b. Coal Tar Pitch CTP
CTP disebut juga dengan binder yang berfungsi sebagai perekat hingga terbentuk pasta. Kualitas CTP yang rendah akan menurunkan kualitas Block anoda yang menyebabkan
berkurangnya efisiensi, terganggunya operasi reduksi aluminium ,bertanbahnya pengotor impurities.
Tabel 2.4 Spesifikasi dari CTP Coal Tar Picth
No Parameter
Unit Guaranter Value
1 Softening Oil
o
C 111-117
2 Fixed Carbon
- 60 3
As Content + 0,30
4 Toluen Insoluble
- 36 5
Quiline Insoluble 8-15
6 Spesific Grafity
gcc - 1,30
7 Distillation test
F.D 0-369
o
C + 6
8 Chemical Analysis
Sodium Ppm
+ 180 Calcium
Ppm + 80
Silikon Ppm
+ 400 Iron
Ppm + 400
Universitas Sumatera Utara
c. Butt Puntung anoda
Butt adalah sisa anoda setelah digunakan dalam proses reduksi peleburan aluminium ditungku reduksi. Butt terbagi atas dua ukuran fisiknya,yaitu:
a. Butt dengan ukuran 18-3 mm b. Butt dengan ukuran 3mm
d.Green skrap
Green skrap adalah hasil daur ulang dari produk-produk yang tidak memenuhi standart mutu anoda yang digunakan untuk proses elektrolisa. Green skrap ada dua jenis yaitu:
a. Pasta yang belum layak dicetak karena tidak memenuhi spesifikasi.
b. GB yang rejected misalnya porosity, retak,tinggi yang tidak sesuai,sompel,dan pecah.
Selain menggunakan bahan baku diatas pembuatan anoda juga menggunakan minyak. Minyak yang digunakan antara lain:
1. Minyak Marlotherm
Minyak Marlotherm adalah minyak yang digunakan untuk memanaskan CTP. Minyak marlotherm juga digunakan sebagai media pemanas preheater,dan kneader.
2. Minyak Heavy Oil
Minyak ini digunakan untuk memanaskan minyak Marlotherm. Selain itu juga digunakan untuk bahan bakar pada saat proses pemanggangan GBGreen Block
2.4.2 Baking Plant
Universitas Sumatera Utara
Baking plant adalah tempat untuk memanggang green block anoda mentah yang berasal dari green plant. Tujuan pemanggangan untuk mengkalsinasi pitch yang ada didalam green block
GB yang kemudian pitch tersebut akan membentuk ikatan dengan kokas dan butt. Bahan baku utama anoda panggang BB adalah blok anoda mentah yang dihasilkan oleh green plant.
Pabrik pemanggangan terdiri dari 2 gedung yaitu gedung A dan gedung B. Gedung A terdiri dari 2 bagian yaitu gedung A
1
dan gedung A
2
. Demikian juga gedung B terdiri dari 2 bagian yaitu gedung B
1
dan B
2
. Jumlah seluruh tungku pemanggangan dibaking plant adalah 106 tungku.
Gedung pemangganganBaking Plant mempunyai 7 rantai bakar : 1.
Gedung A
1
terdiri dari 2 rantai bakar 2.
Gedung A
2
terdiri dari 2 rantai bakar 3.
Gedung B
1
terdiri dari 2 rantai bakar 4.
Gedung B
2
terdiri dari 1 rantai bakar
Dimana 1 rantai bakar tediri dari 15 Furnace tungku dan khusus di B2, 1 rantai bakar untuk 16 furnace. Sistem pengaturan operasi firing adalah sebagai berikut :
1. 4 tungku tertutup : mengalami preheating
2. 3-4 tungku tertutup: mengalami firing
3. 2-3 tungku tertutup: mengalami cooling
4. 4 tungku terbuka : mengalami pengeluaran BB dan pemasukan GB serta perawatan
tungku.
Proses pemanggangan anoda meliputi tiga tahap penting : 1.
Preheating pemanasan awal
Universitas Sumatera Utara
Preheating merupakan pemanasan awal dengan temperatur yang dimulai pada temperature 150-250 ºC hingga temperature 800-900ºC. Setelah mencapai
temperatur tersebut, proses berlanjut ke tahap berikutnya. 2.
