bab ii deskripsi semen
TRANSCRIPT
BAB II
DESKRIPSI PROSES
2.1. Persiapan Bahan
Bahan baku pembuatan semen terdiri dari bahan baku utama, bahan koreksi
dan bahan pembantu. Bahan baku utama yang digunakan adalah batu kapur
(kemurnian CaO 54-58%) dan tanah liat (kemurnian SiO2 65-70% dan Al2O3 15-
30%), yang dipenuhi sendiri oleh PT. Semen Gresik, sedangkan bahan baku koreksi
yaitu copper slag (kemurnian Fe2O3 50-55%) dan pasir silika (kemurnian SiO2 85-
90%). Didatangkan dari luar daerah seperti Bangkalan, Cilacap dan Banyuwangi.
Untuk bahan penolong berupa gypsum didatangkan dari Petrokimia Gresik.
Pada unit penyiapan bahan ini meliputi penyiapan bahan berupa batu kapur
dan tanah liat dari penambangan sampai pada pemecahan awal, karena untuk batu
kapur dan tanah liat dipenuhi sendiri sendiri oleh PT. Semen Gresik.
2.1.1. Persiapan Batu Kapur
Batu kapur diperoleh dengan cara ditambang. Daerah penambangan batu
kapur terletak didaerah Sumberarum, Pong - pongan dan tanah milik perhutani yang
berjarak 4-5 km dari pabrik.
Adapun tahap-tahap penambangan sebagai berikut:
1. Pembersihan (Clearing)
Yaitu membersihkan permukaan tanah dari kotoran yang mengganggu
proses penambangan, seperti semak-semak dan rumput-rumputan. Pembersihan
dilakukan dengan menggunakan buldozer.
2. Pengupasan ( Stripping )
Merupakan pengupasan tanah atas sampai kepermukaan yang berkapur.
Pengupasan ini bisa mencapai 1 – 2 m permukaan tanah dari semak-semak dan
rumput-rumputan dengan buldozer dan shovel. Tujuan pengupasan ini agar
lapisan tanah yang tidak berguna dibersihkan atau dihilangkan karena dapat
mengurangi persentase kandungan kapur.
3. Pengeboran (Drilling)
Pengeboran adalah tahap pembuatan lubang-lubang untuk menanam
bahan peledak. Jarak dan kedalaman lubang bor disesuaikan dengan kondisi
operasi penambangan, yaitu ;
17
18
- Diameter lubang : 3 inch
- Kedalaman : 6 – 9 meter
- Jarak antar lubang : 1,5 – 3 meter.
Peralatan yang dipakai adalah crawl drill dan kompresor.
4. Peledakan ( Blasting )
Langkah pertama peledakan adalah mengisi lubang yang dibor dengan
bantuan peledak. Lubang yang tidak diisi dengan peledak berfungsi untuk
menahan getaran dan retakan akan ledakan yang ditimbulkan.
Bahan peledak yang digunakan terdiri atas ;
- Dinamit Amonium Gelatin (Damotin) sebagai bahan peledak primer.
- Campuran 96% Amonium Nitrat dan 4% Fuel Oil (ANFO) sebagai bahan
peledak sekunder.
- Detonator sebagai alat pemicu peledakan.
Material yang diperoleh berukuran maksimal 1,2 m.
5. Pengerukan dan Pemuatan (Loading)
Batu kapur yang diledakkan dikeruk dan diangkut dengan alat angkut
shovel dan loader. Selanjutnya diangkut oleh dump truk menuju crusher dan
strorage.
6. Penghancuran (Crushing)
Proses penghancuran batu kapur dilakukan di crusher limestone dengan
type Hammer Mill. Di dalam crusher batu kapur mengalami size reduction dari
yang berukuran 1,2.106 micron menjadi 1,08.105 micron. Tujuan dari proses ini
untuk memudahkan dalam proses selanjutnya.
2.1.2. Persiapan Tanah Liat
Tanah liat diambil dari desa Tobo, Sugihan, Temandang, Sembungrejo dan
Pongpongan. Jarak quary ke plant site sekitar 3-4 km.
Tahap-tahap penambangan tanah liat :
1. Pembersihan ( Clearing )
Pembersihan kotoran dan tumbuhan yang ada di atas lapisan tanah liat
dengan menggunakan buldozer.
2. Pengupasan ( Stripping )
19
Yaitu pengupasan tanah bagian atas yang biasanya tanah humus dengan
ketebalan 10 – 30 cm.
3. Pengerukkan ( Digging )
Tahap ini merupakan tahap pengambilan tanah liat dari quarry. Tanah liat
diambil dengan cara digali atau dikeruk dengan menggunakan drag line,
kemudian tanah liat dipindahkan ke alat angkut.
4. Pemuatan ( Loading )
Tanah liat setelah dikeruk dimasukkan ke dump truck dengan bantuan
alat angkut shovel dibawa ke clay crusher dan storage.
5. Pengangkutan ( Hauling )
Pada tahap ini tanah liat diangkut dari tambang ke tempat penimbunan
tanah liat dekat pabrik. Tanah liat diambil dari area penambangan dengan
menggunakan dump truck kemudian diangkut ke crusher tanah liat.
