Bab 2 Raw Mill System Dg VRM

Raw Mill System dengan Vertical Roller Mill

Indonesia Cement & Concrete Institute

2

Indonesia Cement and Concrete Institute

Raw Mill Department

3


Gas Ke Cooling Tower

Produk Raw Mix ke CF Silo

CONTOH ALIRAN PROSES RAW MILL SYSTEM

HOPER

CLAY STORAGE + BUCKET EXCAVATOR

VERTICAL MILL + CLASSIIER

KILN EXHAUST GAS

EXHAUST GAS TO COOLING TOWER

RAW MIX TO CF SILO

CYCLONE

PEMISAHAN

PENGGILINGAN

PENCAMPURAN

PENGERINGAN

PEMISAHAN

4


Raw Mill dg Vertical Roller Mill

5


Vertical Roller Mill (VRM)

6


Elemen-elemen VRMfeed gate(air lock)

mill casing

waterinjection

dam ring

louvre ringnozzle of

material scraper

mill outlet duct

speed reducer withtable bearingand motor

clutch

grinding table

hot gas inlet

hydraulic cylinder

table liner

roller with tyreor segments

roller axlerocker arm

discharge flapseparator

tailings cone

separatorguide vanes

cage rotorseparator

product dischargemill exhaust

7


Vertical roller mill: frame type

Polysius: Doroll Gbr. Pfeiffer: MPS

8


Vertical roller mill: rocker arm type

Loesche: LM Kobelco: OK

9


Beberapa Konfigurasi VRM

G.Pfeiffer Loesche FLS Atox Polysius

10


Bagian Utama VRMFeed

Table dan roller

Nozzle dan retention ring

Motor & reducer

Hydraulic system

separator

Mill body

11


Asesoris VRM Rotary valve Pendulum valve

Weigh belt Metal extraction

Menurunkan false air yang masuk bersama material. Cocok untuk material kering

Menimbang material untuk memastikan continuous grinding bed di dalam mill

Metal membahayakan roller & table. Magnet membuang material ini

Menurunkan false air yang masuk bersama material. Cocok untuk material lumpy

12


Proses di dalam VRM

Grinding

Drying

Transport

Separating

13


Aliran Material di dalam VRMGas & Produk Raw Meal

Feed Material

Separator Rejects

Internal Circulation

Material kasar jatuh melalui scraper

Internal gas flow

Material & Gas

Material

Gas

Separator:

Memisahkan produk dengan reject

14


Internal VRM

Meja

Roller Drive

Classifier

Bahan Umpan

Tepung baku berbentuk gas keluar Raw Mill

15


Prinsip Kerja VRMVertical roller mill

Feed size:f (Roller Ø )

Material bed

Feed material

Max Particle size in feed: 5-8 % of roller diameter

Grinding force =

Roller weight + (pressure) Force

Table digerakkan drive

Roller berputar

16


static separator conventional rotor type cage rotor typewith guide vanes

F T

P

F F FT T

P

F F

T

P

T F

P

F =

P =

T = Tailings

Product

Feed

F T

Built-in Separator VRMCage Rotor typeConventional

Rotor type

Static type

Separation control:

