian bahan bakar pada proses pembakaran.

I. Syarat-syarat mutu semenI.1. Syarat Kimia

Persyaratan kimia semen berdasarkan SNI 15-2049-1994 adalah sebagai berikut :

UraianTipe semen portland

IIIIIIIVV

SiO2, (%), minimum20,0

Al2O3, (%), maksimum6,0

Fe2O3, (%), maksimum6,06,5

MgO, (%), maksimum6.06,06,06,06,0

SO3, (%), maksimum

Jika C3A < 8,0 %3,03,03,52,32,3

Jika C3A > 8,0 %3,5D4,5DD

Hilang Pijar, (%), maksimum5,03,03,02,53,0

Bag. Tak larut, (%), maksimum3,01,51,51,51,5

C3S, (%), maksimum35E

C2S, (%), minimum40E

C3A, (%), maksimum8,0157E5F

C4AF + 2C3A atau25F

C4AF + C2F, (%), maksimum

Catatan :

D : Tidak dapat diberlakukan

E : Apabila yang disyaratkan adalah panas hidrasi seperti yang tercantum pada tabel syarat fisika tambahan, maka syarat kimia ini tidak berlaku.

F : Apabila yang disyaratkan adalah pemuaian karena sulfat seperti yang tercantum pada tabel syarat fisika tambahan, maka syarat kimia ini tidak berlaku.Selain persyaratan diatas, terdapat syarat tambahan yang berlaku hanya jika secara khusus diminta. Syarat tambahan kimia ini adalah sebagai berikut :


IIIIIIIVV

C3A, (%), minimum8*

C3A, (%), maksimum5**

C3S + C3A, (%), maksimum58C

Alkali sebagai (Na2O + 0.658 K2O), (%), maksimum0.60D0.60D0.60D0.60D0.60D

Catatan :

C : Apabila yang diminta adalah syarat C3S + C3A ini, maka syarat panas hidrasi seperti yang tercantum pada tabel syarat fisika tambahan tidak diminta.

D: Hanya berlaku bila semen digunakan dalam beton yang agregatnya bersifat reaktif terhadap alkali

*: Untuk ketahan sulfat sedang.

**: Untuk ketahan sulfat tinggi.

I.2. Syarat Fisika

Syarat fisika mutu semen berdasarkan SNI 15-2049-1994 adalah sebagai berikut :


IIIIIIIVV

Kehalusan :

Uji permeabilitas udara dengan alat Blaine, (m2/kg), minimum280280280280280

Waktu pengikatan dengan alat Vicat

Awal (menit), minimum

Akhir (menit), maksimum45

375 45

37545

37545

37545

375

Kekekalan

Pemuaian dalam Autoclave (%), maksimum0.800.800.800.800.80

Kuat tekan :

1 hari (kg/cm2), minimum




125

200100

(70)F175

(120)F125

250

70

12585

160

210

Catatan :

F : Syarat kekuatan tekan ini berlaku jika syarat panas hidrasi seperti tercantum pada tabel syarat fisika tambahan atau jika syarat C3S + C3A seperti tercantum pada tabel syarat kimia tambahan diminta.

Selain persyaratan diatas, terdapat syarat tambahan yang berlaku hanya jika secara khusus diminta. Syarat tambahan kimia ini adalah sebagai berikut :


IIIIIIIVV

Pengikatan semu

Penetrasi akhir (%), minimum50

50505050

Kalor hidrasi

7 hari (cal/g), maksimum

28 hari (cal/g), maksimum70B60C70C

Kuat tekan :

28 hari (kg/cm2), minimum280280

225B

Pemuaian karena sulfat

14 hari (%), maksimum0.040

Catatan :

B: Bila syarat panas hidrasi ini diminta, maka syarat C3S + C3A seperti tercantum pada tabel syarat kimia tambahan tidak diminta. Syarat kekuatan tekan ini berlaku bila syarat panas hidrasi seperti yang tercantum pada tabel syarat fisika tambahan atau 7bila syarat C3S + C3A seperti yang tercantum pada tabel syarat kimia tambahan diminta.

C: Bila persyaratan fisika tambahan untuk panas hisrasi ini diminta, maka persyaratan untuk C3S, C2S dan C3A seperti yang tercantum pada tabel syarat kimia utama tidak berlaku.

