《耐火材料生產技術與應用》課程教學大綱

《耐火材料生產技術與應用》課程教學大綱一、課程基本情況課程代碼：101145123011課程名稱（中/英文）：耐火材料生產技術與應用/ProductivetechnologyandapplicationofRefractories課程類別：專業(yè)方向特色課程學分：1.5總學時：24理論學時：24實驗/實踐學時：0適用專業(yè)：無機非金屬材料工程適用對象：本科先修課程：大學物理、工程化學、物理化學、材料科學基礎教學環(huán)境：多媒體教學開課學院：材料科學與工程學院二、課程簡介1.課程任務與目的本課程為無機非金屬材料工程專業(yè)開設的耐火材料生產的基本工藝過程及其在高溫工業(yè)窯爐中的應用，通過講述改革開放以來耐火材料工業(yè)的迅猛發(fā)展成果，激發(fā)學生的學習熱情。通過學習，學生能牢固掌握耐火材料組織結構、性能、生產工藝和應用等，為將來從事耐火材料生產和科研打下良好的基礎。2.對接培養(yǎng)的崗位能力本課程是無機非金屬材料工程專業(yè)陶耐專業(yè)方向的專業(yè)必修課程，培養(yǎng)有企業(yè)技術創(chuàng)新、科研、開發(fā)、優(yōu)化工藝、技術管理等崗位等。通過學習課程，掌握耐火材料的性能、結構、組成之間的基本規(guī)律和耐火材料在工業(yè)窯爐上使用的基本規(guī)律，增強企業(yè)科研、技術崗位的創(chuàng)新能力與水平。三、課程教學目標1.課程對畢業(yè)要求的支撐[畢業(yè)要求指標點2.4]能運用工程基本原理，借助文獻研究，并從可持續(xù)發(fā)展的角度分析耐火材料的研發(fā)、生產與應用過程的影響因素，獲得有效結論。[畢業(yè)要求指標點3.1]掌握耐火材料設計和產品開發(fā)全周期、全流程的設計/開發(fā)方法和技術，了解影響耐火材料性能設計目標和技術方案的各種因素。2.課程教學目標本課程教學目標對應于畢業(yè)生的畢業(yè)要求2、3，具體的內容如下：教學目標1：通過學習耐火材料的組成、結構和性能的相互關系規(guī)律，使學生掌握耐火材料的物相組成規(guī)律和耐火材料的性能檢測的基本方法；掌握各種耐火材料原料的基本組成和使用方法；通過學習耐火材料生產工藝技術，掌握各類耐火材料產品的生產工藝技術、工藝參數(shù)控制和產品性能特點；正確了解冶金、建材、機械和化工等工業(yè)窯爐的工況條件，掌握其對耐火材料的基本性能要求，掌握不同使用環(huán)境下耐火材料的使用和維護規(guī)律，可根據(jù)工業(yè)窯爐的不同使用條件選用合適品種的耐火材料，并熟悉耐火材料的使用規(guī)律和正確維護窯爐耐火材料；使學生具備從事無機非金屬材料工程領域耐火材料選用和使用過程中所需的基礎理論、基本知識和基本技能，使學生具備一定的使用專業(yè)理論知識，結合文獻資料進行綜合分析，得出有效結論，解決耐火材料使用過程中實際問題的能力。支撐畢業(yè)要求的指點2.4。教學目標2：通過本課程的學習，培養(yǎng)使學生正確了解冶金、建材、機械和化工等工業(yè)窯爐的工況條件，掌握不同使用環(huán)境下耐火材料的使用和維護規(guī)律，可根據(jù)工業(yè)窯爐的不同使用條件選用合適品種的耐火材料，并熟悉耐火材料的使用規(guī)律和正確維護窯爐耐火材料，在耐火材料采購、耐火材料應用現(xiàn)場施工、產品性能改進等方面，遵守職業(yè)道德規(guī)范，履行職責；了解不正確選擇使用合適耐火材料的危害。