《耐火材料工艺学》教学大纲课程编号：B04031400课程名称：耐火材料工艺学英文名称：ProcessingofRefractoryMaterials课程性质：专业限选课学时/学分：32/2考核方式：考试选用教材：《耐火材料概论》，宋希文主编，化学工业出版社，2009先修课程：无机材料科学基础、无机材料物理化学后继课程：无适用专业及层次：无机非金属材料工程专业，本科大纲执笔人：王志义大纲审核人：于薛刚一、课程性质与目标“耐火材料工艺学”是无机非金属材料工程专业的一门专业平台课，要求学生掌握耐火材料的原料、生产工艺、性能与应用，具体包括耐火材料的组成、结构与性能，Al2O3-SiO2系耐火材料，碱性耐火材料，含碳耐火材料，非氧化物耐火材料，隔热耐火材料，不定形耐火材料及耐火材料的应用等内容：理解具体耐火材料的设计理念及设计方法；了解耐火材料相关领域的最新研究成果及科研动向，特别是先进耐火材料的发展趋势，从而丰富和拓宽学生在材料学方面的知识：为培养专业素质打下坚实的基础。通过本课程的学习，要求学生达到以下的目标：课程目标1：牢固掌握各类耐火材料学的基本概念、组织结构、性能、生产工艺和应用等，具备耐火材料生产工艺设计的能力。具有分析优选工艺方案，针对无机非金属材料产品进行综合设计的能力，并能够在设计环节中体现创新意识。课程目标2：熟悉不同耐火材料的特点，掌握其生产过程中原料要求、物化变化及对环境压力、社会可持续发展的影响。能够合理地评估某个具体的复杂工程问题对环境、社会可持续发展的影响。1
1 《耐火材料工艺学》教学大纲 课程编号：B04031400 课程名称：耐火材料工艺学 英文名称：Processing of Refractory Materials 课程性质：专业限选课 学时/学分：32 /2 考核方式：考试 选用教材：《耐火材料概论》， 宋希文主编，化学工业出版社，2009 先修课程：无机材料科学基础、无机材料物理化学 后继课程：无 适用专业及层次：无机非金属材料工程专业,本科 大纲执笔人：王志义 大纲审核人：于薛刚 一、课程性质与目标 “耐火材料工艺学”是无机非金属材料工程专业的一门专业平台课，要求学 生掌握耐火材料的原料、生产工艺、性能与应用，具体包括耐火材料的组成、结 构与性能，Al2O3-SiO2 系耐火材料，碱性耐火材料，含碳耐火材料，非氧化物耐火 材料，隔热耐火材料，不定形耐火材料及耐火材料的应用等内容；理解具体耐火 材料的设计理念及设计方法；了解耐火材料相关领域的最新研究成果及科研动向， 特别是先进耐火材料的发展趋势，从而丰富和拓宽学生在材料学方面的知识；为 培养专业素质打下坚实的基础。 通过本课程的学习，要求学生达到以下的目标： 课程目标 1：牢固掌握各类耐火材料学的基本概念、组织结构、性能、生产工 艺和应用等，具备耐火材料生产工艺设计的能力。具有分析优选工艺方案，针对 无机非金属材料产品进行综合设计的能力，并能够在设计环节中体现创新意识。 课程目标 2：熟悉不同耐火材料的特点，掌握其生产过程中原料要求、物化变 化及对环境压力、社会可持续发展的影响。能够合理地评估某个具体的复杂工程 问题对环境、社会可持续发展的影响
课程目标3：对当前耐火材料生产及科研的前沿有一定的认识，掌握不同耐火材料产品设计、加工制造、评估和管理环节中的工程质量管理体系，正确把握工程实践技术可行性与经济性的关系。掌握无机非金属材料产品设计、加工制造、评估和管理环节中的工程质量管理体系，能在具体工程实践中考虑可行性与经济性。课程目标与毕业要求的对应关系毕业要求指标点课程目标3-3.具有分析优选工艺方3.设计/开发解决方案：能够设课程目标1案，针对无机非金属材料计针对无机非金属材料领域复产品进行综合设计的能杂工程问题的解决方案，设计满力，并能够在设计环节中足特定需求的系统、单元（部件）体现创新意识。或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。7-2.能够合理地评估某个7.环境和可持续发展：能够理解课程目标2具体的复杂工程问题对环和评价针对无机非金属材料领境、社会可持续发展的影域复杂工程问题的专业工程实响。践对环境、社会可持续发展的影响。11.项目管理：理解并掌握无机11-2.掌握无机非金属材课程目标3料产品设计、加工制造、非金属材料工程管理原理与经评估和管理环节中的工程济决策方法，并能在无机非金属材料产品设计、加工制造、评估质量管理体系，能在具体和管理环节中应用。工程实践中考虑可行性与经济性。三、教学基本内容及要求第一章耐火材料的组成与性能（支持课程目标1-2）1、了解耐火材料的性能与组成的关系；2、掌握耐火材料性能评价指标的概念和意义：第二章铝硅系耐火材料（支持课程目标1-3）2
