Diagram Alir Proses

Gambar Diagram Alir Proses Pembuatan Semen

Langkah-langkah proses

Secara garis besar proses pembuatan semen di PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk dibagi dalam beberapa tahap :

Penambangan dan Penyediaan Bahan Baku (Unit Mining)

Bahan baku utama yang digunakan dalam proses pembuatan semen adalah batu kapur (limestone), sedangkan tanah liat (clay), pasir silica, pasir besi dan gypsum sebagai bahan aditif.

Bahan Baku Utama

Bahan baku utama berupa limestone ditambang sendiri di bukit kromong. Tambang ini terdiri dari lima area penambangan atau Quarry A, B, C, D dan E. Pembongkarannya dengan cara peledakan. Kegiatan penambangan batu kapur melalui beberapa tahap sebagai berikut :

Clearing (Pembersihan) / Stripping

Dilakukan pembersihan dengan menghilangkan lapisan tanah ±30 cm dengan menggunakan bulldozer.

Drilling (pemboran)

Kegiatan pemboran ini dimaksudkan untuk membuat lobang tembak dimana dalam lobang tembak dimasukkan bahan peledak. Peralatan yang dipakai untuk pemboran ada beberapa macam, yaitu :

- Drill masterMerk Ingersoll Rand type T4 BH/t$ HP dengan diameter bor 6 inch

- Crawler Rock DrillMerk Furukawa type PCR 200 dengan diameter mata bor 3 inch. Merk Ingersoll Rand type CM 351 dengan diameter mata bor 3 dan 5 inch

Blasting (peledakan)

Blasting merupakan peledakan yang bertujuan untuk membongkar batu kapur dari batuan induk yang memiliki kekerasan tinggi. Dilakukan dengan sistem berjenjang (bench system) sehingga area yang akan diledakkan memenuhi syarat keamanan, dengan tinggi jenjang rata-rata 8 meter. Bahan peledak yang digunakan adalah ANFO (Ammonium Nitrat Fuel Oil) yang merupakan campuran ammonium nitrat dengan solar. Sebagai pemicu digunakan detonator listrik dan power gel.

Pengecilan ukuran bahan

Limestone hasil peledakan yang mempunyai ukuran yang lebih besar dari 1 m3 dilakukan penghancuran untuk mempermudah pengangkutan dengan menggunakan rock breaker (excavator yang ujungnya diganti dengan hammer).

Loading (pemuatan) dan Hauling (pengangkutan)

Pemuatan limestone hasil penghancuran dengan menggunakan Whell Loader yang selanjutnya diangkut dengan dump truck menuju crusher.

Crushing (penghancuran batuan)

Kegiatan ini bertujuan untuk mereduksi ukuran batuan menjadi suatu produk yang dapat diterima oleh raw mill di Plant (diharapkan lebih kecil dari 80mm). Alat yang digunakan adalah crusher. Limestone dalam hopper dibawa apron conveyor menuju vibrating screen primary crusher bersama-sama dengan produk yang keluar dari primary crusher diangkut melalui belt conveyor ke vibrating screen secondary crusher. Material yang tidak lolos harus melalui secondary crusher terlebih dahulu untuk dilakukan pengecilan ukuran sebelum diangkut ke high lime storage dengan belt conveyor. Sedangkan produk yang lolos vibrating screen secondary crusher diangkut dengan belt conveyor ke lime storage. Batuan di storage berukuran maksimal 25 mm.

Limestone yang diangkut dari crusher dengan belt conveyor ditimbun dan disimpan dalam bentuk pile (gunungan) didalam tempat penyimpanan beratam (rofed storage). Storage beratap yang digunakan berukuran 40 x 270 m dengan kapasitas sekitar 50000 ton. Pengambilan limestone dilakukan dengan menggunakan reclaimer tipe bridge. Reclaimer jenis ini terdiri dari harrow (penggaruk) yang berbentuk segitiga, scrapper chain dan alat penumpah. Harrow digunakan untuk

merontokkan limestone dari atas ke bawah pada suatu sisi sehingga diperoleh campuran limestone yang homogen, karena pile limestone terdiri dari lapisan-lapisan dengan kadar CaCO3 yang berbeda-beda. Setelah dirontokkan limestone digaruk dengan scrapper chain lalu ditumpahkan ke belt conveyor dan diangkut kedalam feed hopper untuk dibawa ke storage raw mill.

Bahan Aditif

Clay / Sandy Clay

Sama seperti limestone, clay juga ditambang sendiri dari hambalang yang berjarak 5 km dari pabrik. Penambangan clay dilakukan dengan penggarukan dan penggerusan dengan menggunakan bulldozer, lalu dimuat kedalam dump truck dengan menggunakan wheel loader kemudian dihancurkan dengan crusher. Selanjutnya clay dibawa dengan menggunakan belt tripper ke clay storage.