能夠設計針對耐火材料領域復雜工程問題的解決方案，設計滿足特定需求的耐火材料系統(tǒng)、設備或工藝流程，并能夠在這些環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。支撐畢業(yè)要求的指點3.1。四、教學課時安排（一）學時分配主題或知識點教學內容總學時學時完成課程教學目標講課實驗實踐第一章耐火材料的組成、結構與性能22教學目標1、2第二章耐火材料的生產工藝過程22教學目標1、2第三章Al2O3-SiO2系耐火材料44教學目標1第四章堿性耐火材料22教學目標1第五章含碳耐火材料22教學目標1第六章非氧化物耐火材料22教學目標1第七章隔熱耐火材料22教學目標1第八章不定形耐火材料44教學目標1第九章耐火材料的應用44教學目標2合計2424五、教學內容及教學設計主題1耐火材料的組成、結構與性能1.教學內容耐火材料的化學組成、耐火材料的礦物組成；耐火材料的結構性能、力學性能和熱學性能；耐火材料的使用性能，包括耐火度、高溫體積穩(wěn)定性、抗熱震性和抗渣性等。2.教學重點耐火材料顯微結構和性能的關系，影響耐火材料抗熱震性的因素；如何提高耐火材料的抗渣性能。3.教學難點耐火材料微觀結合方式的特點（陶瓷結合和直接結合）；液相在耐火材料中的作用；耐火材料的抗蠕變機理。4.教學方案設計（含教學方法、教學手段）采用課堂現(xiàn)場講授與多媒體相結合的教學方法，在教學過程中加強與學生們的互動，通過問題討論、案例分析及啟發(fā)式等形式來提高學生們的學習興趣。主題2耐火材料的生產工藝過程1.教學內容原料的選取和制備；配合料的制備；耐火材料的成型；耐火材料的干燥原理和方法；耐火材料的燒成過程及其影響因素，燒成制度及工藝過程。2.教學重點最緊密顆粒堆積理論；半干法成型理論與實踐；怎么樣科學確定耐火材料的燒成制度。3.教學難點彈性后效產生的原因和危害，如何避免彈性后效；燒成氣氛對耐火材料制品性能的影響。4.教學方案設計（含教學方法、教學手段）采用課堂現(xiàn)場講授與多媒體相結合的教學方法，在教學過程中加強與學生們的互動，通過問題討論、案例分析及啟發(fā)式等形式來提高學生們的學習興趣。主題3Al2O3-SiO2系耐火材料1.教學內容與硅酸鋁質耐火材料有關的物系；粘土質耐火材料；半硅質耐火材料；用高鋁礬土生產的高鋁質耐火材料；硅線石族耐火材料；莫來石質耐火材料；剛玉質耐火材料；硅質耐火制品。2.教學重點用高鋁礬土生產的高鋁質耐火材料；莫來石質耐火材料；剛玉質耐火材料；硅磚生產的物理化學原理；石英的晶型轉變及其對硅磚生產的影響；硅磚生產所用礦化劑的選擇、質量要求、作用機理；硅磚的生產工藝要點。3.教學難點高鋁礬土的燒結過程及其二次莫來石化過程；二次莫來石化過程對高鋁質耐火材料燒結質量的影響；影響高鋁質、莫來石質及剛玉質耐火材料質量的因素；礦化劑的作用機理；硅磚顯微結構的特點。4.教學方案設計（含教學方法、教學手段）采用課堂現(xiàn)場講授與多媒體相結合的教學方法，在教學過程中加強與學生們的互動，通過問題討論、案例分析及啟發(fā)式等形式來提高學生們的學習興趣。主題4堿性耐火材料1.