2.2. Tahapan Proses PT. Semen Gresik
Proses pembuatan semen di PT. Semen Gresik (Persero) Pabrik Tuban
menggunakan proses kering. Unit-unit yang ada pada PT. Semen Gresik meliputi:
1. Unit Penyiapan Bahan Baku
2. Unit Pengolahan Bahan
3. Unit Pembakaran
4. Unit Penggilingan Semen
5. Unit Pengisian dan Pengantongan
2.2.1. Unit Penyiapan Bahan Baku
Pada unit ini bertugas menyiapkan bahan baku utama dalam pembuatan
semen, terdiri dari :
1. Persiapan Batu Kapur
2. Persiapan Tanah Liat
Proses Alir Material di Limestone (Batu Kapur) Crushing
Pengambilan batu kapur di quarry disesuaikan dengan kebutuhan pabrik,
sebelum ditentukan titik peledakan terlebih dahulu diambil sampel batu kapur
kemudian di bawa ke laboratorium untuk dianalisa. Ukuran yang didapat maksimal
1.200 mm. Batu kapur dibawa dari tambang dengan menggunakan dump truck dan
20
diumpankan ke dalam Hopper Crusher (231.HP-1) dan (231.HP-2) yang masing-
masing kapasitasnya 75 ton. Di dalam Crusher type hammer mill (231.CR-1) dan
(231.CR-2) batu kapur akan mengalami size reduction (pengecilan ukuran).
Dimana batu kapur yang berupa bongkahan besar yang berdiameter maksimal
1.200 mm akan dihancurkan dengan hammer mill yang laju alirnya 700 ton/jam
dengan kecepatan 1,4 m/detik menjadi produk Crusher yang berukuran maksimal
108 mm, sedangkan sisanya berupa material berukuran kurang dari 90 mm akan
jatuh lewat Wobler Feeder (231.FE-1) dan (231.FE-2). Kedua produk Crusher
tersebut akan jatuh ke Belt Conveyor (241.BC-1) dan (241.BC-2), akan bercampur
didalam Belt Conveyor (241.BC-3). Selanjutnya batu kapur akan ditimbang oleh
Belt Scale System (241.BW-1) yang terdapat di atas Belt Conveyor (241.BC-3).
Produk Limestone Crusher dengan kadar CaCO3 kurang lebih 90% yang
mengandung CaO 53 – 54 % dicampur dengan produk Clay Crusher dibawa ke
Limestone/Clay Mix Storage yang berkapasitas total 100.000 ton melalui Belt
Conveyor (241.BC-3), (241.BC-4), (241.BC-5), (241.BC-6) dan (241.BC-7)
dengan kapasitas 1.200 ton/jam dan kecepatan 0,62m/detik dan Tripper (241.TR-1)
dengan kapasitas 2.800 ton/jam
Produk Limestone Crusher dengan kadar CaCO3 lebih dari 93 % (high grade
limestone) yang mengandung CaO 54 – 56 % yang telah ditimbang oleh Belt Scale
System (241.BW-2) dibawa ke Limestone Conical Pile Storage yang berkapasitas
7.200 ton melalui Belt Conveyor (241.BC-3), (241.BC-4), (241.BC-5) dan
(241.BC-6) . Pengangkutan antara limestone/clay mix dan high grade limestone
tergantung dari kebutuhan pabrik, pengangkutannya secara bergantian sesuai waktu
yang telah ditentukan. Penentuan waktu juga tergantung kebutuhan pabrik dan stok
dari masing-masing limestone/clay mix dan high grade limestone.
Proses material di Clay (Tanah Liat) Crushing
Tanah liat dibawa dari quarry dengan dump truck dan dimasukkan ke dalam
Hopper Clay (251.HP-1). Tanah liat dari storage berdiameter maksimal 500 mm
dan kadar air maksimal 30 % diambil dengan Font Loader atau dump truck dibawa
ke Clay Hopper (251.HP-1) dan kemudian oleh Apron Conveyor (251.AC-1)
dengan kapasitas 350 ton/jam dengan kecepatan rantai 0,01 – 0,1 m/menit
diumpankan ke Clay Crusher (251.CR-1) yang berupa double roll crusher. Roll
yang digunakan bergerigi tajam dan memiliki kapasitas 350 ton/jam dengan
21
kecepatan 1,02 m/detik. Crusher untuk tanah liat berbentuk pisau yang bergerak
memotong dan mencacah tanah liat, karena bentuknya yang seperti pisau maka clay
crusher disebut dengan Clay cutter.
Di dalam Crusher tanah liat mengalami size reduction dari ukuran 500 mm
menjadi 90 mm, akan turun ke Belt Conveyor (251.BC-1) yang kapasitasnya 600
ton/jam dengan kecepatan 0,5 m/detik dan ditimbang oleh Belt Scale System
(251.BW-1) yang kapasitasnya 300 ton/jam – 680ton/jam (maksimum) akan
bercampur dengan limestone pada Belt Conveyor (241.BC-3). Pada tahap
berikutnya Clay/Limestone Mix akan disimpan dalam Limestone/Clay Storage
yang mempunyai kapasitas total 100.000 ton melalui Belt Conveyor (241.BC-4),
(241.BC-5), (241.BC-6) , (241.BC-7) dan Tripper (241.TR-1).