II. Pengaruh Bahan Bakar dan EP Dust terhadap Raw Mix Design

Dari raw mix design akan didapatkan komposisi oksida utama berdasarkan target yang ditentukan. Komposisi oksida utama hasil perhitungan digunakan untuk menghitung proporsi raw material yang akan digunakan, dan juga inputan-inputan lain yang mungkin berpengaruh selama proses berlangsung.Salah satu yang menjadi pertimbangan dalam penentuan target raw mix design adalah jenis bahan bakar yang akan dipakai. Bahan bakar cair, gas maupun padat akan memberikan pengaruh yang berbeda terhadap clinker yang dihasilkan. Bila bahan bakar yang digunakan adalah bahan bakar cair atau gas, tidak akan berpengaruh banyak terhadap perubahan komposisi kimia kiln feed menjadi clinker yang dihasilkan, karena kedua bahan bakar tersebut diatas relatif tidak menghasilakan abu (sisa padat) selama pembakaran berlangsung. Tetapi bila bahan bakar yang digunakan adalah bahan bakar padat misalnya batubara, maka perlu diperhitungkan perubahan komposisi oksida di dalam clinker karena adanya tambahan material abu sisa pembakaran. Hal ini disebabkan karena pada umumnya abu batubara mengandung SiO2 berkisar antara 35-60 %, Al2O3 berkisar antara 12-35 %, Fe2O3 berkisar antara 5-20 % dan CaO berkisar antara 0-10%. Selain itu juga mengandung sebagian kecil dari MgO, sulfur, dan alkali.

Secara umum, pengaruh abu batubara dalam proses pembentukan clinker di dalam kiln adalah penurunan LSF dan peningkatan ALM, peningkatan liquid content diikuti dengan penurunan viskositas dan peningkatan mobilitas ion pada fase cair. Besar kecilnya perubahan terhadap komposisi kimia tergantung dari besar kecilnya kandungan abu dalam batubara (fine coal) yang digunakan.Selain bahan bakar, EP dust juga perlu diperhitungkan dalam pembuatan raw mix design. EP dust mempunyai komposisi CaO yang tinggi, sehingga akan mempengaruhi nilai modulus dari raw meal. Dalam penanganan dust ini harus dipikirkan jalan yang paling aman, dalam artian tidak mengganggu kestabilan operasi dan kualitas. Pilihan yang ada adalah apakah dust akan dimasukan ke dalam blending silo bersama produk raw mill atau diinputkan ke suspension preheater bersama kiln feed. Bila dust akan dimasukan ke dalam kiln sebagai kiln feed, maka dust harus diatur sedemikian rupa disesuaikan dengan kondisi proses saat itu. Sebagai contoh, bila parameter kontrol umpan tanur sudah sesuai dengan yang diharapkan, maka dust yang akan kita masukkan ke dalam kiln diusahakan sama jumlahnya yang keluar preheater (kesetimbangan). Demikian juga apabila karena suatu hal, LSF kiln feed terlalu tinggi, maka pilihan yang bijaksana adalah memasukan dust ke dalam blending silo bersama produk raw mill, dengan melakukan penyesuaian terlebih dulu terhadap komposisi raw material yang diumpankan ke dalam raw mill. Dust disini berfungsi sebagai regulator kiln feed.Bila dust akan dimasukkan ke dalam blending silo bersama produk raw mill, maka untuk menjaga kestabilan komposisi produk raw mill, dust yang kita inputkan haruslah sebuah konstanta, bukan sebagai regulator. Hal ini dimaksudkan untuk mempermudah pengontrolan proporsi raw material pada masing-masing feeder yang digunakan. Untuk mendapatkan hasil yang sesuai dengan yang diharapakan, maka kuantitas maupun kualitas dust mutlak diketahui.III. Hubungan Target Klinker tehadap Modulus-Modulus

Target perhitungan raw mix design berupa modulus-modulus atau komposisi kimia clinker/semen yang akan dihasikan. Dari target clinker atau semen ini dapat diproyeksikan komposisi kimia dari raw meal yang akan dibuat sehingga proporsi raw material dapat dihitung, dengan mempertimbangkan jenis bahan bakar dan EP dust yang ada.