1. Vane adjustment

2. Speed control

17


VRM - Separator

Sudut mempengaruhi ukuran produk

Kecepatan rotor mempengaruhi

kehalusan produk

Rotor seal mempengaruhi

efisiensi separator

18


VRM - External Circulation

collecting conveyor

fresh feed

louvre ring

scraper

bucket elevator

19


VRM – Control Points

Control points1 gas flow2 pressure

difference3 return gas flow

pressure4 outlet

temperature5 external

recirculation

20


Detail Proses di Dalam VRM

21


1. Proses

2. Feed system

3. Drying

4. Grinding

5. Mill ventilation dan transport

6. Separating (pemisahan)

7. Kontrol Operasi Mill

8. Kualitas produk

Detail

22


1. Proses di dalam Vertical Roller Mill Grinding

Material dihaluskan di antara roller dan meja

Drying Pemanasan material dg gas

panas Transport

Dari table ke separator melalui gas

Separating Produk halus dipisahkan

dari yang kasar dan mengembalikan yang kasar ke table untuk digiling lagi

23


1.1.Grinding: distribusi material di atas table

24


1.2. Drying

T [°C]350

95

25

150 75

85

Hot gas

Material

25


1.3. Transport

Material ditransport secara pneumatic dari meja menuju separator

Material jatuh dari meja ditransport secara mekanikal melalui nozzle ring

26


2. Feed and Feed System

27


Feed materials

d Ukuran maksimum feed

d < 5 – 8 [%] DR

Particle size distribution

Moisture & stickiness

[%]

Particle size [mm]

28


Feed System Arrangement

Reject & resirkulasi menuju bucket elevator / scrap bin

Magnet Metal detector

29


Feed air lock Rotary feed

[%] H2O < 8 Non sticky material

Triple gate

Sealing yang baik untuk mencegah false air

Triple gate [%] H2O > 8 Very sticky materials

30


Feed chute

Hot gas

Feed Pemanasan untuk material sticky

Feed

Mill hot gas

Hot gas

31


Feed chute

Sudut inklinasi > 45 [°]

Feed pada pusat table

32


3. Drying

33


3.1. Drying di dalam Vertical Roller Mill

> 90 - 95 [°C]Material & moisture

Mill motor power

Cold air

Hot gas

Material, vapour, cold gas, hot air

34


3.2. Di mana pemanasan terjadi ?

Hot gas

Material meninggalkan

tableEvaporation

35


3.3. Sumber Hot Gas

Kiln gas 1.5 [Nm3/kg clinker] < 350 [°C] 6 – 7 [%] H2O

Cooler gas 0.4 [Nm3/kg clinker] ~ 300 [°C] 1 – 1.5 [%] H2O

Hot gas generator

- < 450 [°C] pada inlet mill- sd 20 [%] H2O

36


3.4. False air pada mill system

Pengaruh false air: Menurunkan produksi mill Menurunkan produksi kiln

Mill < 15 [%] Mill system < 20 [%]

37


3.5. False air pada mill

all sealingsof casingopenings

feedair seal

Compensator

doors +covers

CompensatorCompensatorExternal reject

38


4.Grinding

39


4.1. Grinding Efisiensi dipengaruhi oleh

Material di atas table:

1. Jumlah

2. Distribusi

3. Fineness

Roller specific operating pressure

Tinggi dam ring

Armour ring

Nozzle ring

Roller & table wear profile

KecepatanTable

40


4.2. Jumlah material di atas meja Terlalu banyak material Terlalu sedikit material

Roller tries to jump over

Thicker bed Material escapesFiner material bed

41


4.3. Distribusi Material di atas table

42


Dam ring

grinding bed

roller

linernozzles

table

dam ringMengontrol

ketebalan material

Controls material flow leaving the grinding zone

43


Nozzle dan armour ring

Armour ring inklinasi

mengontrol jumlah material yang

dikembalikan ke table

Airspeed melalui nozzle ring

mengendalikan jumlah material pada external recirculation

44


5.Material internal transport

45


121110

0908

07

0605

0403

0201

4847

4645

44

43

4241

4039 38 37 36 35

3433

3231

3029

2827

2625

2423

2221

20

19

1817

16151413

Nozzle ringThe nozzle ring

evens the air distribution all

around the table

The airspeed through the nozzle

ring can be modified by selective

opening/closing the free surface

46


6.Separating

47


Tahapan proses separasi

The material lifted by the air and

falling back to the table

The material that reached and was rejected by the

separator

48


Sirkulasi Material Sebagai Proses Separasi

3 tahap/sirkulasi dalam proses separasi

Siklus 1 : pre separasi di louvre ring

Siklus 2 : preseparasi di atas louvre ring (perbedaan energi kinetik)

Siklus 3 : separasi akhir di separator

49


Material di separator

Guide vanes

Rotor Dynamic seal

Grits cone

50


Apa saja yang mempengaruhi efisiensi separator ? Tipe separator

Desain dan posisi guide vanes

Desain rotor blades

Distribusi udara dan material di atas the rotor height dan circumference

Dynamic seal state

Jumlah udara pemisah

51


Separator type

100 [%] 115 – 125 [%]

