Cement Mill

Salah satu tahap proses penggilingan akhir di pabrik semen adalah cement mill. Saat ini tipe mill yang masih banyak digunakan untuk penggilingan semen adalah tube mill/horizontal mill walaupun ke depannya diprediksi akan lebih banyak yang beralih ke vertical roller mill karena beberapa kelebihannya seperti kapasitas lebih besar dan specific power consumption lebih rendah. Pada cement mill clinker digiling bersama dengan gipsum (CaSO4.2H2O) serta bahan additive lain seperti limestone, fly ash, trass, dan pozzolan tergantung dari tipe semen yang akan diproduksi (OPC, PPC, atau PCC). Tube mill sendiri adalah peralatan berbentuk silinder yang di dalamnya terdapat  steel ball sebagai media grinding/penggilingan.

Tube mill terdiri atas 2 (dua) chamber/ruang, Chamber 1 untuk pengeringan dan coarse grinding atau penggilingan kasar dan Chamber 2 untuk penggilingan halus. Proses penghalusan/penggilingan  raw material menggunakan grinding media yang berupa steel ball yang memiliki ukuran diameter yang bervariasi, steel ball berbentuk bola yang terbuat dari material yang tersususun atas unsure C (karbon ), Cr ( Kromiun ) dan Mo (Molibdenum ), dengan komposisi yang berbeda – beda sesuai dengan ukuran diameter steel ballnya.

Selain itu didalam Tube mill juga terdapat Liner yang berfungsi untuk melindungi permukaan bagian dalam mill dari grinding media/ steel ball, liner juga berfungsi untuk mengangkat stell ball untuk menghasilkan efek tumbukan/impact dan efek penggerusan pada material, sehingga dihasilkan material yang halus.

Ada beberapa jenis Liner, antara lain :

• Lifting liner yaitu liner yang berada pada chumber 1, yang mengangkat steel ball untuk menghasilkan efek tumbukan pada material

• Classifying liner yaitu liner yang berada pada chumber 2, yang mengangkat steel ball untuk menghasilkan efek penggerusan pada material

• Mill head Liner yaitu liner yang berada pada bagian input tube mill untuk melindungi  dinding bagian dalam tube mill dari tumbukan steel ball

• Slot plate dan Blind plate liner yaitu liner yang berada pada intermediate diafragma dan output tube mill, yang berfungsi untuk memisahkan material yang kasar dan material  halus yang dibawa oleh aliran gas panas.

Mekanisme Grinding

Partikel yang berukuran besar pada dasarnya  adalah gabungan dari partikel – partikel kecil yang terikat oleh adanya energi molekuler. Jadi pada hakikatnya proses penggilingan adalah menimbulkan suatu energi untuk melawan energi molekuler tersebut, sehingga partikel – partikel kecil dapat dipisahkan.

Energi ini dihasilkan oleh gerakan grinding media di dalam tube mill akibat energi yang diberikan oleh motor kepada tube mill. Tapi tidak semua energi yang diberikan oleh motor digunakan untuk penggilingan. Yang dipakai untuk penggilingan hanya berkisar 20 % sedangkan yang lainnya hilang sebagai friksi antar partikel dan elemen – elemen tube mill ,suara, panas dan getaran/vibrasi serta kehilangan pada efesiensi mekanis dari motor mill.

Proses – proses penggilingan yang terjadi di dalam tube mill antara lain :

• Crushing, dilakukan oleh energi tumbukan terhadap partikel – partikel yang besat.
• Coarse Grinding, dilakukan oleh sebagian energi gesekan terhadap partikel – partikel yang agak kasar.
• Fine grinding, dilakukan oleh energi gesekan terhadap partikel – partikel yang kecil menjadi partikel – partikel yang lebih halus.

Jumlah Material di Dalam MillAgar selalu di capai kapasitas mill yang optimum, maka jumlah grinding media di dalam tube mill harus di jaga dalam jumlah dan perbandingan ukuran yang relative konstan, yaitu dengan penambahan grinding media yang teratur, berdasarkan pada mill inspection sewaktu tube mill stop atau angkawearing dari grinding media tersebut. Jumlah raw material yang masuk kedalam mill haruslah sesuai dengan kapasitas sehingga tube mill tidak mengalami overload, diman overload ini dapat menyebabkan efisisensi penggilingan berkurang dan berakibat pada produk yang tidak sesuai dengan kualitas yang diharapkan.

Filing Degree dan Kecepatan KritisFilling degree adalah derajat isian material di dalam tube mill, yang menggambarkan atau menunjukkan seberapa banyak material di dalam tube mill. Filling degree berkisar antara 28 % -30 %. Sedangkan kecepatan kritis adalah Kecepatan putar grinding media dan meterial yang gaya sentrifugalnya lebih kecil dari gaya gravitasi, sehingga menghasilkan efek tumbukan oleh grinding media ke material.

Pada tube mill hanya 15% energi digunakan untuk konversi ukuran material, sedangkan 85% lainnya akan hilang (energy loss) berupa energi panas dan suara. Pada kondisi tertentu klinker akan menjadi sangat keras dan sulit untuk digiling, sehingga memerlukan waktu tinggal yang lebih lama di ball mill untuk mencapai ukuran yang diinginkan, maka akan berpengaruh terhadap jumlah energi yang dipakai (dalam hal ini energi listrik) untuk memutar tube mill. Sebagai pemecahan masalah tersebut digunakanlah pregrinder sebelum material masuk ke tube mill tujuannya sebagai penggilingan awal material (pre-crushing), mengurangi waktu tinggal material di tube mill, dan menghemat energi untuk penggilingan material. Terjadinya tumbukan bola dengan material pada intensitas tinggi menyebabkan suhu di dalam mill meningkat. Temperatur di dalam mill diatur dengan mill venting dan water spray. Temperatur maksimal yangdiperbolehkan di dalam mill adalah 120OC karena temperatur  yang terlalu tinggi akan menyebabkan gipsum terhidrasi. Material kasar yang keluar dari finish mill dibawa menuju bucket elevator kemudian masuk multi cyclone yang memisahkan material halus dan sesuai spesifikasi menuju bag filter sebelum menuju silo-silo penyimpanan semen sedangkan material yang masih kasar dikembalikan ke finish mill. Material halus kaluar cement mill akan menuju bag filter dengan terlebih dahulu melewati grit separator sehingga material semen yang terbawa dapat dipisahkan dan dialirkan ke dalam silo semen dengan air slide.

Secara umum kontrol proses dan kualitas di cement mil adalah sebagai berikut :

• Temperature mill                             120oC
• Filling degree                                  28-30%
• Waktu tinggal material                    10-25 menit
• Constant circulating load                 1,5-2
• Residu 45μm                                  13%
• Blaine   OPC                                  2800 cm2/g
  PPC                                              3200 cm2/g

• SO3                                                               2,5-3%