refaktori makalah

7/26/2019 Refaktori makalah

1/12

1. Pengertian Refaktori

Refraktori adalah material yang dapat mempertahankan sifat-sifatnya yang

berguna dalam kondisi yang sangat berat karena temperatur tinggi dan kontak denganbahan-bahan yang korosif. Refraktori dibuat dari berbagai jenis material terutama

keramik yang mana termasuk bahan-bahan seperti alumina, lempung (clay),

magnesia, chromit, silicon karbida dan lain-lain. Refraktori digunakan untuk

mengkonstruksi atau melapisi struktur yang berhubungan dengan temperatur tinggi,

dari perapian sampai blast furnace.

Untuk dapat melayani aplikasi yang diminta, refraktori memerlukan sifat-sifat

tertentu. Sifat-sifat ini diantaranya titik lebur yang tinggi, kekuatan yang bagus pada

temperatur tinggi, tahan terhadap degradasi, mudah dipasang, dan biaya murah.

Refraktori didefinisikan sebagai material konstruksi yang mampu mempertahankan

bentuk dan kekuatannya pada temperatur sangat tinggi dibawah beberapa kondisi

seperti tegangan mekanik (mechanical stress) dan serangan kimia (chemical attack)

dari gas-gas panas, cairan atau leburan dan semi leburan dari gelas, logam atau slag

!ancock, "#$$ %.

&aterial refraktori sangat diperlukan untuk banyak industri proses. &aterial

ini melapisi furnace, tundish, ladle dan sebagainya. &aterial ini juga digunakan

sebagai 'ole, Spout, dan Sliding ate. *iaya untuk pembelian dan instalasi

refraktori adalah faktor yang menentukan dalam biaya proses secara keseluruhan.

+egagalan (failure) material refraktori ketika digunakan dalam suatu proses dapat

berarti suatu bencana. &aterial refraktori diharapkan dapat tahan terhadap temperatur

tinggi, tahan terhadap korosi slag cair, logam cair dan gas-gas agresif, siklus termal

(thermal cycling), tahan terhadap benturan dan abrasi dengan hanya sedikit

perawatan. *anyak orang bekerja di ndustri yang menggunakan refraktori tetapi

hanya sedikit yang mengerti tentang material ini, sehingga pemborosan biaya tidak

dapat dihindari.


2/12

2. Bentuk bentuk Refraktori

*erdasarkan bentuknya maka refaktori dapat dibagi atas

ormed Refaktori

/erdapat berbagai bentuk refaktori tergantung penggunaannya yaitu apakah di

lantai, di dinding,di atap dll. *entuk tersebut antara

lainStraight,0rch,1edge,+ey,2lain dll

Unformed Refaktori ( &omolithic refactory )

Unformed refaktori adalah refaktori yang dipasarkan tanpa dibentuk terlebih

dahulu. 0da beberapa jenis Unformed refaktori antara lain2lastik

refaktri,Ramming mi3ture,unning mi3ture,4astables.

2lastik refaktori

2lastik refaktori umumnya mengandung lempung pengikat yang tinggi

sehingga dapat di bentuk dengan cara plastis. *ahan ini diproduksi siap pakai,

dapat dipakai atau dibentuk dengan tangan tanpa air.

Ramming mi3ture

2roduk ini diperdagangkan dalam bentuk gumpalan yang rapuh, agak basah

atau kering dan dipadatkan dengan mesin 5ibrator. /erdapat ramming alumina

tinggi dengan komposisi corunndum dan lempung plastis, kadang 6 kadangdicampur alumina phospat sebagai pengikat refaktori. 7uga terdapat dalam

campuran asam dengan kuarsa, refaktori basa berbasis magnesia dan chrom.

Sebagai pengikat campuran ini maka ditambahkan waterglass, magnesium

sulfat, sodium bichromat atau tar, khususnya untuk ramming mi3ture dolomit.

unning mi3ture

unning mi3ture terdiri atas butiran halus yang dalam pemakaiannya di

semprotkan ke permukaan yang di inginkan dengan tekanan udara melalui

hose. 2ada ujung nole biasanya ditambahkan air atau cairan untuk pengikat.