Pasir silika / sand purchase

Pasir silika umumnya didatangkan dari belitung dan tempat lain dan disimpan di open yard. Dari open yard, pasir silika dibawa ke storrrage dengan menggunakan wheel loader dan dump truck.

Pasir besi

Indocement membeli pasir besi dari beberapa daerah seperti di kutoarjo dan disimpan di storage beratap (roofed storage)

Gypsum

Bahan ini diperoleh dengan cara membeli dari PT. Petrokimia Gresik untuk gypsum sintetis dan diimpor dari Thailand untuk gypsum alami. Gypsum ini disimpan di storage beratap dekat dengan Cement Mill.

Pengeringan dan Penggilingan Bahan Baku (Unit Raw Mill)

Pengeringan Bahan Aditif

Bahan aditif yang berupa clay dikeringkan dengan menggunakan rotary dryer yang menggunakan gas panas berasal dari Reinforced Suspension Preheater (RSP). Proses berlangsung dengan menggunakan sistem aliran material searah dengan aliran gas panas (co-current). Proses pengeringan berlangsung hingga didapatkan kondisi material keluar dari rotary dryer kandungan airnya kurang lebih 1%. Produk rotary dryer diangkut melalui belt conveyor ke bucket elevator untuk dimasukkan ke dalam storage bin hopper.

Pengeringan dan Penggilingan Bahan Baku

Dari storage limestone dikirim dengan menggunakan belt conveyor dan reclaimer untuk dikeringkan dan dihancurkan kedalam impact dryer kemudian dimasukkan kedalam hopper dengan menggunakan bucket elevator. Proses berlangsung dengan menggunakan sistem aliran material berlawanan dengan aliran gas panas (counter current). Proses pengeringan berlangsung hingga didapatkan kondisi material keluar dari impact dryer kandungan airnya kurang lebih 5%. Limestone, aditif dan pasir besi ditimbang dengan menggunakan weighing feeder sesuai dengan set point yang

diatur oleh PCM department. Kemudian material tersebut diumpankan kedalam air separator. Didalam air separator terdapat Classifying blade yang berfungsi untuk membentuk pusaran udara untuk memisahkan material halus dan kasar. Partikel halus terbawa oleh udara yang dihasilkan dari air separator fan kemudian dipusingkan dalam 4 siklon untuk dipisahkan dari gas panas yang keluar menuju electrostatic precipitator.

Material yang halus masuk kedalam produk dan yang masih kasar kembali ke tailing mill (raw mill). Didalam alat ini, material digiling dengan menggunakan bola bola baja dengan ukuran tertentu sambil diputar. Proses ini menggunakan gas panas dari RSP sehingga dalam proses ini berlangsung pula proses pengeringan yang searah (cocurrent).

Putaran silinder akan mengangkat umpan bola baja pada ketinggian optimum sehingga terjadi tumbukan antara bola baja dengan material sehingga material dapat hancur menjadi halus dengan tingkat kehalusan residu 90µ 12% dan yang 200µ 1%. Selama proses penggilingan berlangsung, udara panas ditarik dengan menggunakan fan.

Pencampuran Bahan Baku

Produk raw meal sebelum diumpankan ke kiln dimasukkan kedalam Air Blending Silo (ABS) dengan kapasitas 1000 ton. Raw meal dihomogenisasi dengan proses aerasi dengan menggunakan udara bertekanan (air compressor). Setelah proses homogenisasi dan hasilnya sesuai dengan target PCM department maka raw meal diturunkan kedalam storage silo untuk dipakai sebagai umpan kita (kiln feed).

Pembakaran Raw Meal dan Pendinginan Clinker (Unit Burning)

Pembakaran Raw Meal

Proses pembakaran raw meal dalam pembuatan semen merupakan tahap yang paling penting karena pada tahap inilah terbentuk mineral mineral yang diperluikan dalam semen. Pada suspension preheater terjadi proses pembakaran yang menghasilkan cilnker terjadi di kiln.

Raw meal dikeluarkan dari storage silo kedalam hopper dengan menggunakan air sliding conveyor dan bucket elevator. Raw meal diumpankan ke preheater dengan menggunakan weighting feeder, air sliding conveyor, bucket elevator.

Preheater yang digunakan adalah Reinforced Suspension Preheater (RSP) yang terdiri dari cyclone preheater empat tahap.

Pada tahap keempat (yang paling atas) preheater terdiri dari dua buah siklon (C41, C42). Sedangkan tahap ketiga terdiri dari satu siklon (C3) dan tahap kedua terdapat dua buah siklon (C21 dan C22) yang dilengkapi dengan precalsiner yang terdiri dari swirl burner dan swirl calciner. Setiap sikllon dari tahap pertama sampai tahap keempat dihubungkan dengan pipa-pipa besar yang disebut connecting duct.

