BAB III URAIAN PROSES
3.6 Tahap Pembentukan Semen
3.6.5 Penggilingan dan Penggerusan
Tipe mill yang digunakan di Indarung IV pada proses penggilingan semen adalah rube mill yaitu pada cement mill 1 (421) dan cement mill 2 (472). Tube mill merupakan peralatan berbentuk silinder yang didalamnya terdapat grinding ball sebagai media grinding/penggilingan. Pada cement mill, klinker digiling bersama dengan gypsum (CaSO42H2O) serta bahan aditif lain seperti limestone dan pozzolan tergantung dari tipe semen yang akan diproduksi (Tipe I dan PCC).
Cement mill indarung IV PT Semen Padang dapat dilihat pada Gambar 3.18
Gambar 3.18 Cement Mill
(Sumber: PT. Semen Padang Indarung IV, 2023)
Pada cement mill terdapat dua kompartemen dimana proses penggilingan yang terjadi pada kompatemen I yaitu coarse grinding yang menggunakan gaya impact untuk proses penggilingannya dan pada kompatemen II yaitu fine grinding dengan menggunakan gaya gesek sehingga material akan tergerus oleh grinding ball. Kompatemen I dengan Panjang 3,05 m sedangkan kompatemen II memiliki panjang 10,16 m, hal ni menyebabkan proses penggilingan didalam kompatemen II memerlukan waktu yang lebih lama.
Gambar 3.19 Bagian-bagian Cement Mill
Pada proses penggilingan di cement mill, temperature dijaga pada 105°C - 125°C. Jika suhu semen di atas 125°C maka akan menyebabkan dry clogging dan dehidrasi air kristal gypsum, sehingga akan mengakibatkan false set pada semen, sedangkan jika suhu semen di bawah 105°C maka akan menimbulkan wet clogging. Pengaturan suhu ini juga penting untuk kondisi operasi electrostatic precipitator (EP). Dimana EP tersebut akan bekerja dengan baik pada suhu di atas 110°C.
Gambar 3.20 Grinding Media
Penggilingan pada tube mill disebabkan adanya tumbukan material dengan grinding media rotasi tube mill mengakibatkan isi didalam mill yaitu material dan grinding media akan terangkat karena adanya gaya sentrifugal serta gesekan antara grinding media dan lining Tinggi pengangkatan isi tube mill tergantung kepada beberapa faktor, yaitu liner design kecepatan putar mill, bentuk, ukuran
47
dan berat grinding media, gesekan antara liner dan grinding media serta gesekan antara mill charge.
ii. (b)
Gambar 3.21 Pergerakan Grinding Media di dalam Cement Mill
Gambar 3.21 (a) menunjukan pergerakan grinding media pada kompartemen I yang menunjukan cataracing motion dimana material dan grinding media akan terangkat hamper mencapai 180° dan terjatuh sehingga akan terjadi penumbukan material oleh grinding media. Proses ini dapat terjadi disebabkan oleh pemilihan persen loading yang tepat, diameter grinding media yang relatif besar atau posisi lifting liner. Grinding media pada kompartemen I dapat terangkat disebabkan adanya lifting liner dengan jenis step liner. Sedangkan pada gambar 3.21 (b) menunjukan cascading motion pada grinding media, terlihat pergerakan grinding media yang lebih rendah seolah mengalir dan berputar sehingga terjadi gesekan antara grinding media dan material atau disebut proses penggerusan. Jenis liner yang digunakan pada kompartemen II adalah classifying liner.
Pada Pabrik Indarung IV proses penggilingan semen dilakukan di 2 tube mill yaitu pada cement mill 1 (4Z1) dan cement mill 2 (4Z2).
1. Proses Penggilingan pada Cement Mill 1 (4Z1)
Bahan yang digunakan untuk membuat semen terdiri dari 4 jenis bahan yaitu klinker, gypsum, pozzolan, dan high grade limestone. Material diangkut menggunakan belt conveyor ke hopper masing-masing material sebagai tempat penyimpanan sementara. Setelah itu, material ditimbang menggunakan dosimat feeder dan selanjutnya menuju belt feeder. Material yang telah ditimbang akan dibawa ke bin L10 sebelum dilakukan penggilingan awal terlebih dahulu di roller
press M30 untuk memperkecil ukuran kilnker, sehingga mengurangi beban kerja cement mill (4ZA).