Contoh raw mix design dengan bahan bakar yang berbeda, yaitu menggunakan bahan bakar batubara dan IDO untuk semen tipe I dapat dilihat pada lampiran.IV. Sasaran Perhitungan Raw Mix Design

Untuk mendapatkan produk akhir semen sesuai dengan mutu yang dikehendaki, perlu lebih dulu ditentukan perbandingan bahan-bahan baku yang akan digunakan dalam proses pembuatan semen tersebut. Penentuan perbandingan ini dilakukan melalui perhitungan-perhitungan. Dalam melakukan perhitungan, lebih dulu harus ditentukan besaran-besaran yang menjadi sasaran (target).Besaran-besaran yang umum digunakan sebagai sasaran perhitungan adalah LSF atau HM, SM, AM, C3S, C2S, C3A, dan lainnya. Banyaknya sasaran perhitungan ditentukan oleh macam bahan baku yang digunakan. Misalnya bahan baku yang digunakan adalah 2 macam, maka target yang ditetapkan adalah 1. Bila bahan yang digunakan adalah 3 macam, maka target yang ditetapkan ada 2, demikian seterusnya yang secara umum dirumuskan sebagai berikut :

Jumlah target = {Jumlah bahan yang digunakan -1}

V. Metoda Perhitungan Raw Mix Design

Ada banyak metode yang dapat digunakan untuk perhitungan raw mix design, diantaranya adalah :1. Metode Aljabar

2. Metode Matrix

3. Pemrograman komputer

Perhitungan dengan metode aljabar akan lebih efektif bila digunakan untuk menghitung raw mix design dengan 2 atau 3 komponen. Untuk raw mix design dengan 4 komponen atau lebih akan lebih efektif dan efisien apabila digunakan metode matrix atau dengan pemrograman komputer. Contoh 1. Perhitungan raw mix design dengan 2 Bahan baku.

Misal, bahan-bahan yang tersedia adalah batu kapur dan tanah liat dengan komposisi sebagai berikut :

Senyawa, %LimestoneClay

SiO22,9660,50

Al2O30,7214,66

Fe2O30,6410,97

CaO52,603,07

MgO0,260,42

LOI42,079,66

Jumlah99,2599,28

Sebagai sasaran perhitungan diambil LSF = 97.

Penyelesaian

Misalkan perbandingan bahan-bahan baku yang digunakan adalah sebagai berikut :

Limestone= y bagian

Clay

= 1 bagian

Sehingga komposisi raw meal yang didapatkan adalah sebagai berikut :

Senyawa, %LimestoneClayRaw Meal

SiO2SLSCSR

Al2O3ALACAR

Fe2O3FLFCFR

CaOCLCCCR

MgOMLMCMR

LOILLLCLR

JumlahTLTCTR

Harga-harga oksida yang ada dalam raw meal yang terbentuk dihitung dengan :

= 4,268 bagian

Jadi perbandingan antara limestone dengan clay yang dibutuhkan untuk membuat raw meal dengan lSF 97 adalah (4,268 : 1), atau :

Limestone = x 100 % = 81,02 %Clay = x 100 % = 18,98 %

Komposisi kimia hasil pencampuran antara 81,02 % limestone dan 18,98 % clay adalah sebagai berikut :Senyawa, %Limestone

81,02 % Clay

18,98 % Raw meal

SiO22,9660,5013,88

Al2O30,7214,663,37

Fe2O30,6410,972,60

CaO52,603,0743,20

MgO0,260,420,29

LOI42,079,6635,92

LSF97,01

Jumlah99,2599,2899,26

Contoh 2. Perhitungan raw mix design dengan 3 Bahan baku.

Misal, bahan-bahan yang tersedia adalah batu kapur, tanah liat dan pasir silika dengan komposisi sebagai berikut :

Senyawa, %LimestoneClayPasir Silika

SiO22,9659,9088,75

Al2O30,7214,826,55

Fe2O30,6411,611,50

CaO52,604,280,50

MgO0,260,42-

LOI42,0711,152,60

Jumlah99,2599,2899,99

Sebagai sasaran perhitungan diambil LSF = 97 dan SM=2,3.

= 97

= 2,3Penyelesaian


Limestone= a bagian

Clay

= b bagian

Pasir silika= 1 bagian


Senyawa, %Limestone (a)Clay

(b)Pasir Silika (1)Raw Meal

SiO2SLSCSPSR

Al2O3ALACAPAR

Fe2O3FLFCFPFR

CaOCLCCCPCR

MgOMLMCMPMR

LOILLLCLPLR

JumlahTLTCTPTR

Komposisi oksida yang ada dalam raw meal yang terbentuk dihitung dengan :

Persamaan (1) diperoleh dengan menghitung nilai LSF.

