III-1
Proses Produksi
BAB III PROSES PRODUKSI
Proses produksi kaca pada PT. Asahimas Flat Glass Tbk Sidoarjo Factory menggunakan metode float. Dasar pertimbangannya adalah untuk menghasilkan produk kaca yang lebih berkualitas berstandar internasional. Adapun langkahlangkah proses yang digunakan untuk pembuatan kaca pada PT. Asahimas Flat Glass Tbk Sidoarjo Factory adalah sebagai berikut: 1. Proses pengadaan bahan baku 2. Proses pencampuran bahan baku (Batch house) 3. Proses peleburan (Melting) 4. Proses pembentukan dan pendinginan (Drawing) 5. Proses pemotongan dan pengepakan (Cold line)
III.1 Pengadaan Bahan Baku
Proses penyiapan bahan baku ini dilakukan oleh Departemen Purchase yang masih dibawah koordinasi devisi Logistik. Logistik. Bahan ba ku yang sudah diterima pabrik bisa berbentuk curah atau kemasan. Proses pengangkutan bahan baku harus dilindungi dari kontaminasi bahan yang bisa menyebabkan permasalahan serius, misalnya logam loga m nikel. Bahan ba ku yang diterima harus dikontrol dik ontrol dengan baik bai k komposisi, ukuran partikel dan kandungan airnya. Penyimpanan bahan baku harus sesuai dengan sifat fisik dan kimia ba han. Bahan baku yang dibutuhkan oleh PT. Asahimas Flat Glass Tbk Sidoarjo Factory dapat digolongkan menjadi tiga macam, yaitu bahanbaku utama, bahan baku pembantu dan bahan baku pewarna (colorant). i
Bahan baku utama
1. Silica sand Silica sand berbentuk pasir yang berwarna kuning kecokelatan dengan ukuran 0,2-0,3 mm. Silica sand yang dibutuhkan oleh PT. Asahimas Flat Glass Tbk Sidoarjo Factory berasal dari Tuban, Jawa timur dan Kepulauan Bangka Belitung. Silica sand merupakan bahan ba han utama pembuatan kaca
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-2
Proses Produksi
dimana silica memiliki sifat yang keras dan transparan. Silica dari alam mengandung SiO2 sebesar 97% pada komposisi bahannya yang merupakan 70-75% penyusun komposisi kaca. Selain itu silica sand juga mengandung Al2O3 dan Fe2O3 sebagai impuritiesnya. Ukuran partikel silica sand sangat berpengaruh pada temperatur di furnace. Jika ukuran partikel besar maka membutuhkan banyak waktu untuk melebur silica sand maka sebelum diolah silica sand harus diayak sehingga didapat butiran partikel yang lebih halus. 2. Dolomite Dolomite merupakan mineral bahan tambang yang komponennya terdiri dari CaCO3, MgCO3 dan SiO2. Bahan ini merupakan sumber CaO dan MgO. Pemanasan pada dolomite menghasilkan CaO dan MgO. CaCO3 CaO + CO2 MgCO3 MgO+ CO2 Fungsi dari MgO adalah untuk menurunkan viskositas kaca pada temperature tinggi. 3. Soda ash Soda ash (Na2CO3) digunakan karena kita memerlukan kaca yang bebas dari ion chlor dan sejenis (golongan halogen) sedangkan sumber natrium mayoritas berasal dari garam NaCl. Soda ash dipakai dalam kaca akan membentuk oksida Na2O dan K 2O, dimana total Na2O dan K 2O disebut R2O. Soda ash merupakan material yang memiliki sifat garam. Soda mengandung sodium atau natrium, yang merupakan golongan alkali, yang memiliki 1 ion +. Soda merupakan pereaksi kuat, sangat kuat bereaksi dengan ion lain. Sifat soda akan melembekkan material atau softening. Namun untuk keperluan pembuatan kaca, kita memerlukan atau yang disebut 4. Lime stone Nama lain lime stone st one adalah batuan kapur. Kapur identik dengan denga nKalsium (Ca) dan Magnesium (Mg). Kapur berasal dari alam dan banyak ditemui dalam bentuk batuan kapur. Lime atau kapur memiliki sifat dapat
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-3
Proses Produksi
mengeraskan dan membuat bahan menjadi getas. Di dalam kaca kapur membentuk oksida kalsium dan magnesium dalam bentukCaO dan MgO. Sehingga total CaO dan MgO disebut sebagai RO. i
Bahan baku pembantu
1. Feldspar Bahan ini didapatkan dari Blitar, Jawa Timur. Feldspar mengandung Al2O3, unsure alkali dan silica. Penambahan Al2O3 sangat efektif untuk memperluas temperature daerah kerja, meningkatkan ketahanan alkali dan menurunkan suhu devitrifikasi. Feldspar mengandung 72 % SiO2, 12% Al2O3, 8% K 2O dan 2% Fe2O3. 2. Salt cake Salt cake yang mengandung 99% Na2SO4 berfungsi sebagai fining agent, bahan pemurni kaca dari bubble. Salt cake berbentuk serbuk halus dan merupakan sumber Na2O dan SO2. 3. Calumite Mineral yang terdiri dari SiO2, Al2 O3, CaO, Na2O dan K 2O ini diperoleh dari penambangan dan sisa peleburan baja diInggris dan Jepang. Calumie berfungsi untuk sumber SiO 2 dan CaO. Selain itu calumite dapat menurunkan suhu titik lebur pada proses melting karena sifatnya yang mudah dan cepat melebur 4. Nepheline Nepheline
atau
NaAlSiO merupakan 4
supplier
Al2 O3.
Komposisi
Nepheline hampiir sama dengan feldspar, yaitu terdiri dari SiO2, Al2O3, Na2O dan K 2O. 5. Sodium Nitrate Sodium Nitrate adalah sumber Na2O dan mencegah terbentuknya NiS pada kaca. Adanya NiS pada kaca akan menyebabkan kaca pecah peca h secara tibatiba.
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-4
Proses Produksi
i
Bahan baku pewarna (colorant)
1. Blue dust (Fe2O3) Unsur besi pada senyawa ini mempunyai bilangan oksidasi +3 karena dalam bentuk stabil. Senyawa ini memberi warna hijau pada kaca dan juga sebagai accelerator pada proses refining seperti halnya salt cake. Fe2O3 diperoleh dari Jepang, Inggris dan Hongkong. 2. Cobalt Oxide (CoO) Penambahan bahan ini untuk member warna biru pada proses pembuatan kaca. Senyawa ini diperoleh dari Jepang, Inggris dan Hongkong. 3. Cerium Oxide (CeO2) Warna hijau dari salah saru jenis kaca disebabkan oleh senyawa ini. Selain sebagai pewarna, senyawa ini juga mampu menyerap sinar UV dari matahari. Pada industry kaca optik, senyawa ini memberikan warna kuning cerah bila dicampur dengan mangan dioksida murni. 4. Titanium Oxide (TiO2) Senyawa yang berbentuk serbuk putih dengan kemurnian 98-99% ini memberikan warna kuning pucat (watered yellow). Senyawa ini diimpor dari Inggris, Jepang dan Hongkong. 5. Chrom Oxide (Cr 2O3) Senyawa berbentuk kristal ini ditambahkan sebagai pewarna hijau chrom. 6. Cokes (C) Senyawa ini dibutuhkan dalam jumlah kecil pada pecampuran bahan kaca, namun mempunyai efek cukup besar, yaitu pengendalian reaksi reduksi. 3+
Fe
2+
Fe
Fe2O3 FeO + O2 7. Sodium Selenite (Na2SeO3) Senyawa ini digunakan sebagai colorant merah pada kaca. 8. Tin Oxide ( SnO2) Senyawa ini berfungsi sebagai reduktor NiS yang dapat menyebabkan kaca pecah mendadak.
