Material Refraktori Pertemuan 2
Page 1
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
Aplikasi • • • •
Pelapis tanur pengolahan logam Atap dari tanur Ladle Cruicible Keberhasilan operasi tanur ditentukan oleh kualitas refractory yang digunakan Page 3
Page 4
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 bekerja pada waktu operasi Page 5
Page 6
Kualitas Kualitas refractory ditentukan oleh : 1. Bahan baku yang digunakan 2. Cara pembuatannya Bahan Baku
Jenis dan Karakterisasi Refractory
Umumnya bahan baku refraktory adalah oksida oksida logam kurang mulia Page 7
Kualitas Umumnya bahan baku refraktory adalah oksida oksida logam kurang mulia Contoh : silika, magnesia, alumina lime, Beberapa refraktory terbuat dari bahan non oksida seperti : Karbon, silikon carbida, Senyawa logam tanah jarang Page 8
Klasifikasi 1. Berdasarkan persenyawaan / komposisi kimia 2. Berdasarkan sifat keasamaan refractory
Page 9
Berdasarkan Persenyawaan 1. Refractory Oksida a) b) c) d) e) f) g)
Silika Lempung Tahan Api (fire Clay) Alumina Kadar tinggi Chromite dan Magnesia Chromite Megnesia bakar Forsterite Oksida Khusus Page 10
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)
Page 11
Berdasarkan sifat Keasaman • Refractory Asam – Silika – Fire Clay
• Refractory Basa – Magnesite – Dolomite – Forsterite
• Refractory Netral – Alumina – Chromite – Karbon dan Grafit
Page 12
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) 2. Silika Superduty (0,2 – 0,5 % Al2O3) 3. Silika light weight (konduktifitas panas rendah) Page 13
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
• Bersifat serba guna, lebih murah dibanding refractory lainnya • Banyak digunakan pada industri besi baja, nonferrous, industri gelas dan keramik, industri semen Page 15
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
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 Single phase, polycrystalline Page 17
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
Dolomit • • • •
Termasuk refraktory netral CaCO3-MgCO3 CaO – MgO Mengandung 97% CaO + MgO Compatibel dengan indusri semen dan clinker ketahanan terhadap thermal shok & serangan alkali
Page 19
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
Jenis dan Bentuk Refractory
Page 21
Berdasarkan Metode Pembuatan • • • • •
Dry Press Process Fused Cast Hand Molded Formed (Normal, Fired/ikatan kimia) Unformed (Monolitic)
Page 22
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 o o o
Lebih padat (dense) Low porosity Kekuatan lebih optimal Tidak memerlukan curing awal Page 23
Berdasarkan Bentuk Fisik A. Shaped Refractories/Brick/Bata Kekurangan: o o o o o
Biaya instalasi yang lebih mahal Waktu instalasi lebih lama Memiliki sambungan Sedikit ketersedian dan minim variasi 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
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
Page 25
Page 26
Page 27
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
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 kebutuhan tanur Tanpa sambungan Diperkuat dengan tambahan jangkar (anchor) Page 29
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
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 Agregat halus, air dan bindar tercampur + aditive Dry type / Kering Agregat halus dan binder tanpa air + Aditive
Page 31
Berdasarkan Bentuk Fisik B. Unshaped Refractories/Monolitic Jenis Refraktori Monolitik
Refraktori Refraktori Refraktori Refraktori Refraktori Refraktori
concrete/Castable monolitik Heat-setting
Ramming mixes Gunning mixes Plastics Fiber (ceramic blanket)
Page 32
Refraktori concrete/Castable • kategori un-shape • menggunakan pengikat (binder) cement • memungkinkan untuk setting (mengeras) pada temperatur kamar.
Refraktori monolitik heat setting • Penggunaan pada furnace yang tidak menginginkan adanya kandungan air pada lining refraktorinya. • Proses setting pada refraktori ini biasa Page 33 dikenal dengan sinter.
Refraktori Ramming mixes • Refraktori monolitik yang pada aplikasinya tidak memungkinkan untuk dilakukan pengecoran. • Pemasangannya dilakukan dengan cara ditumbukkan.
Page 34
Refraktori Gunning mixes • Refraktori jenis ini diperuntukan pada tempat-tempat yang sulit dilakukan pengecoran maupun ramming, untuk itu dilakukan dengan cara gunning.
Page 35
Page 36
Page 37
