Post on 10-Mar-2019
DASAR-DASAR TEORI REFRAKTORI
Oleh: Riki Gana Suyatna
(MT 04 / 3343041226)
1 Cilegon, 5 September 2016
POKOK BAHASAN
2
PENDAHULUAN
BAHAN BAKU REFRAKTORI (Raw Materials)
KLASIFIKASI REFRAKTORI
SIFAT-SIFAT & PENGUJIAN REFRACTORY
CONTOH INSTALASI REFRACTORY (VIDEO)
( ASTM C 71 ) Standard Terminology Relating to Refractories
• refractory (pl. -ies), n—nonmetallic materials having those chemical and physical properties that make them applicable for structures, or as components of systems, that are exposed to environments above 1000°F (538°C).
• refractory, adj—resistant to high temperature.
4
Gambar 1. Diagram enam Oksida yang menjadi dasar bahan refraktori (Hancock, 1988)
SiO2
Al2O3 MgO
Cr2O3
ZrO2
CaO
C
Spinel
Zircon Silicon carbide
1. Quartz (Kuarsa) - Hasil pelapukan batuan Granite, Syenit, gneis.
- Urat-urat mineral kuarsa.
2. Sandstone (batupasir) - Kuarsa yang mengalami kompaksi (tersemenkan) oleh kapur, lempung, silika, besi oksida, dll.
3. Quartzite - Batupasir yang mengalami proses metamorfosa (terkena tekanan dan atau suhu tinggi).
4. Flint - Kuarsa dengan ukuran kristal yang sangat halus.
5. Diatomae - Bahan silikaan yang berasal dari cangkang diatome.
6 Fire Clay - Lempung yang mempunyai titik lebur tinggi.
- Terdapat pada daerah rawa-rawa atau sisipan-sisipan pada lapisan batubara.
7 Kaolin - Kaolinit murni, plastisitas rendah
- Titik Lebur = 1750 – 1770 0C.
8 Silimanite - Mineral metamorfic, Kekuatan mekanis tinggi.
- Bentuk kristalnya tabung memanjang-berserabut.
- Titik lebur tinggi : 1730 – 1920 0C.
9 Mullite - Kristalnya berserabut, Kekuatan mekanis tinggi.
-Titik lebur tinggi : 1850 – 1920 0C 8
BAHAN BAKU REFRAKTORI JENIS ASAM
BAHAN BAKU REFRAKTORI JENIS NETRAL
1. Bauxite - Campuran antara diaspore (α-AlO.OH), gibsite {Al(OH)3} dan boechmit (γ-AlO.OH).
- Hasil pelapukan dan leaching silika dari batuan yang kaya alumina (granit, syenit).
- Banyak terdapat didaerah tropis-sub tropis.
2. Corundum / Alumina - Formula Al2O3
- Kadar Al2O3 88 – 99 %.
- Titik lebur 1850 – 2050 0C.
- Merupakan mineral tambahan pada batuan metamorf (mica-schist, gneiss)
3. Carbon - Coke, Antrachite, Bituminous, Graphite, Charcoal.
- Titik lebur 2000 – 2990 0C.
- Termal ekspansi rendah.
- Ketahanan terhadap suhu kejut bagus
- Tidak mudah terbasahi oleh cairan besi
4. Silicon carbide - SiC (85 – 99 %)
- Titik lebur 1730 – 2000 0C.
- Ketahanan terhadap suhu kejut bagus.
- Kekuatan pada suhu tinggi bagus.
9
BAHAN BAKU REFRAKTORI JENIS BASA
1 Magnesite (MgCO3) Magnesite berkristal sangat halus merupakan hasil peruraian dari Serpentin {Mg3Si2O5(OH)4},Talc{Mg3Si4O10(OH)2}, Olivin {(Mg,Fe)2SiO4},
Magnesite berkristal kasar merupakan hasil metamorfosa batuan kapur yang mengandung Mg.
2 Brucite (MgO.H2O) Merupakan ubahan dari serpentine.
3 Air laut Mengandung MgO ≤ 8 %.
4 Periclase (MgO) Titik lebur ~ 2300 0C.
Merupakan hasil peruraian dari dolomit CaMg (CO3)2 CaCO3 + Mg + CO2.
5 Dolomite - CaMg (CO3)2 Ubahan dari batu kapur
Titik lebur 1650 0C
Tahan terhadap slag besi dan kapur
6 Forsiterite (MgO.SiO2) Hasil ubahan dari batuan basa-ultra basa (dunite, peridotite,serpentinite)
Kekuatan pada suhu tinggi bagus, Titik lebur : 1730 - 1920 0C.
7 Chromite (Cr2O3) Hasil ubahan dari peridolite dan serpentinite.
Kekuatan pada suhu tinggi bagus, Titik lebur > 1900 0C.