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-5
Proses Produksi
III.2 Proses Pencampuran Bahan Baku (Batch House)
Kaca yang diproduksi oleh PT. Asahimas Flat Glass Tbk Sidoarjo Factory adalah kaca jenis soda lime silica glass. Semua komposisi kimia di dalam kaca adalah berbentuk oksida atau senyawa yang mengandung unsur oksigen. Setiap KOG memiliki komposisi kimia yang berbeda-beda, sesuai kebutuhan target operasi operas i yang ditetapka n. Penetapan Penetapa n target targ et komposisi komposis i ini umumnya didasar kan pada perhitungan kualitas fisik kaca setelah jadi, seperti softening point dan kalkulasi ekonomis dan hak paten dari setiap jenis KOG. Tabel III.2.1 Komposisi KOG Chemical
Unit
FL
LNFL
GNFL
PGFL
DHSFL
NHI
SiO2
%
71,62
71,16
71,21
69,82
71,05
71,43
CaO
%
8,48
8,08
8,25
8,57
8,84
7,72
MgO
%
4,47 4,4 7
4,58
4,54
4,49
4,23
4,58 4,5 8
Na2O
%
13,54
12,44
12,51
13,39
13,58 13,58
13,56
K 2O
%
0,22 0,2 2
1,04
0,78
0,57
0,30
0,41
AL2O3
%
1,27
1,84
1,86
1,83
1,39 1, 39
1,30
TiO2
%
0,04
0,05
0,07
0,04
0,06 0, 06
0,02
Fe2O3
%
0,11
0,56
0,66
1,08
0,46 0, 46
0,79
SO3
%
0,27
0,25
0,13
0,22
0,09 0, 09
0,19
CeO
ppm
0,00
0,00
0,00
20,00
20,00
0,00
100,00
100,00
100,00
100,00
100,00
100,00
Total
RO dan R2O Total
RO
%
12,95
12,66
12,79
13,06
13,07
12,30
R2O
%
13,76
13,48
13,29
13,96
13,88
13,98
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-6
Proses Produksi
Colorant
CoO
ppm
4,03
6,38
251,37
64,74
6,02
Co
ppm
3,17
5,02
197,74
50,93
4,74
V2O5
ppm
9,90
Se
ppm
1,02
27,65
3,07
0,36
Cr 2O3
ppm
0,00
54,12
45,19
6,54
Tujuan
pencampuran
bahan
baku
26,00
pada
tahap
ini
adalah
untuk
mendapatkan campuran antara materal yang satu dengan material yang yang lain dan dengan cullet homogen karena kehomogenan sangat berpengaruh pada proses peleburan dan kualitas produk yang dihasilkan. Banyaknya mixing per hari = dimama:
Pull ×% batch batch ×W mixing
batch = batch ± effisiensi batch = 0,83 W mixing ± berat kering mixing batch Biasanya batch x W mixing = W batch yang jadi moltenglass = 2500 kg
Proses pencampuran bahan baku dibagi menjadi dua tahapan, yaitu: Pencampuran antara materal menjadi mixed batch
Material antara lain silica sand, dolomite, soda ash, lime stone, feld spar, salt cake, colorant dan lain-lain sesuai dengan kaca yang akan diproduksi dicampur dengan menggunakan mixer berbentuk turbin. Secara garis besar maka skema prosesnya adalah:
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-7
Proses Produksi
Pengiriman material dari purchase
Stock dari silo
Controlled by purchase Controlled by hot Penimbangan di scale hopper
Unit water mixing
Mixing di mixer Kapasitas 3500 kg Penambahan air Chute dumper
Batch tank #1
Batch tank #2
Timbangan batch
Cullet tank
Batch and cullet conveyor
Batch & cullet charging (feeding ke furnace)
Gambar III.2.1 Proses Pencampuran Material Menjadi Mixed Batch
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-8
Proses Produksi
Proses mixing berlangsung selama 4 menit yang dibagi menjadi 2 tahap, mixing basah dan mixing kering. Proses mixing kering terjadi pada 1 menit pertama kemudian dilanjutkan mixing basah dengan penambahan air untuk memperole memp eroleh h moisture sesuai dengan denga n yang diharapka n yaitu 4,5-5,5 4,5-5,5 %. Sebagian besar alat transportassi material adalah belt conveyer dan bucket elevator. Pada operasi scale dikenal beberapa istilah utama, yaitu : Over under
Adalah batas toleransi minimal dan maksimal untuk unt uk masing-masing material dimana dalam range tersebut tidak akan mengubah properties kaca yang dihasilkan secara signifikan. Over feed/free fall
Merupakan setting pada saat charging/discharging, yaitu material yang turun ke weighing saat cintron berhenti. Charging
adalah memasukkan material dari silo ke dalam scale, yang kemudian akan difeeding ke dalam mixer saat periode discharging dimulai. Besar material yang ditetapkan adalah total material di dalam scale. Discharging
adalah mengeluar kan material dari dala m timbangan ke ke dalam mixer. Besar material yang ditetapkan adalah total material yang dikeluarkan dari dalam scale. Material yang di-discharging inilah yang merupakan material yang dibutuhkan untuk dimixing menjadi batch. Material yang akan didischarge akan dialirkan ke dalam mixer melalui belt conveyer besar. Proses discharging dimulai dari material yang terbanyak (silica sand), hal ini dilakukan dengan pertimbangan, apabila dimulai dari material yang sedikit akan terjadi kemungkinan material ini lengket/menempel padabelt conveyer dan juga bisa terbang karena ringan kemudian akan berpengaruh sangat besar pada komposisi batch.
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-9
Proses Produksi
Tabel III.2.2 Tahapan Proses Mixing Step
Tahapan
1
Belt conveyer berjalan, mixer sudah dalam keadaan ready. rea dy.
2
Material mulai turun (charge kemudian discharge), mulai dari yang terbanyak: Waktu discharge
3
1. Silica sand
+/- 1600 kg
2. Soda ash
+/- 530 kg
3. Dolomite
+/- 660 kg
4. Feldspar
+/- 330 kg
5. Salt cake
+/- 20 kg
6. Calumite dkk
+/- 100 kg
7. Pewarna
+/- 5 kg
Setelah semua material status discharge complete material masuk ke periode mixing kering selama 1 menit.
4
Mulai periode mixing basah selama 3 menit, penambahan hingga moisture contentnya sesuai sesua i dengan yang diharapkan dihara pkan yaitu 4,5-5,5 %.
5
Setelah total mixing time (4 menit), mixer akan men-discharge men-discharge batch dan batch akan turun ke transportasi yang akan membawa batch ke tank mixed batch.
6
Material selesai di-discharge, di-discharge, damper mixer menutup dan mixer dalam keadaan ready untuk menerima material kembali.