105 - 110 [%]

52


121110

0908

07

0605

0403

0201

4847

4645

44

43

4241

4039 38 37 36 35

3433

3231

3029

2827

2625

2423

2221

20

19

1817

16151413

Selective closing of the nozzle

ring opening can help even material

distribution on the rotor

circumference

Distribusi udara dan material

53


Dynamic seal

A dynamic seal in bad state or with gaps allows finish product contamination with coarse material

54


7. Target pengendalian mill Memastikan kondisi operasi yang stabil untuk setiap

proses di dalam VRM untuk mendapatkan : Kualitas yang baik Kualitas yang konstan Efisiensi prose yang optimal

Memaksimalkan produksi

55


Drying processTmo = Constant & > 90 [°C]

Direct operation duct damper (raw meal grinding) Hot gas generator fuel consumption (slag, composite cement and pozzolana grinding) Cooling tower water injection rate (raw meal grinding) Fresh air damper

56


Grinding process

Mill motor absorbed power kept constant through fresh feed (preferred) Mill differential pressure kept constant through fresh feed Water injection used to keep material bed on the table stable

Mill load

57


Material transport and separation processes

Pressure at mill inlet constant through recirculation damper opening Pressure at mill outlet constant through fan operation (fix speed fan

damper opening, variable speed fan: fan speed)

Airflow rate = Constant

58


8.Product quality

59


Dosing of raw meal components Accurate dosing is a must achieving good meal

chemical composition Feed system

Retention time in the mill very short (few minutes)

60


Raw meal typical particle size distribution (PSD)

10 < [%]R90 [um] < 20

[%]R200 [um] < 0.5 – 1.0

Cement Manufacturing Course

Good (modern) separator

Bad (old) separator

61


Product PSD and separator operation (type) Good separation (raw meal & coal)

Separating process

[%] R 200 [um]

[%] R 90 [um]0.02 < < 0.05

Improvable separation (raw meal & coal)

[%] R 200 [um]

[%] R 90 [um]0.05 <

Good (modern) separator

Bad (old) separator

62


Example of Product Quality

Target quality:

15.0 [%] on 90 [um]

0.5 [%] on 200 [um]Achieved

product PSD

63


Example of Operational Data

64


Desain Umum Kinerja VRM

1. Umpan material False air diminimalkan

dengan feed gate Casing feed transport

diselubungi dengan gas panas untuk menghindari block

2. Penggilingan Dipengaruhi oleh diameter

roller, kecepatan putar table, tekanan roller dam karateristik material (kekerasan, granular, dan size ukuran)

3. Injeksi air untuk mengurangi vibrasi

4. Sirkulasi material

65


Aspek Operasional Grinding & Final Separasi

1. Grinding, yang sangat dipengaruhi oleh :

Granulometry material Tekanan roller Dam ring Louvre ring

2. Ekternal Sirkulasi

3. Final separasi yang diperankan oleh separator (prinsip ideal : material halus semuanya menjadi produk dan material kasar dikembalikan ke table)

66


Distribusi Ukuran Material Produk Separator

67


Pengendalian Operasi Mill

Parameter-parameter yang digunakan untuk pengontrolan operasi mill adalah :

Temperatur Draft Laju gas Kehalusan material

68


Kinerja VRM

1. Kapasitas Mill, bergantung pada : Kualitas (Kehalusan dan kadar air) produk, yang

sangat dipengaruhi oleh Efek pemisahan separator Cukupnya gas panas Flow udara Putaran classifier