2.2.2. Unit Pengolahan Bahan
Unit pengolahan bahan bertugas untuk menyiapkan bahan mentah yang
mempunyai komposisi sesuai dengan yang diperlukan sebagai umpan Kiln. Unit
pengolahan dibagi menjadi 2, yaitu ;
1. Raw Material Reclaiming
2. Raw Grinding.
2.2.2.1. Raw Material Reclaiming
Raw Material Reclaiming merupakan sub unit yang berfungsi sebagai
pencampuran awal preblending material batu kapur dan tanah liat, selain itu juga
untuk mengurangi kandungan air pada material. Batu kapur dan tanah liat
produk Crusher (231.CR-1), (231.CR-2), dan (251.CR-1) setelah melewati
penimbangan Belt Scale System (241.BW-1) dibawa oleh Belt Conveyor
(241.BC-3), (241.BC-4), (241.BC-5), (241.BC-6) dan (241.BC-7) dengan laju
alir 680 ton/jam dan kecepatan 1,02 m/detik melewati Tripper (241.TR-1)
dengan laju alir 2.800 ton/jam untuk disimpan dalam Limestone/Clay Mix
Storage yang berfungsi sebagai pencampuran awal. Pada Limestone/Clay Mix
Storage dilengkapi pula dengan Reclaimer (321.RR-1) yang laju alirnya 750
ton/jam dan panjang bridge adalah 39 m, yang berfungsi untuk menggaruk
material campuran batu kapur dan tanah liat secara diagonal, sehingga terjadi
pencampuran material. Hasil garukan dan tarikan Reclaimer tersebut akan
22
dibawa oleh Belt Conveyor (321.BC-1), (321.BC-2) dan (321.BC-3) untuk
dimasukkan ke dalam Mix Bin (331.BI-2) yang kapasitasnya 250 ton.
Batu kapur produk Crusher disimpan dalam Limestone Conical Pile
Storage. Batu kapur yang ada dalam Conical Pile Direclaimer dengan
menggunakan Vibrating Storage Pile Activator (321.VF-1) kemudian akan
dibawa oleh Belt Conveyor (321.BC-6) menuju ke Limestone Bin (331.BI-1)
yang kapasitasnya 250 ton.
Copper slag dan pasir silika dari tempat penimbunan akan dibawa oleh
dump truck menuju ke Hopper (321.HP-1) yang kapasitasnya 75 ton secara
bergantian. Pengeluaran copper slag dan pasir silika diatur oleh Apron
Conveyor (321.AC-1) dengan laju alir 335 ton/jam. Material tersebut
kemudian akan dibawa oleh Belt Conveyor (321.BC-4) dan (321.BC-5) menuju
Bin Copper Slag (331.BI-3) dan Bin Pasir Silika (331.BI-4) yang mempunyai
kapasitas masing-masing 150 ton.
Pengeluaran batu kapur dari Bin (331.BI-1) diatur oleh Apron Conveyor
(331.AC-1) dengan laju alir 90 ton/jam dan ditimbang oleh Weight Feeder
(331.WF-1). Batu kapur dan tanah liat yang ada di Mix Bin (331.BI-2)
pengeluarannya diatur oleh Apron Conveyor (331.AC-2) dengan laju alir 900
ton/jam yang kemudian turun ke Mix Weight Feeder (321.WF-2) untuk
ditimbang. Sedangkan copper slag dan pasir silika masing-masing keluar dari
Bin (331.BI-3) dan (331.BI-4) diatur oleh Weight Feeder (331.WF-3) dengan
laju alir 20 ton/jam dan Weight Feeder (331.WF-4) dengan laju alir 6,1 ton/jam.
Keempat material tersebut kemudian diumpankan ke Roller Mill
(341.RM-1) oleh Belt Conveyor (331.BC-1),(331.BC-2) dan (331.BC-3)
dengan laju alir 900 ton/jam.
2.2.2.2. Raw Grinding
Limestone, Limestone/Clay Mix, Copper Slag dan Pasir Silika sebagai
umpan dengan laju alir 570 ton/jam dengan kadar air 18 % akan ditransfer ke
Roller Mill (341.RM-1) lewat Belt Conveyor (331.BC-1), 331.BC-2) dan
(331.BC-3).
Di dalam Roller Mill material akan mengalami size reduction dan
penguapan air. Untuk pengeringan raw material yang digiling di dalam Raw Mill
System menggunakan sisa udara panas dari Preheater (441.PH-1) yaitu 335C dan
23
Clinker Cooler (441.CC-1) yaitu 400C. Selain itu raw material dilengkapi pula
dengan Air Heater (341.AH-1), bila udara panas dari Preheater dan Clinker Cooler
tidak mencukupi atau kondisi kiln dalam keadaan down.
