BASIC OF REFRACTORY : SIFAT & KANDUNGAN REFRAKTORI

Sifat dan Kandungan Refraktori

Refraktory sangat bergantung pada bahan baku atau raw material. Dimana berikut adalah analisa kimia raw material refractory.

Tabel 1.1 Analisis kimia dari beberapa bahan baku refraktori khas (% berat)

Refraktory mengandung unsur-unsur non logam yang terkandung. Adapun unsur-unsur non logam tersebut seperti pada Gambar 1. Dimana unsur-unsur tersebut berpotensi mengalami pelelehan sesuai dengan temperatur yang disajikkan dalam Gambar 2.

Gambar 1.3 Kandungan unsur non logam dalam Refraktory (Sumber: Purwono, 2017)

Gambar 1.4Temperatur leleh beberapa oksida (Sumber: Vincent, 1989)

Material refractory memiliki sifat-sifat atau karakter yang secara umum adalah tahan pada suhu tinggi, sebagai isolator baik, tahan terhadap suhu berubah secara mendadak, volume stability yang bagus, mencegah kehilangan panas pada sistem, tidak bersifat sebagai polutan, tahan dari korosi dan abrasi dan tahan terhadap gas panas, glass, logam cair (good spalling resistance). Sifat refractory digambarkan menggunakan Tabel 1 yaitu sebagai berikut:

Tabel 1.2 Sifat-sifat Refraktory (Sumber: The Carbon trust, 1993)

Refraktory memiliki sifat Emissivity yang menunjukkan kemampuan untuk menyerap panas dan memancarkannya dimana sifat ini sangat dipengaruhi oleh jenis material refractory dan temperatur yang diberikan seperti pada Gambar

Gambar 1.5 Emisivitas material refractory pada beberapa temperatur (Sumber: Vincent, 1989)

Sifat penting dari refraktory adalah komposisi kimia, kerapatan curah, porositas semu, berat jenis semu, dan kekuatan pada suhu sekitar. Properti ini digunakan sebagai kontrol dalam proses pembuatan dan kontrol kualitas. Komposisi kimia berfungsi sebagai dasar klasifikasi refraktory. Kepadatan, porositas, dan kekuatan refractory yang dibakar dipengaruhi oleh banyak faktor. Di antaranya adalah jenis dan kualitas bahan baku, ukuran partikel, kadar air pada saat pengepresan, tekanan pengepresan, suhu dan lama pembakaran, atmosfir kiln dan laju pendinginan.

Kekuatan mekanik refraktory sebagian besar diatur oleh material dasar. Pada suhu sekitar, kekuatan tekan biasanya jauh lebih tinggi daripada kekuatan Tarik contohnya refraktory 50% alumina (Bahan kaca). Kekuatan pada suhu ruangan suatu refractory merupakan indikator penting dari kemampuannya menahan abrasi dan benturan dalam aplikasi suhu rendah serta beban yang diberikan. Sifat penting lainnya yang ditentukan pada suhu sekitar adalah porositas, permeabilitas, dan distribusi ukuran pori. Refraktory yang mengandung 50% alumina berpotensi tidak kuat pada suhu yang tinggi meskipun pada suhu ruangan memiliki kekuatan yang baik.

Sebagian besar refraktori industri terdiri dari oksida logam atau karbon, grafit, atau silikon karbida. Bahan refraktori baru lainnya seperti karbida, nitrida, dan borida dengan pertimbangan ekonomi. Oksida tahan api yang paling umum digunakan adalah Si0₂, A1₂0₃, MgO, CaO, Cr₂0₃dan Zr0₂. Refraktori yang mengandung Si0₂ atau Zr0₂ disebut sebagai asam, refraktori dengan MgO atau CaO sebagai basa, dan refraktori dengan A1₂0₃ atau Cr20₃ sebagai netral. Dalam penerapan bahan refraktory harus diperhatikan bahwa komposisi refraktori yang digunakan dalam kontak satu sama lain tidak bereaksi pada suhu di bawah suhu operasi.

Setiap jenis material refractory memiliki karakteristik yang berbeda seperti nilai panas spesifik pada suhu yang sama seperti ditunjukka pada Tabel berikut (Jack, 1980).

Tabel 1.3. Rata-rata kalor jenis bahan tahan api antara 0°C dan suhu yang ditunjukkan (kJ /kg K)