Pencampuran antara mixed batch dengan cullet Setelah campuran batch keluar dari mixer, batch tersebut diangkut dengan belt conveyer dan dibawa oleh bucket elevator masuk ke mixed batch tank. Bersamaan dengan itu cullet yang berasal dari circulating circu lating cullet dan foreign cullet juga ditimbang dalam hopper scale. Setelah itu batch dan cullet diangkut dengan belt conveyer dan bucket elevator masuk ke dalam batch dan cullet tank. Selanjutnya dibawa ke blanket feeder sebelum masuk kedalam melter. Namun apabila terjadi kesalahan proses batch yang dapat disebabkan oleh kesalahan kesalahan scale atau kesalahan operasi operasi maka mixed batch tank harus dikuras dan hasilnya disebut miss batch. Miss batch ini disimpan
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-10
Proses Produksi
kemudian diidentifika si komposisinya melalui test laboratoriu m. Pemakaian miss batch dilakukan secara bertahap dengan berdasarkan kesamaan jenis produk dan kualitasnya. Cullet service yard
Feeding cullet
crushing
Magnet separator dan metal detektor
Metal eliminator
Chute dumper
Reject cullet
Tank cullet #1
Tank cullet #2
Kapasitas 90 ton
Cullet scale
Batch tank
Batch and cullet conveyor
Batch & cullet charging (feeding ke furnace)
Gambar III.2.2 Pencampuran Antara Mixed Batch Dengan C ullet
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-11
Proses Produksi
Hal-hal yang harus diperhatikan dalam operasi batch house antara lain: 1. Berat material Berat target harus sesuai dengan berat material dilapangan, dari batch calculation calculation dapat dapat diketahui diketahui berat target target material material dalam dalam keadaan dry, dry, sedangkan untuk bahan-bahan yang berasal dari tambang pasti memiliki kadar moisture tertentuk. Untuk memperoleh berat material actual dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut: Berat material =
2. Prosentase kandungan air material Material yang berasal dari hasil tambang pasti memiliki kadar air tertentu. Kadar air ini harus dikontrol dan di cek secara manual dan automatic. Kadar air material harus sesuai s esuai dengan standar yang ditentukan, yaitu: tu: -
Kadar air silica sand 5%
-
Kadar air dolomite 12%
-
Kadar air feldspar 5%
-
Kadar air lime stone 3%
-
Kadar air batch from mixer 3,5-5,5% 3,5-5,5%
Moisture dicek secara manual dan auto moisture check yang terdapat pada setiap ujung scle feeder dari material yang yang tercantu m diatas. Tidak semua material diperika moisturenya, karena beberapa material tidak memiliki sifat menyerap air atau tidak memiliki sifat hidroskopis. Tujuan pengontrolan kadar air material adalah: o
Mencegah material batch bat ch yang terlalu kering, ter t erbang bang dan da n hilang pada saat transportasi batch berlangsung.
o
Mencegah material batc yang terlalu kering, terbang dan hilang karena tersapu flame pada saat memasuki melter dan dapat menyebabkan kebuntuan pada regenerator.
3. Grain size Grain size dicek dengan cara sampel yang telah diambil diayak dengan sieve yang memiliki ukuran mesh berbeda-beda sesuai dengan material yang
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-12
Proses Produksi
diperiksa. Setelah diayak maka terdapat material yang tidak lolos sieve yang kemudian ditimbang. Grain size dihitung dengan rumus: Grain size =
Tabel III.2.3 Standar Grain Size Bahan Baku Material
Ukuran mesh
Grain size
Periode cek
(gr/kg)
(jam)
Silica sand
24
4
4
Dolomite
8
8
8
Feld spar
24
4
2
Salt cake
48
100
8
Lime stone
12
20
8
Nepheline
12
20
Ada berbagai macam peralatan di Batch house, berdasarkan kategorinya peralatan tersebut dibedakan menjadi: j
Peralatan pemisahan ayak (separator sieving) Alat ini berfungsi untuk memisahkan grain size materiall yang besarnya melebihi standar yang diperbolehkan. Di batch house alat ini dinamakan vibrating screen. Posisinya ada di area feeding silica snd, feldspar dan dolomite.
j
Peralatan pengecil ukuran partikel (grain size reduktor) Alat ini dinamakan crusher dan posisi alat ini ada di bagian cullet feeding area, fungsinya untuk memperkecil ukuran cullet, sehingga ukuran cullet menjadi +/- 2x2 cm.
j
Peralatan transportasi (Tranportation) Ada dua jenis j enis peralatan transportasi yang digunakan berdasarkan arah ara h gerakannya, yaitu: -
Horizontal : Belt conveyer Gerakan belt conveyer horizontal dengan sedikit elevasi (kemiringan). Belt conveyer dapat berjalan sedikit naik sampai kemiringan +/- 30º
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
8
III-13
Proses Produksi
-
Vertikal
: Bucket elevator Bucket elevator bekerja searah vertical 90º ke atas, fungsinya untuk membawa material dari bawah ke atas.
j
Peralatan feeding material (feeder) Ada beberapa jenis mesin feeder dan mesin ini di-setting -setting sesuai dengan den gan kondisi banyaknya kuantitas feeding yang dibutuhkan. Kuantitas besar (>150 kg)
-
Synton feeder Prinsip kerjanya denga menggetarkan pan yang miring, sehinggga material dari silo turun ke dalam dala m scale.
-
Belt feeder Belt feeder merupakan feeder yang berbentuk belt conveyer, namun kondisinya flat (tidak miring).
-
Screw feeder Screw feeder menggerakkan material searah horizontal dengan system screw tau sekrup, dimana material akan digiring searah putaran screw.
Kuantitas kecil (<150 kg)
-
Srew feeder
-
Rotary feeder Rotary feeder merupakan bagian dar i scale fine powder material, seperti colorant. Umumnya scale ini kapasitasnya <150 kg dan mampu mengeluarkan material sampai ketelitian yang sangat tinggi.
j
Peralatan penimbangan (scale) Peralatan penimbangan atau scale, semuanya memakai tegnologi ³Load Cell´, yaitu menggunakan cell beban yang dapat mengubah gaya beban menjadi sinyal listrik. Prinsip kerja ³Load Cell´ hampir sama seperti resistor (tahanan). Jika tahanan meningkat maka akan terjadi kenaikan tegangan. Perubaha n tegangan inilah yang dibaca oleh alat control timbangan. Hubungan antara tegangan dan berat adalah linear.
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-14
Proses Produksi
Scale merupakan bagian yang terpisah dari feeder, karena feeder dapat mempengaruhi beban scale. Untuk itu penghubung diberi kompensator yang berupa kain. j
Peralatan mixing (Mixer) Mixer merupakan bagian utama dari operasi batch house karena dari mixer inilah didapat batch. Mixer yang digunakan PT. Asahimas Flat Glass Tbk Sidoarjo Factory adalah a dalah jenis t urbine dengan denga n kapasitasnya +/- 3500 kg. Prinsip kerjanya seperti pembajak sawah. Material solid berbentuk pair, sehingga akan menyerupai tanah. Bentuk dan posisi bladenya pun berbentuk seperti bajak.
j
Peralatan pre-mix Colorant dibutuhkan sedikit sekali dan bentuk fisiknya sangat halus, sehingga ketika langsung dilakukan dilakuka n feeding, maka material tersebut tida k akan stabil kuantitasnya. Jika jumlah timbangannya sangat kecil, bagi scale akan beresiko tinggi terjadi kesalahan, jika timbangannya sangat kecil. Colorant tersebut dioplos dahulu bersama material major seperti silica sand atau calumite. Sehingga kerja timbangan juga lebih bagus dan kondisi colorant juga dapat dikatakan sempurna feeding. Mixing material ini dilakukan secara terpisah dengan menggunakan V mixer. Cara kerja mixer ini adalah dengan memutar material yang dimasukkan selama beberapa waktu. Kemudian material hasil mixing ini baru difeeding ke dalam scale hopper yang telah disiapkan untuknya atau di-feeding di-feeding secara manual.
j
Peralatan metal separator (Metal detector & separator) Metal separator digunaka n pada saat feeding cullet, ada 2 jenis peralata n yaitu: Magnetik separator
Merupakan magnet yang dipasang untuk menangkap logam berbahan Iron (Fe) yang dapat ditangkap magnet. Ada beberapa magnet gantung yang ditempatkan di transportasi untuk batch dan batch & cullet.