8engan cara ini kehilangan bahan harusdiperhitungkan. /ungku baru biasanya

dibiasanya dilapisi dengan gunning mi3ture, biasanya pipa boiler dilapisi

dengan Si4 dengan cara semprot.


3/12

4astable refaktori

4astable adalah agregat dengan penambahan binder hidrolik seperti semen

portland atau semen alumina. 0gregat ini dibuat jadi 94astable: dengan

menambahkan kemudian dituang. *ahan akan disetting pada suhu kamar.

+omposisi yang sering dipakai adalah alumina tinggi, mulilite dan fireclay.

Senyawa basa atau asam dengan sodium silikat atau magnesium sulfat dapat

juga dibuat castable dengan menambahkan air.

Refaktori &ortar

Refaktori mortar termasuk Unformed refaktori, namun diberi klasifikasi lain

karena umumnya refaktori mortar dipakai terutama untuk menyambung

9shape refaktori: dan bukan dipakai untuk membuat suatu bentuk tertentu.

0da beberapa syarat untuk refaktori mortar antara lain

*ila dicampur air harus dapat membentuk konsistensi yang

diperlukan, dapat mengisi spasi antar bata.

&empunyai refaktoriness dan refaktoriness under load yang

memadai.

&ortar harus 9setting: dan menempel ke bata, dan mempunyaikuat

mekanis tinggi setelah kering dan pada suhu tinggi.

/hermal e3pansion, suisut kering dan susut bakar harus sama

dengan bata yang disemen.

Refaktori mortar dapat terdiri dari kalsium aluminat. 9low

cement:, Ultra-low cement, bahkan ero cement. 8alam hal ini

pengikat yang dipakai adalah silika koloid, pospat kering, dan

silika kering.

3. Refaktori Berdasarkan Berat Jenis

*erdasarkan berat jenis refaktori dapat dibagi atas

Refaktori berat (hea5y weight refactory)


4/12

8isebut hea5y weight bila bulk densitynya; ",< g=cm>. Umumnya dipakai

untuk refaktori yanglangsung terkena panas=suhu tinggi.

Refaktori ringan ( light weight refactory )

8isebut light weight bila densitynya?",< g=cm>. *ila refaktori digunakan pada

suhu @ "AAAB4 maka refaktori tersebut refaktori isolasi. 8an bila digunakan

pada suhu; "AAAB4, refaktori disebut light weight refactory.

4. Refaktori Berdasarkan Cara Pembuatan

*erdasarkan cara pembuatan maka refaktori dibagi atas

*urned refaktori

/ermasuk kedalam burned refaktori adalah refaktori silika, fire clay, alumina

tinggi dll.

Unburned refaktori

/ermasuk kedalam unburned refaktori adalah refaktori magnesit dan refaktori

karbon.

5. Fungsi Refaktori

*ahan refaktori memenuhi beberapa fungsi di seluruh cabang industri sebagai

berikut

". &engisolasi ruangan reaksi panas dengan sekelilingnya untuk mencegah

kehilangan panas seminimum mungkin.

C. &enyimpan panas di regenerator untuk kemuadian dilepaskan


5/12

Refaktori ini disebut juga 9hea5y refactory: atau:working

refactory:. ungsi utamanya adalah menahan suhu tinggi tanpa

lebur.

Refaktori solasi

ungsi utamanya adalah untuk mencegah panas keluar dari

sistem.

6 Karakteristik ari !ateria" Refraktori

1. #em$ung %C"a&s'

Fempung dari berbagai kelompok material terbentuk dari proses pelapukanbatuan metamorphosis atau batuan beku. &aterial ini umumnya sangat halus

dengan ukuran partikel kurang dari C mikron. &aterial yang menarik bagi

pembuat (manufaktur) refraktori adalah yang mempunyai kandungan

alumino-silikat yang tinggi.

