PENGENALAN INDUSTRI SEMEN: Vertical Roller Mill

PENDAHULUAN

Vertical Roller Mill (VRM) merupakan peralatan yang digunakan untuk menggiling dan mengeringkan material yang relatif basah. Penggilingan dan pengeringan dapat dilakukan secara efisien di dalam satu unit peralatan. Jenis material yang dapat digiling menggunakan Vertical Roller Mill antara lain: bahan baku semen, coal atau batu bara, pozzolan/trass, slag, dan semen.

Vertical Roller Mill (VRM) mempunyai 4 fungsi utama, yaitu: penggilingan, pengeringan, pemisahan, dan transportasi.

Penggilingan

Penggilingan terjadi di antara grinding table yang berputar dengan roller yang ditekan secara hidrolik. Bahan mentah diumpankan ke grinding table dan karena putarannya material yang sudah dihaluskan terdorong ke sisi luar grinding table dan kontak dengan gas panas yang dimasukkan melalui nozzle yang mengelilingi table.

Pemisahan

Material yang sudah digiling, sambil dikeringkan, diangkat oleh gas panas ke separator (classifier). Di separator, partikel yang terlalu kasar akan dikembalikan ke grinding table untuk digiling kembali. Material yang halus meninggalkan mill dan dibawa ke pengumpul produk berupa cyclone atau electrostatic precipitator.

Pengeringan

Gas panas yang digunakan pada umumnya berasal dari gas buang kiln atau cooler. Pengeringan terjadi selama proses penggilingan dan pemisahan.

Transportasi

Gas pengering juga berfungsi sebagai media untuk transport material. Langkah transport yang pertama adalah sirkulasi internal dan yang kedua pada proses pemisahan. Akhirnya produk keluar dari separator dan secara pneumatik dibawa ke siklon atau filter di mana produk dikumpulkan dan kemudian ditransport ke silo. Gas yang sudah relatif bersih sebagian disirkulasi sedang sisanya dibuang ke udara setelah sebelumnya melewati unit penyaring debu.

BAGIAN UTAMA VERTICAL ROLLER MILL

Bagian-bagian utama VRM terdiri dari:

• Grinding Table

Grinding table merupakan tempat di mana material akan digiling. Bagian ini berputar pada porosnya dengan kecepatan sekitar 30 rpm oleh sebuah motor melalui vertikal gear box.

• Table Liner (Wear Ring)

Bagian ini berfungsi untuk melindungi grinding table dan dinding mill dari keausan yang disebabkan oleh material. Fungsi ini sama dengan fungsi liner pada suatu tube mill.

• Dam Ring

Dam ring berfungsi untuk menjaga ketebalan material di atas grinding table. Grinding bed ini penting untuk menjaga kestabilan dan efektifitas proses penggilingan.

• Grinding Roller, Rocker Arm dan Sistem Hidrolik

Roller dan grinding table bekerja bersama untuk melakukan proses penggilingan. Table merupakan bagian yang berputar sedang roller berfungsi untuk menekan ke arah table sehingga material yang lewat di bawah roller tersebut akan digiling. Besarnya tekanan roller terhadap material bergantung pada tekanan hidrolik yang ditetapkan. Untuk menjaga kestabilan operasi, sistem hidrolik ini dilengkapi dengan absorber yang berupa tabung N₂ sehingga roller bisa naik atau turun sedikit tanpa mempengaruhi tekanan hidrolik. Hal ini penting untuk mengantisipasi ukuran dan kekerasan material yang bervariasi.

• Louvre Ring

Bagian ini berada di antara mill body dengan grinding table, berfungsi untuk memberi efek putaran pada aliran udara yang masuk ke dalam mill. Dengan kondisi ini aliran udara di dalam mill relatif turbulen sehingga perpindahan panasnya akan lebih efektif.

• Classifier

Classifier terdiri dua bagian, yaitu bagian stator dan bagian rotor. Bagian stator mengarahkan aliran gas yang masuk ke dalam rotor. Beberapa jenis stator bisa diatur luas bukaannya maupun arahnya untuk mendapatkan tingkat kehalusan tertentu. Bagian rotor dilengkapi dengan motor yang bisa diatur laju putarnya. Dalam operasinya laju putar rotor inilah yang paling mudah dan sering diatur untuk mendapatkan tingkat kehalusan produk dan menjaga kestabilan operasi.

PENGENDALIAN OPERASI VERTICAL ROLLER MILL

Parameter-parameter yang digunakan untuk pengontrolan operasi VRM antara lain temperatur, draft, laju gas, dan kehalusan material. Berikut penjelasannya:

Kontrol Temperatur

Sebagai media pengering pada mill biasanya digunakan gas panas dari Suspension Preheater, Grate Cooler, Kiln hood atau dari heat generator. Selain itu, panas juga ditimbulkan oleh proses penggilingan itu sendiri. Pengontrolan temperatur ini dilakukan dengan mengatur jumlah gas panas yang masuk dan gas yang disirkulasi. Dengan pengontrolan temperatur di inlet dan outlet mill maka kadar air produk yang diinginkan bisa dikontrol pula. Pada air swept mill udara yang melewati mill selain sebagai media pengering juga berfungsi sebagai alat transpor material.

Kontrol Draft

Pengontrolan draft di inlet dan outlet mill digunakan untuk menjamin adanya aliran gas dan material di dalam mill. Jika beda tekanan antara inlet dan outlet menjadi tinggi, hal ini mengindikasikan adanya penyumbatan di dalam mill. Pada vertikal mill beda tekanan ini digunakan untuk menentukan jumlah feeding yang dimasukkan ke dalam mill sebab beda tekanan yang besar mengindikasikan bed material yang tinggi di dalam mill.