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-15
Proses Produksi
Metal detector
Merupakan alat yang berfungsi mendeteksi logam. Logam yang terdeteksi terdet eksi dapat loga m yang berbasis iron iro n (Fe) atau non-Ferous -Ferou s (SUS/alumina). Kesensitifan deteksinya dapat diatur. Jika ada yang melebihi sensitifitasnya maka metal detector akan memberi sinyal kepada chute damper yang mengalirkan cullet yang kotor ke area reject. j
Peralatan analisis dan pengukuran (measurement) Alat pengukuran analisis yang dipakai, khususnya untuk mengukur moist dari material yang berjalan secara online adalah moisture analyzer. Cara kerjanya menggunakan tegnologi infra red.
j
Peralatan penyimpanan (storage) Peralatan penyimpanan biasa disebut silo atau tank. Bentuknya seperti tangki silinder atau kontak yang berdiri vertical dan pada bagian bawahnya berbentuk kerucut. Fu Fungsinya ngsinya untuk menyimpan material berbentuk solid.
III.3 Proses Peleburan (Melting)
Operasi melting adalah proses peleburan batch dan cullet menjadi bentuk yang homogen yang disebut dis ebut molten glass. Jenis tungku t ungku yang digunakan diguna kan PT. Asahimas Flat Glass Tbk Sidoarjo Factory adalah Flat bottom Furnace. Kejadian di fase melting adalah kejadian alamiah, dimana terjadi perubahan fase dari padat ke cair. Beberapa zat berubah dari padat ke gas atau cair ke gas. Perubahan fase ini sifatnya endothermik atau
memerlukan panas/ener gy. Proses melting
memerlukan energy untuk melebur batch dan cullet, energy ini berasal dari pembakaran natural gas dan panas dari molten glass. Proses peleburan ini terjadi di furnace yang disebut port side furnace, yaitu pembakaran dari sa mping yang mempunyai mempunyai 12 port yang terdiri dari 6 port sis i kiri. Tiap port terdapat dua buah burner kecuali port 6, sistem pembakaran dilakukan secara bergantian kiri dan kanan setiap 20 menit. Setiap sisi furnace dilengkapi dengan r egenerator untuk memanfaatkan panas hasil pembakaran pembakara n kemudian digunakan untuk memanaskan udara.
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-16
Proses Produksi
Dalam proses melting, molten glass mengalir dan mengalami sirkulasi karena adanya perbedaan temperature dan juga karena aksesoris-aksesoris yang ada pada proses melting, yaitu bubler, bub ler, neck skimbar danstirrer. Ada empat stage pada proses melting, akan dijelaskan sebagai berikut: 1. Primary Melting Stage Pada tahap ini, material mulai dipanasi dan melebur. Sumber panas pada tahap ini adalah burner port 1-2-3 dan molten glass itu sendiri. Pada tahap ini konsumsi energy di melting furnace sangat tinggi, karena untuk erubah bentuk raw material menjadi molten butuh energy yang besar. Di fase ini reaksi inti dan penguraian komposisi material menjadi oksida terjadi. Dari semua oksida melebur menjadi satu dan komponen komponen gas yang terjadi t erjadi akan terlepas dan ada yang larut. Tabel III.3.1 Reaksi-Reaksi Reaksi-Reaksi yang Terjadi Pa da Beberapa Material Material Silica sand
Komponen
Melting Point
Dekomposisi
SiO2 99,5%
2300ºC as SiO2 Ignition loss 0,2
MgO 0,6%
dengan Na2O melt %
Fe2O3 0,03%
pada
Al2O3 0,04%
1300ºC
+/-
1200-
TiO2, CaO, K 2O Soda Ash
Na2CO3
854ºC Melt
Na2CO3 Na2O + CO2 pada +/1000ºC
Dolomite
CaO 33%
2500ºC
sebagai CO2 terlepas pada
MgO 19%
CaO
SiO2 0,3%
2800 ºC sebagai Ignition loss 46 %
Al2O3 0,2%
MgO
740ºC-890ºC
+/- 1200-1300ºC Limestone
CaO 55%
2500ºC
MgO 2%
CaO
SiO2 0,6%
2800 ºC sebagai
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
sebagai Ignition
loss
44,34 % (1100ºC)
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-17
Proses Produksi
Al2O3 0,2%
MgO +/- 1200-1300ºC
Feldspar
Calumite
SiO2 70%
1725ºC
sebagai Ignition loss 2,2
Al2O3 13%
SiO2
Fe2O3 3%
2050ºC
Na2O 5%
Al2O3
K 2C 7%
+/- 1200-1300ºC
SiO2 35%
+/- sama dengan
MgO 6%
cullet
% (1100ºC) sebagai
CaO 43% Al2O3 15% Salt cake
Na2SO4 99,5%
884ºC sebagai salt Na2SO4 Na2O cake
Sodium
NaNO3
Nitrate
308ºC NaNO3
+ SO2 + ½ O2 sebagai Pada 550ºC NaNO3 Na2O + NO2
Batch-cullet yang masuk ke dalam furnace melalui dog house, membetuk batch pile yang kemudian akan melebur. Primary melting dibatasi oleh bubler yang membentuk gelombang permukaan (tsunami) ke segala arah. Karena susunan bubler melintang sepanjang melter,maka arah gelombang secara global kea rah upstream dan downstream. Sehingga ada arus balik ke upstream pada pri mary melting. 2. Fining Stage Tahap yang kedua ini adalah a dalah tahap dimana gas-gas hasil r eaksi melting utama (primary melting) yang terkadung di dlaammolten glass dilepaskan. Pada tahap ini temperature molten glass dinaikkan agar kaca menjadi makin encer dan mudah untuk melepaskan gas-gas tersebut. Gas-gas hasil reaksi primer membentuk benih-benih benih-benih buble atau ata u seed bubble, bubb le, dimana diameter dari bubble ini sangat kecil, namun ban yak sekali. Gas-gas bubble ini banyak mengandung CO2, CO2 ini dapat dilepaskan dengan membuat bubble yang lebih besar dari ukuran CO2, yaitu dengan
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-18
Proses Produksi
menambahkan gas SO2 dan O2. Mekanisme fining yang terjadi adalah, bubble yang berdiameter kecil akan menyatu dengan bubble yang berdiameterbesar, sehingga bubble ini akan semakin volatile atau kemampuan ambangnya bertambah. Gas yang berdiameter besar diperoleh dari yang berasal dari salt cake. Untuk menambah efektifitas proses fining ini, maka temperature molten pada stage ini dinaikkan sampai mencapai >1450ºC. Proses terjadinya fining ini ada a da di area port p ort 4-5-6 4-5-6 dan stagnan. Pada area ini akan terlihat banyak foam pada permukaan molten. Foam ini merupakan foam foa m bubble yang naik ke atas permukaan. Agar foam ini dapat tersapu bersih, maka pada pembakaran port 4 dan 5 ditambahkan material Titanium yang dibakar bersama dengan api pembakaran, yang tujuannya untuk menyapu foam ini dengan flame yang berat. Titanium member efek flame akan jatuh jatu h kebawah kebawah dan menyapu foa m yang ada dipermukaan sehingga gasnya benar-benar terlepas. Fasilitas penyapu foam ini dinamakan Thinering Foam Layer (TFL). Materialnya merupakan campuran larutan Tetra Butil Titanate dengan Light Oil, dengan ratio 1:7. 3. Stiring dan Skiming Pada tahap ini molten glass harus melewati sebuah celah sampai yang disebut sebagai neck (leher) dimana pada area ini terdapat proses yang sangat berpengaruh, yaitu: 1. Stirring (Pengadukkan) Tujuan pengadukkan molten glass ini adalah untuk mencampur molten molten glass yang berat dan ringan, sehingga berat jenisnya homogeny. Moltenglass yang ringan banyak dikontribusi dari fresh molten glass dan melter, karena temperaturnya tinggi, sedangkan molten glass yang ringan dikontribusi dari molten glassreturn dari refiner, yang temperaturnya lebih dingin dan berada pada posisi bottom neck. Stirrer terletak pada posisi atas, blade dan rotasinya didesign untuk menarik molten glass yang dari bawah naik ke atas dan dimixing bersama-sama. Bentuk blade stirrer adalah paddle simetris dengan
