Bagian Rachmad

BAB II

TEORI DASAR

Perpindahan panas yang terjadi pada material dibagi menjadi tiga, yakni,

secara radiasi, konveksi dan konduksi. Radiasi merupakan proses perpindahan

panas secara langsung tanpa melalui zat perantara akibat adanya gelombang

elektromagnetik. Konduksi merupakan proses perpindahan panas melalui suatu

zat perantara tanpa diikuti dengan perpindahan atom-atomnya, terjadi dikarenakan

adanya vibrasi antar atom-atom material yang ada. Sedangkan, yang dimaksud

dengan konveksi merupakan proses perpindahan panas melalui suatu bidang

perantara diikuti dengan adanya perpindahan atom-atomnya.

Material refraktori merupakan material konstruksi yag mampu

mempertahankan bentuk dan kekutannya pada temperatur tinggi dibawah

beberapa kondisi seperti tegangan mekanik dan serangan kimia dari gas-gas

panas, cairan, leburan, atau semi leburan dari gelas, logam maupun slag.

Ada pun syarat yang harus dipenihi menjadi syarat material refraktori antara lain:

a. Mampu bertahan pada temperatur yang tinggi, dan dapak menjebak

panas didalamnya dengan baik.

b. Mampu menahan abrasi yang berasal dari kontak dengan logam cair,

slag, dan gas panas.

c. Mampu menahan beban dan serangan- serangan zat kimia pada

temperatur tinggi.

d. Mampu menahan kontaminasi dari material yang berinteraksi

dengannya (tidak aktif secara kimia).

e. Memiliki konduktivitas thermal yang rendah.

f. Memiliki kestabilan dimensi dan ukuran pada temperatur sangat tinggi.

(ekspansi tehrmal yang terjadi sangat kecil).

Selain itu juga perlu untuk mengetahui berbagai sifat penting yang dimiliki

refraktori, yaitu:

- Refractoriness

Refractoriness merupakan kemampuan material refraktori untuk menahan

beban yang diberikan secara terus menerus pada temperatur yang tinggi.

- Porositas

Porositas merupakan sifat dasar dari material refraktori. Material ini

memiliki porositas yang banyak. Porositas merupakan salah satu faktor

yang mempengaruhi konduktivitas refraktori. Semakin banyak pori maka

kemampuan penghantaran panasnya semakin buruk.

- Bulk Density

Bulk Density merupakan jumlah bahan refraktori per satuan

volum(kg/m3). Semakin tinggi bulk densitynya maka kestabilan volum

akan bertambah, kapasitas panasnya juga akan bertambah sehingga lebih

tahan terhadap timbulnya retak.

- Cold crushing strength

Cold crushing strength merupakan resistansi atau ketahanan refraktori

yang dijadikan sebagai salah satu indikator resistansi terhadap adanya

abrasi.

- Sifat material penyusun

Jika atom penyusunnya homogen maka kemampuan penghantaran

panasnya akan semakin baik.

Adapun, klasifikasi material refraktori berdasakan komposisi kimianya

dibagi menjadi:

a. Refraktori asam

Refraktori jenis ini digunakan dalam kondisi asam. Hal ini terlihat dari

slag dan atmosfernya yang bersifat asam. Refraktori ini bersifat stabil

terhadap asam tetapi mudah diserang/ terkorosi oleh alkali/ basa.

Contoh : silica, alumino silica, dan firebrick.

b. Refraktori netral,

Refraktori jenis ini bersifat netral/ stabil pada kondisi asam maupun

basa. Ketahanannya terhadap kedua senyawa tersebut hampir sama.

Contoh : chromite, silicon carbide, carbon, alumina.

c. Refraktori basa,

Refraktori jenis ini digunakan dalam kondisi basa. Hal ini terlihat dari

slag dan atmosfernya yang bersifat basa. Refraktori ini bersifat stabil

pada lingkungan basa tetapi tidak baik jika digunakan dalam kondisi

asam karena sifatnya yang mudah diserang oleh senyawa asam.

Contoh : magnesit, forsterite magnesit-chromit, dolomit.

d. Refraktori spesial

Refraktori jenis ini merupakan refraktori yang memiliki kemurnian

oksida yang tinggi dan memiliki kadar porositas yang sangat kecil.

Contoh : zirconia, spinel, boran nitride.