Firing pembakaran and Soaking Tahap firing dimulai pada temperature 800-900 ºC hingga mencapai temperatur
1225 – 1250 ºC . Tahap soaking yaitu menjaga temperatur 1225 - 1250 ºC.
Tabel 2.4 Standar mutu Karakteristik anoda
Item Satuan
Standar
Apprent Density Tahanan Jenis
Tahan Energi Listrik Kekuatan Bengkok
Kekuatan Tekan Reaktivitas Residu CO2
Reaktivitas Residu O2 Density In Xylene
gcc µ
Ωm J m
Kg cm2 Kg cm2
gcc 1,575 minimum
58 maksimum 250 minimum
110 minimum 370 minimum
90 minimum 88 minimum
2,02 minimum
3. Cooling pendinginan
Pada tahap ini BB baked block yang telah dipanggang mengalami pendinginan dari temperatur 1225 – 1250 ºC sampai temperatur 300 - 400 ºC
Pada proses firing, tungku pemanggangan mendapatkan panas 1225 - 1250 ºC dengan bantuan alat pembakaran Bosch Pump. Didalam Bosch Pump terdapat minyak berat Heavy
Universitas Sumatera Utara
oil yang akan membantu proses pemanggangan GB. Jumlah produksi anoda BB yang dihasilkan dapat dihitung dengan formula sederhana.
BB production = HFp x n x Y x €
Dimana : H adalah waktu jam dalam satu hari Fp adalah fire progression laju pembakaran dalam jam
n adalah jumlah anoda dalam 1 tungku Y adalah rantai bakar yang beroperasi
€ adalah efisiensi operasi pemanggangan 0,995
Fire Progression 36 jam BB production = 2436 x 75 x 30 x 2 x 0,995 = 2985 anoda panggang
2.4.3 Rodding Plant
Rodding plant adalah pabrik penangkaian anoda, dimana anoda baked block BB dirakit dengan dengan menggunakan cast iron hingga menjadi Anoda Assembly. Ditungku reduksi,
anoda merupakan elektroda positif dalam proses elektrolisa sedangkan rod berfungsi sebagai penghantar listrik dari busbar ke anoda.
Pabrik penangkaian terletak pada tahap akhir produksi anoda untuk digunakan di tungku reduksi. Proses produksi di rodding Plant terdiri dari beberapa operasi yaitu
Universitas Sumatera Utara
Cast Iron
BB Rod Rod Reject
Rod Anoda Assembly Thimble
Aluminium Non Spray
Rod + Thimble Anoda Assembly
Membawa butt Reduction pot
Rod + Butt
Gambar 2.4. Proses Penangkaian Anoda di PT INALUM Casting
AluminiumS pray
ATC
Crash Braker Crush
system
Buut system
S-403 Butt
Cleaning Butt Breaking
Press Thimble
Breaking Press Thimble
cleaning Inspector
RRS Rod Cleaning
Graphite Coating
Drying
Universitas Sumatera Utara
1. Casting
Casting adalah proses penuangan besi tuang atau cast iron untuk menyambung rod dengan
Baked Block BB. Sebelum penangkaian anoda, rod dan lubang-lubang Baked Block BB dipanaskan terlebih dahulu. Lubang-lubang BB suhu 80ºC, dengan LPG untuk mencegah
terjadinya percikan api pada saat penuangan cast iron atau besi tuang. Selanjutnya Blok anoda yang sudah dipanaskan lubang-lubangnya dipasangkan dengan rod assembly sudah
dipanaskan juga. Kemudian besi tuang dituang ke celah antara tangkai dan lubang anoda.
2. Induction Furnace
Induction Furnace merupakan dapur untuk memproduksi cast iron. Cast iron merupakan paduan besi dan karbon. Dimana persentase dari karbon tersebut mencapai 3-4 . Cast iron
diproduksi didalam Induction Furnace IF-401 dengan temperatur 1360°C selama 20 menit. Kapasitas dari Induction Furnace tersebut mencapai 3,5 ton. Rodding Plant mempunyai 3 unit
Induction Furnace, dimana 2 unit untuk operasi dan 1 unit stand-by.