教學內容鎂質耐火材料；白云石質耐火材料；鎂橄欖石質耐火材料；鉻礦及其制品的生產工藝原理；鉻鎂磚及鎂鉻磚生產工藝原理；鎂鋁尖晶石質磚的生產工藝方法。2.教學重點鎂質耐火材料有關的物系；鎂質耐火材料的化學組成對性能的影響；鎂質耐火材料的結合相及其組織結構特點；鎂質原料及鎂質制品的生產工藝要點。鎂鋁尖晶石質耐火材料生產用原料及其化學組成對制品性能的影響。3.教學難點鎂鋁尖晶石的特性及其對耐火制品性能的影響；直接結合鎂鉻磚的生產工藝要點；直接結合鎂鉻磚的顯微結構特點。4.教學方案設計（含教學方法、教學手段）采用課堂現(xiàn)場講授與多媒體相結合的教學方法，在教學過程中加強與學生們的互動，通過問題討論、案例分析及啟發(fā)式等形式來提高學生們的學習興趣。主題5含碳耐火材料教學內容含碳耐火材料的理論基礎；含碳耐火材料的原料（石墨和焦炭）；含碳耐火材料的結合劑；含碳耐火材料的品種、性能和應用。2.教學重點含碳制品生產結合劑；炭磚的生產工藝；鎂碳磚、鎂鈣碳磚、鋁碳磚、鋁鎂碳磚的生產工藝及相關問題；含碳制品生產的物理化學原理。3.教學難點碳磚的生產工藝；碳復合耐火材料氧化的物理化學原理；碳復合耐火材料防氧化劑的作用機理。4.教學方案設計（含教學方法、教學手段）采用課堂現(xiàn)場講授與多媒體相結合的教學方法，在教學過程中加強與學生們的互動，通過問題討論、案例分析及啟發(fā)式等形式來提高學生們的學習興趣。主題6非氧化物耐火材料1.教學內容非氧化物耐火原料；碳化硅耐火材料的種類、性能及應用；氮化硅耐火材料的種類、性能及應用；氧氮化硅耐火材料的種類、性能及應用。2.教學重點氮化硅結合碳化硅制品的生產及應用；氮化硅的性質及應用；氮化硼的性質及應用；塞隆材料的性質及應用。3.教學難點反應燒結的理論及應用；利用相圖分析塞隆材料的合成途徑。4.教學方案設計（含教學方法、教學手段）采用課堂現(xiàn)場講授與多媒體相結合的教學方法，在教學過程中加強與學生們的互動，通過問題討論、案例分析及啟發(fā)式等形式來提高學生們的學習興趣。主題7隔熱耐火材料1.教學內容隔熱耐火材料的基本理論；粉粒狀保溫隔熱耐火材料；定性保溫隔熱耐火材料；纖維狀隔熱材料；復合隔熱保溫材料。2.教學重點隔熱耐火材料的組織結構；粉煤灰隔熱材料的性能；輕質隔熱耐火磚的生產和性能；絕熱版的生產和性能。3.教學難點隔熱耐火材料的體積密度和導熱率的關系；隔熱耐火材料的節(jié)能保溫原理；隔熱耐火材料的科學合理使用。4.教學方案設計（含教學方法、教學手段）采用課堂現(xiàn)場講授與多媒體相結合的教學方法，在教學過程中加強與學生們的互動，通過問題討論、案例分析及啟發(fā)式等形式來提高學生們的學習興趣。主題8不定形耐火材料1.教學內容不定形耐火材料的分類；水泥結合澆注料；水玻璃結合澆注料；低水泥結合澆注料；粘土結合耐火澆注料；鎂質耐火澆注料；輕質耐火澆注料；耐火可塑料；耐火搗打料；干式振動料。2.教學重點不定形耐火材料的結合劑的種類和特點；耐火水泥的凝結硬化機理；水玻璃的凝結硬化機理；鎂質澆注料的凝結硬化機理；干式振動料的組成原理。3.教學難點減水劑在耐火澆注料中的重要作用；超微粉在耐火澆注料中的重要作用；耐火澆注料的促凝和緩凝機理。4.教學方案設計（含教學方法、教學手段）采用課堂現(xiàn)場講授與多媒體相結合的教學方法，在教學過程中加強與學生們的互動，通過問題討論、案例分析及啟發(fā)式等形式來提高學生們的學習興趣。