+elompok refraktori ini biasanya mempunyai ketahanan yang bagus

terhadap slag asam (acid slag). Secara umum property dari kelompok ini yaitu

sebagai berikut:

Bagus sebagai material insulator.

Beberapa jenis mempunyai perilaku ekspansi yang kompleks, tetapi

kebanyakan hanya mempunyai ekspansi panas yang kecil.

+ekuatan yang sedang pada temperatur tinggi, mengandung fasa gelas

yang bertitik lebur rendah.

+etahanan yang bagus terhadap slag asam (acid slag).

+etahanan yang bagus terhadap kejut panas (thermal shock)

/idak mahal dan mudah tersedia.

Fempung adalah campuran dari beberapa mineral lempung, yang

biasanya juga mengandung jumlah yang ber5ariasi dari mineral bukan

lempung.


6/12

Fempung 4ina (4hina 4lay) atau +aolin adalah jenis lempung yang

mempunyai kandungan mineral utama berupa kaolinite. &ineral yang lain

seperti kwarsa, feldspar dan mika.

Fempung *ola (*all clays) terdiri dari mineral utama kaolinite dan

illite, dan sering juga mengandung sejulah tertentu bahan-bahan organic.

Ukuran butiran dari ball clays biasanya lebih kecil dari pada 4hina clay, selain

itu juga mempunyai tingkat plastilitas yang tinggi serta kekuatan yang bagus

bila kering. 7umlah illite yang besar di dalam material cenderung menurunkan

titik lebur dari ball clays.

ire clay (lempung api) adalah ball clay dengan kandungan kaolinite

yang tinggi dan kandungan illite yang rendah. Sebagai akibatnya, fire claymempunyai titik lebur yang tinggi untuk jenis lempung, oleh karena itu

digunakan untuk aplikasi sebagai refraktori.

lint clays (lempung batu api) adalah lempung dengan kandungan

silica yang tinggi, juga digunakan untuk aplikasi sebagai refraktori.

*ata lempung (*rick clay) mempunyai rentang komposisi yang lebar,

tetapi biasanya komposisi utamanya kaolinite atau illite. Selain itu juga

mengandung mineral besi yang menghasilkan warna merah ketika dibakar.

2. ("umina

0lumina untuk refraktori berasal dari deposit alami dan buatan.

Sumber-sumber alami terdiri dari *auksite dan 8iaspore. Sedangkan yang

buatan terdiri dari 4alcined 0lumina, Sintered 0lumina, dan used 0lumina.

*auksit adalah bijih yang mengandung *oehmite (0lCG

0lumina melalui proses *ayer atau untuk membuat logam alumunium.

*auksit yang langsung digunakan unuk membuat refraktori harus memiliki

kandungan pengotor yang rendah. Segera setelah ditambang kemudian bauksit


7/12

dikalsinasi di rotary kiln untuk penyetabilan. +omponen utama adalah

corundum (alumina H) dengan sedikit &ullit dan sejumlah kecil fasa glas.

8iaspore adalah monohidrat alumina, membentuk corundum langsung

selama pemanasan, sehingga hanya membutuhkan kalsinasi sebelum

digunakan sebagai bahan baku refraktori. 4alcined alumina dibuat dengan

proses *ayer, beberapa grade tersedia dengan property yang sesuai dengan

aplikasinya. Sintered 0lumina dibuat dengan peletisasi (peletiing) calcined

alumina, lalu disinterisasi pada temperature sangat tinggi (; "$AA 4) di Rotary

+iln. Sintered pellet kemudian di remuk (crushing) yang akan menghasilkan

alumina kualitas sangat tinggi dengan butiran kasar. +adang-kadang juga

disebut tabular alumina karena bentuk kristalnya yang besar menyerupaitablet. +andungan mineral utama adalah alumina H dengan hanya sejumlah

kecil sangat kecil (trace) alumina I ('aCG.""0lCG


8/12

Sangat keras.