Tahan terhadap slag basa. 10
11
Silica sand
CONTOH GAMBAR RAW MATERIAL REFRAKTORI YANG DI JUAL DIPASARAN
Kaolin
Crhrome powder
ASAM BASA NETRAL
KLASIFIKASI MATERIAL REFRAKTORI
Berdasarkan Senyawa Kimia Penyusunnya
JENIS RUMUS UMUM KIMIA SENYAWA CONTOH
ASAM MO2 SiO2
BASA MO MgO, CaO
NETRAL M2O3 Al2O3
Berdasarkan Bentuknya
Contoh SHAPED / FORMED UNSHAPED / UNFORMED
SPECIAL
Gambar
Produk Brick Mortar, Gunning, plastic, Ramming,
Castable
BTR, Well Block, Cassette, Shroud,dll
Berdasarkan Densitas nya
JENIS KETERANGAN GAMBAR
REFRAKTORI / PADAT Berbentuk (Brick), Tak berbentuk (monolytic)
REFRAKTORI RINGAN / BERPORI
Berbentuk (Brick), Tak berbentuk (kaowol, ceramic blanket, ceramic board,dll)
BENTUK CONTOH GAMBAR CONTOH APLIKASI
STANDAR ( 230 X 114 X 65mm)
ARCH ( Tipe: Y0, Y1, Y2, Y3 ) WEDGE (Tipe: T0, T1, T2, T3) KEY ( Tipe: B0, B1, B2, B3 )
SPECIAL ( Sesuai requirement alat )
Checker Brick Hot Stove BF
14
SHAPED REFRACTORY
Tunnel Kiln PTKMP
Hotblastpipe BF PTKS
Hotstove BF PTKS
JENIS Contoh material + Alat bantu CONTOH APLIKASI
Castable (semen refraktori)
Ramming Refractories
Plastic refractories
Gunning refractories
Mortar refractories
15
UNSHAPED REFRACTORY
Low Cement
Clay Mortar
Tundish gun mixes
Plastic arch HSM Stamper
Paddle mixer
Hand mixer
Gunning machine
Ramming mix Rammer + mould Induction furnace PTAPI
Tundish BSP PTKS
Induction furnace
Arch furnace HSM
Instalasi brick COP PTKS
Colling Stave BF Proper
17
Product Description
Sifat Fisik Refractories
Sifat Mekanis Refractories
Sifat Kimia Refractories
Disclaimer
Technical/product Data Sheet
18
CHEMICAL COMPOSITION
BULK DENSITY (ASTM C134) Kg/m3 or gr/cm3 =
APPARENT POROSITY (ASTM C830, ASTM
C 20-00)
App.Porosity=(Ww–Wd)/(Ww–Ws)
COLD CRUSHING STRENGTH (ASTM C133) - test specimen (2 X2X2inch) / 51X51X51mm
- S = W/A (Mpa) (KN/mm2)
MODULUS OF RUPTURE (ASTM C133) - test specimen (9X2X2inch) / 228X51X51mm
- MOR = 3PL/2bd2 (Mpa)
CONTOH PENGUJIAN REFRAKTORI (TEMPERATUR RUANG)
EDX 720 Wet analysis
Berat Refractory Volume Padatan
Bulk : volume padatan, volume open pore, volume closed pore
AP: ratio open pore terhadap volume ruah (bulk)
19 ( Diolah dari berbagai Sumber )
SEBAB – SEBAB KEAUSAN REFRAKTORI
Kondisi Operasi tungku
(berhubungan dengan gas)
Pengaruh mekanis
Perubahan Suhu
Bentuk Tungku
Pengoperasian Tungku
Pengaruh kimiawi
Pembasahan (wetting)
Sifat Refraktori Reaksi pada permukaan
Sifat – sifat Slag
Kepadatan Komposisi
kimia viskositas
Tegangan Permukaan Komposisi Mineralogi Struktur
Pembentukan mineral kembali
Kecepatan Difusi
Aliran panas konveksi
Kesetimbangan reaksi kimia
Perbedaan suhu
Waktu
- Padat - Berpori - Stabilitas isi
-Kecepatan Gas -Tekanan -Kandungan zat padat -Suhu, dll
-Ketetapan pemasangan -Kecepatan Pendinginan -Waktu penahanan
-Pukulan -Gesekan -Tekanan, dll
-Bulat -Segiempat -Terowongan -Silinder,dll
-Terus menerus -periodik
21
BF COMPLEKS PT KS -COKE OVEN PLANT
Regenerator Area
Foundation Area
Ramp Area
Carbonization Area
Coke Oven Top
- BF: 1,2 juta ton per tahun - Sintering palnt : 1,78 juta per tahun - COP : 500 ribu ton per tahun - P = 80 m, L = 15,9 m, t = 12,5 m - Refraktori yg dipasang : 21 ribu ton