主題9耐火材料的應用1.教學內容選用耐火材料的基本原則；鋼鐵冶金概論；耐火材料在鋼鐵冶金中的應用；耐火材料在有色冶金中的應用；耐火材料在其他窯爐中的應用。2.教學重點耐火材料的使用損毀機理；鋼鐵冶金的基本原理；連續(xù)鑄鋼的基本過程；爐外精煉的重要作用；高爐煉鐵用耐火材料；轉爐煉鋼用耐火材料；爐外精煉用耐火材料；連鑄用耐火材料；鋁冶金用耐火材料；銅、鎳冶金用耐火材料；鉛、鋅冶金用耐火材料；加熱爐用耐火材料；焦爐用耐火材料；水泥工業(yè)用耐火材料。3.教學難點高爐爐底的構造及耐火材料選用；高爐爐底陶瓷杯用耐火材料的性能。轉爐用不定形耐火材料，鋼包用無碳磚，鋼包渣線用材料的損毀機理，滑板和透氣磚的使用損毀機理；煉氧化鋁回轉窯燒成帶用耐火材料；鋁電解槽內壁用耐火材料；鋁電解槽干式防滲料；冰銅熔煉爐用鎂鉻磚的使用損毀機理；水泥窯用堿性耐火材料的性能和使用，水泥窯用澆注料的凝結硬化機理，水泥窯窯口和噴煤管用澆注料的損毀機理。4.教學方案設計（含教學方法、教學手段）采用課堂現(xiàn)場講授與多媒體相結合的教學方法，在教學過程中加強與學生們的互動，通過問題討論、案例分析及啟發(fā)式等形式來提高學生們的學習興趣。六、學生成績評定1.課程考核方式及比例本課程成績考核評定辦法為：平時成績占40%，其中作業(yè)為10%，課堂表現(xiàn)為10％，階段測驗20%；期末考試占60%。表2學生成績評定表考核方式平時成績期中考試期末考試出勤作業(yè)課堂表現(xiàn)階段測驗答辯項目小論文其他√√√成績比例%101020602.課程教學目標考核方式評價權重表3本課程教學目標與考核方式評價及權重課程教學目標支撐畢業(yè)要求指標點考核評價方式權重（%）作業(yè)課堂表現(xiàn)階段測驗期末考試合計教學目標1指標點2.4551030~4055教學目標2指標點3.1551020~3045合計101020601003.課程成績評價標準平時成績評定及考核標準考核環(huán)節(jié)考核結果及標準評估項目及權重優(yōu)秀（90~100分）良好（80~90分）中等（70~80分）及格（60~70分）不及格（＜60分）課堂表現(xiàn)（10分）無遲到、早退、曠課現(xiàn)象。積極參加課堂討論，并有自己獨到的見解，能夠準確回答問題，并有自己獨到的見解偶爾有遲到、早退現(xiàn)象。較為積極參加課堂討論，能夠準確回答問題，并提出自己的見解有遲到、早退現(xiàn)象。能夠主動參加課堂討論，能夠基本回答問題有遲到、早退、偶爾有曠課現(xiàn)象。能夠勉強回答問題，尚能夠參加課堂討論遲到、早退、曠課較多。不能有效參加課堂討論，不能回答問題作業(yè)（10分）作業(yè)能夠獨立完成，完成質量優(yōu)秀，能夠靈活運用所學知識和理論解決問題，并獲得正確結論作業(yè)能夠獨立完成，完成質量較高，能夠運用所學知識和理論解決問題，并獲得正確結論作業(yè)能夠獨立完成，完成質量基本符合要求，能夠運用所學知識和理論解決問題，并獲得有效結論作業(yè)基本能夠獨立完成，部分題目解答存在抄襲現(xiàn)象，運用所學知識和理論解決問題的能力基本符合要求作業(yè)不能獨立完成，存在抄作業(yè)現(xiàn)象階段測驗（20分）完成所有階段測驗