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-19
Proses Produksi
membentuk sudut 45º. Efek aliran dari stirrer disebut efek ³pumping up´ dimana molten glass dari bawah tertarik ke atas permukaan dan dimixing bersama-sama dengan molten baru. Blade stirrer ini dibuat dari pipa yang dibentuk seperti sepert i dayung dan dialiri air pendingin. Body stirrer juga diberi proteksi mortal refractory jenis ³cocation´. 2. Skimming (Pemisahan/Penyaringan) Skimming adalah pemisahan sebuah substansi yang sejenis dan sefase, berdasarkan perbedaan perb edaan berat j enis / densitasnya. Pa da proses ini, kaca dibendung dengan rangkaian pipa berair pendingin, yang tujuannya memblokir kaca yang temperatir dan berat jenisnya berat dapat memasuki area refiner. Pipa ini disebut ³Neck Skim Bar´. Neck skim bar memiliki dimensi yang bermacam ber macam-macam ter gantung gantung kebutuhan kebutu han pendinginan dan area bendungan (blocking area) yang diinginkan. Ketika berhadapan dengan skim bar hanya kaca yang memiliki berat jenis ringan saja yang dapat melewati bagian atas dan sekitar skim bar, artinya hanya kaca yang sangat san gat panas yang dapat melewatinya. Kaca yang dingin akan semakin dingin dan menjadi berat, akhirnya tidak dapat melewati skim bar. Kemudian kaca ini akan turun ke bawah dan kembali bersama ³return current´ dari refiner atau dimix kembali di area stirrer. 4. Refining Pada tahap ini adalah tahap akhir dari proses di furnace. Pada tahap ini kaca dijaga agar temperaturnya tidak terlalu drop dan cukup untuk masuk ke dalam metal bath. Secara prinsip, jika temperature kaca terlalu dingin, maka pada refiner aka n rawan terbentuk lapisan kaca yang dingin da n berat yang akan diam di bottom refiner. Ini disebut sebagai ³Dead Glass´. Jika terlalu banyak dead glass yang terbentuk, maka lapisan kaca ini akan ikut keluar melalui canal bersama-sama dengan kaca yang ringan dan akan menyebabkan gangguan optic dan distorsi pandang pada kaca. Gangguan ini disebut sebagai ³Ream´ dan efek optiknya disebut ³Zebra´.
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-20
Proses Produksi
Jika kaca terlalu panas, maka proses foaming di metal bath akan kesulitan, karena ribbon ribb on cenderung cender ung melebar dip roses ros es forming awal dan cenderung erun g mengecil dip roses forming tengah. Temperatur yang ideal untuk kaca masuk ke dalam metal bath adalah sekitar 1010 s/d 1050ºC pada temperature bottom canal, cana l, atau pada kisaran 11 50-1200 pada t emperature permukaan molten di canal. Pada refiner terdapat ascesories untuk heating dan cooling: Heating : Refiner burner Cooling : Over head cooler, air cooling
Spesifikasi furnace pada PT. Asahimas Flat Glass Tbk S idoarjo Factory adalah: Kapasitas produksi
: 500 ton/day
Bottom profile
: flat bottom furnace tanpa dam-wall
Bubbler
: 11 pcs water cooled bubbler
Neck profile
: open flow neck, struktur atap ³Shadow
Wall´ Batch & Cullet Charging
: twin dog house charging L & R
Pembakara n Sistem Pembakaran
: Side Cross Fining, 6 port, L & R Reversing sistwn L-R, R-L
Regenerator system
: Checker brick system, upper ground
structure Stirrer
: top floating stirrer
Skimming
: top floating skim bar
Canal
: single canal ke metal bath
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-21
Proses Produksi
tweel
melter
Neck strirrer
tweel
burner
burner
Neck skimbar
Gambar III.3.3Sirkulasi Molten Glass di Dalam Furnace Diharapkan dalam sirkulasi ini, molten glass yang keluar dari melting menuju metal bath akan homogeny, dengan cara selelu memperhatikan temperature pada dog house bottom temperature, crown stagnan, crown front dan canal bottom. Temperatur berhubungan dengan massa jenis () dimana jika berubah maka tidak homogen. Di dalam furnace terjadi reaksi antar material, berdasarkan temperature terjadinya dibagi menjadi empat kategori sebagai berikut: 1. Solid state reaction (300-800 (30 0-800ºC) ºC) Pada temperatur 300-800ºC reaksi solid terjadi diantara permukaan partikel batch. Reaksi-reaksi ini utamanya terjadi antara karbonat dan pasir quartz. Tipe-tipe silica yang berbedadan kombinasi karbonat (double karbonat) terbentuk. Derajat dari tejadinya reaksi ini tergantung dari mutu kontak antara komponen-komponen tersebut. Penambahan air saat batch akan menguntungkan karena dapat meningkatkan kontak antara partikelpartikel partikel. Reaksi yang terjadi antara lain: Na2CO3 + MgCO3 Na2Mg(CO3)2
(300-500ºC)
Na2CO3 + CaCO3 Na2Ca(CO3)2
(550-850ºC)
Na2Ca(CO3)2 + SiO2 Na2SiO3 +CaSiO3 + 2CO2
(600-800ºC)
Na2CO3 + SiO2 Na2SiO3 + 2CO2
(700-850ºC)
2CaCO3 + SiO2 Ca2SiO4 + 2CO2
(600-900ºC)
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-22
Proses Produksi
2. Pembentukan fase metl primer (700-900ºC) (700-900ºC) Pada temperatur 700-900ºC alkali yang mengandung karbonat akan melt (leleh). Fase melt sangat penting karena silica sand akan dikeliling dikeliling oleh lelehan alkali yang kaya karbonat. Pada temperature lebih tinggi lelehan ini akan melarutkan pasir dengan cukup cepat. Fase melt utama adalah sebagai berikut: Ts (Na2CO3)
= 850ºC
Ts (Na2Ca(CO3)2 )
= 820ºC
Ts (K 2CO3)
= 890ºC
Selain itu beberapa fase melt yang mungkin juga terjadi, seperti: Teut (Na2CO3.K 2CO3)
= 700ºC
Teut (Na2Ca(CO3)2 + Na2CO3)
= 740ºC
3. Dissociation Reaction Karbonat yang mengandung Ca dan Mg berdisosiasi (dekomposisi) sebelum oksidanya bergabung menjadi glass melt. Sela ma disosiasi dihasilkan CO2. CaCO3 CaO + CO2
(910ºC, 1 atm)
Na2Ca(CO3)2 CaO + Na2O + 2CO2
(960ºC, 1 atm)
CaCO3 CaO + CO2
(540ºC, 1 atm)
CaCO3 CaO + CO2
(650ºC, 1 atm)
CaCO3 selanjutnya akan bereaksi dengan SiO2 atau Na2CO3 membentuk kalsium silikat atau Na2Ca(CO3)2. Lalu oksida-oksida hasil reaksi akan menjadi bagian dari fase melt silikat yang ada. 4. Dissolving reaction SiO2 Pada temperature diatas 800ºC silica akan bereaksi dengan alkali kaya karbonat (melt)) menjadi sodium silikat melt. Na2CO3 + n SiO2 Na2SiO2 + CO2
(T>800ºC)
Beberapa fase melt sodium silikat eutectic mungkin terjadi: Teut (Na2O.2SiO2 + SiO2)
= 790ºC
Teut (Na2O.2SiO2 + Na2O.2SiO2)
= 840ºC
Teut (2Na2O.2SiO2 + Na2O.2SiO2)
= 1020ºC
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-23
Proses Produksi
Titik leleh Ts (Na2SiO3)
= 1080ºC
Ts (Na2Si2O5)
= 870ºC