Untuk mendapatkan persamaan yang lebih sederhana dengan besaran a dan b, maka nilai-nilai yang diketahui dimasukkan di dalam persamaan, sehingga menjadi :

-4333,3a + 18269,1b= -24898,8Persamaan (2) diperoleh dengan menghitung nilai SM.

0,168a + 0,889b=70,2Penyelesaian kedua persamaan di atas diselesaikan dengan cara aljabar, yaitu dengan metode :(i) Substitusi

Pers (2) : 0,168a + 0,889b=70,20,168a=70,2 - 0,889 b

a = 418,07 5,29b, disubstitusikan ke persamaan (1) :

-4333,3a + 18269,1b= -24898,8

-4333,3(418,07 5,29b) + 18269,1b= -24898,8-1811603 + 22923,2b + 18269,1b= -24898,8

41192,3b = 2056645,2

b = 43,4a = 418,07 (5,29 x 43,37) = 188,5(ii) Eliminasi

Metode eliminasi pada prinsipnya adalah menyamakan konstanta salah satu besaran yang akan dihitung, sehingga besaran yang lain dapat diketahui. Dari persamaan (1) dan (2), dimana besaran a akan dieliminasi.

[-4333,3a + 18269,1b = -24898,8 ] x 0.168

[ 0,168a + 0,889b = 70,2] x -4333,3

Persamaan menjadi :

-727,99a + 3069,2b = -4183,0

-727,99a - 3852,3b = -304197,7

------------------------------------------- -

6921,5b = 300014,7

b = 43,4

a = 188,5Komposisi raw mix design hasil perhitungan adalah sebagai berikut :

Limestone

x 100 % = 80,95 %

Clay

x 100 % = 18,62 %

Pasir Silika: (100 80,95 18,62) x 100 % = 0,43 %

Senyawa, %Limestone (80,95 %)Clay

(18,62 %)Pasir Silika (0,43 %)Raw Meal

SiO22,9659,9088,7513,93

Al2O30,7214,826,553,37

Fe2O30,6411,611,502,68

CaO52,604,280,5043,37

MgO0,260,42-0,28

LOI42,0711,152,6036,14

LSF96,97

SIM2,30

Jumlah99,2599,2899,9999,36

Contoh 3. Perhitungan raw mix design dengan 4 Bahan baku.

Misal, bahan-bahan yang tersedia adalah batu kapur, tanah liat pasir silika dan dan pasir besi dengan komposisi sebagai berikut :

Senyawa, %LimestoneClayPasir SilikaPasir Besi

SiO27,3867,588,757,50

Al2O32,4420,26,16,10

Fe2O31,083,48273,60

CaO85,953,070,55,02

MgO0,430,4204,69

LOI41,619,662,6-1,5

Jumlah97,2894,6797,3596,91

Sebagai sasaran perhitungan diambil LSF = 97, SM=2,3 dan AM= 1,6.

= 97

= 2,3

= 1,6

Penyelesaian


Limestone= a bagian

Clay

= b bagian

Pasir silika= c bagian

Pasir besi= 1 bagian


Senyawa, %Limestone (a)Clay

(b)Pasir Silika (c)Pasir Besi

(1)

SiO2SLSCSPSF

Al2O3ALACAPAF

Fe2O3FLFCFPFF

CaOCLCCCPCF

MgOMLMCMPMF

LOILLLCLPLF

JumlahTLTCTPTF

Komposisi oksida yang ada dalam raw meal yang terbentuk dihitung dengan :

Persamaan (1) diperoleh dengan menghitung nilai LSF.

Untuk mendapatkan persamaan yang lebih sederhana dengan besaran a, b dan c maka nilai-nilai yang diketahui dimasukkan di dalam persamaan, sehingga persamaan menjadi :

-6243,22 a + 20557,51 b + 24878,81 c = = -6873,69(1)

Persamaan (2) diperoleh dengan menghitung nilai SM.


0,716 a -13,036 b 70,12 c = -175.81(2)Penyelesaian kedua persamaan di atas diselesaikan dengan cara aljabar, yaitu dengan metode substitusi.

Persamaan (3) diperoleh dengan menghitung nilai AM.


