耐火材料工艺学(冶金工业第二版)复习要点2

1.冶金方法的分类主要有三种：1、火法冶金2、湿法冶金3、电冶金2.高炉冶炼的主要产品是什么？高炉冶炼的主要产品是铁3. 顶底复合吹炼转炉炼钢的优点是什么？具有反应速度快，生产率高，不需用燃料和热效率和热效率高等优点。

4.高炉内型有几部分？高炉有5段式内型，分别是炉吼，炉身，炉腰，炉腹，炉缸。

5．热风炉的类型和结构是什么？有内燃式和外燃式等多种形式，蓄热式热风炉主要包括燃烧室、蓄热室两大部分，并由炉基、炉壳、炉衬、炉算子、支柱等构成。

6.高炉的利用系数是什么？在中国以每立方米高炉有效容积1昼夜的合格生铁产量来表示。

即：ŋv=P/V7.电炉炼钢是什么？电炉炼钢主要是指电弧炉炼钢，电弧炉主要是利用电极与炉料间放电产生电弧发出的热量来炼钢。

其优点为：热效率高，温度高，温度容易调整和控制，颅内气氛可控，可用于100%的废钢进行熔炼，而且与其他炼钢法相比设备较简单，占地少，投资省，建厂快，容易控制污染。

8. 连铸机的类型主要有几种？主要有立式、立弯式、弧形和椭圆形四种。

9. 转炉和电炉炉衬主要使用什么耐火材料？什么是溅渣护炉？转炉炉衬主要使用镁碳砖，电炉炉衬主要使用镁碳砖等碱性炉衬。

溅渣护炉是向炉里加入一些轻烧镁球或白云石料，使渣的熔点和黏度升高，通过高压氮气把含有轻烧镁和白云石的渣喷溅到炉衬上降低了下次转炉冶炼时对炉衬的侵蚀。

10.高炉出铁沟系统有几部分组成？由主铁沟，支铁沟，渣沟，撇渣器和摆动流嘴等组成。

11.滑动水口是什么？是连铸机浇铸过程中钢水的控制装置，能够精确的调节从钢包到连铸中间包的钢水流量，使连铸操作更容易控制。

12.钢包透气砖是什么？是具有良好透气性、耐侵蚀性、抗渗透性、抗热冲击性、具吹通率高、操作安全可靠、使用寿命长等特性。

3.定径水口是什么？在小方坯连铸机中间包无塞棒浇铸系统中采用的，进行敞开式浇铸的注速达到2.5——3m/s的水口。

14. 连铸三大件是什么？整体塞棒、长水口和和浸入式水口。

《耐火材料工艺学》课程教学大纲一、课程的基本情况课程中文名称:耐火材料工艺学课程英文名称：Refractories technology课程代码：0203026课程类别：专业模块1课程性质：限选总学时：64 讲课学时：64 实验学时：另外安排课程学分：3.5授课对象：无机非金属材料工程专业本科生前导课程：无机材料物理化学材料结构基础材料物理性能材料学概论二、教学目的通过本课程学习，使同学们对耐火材料科学基础知识以及耐火材料的生产工艺有一个较全面、较系统的了解；对当前耐火材料科学研究的前沿有一定的认识；牢固掌握耐火材料学的基本概念，包括组织结构、性能、生产工艺和应用等。

为将来从事耐火材料生产、科研和应用打下良好的基础。

三、教学基本要求第一章绪论基本要求：了解耐火材料的基础知识介绍，课程内容及要求，耐火材料行业的现状和发展；重点与难点：掌握耐火材料定义和分类。

第二章耐火材料的组成与性质2.1耐火材料矿物组成与结构等；2.2热学和力学性质(检测方法)等；2.3高温使用性质(检测方法)等；基本要求：了解耐火材料的性能与组成的关系；掌握耐火材料性能评价指标的概念和意义；重点与难点：耐火材料的性能与其结构和组成的关系；耐火材料的性能评价指标；耐火材料性能检测方法；耐火材料的显微结构；耐火材料性能的决定因素。

第三章硅石耐火材料基本要求：了解硅石原料的分类、掌握对不同的硅石原料、生产硅砖应采取的措施；掌握硅砖、优质硅砖的生产工艺要点；重点与难点：硅砖生产的物理化学原理、硅砖的生产工艺。

第四章铝硅系耐火材料4.1铝硅系理论基础；4.2粘土质耐火材料；4.3高铝质耐火材料；4.4 “三石”质耐火材料；4.5莫来石质耐火材料；4.6氧化铝质耐火材料；4.7半硅质耐火材料基本要求：了解Al2O3-SiO2系制品生产的物理化基础；掌握从Al2O3-SiO2系、Al2O3-SiO2-杂质氧化物三元系统中分析氧化物对制品性能的影响；重点与难点：不同原料在加热过程中的物理化学变化；铝硅系相图；铝硅系耐火材料的生产工艺；不同铝硅系耐火材料的性能特点及应用；杂质氧化物对耐火材料制品性能的影响。