Sedangkan, klasifikasi material refraktori berdasarkan bentuknya yakni

a. Bricks : refraktori jenis ini bentuknya seperti batu bata, digunakan

dengan cara ditumpuk sesuai bentuk yang diinginkan.

Contoh : fireclay, silimanit (alumina silika), magnesit, dolomit, krom-

magnesit, silika, periclase.

b. Monolith : refraktori jenis ini bentuknya seperti serbuk/ semen,

pertama harus dicampurkan dengan liquid agar homogen lalu

disemprotkan dengan ketebalan yang disesuaikan.

Contoh : castable refractories, plastic refractories, patching

refractories, dan coating refractories.

Material refraktori sendiri banyak digunakan dalam industri diantaranya

digunakan untuk melindungi furnace dalam pembuatan logam. Pada furnace,

penggunaan refraktori dimaksudkan agar tidak ada panas yang keluar ke

lingkungan dan dapat membahayakan lingkungan sekitar, tungku, dan proses

pembuatan. Oleh karena itu, untuk mendukung kerja dari refraktori maka

refraktori ditunjang dengan sifat-sifat termal yang dimilikinya. Sifat thermal ini

merupakan sifat bawaan yang dimiliki oleh setiap material secara spesifik.

Adapun jenisnya antara lain:

a. Konduktivitas Thermal

Merupakan kemampuan suatu material untuk menghantarkan panas

melui kontak langsung dengan atom-tom atau molekul-molekul

penyusunnya, dari daerah dengan tempertur tinggi ke temperatur

rendah.

b. Kapasitas Thermal

Kapasitas thermal merupakan kemampuan material untuk menyimpan

atau menahan panas dari lingkungan luar. Kapasitas thermal ini,

memrepresentasikan sejumlah energi yang dibutukan untuk

menghasilkan peningkatan temperatur.

c. Ekpansi thermal

Ekspansi thermal merupakan perubahan dimensi pada suatu material

yang diakibatkan oleh adanya perubahan panas. Perubahan dimensi ini

diakibatkan oleh adanya perubahan temperatur, dengan adanya

kenaikan temperatur membuat atom-atom yang berada pada material

semakin aktif bergerak (atau bervibrasi) sehingga menimbulkan

adanya perubahan dimensi pada material.

d. Difusi thermal

Difusi thermal merupakan perbandingan antara konduktivias thermal

dengan kapasitas panas yang dimiliki oleh suatu material tiap

volumetriknya.

Konduktivitas thermal yang digunakan pada material refraktori adalah

kondukivitas thermal dengan nilai yang rendah. Hal ini dimaksudkan agar panas

yang ada tidak terekspos ke lingkungan. Jadi, material refraktori dengan nilai

konduktifitas yang semakin rendah semakin baik kerjanya. Faktor-faktor yang

dapat mempengaruhi konduktivitas thermal yang dimiliki oleh refraktori antara

lain yakni dipengaruhi oleh komposisi kimia, porositas, temperatur, tekanan,

tegangan, regangan dan aliran panas yang ada.

Persamaan yang menghubungkan antara konduktiitas termal(k) dengan

panas(q) yang mengalir pada suatu material didasarkan padahukum panas Fourier.

Dapat dilihat konduktivitas thermal, kapasitas thermal, dan difusifitas thermal

yang dimiliki oleh suatu material dengan melihat konduksi panas pada arah radial

dari sumber panas yang ada pada model silinder.

Adapun pengukuran temperatur yang ada pada material dapat

menggunakan thermokopel.

Thermokopel terdiri dari dua macem logam yang memiliki jenis yang

berbeda sehingga konduktivitasnya berbeda yang disambungkan dengan cara

dilas. Pada termo kopel ini, terdapat dua macam junction yakni measuring

junction dan reference junction. Dnegan memberikan panas pada measuring

junction, maka atom-atom yang berada pada measuring junction akan berkumpul

ke daerah reference junction. Pergerakan atom-atom ini akan menyebabkan

adanya perbedaan potensial yang ada, perbedaan potensial inilah yang dapat

dilihat oleh alat pengukur sebagai arus. Dengan mengetahui arus ini, kemudian

dapat dikonversi oleh alat pengukur menjadi temperatur yang dapat dibaca.