0,712 a +14,632 b + 2,9 c = 111,66(3)Untuk menyelesaikan ketiga persamaan di atas dapat digunakan cara penyelesaian aljabar.Persamaan-persamaan yang diperoleh dengan menyelesaikan 3 persamaan di atas adalah (dengan a, b, dan c sebagai variabel) :

-6243,22 a + 20557,51 b + 24878,81 c = -6873.69 (1)

0,716 a - 13,036 b 70,12 c = -175.81

(2)

0,712 a + 14,632 b + 2,9 c = 111,66

(3)

Pers (1) dan (2) :

-6243,22 a + 20557,51 b + 24878,81 c = -6873.69

x 0,7160,716 a -13,036 b 70,12 c = -175.81 x -6243,22menjadi :

-4470,14 a + 81386,56 b + 437774,3 c = 1097620-4470,14 a + 14719,17 b + 17813,23 c = 4921,56--------------------- --------------------------------------------- -

66667,38 b + 419961,1 c = 1102541(4)

Pers (2) dan (3) :

0,716 a - 3,036 b 70,12 c = -175.81

x 0,712 0,712 a + 14,632 b + 2,9 c = 111,66

x 0,716menjadi :

0,509792 a + 10,47651 b + 2,0764 c = 79,948560,509792 a 9,28163 b 49,9254 c = -125,177-------------------------------------------------------------- -

19,75814 b + 52,00184 c = 205,1253

(5)

Persamaan (4) dan (5) :

66667,38 b + 419961,1 c = 1102541 x 19,7581419,75814 b + 52,00184 c = 205,1253

x 66667,38Menjadi :

1317224 b + 3466827 c = 136751661317224 b + 8297651 c = 21784170--------------------------------------------- -

-4830824 c = -8109004

c = 1,68Dengan memasukan harga c ke persamaan (4) atau (5), maka akan diperoleh nilai b, selanjutnya nilai c dan b yang diperoleh dimasukan ke persamaan (1) atau (2) atau (3) untuk mendapatkan nilai a. Nilai a dan b yang diperoleh dari hasil perhitungan adalah sebagai berikut :

c = Silika = 1,68 bagianb = Clay = 5,96 bagiana = Limestone= 27,43 bagianPasir besi= 1 bagian

Komposisi raw mix design hasil perhitungan adalah sebagai berikut :

Limestone: x 100 % = 76,04 %

Clay

: x 100 % = 16,53 %

Pasir Silika: x 100 % = 4,65%

Pasir besi: x 100 % = 2,78 %Senyawa, %Limestone (76,04 %)Clay

(16,53 %)Pasir Silika (4,65 %)Pasir Besi

(2,78 %)Raw Meal

SiO27,3867,588,757,5021,11

Al2O32,4420,26,16,105,65

Fe2O31,083,48273,603,53

CaO85,953,070,55,0266,03

MgO0,430,4204,690,53

LOI41,619,662,6-1,533,32

LSF97,2894,6797,3596,9197,00

SIM7,3867,588,757,502,30

ALM2,4420,26,16,101,6

Jumlah97,2894,6797,3596,9196,84

Pembuatan Raw Mix Design 6

_1098944098.unknown

_1099137826.unknown

_1099382862.unknown

_1099393682.unknown

_1099461300.unknown

_1099742480.unknown

_1117120130.unknown

_1117120134.unknown

_1117120152.unknown

_1117120056.unknown

_1099461312.unknown

_1099394620.unknown

_1099395031.unknown

_1099395747.unknown

_1099394657.unknown

_1099394085.unknown

_1099393165.unknown

_1099393645.unknown

_1099383187.unknown

_1099382001.unknown

_1099382058.unknown

_1099382423.unknown

_1099382039.unknown

_1099381913.unknown

_1099381958.unknown

_1099381332.unknown

_1099070265.unknown

_1099137391.unknown

_1099137799.unknown

_1099070426.unknown

_1098944152.unknown

_1099070230.unknown

_1098944305.unknown

_1098944145.unknown

_1098771027.unknown

_1098874504.unknown

_1098880959.unknown

_1098880969.unknown

_1098878919.unknown

_1098879776.unknown

_1098878754.unknown

_1098874203.unknown

_1098874342.unknown

_1098771364.unknown

_1098768940.unknown

_1098769029.unknown

_1098770514.unknown

_1098770949.unknown

_1098769090.unknown

_1098768960.unknown

_1098768759.unknown

_1098768905.unknown

_1098768934.unknown

_1098768751.unknown

_1096698521.unknown

_1098704862.unknown

cara pembuatan raw mix design

Documents