Download - BTA 2. Material Refraktori.pdf
Refractory
• Bahan / Material yang dapatmempertahankan bentuk dan kekuatanpada temperatur dan tekanan yangtinggi.
• Dibawah kondisi tegangan mekanikyang besar dan
• Adanya serangan kimia dari gas panasmaupun dari terak
Page 2
• Bahan / Material yang dapatmempertahankan bentuk dan kekuatanpada temperatur dan tekanan yangtinggi.
• Dibawah kondisi tegangan mekanikyang besar dan
• Adanya serangan kimia dari gas panasmaupun dari terak
Aplikasi
• Pelapis tanur pengolahan logam
• Atap dari tanur
• Ladle
• Cruicible
Page 3
• Pelapis tanur pengolahan logam
• Atap dari tanur
• Ladle
• Cruicible
Keberhasilan operasitanur ditentukan olehkualitas refractory yangdigunakan
Pemilihan Refractory
Kondisi yang mempengaruhi pemilihanrefractory adalah :
Jenis bahan apa yang akan dikerjakan
Berapakah temperatur operasi
Apakah kondisi atmosfir tanur
Jenis media pemanas yang dipakai
Tegangan mekanis apa saja yangbekerja pada waktu operasi
Page 5
Kondisi yang mempengaruhi pemilihanrefractory adalah :
Jenis bahan apa yang akan dikerjakan
Berapakah temperatur operasi
Apakah kondisi atmosfir tanur
Jenis media pemanas yang dipakai
Tegangan mekanis apa saja yangbekerja pada waktu operasi
Kualitas
Kualitas refractory ditentukan oleh :
1. Bahan baku yang digunakan
2. Cara pembuatannya
Page 7
Bahan BakuJenis dan Karakterisasi
Refractory
Umumnya bahan baku refraktory adalahoksida oksida logam kurang mulia
Kualitas
Umumnya bahan baku refraktory adalahoksida oksida logam kurang mulia
Contoh : silika, magnesia, alumina lime,
Page 8
Beberapa refraktory terbuatdari bahan non oksida seperti :Karbon, silikon carbida,Senyawa logam tanah jarang
Klasifikasi
1. Berdasarkan persenyawaan /komposisi kimia
2. Berdasarkan sifat keasamaanrefractory
Page 9
1. Berdasarkan persenyawaan /komposisi kimia
2. Berdasarkan sifat keasamaanrefractory
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
g) Oksida Khusus
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
2. Refractory Non Oksida
a) Karbon dan Grafit
b) Silikon Carbida
c) Senyawa logam tanah Jarang (TiC,BN)
d) Logam (W, Mo, Fe)
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
– Karbon dan Grafit
Refractory Silika
• Mengandung SiO2 sekitar 93%
• Tahan abrasi dan mempu menahanbeban pada temperatur tinggi
• Mampu menahan bentuknya di dekattemperatur 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
• Mengandung SiO2 sekitar 93%
• Tahan abrasi dan mempu menahanbeban pada temperatur tinggi
• Mampu menahan bentuknya di dekattemperatur 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)
Fire Clay• Komposisi : SiO2 <78% dan Al2O3<44%
• Terbuat dari campuran :
– Mineral lempung
– Kaolin dan Grog
• Fire clay terbagi 3 jenis tergantungharga PCE (pyrometric coneequivalent)
– 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 tergantungharga PCE (pyrometric coneequivalent)
– Pouring pit (PCE<15)
– Medium duty (PCE = 29)
– High duty (PCE =31,5)
– Superduty (PCE = 35)
• Bersifat serba guna, lebih murahdibanding refractory lainnya
• Banyak digunakan pada industri besibaja, nonferrous, industri gelas dankeramik, industri semen
Page 15
• Bersifat serba guna, lebih murahdibanding refractory lainnya
• Banyak digunakan pada industri besibaja, nonferrous, industri gelas dankeramik, industri semen
Alumina Kadar Tinggi
• Refraktory alumina kadar tinggimengadung Al2O3 dalam jumlah besar.
• Al2O3 menentukan harga PCE.
• Tidak larut dalam air, uap panas, asamanorganik serta alkali.
• Mampu beroperasi pada tanur denganatmosfir oksidizing maupun reducingsampai dengan temperatur 1850celsius
Page 16
• Refraktory alumina kadar tinggimengadung Al2O3 dalam jumlah besar.
• Al2O3 menentukan harga PCE.
• Tidak larut dalam air, uap panas, asamanorganik serta alkali.
