一、填空题 (20分,每题2分)
1、耐火材料的物理性能主要包括烧结性能、 学性能、 学性能、和高温使用性能。
2、材料的化学组成越复杂,添加成分形成的固溶体越多,其热导率越 ;晶体结构愈简单,热导率越 。
3、硅砖生产中矿化剂的选择原则为系统能形成 ,并且系统形成液相的温度 于1470℃。
4、相同气孔率的条件下,气孔大而集中的耐火材料热导率比气孔小而均匀的耐火材料 。
5、“三石”指 、 、 ,其中体积膨胀居中的是 。
6、赛隆(Sialon)是指 与 在高温下形成的一类固溶体。
7、连铸系统的“三大件”,通常指 、 和 ,其化学组成主要为 、SiC、C、SiO2等。
8、高温陶瓷涂层的施涂方法主要有 、 、低温烘烤补强法和气相沉积法等。
9、不定形耐火材料所用的结合剂按硬化特点分有水硬性结合剂、 结合剂、 结合剂和火硬性结合剂。
10、镁铝尖晶石的合成属固相反应烧结,影响其合成质量的因素主要为 、 、 。
二、选择题(10分,每题5分)
1、不同耐火材料所对应的化学矿物组成特征
材质 |
主晶相 |
最有害杂质 |
硅砖 |
||
刚玉-莫来石浇注料 |
||
镁铝碳砖 |
①方镁石;②CaO;③K2O,Na2O;④刚玉;⑤Al2O3;⑥鳞石英。
2、白云石耐火材料抵抗富铁渣侵蚀能力的顺序 : > > ,在 条件下更是如此。
①理论白云石;②高钙白云石;③富镁白云石;④氧化;⑤还原。
三、判断简答题(28分,每题7分)
1、耐火度愈高砖愈好。
2、水泥因含有一定数量CaO,所以,为提高高温性能,浇注料应该采用超低水泥或无水泥结合。
3、二次莫来石化因伴随体积膨胀,所以,在生产中应尽可能地避免。
4、石墨能在钢铁熔体中溶解,对其有一定污染,因此,碳复合耐火材料前途黯淡。
四、论述题(42分,每题14分)
1、试区别热剥落、结构剥落、机械剥落所形成的主要原因,并说明提高这些性能的主要措施。
2、碳复合耐火材料的技术关键之一是选择合适的抗氧化剂。试写出四种抗氧化剂,并举一例从热力学和动力学上说明抗氧化剂的作用原理。
3、我国是世界耐火材料大国,但高资源消耗、高能耗、高环境污染仍然是耐火材料产业发展中的重要问题。试选择其中任何方面介绍你的认识或提出你的设想。
答案:
一、填空题 (20分,每题2分)
1、 力 学性能、 热 学性能
2、 小 ; 大 ;
3、 二液区 ; 低或不大
4、 大 。
5、蓝晶石、 红柱石 、硅线石, 硅线石
6、Si3N4 与 Al2O3
7、整体塞棒 、长水口和浸入式水口 ; Al2O3
8、 烧结法或火焰喷涂 、 等离子喷涂
9、 热硬性 结合剂、 气硬性 结合剂
10、 原料纯度或细度、外加剂、 烧成温度 。
二、选择题(10分,每题5分)
1、不同耐火材料所对应的化学矿物组成特征
材质 |
主晶相 |
最有害杂质 |
硅砖 |
⑥ |
⑤ |
刚玉-莫来石浇注料 |
④ |
③ |
镁铝碳砖 |
① |
② |
①方镁石;②CaO;③K2O,Na2O;④刚玉;⑤Al2O3;⑥鳞石英。
2、白云石耐火材料抵抗富铁渣侵蚀能力的顺
序: ③ > ① > ② ,在 ⑤ 条件下更是如此。 1 ①理论白云石;②高钙白云石;③富镁白云石;④氧化;⑤还原。
三、判断简答题(28分,每题7分)
1、答:错。(2.5分)
耐火度是指耐火材料在无荷重条件下抵抗高温而不熔化的特性。而耐火材料在使用过程中不可能无荷重,因此,耐火度只能作为一个相对指标。(4.5分)
2、答:错。(2.5分)
浇注料向低水泥或无水泥方向发展主要是指Al2O3-SiO2系耐火材料,Al2O3、SiO2、CaO等高温下易形成低熔物影响高温性能,而刚玉或高纯铝镁系浇注料采用水泥结合,问题不大。(4.5分)
3、答:错。(2.5分)
二次莫来石化主要是指高铝砖生产中结合粘土的SiO2与高铝熟料的Al2O3反应生成莫来石,并伴随体积膨胀,因此,在生产高铝砖过程中应尽可能地避免。但是,在生产高荷软耐火材料或低蠕变砖时,其原理正是利用这种反应产生的一定体积膨胀效应。(4.5分)
4、答:错。(2.5分)
石墨尽管高温下对钢水有一定污染,但石墨熔点高、热膨胀系数小、热导率高、不易被渣润湿,因此,碳复合耐火材料具有优异的热震稳定性、抗渣渗透性。所以,在冶炼条件苛刻的关键部位仍然需要碳复合耐火材料。(4.5分)
四、论述题(42分,每题14分)
1、试区别热剥落、结构剥落、机械剥落所形成的主要原因,并说明提高这些性能的主要措施。
答:热剥落:热震稳定性;结构剥落:渣渗透;机械剥落:机械冲击。2.5分
主要措施:
热剥落:1.热膨胀系数小;
2.导热率高;
3.弹性模量小;
4.微裂纹;
5.少量液相;
6.晶须;
7.合适强度。 (至少3种) 4.5分
结构剥落:1.保证和提高原料的纯度,改善制品的化学矿物组成;
2.提高体积密度,降低气孔率;
3.引入不润湿外加物,提高直接结合率,增大二面角;
4.增大渣的粘度。 (至少2种)4分
机械剥落:1.骨料硬度;
2.泥料粒度组成;
3.气孔率;
4.结合性质。
或者1.提高密度;2.增大强度;3.制品的矿物组成,如固相、液相比例等;4.组织结构,降低气孔率;5.提高材料颗粒结合的牢固性。 (至少2种) 3分
2、碳复合耐火材料的技术关键之一是选择合适的抗氧化剂。试写出四种抗氧化剂,并举一例从热力学和动力学上说明抗氧化剂的作用原理。
答:抗氧化剂:Al、Si、SiC、合金或其它(略)等。 4分
热力学:抗氧化剂夺氧能力,或与氧反应的△G小于石墨与氧反应的△G。 5分
动力学:抗氧化剂与氧反应后形成化合物,或固相或液相(低熔物),有时还伴随一定体积膨胀,因此,体积密度提高,气孔率降低。氧向内渗透能力降低。 5分
3、我国是世界耐火材料大国,但高资源消耗、高能耗、高环境污染仍然是耐火材料产业发展中的重要问题。试选择其中任何方面介绍你的认识或提出你的设想。
答:高资源消耗:优质、高效、废弃物再生利用。高能耗:不定形耐火材料、轻质耐火材料。高环境污染:开发无铬耐火材料、环保沥青、环保结合剂、除尘系统、废弃物再生利用。