(doctor)陶瓷与耐火材料生产技术及设备应内容

耐火材料部分

1、硅酸铝质耐火材料的定义和分类；铝硅系相图的正确理解；为什么二级高铝矾土煅烧困难。为什么在生产耐火材料时都要对原料进行煅烧，而生产陶瓷制品时则极少煅烧？——硅酸铝质耐火材料是以AL2O3和SiO2为基本化学组成的耐火材料。

<1>可以分为四大类——

半硅质制品：AL2O3含量为15~30%；

粘土质制品：AL2O3含量为30~46%；

高铝质制品：AL2O3含量>46%

刚玉质制品：AL2O3含量>90%

<2>二级矾土烧结时生成二次莫来石含量最高难以烧结；高岭石与水铝石含量接近1:1，组织结构最不均匀，造成烧结困难。

<3>耐火材料：原料煅烧时产生一系列物理化学反应，对改善耐火材料的成分、矿物组成

和组织结构，保证耐火制品的体积稳定性及外观尺寸的准确性都有十分重要的作用。

陶瓷制品：原料预烧会妨碍生产过程的连续化，对某些原来来说，会降低其可塑性，增加成型机械和模具的磨损。

2、三石类原料及其作用；

——蓝晶石为不定形耐火材料的优良膨胀剂，抵消制品的是、烧成收缩量；硅线石和红柱石直接供制砖料使用，使制品的组织结构均匀致密，提高和改善制品性能。

3、合成莫来石的方法及其配料方法，我国常用哪些合成方法及其生产工艺？

——<1>烧结法合成莫来石（天然高铝矾土+高岭土，工艺氧化铝+粘土，刚玉+硅石）生产工艺：物料经干混、细磨后成球，在回转窑中煅烧；物料经湿法细磨，压滤成坯块，在回转窑内烧成；将工艺氧化铝和粘土用可塑法压成坯块，干燥后在隧道窑内煅烧而成。

<2>电熔合成莫来石（将配料装入电弧炉中熔融生产合成）

4、在生产刚玉制品时，为什么要对工业氧化铝进行预烧？

——预烧目的：使r- AL2O3转变为稳定的a- AL2O3，并能够减少制品的烧成收缩；在实际预烧中可加入1~3%的硼酸，以促进转变并降低预烧温度，缩短保温时间和提高原料纯度。

5、二次莫来石化是指高铝矾土中所含高岭石分解并转变为莫来石后，析出的SIO2与水铝石分解后的刚玉相作用形成莫来石的过程。

6、影响合成莫来石质量的因素有哪些？

——原料的纯度，原料的细度和煅烧温度。

7、硅质耐火材料的分类及其性质。

——硅质耐火材料是以二氧化硅为主要成分的耐火制品，包括硅砖、特种硅砖、石英玻璃及其制品。

——硅质制品属于酸性耐火材料，对酸性炉渣抵抗力强，但受碱性渣强烈侵蚀，易被含氧化物作用而破坏，硅砖具有荷重变形温度高，残余膨胀保证了砌筑体有良好的气密性和结构强度。最大的缺点是热震稳定性低，其次是耐火度不高。

8、石英的晶型转变及其对陶瓷耐火材料生产过程的影响。硅砖为什么具有较高的荷重软化温度（接近其熔点）和较高的机械强度？

——石英晶型转化产生很大的应力，体积发生变化，破坏其内部结构，使石英易于粉碎。石英晶型转化发生体积变化，指导生产要注意某些阶段的升温速度，例如石英在573c发生晶型转变，在这个温度附近就要慢速升温和冷却，这样可以防止产品破裂，提高产品合格率。

——鳞石英可在砖体结构中形成由矛头状双晶构成的相互交错网络结构，赋予制品较高的荷

软温度及机械强度。

9、硅砖生产中为什么通常采用“石灰乳+铁鳞”作为矿化剂？

——1. 该系统的始熔温度较低

2 . CaO既有足够的矿化作用，又对硅砖的耐火度降低不大。

3. CaO可以改善坯料的结合性和可塑性，使砖坯具有足够的干燥强度。——因为Ca(OH)2

是一种气硬性胶凝性物质。

4. 氧化铁的加入可以显著降低液相出现的温度及其粘度，既提高鳞石英的生成量，又

可缓解内热应力，减小制品的开裂。

10、α石英向α鳞石英转化体积变化大而α石英向β石英转化体积变化小，但为什么前者转化的危害小，而后者的转化危害大？

——石英的高温型的缓慢转化是与表面开始向内部进行的，发生结构变化，形成新的稳定晶型，其体积膨胀大，但时间长，同时生成缓冲液相，因而对制品影响不大。相反低温型的快速转化是晶体表里瞬间同时发生转化，无结构变化，膨胀小，但反应是瞬间的，无液相缓冲因而破坏性大。

11、生产硅砖时，对所使用的硅石原料有哪些具体要求？

——（现象是转变速度要慢，实质是晶粒结晶完整、晶粒较大，可减小晶型转变时体积急剧变化对制品性能的影响）制造硅砖的矿物原料是含SIO296%以上的硅质岩石。晶粒较粗，结构致密，否则制砖烧成时易松散。

12、硅质制品生产中，加入的矿化剂有何作用？说明矿化剂的作用机理。

——1. 在高温下促使石英转变为鳞石英和方石英，而又不显著降低制品的耐火度。

2. 防止砖坯烧成时因发生急剧体积效应而产生的松散和开裂——矿化剂的存在导致一

定量液相的形成，从而缓冲砖坯因体积变化而产生的内应力。

——矿化剂与砖坯中的硅氧在高温时形成液相，促使α-石英和半安定方石英不断溶入液相然后以稳定的鳞石英从熔体中析出；液相的存在缓冲着晶型转变所引起的体积膨胀应力，防止制品开裂和结构松散。

13、镁质制品的分类，镁砂煅烧工艺有哪两种？镁质材料的来源有哪些？

——镁质耐火材料分为冶金镁砂和镁质制品两大类；冶金镁砂分为普通冶金镁砂和马丁砂；

制品有普通镁砖、镁硅砖、镁铝砖、镁钙砖

——一步煅烧法和二步煅烧法

——镁质原料的来源主要有三：菱镁矿、海水和卤水。

14、试分别说明镁质耐火材料中杂质CaO和SiO2的危害，为什么在镁质耐火材料生产中严格控制CaO/ SiO2？

——游离氧化钙水化会降低制品的稳定性引起砖坯开裂；SiO2杂质与氧化镁逐步生成低熔点化合物降低制品的荷重软化点，降低耐火性质。

——AL2O3和C/S的大小，对镁钙砖矿物组成及荷重软化点有很大影响，当C/S>3时，熟料中有游离氧化钙存在，水化性能提高，制品的稳定性极差；当C/S<2时，生成低熔点矿物C3MS2显著降低制品的荷重软化点。

15、为什么电熔镁砂的性能要远优于烧结镁砂？

——电熔镁砂的强度、抗侵蚀性及抗水化性均优于烧结镁砂，电熔镁砂是一种大结晶颗粒。

体积密度高、晶格常数和热胀系数稳定。一般电熔镁砂纯度要比烧结镁砂高，杂质含量小；电熔镁砂致密度比烧结镁砂大，气孔率低

16、为什么直接结合的镁砖和镁铬砖的性能要优于普通的镁砖和镁铬砖？

——由于不受硅酸盐相影响，直接结合碱性砖具有较高的高温强度，和优良的高温体积稳定性；直接结合砖的气孔率较低，因此具有较好的抗渣性尤其是增强了对铁氧化物的抗渗