，根據(jù)參考答案評分，總評成績?yōu)閮?yōu)秀完成所有階段測驗，根據(jù)參考答案評定分，總評成績?yōu)閮?yōu)良完成所有階段測驗，根據(jù)參考答案評定分，總評成績?yōu)橹械韧瓿伤须A段測驗，根據(jù)參考答案評定分，總評成績?yōu)榧案駴]有完成階段測試，根據(jù)參考答案評定分，總評成績不及格課程教學目標評價標準優(yōu)（90-100）良（80-89）中（70-79）及格（60-69）不及格（0-59）教學目標1熟練掌握耐火材料的組成、結構和性能的相互關系規(guī)律，熟悉耐火材料原料基本組成和使用方法、耐火材料生產工藝技術、工藝參數(shù)和產品性能特點；了解各種工業(yè)窯爐的工況條件及其對耐火材料的基本性能要求，選用合適品種的耐火材料；使學生具備耐火材料選用和使用過程中所需的基礎理論、基本知識和基本技能，解決耐火材料在生產、使用過程中實際問題的能力較好的掌握耐火材料的組成、結構和性能的相互關系規(guī)律，較熟悉耐火材料原料基本組成和使用方法、耐火材料生產工藝技術、工藝參數(shù)和產品性能特點；了解各種工業(yè)窯爐的工況條件及其對耐火材料的基本性能要求，選用合適品種的耐火材料；使學生具備耐火材料選用和使用過程中所需的基礎理論、基本知識和基本技能，解決耐火材料在生產、使用過程中實際問題的能力能掌握耐火材料的組成、結構和性能的相互關系規(guī)律，了解耐火材料原料基本組成和使用方法、耐火材料生產工藝技術、工藝參數(shù)和產品性能特點；基本了解各種工業(yè)窯爐的工況條件及其對耐火材料的基本性能要求，選用合適品種的耐火材料；使學生初步具備耐火材料選用和使用過程中所需的基礎理論、基本知識和基本技能，具有基本解決耐火材料在生產、使用過程中實際問題的能力能基本掌握耐火材料的組成、結構和性能的相互關系規(guī)律，基本了解耐火材料原料基本組成和使用方法、耐火材料生產工藝技術、工藝參數(shù)和產品性能特點；基本了解各種工業(yè)窯爐的工況條件及其對耐火材料的基本性能要求，選用合適品種的耐火材料；使學生具備基本的耐火材料選用和使用過程中所需的基礎理論、基本知識和基本技能，具有基本解決耐火材料在生產、使用過程中實際問題的能力不能掌握耐火材料的組成、結構和性能的相互關系規(guī)律，不了解耐火材料原料基本組成和使用方法、耐火材料生產工藝技術、工藝參數(shù)和產品性能特點；不了解各種工業(yè)窯爐的工況條件及其對耐火材料的基本性能要求，選用合適品種的耐火材料；不具備基本的耐火材料選用和使用過程中所需的基礎理論、基本知識和基本技能，不能解決耐火材料在生產、使用過程中實際問題教學目標2熟悉各種工業(yè)窯爐的工況條件，掌握其耐火材料的使用和維護規(guī)律，正確選用合適品種的耐火材料，能在耐火材料采購、耐火材料應用現(xiàn)場施工、產品性能改進等方面，能夠熟練掌握并設計針對耐火材料領域復雜工程問題的解決方案，設計滿足特定需求的耐火材料系統(tǒng)、設備或工藝流程比較熟悉各種工業(yè)窯爐的工況條件，掌握其耐火材料的使用和維護規(guī)律，選用合適品種的耐火材料，能在耐火材料采購、耐火材料應用現(xiàn)場施工、產品性能改進等方面，能夠較好掌握并設計針對耐火材料領域復雜工程問題的解決方案，設計滿足特定需求的耐火材料系統(tǒng)