2 课程目标 3：对当前耐火材料生产及科研的前沿有一定的认识，掌握不同耐 火材料产品设计、加工制造、评估和管理环节中的工程质量管理体系，正确把握 工程实践技术可行性与经济性的关系。掌握无机非金属材料产品设计、加工制造、 评估和管理环节中的工程质量管理体系，能在具体工程实践中考虑可行性与经济 性。 二、课程目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 指标点 课程目标 3. 设计/开发解决方案：能够设 计针对无机非金属材料领域复 杂工程问题的解决方案，设计满 足特定需求的系统、单元（部件） 或工艺流程，并能够在设计环节 中体现创新意识，考虑社会、健 康、安全、法律、文化以及环境 等因素。 3-3. 具有分析优选工艺方 案，针对无机非金属材料 产品进行综合设计的能 力，并能够在设计环节中 体现创新意识。 课程目标 1 7.环境和可持续发展：能够理解 和评价针对无机非金属材料领 域复杂工程问题的专业工程实 践对环境、社会可持续发展的影 响。 7-2. 能够合理地评估某个 具体的复杂工程问题对环 境、社会可持续发展的影 响。 课程目标 2 11. 项目管理：理解并掌握无机 非金属材料工程管理原理与经 济决策方法，并能在无机非金属 材料产品设计、加工制造、评估 和管理环节中应用。 11-2. 掌握无机非金属材 料产品设计、加工制造、 评估和管理环节中的工程 质量管理体系，能在具体 工程实践中考虑可行性与 经济性。 课程目标 3 三、教学基本内容及要求 第一章 耐火材料的组成与性能 （支持课程目标 1-2） 1、了解耐火材料的性能与组成的关系； 2、掌握耐火材料性能评价指标的概念和意义； 第二章 铝硅系耐火材料 （支持课程目标 1-3）
1、掌握Al2O3-SiO2系制品生产的物理化基础；2、掌握从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：第三章硅质耐火材料：（支持课程目标1-3）1、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：2、熟练应用SiO2晶型转变来指导硅砖的生产：3、掌握硅砖、优质硅砖、石英玻璃制品、轻质硅砖的生产工艺要点：第四童碱性耐火材料：（支持课程目标1-3）1、掌握碱性耐火材料的生产工艺特点，了解提高产品性能的相关途径：2、了解材料的基本组成，掌握相关材料的基本生产工艺和流程：第五章碳复合耐火材料（支持课程目标1-3）1、了解含碳材料的基本组成和性能：2、掌握相关含碳材料的基本生产工艺和流程；第六童不定形耐火材料（支持课程目标1-3）1、了解不定形材料的基本组成，结合剂的种类和应用特点：2、掌握相关材料的基本生产工艺和流程；第七章隔热和特殊耐火材料（支持课程目标1-3）1、掌握隔热耐火材料的隔热原理：2、了解特殊耐火材料的制备方法第八章耐火材料在钢铁工业中的应用（支持课程目标1-3）1、了解耐火材料的应用，掌握使用耐火材料使用的基本原则：2、了解提高耐火材料使用性能的途径；四、教学重点与难点第一童耐火材料的组成与性能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：显微结构：性能的决定因素。第二章铝硅系耐火材料铝硅系相图：杂质氧化物对耐火材料制品性能的影响：不同原料在加热过程中的物化变化：铝硅系耐火材料的生产工艺、性能特点及应用。第三章硅质耐火材料硅质耐火材料的晶型转化及相应的工艺条件。第四章碱性耐火材料镁质耐火材料的化学组成及显微结构对碱性耐火材料性能的影响。第五章碳复合耐火材料碳复合耐火材料中碳-氧化物的应用及选择添加剂原则：转炉各部位的操作条件及对碳复合材料的要求：镁碳砖的侵蚀机理：碳复合耐火材料对结合剂的要求。3
3 1、掌握 Al2O3-SiO2 系制品生产的物理化基础； 2、掌握从 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； 第三章 硅质耐火材料 （支持课程目标 1-3） 1、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； 2、熟练应用 SiO2 晶型转变来指导硅砖的生产； 3、掌握硅砖、优质硅砖、石英玻璃制品、轻质硅砖的生产工艺要点； 第四章 碱性耐火材料 （支持课程目标 1-3） 1、掌握碱性耐火材料的生产工艺特点，了解提高产品性能的相关途径； 2、了解材料的基本组成，掌握相关材料的基本生产工艺和流程； 第五章 碳复合耐火材料 （支持课程目标 1-3） 