《耐火材料生产技术与应用》课程教学大纲

《耐火材料生产技术与应用》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：101145123011课程名称（中/英文）：耐火材料生产技术与应用/ProductivetechnologyandapplicationofRefractories课程类别：专业方向特色课程学分：1.5总学时：24理论学时：24实验/实践学时：0适用专业：无机非金属材料工程适用对象：本科先修课程：大学物理、工程化学、物理化学、材料科学基础教学环境：多媒体教学开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介1.课程任务与目的本课程为无机非金属材料工程专业开设的耐火材料生产的基本工艺过程及其在高温工业窑炉中的应用，通过讲述改革开放以来耐火材料工业的迅猛发展成果，激发学生的学习热情。通过学习，学生能牢固掌握耐火材料组织结构、性能、生产工艺和应用等，为将来从事耐火材料生产和科研打下良好的基础。2.对接培养的岗位能力本课程是无机非金属材料工程专业陶耐专业方向的专业必修课程，培养有企业技术创新、科研、开发、优化工艺、技术管理等岗位等。通过学习课程，掌握耐火材料的性能、结构、组成之间的基本规律和耐火材料在工业窑炉上使用的基本规律，增强企业科研、技术岗位的创新能力与水平。三、课程教学目标1.课程对毕业要求的支撑[毕业要求指标点2.4]能运用工程基本原理，借助文献研究，并从可持续发展的角度分析耐火材料的研发、生产与应用过程的影响因素，获得有效结论。[毕业要求指标点3.1]掌握耐火材料设计和产品开发全周期、全流程的设计/开发方法和技术，了解影响耐火材料性能设计目标和技术方案的各种因素。2.课程教学目标本课程教学目标对应于毕业生的毕业要求2、3，具体的内容如下：教学目标1：通过学习耐火材料的组成、结构和性能的相互关系规律，使学生掌握耐火材料的物相组成规律和耐火材料的性能检测的基本方法；掌握各种耐火材料原料的基本组成和使用方法；通过学习耐火材料生产工艺技术，掌握各类耐火材料产品的生产工艺技术、工艺参数控制和产品性能特点；正确了解冶金、建材、机械和化工等工业窑炉的工况条件，掌握其对耐火材料的基本性能要求，掌握不同使用环境下耐火材料的使用和维护规律，可根据工业窑炉的不同使用条件选用合适品种的耐火材料，并熟悉耐火材料的使用规律和正确维护窑炉耐火材料；使学生具备从事无机非金属材料工程领域耐火材料选用和使用过程中所需的基础理论、基本知识和基本技能，使学生具备一定的使用专业理论知识，结合文献资料进行综合分析，得出有效结论，解决耐火材料使用过程中实际问题的能力。支撑毕业要求的指点2.4。教学目标2：通过本课程的学习，培养使学生正确了解冶金、建材、机械和化工等工业窑炉的工况条件，掌握不同使用环境下耐火材料的使用和维护规律，可根据工业窑炉的不同使用条件选用合适品种的耐火材料，并熟悉耐火材料的使用规律和正确维护窑炉耐火材料，在耐火材料采购、耐火材料应用现场施工、产品性能改进等方面，遵守职业道德规范，履行职责；了解不正确选择使用合适耐火材料的危害。能够设计针对耐火材料领域复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的耐火材料系统、设备或工艺流程，并能够在这些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。支撑毕业要求的指点3.1。四、教学课时安排（一）学时分配主题或知识点教学内容总学时学时完成课程教学目标讲课实验实践第一章耐火材料的组成、结构与性能22教学目标1、2第二章耐火材料的生产工艺过程22教学目标1、2第三章Al2O3-SiO2系耐火材料44教学目标1第四章碱性耐火材料22教学目标1第五章含碳耐火材料22教学目标1第六章非氧化物耐火材料22教学目标1第七章隔热耐火材料22教学目标1第八章不定形耐火材料44教学目标1第九章耐火材料的应用44教学目标2合计2424五、教学内容及教学设计主题1耐火材料的组成、结构与性能1.