Raw meal yang diumpankan ke preheater masuk ke connecting duct antara C3 dan C4. Raw meal akan mengikuti aliran gas panas yang berasal dari clinker cooler dan kiln. Gas panas ini kemudian

ditarik oleh SP fan. Karena adanya tarikan dari SP Fan, material akan masuk C4 dan mengalami proses pemusingan. Material akan jatuh ke duct diantara C2 dan C3 dan mengalami proses pemusingan lagi, dan seterusnya. Sedangkan gas panas yang membawa sebagian material yang tidak terpusingkan akan keluar melalui bagian atas siklon, dan masuk ke siklon berikutnya, demikian seterusnya. Akhirnya material akan memasuki precalciner dan kemudian ke kiln. Pada tahap ini 80 – 90% telah terkalsinasi.

Gas panas yang keluar dari RSP mempunyai temperature berkisar 400oC. Gas panas ini dapat dimanfaatkan untuk proses pengeringan di unit raw mill, rotary dryer, impact dryer dan coal mill. Untuk rotary dryer, temperature dijaga konstan dengan cara menyemprotkan air (spraying water).

Setelah mengalami proses kalsinasi di RSP, material kemudian masuk ke dalam rotary kiln. Kiln yang digunakan panjangnya 78m dan terbagi menjadi beberapa bagian atau zona, yaitu :

a. Calcining zoneb. Transition zonec. Burning zoned. Cooling zone

Proses pembakaran di kiln terdiri dari proses kalsinasi lanjut dan proses pembentukan mineral-mineral Clinker. Temperatur proses di burning zone dapat mencapai 1450 o C. Karena tingginya temperatur proses, bagian dalam kiln dilapisi dengan bata tahan api (brick). Temperature kiln shell (dinding luar kiln) dijaga sekitar 200 - 300 o C.Bahan bakar yang digunakan untuk proses pembakaran di RSP dan Kiln adalah batu bara (Coal). IDO digunakan pada saat kiln baru dijalankan (start up). Setelah stabil digunakan batu bara karena harganya relatif murah.

Pendinginan Clinker

Clinker yang keluar dari kiln dan masuk kedalam cooler sudah terbentuk padatan dan bersuhu kurang lebih 1000 - 1299 oC. Clinker yang masih panas ini perlu didinginkan karena :

- Clinker yang panas sulit diangkut- Clinker panas mempunyai pengaruh negatif pada proses penggilingan- Udara panas hasil pendinginan Clinker dapat dimanfaatkan, sehingga dapat menurunkan

biaya produksi- Pendinginan yang tepat akan meningkatkan kualitas semen.

Dalam proses pendinginan terdapat beberapa parameter penting yang harus diperhatikan agar Clinker yang dihasilkan memiliki sifat-sifat yang memenuhi persyaratan, diantaranya yaitu meningkatnya grindability (kemudian digiling), mudah transport, dan panas yang dimiliki dapat dimanfaatkan ulang untuk pemanasan udara yang dibutuhkan dalam pembakaran.

Laju kecepatan pendinginan Clinker menentukan komposisi akhir Clinker. Jika clinker terbentuk selama pembakaran didinginkan perlahan maka beberapa reaksi yang telah terjadi di kiln akan berbalik (reverse), sehingga C3S yang telah terbentuk di kiln akan berkurang dan larut dalam Clinker cair yang belum sempat memadat selama proses pendinginan. Dengan pendinginan cepat, fase cair akan memadat dengan cepat sehingga mencegah berkurangnya C3S.

Clinker didinginkan dengan proses pendinginan cepat atau mendadak di dalam Air Quenching Cooler (AQC) jenis Grate Cooler. AQC ini terdiri dari dua buah grate yang masing-masing digerakkan oleh sebuah motor. Pendinginan dilakukan dengan menghembuskan udara dari enam buah cooling fan. Udara dihembuskan kedalam chamber yang berjumlah 9 buah untuk mendinginkan Clinker yang berada diatas grate plate.

AQC ini dilengkapi juga dengan sebuah clinker breaker pada bagian keluaran (output). Ukuran clinker yang keluar tidak boleh melebihi 5cm. Clinker yang terlalu besar akan dihancurkan terlebih dahulu dalam clinker breaker. Clinker kemudian dibawa dengan apron conveyor ke clinker silo.

Perpindahan panas antara clinker dengan udara pendingin mengakibatkan udara menjadi panas. Udara panas ini digunakan sebagai udara sekunder (secondary air) yang digunakan untuk pembakaran di kiln dan sebagian udara tersier (tertiary air) digunakan untuk pembakaran di RSP dan sebagian lagi dibuang ke cerobong. Gas buang ini terlebih dahulu dilewatkan pada EP untuk memisahkan debu yang terbawa debu yang terbawa oleh gas buang. Debu clinker ini dikumpulkan dan diangkut ke clinker silo.