1、了解含碳材料的基本组成和性能； 2、掌握相关含碳材料的基本生产工艺和流程； 第六章 不定形耐火材料 （支持课程目标 1-3） 1、了解不定形材料的基本组成，结合剂的种类和应用特点； 2、掌握相关材料的基本生产工艺和流程； 第七章 隔热和特殊耐火材料 （支持课程目标 1-3） 1、掌握隔热耐火材料的隔热原理； 2、了解特殊耐火材料的制备方法； 第八章 耐火材料在钢铁工业中的应用 （支持课程目标 1-3） 1、了解耐火材料的应用，掌握使用耐火材料使用的基本原则； 2、了解提高耐火材料使用性能的途径； 四、教学重点与难点 第一章 耐火材料的组成与性能 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；显微结构；性能的决定因素。 第二章 铝硅系耐火材料 铝硅系相图；杂质氧化物对耐火材料制品性能的影响；不同原料在加热过 程中的物化变化；铝硅系耐火材料的生产工艺、性能特点及应用。 第三章 硅质耐火材料 硅质耐火材料的晶型转化及相应的工艺条件。 第四章 碱性耐火材料 镁质耐火材料的化学组成及显微结构对碱性耐火材料性能的影响。 第五章 碳复合耐火材料 碳复合耐火材料中碳-氧化物的应用及选择添加剂原则；转炉各部位的操作 条件及对碳复合材料的要求；镁碳砖的侵蚀机理；碳复合耐火材料对结合剂的要 求
第六章不定形耐火材料不定形耐火材料用结合剂的硬化机理：外加剂的作用原理；不定形耐火材料的使用性能。第七章隔热和特殊耐火材料隔热原理（热导率与温度、体积密度、气孔率的关系）。第八章耐火材料在钢铁工业中的应用五、教学安排（学时数32）1、教学环节安排课程目标（毕业要求具体知识与能力要求采用的教学环节指标点）应用所学知识确定复杂工程问题的设计目标，理论授课、实践讨论耐火材料整体设计方案课程目标1（指标点3-3）课、作业及优化（复杂工程问题背景）能够理解和评价针对耐火材料领域的工程实践理论授课、实践讨论课程目标2（指标点7-2）课、作业对环境、社会可持续发展的影响。掌握耐火材料工程管理原理与经济决策方法，理论授课、实践讨论课程目标3（指标点11-2）并能在耐火材料产品设课、作业计、加工制造、评估和管理环节中应用。2、学时安排：总学时32学时分配教学内容自学课堂授课讨论课2耐火材料的组成与性能42铝硅系耐火材料22硅质耐火材料4
4 第六章 不定形耐火材料 不定形耐火材料用结合剂的硬化机理；外加剂的作用原理；不定形耐火材 料的使用性能。 第七章 隔热和特殊耐火材料 隔热原理（热导率与温度、体积密度、气孔率的关系）。 第八章 耐火材料在钢铁工业中的应用 五、教学安排（学时数32） 1、教学环节安排 课程目标（毕业要求 指标点） 具体知识与能力要求 采用的教学环节 课程目标1（指标点3-3） 应用所学知识确定复杂 工程问题的设计目标， 耐火材料整体设计方案 及优化（复杂工程问题 背景） 理论授课、实践讨论 课、作业 课程目标2（指标点7-2） 能够理解和评价针对耐 火材料领域的工程实践 对环境、社会可持续发 展的影响。 理论授课、实践讨论 课、作业 课程目标3（指标点11-2） 掌握耐火材料工程管理 原理与经济决策方法， 并能在耐火材料产品设 计、加工制造、评估和 管理环节中应用。 理论授课、实践讨论 课、作业 2、学时安排：总学时32 教学内容 学时分配 课堂授课 讨论课 自学 耐火材料的组成与性能 2 铝硅系耐火材料 4 2 硅质耐火材料 2 2
22碱性耐火材料22碳复合耐火材料22不定形耐火材料22隔热和特殊耐火材料耐火材料在钢铁工业中的应22用2总计1812六、教学方法1.课堂讲授与实践研讨相结合：2.根据每章的教学内容，布置有关科研与生产实践的主题（课外内容），以PPT形式由学生论述，教师评讲。七、课程考核方案1、各部分考核权重考核权重考核方式或途径平时表现10%作业20%期末考试70%总计100%2、评分标准（1）平时表现：出勤率、上课态度、上课回答问题、上课参与讨论等情况，按百分制评分，总评后折算成10分。5
5 碱性耐火材料 2 2 碳复合耐火材料 2 2 不定形耐火材料 2 2 隔热和特殊耐火材料 2 2 耐火材料在钢铁工业中的应 用 2 2 总计 18 12 2 六、教学方法 1.课堂讲授与实践研讨相结合； 2.根据每章的教学内容，布置有关科研与生产实践的主题（课外内容），以 PPT 形式由学生论述，教师评讲。 七、课程考核方案 1、各部分考核权重 考核方式或途径 考核权重 平时表现 10% 作业 20% 期末考试 70% 总计 100% 2、评分标准 （1）平时表现：出勤率、上课态度、上课回答问题、上课参与讨论等 情况，按百分制评分，总评后折算成10分