Produk keluar dari Rooler Mill dengan kehalusan 90 micron dan kadar air
maksimal 1% dan mempunyai suhu 90C. Produk Roller Mill dibawa aliran udara
masuk ke dalam Cyclone (341.CN-1), (341.CN-2), (341.CN-3) dan (341.CN-4)
akibat tarikan Mill Fan (341.FN-2) dan (341.FN-3) dimana 93% dari material
akan terpisahkan dari aliran udara. Gas yang keluar dari Cyclone ditarik keluar
melalui kedua Mill Fan (341.FN-2) dan (341.FN-3). Kemudian sisa produk yang
7% diambil oleh Electrostatis Precipitator (341.EP-1), sedangkan gas yang bersih
lewat Electrostatik Prepicipitator (341.EP-1) ditarik oleh (341.FN-4) dibuang ke
udara bebas melalui Stack (341.SK-1).
Produk dari Cyclone dan Electrostatik Precipitator akan dibawa oleh Air
Slide, Bucket Elevator, Screw Conveyor menuju Blending Silo. Produk dari
Cyclone (341.CN-1), (341.CN-2), (341.CN-3) dan (341.CN-4) akan dibawa oleh
(351.AS-1), (351.AS-2), (351.AS-3), (351.AS-4) melewati Bucket Elevator
(351.BE-1) masuk ke Blending Silo (411.BS-1) dan (411.BS-2). Produk dari
Electrostatis Presipitator (341.EP-1) dibawa oleh Screw Conveyor (351.SC-5) dan
(351.SC-4) bergabung dengan Produk dari Conditioning Tower (351.CT-1) dan
dari Screw Conveyor (351.SC-1), (351.SC-2) (351.SC-3) dan (351.SC-4)
kemudian ditransport ke Dust Bin (351.BI-1).
Bila Roller Mill tidak beroperasi gas panas dari Preheater dan Clinker
Cooler dialirkan lewat Conditioning Tower (341.CT-1) yang dilengkapi dengan
Water Spray (341.WS-2) untuk menurunkan temperatur gas panas. Pada kondisi
normal (saat Roller Mill beroperasi) suhu gas keluar dari Preheater dan Clinker
Cooler 335C dan 400C. Normal gas panas masuk Electrostatic Precipitator 90C
untuk kondisi Roller Mill jalan, dan 150C untuk kondisi Roller Mill down.
Selama Roller Mill down debu dari Conditioning Tower (341.CT-1) dan
Electrostatik Percipitator (341.EP-1) ditransport di Storage Bin (351.BI-1) dengan
kapasitas 170 ton.
Reject dari Roller Mill sekitar 143 ton/jam dikembalikan ke system lewat
Belt Conveyor (341.BC-4), (341.BC-5) dan (341.BC-1), (341.BC-2), (341.BC-3),
Bucket Elevator (341.BE-1) dan bersama-sama dengan umpan baru masuk ke Belt
Conveyor (331.BC-2).
24
2.2.3 Unit Pembakaran
Unit pembakaran merupakan unit yang sangat penting sehingga perlu
penanganan serius, karena kualitas semen yang dihasilkan sangat ditentukan oleh
keberhasilan unit ini.
Unit pembakaran mempunyai beberapa sub bagian, yaitu ;
1. Blending Silo dan Umpan Kiln
2. Suspension Preheater
3. Rotary Kiln
4. Clinker Cooler
2.2.3.1. Blending Silo dan Umpan Klin
Produk dari Roller Mill (341.RM-1) yang disebut tepung baku ditransport
menuju Blending Silo (411.BS-1) dan (411.BS-2) yang kapasitas masing-masing
20.000 ton. Type Blending Silo yang digunakan adalah Continous Mixing silo
yang berfungsi sebagai Mixing Chamber dan Storage Silo yang beroperasi secara
Continous Flow Silo. Prinsip dari proses pencampuran material berdasarkan atas
perbedaan layer material yang bercampur sewaktu material dikeluarkan dari silo.
Jadi proses blending akan berjalan dengan baik bila terbentuk sebanyak mungkin
layer material yang berbeda komposisi.
Terbentuknya layer dilakukan dengan pengumpanan ke dalam kedua silo
lewat Air Slide feed system yang bergantian dengan ketebalan layer maximal 1
meter. Layer-layer material yang terbentuk didalam silo akan bergantian dan
tercampur sewaktu proses pengeluaran akan aliran material akan membuat
saluran. Untuk memperoleh hasil pencampuran yang baik, isi silo harus dijaga
agar sedikitnya berisi setengah dari kapasitas silo yaitu sekitar 10.000 ton. Sebab
bila isi silo kurang dari setengahnya akan mengakibatkan proses pencampuran
material menjadi tidak baik.
