Perpustakaan Digital ITB

Nikel merupakan salah satu logam krusial yang digunakan pada proses pembuatan paduan. Sekitar 70% cadangan nikel di dunia bersumber dari nikel laterit. Lalu, bijih nikel laterit dibagi menjadi bijih nikel saprolit dan limonit. Bijih nikel saprolit umumnya diproses melalui jalur pirometalurgi menghasilkan feronikel (FeNi). Salah satu teknologi umum yang digunakan adalah teknologi Rotary Kiln Electric Furnace (RKEF). Dalam peleburan di dalam tanur listrik, temperatur operasi yang digunakan adalah 1500-1600 oC. Pada suhu tersebut, digunakan refraktori sebagai pelindung agar lelehan logam atau slag tidak langsung merusak dinding tanur. Namun, refraktori ini dapat cepat habis jika tidak dilindungi dengan cara didinginkan. Salah satu metode yang digunakan adalah copper cooler. Dalam copper cooler tersebut terdapat berbagai parameter operasi yang dapat dioptimalkan, seperti laju alir, suhu masuk fluida, dan arah dari inlet fluida pendingin yang dapat membuat proses lebih efisien. Berbagai simulasi telah dilakukan untuk mencari pengaruh dari parameter flow rate, inlet temperature, dan arah dari fluida pendingin dari copper cooler beserta nilai optimal untuk tiap variasi. Simulasi dilakukan dengan ANSYS R3 2024, yang merupakan salah satu perangkat lunak simulasi Computational Fluid Dynamics (CFD). Simulasi dimulai dengan membuat geometri dari tanur listrik dan copper cooler. Lalu, dilakukan meshing dengan untuk mendapatkan titik pengambilan data. Selanjutnya, dilakukan konfigurasi mengenai batasan serta parameter operasi yang digunakan. Variasi dilakukan dengan nilai flow rate 1, 3, dan 5 m/s. Lalu, dilakukan variasi inlet temperature sebesar 30, 40, dan 45 oC. Lalu, terdapat pergantian jalur masuk dari fluida pendingin untuk variasi terakhir (co-current dan counter current flow). Setiap variabel diujikan secara berpasangan, sehingga dihasilkan 11 hasil simulasi berupa profil temperatur dari tanur listrik. Hasil simulasi menunjukkan profil temperatur samping tanur yang relatif sama untuk semua variasi. Lalu, dilakukan analisis terhadap perbedaan temperatur masuk dan keluar fluida untuk mendapatkan variabel yang dijadikan acuan analisis. Secara keseluruhan untuk semua parameter operasi, didapatkan bahwa variasi flow rate, inlet temperature, dan flow direction tidak memiliki pengaruh signifikan antara satu dengan lain. Didapatkan nilai flow rate terbaik untuk plate cooler, slag line cooler, tideline cooler, dan skew cooler pada temperatur konstan 30 oC secara berturutturut sebesar 3 m/s, 3 m/s, 1 m/s, dan 3 m/s. Lalu, nilai inlet temperature paling optimal pada kecepatan konstan 3 m/s adalah pada 30 oC. Terakhir, didapat jika flow direction yang berupa co-current flow memiliki hasil yang lebih baik pada plate dan slag line cooler, sedangkan counter current flow menunjukkan hasil yang lebih baik pada tideline dan skew cooler.