Divisi Pabrik Besi Spons PT Krakatau Steel melakukan injeksi gas alam melalui cluster breaker pada reaktor untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas produksi DRI dengan biaya yang lebih rendah. Injeksi gas alam ini menghasilkan DRI berkualitas tinggi dengan logam tinggi di atas 94% dan kandungan karbon total di atas 2,7% sehingga dapat menurunkan biaya produksi baja.

1. DIVISI PABRIK BESI SPONS
PT. KRAKATAU STEEL
2010
DIVISI PABRIK BESI SPONS
PT. KRAKATAU STEEL
2010
Meningkatkan Kualitas DRI dengan
Injeksi Natural Gas Melalui Cluster
Breaker Reaktor HYL III

2.  Agar dapat memenuhi permintaan baja kualitas HVA
dengan biaya produksi optimal diperlukan bahan baku besi
spons/DRI kualitas tinggi yang diperlukan pada proses steel
making.
 Sebagai industri paling hulu di Krakatau Steel, Pabrik
Besi Spons dituntut menghasilkan kualitas DRI baik dengan
% Mtz dan % Tot.Carbon yang tinggi dan jumlah yang
cukup
 Suplay NG Pertamina terbatas, kondisi tekanan gas
sering rendah ( P < 9 kg/cm2 ).
 Pabrik Besi Spons tetap dituntut untuk berproduksi
dengan kualitas dan kuantitas yang tinggi.
 Metode yang digunakan adalah dengan injeksi natural
gas melalui cluster breaker reaktor HYL 3
Latar BelakangLatar Belakang

3. Kondisi Awal Akibat
1 Produksi DRI rendah < 2.200 TPD/RX Target produksi tidak tercapai
2 Temperatur besi spons kadang > 55o
C
sehingga harus didischarge ke patio
Inefisiensi pengangkutan DRI
losses DRI ke lapangan
3
Discharge DRI ke patio pada musim
hujan
Kualitas DRI rendah
4 Suplai DRI ke SSP/BSP tersendat
Idle time di steelmaking,
production losses
5 Mtz < 93 ; TC < 2,4
Menambah energy consumption
dan biaya Carbon injection di EAF

4. High operating
cost!
High
production
loss!Problem Temp. DRI tinggi,
discharge ke patio
Temp. DRI tinggi,
discharge ke patio
Produksi DRI
rendah
Produksi DRI
rendah
Kualitas DRI (%Mtz
dan %TC) rendah
Kualitas DRI (%Mtz
dan %TC) rendah
Kualitas DRI turunKualitas DRI turun
Energy consumption
& Carbon injection
EAF tinggi
Energy consumption
& Carbon injection
EAF tinggi
Supply ke SSP/BSP
tersendat
Supply ke SSP/BSP
tersendat
Fines berupa free
carbon besar
Fines berupa free
carbon besar
DRI terbakar

5. Permasalahan tersebut terjadi karena proses cooling dan karb
pada Cooling Zone kurang optimal

6. Temperatur CG cukup tinggi sehingga temperatur DRI kadang > 55 o
C
Proses pendinginan dan karburisasi tidak sampai ke bagian bawah Cooling Zone
Sehingga pendinginan dan pembentukan Fe3C kurang optimal --> Mtz rendah

8. Perlu injeksi gas CH4 di bagian bawah Cooling Zone agar
proses cooling dan karburisasi optimal
Injeksi Natural GasInjeksi Natural Gas

9. Perlu injeksi gas CH4 di bagian bawah Cooling Zone
melalui kedua cluster breaker pada masing-masing Reaktor

10. Karena pada cluster breaker telah terdapat lubang untuk injeksi meski belum
dilengkapi dengan controller dan indikator

11. Reaksi reduksi
Reaksi karburasi
 Metalic iron, magnetite dan wustite dapat mengalami karburasi di CZ
 Karburasi terjadi antara besi dengan gas CH4 atau gas CO
Reaksi total dengan gas CH4
Reaksi total dengan gas CO
 Reaksi dengan CO membutuhkan 2+11 mol gas CO+H2
 Reaksi dengan CH4 membutuhkan 2 mol CH4 dan 5 mol gas CO+H2
 Gas CH4 dipilih untuk karburisasi/cooling karena memerlukan lebih sedikit gas
CO+H2.
 Gas CH4 diambil dari arus NG yang temperaturnya sekitar 30 o
C agar didapat hasil
DRI dengan temperatur < 45 o
C

12. PHASE DIAGRAM Fe3C

13. Dinas Operasi HYL III Pabrik Besi Spons PTKS
Injeksi gas CH4 melalui cluster breaker dimulai
akhir bulan Mei 2010

14.  Memanfaatkan dan melengkapi sistem pendinginan lanjut di
area Cluster Breaker yang telah tersedia
 Menghasilkan DRI dengan kuantitas tinggi (>2.600 TPD/RX)
dan kualitas baik (Mtz > 94% dan TC > 2,7%) untuk
menurunkan konsumsi energi dan karbon di steelmaking
 Menghasilkan DRI dingin (<45o
C) sehingga aman untuk
peralatan spons handling, mengurangi resiko kebakaran dan
mengurangi losses DRI ke patio.
 Dalam jangka panjang sistem tersebut tetap digunakan untuk
operasi HYL III Zero Reformer.

15. Injeksi NG dengan temperatur rerata 30 o
C ke area cluster breaker pada
masing-masing RX sebanyak maksimal 6000 NCMH.
Rencana penambahan indikator dan controller untuk arus injeksi agar dapat
dikontrol dan dimonitor secara online.

16. Mar Apr May Jun Jul Mar Apr May Jun Jul
Mtz TC
mulai injeksi CH4 mulai injeksi CH4
Metalisasi dan Total Carbon meningkat sejak dilakukan injeksi NG melalui cluster breaker
Operating cost steelmaking (energy consumption, Carbon injection) turun, meski biaya injeksi O2 naik
Injeksi NG > 6000 NCMH menyebabkan over turbulensi pada daerah cluster breaker
sehingga discharge terhambat

17.  Dapat memproduksi DRI dengan kuantitas tinggi
(>2.600 TPD/RX) dan kualitas baik (Mtz > 94% dan TC >
2,7%).
 Menurunkan konsumsi energi dan karbon di
steelmaking.
 Menghasilkan DRI dingin (<45o
C) sehingga aman untuk
peralatan spons handling.
 Mengurangi resiko kebakaran di gudang dan losses
DRI ke patio.
 Mendukung project Zero Reformer karena akan masih
tetap dipakai ke depannya.
 Dari sisi lingkungan mengurangi terbentuknya fines
DRI yang mencemari lingkungan.