III.4 Proses Pembentukan dan Pendinginan (Drawing)
Proses pembentukan kaca disebut proses drawing yaitu proses untuk membentuk molten glass dari melting menjadi kaca lembaran. Pembentukan kaca ini bisa diatur tebal tipisnya kaca dan lebar kaca kaca yang dibutuhkan. Secara alamiah, jika molten glass dituangkan ke permukaan yang rata, contoh timah cair seperti yang digunakan pada PT. Asahimas Flat Glass Tbk Sidoarjo Factory di dalam metal bath, maka molten glass akan membentuk tebal kaca yang alamiah, yaitu sekitar 6,7 mm). Kaca relatif elastik saat masih berbentuk molten glass, sehingga kaca bisa ditarik dan ditebalkan sesuai keinginan kita, sehingga mendapatkan ketebalan dan lebar kaca yang diiginkan. Di proses drawing ini kaca dituang ke dalam kolam timah sepanjang +/- 48 meter dan selebar 3 sampai dengan 7 meter, lalu ditarik oleh deretan roll, yang disebut lehr roll, sepanjang +/- 100 meter. Selama ditarik lehr roll ini, kaca didinginkan sampai siap dipotong. Kaca ini terus menyambung, sehingga disebut sebagai ribbon. Operasi dalam bath ini secara manual. Pengendalian ribbon hanya dilakukan dengan periscope atau kamera intip di dalam bath. Pengendalian ribbon bisa dimonitor secara lengkap hanya dari meter room bath dan meter room bath satu sisi bath saja. Untuk itu koordinasi antara meter room dari bath sebelah kiri dan kanan harus bagus. Ada beberapa macam ascesoris yang dipakai di dalam operasi drawing di metal bath. Secara umum, ascesoris ini dibagi berdasarkan peruntukannya, antara lain: 1. Pembentukkan kaca @
A-roll Adalah alat utama di dalam pembentukan kaca pada proses float ini, dimaan fungsinya adalah melebarkan atau mengecilkan lebar ribbon. A-roll bekerja dengan 3 cara:
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-24
Proses Produksi
Sudut
Yaitu mengarahkan arah dayungan kaca keluar (arah bath side) atau ke dalam (arah ke cantre). Jika diarahkan keluar, maka kaca akan melebar, jika diarahkan ke dalam, maka kaca akan menyempit. Speed barell
Pengaruhnya adalah kecepatan dayungan dan ini juga bergantung pada posisi A-roll, yang erat kaitannya dengan profil ribbon dan posisi sudut yang erat kaitannya dengan arah dayungan. Putaran A-roll searah dengan arah ribbon di posisi area nip on, sehingga A-roll L & R putarannya berkebalikan. berkeba likan. Nip down A-roll
Nip down adalah a dalah kadar menancapnya A-roll A-roll di atas ribbon. ri bbon. Nip down ini dapat diukur dari kedalaman gigi barell yang terlihat. Ada 3 jenis A-roll machine yang dimiliki oleh PT. Asahimas Flat Glass Tbk Sidoarjo Factory, antara lain: Original hanger type Simple hanger type Caster floor type @
Penscope & camera monitor Periscope adalah alat untuk melihat ribbon secara visual, tepat diatas ribbon, sehingga pergerakkan ribbon di dalam bath bisa dimonitor secara detail, termasuk t erlihat visual A-roll A-roll pattern. Prinsip kerja ker ja periscope sama seperti periscope kapal selam, hanya sajaperiscope ini bekerja pada kondisi panas, sehingga harus dilindungi oleh cooler house dan diberi purging N2 untuk menahan bath atmosfer panas masuk merusak periscope.
@
Carbon extention tile (CET) Adalah blok carbon yang ditambahkan untuk memajukan restrictor or tile. Sehingga ribbon baru akan melebar lebih ke downstream. Tujuan pemasangan CET ini a dalah untuk membantu kerja A-roll di dlaam dla am
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-25
Proses Produksi
mendayung ribbon ke tengah, khususnya saat produksi thicker glass, dimana diperlukan p engumpulan massa kaca di HOT agar lebih tebal dari tebal kesetimbangan. @
Carbon fender Carbon fender adalah carbon ini dipasang untuk membuat kaca tebal atau thicker glass.Gross keep dan tebal diatur hanya menggunakan lehr speed dan pull.
@
Carbon fence Berfungsi untuk centering ribbon r ibbon di exit dan menjaga ribbon agar tidak menabrak shoulder, jika terjadi ribbon swing (pembesaran gross yang over).
2. Pengaturan temperature kaca @
Conal cooler Canal cooler adalah coller yang dipasang di canal (upstream back tweel), dimana fungsi nya untuk menurunkan menurun kan temperature ca nal.
@
Hot cooler Hot cooler adalah cooler yang dipasang di area hot, fungsinya untuk menurunkantemperatur ribbon ribbo n agar A-roll tidak bermasalah ber masalah dengan ribbon karena ribbon terlalu panas.
@
Exit cooler Exit cooler digunaka n untuk mengatur temperature exit.
@
Pipe cooler Pipe cooler adalah cooler pipa yang dicelupkan ke dalam timah. Posisinya ada di tepi. Umumnya dipakai di exit area, untuk mendinginkan
temperature
exit
dengan
cara
mendinginkan
temperatur temper aturee timahnya. ti mahnya. Namun Na mun ada beberapa kasus ka sus diseting diset ing di tapper area. \ @
Bath heater Bath heater mutlak dipakai untuk pemanasan ribbon dan pengendalian operasi di bath. bat h. Terdapat beberapa beb erapa region heater, yaitu: hot end, preheat, re-heat, shoulder, auxiliary dan exit.
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-26
Proses Produksi
3. Pengaturan arus konveksi timah @
Carbon barrier Dengan adanya setting carbon barrier ini, timah dingin akan masuk kembali ke tengah dan timah panas dari upstream sebagian akan keluar di upstream barrier dan kembali ke depan.
@
Linear motor Linear motor adalah penggerak timah yang menggunakan gaya elektromagnetik dan bisa berfungsi mendorong timah atau menarik timah.
4. Ascessoris pendukung @
De-drossing pocket (DDP) DDP adalah bagian dari bath yang disetting secara permanen dan memiliki design khusus dengan bath yang fungsinya untuk menarik dross dari area exit dan dapat dipisahkan dengan mudah.
@
Jaringan SO2 SO2 berfungsi untuk meningkatkan ketahanan kaca saat melalui lehr. SO2 bereaksi dengan kaca dan akan menghasilkan film Na2SO4 tipis di bawah kaca dari film ini menambah kekuatan kaca. Kaca akan lebih tahan gores dan tidak mudah pecah.
@
Bath sealing
Proses Float
Proses Float adalah proses pengambangan kaca diatas timah cair, untuk memperoleh kerataan kaca ka ca yang datar, sehingga kaca kaca memiliki kemampua n tranmisi optic yang baik (tanpa distorsi). Timah dipilih sebagai media pengambang karena sifat timah: Tidak menempel di kaca Lebih berat daripada kaca, sehingga kaca akan mengambang di atas timah
Ribbon secara alamiah a kan mengalami pelebaran pelebaran saat turun ke tin bath, kemudian akan mengecil seiring dengan pengaruh tarikan lehr speed.
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-27
Proses Produksi
A-rool akan membantu melebarkan ribbon, sehingga kaca akan dapat disesuaikan ketebalan dan lebarnya. Hot cooler dan exit cooler digunakan untuk membantu
pendinginan
temperatur
kaca.