• Mampu beroperasi pada tanur denganatmosfir oksidizing maupun reducingsampai dengan temperatur 1850celsius
Alumina Kadar Tinggi
Berdasarkan ASTM refraktory ini dibagimenjadi :
a) Refractory mullite
Terdiri atas 72% Alumina & 28% silika
Digunakan pada atap tanur, BF, Hot stove
a) Refractory Corundum
99 % refractory alumina disebutcorondum
Single phase, polycrystalline
Page 17
Berdasarkan ASTM refraktory ini dibagimenjadi :
a) Refractory mullite
Terdiri atas 72% Alumina & 28% silika
Digunakan pada atap tanur, BF, Hot stove
a) Refractory Corundum
99 % refractory alumina disebutcorondum
Single phase, polycrystalline
Alumina Kadar TinggiBata 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 digunakanpada :
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 danclinker ketahananterhadap thermal shok & seranganalkali
Page 19
• Termasuk refraktory netral
• CaCO3-MgCO3 CaO – MgO
• Mengandung 97% CaO + MgO
• Compatibel dengan indusri semen danclinker ketahananterhadap thermal shok & seranganalkali
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 baikdibanding 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 baikdibanding CM
• Digunakan pada steel melting dengan slag basa
Berdasarkan MetodePembuatan
• 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 digunakanpada tanur pembakaran
Dibentuk dgn mechine pressed
Keunggulan:o Lebih padat (dense)
o Low porosity
o Kekuatan lebih optimal
o Tidak memerlukan curing awalPage 23
A. Shaped Refractories/Brick/Bata
Mempunyai bentuk saat dijual (bata)
Refraktori konvensional, umum digunakanpada tanur pembakaran
Dibentuk dgn mechine pressed
Keunggulan:o Lebih padat (dense)
o Low porosity
o Kekuatan lebih optimal
o Tidak memerlukan curing awal
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 tertentuo 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 tertentuo 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
Page 25
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
Berdasarkan Bentuk Fisik
B. Unshaped Refractories/Monolitic
Tidak mempunyai bentuk
Dibentuk saat akan di install.
Memberikan lapisan/lining tanpasambungan dan umum disebutmonolitik
Di katagorikan menjadi : PlasticRefraktories, 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 tanpasambungan dan umum disebutmonolitik
Di katagorikan menjadi : PlasticRefraktories, Ramming Mixes, Castables,Gunning mixes, fettling mixes dan mortar
Berdasarkan Bentuk Fisik
B. Unshaped Refractories/Monolitic
Instalasi castabel umumnya dicampurdengan air
Keuntungan : Instalasi & pekerja lebih murah dibanding
instalasi bata
Waktu instalasi lebih cepat
Ketersedianya banyak dan dapat mengikutikebutuhan tanur
Tanpa sambungan
Diperkuat dengan tambahan jangkar (anchor)Page 29
B. Unshaped Refractories/Monolitic
Instalasi castabel umumnya dicampurdengan air
Keuntungan : Instalasi & pekerja lebih murah dibanding
instalasi bata
Waktu instalasi lebih cepat
Ketersedianya banyak dan dapat mengikutikebutuhan tanur
Tanpa sambungan
Diperkuat dengan tambahan jangkar (anchor)
Berdasarkan Bentuk Fisik
B. Unshaped Refractories/Monolitic
Kelemahan :
Kebutuhan air yang cukup tinggi
Ketahanan panas yang cenderung lebihrendah
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 lebihrendah
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
Agregat halus, air dan bindar tercampur +aditive
Dry type / Kering
Agregat halus dan binder tanpa air + AditivePage 31
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
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 Fiber (ceramic blanket)
Refraktori concrete/Castable
• kategori un-shape
• menggunakan pengikat (binder) cement
• memungkinkan untuk setting(mengeras) pada temperatur kamar.
Refraktori monolitik heat setting
Page 33
Refraktori monolitik heat setting
• Penggunaan pada furnace yang tidakmenginginkan adanya kandungan airpada lining refraktorinya.
• Proses setting pada refraktori ini biasadikenal dengan sinter.
Refraktori Ramming mixes
• Refraktori monolitik yang padaaplikasinya tidak memungkinkan untukdilakukan pengecoran.
• Pemasangannya dilakukan dengan caraditumbukkan.
Page 34
• Refraktori monolitik yang padaaplikasinya tidak memungkinkan untukdilakukan pengecoran.
• Pemasangannya dilakukan dengan caraditumbukkan.
Refraktori Gunning mixes
• Refraktori jenis inidiperuntukan padatempat-tempat yangsulit dilakukanpengecoran maupunramming, untuk itudilakukan dengancara gunning.
Page 35
• Refraktori jenis inidiperuntukan padatempat-tempat yangsulit dilakukanpengecoran maupunramming, untuk itudilakukan dengancara gunning.