Bahan baku dari cast iron ini terdiri dari : 1.
Recycle Cast Iron 2.
Pig iron 3.
Additive material yang terdiri dari Ferro silikon. Ferro mangan, Ferro posfor, dan kokas
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.4 Komposisi material cast iron:
Jenis Material Berat Material I
kgcharge Berat Material II
kgcharge
Recycle Cast iron 400
500 Pig iron
22,7 28,3
Ferro Silikon Si 3,3
4,3 Ferro Mangan Mn
1,1 1,8
Ferro Posfor P 1,1
1,8 Kokas C
2,2 2,9
Total 430,4
539,1
Bahan baku tersebut akan dimasukkan kedalam Induction Furnace IF-401, setelah mencapai temperatur 1360°C cast iron dituangkan kedalam leadle dimana kapasitas ladle adalah
250 kgladle. Penuangan cast iron dilakukan sebanyak 2 ladletimes. Setelah penuangan 2 ladle, pemasukan material langsung dilakukan ke Furnace tersebut.
Tabel 2.4 Standar kualitas besi tuang
Komponen Nilai
Keterangan
Karbon 3,5
Karbon ditemukan sebagai sementit Fe
3
C dan garfit. Sementit menyebabkan besi tuang menjadi keras,
sedangkan grafit menyebabkan besi tuang menjadi lunak. Silikon
2 ± 0,1 Silikon membuat aliran besi tuang menjadi lebih baik.
Mangan 0,5 – 0,7
Mangan berfungsi untuk mengikat slag. Kelebihan mangan dapat meningkatkan sementit yang terbentuk
dan mempengaruhi terbentuknya grafit.
Posfor 1,0 ± 0,1
Posfor menurunkan titik lebur besi tuang dan
Universitas Sumatera Utara
memperbaiki aliran besi tuang. Kelebihan posfor menyebabkan besi tuang menjadi rapuh, mudah retak
Belerang 0,05
Sulfur menghambat terjadinya kristal grafit. Sulfur yang larut dalam besi tuang akan meningkatkan titik lebur.
Apabila tungku tidak beroperasi maka tungku diberi sekam padi chaff untuk menjaga suhu furnace tungku agar tidak cepat turun.
3. Aluminium Spray
Anoda Assembly akan dilapisi aluminium spray. Pelapisan ini bertujuan agar tidak terjadi kontak dengan udara yang mengakibatkan terjadinya oksidasi. Sisi bawah anoda tidak dilapisi
dengan aluminium spray karena pada waktu proses reduksi bagian bawah anoda langsung dicelupkan kedalam bath larutan elektrolit.
Alumina cair diangkut dari reduksi dengan menggunakan Metal Transport Car MTC dan dimasukkan ke dalam Holding Furnace HF-401. Aluminium cair di dalam HF-401
ditambahkan flux untuk mengikat kotoran-kotoran metal agar mudah untuk dipisahkan atau dibuang.Temperatur tungku dijaga pada temperatur 820º C. Alumina Cair dituangkan kedalam
Aluminium Coating AC-401 dan dialirkan melalui Elektrik Magnetik Pump EMP, dan pada saat alumunium cair tercurah udara tekan dihembuskan untuk menyepray permukaan
anoda. Jumlah aluminium yang digunakan ± 12 kganoda assembly.
4. Anode Transport Car ATC
Universitas Sumatera Utara
Anode Transport Car ATC adalah kendaraan khusus yang digunakan untuk mengirimkan anoda assembly ke gedung reduksi dan mengambil butt assembly dari gedung reduksi. Anoda
assembly yang tergantung di rantai Power Free Conveyor di stasiun LO-401 akan diturunkan ke atas ATC untuk dikirim ke gedung reduksi sesuai dengan permintaan gedung
reduksi. Capasitas ATC sebanyak 4 pcsunittrip. Dalam satu shift rodding mengirimkan anoda assembly rata-rata sebanyak 228 buah dengan 5 unit ATC yang beroperasi. Rakitan butt
assembly yang diangkut oleh ATC kemudian digantung di PF Conveyer di stasiun LO-401 yang kemudian akan diproses lebih lajut pada Crust Butt System.
