BAB 4 PERENCANAAN DAYA
Dalam perhitungan kalor yang diperlukan untuk melakukan operasi, perlu diketahui kebutuhan kalor untuk tiap-tiap lapisan tanur hingga mencapai suhu
keseimbangan, kebutuhan untuk kalor peleburan baja dari padat hingga cair, dan kalor yang terbuang saat operasional.
4.1 Kalor Untuk Memanaskan Bagian-bagian Tanur
Untuk menghitung jumlah kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan lapisan tiap-tiap tanur dapat diketahui terlebih dahulu menghitung suhu permukaan rata-rata
lapisan. 4.1.1
Lapisan A Lapisan Lining Kalor yang dibututuhkan untuk memanaskan lapisan lining yaitu magnesia
MgO adalah : dT
cp m
Q
A A
. .
= Perubahan suhu rata-rata
C dT
C T
T T
dT
o o
5 ,
1198 30
67 ,
776 1680
2 1
2 1
2 1
= −
+ =
− +
=
∞
Kalor spesifik magnesia cp = 1,13
C kg
kj
o
Universitas Sumatera Utara
massa lapisan magnesia m
A
= 10793,5 kg Kalor yang dibutuhkan hingga suhu setimbang Q
A
kj Q
C C
kg kj
kg dT
cp m
Q
A o
o A
A
02 ,
14617691 5
, 1198
. 13
, 1
. 5
, 10793
. .
= =
=
4.1.2 Lapisan B Batu Tahan Api
Kalor yang dibututuhkan untuk memanaskan lapisan batu tahan api adalah : dT
cp m
Q
B B
. .
= Perubahan suhu rata-rata
C dT
C T
T T
dT
o o
95 ,
418 30
22 ,
91 67
, 776
2 1
2 1
3 2
= −
+ =
− +
=
∞
Kalor spesifik Batu tahan api Cp = 0,96
C kg
kj
o
massa lapisan batu tahan api m
B
= 19840 kg Kalor yang dibutuhkan hingga suhu setimbang Q
B
kj Q
C C
kg kj
kg dT
cp m
Q
B o
o B
B
05 ,
7979394 95
, 418
. 96
, .
19840 .
.
= =
=
Universitas Sumatera Utara
4.1.3 Lapisan C Pelat Baja
Kalor yang dibututuhkan untuk memanaskan lapisan pelat baja adalah : dT
cp m
Q
C C
. .
= Perubahan suhu rata-rata
C dT
C T
T T
dT
o o
W
44 ,
55 30
65 ,
79 22
, 91
2 1
2 1
3
= −
+ =
− +
=
∞
Kalor spesifik pelat baja Cp = 0,465
C kg
kj
o
Massa lapisan pelat baja m
C
= 943,2 kg Kalor yang dibutuhkan hingga suhu setimbang Q
C
kj Q
C C
kg kj
kg dT
cp m
Q
C o
o C
C
3 ,
24156 44
, 55
. 465
, .
2 ,
943 .
.
= =
=
4.1.4 Lapisan D Batu Tahan Api
Kalor yang dibututuhkan untuk memanaskan lapisan batu tahan api adalah : dT
cp m
Q
D D
. .
= Perubahan suhu rata-rata
C dT
C T
T T
dT
o o
a
4 ,
793 30
8 ,
383 4
, 1155
2 1
2 1
5
= −
+ =
− +
=
∞
Universitas Sumatera Utara
Kalor spesifik batu tahan api Cp = 0,96
C kg
kj
o
Massa lapisan batu tahan api m
D
= 11798,74 kg Kalor yang dibutuhkan hingga suhu setimbang Q
D
kj Q
C C
kg kj
kg dT
cp m
Q
D o
o D
D
82 ,
8375028 4
, 793
. 96
, .
74 ,
11798 .
.
= =
=
4.1.5 Lapisan E Pelat Baja
Kalor yang dibututuhkan untuk memanaskan lapisan Pelat Baja adalah : dT
cp m
Q
E E
. .
= Perubahan suhu rata-rata
C dT
C T
T T
dT
o o
19 ,
353 30
5 ,
382 8
, 383
2 1
2 1
6 5
= −
+ =
− +
=
∞
Kalor spesifik pelat baja Cp = 0,465
C kg
kj
o
Massa lapisan pelat baja m
E
= 4211 kg Kalor yang dibutuhkan hingga suhu setimbang Q
E
Universitas Sumatera Utara
kj Q
C C
kg kj
kg dT
cp m
Q
E o
o E
E
96 ,
687046 19
, 353
. 465
, .