Pemasukan material ke masing-masing silo diatur secara bergantian
dengan timer setiap 36 menit dan diatur lewat distribusi Cone yang kemudian
dilewatkan melalui Air Slide (351.AS-5) dengan laju alir 780 ton/jam dan
(351.AS-6) untuk Blending Silo I, (351.AS-7) untuk Blending Silo II. Lapisan-
lapisan yang terbentuk di dalam silo akan bergabung dan bercampur sewaktu
proses pengeluaran aliran material. Pengeluaran material dari dalam Silo pada
umumnya dilakukan secara bersamaan, melalui tiga dari 10 flow gate pada setiap
25
silo atau enam flow gate untuk kedua silo. Siklus kerja sepasang flow gate pada
saat membuka dan menutup diatur sesuai dengan interval waktu yang telah
ditentukan yaitu 180 menit. Pada tiap Blending Silo dilengkapi dengan dua buah
Blower atau empat blower untuk dua buah Blending Silo yang berfungsi untuk
memcampurkan material pada airslide yang berada didalam kedua Blending Silo
dengan tekanan 0,56 kg/cm2 dan laju alir 360 m3/jam.
Material yang keluar dari kedua Silo merupakan umpan Kiln, dilewatkan
melalui Air Slide (411.AS-1) dan (411.AS-1) dikirim ke kiln Feed Bin (421.BI-1)
dan (421.BI-2) yang kapasitasnya 90 ton yang dilewatkan Air Slide (411.AS-3)
dan (411.AS-4), masuk kedalam Junction Box (411.JB-1) dan kemudian dengan
salah satu Bucket Elevator (421.BE-1) atau (421.BE-2) dengan kapasitas 354
ton/jam material dibawa Air Slide (421.AS-1) masuk ke Kiln Feed Bin (421.BI-1).
Dari Kiln Feed Bin (421.BI-1) umpan Kiln dibagi ke dalam Calibration Bin
(421.BI-2) dan (421.BI-3) yang kapasitasnya masing-masing 50 ton. Keluar dari
kedua Calibration Bin ditimbang oleh Flow Meter (421.FM-1) dan (421.FM-2)
yang kemudian ditransport ke ILC (In Line Calciner) dan SLC (Separate Line
Calciner) Preheater lewat Air Slide (421.AS-2) dan (421.AS-3), Bucket Elevator
(421.BE-3) dan (421.BE-4) dan Air Slide (421.AS-4) dan (421.AS-5).
2.2.3.2. Suspension Preheater
Jenis Preheater yang digunakan oleh PT. Semen Gresik adalah Double
String Preheater (441.PH-1) dengan 4 stages, yang dilengkapi dengan ILC dan
SLC Calciner. Aliran material berlawanan arah atau counter current dengan gas
panas, yaitu umpan masuk dari atas Cyclone, sedangkan gas panas dialirkan dari
bawah Cyclone. Untuk meningkatkan efisiensi pemisahan antara gas panas dan
material didalam Preheater maka pada stage I dipasang double cyclone. Pada stage
I sampai dengan stage III berfungsi sebagai pemanas awal umpan kiln, sedangkan
pada stage IV digunakan untuk memisahkan produk yang keluar dari Calsiner
yang telah terkalsinasi.
Proses pemanasan umpan pada stage I sampai III terjadi karena adanya
perpindahan panas antara gas panas yang keluar kiln dan kalsiner dengan umpan
kiln yang masih dingin. Suhu umpan masuk Riser Duct stage I yaitu 50 – 60C.
Umpan kiln yang masih dingin masuk kedalam riser duct stage pertama dengan
laju alir 260 ton/jam, kemudian bercampur dengan aliran gas panas ikut masuk
26
kedalam cyclone. Di dalam cyclone umpan kiln dipisahkan dari campuran antara
gas dan material. Campuran antara umpan Kiln dan gas panas masuk ke dalam
Cyclone dengan arah tangensial, sehingga akan terjadi pusaran angin. Pusaran
angin tersebut mengakibatkan terjadinya gaya sentrifugal, gaya gravitasi dan gaya
angkat gas didalam Cyclone. Untuk material kasar gaya gravitasi dan gaya
sentrifugal lebih dominan. Gaya sentrifugal menyebabkan material menumbuk
dinding Cyclone sehingga akan jatuh ke down pipe karena gaya gravitasi. Untuk
material halus gaya angkat gas sangat dominan sehingga material akan terangkat
gas keluar dari Cyclone.
Material umpan klin masuk ke dalam Riser Duct masuk ke Down Pipe
Cyclone stage II, kemudian mengalami proses seperti pada stage pertama,
demikian pula pada stage III dan IV. Material yang keluar dari Cyclone stage III
akan masuk ke dalam ILC dan SLC Calciner yang masing-masing berkapasitas
260 ton/jam dan mengalami kalsinasi minimal sampai 90%. Kemudian material
akan terbawa aliran gas masuk kedalam Cyclone stage IV dan keluar dari Cycole
stage IV melewati Riser Duct dan akan diumpankan ke dalam Kiln.
Tabel 9. Suhu Material Pada Tiap Stage
Stage Suhu Material Suhu Gas
I
II
III
IV
Calciner
310 330oC
500 – 550oC
650 – 690oC
780 – 800oC
900 – 930oC
355 – 365oC
540 – 560oC
690 – 710oC
820 – 840oC
830 – 870oC
( CCR Tuban III, 2011)
Pada Suspension Preheater terjadi proses reaksi kimia pada material :
1. Pengurangan kadar air yang terkandung dalam umpan pada stage I pada suhu
100-2000C.
