BTA 2. Material Refraktori.pdf

Material Refraktori

Pertemuan 2

Material Refraktori

Pertemuan 2

Refractory

• Bahan / Material yang dapat

mempertahankan bentuk dan kekuatan pada temperatur dan tekanan yang

tinggi.

• Dibawah kondisi tegangan mekanik yang besar dan

• Adanya serangan kimia dari gas panas maupun dari terak

Page 2

• Bahan / Material yang dapat

mempertahankan bentuk dan kekuatan pada temperatur dan tekanan yang

tinggi.

• Dibawah kondisi tegangan mekanik yang besar dan

• Adanya serangan kimia dari gas panas maupun dari terak

Aplikasi

• Pelapis tanur pengolahan logam • Atap dari tanur

• Ladle

• Cruicible

• Pelapis tanur pengolahan logam • Atap dari tanur

• Ladle

• Cruicible

Keberhasilan operasi tanur ditentukan oleh

Pemilihan Refractory

Kondisi yang mempengaruhi pemilihan refractory adalah :

 Jenis bahan apa yang akan dikerjakan  Berapakah temperatur operasi

 Apakah kondisi atmosfir tanur

Jenis media pemanas yang dipakai  Tegangan mekanis apa saja yang

Kondisi yang mempengaruhi pemilihan refractory adalah :

 Jenis bahan apa yang akan dikerjakan  Berapakah temperatur operasi

 Apakah kondisi atmosfir tanur

Jenis media pemanas yang dipakai  Tegangan mekanis apa saja yang

Kualitas

Kualitas refractory ditentukan oleh : 1. Bahan baku yang digunakan

2. Cara pembuatannya

Bahan Baku Jenis dan Karakterisasi

Refractory

Kualitas

Umumnya bahan baku refraktory adalah oksida oksida logam kurang mulia

Contoh : silika, magnesia, alumina lime,

Page 8

Beberapa refraktory terbuat

dari bahan non oksida seperti :

Karbon, silikon carbida,

Klasifikasi

1. Berdasarkan persenyawaan / komposisi kimia

2. Berdasarkan sifat keasamaan refractory

1. Berdasarkan persenyawaan / komposisi kimia

2. Berdasarkan sifat keasamaan refractory

Berdasarkan Persenyawaan

1. Refractory Oksida

a) Silika

b) Lempung Tahan Api (fire Clay) c) Alumina Kadar tinggi

d) Chromite dan Magnesia Chromite e) Megnesia bakar f) Forsterite g) Oksida Khusus Page 10 1. Refractory Oksida a) Silika

b) Lempung Tahan Api (fire Clay) c) Alumina Kadar tinggi

d) Chromite dan Magnesia Chromite e) Megnesia bakar

f) Forsterite

Berdasarkan Persenyawaan

2. Refractory Non Oksida a) Karbon dan Grafit

b) Silikon Carbida

c) Senyawa logam tanah Jarang (TiC, BN)

d) Logam (W, Mo, Fe)

2. Refractory Non Oksida a) Karbon dan Grafit

b) Silikon Carbida

c) Senyawa logam tanah Jarang (TiC, BN)

Berdasarkan sifat Keasaman

• Refractory Asam – Silika – Fire Clay • Refractory Basa – Magnesite – Dolomite – Forsterite • Refractory Netral – Alumina – Chromite

– Karbon dan Grafit

Page 12 • Refractory Asam – Silika – Fire Clay • Refractory Basa – Magnesite – Dolomite – Forsterite • Refractory Netral – Alumina – Chromite

Refractory Silika

• Mengandung SiO₂ sekitar 93%

• Tahan abrasi dan mempu menahan beban pada temperatur tinggi

• Mampu menahan bentuknya di dekat temperatur lelehnya

• Macam macam refractory silika :

1. Silika konvensional (0.5 – 1 % Al₂O₃)

• Mengandung SiO₂ sekitar 93%

• Tahan abrasi dan mempu menahan beban pada temperatur tinggi

• Mampu menahan bentuknya di dekat temperatur lelehnya

• Macam macam refractory silika :

Fire Clay

• Komposisi : SiO₂ <78% dan Al₂O₃<44% • Terbuat dari campuran :

– Mineral lempung – Kaolin dan Grog

• Fire clay terbagi 3 jenis tergantung harga PCE (pyrometric cone

equivalent)

– Pouring pit (PCE<15)

– Medium duty (PCE = 29) – High duty (PCE =31,5)

– Superduty (PCE = 35) Page 14

• Komposisi : SiO₂ <78% dan Al₂O₃<44% • Terbuat dari campuran :

– Mineral lempung – Kaolin dan Grog

• Fire clay terbagi 3 jenis tergantung harga PCE (pyrometric cone

equivalent)

– Pouring pit (PCE<15)

– Medium duty (PCE = 29) – High duty (PCE =31,5) – Superduty (PCE = 35)

• Bersifat serba guna, lebih murah dibanding refractory lainnya

• Banyak digunakan pada industri besi baja, nonferrous, industri gelas dan • Bersifat serba guna, lebih murah

dibanding refractory lainnya

• Banyak digunakan pada industri besi baja, nonferrous, industri gelas dan

Alumina Kadar Tinggi

• Refraktory alumina kadar tinggi

mengadung Al₂O₃ dalam jumlah besar. • Al₂O₃ menentukan harga PCE.