5. Crust dan Butt System
Crust dan butt system adalah proses daur ulang crust dan butt yang diterima dari gedung reduksi. Crust dan butt dipisahkan di CB-401 dengan menggunakan Crush Breaker.
a. Crust System
Crust yang berada diatas butt dipisahkan dengan Crush Breaker CB-401 AB. Crust yang telah pisah dari butt jatuh ke Belt Conveyer BC-401 dan dibawa ke Belt Conveyer BC-
403 hingga masuk ke Crusher CR-401 dan dihancurkan. Pemecahan Crust berfungsi untuk memecah crust menjadi ukuran 50mm dan 30mm. Crust kemudian diteruskan ke Gizzy Fidder
GF-401 untuk memisahkan Alumunium metal. Return crust masuk ke Bucked Elevator BE-401 untuk dialirkan ke Siever SR-401. Di Siever SR-401 crust diayak untuk
mendapatkan ukuran 30 mm dan 5 mm, untuk crust yang berukuran diatas 30 mm dimasukkan ke Silo S-402 sedangkan untuk crust yang berukuran dibawah 5 mm dimasukkan ke Silo S-
401 dan dihaluskan dengan Hummer Mill HM 401 A dan HM 401 B. Return crust kemudian masuk ke Belt Compeyer BC 404 dan masuk ke Silo S-53.
b. Butt System
Universitas Sumatera Utara
Butt dipecah hingga terlepas dari Rod-nya di Press PR-401 dan PR 402. Pecahan butt jatuh ke Belt Conveyer BC-405 dan dialirkan ke Crusher CR 402 untuk dilakukan
pemecahan terhadap butt dan dilanjutkan ke Bucked Elevator BE 402 dan diayak di Siever SR 402 sehingga dihasilkan ukuran 150 mm dan 80 mm. Butt yang berukuran diatas 80 mm
di recycle ke Crusher CR 402 untuk dipecah lagi sedangkan butt yang berukuran dibawah 80 mm dibawa ke Belt Compeyer BC 406 untuk memisahkan logam-logam yang terdapat di
dalam butt melalui Magnet Seprator MS 402, kemudian butt yang dihasilkan dialirkan melalui Belt Compeyer BC-407 untuk diisi ke Silo S-403.
6. Press System
Butt Assembly yang telah terpisah dari Crust masuk ke Shot Balst SH-401 untuk membersihkan crust yang masih lengket di butt dengan bantuan tembakan shot particle
selama tiga kali putaran. Selanjutnya rakitan butt dibawa ke bagian Inspector IS-401 untuk pemeriksaan kondisi butt. Dimensi dan ukuran butt diukur secara sampling sebanyak 30
dari jumlah butt yang di terima. Oksidasi butt dan patahan butt diperiksa secara populasi. Di IS-401 butt dengan ketebalan kurang dari 350 mm dikirim ke pemecah butt Press PR-401
sedangkan butt dengan ketebalan lebih dari 350 mm dikirim ke Press PR-402. Sebelum dikirim ke PR-401 dibersihkan terlebih dahulu sisa crust yang masih menempel pada rakitan
butt secara manual. PR-401 memecah butt secara vertical sedangkan PR-402 memecah butt
secara horizontal.
Setelah butt lepas dari tangkai rod, kemudian tangkai dikirim ke PR-403 untuk melepaskan recycle cast iron dari stub sebelah Rand dan PR-404 pada stub sebelah Blade.