Reaksi :
H2O(l) H2O(g)
27
T=100 – 200oC
2. Penguapan air hidrat yang terkandung dalam tanah liat pada suhu
500 – 600C.
Reaksi :
Al2O3xH2O(s) Al2O3(s) + xH2O(g)
T=500 – 600oC
SiO2xH2O(s) SiO2(s) + xH2O(g)
T=500 – 600oC
3. Penguraian Carbonat (Calcium terjadi pada suhu 600–800C).
Reaksi :
CaCO3(s) CaO(l) + CO2(g)
T=600 – 800oC
MgCO3(s) MgO(l) + CO2(g)
T=600 – 800oC
4. Reaksi pembentukan senyawa 2CaO.SiO2 sebagian pada suhu
800 – 930C.
Reaksi :
2 CaO(l) + SiO2(l) 2 CaO.SiO2(l) atau C2S
T=800 – 930oC
2.2.3.3. Rotary Kiln
Rotary Kiln digunakan untuk membakar umpan klin menjadi Klinker
sumber panas dalam Rotary Kiln dihasilkan dari pembakaran batu bara.
Rotary Kiln dibagi menjadi 4 zone sesuai dengan reaksi yang terjadi pada
suhu dumana reaksi tersebut berlangsung. Zone-zone tersebut adalah :
a. Zone Kalsinasi, pada kondisi suhu 900 – 1100C
b. Zone Transisi, pada kondisi suhu 1100 – 1200C
c. Zone Klinkerisasi, pada kondisi suhu 1250 – 1450C
d. Zone Pendinginan, pada kondisi suhu 1450 – 1300C
Material keluar dari Preheater bersuhu 800C masuk ke dalam Rotary Kiln
(441.KL-1) dengan laju alir 7800 ton/jam, umpan kiln tersebut mengalami
pemanasan oleh gas panas dari batu bara. Pemanasan berlangsung secara Counter
Current, sehingga kontak antara panas dan umpan kiln lebih efisien. Akibat
kontak antar partikel maka akan terjadi perpindahan panas dari gas panas menuju
28
ke umpan kiln. Umpan kiln terus terbakar dan meleleh hingga akhirnya akan
terbentuk senyawa-senyawa semen yang disebut klinker. Senyawa tersebut
adalah : C2S, C3S, C4AF dan C3A.
Berikut adalah reaksi yang terjadi di setiap zone pada rotary kiln :
1. Zone kalsinasi lanjutan
Pada zone ini material akan mengalami proses kalsinasi lanjutan yang
sebelumnya telah terjadi suspension preheater 90 %, kalsinasi dilanjutkan
dalam kiln sampai 100 % sempurna serta pembentukan komponen C2S
(Dicalsium Silikat ) yang sebagian juga telah terbentuk di preheater.
Reaksi :
CaCO3 (s) CaO(s) + CO2 (g)
T = 900 – 1100oC
MgCO3(s) MgO(s) + CO2(g)
T = 900 – 1100oC
2CaO(l) + SiO2(l) 2CaO.SiO2(l) atau C2S
T = 900 – 1100oC
2. Zone Transisi
Pada zone transisi mulai terbentuk komponen-komponen dasar penyusun
semen seperti C3A ( Trikalsium Silikat ) dan C4AF ( Tetra Aluminat Ferrit )
Reaksi :
CaO(l) + Al2O3(l) CaO.Al2O3(l)
T = 1100 – 1250C
2CaO(l) + CaO.Al2O3(l) 3CaO.Al2O3(l) atau C3A
T = 1100 – 1250C
CaO + 2CaO.Fe2O3 + CaO.Al2O3 4CaO.Al2O3.Fe2O3
T = 1100 – 1250C
3. Zone klinkerisasi
Klinkerisasi merupakan proses persenyawaan terakhir pada zone ini akan
terbentuk sempurna yaitu C3S yang merupakan bahan utama penyusun semen.
Reaksi :
2CaO(l) + SiO2(l) 2CaO.SiO2(l) atau C2S
29
T = 900 – 1100oC
2CaO(l) + CaO.Al2O3(l) 3CaO.Al2O3(l) atau C3A
T = 1100 – 1250C
CaO + 2CaO.Fe2O3 + CaO.Al2O3 4CaO.Al2O3.Fe2O3 atau C4AF
T = 1100 – 1250C
CaO + 2CaOSiO2 3CaO.SiO2 atau C3S
T = 1250–1450C
4. Zone Pendinginan
Setelah Umpan kiln meleati zone klinkerisasi, umpan kiln akan tetap meleleh
dan bergerak ke daerah zone pendinginan. Pada zone pendinginan lelehan
akan mengalami penurunan suhu dari 1450oC menjadi 1300oC. Klinker ini
selanjutnya akan bergerak menuju Klinker Cooler untuk segera didinginkan.
2.2.3.4. Clinker Cooler
Clinker Cooler berfungsi sebagai pendingin klinker yang sudah terbentuk
dan memproduksi udara pembakar sekunder yang digunakan dalam Rotary Kiln.