*ersifat 0mphoter, ketahanan korosi yang bagus terhadap

berbagai 5ariasi slag.

+ondukti5itas panasnya lebih tinggi daripada kelompok alumino-

silikat.

+urang tahan terhadap kejut panas.

3. )i"ika

Silika membentuk sekitar MAL dari lapisan kerak bumi, sehingga

bahan baku untuk refraktori silica mudah tersedia. Sumber alaminya adalah

kwarsa dan tanah diatomae. 2asir silica adalah bahan baku utama. 2asir dpat

berasal dari pantai, lempung pasir, atau dibuat dengan meremuk batu pasir.

Sedangkan tanah diatomae atau diatomit mengandung rangka-rangka silica

dari alga bersel tunggal yang disebut diatom. Rangka-rangka tersebut tersusun

dari silica hidrat dan silica amorf. Setelah dikalsinasi material bersifat sangat

porous dan ringan sehingga bagus digunakan sebagi material insulator.

used silica dibuat dengan melebur pasir murni, hampir sama dengan

cara membuat fused alumina, dengan sedikit perbedaan yaitu disertaiNuenching terhadap material. 2roduknya bersifat amorf dan mempunyai

ekspansi panas yang sangat rendah, sehingga 5olumenya sangat stabil. 0kan

tetapi material hanya dapat digunakan untuk periode yang panjang pada

temperature sampai "CAA 4, ketika itu material gelas akan melunak dan

membentuk kristobalit pada "CKA 4.

Silika mempunyai banyak polimorf sehingga perubahan fasa akan

terjadi bila memanaskan silica, selain itu juga disertai dengan perubahan

5olume yang cukup berarti. !al ini akan menyebabkan masalah jika

memanaskan material yang mengandung kwarsa.

2enggunaan refraktori silica penggunaannya terus menurun, hal ini

disebabkan oleh perubahan-perubahan yang terjadi pada teknologi

steelmaking dimana membutuhkan refraktori yang mampu mengatasi


9/12

temperature yang lebih tinggi. Selain itu juga masalah kesehatan yang

berkaitan dengan handling silica (silikosis) juga turut menyumbang pada

penurunan popularitasnya.

2roperti umum dari refraktori silica adalah sebagai berikut

a. &asih dapat menanggung beban sampai mendekati titik leburnya.

b. !anya sedikit menyusut sampai "MAA 4.

c. /ahan terhadap korosi leburan e dan slag asam

d. nsulator yang baik.

e. Sensitif terhadap kejut panas pada MAA 4.

f. *ila terkena uap air dalam waktu yang lama dapat menyebabkan

hancur (crumbling).g. 8ebu SiGC dapat menyebabkan maslah kesehatan (Silikosis).

3.* ($"ikasi !ateria" Refraktori a"am bidang +eknik

a. +omponen 8apur=G5en (furnace) Refraktori padat, sulator, Refraktori

cor, 2enanganan logam cair, Jlemen pemanas, 2erkakas o5en.

b. +omponen &esin Gtomotif *usi, Sil pompa, +atup, Rotor turbocharger

c. +omponen as /urbin Ruang *akar, Sudu-sudu turbin, 2emindah

panas,

d. 2enahan 2anas 8inding pesawat ulang alik, solator panas, Fapisan

penahan panas, *ahan tahan api

e. +omponen tahan aus 0lat-alat potong, 2enempa (die), +ran (nole),

Sil dan plunyer pompa, Fining dan alat &iling, 0brasif, 2elumas padat,

0lat ukur standar

f. +eramik /angguh benang (fiber), 1hisker (fiber), 2eralatan golf,

Fempengan tahan peluru, *antalan, pisau dan guntingg. +eramik Gptik benang optic, Fensa, Faser, 0lumina translusen, 8ioda,

+eramik luminesen

h. 2elapis +eramik /ahan aus, /ahan korosi, 2enghalang panas,

8ielektrik, 2elumas, +atalis.