BAB III

DATA PERCOBAAN

3.1 Data Percobaan

Keterangan Nilai

Tegangan 20 Volt

Hambatan kawat 13 Ohm

Arus 1,5 Ampere

Temperatur permukaan panasawal 26,0 0C

akhir 65,9 0C

Panjang Silinder 23 cm

Lebar Silinder 6,5 cm

Tinggi Silinder 11,2 cm

jari - jari 2 cm

Daya 30 Watt

Data pengamatan Tabel 1 Data pengamatanTabel 2

Time (s)Temp. (°C)

Temp. (K) Time (min) t (dT/dt) log (t (dT/dt)) 1/t

0 26 299 0 0 #NUM! #DIV/0!

10 26,1 299,10,16666666

70,20641666

7 -0,685255239 6

20 26,1 299,10,33333333

30,41283333

3 -0,384225244 330 26,1 299,1 0,5 0,61925 -0,208133985 2

40 26,1 299,10,66666666

70,82566666

7 -0,083195248 1,5

50 26,2 299,20,83333333

31,03208333

3 0,013714765 1,2

60 26,2 299,2 1 1,2385 0,092896011 1

70 26,3 299,31,16666666

71,44491666

7 0,1598428010,85714285

7

80 26,3 299,31,33333333

31,65133333

3 0,217834748 0,75

90 26,4 299,4 1,5 1,85775 0,268987270,66666666

7

100 26,5 299,51,66666666

72,06416666

7 0,314744761 0,6

110 26,5 299,51,83333333

32,27058333

3 0,3561374460,54545454

5120 26,7 299,7 2 2,477 0,393926007 0,5

130 26,9 299,92,16666666

72,68341666

7 0,4286881130,46153846

2

140 27 3002,33333333

32,88983333

3 0,4608727960,42857142

9150 27,2 300,2 2,5 3,09625 0,49083602 0,4

160 27,3 300,32,66666666

73,30266666

7 0,518864743 0,375

170 27,5 300,52,83333333

33,50908333

3 0,5451936820,35294117

6

180 27,7 300,7 3 3,7155 0,5700172660,33333333

3

190 27,9 300,93,16666666

73,92191666

7 0,5934983610,31578947

4

200 28,2 301,23,33333333

34,12833333

3 0,615774756 0,3

210 28,3 301,3 3,5 4,33475 0,6369640550,28571428

6

220 28,5 301,53,66666666

74,54116666

7 0,6571674410,27272727

3

230 28,8 301,83,83333333

34,74758333

3 0,6764725970,26086956

5240 28,9 301,9 4 4,954 0,694956002 0,25

250 29,2 302,24,16666666

75,16041666

7 0,712684769 0,24

260 29,4 302,44,33333333

35,36683333

3 0,7297181090,23076923

1

270 29,6 302,6 4,5 5,57325 0,7461085250,22222222

2

280 29,9 302,94,66666666

75,77966666

7 0,7619027920,21428571

4

290 30,1 303,14,83333333

35,98608333

3 0,7771427580,20689655

2300 30,3 303,3 5 6,1925 0,791866015 0,2

330 31,1 304,1 5,5 6,81175 0,83325870,18181818

2

360 31,7 304,7 6 7,431 0,8710472610,16666666

7

390 32,4 305,4 6,5 8,05025 0,9058093680,15384615

4

420 33 306 7 8,6695 0,9379940510,14285714

3

450 33,7 306,7 7,5 9,28875 0,9679572740,13333333

3480 34,5 307,5 8 9,908 0,995985998 0,125

510 35,1 308,1 8,5 10,52725 1,0223149370,11764705

9

540 35,7 308,7 9 11,1465 1,047138520,11111111

1

570 36,4 309,4 9,5 11,76575 1,0706196160,10526315

8600 37,1 310,1 10 12,385 1,092896011 0,1

630 37,9 310,9 10,5 13,00425 1,114085310,09523809

5

660 38,8 311,8 11 13,6235 1,1342886960,09090909

1

690 39,1 312,1 11,5 14,24275 1,1535938510,08695652

2

720 39,9 312,9 12 14,862 1,1720772570,08333333

3750 40,4 313,4 12,5 15,48125 1,189806024 0,08

780 41,1 314,1 13 16,1005 1,2068393630,07692307

7