Clinker Cooler yang digunakan terdiri dari 16 kompartemen. Sebagai media
pendingin digunakan udara yang dihasilkan oleh 14 buah Fan.
Klinker hasil pembakaran yang mempunyai suhu 14000C keluar dari
Rotary Kiln dengan laju alir 330 ton/jam langsung jatuh ke dalam Clinker Cooler
(441.CC-1) dengan konsumsi panas 733 kcal/kg. Selanjutnya clinker langsung
diterima oleh grate-grate (sarangan).
Pendinginan dilakukan secara mendadak, yaitu untuk menghindari
terjadinya pengerasan semen atau dekomposisi C3S menjadi C2S, sehingga klinker
yang dihasilkan menjadi amorf supaya mudah digiling. Pendinginan dilakukan
sampai suhu clinker menjadi 82C keluar dari Clinker Cooler dibawa oleh Drug
Conveyor (451.DB-1) atau (451.DB-2) (satu stand by) ke (451.DB-3) yang laju
alirnya 470 ton/jam dan dimasukkan ke dalam Klinker Storage Silo (521.BI-1)
yang berkapasitas 75.000 ton.
Pada Clinker Cooler, grate-grate bergerak dengan cara bergeser, sehingga
clinker akan terdorong menuju outlet cooler yang dilengkapi dengan Klinker
Breaker/Crusher (441.CR-1) yang berfungsi menghancurkan clinker yang masih
30
kasar. Udara yang digunakan untuk mendinginkan klinker panas dipakai kembali
oleh Kiln, Calciner dan Roller Mill. Udara panas dari Coller compartmen 1, 2, 3
digunakan sebagai udara pembakar sekunder. Sedangkan kebutuhan udara
pembakar untuk calciner diambilkan dari Cooller compartmen 5, 6, 7, 8 dan sisa
udara Coller dilewatkan dalam Electrostatic Precipitator (441.EP-1). Debu yang
berhasil disaring dicampur dengan produk dari Cooler ke Drag Conveyor
(451.DB-1) atau (451.DB-2) melewati Screw Conveyor (451.SC-1), (451.SC-2),
dan (451.SC-3), sedangkan udara bersih dibuang ke udara bebas melalui Stack
(441.SK-1).
2.2.4. Unit Penggilingan Semen
Unit penggilingan semen dibagi menjadi 2 bagian, yaitu ;
1. Penanganan Klinker dan Penggilingan Bahan Penolong
2. Penggilingan Akhir.
2.2.4.1. Penanganan Klinker dan Penggilingan Bahan Penolong
Klinker yang keluar dari Cooler yang bertemperatur 82C dibawa oleh Drug
Conveyor (451.DB-1) dan (451.DB-2) (satu stand by) menuju ke Clinker Storage
Silo (521.BI-1) dengan kapasitas 75.000 ton. Untuk klinker mentah dibawa ke
Marginal Bin (451.BI-1) dengan kapasitas 1.000 ton untuk disimpan sementara
waktu, karena klinker mentah dapat dipakai lagi. Klinker mentah dikeluarkan
dengan truck lewat Loudout Spout Sistem dengan laju alir 455 ton/jam.
Klinker dibawa Dump Truck untuk diumpankan ke Hooper (521.HP-1) dan
dibawa Belt Conveyor (521.BC-6) dengan laju alir 55 ton/jam ke Belt conveyor
(521.BC-3) untuk dicampur dengan klinker dari penimbunan klinker.
Klinker Storage Silo mempunyai lubang pengeluaran 10 buah, setiap
pengeluaran dilengkapi dengan disharge gate. Dimana masing-masing gate
menarik klinker dengan laju alir 250 – 275 ton/jam. Klinker keluar dari Klinker
Storage Silo diumpankan ke tiga Belt Conveyor (521.BC-1), (521.BC-3) dan
(521.BC-4) yang terdapat dibawah klinker storage silo dari sini terjadi
pencampuran Klinker mentah dengan klinker dari penimbunan, kemudian
ditransfer ke Belt Conveyor (521.BC-2) dan (521.BC-5). Dengan menggunakan
Bucket Elevator (521.BE-1) campuran material tersebut dibawa ke Bin Klinker
(511.BI-6) dan Bucket Elevator (521.BE-2) material dibawa ke Bin Klinker
(511.BI-3) yang kapasitas masing-masing bin 175 ton.
31
Gypsum dengan kadar sampai 4 – 6% dan Trash diambil dari tempat
penimbunan dengan menggunakan motor pengangkut untuk diumpankan ke
Hooper (511.HP-1). Kemudian dilewatkan Belt Conveyor (511.BC-1) melalui
Apron Conveyor (511.AC-1) yang mempunyai kapasitas 171 ton/jam. Dari Belt
Conveyor gypsum atau trass dibawa ke Hammer Mill (511.CR-1) yang laju
alirnya 171 ton/jam. Di sini material akan mengalami size reduction dari material
berukuran 400 x 400 x 400 mm menjadi produk crusher berdiameter 0 – 2,5.103
micron. Produk tersebut dibawa ke Bucket Elevator (511.BE-1) melalui Belt
Conveyor (511.BC-2) menuju ke Bin Gypsum (511.BI-1), (511.BI-4) atau Bin
Trass (511.BI-2), (511.BI-5) yang berkapasitas 175 ton.