10/12

i. +eramik Jlektromagnetik Jlemen magnet, +apasitor, Resistor, 4

substrat, Sensor oksigen, Sel bahan baker, 2ompa oksigen,

Superkonduktor, Jlektroda, Oaristor, 2ioelektrik, sulator, /ermistor,

Semikonduktor, +onduktor ion

j. +eramik *angunan 0tap, lantai, +aca jendela, Semen dan *eton,

elas keramik, /erakota, erabah, *atu bata

k. *iokeramik 2engganti tulang, 2engganti gigi, +atup jantung, 2orselin

gigi

l. Saringan dan Selaput +eramik Selaput pemisah cairan, Selaput

pemisah gas, Saringan logam cair

m. +eramik 'uklir *ahan bakar nuklir, &oderator, 2elindung, +apsulgelas, 2embungkus bahan bakar nuklir.

*. Proses Pembuatan Refraktori

7enis produk refraktori dapat dibagi menjadi C macam, yaitu refraktori berbentuk

(shaped) dan refraktori monolitik (castable) disebut juga refraktori (unshaped).

/ahapan proses pmbuatan refraktori adalah crushing dan grinding,sie5ing=klasifikasi ukuran, pemisahan secara magnetik (magnetic separator),

mi3er, moulding, drying, serta firing.

*.1 Proses Crus,ing dan -rinding

Untuk pembuatan keramik refraktori, pertama kali dilakukan proses crushing

dan grinding.!al ini karena sifat dari batuan yang memiliki nila kekerasan

yang tinggi dan ukuran batuan yang cukup besar.

*.2 Proses )ieing


11/12

2rosesselanjutnya adalah proses pengklasifikasian (sie5ing) ukuran butir dari

hasil proses crushing dan grinding dimana raw material dibagi kedalam friksi

ukuran yang dibutuhkan. !asil dari proses ini adalah butur dengan fraksi yang

sama dan seragam.

*.3 Proses !agneti/ )e$aration

2roses pemisahan bahan baku dari pengotornya pertama kali adalah dengan

menggunakan magnetic separator. 8engan tujuan agar besi yang terdapat dalam

campuran dapat dipisahkan dengan memanfaatkan sifat kemagnetan.

*.4 Proses Pen/am$uran %mi0ing'

2roses selanjutnya adalah proses pencampuran dengan menggunakan mi3er.

pada proses mi3ing ini dilakukan proses pencampuran dan pengadukan

terhadap seluruh bahan baku yang meliputi raw material, bahan pengikat, dan

cairan pengikat (umumnya air). 2roses pengadukan dilakukan untuk

mendapatkan distribusi butir yang merata karena dngan didapatnya distribusi

yang merata maka harga bulk density akan meningkat dan akan mngurangi

kuantitas dari pororitas.

*.5 Proses !ou"ding dan Forming

2roses moulding dan forming ini merupakan proses pembentukan refraktori

untuk menghasilkan bentuk-bentuk yang diinginkan. Secara umum, ada

beberapa netode yang digunakan untuk proses moulding dan forming ini, yaitu

a. 2lastic &oulding

b. Semi-dry &oulding

c. 8ry 2ressing


12/12

*.6 Proses r&ing dan Firing

2roses drying dan firing dilakukan untuk menguatkan ikatan antar butir dan

mengurangi kadar air dalam bahan refraktori. Setelah forming, maka proses

berikutnya adalah pengeringan yang bertujuan mengurangi kadar air sampai "L

bahkan hingga mencapai A,EL. Umumnya proses ini dilakukan dalam tunel klin

dengan durasi waktu " hari. 8aerah pemanasan memanfaatkan udara pansayang masuk kedalam tunel klin dengan temperatur "EA-CEA 4. 2ada proses ini

metode yang umumnya digunakan adalah solid statef firing. /ujuan utamanya

adalah untuk meminimalisasikan jumlah pori dan pembesar nilai densitas

produk akhir refraktori.

refaktori makalah

Documents