教学内容耐火材料的化学组成、耐火材料的矿物组成；耐火材料的结构性能、力学性能和热学性能；耐火材料的使用性能，包括耐火度、高温体积稳定性、抗热震性和抗渣性等。2.教学重点耐火材料显微结构和性能的关系，影响耐火材料抗热震性的因素；如何提高耐火材料的抗渣性能。3.教学难点耐火材料微观结合方式的特点（陶瓷结合和直接结合）；液相在耐火材料中的作用；耐火材料的抗蠕变机理。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂现场讲授与多媒体相结合的教学方法，在教学过程中加强与学生们的互动，通过问题讨论、案例分析及启发式等形式来提高学生们的学习兴趣。主题2耐火材料的生产工艺过程1.教学内容原料的选取和制备；配合料的制备；耐火材料的成型；耐火材料的干燥原理和方法；耐火材料的烧成过程及其影响因素，烧成制度及工艺过程。2.教学重点最紧密颗粒堆积理论；半干法成型理论与实践；怎么样科学确定耐火材料的烧成制度。3.教学难点弹性后效产生的原因和危害，如何避免弹性后效；烧成气氛对耐火材料制品性能的影响。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂现场讲授与多媒体相结合的教学方法，在教学过程中加强与学生们的互动，通过问题讨论、案例分析及启发式等形式来提高学生们的学习兴趣。主题3Al2O3-SiO2系耐火材料1.教学内容与硅酸铝质耐火材料有关的物系；粘土质耐火材料；半硅质耐火材料；用高铝矾土生产的高铝质耐火材料；硅线石族耐火材料；莫来石质耐火材料；刚玉质耐火材料；硅质耐火制品。2.教学重点用高铝矾土生产的高铝质耐火材料；莫来石质耐火材料；刚玉质耐火材料；硅砖生产的物理化学原理；石英的晶型转变及其对硅砖生产的影响；硅砖生产所用矿化剂的选择、质量要求、作用机理；硅砖的生产工艺要点。3.教学难点高铝矾土的烧结过程及其二次莫来石化过程；二次莫来石化过程对高铝质耐火材料烧结质量的影响；影响高铝质、莫来石质及刚玉质耐火材料质量的因素；矿化剂的作用机理；硅砖显微结构的特点。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂现场讲授与多媒体相结合的教学方法，在教学过程中加强与学生们的互动，通过问题讨论、案例分析及启发式等形式来提高学生们的学习兴趣。主题4碱性耐火材料1.教学内容镁质耐火材料；白云石质耐火材料；镁橄榄石质耐火材料；铬矿及其制品的生产工艺原理；铬镁砖及镁铬砖生产工艺原理；镁铝尖晶石质砖的生产工艺方法。2.教学重点镁质耐火材料有关的物系；镁质耐火材料的化学组成对性能的影响；镁质耐火材料的结合相及其组织结构特点；镁质原料及镁质制品的生产工艺要点。镁铝尖晶石质耐火材料生产用原料及其化学组成对制品性能的影响。3.教学难点镁铝尖晶石的特性及其对耐火制品性能的影响；直接结合镁铬砖的生产工艺要点；直接结合镁铬砖的显微结构特点。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂现场讲授与多媒体相结合的教学方法，在教学过程中加强与学生们的互动，通过问题讨论、案例分析及启发式等形式来提高学生们的学习兴趣。主题5含碳耐火材料教学内容含碳耐火材料的理论基础；含碳耐火材料的原料（石墨和焦炭）；含碳耐火材料的结合剂；含碳耐火材料的品种、性能和应用。2.教学重点含碳制品生产结合剂；炭砖的生产工艺；镁碳砖、镁钙碳砖、铝碳砖、铝镁碳砖的生产工艺及相关问题；含碳制品生产的物理化学原理。3.教学难点碳砖的生产工艺；碳复合耐火材料氧化的物理化学原理；碳复合耐火材料防氧化剂的作用机理。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂现场讲授与多媒体相结合的教学方法，在教学过程中加强与学生们的互动，通过问题讨论、案例分析及启发式等形式来提高学生们的学习兴趣。主题6非氧化物耐火材料1.教学内容非氧化物耐火原料；碳化硅耐火材料的种类、性能及应用；氮化硅耐火材料的种类、性能及应用；氧氮化硅耐火材料的种类、性能及应用。2.教学重点氮化硅结合碳化硅制品的生产及应用；氮化硅的性质及应用；氮化硼的性质及应用；塞隆材料的性质及应用。