810 41,6 314,6 13,5 16,71975 1,2232297790,07407407

4

840 42,9 315,9 14 17,339 1,2390240470,07142857

1

870 43 316 14,5 17,95825 1,2542640130,06896551

7

900 43,7 316,7 15 18,5775 1,268987270,06666666

7

930 44,4 317,4 15,5 19,19675 1,2832277090,06451612

9960 45,1 318,1 16 19,816 1,297015994 0,0625

990 45,7 318,7 16,5 20,43525 1,3103799550,06060606

1

1020 46,4 319,4 17 21,0545 1,3233449320,05882352

91050 47,1 320,1 17,5 21,67375 1,33593406 0,05714285

7

1080 47,6 320,6 18 22,293 1,3481685160,05555555

6

1110 48,3 321,3 18,5 22,91225 1,3600677390,05405405

4

1140 48,9 321,9 19 23,5315 1,3716496120,05263157

9

1170 49,5 322,5 19,5 24,15075 1,3829306220,05128205

11200 50,1 323,1 20 24,77 1,393926007 0,05

1230 50,8 323,8 20,5 25,38925 1,4046498720,04878048

8

1260 51,4 324,4 21 26,0085 1,4151153060,04761904

8

1290 52 325 21,5 26,62775 1,4253344710,04651162

8

1320 52,6 325,6 22 27,247 1,4353186920,04545454

5

1350 53,2 326,2 22,5 27,86625 1,4450785290,04444444

4

1380 53,8 326,8 23 28,4855 1,4546238470,04347826

1

1410 54,4 327,4 23,5 29,10475 1,4639638730,04255319

1

1440 54,9 327,9 24 29,724 1,4731072530,04166666

7

1470 55,6 328,6 24,5 30,34325 1,4820620950,04081632

71500 56,1 329,1 25 30,9625 1,49083602 0,04

1530 56,6 329,6 25,5 31,58175 1,4994361910,03921568

6

1560 57,1 330,1 26 32,201 1,5078693590,03846153

8

1590 57,7 330,7 26,5 32,82025 1,5161418850,03773584

9

1620 58,2 331,2 27 33,4395 1,5242597750,03703703

7

1650 58,9 331,9 27,5 34,05875 1,5322287050,03636363

6

1680 59,4 332,4 28 34,678 1,5400540420,03571428

6

1710 59,9 332,9 28,5 35,29725 1,5477408710,03508771

9

1740 60,9 333,9 29 35,9165 1,5552940090,03448275

9

1770 61 334 29,5 36,53575 1,5627180270,03389830

5

1800 61,9 334,9 30 37,155 1,5700172660,03333333

3

1830 62 335 30,5 37,77425 1,577195850,03278688

5

1860 62,5 335,5 31 38,3935 1,5842577050,03225806

5

1890 63 336 31,5 39,01275 1,5912065650,03174603

21920 63,5 336,5 32 39,632 1,598045989 0,03125

1950 64 337 32,5 40,25125 1,6047793720,03076923

11980 64,5 337,5 33 40,8705 1,611409951 0,03030303

2010 65,1 338,1 33,5 41,48975 1,6179408180,02985074

6

2040 65,5 338,5 34 42,109 1,6243749280,02941176

5

2070 65,9 338,9 34,5 42,72825 1,6307151060,02898550

7

3.2 Pengolahan Data

a) Plot grafik antara pembacaan temperatur termokopel (T) terhadap

waktu t (menit)

0 5 10 15 20 25 30 35 40270

280

290

300

310

320

330

340

350

f(x) = 1.23849548975422 x + 297.682132462601R² = 0.99796136354846

Grafik Temperature vs Time

Time (min)

Tem

pera

ture

(K

)

Dari grafik didapatkan persamaan linier yaitu:

y = 1,2385x + 297,68

b) Hitung dTdt

dengan cara menurunkan persamaan y terhadap x

y = 1,2385x + 297,68

y’ = 1,2385 = dTdt

dimana persamaan y’ merupakan dTdt

yaitu turunan temperatur terhadap waktu

pada selang waktu tertentu.

c) Kalikan dTdt

dengan t, dimana x pada dTdt

adalah waktu pada selang

tertentu (dalam satuan menit).