Kontrol Laju Gas

Pada mill dengan sistem air swept, jumlah aliran gas yang melewati mill menentukan jumlah material yang bisa ditranspor yang juga berarti yang bisa digiling. Untuk mendapatkan jumlah gas yang diinginkan selain dengan mengatur jumlah gas panas yang masuk (dibatasi oleh temperatur) juga dengan mengatur jumlah gas sirkulasi yang berasal dari mill setelah melewati sistem pemisah material seperti cyclone, bag house filter, electrostatic precipitator dan lain-lain.

Kontrol Kehalusan Produk

Kehalusan material produk diatur dengan mengatur kecepatan clasifier yang terdapat di dalam mill. Jika kecepatannya makin besar maka akan menimbulkan gaya sentrifugal yang lebih besar pada material sehingga produk yang dihasilkan akan lebih halus dan semakin banyak material kasar yang kembali ke grinding table. Selain itu, laju gas yang lewat di dalam mill juga berpengaruh, makin besar laju gas produknya semakin kasar material dan begitu juga sebaliknya.

Untuk keperluan pengendalian di atas, sistem VRM dilengkapi alat-alat yang diatur secara manual atau otomatis seperti terlihat pada tabel berikut ini:

Alat	Pengaturan	Pengaruh
Weight Feeder	Kecepatan	Laju feed/umpan
		Proporsi masing-masing komponen
Roller	Tekanan hidrolik	Tekanan penggilingan
		Tebal bed di atas table
Classifier	Laju putar	Kehalusan produk
	Posisi blade	Beban sirkulasi
Injeksi air	Kontrol valve	Temperatur keluar mill
Fan mill	Posisi damper	Laju alir gas
		Temperatur keluar mill

Beberapa parameter operasi bisa dikendalikan secara otomatis di antaranya:

Laju umpan mill

Laju umpan mill dikendalikan berdasarkan beda tekanan antara inlet dan outlet mill. Jika beda tekanannya rendah laju umpan mill akan bertambah dan juga sebaliknya. Mode operasi ini akan sangat membantu untuk mendapatkan operasi maksimal pada sifat umpan yang berubah-ubah dalam hal grindabilitasnya.

Temperatur outlet mill

Temperatur outlet mill yang berkorelasi langsung dengan kadar air produk dikendalikan dengan mengatur bukaan damper gas panas. Kadang-kadang pada beberapa sistem digunakan fresh air damper untuk mengatur temperatur outlet mill yang berlebih, tetapi biasanya damper ini diatur secara manual karena sebenarnya penggunaan fresh air damper ini merugikan dalam hal daya fan. Pada sistem yang dilengkapi dengan injeksi air, temperatur outlet mill bisa dikendalikan dengan mengatur bukaan valve air yang diinjeksikan ke dalam mill.

Laju alir gas

Laju alir gas yang melewati mill berhubungan langsung dengan kapasitas dan operasi mill. Jumlah gas tersebut diatur dengan bukaan damper di inlet mill atau ada juga yang menggunakan putaran fan sebagai alat pengaturannya. Hal yang kedua memberikan penghematan pemakaian daya listrik yang berarti meskipun investasinya cukup besar.

Draft inlet mill

Draft inlet mill menunjukkan ketersediaan gas yang dibutuhkan untuk transport di dalam mill. Draft yang terlalu tinggi merugikan dalam hal daya fan dan berpotensi untuk memperbesar false air. Untuk pengendaliannya dapat diatur secara otomatis pada bukaan damper gas yang disirkulasikan dari outlet mill fan (setelah pengumpul produk).

Draft Gas buang

Draft Gas buang meskipun secara langsung tidak berpengaruh terhadap operasi mill tetapi secara sistem keseluruhan (mill-ESP fan) akan sangat membantu mengurangi penggunaan daya listrik pada mill fan maupun ESP fan. Draft ini dikendalikan dengan mengatur bukaan damper pada jalur gas buang.

Untuk membantu pemahaman tentang VRM dapat menyimak video animasi dari FLSmidth berikut:

TROUBLESHOOTING VERTICAL ROLLER MILL

Beberapa permasalahan umum yang sering ditemui pada pengoperasian VRM dapat dilihat pada tabel di bawah ini:

PENUTUP

Vertical Roller Mill yang digunakan di tempat saya bekerja (PT Sarana Agra Gemilang KSO Semen Kupang) merupakan keluaran FLSmidth yaitu ATOX 27-5-Vertical MIll. Alat ini digunakan untuk menggiling raw material atau bahan baku semen. Selain Vertical Roller Mill (VRM), kami juga menggunakan Horizontal Mill atau Tube Mill untuk penggilingan batu bara dan semen. Materi tentang Tube Mill akan saya ulas pada kesempatan berikut.

Untuk tulisan ini telah saya buatkan dalam slide power point, dengan tambahan materi mengenai Stacking, Reclaiming and Blending Effects

Silahkan download pada link di bawah ini:

https://drive.google.com/file/d/1QSYeT88KZvV-MIZjtwMB1Z-YloP-7E_4/view?usp=sharing

Akhir kata, semoga tulisan yang saya bagikan tentang Vertical Roller Mill (VRM) dapat bermanfaat bagi teman-teman pembaca. Apabila ada salah kata atau terjemahan yang kurang tepat, dan bahkan pemahaman yang keliru, mohon dimaafkan karena saya masih dalam proses belajar. Terima kasih.

Daftar Pustaka

Amalia, Alfi. 2001. Pyroprocessing [Materi 1 Kursus Eselon IV]. Bogor. Institut Semen Dan Beton Indonesia.

FLSmidth. 2011. ATOX™ raw mill. Brosur:  FLSmidth A/S, Copenhagen.

Holderbank. 2000. Process Technology I-Roller Mills. Holderbank Management & Consulting.