3.教学难点反应烧结的理论及应用；利用相图分析塞隆材料的合成途径。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂现场讲授与多媒体相结合的教学方法，在教学过程中加强与学生们的互动，通过问题讨论、案例分析及启发式等形式来提高学生们的学习兴趣。主题7隔热耐火材料1.教学内容隔热耐火材料的基本理论；粉粒状保温隔热耐火材料；定性保温隔热耐火材料；纤维状隔热材料；复合隔热保温材料。2.教学重点隔热耐火材料的组织结构；粉煤灰隔热材料的性能；轻质隔热耐火砖的生产和性能；绝热版的生产和性能。3.教学难点隔热耐火材料的体积密度和导热率的关系；隔热耐火材料的节能保温原理；隔热耐火材料的科学合理使用。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂现场讲授与多媒体相结合的教学方法，在教学过程中加强与学生们的互动，通过问题讨论、案例分析及启发式等形式来提高学生们的学习兴趣。主题8不定形耐火材料1.教学内容不定形耐火材料的分类；水泥结合浇注料；水玻璃结合浇注料；低水泥结合浇注料；粘土结合耐火浇注料；镁质耐火浇注料；轻质耐火浇注料；耐火可塑料；耐火捣打料；干式振动料。2.教学重点不定形耐火材料的结合剂的种类和特点；耐火水泥的凝结硬化机理；水玻璃的凝结硬化机理；镁质浇注料的凝结硬化机理；干式振动料的组成原理。3.教学难点减水剂在耐火浇注料中的重要作用；超微粉在耐火浇注料中的重要作用；耐火浇注料的促凝和缓凝机理。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂现场讲授与多媒体相结合的教学方法，在教学过程中加强与学生们的互动，通过问题讨论、案例分析及启发式等形式来提高学生们的学习兴趣。主题9耐火材料的应用1.教学内容选用耐火材料的基本原则；钢铁冶金概论；耐火材料在钢铁冶金中的应用；耐火材料在有色冶金中的应用；耐火材料在其他窑炉中的应用。2.教学重点耐火材料的使用损毁机理；钢铁冶金的基本原理；连续铸钢的基本过程；炉外精炼的重要作用；高炉炼铁用耐火材料；转炉炼钢用耐火材料；炉外精炼用耐火材料；连铸用耐火材料；铝冶金用耐火材料；铜、镍冶金用耐火材料；铅、锌冶金用耐火材料；加热炉用耐火材料；焦炉用耐火材料；水泥工业用耐火材料。3.教学难点高炉炉底的构造及耐火材料选用；高炉炉底陶瓷杯用耐火材料的性能。转炉用不定形耐火材料，钢包用无碳砖，钢包渣线用材料的损毁机理，滑板和透气砖的使用损毁机理；炼氧化铝回转窑烧成带用耐火材料；铝电解槽内壁用耐火材料；铝电解槽干式防渗料；冰铜熔炼炉用镁铬砖的使用损毁机理；水泥窑用碱性耐火材料的性能和使用，水泥窑用浇注料的凝结硬化机理，水泥窑窑口和喷煤管用浇注料的损毁机理。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂现场讲授与多媒体相结合的教学方法，在教学过程中加强与学生们的互动，通过问题讨论、案例分析及启发式等形式来提高学生们的学习兴趣。六、学生成绩评定1.课程考核方式及比例本课程成绩考核评定办法为：平时成绩占40%，其中作业为10%，课堂表现为10％，阶段测验20%；期末考试占60%。表2学生成绩评定表考核方式平时成绩期中考试期末考试出勤作业课堂表现阶段测验答辩项目小论文其他√√√成绩比例%101020602.课程教学目标考核方式评价权重表3本课程教学目标与考核方式评价及权重课程教学目标支撑毕业要求指标点考核评价方式权重（%）作业课堂表现阶段测验期末考试合计教学目标1指标点2.4551030~4055教学目标2指标点3.1551020~3045合计101020601003.课程成绩评价标准平时成绩评定及考核标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~90分）中等（70~80分）及格（60~70分）不及格（＜60分）课堂表现（10分）无迟到、早退、旷课现象。积极参加课堂讨论，并有自己独到的见解，能够准确回答问题，并有自己独到的见解偶尔有迟到、早退现象。较为积极参加课堂讨论，能够准确回答问题，并提出自己的见解有迟到、早退现象。