• Tidak larut dalam air, uap panas, asam anorganik serta alkali.

• Mampu beroperasi pada tanur dengan atmosfir oksidizing maupun reducing sampai dengan temperatur 1850

celsius

Page 16

• Refraktory alumina kadar tinggi

mengadung Al₂O₃ dalam jumlah besar. • Al₂O₃ menentukan harga PCE.

• Tidak larut dalam air, uap panas, asam anorganik serta alkali.

• Mampu beroperasi pada tanur dengan atmosfir oksidizing maupun reducing sampai dengan temperatur 1850

Alumina Kadar Tinggi

Berdasarkan ASTM refraktory ini dibagi menjadi :

a) Refractory mullite

 Terdiri atas 72% Alumina & 28% silika

 Digunakan pada atap tanur, BF, Hot stove

a) Refractory Corundum

 99 % refractory alumina disebut corondum

Berdasarkan ASTM refraktory ini dibagi menjadi :

a) Refractory mullite

 Terdiri atas 72% Alumina & 28% silika

 Digunakan pada atap tanur, BF, Hot stove

a) Refractory Corundum

 99 % refractory alumina disebut corondum

Alumina Kadar Tinggi

Bata refractory alumina umum digunakan pada :

 Kiln pada industri keramik, batu kapur, dan semen  Cruicible peleburan logam

 Blast furnace pada daerah Hearth dan shaft  Tanur peleburan dross timah

Page 18

Bata refractory alumina umum digunakan pada :

 Kiln pada industri keramik, batu kapur, dan semen  Cruicible peleburan logam

 Blast furnace pada daerah Hearth dan shaft  Tanur peleburan dross timah

Dolomit

• Termasuk refraktory netral

• CaCO₃-MgCO₃ CaO – MgO • Mengandung 97% CaO + MgO

• Compatibel dengan indusri semen dan clinker ketahanan

terhadap thermal shok & serangan alkali

• Termasuk refraktory netral

• CaCO₃-MgCO₃ CaO – MgO • Mengandung 97% CaO + MgO

• Compatibel dengan indusri semen dan clinker ketahanan

terhadap thermal shok & serangan alkali

Chromite Refractories

• Chromite – Magnesite refractories • Magnesite – Chromite refractories • Perbedaan :

– CM Refractories : 15-35 % Cr & 42 – 50 % MgO

• Tahan terhadap serangan slag dan Gas

– MC Refractories : 60 % MgO dan 8 – 18%Cr₂O₃ • Ketahanan terhadap spalling yang lebih baik

dibanding CM

• Digunakan pada steel melting dengan slag basa

Page 20

• Chromite – Magnesite refractories • Magnesite – Chromite refractories • Perbedaan :

– CM Refractories : 15-35 % Cr & 42 – 50 % MgO

• Tahan terhadap serangan slag dan Gas

– MC Refractories : 60 % MgO dan 8 – 18%Cr₂O₃ • Ketahanan terhadap spalling yang lebih baik

dibanding CM

Jenis dan Bentuk Refractory

Jenis dan Bentuk Refractory

Berdasarkan Metode

Pembuatan

• Dry Press Process • Fused Cast

• Hand Molded

• Formed (Normal, Fired/ikatan kimia) • Unformed (Monolitic)

Page 22

• Dry Press Process • Fused Cast

• Hand Molded

• Formed (Normal, Fired/ikatan kimia) • Unformed (Monolitic)

Berdasarkan Bentuk Fisik

A. Shaped Refractories/Brick/Bata

 Mempunyai bentuk saat dijual (bata)

 Refraktori konvensional, umum digunakan pada tanur pembakaran

 Dibentuk dgn mechine pressed  Keunggulan:

o Lebih padat (dense)

Low porosity

A. Shaped Refractories/Brick/Bata

 Mempunyai bentuk saat dijual (bata)

 Refraktori konvensional, umum digunakan pada tanur pembakaran

 Dibentuk dgn mechine pressed  Keunggulan:

o Lebih padat (dense)

Berdasarkan Bentuk Fisik

A. Shaped Refractories/Brick/Bata

 Kekurangan:

o Biaya instalasi yang lebih mahal o Waktu instalasi lebih lama

o Memiliki sambungan

o Sedikit ketersedian dan minim variasi o Memiliki standar ukuran tertentu

o Contoh : Standard square = 230 X 114 x 65 mm Header Key = 230 X 114/108 X 65 mm

Page 24

A. Shaped Refractories/Brick/Bata

 Kekurangan:

o Biaya instalasi yang lebih mahal o Waktu instalasi lebih lama

o Memiliki sambungan

o Sedikit ketersedian dan minim variasi o Memiliki standar ukuran tertentu

o Contoh : Standard square = 230 X 114 x 65 mm Header Key = 230 X 114/108 X 65 mm