Grindabilitas material umpan Kondisi mill dan sistem (efectifitas separasi, keausan

wear part) Operasi mill dan kontrol

2. Energi Mill, bergantung pada : Efektifitas penggilingan yang ditunjukkan oleh

kapasitas Efektifitas separasi

69


Energi MillGrindability material

70


Contoh Data Operational Vertikal RM

Parameter Unit RM IIIC RM 5R1 RM 5R1 (mod) RM 5R2I. Mill Feed

1. Feed tph 240-300 180-190 330-380 330-3802. Kadar air % 4-8 4-6 4-6 4-6

II. Mill1. Mill Inlet Pressure -mBar 4-5 10-14 5-7 5-72. Differential Pressure mBar 75-85 60-63 60-62 62-643. Outlet Temperature oC 85-95 80-85 80-85 80-854. Inlet Temperature oC 200-210 200-235 220-275 220-2755. Flow udara m3/jam 410-425 690000 708000 6000006. Vibrasi mm/s 4-8 10-14 5-8 4-67. Hydraulic pressure bar 40-45 42-45 80-90 80-908. Accumulator pressure bar 25 20 50 509. Mill Pow er kW 1200-1500 1380-1400 2080-2220 2130-230010. Mill Fan Pow er kW 1850-1950 2050-2200 2030-2145 1790-190011. Speed classif ier % 95-97 60-63 60-65 70-7213. Produk

Sieve on 90m % 15-18 20-24 12-14 12-14Sieve on 180m % 1.2-1.8 5-8 2.5-2.8 1.6-1.9kadar air % 0.3-0.5 0.3-0.4 0.3-0.4 0.3-0.4

VRM 1 VRM 2 VRM 3 VRM 4

71


Contoh Spesifikasi VRMParameter Unit RM IIIC RM 5R1

RM 5R1 (mod)

RM 5R2 (mod)

I. Mill System1. Produsen - Loeche Loeche Loeche Loeche2. Kapasitas Design tph 240 310, min 310, min 310, min3. Type - LM 38.40 LM 41.4 LM 41.4 LM 41.44. Table Revolution rpm 29.0 27.56 27.56 27.565. Jumlah Roller unit 4 4 4 4

II. Mill1. Tyre

a. Dia. Tyre (kecil/besar) mm 1625/1985 1960/2228 1960/2228 1960/2228b. tinggi tyre mm 705 708 708 708

2. Gear Box Flender Flender Flender Flendera. Jenis Bevel

PlanetaryBevel

PlanetaryBevel

PlanetaryBevel

PlanetaryLoad (p1/p2) kW 2000 / 2000 2650 / 2650 2650 / 2650 2650 / 2650Speed drive 900 990 990 990Output speed 29 27.56 27.56 27.56

2. Dia. Table mm 3800 4100 4100 41003. Tinggi damring mm 95 80 95 954. Hydraulic

a. Dia. Inner Cylinder mm 410 430 430 430b. Operating area/cyl cm2 1065.8 1168.7 1168.7 1168.7c. Jumlah Accumulator/cyl unit 6 4 4 4d. Volume Accum. ltr 32 32 32 32

5. Pow era. Mill motor 2250 2900 2900 2900b. Mill Fan motor 2520 2900 2900 2900

IV. Separator1. Classif ier

a. Type - LJKS 70 LDKS 70 Design PTSP Design PTSPb. Jumlah Flap unit - 48 48 hole 48c. Sudut f lap o - adjustable sistem hole 60d. Tinggi f lap mm - 1280 - 2000

2. Pow er kW 132 132 132 1323. Type cyclone - Z 14000 SRE Z 14000 SRE Z 14000 SRE

VRM 1 VRM 2 VRM 3 VRM 4

72


Contoh Data Operational Vertikal RMParameter Unit RM IIIC RM 5R1 RM 5R1 (mod) RM 5R2

I. Mill Feed1. Feed tph 240-300 180-190 330-380 330-3802. Kadar air % 4-8 4-6 4-6 4-6

II. Mill1. Mill Inlet Pressure -mBar 4-5 10-14 5-7 5-72. Differential Pressure mBar 75-85 60-63 60-62 62-643. Outlet Temperature oC 85-95 80-85 80-85 80-854. Inlet Temperature oC 200-210 200-235 220-275 220-2755. Flow udara m3/jam 410-425 690000 708000 6000006. Vibrasi mm/s 4-8 10-14 5-8 4-67. Hydraulic pressure bar 40-45 42-45 80-90 80-908. Accumulator pressure bar 25 20 50 509. Mill Pow er kW 1200-1500 1380-1400 2080-2220 2130-230010. Mill Fan Pow er kW 1850-1950 2050-2200 2030-2145 1790-190011. Speed classif ier % 95-97 60-63 60-65 70-7213. Produk