Recycle cast iron akan dibersihkan di SH-403 sebelum digunakan di Induction Furnice IF. Rod kemudian dikirim ke Inspector IS-402 untuk menentukan tangkai yang bagus atau
Universitas Sumatera Utara
tangkai yang reject. Tangkai yang reject dikirim ke Rod Repair Shop RRS. Tangkai yang masih dapat digunakan dikirim ke pembersih Shot Balst SH-402 untuk dibersihkan dengan
shot particle. Stub yang sudah bersih dicelupkan dengan grafit coating agar antara cast iron dan stubnya tidak susah untuk dilepaskan setelah di pakai di reduksi. Stub yang sudah
dicelupkan selanjutnya dilakukan pemanasan awal di Preheater. Kemudian tangkai dikeringkan memakai Dryer DR-401 sebelum dikirim ke casting. Pemanasan stub dilakukan
dengan pemanas listrik selama 12 menit. Temperatur stub yang keluar dari Dryer DR-401 sekitar 60
C PT INALUM, 2003
2.5. Cast Iron
Secara umum Besi Tuang Cast Iron adalah Besi yang mempunyai Carbon content 2.5 – 4. Oleh karena itu Besi Tuang yang kandungan karbonnya 2.5 – 4 akan
mempunyai sifat mampu lasnya weldability rendah. Karbon dalam Besi Tuang dapat berupa sementit Fe3C atau biasa disebut dengan Karbon Bebas grafit. Perlu di
ketahui juga kandungan fosfor dan sulfur dari material ini sangat tinggi dibandingka n Baja.
Komposisi pada besi tuang. Besi tuang biasa mengandung unsur-unsur sebagai berikut:
Karbon : 3 – 4 Silicon : 1 – 3
Mangan : 0,5 – 1 Belerang : 0,1 .
Phospor : 1
Universitas Sumatera Utara
2.5.1. Pengaruh unsur-unsur terhadap sifat-sifat besi tuang.
Karbon yang berada dalam besi tuang berupa grafit atau besi karbid sementit yang rapuh. Bila besi tuang banyak mengandung sementit besi tuang menjadi rapuh dan
sulit dimesin.
1. Silikon Si mempermudah pemisahan grafit. Si, cenderung membentuk besi tuang
kelabu dan membuat besi tuang mudah dimesin.
2. Mangan Mn mencegah panggrafitan dan menggalakkan kestabilan sementit dan
larut didalamnya. la membuat butir-butir halus yang perlitis dan mencegah pengendapan ferrit, dengan penambahan mangan akan didapatkan struktur perlit dan
grafit yang menguletkan menguatkan besi.
3. Belerang S menstabilkan sementit sehingga menyebabkan besi menjadi rapuh. 4. Phospor P mengurangi kelarutan karbon dan memperbanyak sementit,akibatnya
besi menjadi keras dan rapuh.
5. Pengaruh kecepatan pendinginan. Jika didinginkan dengan cepat karbon akan
dipaksa jadi sementit yang keras. Jika didinginkan dengan cepat karbon akan dipaksa jadi sementit yang keras. Jika didinginkan perlahan-lahan sementit terurai menjadi
grafit
2.5.2. Macam-macam besi tuang a. Besi tuang putih.
Namanya diambil dari warna bidang patahnya. Karbon berbentuk sementit yang keras sehingga besi menjadi keras.
Universitas Sumatera Utara
Struktur logam dapat dilihat pada gambar 2.5
b. Besi tuang kelabu.
Namanya diambil dari warna bidang patahnya. Jenis Besi Tuang ini sering dijumpai sekitar 70 besi tuang berwarna abu-abu. Mempunyai graphite yang berbentuk flake.
Sifat dari Besi Tuang ini kekuatan tariknya tidak begitu tinggi dan keuletannya rendah sekali Nil Ductility. Karbon dalam keadaan bebas. Sifat mampu mesinnya baik.
Struktur besi tuang kelabu dapat dilihat pada gambar 2.5
c. Besi tuang cil
Besi tuang cil Ialah besi tuang yang permukaannya terdiri dari besi tuang putih dan bagian dalamnya terdiri dari besi tuang kelabu.
Universitas Sumatera Utara
d. Besi tuang grafit bulat.
Disebut juga besi tuang nodules. Dibuat dengan jalan mencampurkan magnesium, kalsium atau serium ke dalam cairan logam.Sifat-sifat kekuatan dan
keliatan tinggi, tahan aus juga tahan panas.
e. Besi tuang inoculated.
Dibuat dengan menambahkan. kalsium silikon yang dicampur sebelum penuangan guna menghasilkan butiran-butiran halus.Sifat-sifat permesinan
diperbaiki.
f. Besi tuang kelas tinggi.
Mengandung sedikit karbon silikon dan grafit bebasnya lebih kecil dibandingkan dengan besi tuang kelabu.
g. Besi tuang mampu tempa.
Kategori