Contoh : t = 10 detik = 0.16667 menit

t xdTdt

=¿0.16667x1,2385

= 0,206416667

d) Logaritmakan t(dTdt

¿ kemudian plot ke dalam grafik log t(dTdt

¿ vs 1/t

0 1 2 3 4 5 6 7

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

f(x) = − 0.507467104226952 x + 1.1836111378791R² = 0.518213576563032

Log t(dT/dt) Vs 1/t

1/t

log

(t (

dT/d

t))

e) Dari gradien dan intercept kurva cari nilai k (dalam W/m.K) dan α (dalam

m2/s)

Dari grafik di atas didapatkan persamaan garis lurus yaitu:

y = -0,5075x+1,1836

Hitung nilai konduktivitas dan difusitas dengan cara:

log( t dTdt )= log( q4 πkl )−¿¿¿

Dimana: log( t dTdt )= y ;log( q4 πkl )=¿ c ,¿ (log e )( r2

4 α )=m; 1t=x

Maka:

log ( q4 πkl )=¿1,1836

log ( 304 πk ∙0,23 )=¿1,1836

log 30 – log 4πk(0,23) = 1,1836

log 4πk(0,23) = 1,4771 - 1,1836

log 4πk(0,23) = 0,2935

4πk(0,23) = 1,9657

k = 1,9657

4 π ∙0,23=0,6805 Wm-1K-1

Sehingga k = 0,6805 Wm-1K-1

¿

2,718( 0,022

4α 1860 )=10−0,5075=0,3108

α= 2,718∗0,022

8280∗0,3108=4,70170 x 10−7m2 s−1

Sehingga α=4,70170x 10−7m2 s−1

f) Hitung nilai kapasitas panas spesifik Cp (dalam J/K.kg) dari material

refraktori Alumino-Silicate.

Diketahui densitas untuk beberapa refraktori adalah sebagai berikut:

ρ Alumino-Silicate = 2.2-2.3 x 103 kg m-3

ρ Fireclay = 2.16 x 103 kg m-3

ρ Magnesite = 2.90 x 103 kg m-3

Dimana α= kρCp

sehingga C p=kαρ

Alumino-Silicate

C p=kαρ

= 0,6805

(4,70170 x 10−7 ) (2.3 x103 )=629,2821J kg-1 K-1

Fireclay

C p=kαρ

= 0,6805

(4,70170 x 10−7 ) (2.16 x 103 )=670,0689 J kg-1 K-1

Magnesite

C p=kαρ

= 0,6805

(4,70170 x 10−7 ) (2.90 x103 )=499,0858 J kg-1 K-1

g) Hitung berat atom rata-rata dari masing-masing SiO2, Al2O3, dan MgO

(yaitu massa 1 mol untuk masing-masing senyawa tersebut).

Berat atom untuk unsur Si=28, Al=27, Mg=24 dan O=16.

Mr SiO2 = 28 + 2(16) = 60 g/mol

Mr Al2O3 = 2(27) + 3 (16) = 102 g/mol

Mr MgO = 24 + 16 = 40 g/mol

h) Konversikan nilai kapasitas panas spesifik menjadi nilai kapasitas panas

per mol atom.

Nilai kapasitas panas per mol untuk semua solid menurut Dulong dan Petit

(klasik) adalah 3R = 24.94 J/K.mol

Alumina-Silicate : 60% Al2O3 + 40% SiO2

Fireclay : 30% Al2O3 + 70% SiO2

Magnesite : 100% MgO

Alumina-Silicate

Cp(mol) = Cp (60% Mr Al2O3 + 40% Mr SiO2)x(10-3)

= 629,2821x(0,6x102 + 0,4x60)x(10-3)

= 53,6148 J/mol K

Fireclay

Cp(mol) = Cp (30% Mr Al2O3 + 70% Mr SiO2)x(10-3)

= 670,0689x(0,3x102 + 0,7x60)x(10-3)

= 48,647 J/mol K

Magnesite

Cp(mol) = Cp (Mr MgO)x(10-3)

= 499,0858x(40)x(10-3)

= 19,9634 J/mol K

BAB IV

ANALISIS DATA

Setelah melakukan percobaan dan mengolah data dari percobaan maka

didapatkan sifat termal material refraktori tersebut. Setelah itu, nilai yang kita

dapat dari perhitungan dibandingkan dengan data yang diperoleh dari literatur

sebagai berikut :

Sifat termal Data percobaan Data literatur

Konduktivitas termal (k) 0,6805 Wm-1K-1 1,29 W/m.k

Difusivitas termal () 4,70170 x 10−7m2/s 7,3x10-7 m2/s

Kapasitas panas (Cp) Alumina-

Silicate

629,2821 J/K.kg 770 J/K.kg

Dari tabel diatas dapat dilihat perbedaan antara nilai sifat termal dari

refraktori alumina-silikat hasil percobaan dengan data dari literature. Perbedaan

ini disebabkan oleh banyak faktor. Faktor-faktor tersebut diantaranya komposisi

kimia, porositas, inklusi, dan struktur kristal.