Pada tube mill 4Z1 terdiri dari 2 chamber, yaitu chamber 1 dan chamber 2.
Setiap chamber diisi oleh grinding media berupa bola besi baja dengan diameter berbeda-beda. Produk masuk ke chamber 1 yang mempunyai ukuran grinding media sekitar 80-50 mm dan chamber 2 yang mempunyai ukuran grinding media sekitar 17-40 mm. Pada dinding bagian dalam tube mill terdapat susunan batu tahan panas yang disebut liner yang disusun berundak-undak menyelimuti bagian dalam tube mill. Liner menyebabkan grinding media berputar dan bertumbuk dengan material, sehingga terjadi proses penghalusan material. Pada batas antara setiap chamber terdapat sebuah filter yang berfungsi sebagai penyeleksi ukuran partikel produk agar bisa lolos ke chamber berikutnya. Produk yang sudah digiling selanjutnya dihisap menggunakan mill fan untuk dilanjutkan ke proses selanjutnya.
Produk hasil dari outlet tube mill 471 masuk ke PGC J10 untuk diangkut menggunakan bucket elevator untuk dipisahkan menuju o-sepax. Pada o-sepax terjadi pemisahan dengan prinsip yang hampir sama dengan cyclone. Material yang masih kasar diturunkan kembali ke dalam tube mill untuk dihaluskan kembali melalui PGC J06. Untuk material yang halus ditarik menggunakan mill fan ke big house filter (BHF) F01 dan electrostatic presipitator (EP) P11. Produk dari BHF akan jatuh ke dalam hopper untuk dibawa menggunakan screw conveyor P02. Untuk keluaran o-sepax yang menuju EP P11 dipisahkan dengan cara mengubah muatan produk menjadi negative dengan discharge electrode, lalu muatan tersebut menempel pada plate-plate dan pada waktu berkala plate tersebut diberikan getaran hingga produk jatuh ke dalam hopper dan diangkut menggunakan screw conveyor P03. Material yang dibawa oleh screw conveyor P02 dan P03 bertemu di belt conveyor U24 untuk ditransportasikan pada PGC masing-masing ke silo semen.
2. Proses Penggilingan pada Cement Mill 2 (4Z2)
Pada tube mill 4Z2 terdiri dari 2 chamber, yaitu chamber 1 dan chamber 2.
Setiap chamber diisi oleh grinding media berupa bola besi baja dengan diameter
49
berbeda-beda. Produk masuk ke chamber 1 yang mempunyai ukuran grinding media sekitar 80-50 mm dan chamber 2 yang mempunyai ukuran grinding media sekitar 17-40 mm. Pada dinding bagian dalam tube mill terdapat susunan batu tahan panas yang disebut liner yang disusun berundak-undak menyelimuti bagian dalam tube mill. Liner menyebabkan grinding media berputar dan bertumbuk dengan material, sehingga terjadi proses penghalusan material. Pada batas antara setiap chamber terdapat sebuah filter yang berfungsi sebagai penyaring ukuran partikel produk agar bisa lolos ke chamber berikutnya. Produk yang sudah digiling selanjutnya dihisap menggunakan mill fan untuk dilanjutkan ke proses selanjutnya.
Produk hasil dari outlet tube mill 4Z2 masuk ke PGC J10 untuk diangkut menggunakan bucket elevator menuju sepax separator, pada sepax separator terjadi pemisahan antara material yang halus dan kasar. di dalam sepax separator terdapat kisi - kisi yang menjadi pemisah antar material kasar dan halus. Material yang masih kasar diturunkan ke dalam tube mill untuk dihaluskan kembali melalui PGC J09. Untuk material yang halus terbawa oleh udara panas dipisahkan kembali dengan cyclone S15, S17, S19, S21 yang berada di setiap sisi sepax separator Produk dari cyclone S15 dan S17 dipindahkan menggunakan screw conveyor J06, sedangkan produk dari cyclone S19 dan S21 dipindahkan menggunakan screw conveyor J08. Produk dari screw conveyor 306 dan 108 akan bertemu di screw conveyor U01, sedangkan udara panas dari mill ditarik menggunakan mill fan ke electrostatic presipitator (EP) P11. Pada EP.
produk akan jatuh ke dalam hopper dan diangkut menggunakan Screw conveyor P12. Produk dari screw conveyor P12 dan U01 bertemu di belt conveyor U24 untuk ditransportasikan pada PGC masing-masing ke silo semen.