4211 .
.
= =
=
4.1.6 Lapisan F Hight alumina brickBatu alumina
Kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan lapisan batu alumina adalah : dT
cp m
Q
F F
. .
= Perubahan suhu rata-rata
C dT
C T
T T
dT
o o
a
35 ,
705 30
7 ,
315 4
, 1155
2 1
2 1
7
= −
+ =
− +
=
∞
Kalor spesifik batu alumina Cp = 1,005
C kg
kj
o
Massa lapisan batu alumina m
F
= 4422,69 kg Kalor yang dibutuhkan hingga suhu setimbang Q
F
kj Q
C C
kg kj
kg dT
cp m
Q
F o
o F
F
87 ,
3135145 35
, 705
. 005
, 1
. 4422,69
. .
= =
=
4.1.7 Lapisan G Pelat Baja
Kalor yang dibututuhkan untuk memanaskan lapisan batu Pelat Baja adalah : dT
cp m
Q
F G
. .
= Perubahan suhu rata-rata
Universitas Sumatera Utara
C dT
C T
T T
dT
o o
95 ,
284 30
2 ,
314 7
, 315
2 1
2 1
8 7
= −
+ =
− +
=
∞
Kalor spesifik pelat baja Cp = 0,465
C kg
kj
o
Massa lapisan pelat baja m
G
= 433 kg Kalor yang dibutuhkan hingga suhu setimbang Q
G
kj Q
C C
kg kj
kg dT
cp m
Q
G o
o G
G
12 ,
57003 95
, 284
. 465
, .
33 4
. .
= =
=
4.1.8 Kalor total yang diperlukan untuk memanaskan tanur, Q
t
Q
t
= Q
A
+ Q
B
+ Q
C
+ Q
D
+ Q
E
+ Q
F
+ Q
G
= 14617691,02 + 7979394,05 +24156,3 + 8375028,82 + 687046,96 + 3135145,87 +57003,12
Q
t
= 35141438,96 Kj 4.1.9
Kalor untuk memanaskan udara dalam tanur Qud Dari lampiran diperoleh cp udara adalah 1,25 kjkg
C dT
cp m
Q
ud ud
. .
= Perubahan suhu rata-rata
C dT
C T
T dT
o o
G
7 ,
1195 30
7 ,
1225 =
− =
− =
∞
Universitas Sumatera Utara
Kalor spesifik udara Cp = 1,27
C kg
kj
o
Massa lapisan udara dalam tanur M
ud
= 2,63 kg Kalor yang dibutuhkan hingga suhu setimbang Q
G
kj Qud
C C
kg kj
kg dT
cp m
Q
o o
ud ud
76 ,
3993 7
, 1195
. 27
, 1
. 63
, 2
. .
= =
=
4.1.10 Kalor yang terbuang melalui udara
Berdasarkan dari hasil survei, Gas Flow Rate F adalah 150 – 165 m
3
ton dalam operasi normal. Dari data ini dapat diperoleh banyaknya kalor yang terbuang
untuk setiap pengisian adalah : m
u
= F. m .
ρ = 165 m
3
ton x 9 ton x 0,23 kgm
3
m
u
= 341,59 kg m
u
= Massa udara yang mengalir ke udara bebas M
= Massa scrap setiap pengisian Kalor yang terbuang melalui udara Qub
kj Q
C C
kg kj
kg dT
cp m
Q
ub o
o u
ub
73 ,
480531 30
4 ,
1155 .
27 ,
1 .
59 ,
341 .
.
= −
= =
Universitas Sumatera Utara
4.1.11 Total kalor untuk pemanasan udara Qut
Q
ut
= Q
ud
+ Q
ub
= 3993,76 kj + 480531,73 kj Q
ut
= 484525,49 kj 4.1.12
Kalor yang terbuang secara konduksi qd a
Kalor terbuang dari dasar tanur
w q
m w
m A
Q A
q
d l
d
2 ,
17881 1986
. 9
.
2 2
= =
=
b Kalor terbuang dari dinding dan tutup tanur
q
dt
= 82154,18 w
Total daya terkonduksi q
t
q
t
= q
d
+ q
dt
= 2
, 17881 + 82154,18
q
t
= 100035,38 w Total kalor terkonduksi selama waktu operasi 1 kali pengisian Q
k
, dimana t
= 1800 second Q
k
= q
t
. t = 100035,38 js . 1800 s
Q
k
= 180063,69 kj
Universitas Sumatera Utara
4.2 Proses Peleburan Baja
Kategori