Pertama, komposisi kimia dari material tersebut. Sistem refraktori alumina-

silikat memiliki berbagai macam fasa seperti corundum, mullite, tridymite, dan

cristobalite. Fasa-fasa tersebut memiliki kadar alumina dan kadar silica yang

berbeda. Semakin kecil kadar alumina dari refraktori tersebut, semakin rendah

juga nilai konduktivitas termalnya. Refraktori yang bagus adalah yang memiliki

konduktivitas termal yang rendah. Komposisi dari suatu material refraktori sangat

mempengaruhi sifat dan performanya. Oleh karena itu, perbedaan sedikit kadar

alumina/silica dapat mempengaruhi sifat dari refraktori tersebut seperti

konduktivitas termal, difusivitas termal, dan kapasitas termalnya

Kedua, adanya porositas dari material tersebut. Adanya porsitas ini bisa

mempengaruhi sifat dari suatu material refraktori. Semakin banyak porositas yang

hadir maka semakin kecil nilai konduktivitas termal dari refraktori. Pada

percobaan ini nilai konduktivitas termal yang didapat lebih kecil dari data

literature. Hal ini kemungkinan terjadi karena sampel refraktori yag digunakan

memiliki porositas yang lebih banyak dibandingkan sampel refraktori yang

digunakan pada literatur.

Ketiga, adanya inklusi pada refraktori tersebut. Adanya unsur atau zat lain

yang tidak diharapkan pada refraktori tersebut bisa menjadi menyebabkan

perbedaan nilai sifat termal dari material refraktori yang digunakan pada

percobaan dengan data literature.

Keempat, struktur kristal dari refraktori tersebut juga akan mempengaruhi

sifat termalnya. Struktur yang amorf akan lebih sulit untuk menghantarkan panas

sedangkan stuktur yang kristalin akan semakin mudah untuk untuk

menghantarkan panas atau lebih bersifat konduktif. Pada percobaan kali ini nilai

konduktivitas yang diperoleh dari perhitungan lebih kecil dari literatur. Hal ini

kemungkinan terjadi karena struktur kristalin pada material refraktori tersebut

lebih sedikit daripada struktur amorfnya.

Selain itu pada pengolahan data digunakan regresi linear sehingga hasil

data yang diperoleh kurang akurat. Hal ini juga menjadi salah satu penyebab nilai

konduktivitas yang diperoleh berbeda dengan literatur.

Rangkuman Prakitkum

Perpindahan panas pada suatu material ada tiga yakni konduksi, konveksi, radiasi. Konduksi merupakan proses perpindahan panas suatu material melalui suatu zat perantara tanpa diikuti dengan perpindahan atom-atomnya, terjadi karena atomnya bervibrasi akibat menerima panas sehingga energinya menjadi semakin tinggi dan akhirnya menumbuk atom-atom yang ada di dekatnya. Contohnya proses heat treatment pada logam. Konveksi merupakan proses perpindahan panas melalui suatu zat perantara yang diikuti dengan perpindahan atom-atomnya. Contohnya proses memasak air. Radiasi merupakan proses perpindahan panas secara langsung tanpa melalui zat perantara akibat adanya pancaran gelombang elektromagnetik. Contohnya pancaran sinar matahari yang sampai ke bumi.

Material refraktori merupakan material konstruksi yag mampu

mempertahankan bentuk dan kekutannya pada temperatur tinggi dibawah

beberapa kondisi seperti tegangan mekanik dan serangan kimia dari gas-gas

panas, cairan, leburan, atau semi leburan dari gelas, logam maupun slag.

Adapun, klasifikasi material refraktori berdasakan komposisi kimianya

dibagi menjadi:

a. Refraktori asam, contohnya alumina-silikat, silika, dan firebrick.

b. Refraktori netral, yang contohnya karbon, silokon karbida, alumina,

dan chromite.

c. Refraktori basa, contohnya magnesite, forsterite magnesit-chromite,

dan dolomite.

d. Refraktori spesial, contohnya zirconia, spinel, dan boron nitride.