Pabrik Indarung IV memiliki 4 silo cement dan 2 tube mill. Keluaran tube mill pertama (Z1) nantinya setelah melewati sepax separator dan cyclone akan disimpan pada silo 1 dan 2. Sedangkan keluaran tube mill kedua (Z2) nantinya akan disimpan pada silo 3 dan 4.
Gambar 3.22 Water Injection pada Cement Mill
Tujuan dari penggilingan dan pencampuran gypsum dan aditif lainnya sebagai berikut:
1. Kehalusan
Kehalusan semen memiliki kaitan yang sangat erat dengan kekuatan tekan semen. Semakin tinggi kehalusan semen, maka kuat tekan yang dihasilkan akan semakin tinggi karena tingkat kehalusan yang tinggi memperbesar permukaan spesifik semen sehingga reaksi hidrasi berjalan cepat.
2. Penambahan Gypsum
Gypsum berfungsi sebagai retarder, memperlambat reaksi hidrasi semen dengan air sehingga semen dapat dibentuk sebelum terjadi proses pengerasan, akan tetapi gypsum yang terhidrasi akan menyebabkan waktu pengerasannya menjadi lebih cepat. Gypsum akan rusak jika temperatur proses lebih dari 120°C.
3. Penambahan aditif
Penambahan aditif bergantung pada tipe semen yang diinginkan. Misalnya penambahan senyawa pozzolan dan fly ash yang mengandung silika reaktif sehingga akan mengikat oksida oksida bebas di dalam semen dan membuat semen menjadi lebih tahan dalam lingkungan sulfat.
Hal-hal yang berpengaruh terhadap power consumption di cement mill adalah sebagai berikut:
1. Grindability
Grindability merupakan tingkat kesulitan penggilingan klinker, grindability berbanding lurus dengan power consumption di cement mill dan
51
dipengaruhi oleh komposisi klinker. Kandungan C2S yang tinggi mengakibatkan grindability akan tinggi pula.
2. Temperatur
Temperatur merupakan tingkat kesulitan susunan gypsum yang ditambah sebagai aditif didalam semen. Pada temperatur 120°C gypsum akan terurai dan akan berpengaruh terhadap fungsinya sebagai retarder dan dapat menimbulkan flase set pada semen.
3.6.1 Proses Pemisahan Pertama (Sepax Separator dan O-Sepa Separator) Terdapat 2 jenis separator di Indarung IV yaitu sepax separator dan O- sepax separator. Kedua jenis alat ini memiliki fungsi yang sama yaitu untuk pemisahan maerial kasar dan halus. Namun terdapat perbedaan seperti sepax separator memiliki 4 cyclone yang fungsinya untuk menampung material halus atau produknya sementara pada o-sepax tidak. Pada sepax separator terjadi pemisahan antara material halus dengan material kasar yang diakibatkan oleh perputaran rotor, dimana dihasilkan fine product dan reject product. Sepax separator merupakan separator dengan tipe dynamic separator. Sepax separator dilengkapi dengan rotor yang berputar. Prinsip kerja dari sepax separator yaitu material masuk dari bagian tengah separator dan akan jatuh kebagian bawah, material yang terjatuh akan terdistribusi karena adanya spreader plate, kemudian udara masuk dari bawah separator membawa material yang ringan menuju ke classifier, dimana classifier material yang kasar akan terlempar dan masuk ke reject cone sedangkan material yang halus dibawa oleh udara masuk ke dalam cyclone untuk dipisahkan antara material dengan gasnya untuk selanjutnya akan ditransportasikan dengan air slide ke bucket elevator menuju cement silo, sedangkan material kasarnya akan dikembalikan ke cement mill dengan air slide untuk digiling kembali.