Sieve on 90m % 15-18 20-24 12-14 12-14Sieve on 180m % 1.2-1.8 5-8 2.5-2.8 1.6-1.9kadar air % 0.3-0.5 0.3-0.4 0.3-0.4 0.3-0.4

73


Alat Pengaturan Pengaruh

Weightfeeder Kecepatan Laju umpan

Proporsi masing-masing komponen

Roller Tekanan hidrolik Tekanan penggilingan

Tebal bed di atas table

Classifier Laju putar Kehalusan produk

Posisi blade Beban sirkulasi

Fan mill Posisi damper Laju ali gas

Temperatur keluar mill

Pengendalian Operasi Raw Mill

74


Contoh Pengendalian Operasi Mill System

AKSI ATAU GEJALA MASALAH ATAU PENYEBAB LANGKAH PERBAIKAN

1. Kapasitas rendah

a. Feed rate terlalu rendah a. Naikkan Feed rate

b. Tires dan Grinding aus b. Ganti tires dan Grinding yang aus

c. Air flow terlalu rendah atau tinggi sekali

c. Atur Air flow sesuai dengan kebutuhan

d. Pressure drop System tinggi d. Analisa Profil Pressure

e. Grinding pressure sangat rendah e. Naikkan Grinding pressure dan reset tekanan akumulator

f. Dam Ring sangat rendah f. Naikkan ketinggian dam ring

g. Produk sangat halus g.Turunkan kecepatan classifier

2. Kapasitas sangat tinggi

a. Grinding pressure sangat tinggi a. Turunkan Grinding pressure dan reset tekanan akumulator

b. Produk sangat kasar b.Naikkan kecepatan Classifier

75


3. Vibrasi Roller tinggi berlebihan

a. Feed terlalu berlebih a. Kurangi feed rate

b. Tiba-tiba kadar air dalam material feed berubah

b. Kontrol kadar air

c. Penyaluran [distribusi] feed tidak tepat

c. Kontrol penyaluran feed

d. Tiba-tiba kehalusan produk berubah tanpa penggantian sesuatu

d. Buatlah pangaturan dalam kehalusan secara perlahan-lahan

e. Tiba-tiba feed berubah terlalu besar tanpa penggantian sesuatu

e. Kontrol feed

4. Vibrasi Roller diatas Normal

a. Jumlah dan/atau kualitas tidak tetap

a. Kontrol penyaluran feed

b. Ketinggian Dam Ring tidak sama b. Ganti Dam Ring

c. Accumulator pre-charge sangat rendah

c. Periksa Accumulator pre-charge [dengan Mill tidak jalan]


76


5. Vibrasi Roller a. Feed tidak cukup a. Naikkan feed rate pelan-pelan

b. Tiba-tiba kadar air material berubah sangat rendah

b. Kontrol kadar air

c. Tiba-tiba kehalusan feed berubah c. Kontrol penyaluran feed

d. Air flow meniup Table berlebihan d. Atur air flow

e. Ketinggian Dam Ring sangat rendah e. Naikkan ketinggian Dam Ring

f. Kegagalan pada classifier produk sangat kasar

f. Periksa classifier

6. Beda tekanan tinggi

a. Grinding pressure rendah a. Naikkan Grinding pressure dan reset tekanan akumulator

b. Feed rate sangat tinggi. b.Turunkan feed rate

c.Internal circulating load tinggi c. Letakkan pembacaan beda tekanan across louvre ring untuk menentukan masalah

d. Ketinggian Dam Ring sangat rendah d. Naikkan ketinggian dam ring

e. Produk sangat halus. e.Turunkan kecepatan classifier

7. Beda tekanan rendah

a. Feed rate sangat rendah a. Naikkan feed rate perlahan-lahan

b. Produk sangat kasar b. Naikkan kecepatan classifier.

c. Ketinggian dam ring sangat tinggi c. Kurangi ketinggian dam ring


77


8. Produk sangat halus

a.Kecepatan classifier sangat tinggi a. Kurangi kecepatan classifier

b. Mill Air flow sangat rendah [jika ada reject] b. Naikkan air flow.