能够主动参加课堂讨论，能够基本回答问题有迟到、早退、偶尔有旷课现象。能够勉强回答问题，尚能够参加课堂讨论迟到、早退、旷课较多。不能有效参加课堂讨论，不能回答问题作业（10分）作业能够独立完成，完成质量优秀，能够灵活运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论作业能够独立完成，完成质量较高，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论作业能够独立完成，完成质量基本符合要求，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得有效结论作业基本能够独立完成，部分题目解答存在抄袭现象，运用所学知识和理论解决问题的能力基本符合要求作业不能独立完成，存在抄作业现象阶段测验（20分）完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为优秀完成所有阶段测验，根据参考答案评定分，总评成绩为优良完成所有阶段测验，根据参考答案评定分，总评成绩为中等完成所有阶段测验，根据参考答案评定分，总评成绩为及格没有完成阶段测试，根据参考答案评定分，总评成绩不及格课程教学目标评价标准优（90-100）良（80-89）中（70-79）及格（60-69）不及格（0-59）教学目标1熟练掌握耐火材料的组成、结构和性能的相互关系规律，熟悉耐火材料原料基本组成和使用方法、耐火材料生产工艺技术、工艺参数和产品性能特点；了解各种工业窑炉的工况条件及其对耐火材料的基本性能要求，选用合适品种的耐火材料；使学生具备耐火材料选用和使用过程中所需的基础理论、基本知识和基本技能，解决耐火材料在生产、使用过程中实际问题的能力较好的掌握耐火材料的组成、结构和性能的相互关系规律，较熟悉耐火材料原料基本组成和使用方法、耐火材料生产工艺技术、工艺参数和产品性能特点；了解各种工业窑炉的工况条件及其对耐火材料的基本性能要求，选用合适品种的耐火材料；使学生具备耐火材料选用和使用过程中所需的基础理论、基本知识和基本技能，解决耐火材料在生产、使用过程中实际问题的能力能掌握耐火材料的组成、结构和性能的相互关系规律，了解耐火材料原料基本组成和使用方法、耐火材料生产工艺技术、工艺参数和产品性能特点；基本了解各种工业窑炉的工况条件及其对耐火材料的基本性能要求，选用合适品种的耐火材料；使学生初步具备耐火材料选用和使用过程中所需的基础理论、基本知识和基本技能，具有基本解决耐火材料在生产、使用过程中实际问题的能力能基本掌握耐火材料的组成、结构和性能的相互关系规律，基本了解耐火材料原料基本组成和使用方法、耐火材料生产工艺技术、工艺参数和产品性能特点；基本了解各种工业窑炉的工况条件及其对耐火材料的基本性能要求，选用合适品种的耐火材料；使学生具备基本的耐火材料选用和使用过程中所需的基础理论、基本知识和基本技能，具有基本解决耐火材料在生产、使用过程中实际问题的能力不能掌握耐火材料的组成、结构和性能的相互关系规律，不了解耐火材料原料基本组成和使用方法、耐火材料生产工艺技术、工艺参数和产品性能特点；不了解各种工业窑炉的工况条件及其对耐火材料的基本性能要求，选用合适品种的耐火材料；不具备基本的耐火材料选用和使用过程中所需的基础理论、基本知识和基本技能，不能解决耐火材料在生产、使用过程中实际问题教学目标2熟悉各种工业窑炉的工况条件，掌握其耐火材料的使用和维护规律，正确选用合适品种的耐火材料，能在耐火材料采购、耐火材料应用现场施工、产品性能改进等方面，能够熟练掌握并设计针对耐火材料领域复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的耐火材料系统、设备或工艺流程比较熟悉各种工业窑炉的工况条件，掌握其耐火材料的使用和维护规律，选用合适品种的耐火材料，能在耐火材料采购、耐火材料应用现场施工、产品性能改进等方面，能够较好掌握并设计针对耐火材料领域复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的耐火材料系统