Bath
heater
digunakan
untuk
memanaskan temperatur kaca agar mudah dibentuk. Dari kondisi ribbon, ada 5 region di dalam metal bath, antara lain:
I
II
III
IV
Gambar III.4.1 Proses Float Region I
Pada region ini, kaca secara alamiah akan membesar, setelah turun dari atas spout lip. Kaca a kan mengarah ke tebal kesetimbangan (+/(+/- 6,7 mm). Gaya yang bekerja pada ribbon ke arah luar dan tengah mengalami perlambatan. Tmperatur kaca masih tinggi (+/- 1050ºC) dan kaca masih dalam bentuk cair, sehingga kaca masih memiliki kemampuan untuk menstabilkan penyebaran massa kaca ke semua arah.
Region II
Bagian ini dinamakan initial forming area atau fire polishing area. Pada region II kaca sudah melewati tebal kesetimbangannya, namun kaca seakan ditahan oleh A-roll no. 1 sehingga kaca akan membesar. Pada region ini, gaya akibat efek efe k lehr speed mulai terasa dan da n mulai menarik menari k ribbon ke downstream, downstr eam, dalam hal ini masih ada pelebaran dari ribbon. Gaya pelebaran kaca semakin mengecil dan sampai pada titik dimana gaya pelebaran tersebut nol, titik ini dinamakan titik kritis, karena ribbon mulai akan mengecil.
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-28
Proses Produksi
Titik kritis ini merupakan batas akhir dari Region II, temperature kaca masih relative panas dan pada area ini kaca memiliki kemampuan menstabilkan distribusi massanya. Semakin lama kaca tinggal di region ini, semakin baik kualitas distorsinya.
Region III
Pada region ini, ribbon mulai mengalami pengecilan yang besar, akibat tarikan lehr speed, sehingga pada area ini A-roll ditempatkan. A-roll akan menahan ribbon dan membuat ribbon menjadi lebar dan tipis. Pada region ini ribbon juga akan dingin akibat kehadiran A-roll A-roll yang nip on, sehingga sehin gga banyak konsumsi ko nsumsi heater di daerah ini, untuk menjaga ribbon dalam kondisi yang cukup elastic saat dibentuk dan A-roll tidak mengalami ribbon slip. Pada region regi on ini, ribbon juga akan dingin din gin akibat kehadira ke hadiran n A-roll yang yan g nip on, sehingga banyak konsumsi heater di daerah ini untuk menjaga ribbon dalam kondisi kondis i yang cukup elastic elast ic saat ibentuk dan A-roll A-roll tidak tida k mengala mi ribbon ribb on slip.
Region IV
Pada daerah ini, A-roll sudah tidak ada lagi dan ribbon mengalami pengecilan alamiah. Pada area ini kaca sudah mencapi hardening point atau titik temperatir kaku, dimana kaca sudah tidak elastis lagi, sehingga gross dan tebal sudah tidak dapat dibetuk lagi. Pada area ini rawan terbentuk terb entuk lipatan lipata n-lipatan pada r ibbon, karena temperature kaca yang masih memungkinkan untuk elastic namun hamper kaku. Di daerah ini, kaca masuk ke area shoulder.
Region V
Diregion ini, kaca sudah kaku dan mulai didinginkanagar temperature tidak terlalu panas pana s saat memasuki lehr annealing annea ling dan cooling, cooli ng, Diarea ini metal bath berakhir bera khir.
Pendinginan Kaca di Lehr
Setelah
kaca
keluar
dari
Metal
Bath,
pasti
kaca
membutuhkan
pendinginan. Pendinginan ini tidak semata-mata sekedar didinginkan saja, karena
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-29
Proses Produksi
proses ini mempengaruhi fisik kaca secara luas. Target dari operasi pendinginan kaca di Lehr adalah:
Kaca tidak pecah
Kaca mudah dipotong
Kaca tidak berkelok berkelo k-kelok atau bowing / ngulet atau harus flat
Untuk itu, ketika memerlukan instalasi pendinginan yang panjang, karena kita harus menunjukka menu njukkan n temperat ure kaca +/- 600ºC ke temperat ure kamar. kamar. Suatu perjalanan temperature yang sangat panjang. Seperti yang kita ketahui, bahwa dalam system fluida, perubahan temperature berdanding terbalik dengan perubahan dnsity dan perubahan viskositas (kekentalan).
= perubahan density (massa / volume) = perubahan viskositas / kekentalan T = perubahan temperature Artinya, jika temperature naik, maka massa jenis akan turun, fluida semakin ringan karena massa / volumenya semakin kecil. Demikian halnya dengan material yang sudah padat. Kita ketahui bahwa batang besi bila dipanaskan akan bertambah panjangnya, jika didinginkan akan memendek. Hal ini disebabkan karena fenomena yang sama. Ketika dipanasi, maka molekul akan meregang dan ketika didinginkan molekul akan merapat. Dalam bahasa teknis, kondisi molekul rapat disebut kompresi, kondisi molekul meregang disebut tensi. Fase ini dinamakan fase annealing. Seperti halnya materi padat yang lain, ketika didinginkan, material tersebut akan memasuki temperature kritis, dimana kondisinya akan berbalik, yang seharusnya dipanaskan molekulnya mengalami peregangan (tensi), malah mengalami perapatan (kompresi). Fase ini dinamakan fase cooling.
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-30
Proses Produksi
III.5 Proses Pemotongan dan Pengepakan (Cold Line) III.5.1 Proses Pemotongan (Cutting)
Pada tahap pemotongan kaca mengalami proses pemotongan secara horizontal. Saat lembaran kaca berjalan, sudut pisau pemotong dan kecepatan gerak pisau sudah diatur sedemikian rupa sehingga mendapatkan potongan secara horizontal dan lurus. Pisau pemotong p emotong ini disebut cr oss wise cutter yang diatur oleh pulsa generator. Kecepatan lehr speed dikonversikan oleh computer (CPU) menjadi suatu sinyal. Sinyal ini dikirimkan ke cross wise cutter dalam bentuk pulsa generator yang berfungsi untuk menyesuaikan kecepatan cutter terhadap kecepatan dalam memotong lembaran kaca sesuai dengan ukuran potongan yang dikehendaki. Sedagkan untuk pemotongan secara vertical atau serah digunakan pisau length wise cutter. Untuk memperlancar proses pemotongan kedua pisau ini selalu mengeluarkan kerosene secara otomatik. otomatik. Selanjutnya hasil goresan pisau secara horizontal dipatahkan oleh snapping main line. Proses pematahan ini sangat sederhana yaitu roll pematah dibuat sedikit lebih tinggi dari roll lainnya sehingga kaca akan patah. Agar kaca tidak bersinggungan maka kecepatan kaca dibuat dua kali kecepatan lehr sehingga kaca yang sudah terpotong lebih cepat terpisah. Sedangkan untuk mematahkan hasil goresan pisau secara vertical digunakan edge snapper yang berupa roda kecil dipasang menggantung diatas permukaan kaca sedikit menekan, sehingga kaca dapat dipatahkan. Untuk memisahkan hasil potongan roda kecil yang arah putarannya agak keluar. Bagian tepi kaca yang sudah patah dibuang terpisah kedalam suatu hopper. Selanjutnya kaca ter us bergerak menuju ke tempat peng pe ngambilan sampel sa mpel (take off sampling). Bila kaca yang digunakan lebih kecil ukurannya maka digunakan longitudinal snapper. Kaca-kaca yang sudah dipotong dengan ukuran yang diinginkan dibersihkan dengan menggunakan udara yang disemprotkan dengan tekanan tertentu.
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-31
Proses Produksi
Proses pemotongan ini terdiri dari dua proses yaitu pemotongan langsung dan pemotongan tidak langsung. a. Pemotongan langsung (cutting on line) Pemotongan
langsung la ngsung
dilakukan
diatas
roll-roll -roll
yang
berjalan. b erjalan.
