耐火材料工艺学－绪论

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1、耐火材料工艺学耐火材料工艺学ProcessesofRefractory安徽工业大学材料科学与工程学院冒爱琴Ｅmail：maoaiqinmaq＠163.com2021/8/4材料科学与工程学院2理论课与实践课教学内容一、课程在本专业的定位与课程目标“耐火材料工艺学”长期以来一直是本专业本科学生必修的专业主干课程之一。要求学生通过本课程的学习，掌握耐火材料的组成、结构、制备、性能、应用之间关系的基本规律，并接受耐火材料的制备、性能测试和结构分析等基本技能的实践训练，对国内外耐火材料科学研究的前沿有一定的认识，为将来在本领域从事科学研究、技术开发、生产运行、工程设计及经营管理等工作打下良好的基

2、础。2021/8/4材料科学与工程学院3二、知识模块顺序及对应的学时“耐火材料工艺学”主要涉及耐火材料的化学矿物组成及生产工艺与性能、显微结构及其损毁之间的关系。Al2O3-SiO2系耐火材料和碱性耐火材料是耐火材料中两大主要部分，随着冶炼技术的进步，这部分耐火材料无论在产品结构上，还是在产品性能上都发生了较大变化。近年，洁净钢需求不断增长，炉外精炼技术大量采用，对耐火材料提出更高要求，耐火材料不但要长寿，还要不能污染钢水，甚至能净化钢水。因此，国内外开展了对非氧化物、纯氧化物材料及其复合材料和组织结构等特种耐火材料方面的研究。耐火材料的应用除大量使用在钢铁工业外，还有有色冶金工业、轻工

3、、建材、化工、军工等。因此，本课程教学在内容和课时分配上安排如下：2021/8/4材料科学与工程学院4三、课程的重点、难点及解决办法课程的重点主要为定型耐火材料的性能、加工及碳复合耐火材料生产工艺及其相关性能的检测教学实验，课程的难点主要为耐火材料组成、结构、性能与应用之间的关系。2021/8/4材料科学与工程学院5耐火材料是冶金、建材、化工、机械等工业高温窑炉及物件的重要基础材料。了解它们的性能及选用合适的耐火材料对于生产控制及降低成本有重要的意义。本课程介绍常用耐火材料的基本性能，应用范围以及易懂的生产工艺与原料知识。这门课程是从事耐火材料生产、研究、应用和贸易的人员的必修之课，其重

4、要性不言而喻。2021/8/4材料科学与工程学院6绪论耐火材料定义耐火材料的原料耐火材料的分类耐火材料的特点宝钢耐火材料的应用耐火材料的历史与发展2021/8/4材料科学与工程学院7一、耐火材料的定义1、传统的定义：耐火度不小于1580℃的无机非金属材料；2、ISO的定义：耐火度不小于1500℃的无机非金属材料及制品。2021/8/4材料科学与工程学院8二、耐火材料所用原料天然矿石原料：如耐火粘土、硅石、矾土、菱镁矿、白云石、石墨、锆英石、蓝晶石、红柱石、硅线石等。人工合成原料：如工业氧化铝、碳化硅、氮化硅、莫来石、合成堇青石(M2A2S5)、镁铝尖晶石(MA)、ZrO2等。2021/8

5、/4材料科学与工程学院9三、耐火材料的分类1、按化学矿物组成分此种分类法能够很直接地表征各种耐火材料的基本组成和特性，在生产、使用、科研上是常见的分类法，具有较强的实际应用意义。2021/8/4材料科学与工程学院10（1）硅质耐火材料含SiO2在90%以上的材料通常称为硅质耐火材料，主要包括硅砖及熔融石英制品。硅砖以硅石为主要原料生产，其SiO2含量一般不低于93%，主要矿物组成为磷石英和方石英。2021/8/4材料科学与工程学院11（2）镁质耐火材料镁质耐火材料是指以镁砂为主要原料，以方镁石为主晶相，MgO含量大于80%的碱性耐火材料。镁质制品：MgO含量≥87%，主要矿物为方镁石；镁

6、铝质制品：含MgO>75%，Al2O3含量一般为7-8%，主要矿物成分为方镁石和镁铝尖晶石（MgAl2O4）；镁铬质制品：含MgO>60%，Cr2O3含量一般在20%以下，主要矿物成分为方镁石和铬尖晶石;2021/8/4材料科学与工程学院12镁橄榄石质及镁硅质制品：此种镁质材料中除含有主成分MgO外，第二化学成分为SiO2。镁橄榄石砖比镁硅砖含有更多的SiO2，前者的主要矿物成分为镁橄榄石，其次为方镁石；后者的主要矿物为方镁石，其次镁橄榄石；镁钙质制品：此种镁质材料中含有一定量的CaO,主要矿物成分除方镁石外还含有一定量的硅酸二钙（2CaO•SiO2）。2021/8/4材料科学与工程学院

7、13（3）白云石质耐火材料以天然白云石为主要原料生产的碱性耐火材料称为白云石质耐火材料。主要化学成分为：30-42%的MgO和40-60%的CaO，二者之和一般应大于90%。其主要矿物成分为方镁石和方钙石（氧化钙）。2021/8/4材料科学与工程学院14（4）碳复合耐火材料碳复合耐火材料是指以不同形态的碳素材料与相应的耐火氧化物复合生产的耐火材料。（5）含锆耐火材料含锆耐火材料是指以氧化锆（ZrO2）、锆英石等含锆材料为原料生产的耐