Penggilingan Clinker (Unit Finish Mill)

Proses penggilingan clinker bertujuan untuk mencampur dan menggiling clinker gypsum sampai tingkat kehalusan tertentu sehingga terbentuk produk semen. Gypsum yang ditambahkan berkisar 3-5% dari berat clinker. Kehalusan semen yang dihasilkan merupakan salah satu faktor penentu kualitas semen. Selain gypsum, kadang-kadang ditambahkan additive lain berupa limestone atau trass. Trass ini memiliki keistimewaan yaity memiliki SiO2 yang akan bereaksi pada saat ditambahkan dengan CaO bebas (free lime) sehingga membentuk CS (Ca SiO2) yang akan bereaksi pada saat ditambahkan dengan air. CS ini dapat membantu kekuatan akhir semen. Selain tujuan diatas, penambahan trass ini dilakukan untuk menambah jumlah semen yang dihasilkan namun kualitas akhir semen masih memenuhi standar semen yang ditetapkan diterapkan SNI, sehingga hal ini akan menghemat jumlah bahan bakar yang digunakan.

Clinker yang keluar dari AQC disimpan dalam dua buah Clinker Silo yang masing-masing berkapasitas 30000 ton. Dibagian bawah silo terdapat saluran pengeluaran yang terdiri dari dua set gravity feeder yang digerakkan oleh motor dua dan empat set gravity feeder tipe manual. Clinker dikeluarkan dari silo melalui gravity feeder dan kemudian diangkut dengan belt conveyor dan bucket elevator menuju clinker hopper.

Gypsum dari storage yard dimuatkan kedalam loading hopper dengan menggunakan wheel loader. Selanjutnya gypsum dibawa ke gypsum hopper dengan belt feeder. Selanjutnya clinker dan gypsum dibawa ke gypsum secara proporsional dalam weighting feeder sehingga menghasilkan campuran dengan kadar gypsum sekitar 3 – 5% berat.

Setelah itu material dialirkan menuju alat penggilingan akhir yang disebut cement mill. Inlet cement mill dilengkapi spray water sebagai pendingin untuk mencegah terjadinya dehidrasi gypsum. Dehidrasi gypsum ini perlu dihindari karena dapat mengganggu fungsi gypsum sebagai retarder yang berfungsi untuk memperlambat seting time (waktu pengikatan). Air akan menyemprot bila suhu mencapai 120o C sehingga suhunya dapat dipertahankan 90 - 100 o C. Cement mill terdiri dari dua chamber / kompartement yaitu :

- Chamber 1 berisi steel bal yang berukuran besar (diameter 90,80,70,60,50,40 mm) yang berfungsi sebagai pemecah

- Chamber 2 berisi steel ball yang berukuran kecil (diameter 30,25,20,17) yang berfungsi sebagai penghalus

Diantara chamber ini disekat oleh penyekat berlubang yang disebut diafragma.

Material yang keluar dari cement mill dibawa oleh bucket elevator kemudian diputarkan kedalam air separator. Dalanm air separator terjadi dua gaya yaitu gaya sentrifugal dan gravitasi sehingga produk yang halus masuk ke siklon dan produk yang masih kasar masuk kembali ke cement mill sebagai tailing.

Debu dan produk dihisap oleh separator fan, sebagian masuk ke separator lagi dan sebagian naik masuk ke dust collector dan terjadi pemisahan antara debu dan gas oleh bag filter dan EP, gas buang keluar melalui chimney. Debu dan produk ini jatuh ke screw menuju TCC (Truck Chain Conveyor), kemudian bersama-sama produk dari separatror diangkut oleh ATC dan air slinding conveyor dengan bantuan Air lfit menuju cement silo.

Pengepakan Semen (Unit Packaging)

Semen disimpan dalam enam buah cement silo dengan kapasitas masing-masing 6000 ton. Semen dari silo dibawa ke bagian pengepakan (packing) dengan menggunakan air slinding conveyor dan bucket elevator. Dari bucket elevator, semen dilewatkan ke vibrating screen untuk memisahkan material asing yang terdapat didalam semen. Lalu semen dimasukkan kedalam feed bin dan dikeluarkan melalui mesin pengepakan. Mesin pengepakan yang digunakan pada plant 1-2 ini adalah stationary packer dimana tiap tiap stationary packer ini terdiri dari tiga filling spout. Dimesin pengepakan ini semen dikemas dalam paper bag dimana setiap paper bag memiliki berat netto 40 atau 50 kg.