Sedangkan, klasifikasi material refraktori berdasarkan bentuknya yakni :

a. Bricks. Contohnya adalah alumina-silikat, fireclay, silika, dolomite,

magnesite, magnesite-chromite, dan periclase.

b. Monolith. Contohnya yakni castable refractories, plastic refractories,

ramming refractories, patching refractories, dan coating refractories.

Ada pun syarat yang harus dipenihi menjadi syarat material refraktori antara lain:

a. Mampu bertahan pada temperatur yang tinggi, dan dapak menjebak

panas didalamnya dengan baik.

b. Mampu menahan abrasi yang berasal dari kontak dengan logam cair,

slag, dan gas panas.

c. Mampu menahan beban dan serangan- serangan zat kimia pada

temperatur tinggi.

d. Mampu menahan kontaminasi dari material yang berinteraksi

dengannya (tidak aktif secara kimia).

e. Memiliki konduktivitas thermal yang rendah.

f. Memiliki kestabilan dimensi dan ukuran pada temperatur sangat tinggi.

(ekspansi tehrmal yang terjadi sangat kecil).

Material refraktori memiliki sifat sebagai berikut :

1. Sifat fisik

Sifat ini berkaitan dengan densitas dan porositas, strength, dan

ketahanan resistance.

a. Densitas dan porositas

Semakin tinggi densitas maka porositasnya semakin sedikit.

b. Strength

Cold strength : mengindikasikan saat handling dan instalasi

refraktori.

Hot strength : performa refraktori ketika digunakan pada

temperatur tinggi.

c. Abrasion Resistance

Ketahanan material refraktori ketika partikel dengan kecepatan

tinggi mengabrasi permukaan refraktori.

2. Sifat thermal

a. Konduktivitas Thermal

Konduktivitas thermal merupakan kemampuan suatu material

untuk menghantarkan panas melui kontak langsung dengan atom-

tom atau molekul-molekul penyusunnya, dari daerah dengan

tempertur tinggi ke temperatur rendah. Konduktivitas thermal yang

digunakan pada material refraktori adalah kondukivitas thermal

dengan nilai yang rendah. Hal ini dimaksudkan agar panas yang

ada tidak terekspos ke lingkungan. Jadi, material refraktori dengan

nilai konduktifitas yang semakin rendah semakin baik kerjanya.

Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi konduktivitas thermal

yang dimiliki oleh refraktori antara lain yakni dipengaruhi oleh

komposisi kimia, porositas, temperatur, tekanan, tegangan,

regangan dan aliran panas yang ada.

b. Kapasitas Thermal

Kapasitas thermal merupakan kemampuan material untuk

menyimpan atau menahan panas dari lingkungan luar. Kapasitas

thermal ini, memrepresentasikan sejumlah energi yang dibutukan

untuk menghasilkan peningkatan temperatur. Kapasitas panas yang

digunakan pada material refraktori adalah kapasitas panas dengan

nilai yang rendah. Hal ini dimaksudkan agar panas yang dapat

disimpan material refraktori semakin banyak supaya material

refraktori tersebut tidak gampang retak.

c. Ekpansi thermal

Ekspansi thermal merupakan perubahan dimensi pada suatu

material yang diakibatkan oleh adanya perubahan panas.

Perubahan dimensi ini diakibatkan oleh adanya perubahan

temperatur, dengan adanya kenaikan temperatur membuat atom-

atom yang berada pada material semakin aktif bergerak (atau

bervibrasi) sehingga menimbulkan adanya perubahan dimensi pada

material.

d. Difusi thermal

Difusi thermal merupakan perbandingan antara konduktivias

thermal dengan kapasitas panas yang dimiliki oleh suatu material

tiap volumetriknya. Ekspansi termal yang digunakan pada material

refraktori adalah ekspansi termal dengan nilai yang rendah. Hal ini

dimaksudkan agar material refraktori tersebut dimensinya tetap

ketika mengalami perubahan temperatur.

3. Sifat kimia

Sifat ikatan pada material refraktori dan kemampuan refraktori untuk

menahan liquid ketika terekspos pada temperatur tinggi.

Material yang dapat digunakan sebagai material refraktori tidak hanya dari

material keramik tetapi bisa juga dari material logam. Contoh material logam

yang dapat dijadikan material refraktori adalah tungsten dan molibdenum.