2.2.4.2. Penggilingan Akhir
Klinker dan gypsum atau trass keluar dari masing-masing Bin dengan
ditimbang dahulu oleh Weight Feeder (541.WF-1) dan (542.WF-1) untuk
menimbang Gypsum dengan laju alir 10,7 ton/jam, Trass (541.WF-2) dan
(542.WF-2), Klinker (541.WF-3) dan (542.WF-3) dengan laju alir 204 ton/jam.
Kemudian ditransfer ke Belt Conveyor (541.BC-1). Dari Belt Conveyor ketiga
material tersebut ditransfer ke Bucket Elevator (541.BE-1) lalu Belt Conveyor
(541.BC-2) dan masuk ke dalam Surge Bin (541.BI-1) yang berkapasitas 40 ton.
Klinker/Gypsum Mix keluar dari Surge Bin dengan laju alir 537 ton/jam
diumpankan ke Hidroulic Rollert Crusher (541.CR-1) lewat Gate (541.GA-1)
untuk di pre-crushing sebelum digiling ke Ball Mill. Sebagian material yang telah
dicrushing dengan laju alir 322 ton/jam direcirculasi kembali ke Hydraulic Roll
Crusher lewat Belt Conveyor (541.BC-4) dan kembali ke Surge Bin (541.BI-1)
untuk memelihara head dari material diatas Hydraulic Roll Crusher. Sisa material
yang telah dicrushing masuk kedalam Ball Mill dengan laju lair 215 ton/jam.
Produk Hidroulic Roller Crusher berukuran maksimal 90 micron ini dalam Ball
Mill akan mengalami size reduction menjadi material campuran berukuran 100
mesh dan mempunyai suhu 107C.
Produk dari Ball Mill (541.BM-1) dipisahkan dengan Separator
(541.SR-1) lewat Air Slide (541.AS-2), (541.AS-3) dan dari sini produk
dipisahkan menjadi 2 bagian yaitu; untuk produk yang mempunyai kehalusan 325
Mesh dibawa oleh aliran udara masuk Cyclone (541.CN-1) dan Fuller Plenum
Dust collector (541.BF-1). Produk dari Dust Collector (541.BF-1) masuk ke
32
Bucket Elevator (541.BE-2) melalui Screw Conveyor (541.SC-1) kemudian
masuk ke Separator (541.SR-1) dan bercampur dengan produk dari Cyclone
(541.CN-1) dibawa ke Air Slide (541.AS-5) dan diumpankan kedalam Bucket
Elevator (541.BE-1). Kemudian dari Bucket Elevator (541.BE-1) dimasukkan
kedalam Cement Silo melewati Air Slide (561.AS-1).
2.2.5. Unit Pengisian dan Pengantongan Semen
Tahap pengantongan semen dimulai dari silo penyimpanan semen, yaitu
Silo I dan II yang masing-masing berkapasitas 20.000 ton. Alur proses
pengantongan semen dimulai dari jatuhnya semen ke Air Slide (631.AS-2) dan
(631.AS-3) kemudian semen diangkut oleh Bucket Elevator (631.BE-1) dan
(631.BE-2). Dari Bucket Elevator material semen dilewatkan Air Slide (631.AS-
4) dan Vibrating Screen (621.VS-1) untuk memisahkan semen dengan kotoran
pengganggu. Setelah diayak semen berukuran 325 mesh masuk ke dalam Bin
Semen (631.BI-1). Untuk semen curah masuk ke Bin Semen Curah (631.BSC-1)
kemudian diangkut dengan menggunakan truk untuk didistribusikan ke konsumen.
Sedangkan untuk aliran semen ke beberapa kantong setelah melewati
Bin Semen lalu akan dilewatkan ke Bin Semen yang lebih kecil (631.BI-2)
melalui Air Slide (631.AS-5) selanjutnya akan ditransport ke Bin Roto Packer
(631.PC-1) yang didalamnya dilengkapi dengan Spot Tube, yaitu semacam
suntikan untuk memasukkan semen ke dalam kantong semen. Pemasukkan semen
ke dalam kantong diatur rentang berat 39,5–40,5 kg untuk semen jenis OPC
dengan berat 40 kg dan rentang berat 49,5–50,5 kg untuk semen jenis PPC dengan
berat 50 kg. Jika berat semen kurang dari 39,5 dan 49,5 Kg maka akan terpantau
oleh penimbang (631.BW-1) dan dikeluarkan lewat Bin Reject. Semen yang tidak
lolos akan diayak dan dibawa Screw Conveyor (631.SC-1) kemudian
dikembalikam ke Bucket Elevator (631.BE-1). Semen yang lolos uji dibawa ke
Belt Conveyor (631.BC-2), (631.BC-3), dan (631.BC-4) menuju truck untuk
didistribusikan ke konsumen.