9. Produk sangat kasar

a. Kecepatan classifier sangat rendah a. Naikkan kecepatan classifier.

b. Air flow sangat tinggi [pengambilan produk kasar]

b.Turunkan air flow

c. Kecepatan Louvre ring sangat tinggi dengan air flow yang sesuai [pantas].

c. Periksa luas dari Louvre ring untuk kondisi air flow yang diberikan.

10. Reject tinggi a. Mill air flow sangat rendah a. Naikkan air flow.

b. Tiba-tiba feed rate naik b. Kontrol feed rate.

c. Tiba-tiba kadar air naik. c. Kontrol kadar air feed.

d. Grinding pressure sangat rendah. d. Naikkan grinding pressure dan reset tekanan akumulator

e. Ketinggian dam ring rendah. e. Naikkan ketinggian dam ring.

d. Kecepatan Louvre ring sangat rendah dengan air flow yang sesuai [pantas].

f. Periksa luas Louvre ring untuk kondisi air flow yang diberikan.


78


AKSI ATAU GEJALA

REAKSI LANGKAH PERBAIKAN

11. Grinding pressure tinggi.

a. Ampere Mill motor tinggi Kurangi Grinding pressure dan reset tekanan akumulator.b. Tekanan pada table naik.

c. beda tekanan Mill rendah.

d. Internal Circulating load rendah.

12. Grinding pressure rendah

a. Ampere Mill motor rendah. Naikkan Grinding pressure dan Reset tekanan akumulatorb. Rendahnya kapasitas dan beda tekanan

yang diberikan.

c. Kenaikan Level Reject

d. beda tekanan across Louvre ring dan Classifier tinggi

13. Dam Ring sangat tinggi

a. Ampere Mill motor tinggi . Turunkan ketinggian Dam Ring

b. beda tekanan Mill rendah

14. Dam Ring sangat rendah

a. Ampere Mill motor rendahb. beda tekanan across Louvre ring tinggi.c. Level Reject tinggid. Kapasitas rendahe. e. Vibrasi lebih tinggi dari pada Normal.

Naikkan ketinggian Dam Ring


79


15. Material feed sangat kering

a. Exit temperatur lebih tinggi Kontrol kadar air feed.Kurangi panas yang masuk.Atur kembali parameter Mill untuk mengimbangi

kondisi feed yang kering terus menerus.

b. Gesekan material diatas Grinding bed rendah

c. Pembersihan table dan Roller action rendah

d. Produk kasar,kehalusan berkurang

e. Ampere Mill motor rendah

f. Beda tekanan turun

g. Recirculating load turun

16. Material feed sangat basah

a. Exit temperatur lebih rendah Kontrol kadar air feed.Tambahkan panas yang masuk.Atur kembali parameter Mill untuk mengimbangi

kondisi feed yang kering terus menerus.

b. Matarial mengalami penggumpalan diatas Grinding bed.

c. Vibrasi roller tinggi

d. beda tekanan pada Louvre ring lebih tinggi

e. Ampere motor lebih tinngi

f. Kapasitas turun.

17. Internal circulating load tinggi.

a. beda tekanan lebih tinggi Atur kecepatan ClassifierNaikkan Grinding PressureAnalisa Air flowb. Produk sangat halus

c. Classifier terhambat

d. Sudut armour ring sangat dangkal atau panjangnya sangat panjang

e. Grinding pressure rendah

f. Air flow rendah


80


Power Consump naik dari 11 kWh/t

ke 21 kWh/t

Feed Mill turun dari 340 tpj ke

225 tpj

Contoh Masalah Pada Mill akibat Limestone Keras

Documents

Bab 2 Raw Mill System Dg VRM