一、判断题1.耐火材料的化学纽•成，又称为化学成分，一般用化学分析方法进行测定。

«2.制用耐火材料通常测定以下氧化物A 12O3、SiO2、Fe2O3、CaO、M gO、Ti02、N a 2 0. K2 0 等，并测定灼减。

V3.不同类的耐火材料及制品具有相同的化学成分。

x4.每一种耐火材料按各个成分含量的多少，又可以分成两个部分，--部分是占绝对数量的基本成分，另一部分是占少量的杂质成分。

V5.在进行耐火原料分析吋，测定灼减量有着特殊的意义，其测定结果反映出原料内去掉气体产物和有机物含最的多少，可以用以判断原料在烧成过程中收缩大小，以及在生产中是否要预先进行锻烧等。

76.通过化学分析的测定结果，根据耐火材料所含成分的种类及数量，可以初步判断原料的纯度和制品的性能。

勺7.耐火材料原料及制品中所含矿物种类和数量，统称为化学纽.成。

x8.具有相同化学成分的耐火材料,其矿物组成一定相同。

x9.耐火材料的一系列性质指标又主要决定于矿物组成。

710.粘十.原料和山它制成的粘土制品，化学纟I［成可以很接近，但矿物纟I［成却完全不同。

V11 •粘十•原料主要有高岭石及其他杂质矿物组成=V12.粘土质制品则以高岭石和硅酸盐玻璃相纽成。

x13.化学纽•成和矿物纽•成是两个不同的概念，是有区别的，但化学成分和矿物成分之间又有着内在的联系。

〈14.在-激情况下，制品中的主要化学成分越多，贝I」形成的主要矿物量也越多。

V15.制晶的矿物组成，取决于制殆的化学成分和形成制品时的外界因素。

716.0前耐火材料的矿物组成和显微结构的方法，一-般是通过显微镜观察，以及X対线分析，差热分析和衍射鉴定等。

“17.耐火材料的化学■矿物纽成是分析原料及制品特性的一个主要方面。

71&耍改变制品特性，提高制品质量，一•般都采用调整制品化学组成的方法。

x19.耐火材料的常温物理性质有真密度、真比重、气孔率、吸水率、体积密度和耐斥强度等。

“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。

1，干熄焦炉用莫来石砖荷重软化温度是衡量其优劣的重要物理性能指标。

试述影响这种材料荷重软化性能的因素。

答：1.化学组成—纯度越高杂志越低，特别是R2O含量越低荷重软化温点越高。

一般AL2O3含量越高荷重软化点越高杂质中MgO CaO可分解莫来石，也会影响荷重软化点2矿物组成—莫来石比例越高，针状棒状柱状莫来石发育良好荷重软化点越高一般电熔莫来石砖荷重软化点比烧结莫来石砖高3外界条件—烧成温度适当提高保温时间延长有利于荷重软化点改善—还原气氛不利于荷重软化点提高—升温速度越快，荷重软化点偏高2.随着炉外精炼技术的发展，刚玉-尖晶石和矾土-尖晶石耐火材料已经成为钢包内衬的主要材料。

试述这类钢包材料的尖晶石的引入方式、生产工艺路线和影响合成料质量的因素。

答：1—引入方式以镁砂或MgO引入；以预合成镁铝尖晶石引入2—生成工艺路线菱镁矿或轻烧镁砂等+工业氧化铝或铝矾土生料或铝矾土欠烧料→配料→干烧共磨→压球→干燥→轻烧→粉碎→压球→干燥→烧成3影响合成料质量的因素①原料纯度高杂质少特别是CaO SiO含量少Al2O/MgO比接近理论尖晶石尖晶石数量越高②原料细度越细混合程度越好尖晶石生成越快生成量越大③成型压力一定程度上也影响尖晶石反应扩散也即反应速度和生成量④添加合适外加物如MgCl2 AlF3等有利于尖晶石的生成速度⑤烧成温度应适当延长3含游离CaO耐火材料被认为是冶炼洁净钢具有良好发展前景的耐火材料。

试说明其优势、存在及其问题和解决措施。

答：1优势：CaO熔点高，耐火性能好；抗碱性和酸性渣寝室能力强；高温下热力学性能稳定因此耐真空性能优越；具有脱硫、脱磷及氧化铝等净化钢水能量；资源丰富2问题：抗水化性能差3解决办法：超高烧成温度或二步煅烧；添加物烧成如Fe2O3等形成部分液相；形成稳定化合物如C2S C3S CaZr等；表面处理，如磷酸碳酸等或树脂沥青硅油等；真空包装。

4 不定性耐火材料因生产工艺不同种类繁多。