武科大耐火材料工艺学,复习重点

“耐火材料工艺学”复习课

一、课程结构

耐火材料性能——耐火材料组成、结构与性质

基础耐火材料——硅质耐火材料

——Al2O3-SiO2系耐火材料

——碱性耐火材料

节能耐火材料——碳复合耐火材料

——不定形耐火材料

——隔热耐火材料

特种耐火材料

耐火材料应用（另）

教学实践——材料工程实验，生产实习（另）

二、耐火材料组成、结构与性质

1、组成

化学组成——重要性（主、添加、杂质）；化学性质。

矿物组成——结晶相（主、次）、低熔相（液相、玻璃相）、气孔

2、结构

宏观结构——骨料（颗粒）、基质（细粉）、气孔

显微结构——（结晶相、玻璃相、气孔）晶粒、晶界、裂纹、气孔大小及分布等

结合方式——陶瓷、直接；化学（无机）、有机（沥青、树脂、糊精等）；水合；凝聚等。

3、烧结性能

体密、真密度、气孔、透气度

4、力学性能

耐压、抗折、弹性模量

5、热学性能

热膨胀、导热、热容

6、高温使用性能

耐火度、荷软、蠕变、体积稳定、热震、抗渣

（4-6为物理性能）

7、工作性能

成型性、流动性等

注意：

1)耐火度、荷软、蠕变

2)热膨胀、体积稳定

3)热剥落、结构剥落、机械剥落

三、Al2O3-SiO2系耐火材料

硅质耐火材料——鳞石英——矿化剂——影响因素——烧成气氛

——变体

——特性——特殊硅砖（外加剂）

结晶效应+玻璃效应——莫来石＋玻璃相——特性——杂质——烧成气氛

半硅质耐火材料——叶蜡石（Al2O3·4SiO2·H2O）＋S

粘土质耐火材料——高岭石（一次）

高铝质耐火材料——高岭石＋水铝石（一/二次）

硅线石质耐火材料——AS——“三石”——特性

莫来石质耐火材料——合成莫来石（锆莫来石，莫来卡特）

氧化铝质耐火材料——氧化铝变体

——氧化铝原料

——氧化铝制品（纯刚玉）

注意：

1）合成莫来石（原料种类，合成工艺，莫来石分类，影响因素）

2）氧化硅结合SiC材料

3）刚玉－莫来石材料

4）刚玉－SiC/Si3N4/Sialon材料

四、碱性耐火材料

陶瓷结合、直接结合——高温强度

直接结合——二面角——抗渣渗透，抗热震

主晶相、次晶相、结合相

镁质耐火材料——C/S比

镁铬质耐火材料——特性——用途（AOD，水泥窑，有色炉）——六价铬污染

镁铝质耐火材料——合成尖晶石——特性（热膨胀—热震，抗碱性硫酸盐，抗SO3，抗氧化还原）

镁钙质耐火材料——优缺点（高温，抗渣(SiO2、氧化铁)，真空，净化，丰富，水化）——抗水化措施——用途

镁锆质耐火材料——用途

镁硅质耐火材料——M2S+M——用途

注意：

1）合成尖晶石（原料种类，合成工艺，尖晶石分类，影响因素）

2）方镁石—尖晶石材料

3）刚玉—尖晶石材料

五、碳复合耐火材料

优点：不需烧成

石墨——特性（热膨胀，导热，渣不润湿，化学稳定△G）

镁碳砖——转炉（出钢口），电炉，钢包渣线，电炉钢包，精炼炉（LF，RH）

镁钙碳砖——转炉，精炼炉（VD，VOD）

镁铝碳砖——电炉钢包，精炼炉

铝镁碳砖——钢包

铝碳砖——高炉，滑板

铝碳化硅碳砖——高炉系统，水口

结合剂——树脂，沥青；结合碳结构特征

缺点：氧化——抗氧化剂——原理（热力学，动力学）

六、不定形耐火材料

优点——不需压制成型和烧成

结合剂——水硬，气硬，热硬，火硬（干式）

——有机，无机

——普通，低，超低，无水泥

外加剂——减水剂（分散剂），缓凝剂，促凝剂，保鲜剂

分类（施工方法）

七、隔热耐火材料

隔热原理——固体导热（晶格振动/声子）

——气体导热（光子）——气孔（对流、辐射）——微气孔

微气孔形成方法——轻质耐火材料生产方法（骨料或纤维、整体砖；可燃物法、发泡法、轻质添加物法等）

纤维——导热率小——耐火纤维生产方法——纤维形成原理

八、特殊耐火材料

钢铁、化工、有色、电子行业等，进一步提高性能，如纯净钢冶炼取代石墨

纯氧化物制品（MgO，CaO，ZrO2，Al2O3）——陶瓷

非氧化物制品（难熔化合物/硬质化合物）——陶瓷——高技术陶瓷

——碳化物，氮化物，硼化物，硅化物

——SiC，Si3N4，Sialon，Alon——α，β，ο，——固溶体

——合成方法

——特性——热膨胀系数小、高导热、硬度大等（强度，热震，渣不易润湿，抗渣渗透，易氧化）——炼铁/碳复合系统

金属陶瓷——陶瓷＋金属/合金——形成原则（润湿，稳定，热膨胀性匹配）

高温涂层——材质——生产方法（烧结，火焰喷涂，等离子喷涂，低温烘烤补强，气相沉积等）

题型

填空，选择填空，判断，简答，案例分析题，论述题（问答，设计，计算题）答疑

网上，实验室

模拟考试题（网上）

考试时间