Berdasarkan Bentuk Fisik

A. Shaped Refractories/Brick/Bata

 Mempunyai bentuk saat dijual (bata)  Dibentuk dgn mechine pressed

 Bentuk bata/Brick dibagi 2 :  Type Standar

 Type Special

Umumnya dibuat hand molded

A. Shaped Refractories/Brick/Bata

 Mempunyai bentuk saat dijual (bata)  Dibentuk dgn mechine pressed

 Bentuk bata/Brick dibagi 2 :  Type Standar

 Type Special

Berdasarkan Bentuk Fisik

B. Unshaped Refractories/Monolitic  Tidak mempunyai bentuk

 Dibentuk saat akan di install.

 Memberikan lapisan/lining tanpa sambungan dan umum disebut

monolitik

 Di katagorikan menjadi : Plastic

Refraktories, Ramming Mixes, Castables, Gunning mixes, fettling mixes dan mortar

Page 28

B. Unshaped Refractories/Monolitic  Tidak mempunyai bentuk

 Dibentuk saat akan di install.

 Memberikan lapisan/lining tanpa sambungan dan umum disebut

monolitik

 Di katagorikan menjadi : Plastic

Refraktories, Ramming Mixes, Castables, Gunning mixes, fettling mixes dan mortar

Berdasarkan Bentuk Fisik

B. Unshaped Refractories/Monolitic

 Instalasi castabel umumnya dicampur dengan air

 Keuntungan :

 Instalasi & pekerja lebih murah dibanding instalasi bata

 Waktu instalasi lebih cepat

 Ketersedianya banyak dan dapat mengikuti

B. Unshaped Refractories/Monolitic

 Instalasi castabel umumnya dicampur dengan air

 Keuntungan :

 Instalasi & pekerja lebih murah dibanding instalasi bata

 Waktu instalasi lebih cepat

Berdasarkan Bentuk Fisik

B. Unshaped Refractories/Monolitic  Kelemahan :

 Kebutuhan air yang cukup tinggi

 Ketahanan panas yang cenderung lebih rendah

 Perlu adanya pemanasan awal

 Klasifikasi Refraktori Monolitik

 Refraktori Castable  Refraktori Plastis

Page 30

B. Unshaped Refractories/Monolitic  Kelemahan :

 Kebutuhan air yang cukup tinggi

 Ketahanan panas yang cenderung lebih rendah

 Perlu adanya pemanasan awal

 Klasifikasi Refraktori Monolitik

 Refraktori Castable  Refraktori Plastis

Berdasarkan Bentuk Fisik

B. Unshaped Refractories/Monolitic  Klasifikasi Refraktori Monolitik

 Refraktori Castable/ sebagai binder  Alumina cement sebagai

 Refraktori Plastis  Clay sebagai Binder  Dua tipe :

 Wet type / Basah

B. Unshaped Refractories/Monolitic  Klasifikasi Refraktori Monolitik

 Refraktori Castable/ sebagai binder  Alumina cement sebagai

 Refraktori Plastis  Clay sebagai Binder  Dua tipe :

Berdasarkan Bentuk Fisik

B. Unshaped Refractories/Monolitic  Jenis Refraktori Monolitik

 Refraktori concrete/Castable

 Refraktori monolitik Heat-setting  Refraktori Ramming mixes

 Refraktori Gunning mixes  Refraktori Plastics

 Refraktori Fiber (ceramic blanket)

Page 32

B. Unshaped Refractories/Monolitic  Jenis Refraktori Monolitik

 Refraktori concrete/Castable

 Refraktori monolitik Heat-setting  Refraktori Ramming mixes

 Refraktori Gunning mixes  Refraktori Plastics

Refraktori concrete/Castable

• kategori

un-shape

• menggunakan pengikat (

binder

)

cement

• memungkinkan untuk

setting

(mengeras) pada temperatur kamar.

Refraktori monolitik heat setting

Refraktori monolitik heat setting

• Penggunaan pada

furnace

yang tidak menginginkan adanya kandungan air pada

lining

refraktorinya.

Refraktori Ramming mixes

• Refraktori monolitik yang pada

aplikasinya tidak memungkinkan untuk dilakukan pengecoran.

• Pemasangannya dilakukan dengan cara ditumbukkan.

Page 34

• Refraktori monolitik yang pada

aplikasinya tidak memungkinkan untuk dilakukan pengecoran.

• Pemasangannya dilakukan dengan cara ditumbukkan.

Refraktori

Gunning mixes

• Refraktori jenis ini diperuntukan pada tempat-tempat yang sulit dilakukan

pengecoran maupun ramming, untuk itu dilakukan dengan cara gunning.

• Refraktori jenis ini diperuntukan pada tempat-tempat yang sulit dilakukan

pengecoran maupun ramming, untuk itu dilakukan dengan cara gunning.