Vertical Roller Mills vs Ball Mills

1. Pengantar

Sekitar 110 tahun yang lalu seorang insinyur Denmark, M. Davidsen, mematenkan penemuanya di Prancis sebagai pelopor  teknologi tube mill dengan menggunakan media bola baja (steel balls) untuk penggilingan semen. F.L. Smidth memperoleh hak patennya dan mulai menjual versi yang lebih baik ke seluruh dunia. Untuk industri semen ball mill merupakan penemuan terbaik waktu itu karena hampir 80 tahun menjadi mesin utama untuk penggilingan bahan baku dan batubara, dan sampai pada awal tahun 2000 masih menjadi mesin yang paling banyak digunakan untuk penggilingan semen.

Diawal 1930 - 1960, vertical roller mill mulai diterapkan untuk menggiling bahan baku. Efisiensi penggilingan vertikal roller mill yang dikombinasikan dengan kemampuan untuk mengeringkan (dry), menggiling (grind) dan mengklasifikasikan (classify) dalam satu unit memberikan keuntungan dibandingkan dengan sistem pada penggilingan ball mill. Namun, terlepas dari semua itu, pengaplikasi vertikal roller mill untuk penggilingan semen masih kurang lazim diterapkan, mengingat karakteristik material clinker jauh berbeda dengan raw meal dan coal. Clinker memiliki tingkat abrasif yang tinggi.

Ball mill dengan menggunakan 2 kompartemen dengan sistem sirkuit tertutup (closed circuit) dengan menggunakan high efficiency separator dengan demikian ball mill jenis ini masih menjadi andalan untuk instalasi penggilingan semen, meskipun vertical roller mill sekarang telah muncul sebagai alternatif yang layak untuk sistem ball mill . Ada sejumlah penjelasan untuk situasi ini, terkait dengan masalah seperti biaya dan kemudahan pengoperasian (cost and ease of operation), biaya pemasangan (cost of installation), biaya dan kemudahan perawatan (cost and ease of maintenance), kualitas produk (product quality), keserbagunaan (versatility), dll.

Berikut ini menyajikan perbandingan vertical roller mill dan ball mill untuk menjadi referensi terkait pemilihan jenis cement grinding plant.

2. Proses Penggilingan

Proses penggilingan pada ball mill dan vertikal roller mill berbeda secara fundamental. Pada ball mill, proses penggilingan dengan cara tumbukan (impact) dan gesekan (attriction). sedangkan proses penggilingan vertikal roller mill terjadi dengan tekanan hidrolis (pressure) dan gaya geser (shear force) pada material diatas meja putar (table) dengan menggunakan tekanan yang cukup tinggi untuk menghaluskan material.

Oleh karena itu diperlukan ketebalan material yang stabil dan konsisten  antara roller dan table mill, sehingga material yang ditekan oleh roller tetap terjaga didaerah pressure zone.

Lapisan material (grinding bed) yang digiling biasanya lebih stabil  dan mudah digiling apabila yang digiling adalah raw material pada proses penggilingan vertikal roller mill dengan menggunakan high efficiency separator. Namun, dalam penggilingan semen menjadi lebih sulit untuk mendapatkan lapisan material  (grinding bed) yang stabil selama proses penggilingan. Hal ini disebabkan oleh beberapa hal diantaranya:

• cement lebih halus dibandingkan raw meal
• Moinsture material cement lebih kecil dibandingkan material di raw mill sehingga proses penggilingan menjadi lebih sulit
• kebutuhan kehalusan dari produk jauh lebih tinggi ketika menggiling semen dari pada saat menggiling bahan baku (raw meal)

Perbedaan-perbedaan antara penggilingan semen dan penggilingan bahan baku menjadi tantangan yang rumit untuk memperoleh kinerja terbaik dari mesin vertical roller mill dalam menggiling semen. Namun pada saat itu OK mill telah menjadi contoh yang sangat baik dari desain roller mill yang mampu mengatasi kesulitan dalam penggilingan clinker cement untuk produk terkait.

Mesin OK Mill dikembangkan oleh Onoda Cement Co., Onoda Engineering & Consulting Co. and Kobe Stell pada awal tahun 90an. Pada tahun 1993 F.L. Smidth-Fuller Engineering memperoleh lisensi untuk memasarkan mesin tersebut.

Sehubungan dengan proses penggilingan clinker yang stabil. maka dari itu OK Mill memantenkan desain roller dan Grinding table yang terbukti menjadi terobosan besar.

Gambar 1

Seperti yang ditunjukkan gambar 1, roller dari OK Mill berbentuk bulat dengan alur ditengah. Sedangkan pada table berbentuk melengkung sebagai area kompresi dan area penggilingan antara roller dan table.

Desain Dual-lobed optimal dalam proses penggilingan clinker karena menyuplai dua area penggilingan yang berbeda yaitu area tekanan rendah dan area tekanan tinggi seperti yang terlihat pada gambar 2 dibawah ini.

Gambar 2