Pemotonga Pemot ongan n langsung lan gsung dibagi dalam dala m dua tahap, yaitu: yaitu: Tahap Pendahuluan
Setelah melewati lehr kaca bergerak kebagian pemotongan. Peralatan pertama yang dilewati adalah guoltine yang berfungsi memecah kaca sebelum masuk ke washing machine. Alat ini digunakan jika terjadi pergantian perga ntian warna, peca h vertical atau bila terjadi pergantian ketebalan kaca. Kemudian kaca masuk ke washing machine untuk dicuci dan dibilas. Tujuannya adalah untuk menghilangkan menghila ngkan kotoran-kotoran yang melekat di permukaan atau bawah kaca. Peralatan yang digunakan berupa brushing roll dan pa da proses pencucia nnya dibantu dengan hot water yang dihasilkan dari steam dengan suhu berkisar antara 80-100ºC, karena kaca yang keluar dari lehr suhunya sekitar 90ºC sehingga tidak terjadi perbedaan suhu yang terlalu tinggi dan terhindar dari thermal shock yang menyebabkan pecahnya kaca. Pencucian kedua dengan rinse water yang diperoleh dari air sungai yang sudah didemineralisasi. Kemudian kaca memasuki suatu ruangan gelap (dark room).Di dalam dark room terdapat suatu alat yang disebut Floatican Cathcer yang berfungasi untuk mendeteksi adanya cacat pada permukaan, bagian bawah dan bagian dalam kaca. Adanya cacat pada kaca tersebut ditandai dengan lampu detector berwarna merah. Jika pada kaca terdapat cacat, maka akan terbentuk suatu bayangan pada layar (shine screen). Kamera akan menangkap bayangan tersbeut dan akan melaporkannya ke CPU, setelah itu CPU akan memerintahkan alat-alat yang lain untuk melakukan action. Setelah melalui floatation cacher kaca akan melalui ruangan yang
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-32
Proses Produksi
didalamnya terdapat dua orang untuk mengecek kualitas kaca secara manual. Di dalam ruangan tersebut juga terdapat dua orang untuk mengecek kualitas kaca secara manual. Didalam ruangan tersebut juga terdapat sisi yang dinamakan papan zebra, yang berfungsi untuk mengetahui adanya cacat berupa zebra. Zebra adalah cacat yang disebabkan karena adanya distorsi sehingga bayangan yang terbentuk tidak sesuai denagn aslinya. Selanjutnya setelah kaca keluar dari dark room, dilakukan pelapisan dengan bahan kimia (chemical coating) dipermukaan dan bawah kaca dengan disemprotkan. Tujuan pemberian larutan kimia ini adalah:
Menghindari jamur
Menghindari reaksi antara kaca dengan kertas
Menghindari perubahan warna kaca akibat perubahan cuaca
Supaya kaca tahan terhadap goresan
Chemical coating dibuat dari bahan-bahan kimia yang terdiri dari: -
Zine sulfate (ZnSO4.7H2O)
-
Citrate acid (C6H8O7)
-
Poly etana glycol [HOCH2(CH2OCH2)nCH2OH]
-
Mono ethanol amine (NH2C2H5OH)
b. Pemotongan tidak langsung (off line) Pemotongan tidak tida k langsung bertujuan untuk memotong kaca-kaca ukuran ukura n kecil yang tidak dapat dipotong pada proses pemotongan langsung, untuk memotong kaca-kaca afkir (tidak standar) untuk dipotong menjadi ukuran yang lebihh kecil. Selain itu untuk memenuhi pesanan dalam jumlah sedikit tetapi berbagai macam ukuran engan menggunakan proses pemotongan OMM (One Man Machine). Setelah itu kaca dilewatkan pada main floating table. Untuk memindahkan jalannya kaca dibuatkan suatu lubang pada table yang berisi roll atau roda yang bagian atasnya dilapisi beludru, permukaan table juga dilapisi beludru agar permukaan bawah kaca tidak tergores tergores yang bisa mengakibatkan mengakibatkan menurunnya kualitas kaca. kaca.
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-33
Proses Produksi
III.5.2 Proses Pengepakkan (Packing)
Proses pengepakan bertujuan untuk mengemas produk kaca di dalam box atau pallet dan menjaga kualitas produk sampai ke tujuan t ujuan pengiriman. Proses ini dilakukan oleh packing section dengan tugasnya: j
Perencanaan dan persiapan packing material
j
Preparation wooden box yang meliputi box local dan eksport
j
Control ware house balance yang dikoordinasikan dengan cutting balance
j
Servise glass packing yang meliputi standart ekspor dan standar pallet
Kaca-kaca yang telah dipotong sesuai dengan ukkuran yang dikehendaki langsung dikemas. Sistem pengepakkan ada dua cara tergantung dari pesanan eksport dan pesanan domestic. Cara tersebut adalah:
Unpacked yaitu pengepakkan dengan pallet saja tanpa menggunakan peti. Ini untuk pengiriman ke dealer-dealer yang berada dalam kota dan luar kota dipulau Jawa (domestic).
Packed yaitu pengepakkan dengan menggunaka n peti atau box. Digunakan untuk pengiriman diluar pulau jawa (dalam negeri) maupun eksport.
Material-material yang digunakan packing adalah o
Kertas (paper inserted) berfungsi sebagai pelapis antar kaca untuk menghindari kerusakan pada kaca akibat gesekan, benturan b enturan serta untuk menghindari menghi ndari menempeln mene mpelnya ya kaca yang satu dengan yang lain. Jenis-jenis -jeni s kertas yang digunakan yaitu sheinkasi dan AP untuk eksport sedangkan kraft untuk domestik.
o
Styrofoam berfungsi sebagai peredam atau penahan guncangan yang dipasanng antara kaca dan peti agar kaca tidak bergesekan langsung dengan peti sehingga kaca tidak mudah pecah.
o
Karton sebagai pelapis antara kaca, khususnya untuk kaca yang ketebalannya mencapai 15-19 15-19 mm. Jenis karton yang digunakan adalah a dalah single wave.
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk
III-34
Proses Produksi
o
Softboard digunakan dibagian bawah peti untuk melindungi melin dungi kaca dari goncangan dan benturan. Softboard ini lebih lunak dari kayu tapi lebih keras dan kuat dari St yrofoam.
o
Steelband adalah pita baja yang digunakan untuk mengikat susunan kaca dalam box. Untuk menggunakan dan mengeratkan ikatan steelband ste elband digunakan klein seng.
o
Paku dan baut digunakan untuk menguatkan kelembaban dalam tumpukan kaca.
o
Plastic berfungsi untuk mencegah masuknya uap air kedalam box.
o
Silica gel berfungsi untuk mengurangi kelembaban dalam tumpukkan kaca Untuk pengiriman ke luar negeri (eksport) kaca-kaca kaca-kaca tersebut di bos secara
khusus untuk menghindari kerusakan pada saat perjalanan. Box tersebut dimasukkan ke dalam container. Macam-macam container yang sering digunakan adalah: ~
Dry Container (DC) Container jenis ini memiliki satu pintu di salah satu sisinya maka hanya digunakan untuk ka ca-kaca ca-kaca dengan denga n ukuran kecil saja.
~
Open Top Container Untuk container ini bagian atasnya terbuka sehingga kaca dengan ketinggian melebihi container tetap dapat dimasukkan.
~
Hard Top Container Sama seperti open top tapi penutup atas container terbuat dari besi. Container jenis ini sangat sulit dibuka sehinggaa jarang digunakan untuk pengiriman.
D III Teknik Kimia FTI ² ITS
Kerja Praktek PT. Asahimas Flat Glass, Tbk