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.