Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Technology of refractories
Course of study:
2019/2020
Code:
CTCH-2-125-s
Faculty of:
Materials Science and Ceramics
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Chemical Technology
Semester:
1
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. dr hab. inż. Szczerba Jacek (jszczerb@agh.edu.pl)
Module summary

Treści programowe związane z projektowaniem, technologią, właściwościami i aplikacją zaawansowanej ceramiki ogniotrwałej.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Absolwent jest gotów do podjęcia świadomej roli społecznej absolwenta uczelni technicznej, przestrzegania zasad etyki zawodowej, dbania o dorobek i tradycję zawodową, myślenia i działania w sposób przedsiębiorczy. TCH2A_K02 Examination
Skills: he can
M_U001 Absolwent potrafi wykorzystywać posiadaną wiedzę do kształtowania właściwości zaprojektowanych materiałów stosując w tym celu właściwe metody badawcze oraz pogłębioną wiedzę w zakresie ich struktury, mikrostruktury, właściwości i oddziaływań w układzie materiał - środowisko oraz planować i przeprowadzać eksperymenty, interpretować wyniki, wyciągać wnioski i przeprowadzać krytyczną analizę istniejących rozwiązań technicznych i technologicznych oraz rozwiązywać problemy inżynierskie i badawcze. TCH2A_U02 Examination
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Absolwent zna i rozumie w pogłębionym stopniu zagadnienia szeroko pojętej chemii, z zakresu surowców i materiałów, fizykochemii procesów ich wytwarzania i użytkowania, jak również odpadów przemysłowych oraz ich wykorzystania w ochronie środowiska TCH2A_W01 Examination
M_W002 Absolwent pogłębioną wiedzę z zakresu metod badań struktury, mikrostruktury, właściwości surowców, półproduktów, gotowych materiałów i odpadów przemysłowych oraz zna i rozumie w pogłębiony sposób zasady związane z doborem materiałów stosowanych w budowie aparatury i instalacji chemicznych, a także z dokumentacją techniczną i eksploatacją maszyn i urządzeń technicznych TCH2A_W02 Examination
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
60 30 0 0 0 0 30 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Absolwent jest gotów do podjęcia świadomej roli społecznej absolwenta uczelni technicznej, przestrzegania zasad etyki zawodowej, dbania o dorobek i tradycję zawodową, myślenia i działania w sposób przedsiębiorczy. - - - - - + - - - - -
Skills
M_U001 Absolwent potrafi wykorzystywać posiadaną wiedzę do kształtowania właściwości zaprojektowanych materiałów stosując w tym celu właściwe metody badawcze oraz pogłębioną wiedzę w zakresie ich struktury, mikrostruktury, właściwości i oddziaływań w układzie materiał - środowisko oraz planować i przeprowadzać eksperymenty, interpretować wyniki, wyciągać wnioski i przeprowadzać krytyczną analizę istniejących rozwiązań technicznych i technologicznych oraz rozwiązywać problemy inżynierskie i badawcze. + - - - - + - - - - -
Knowledge
M_W001 Absolwent zna i rozumie w pogłębionym stopniu zagadnienia szeroko pojętej chemii, z zakresu surowców i materiałów, fizykochemii procesów ich wytwarzania i użytkowania, jak również odpadów przemysłowych oraz ich wykorzystania w ochronie środowiska + - - - - + - - - - -
M_W002 Absolwent pogłębioną wiedzę z zakresu metod badań struktury, mikrostruktury, właściwości surowców, półproduktów, gotowych materiałów i odpadów przemysłowych oraz zna i rozumie w pogłębiony sposób zasady związane z doborem materiałów stosowanych w budowie aparatury i instalacji chemicznych, a także z dokumentacją techniczną i eksploatacją maszyn i urządzeń technicznych + - - - - + - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 125 h
Module ECTS credits 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 h
Realization of independently performed tasks 63 h
Examination or Final test 2 h
Module content
Lectures (30h):
  1. 1. Materiały ogniotrwałe – podstawowe pojęcia.

    Student zostaje zapoznany z definicją materiałów ogniotrwałych oraz zagadnieniami takimi jak: kryteria odporności na działanie wysokich temperatur, temperatury robocze w procesach obróbki cieplnej, zalezności pomiędzy własnościami fizycznymi kryształów a rodzajem wiązania chemicznego, podstawowe tlenki i inne fazy wchodzące w skład materiałów ogniotrwałych, własności podstawowych związków materiałów ogniotrwałych.

  2. 2. Kryteria podziału i ich klasyfikacja według obowiązujących norm PN-EN.

    Student poznaje kryteria klasyfikacji materiałów ogniotrwałych zgodnie z normami PN-EN, a także podział materiałów ogniotrwałych według kryterium postaci i chemicznego. Ponadto wykład obejmuje zagadnienia takie jak:
    - Ceramika ogniotrwała krzemianowa.
    - Wyroby z układu Al2O3 – SiO2.
    - Ceramika ogniotrwała tlenkowa. Wyroby zasadowe tlenkowe.
    - Ceramika ogniotrwała tlenkowa. Wyroby specjalne.
    - Ceramika ogniotrwała tlenkowo/nietlenkowa. Wyroby zasadowe i specjalne z węglem

  3. 3. Fizykochemiczne podstawy wytwarzania materiałów ogniotrwałych.

    Student zostaje zapoznany z równowagami fazowymi w układach jedno-, dwu- i trójskładnikowych.

  4. 4. Podstawowe operacje technologiczne.

    Student zostaje zapoznany z operacjami technologicznymi w typowym procesie technologicznym materiałów ogniotrwałych, który obejmuje: magazynowanie surowców,przygotowanie surowców i mas, formowanie półfabrykatów, suszenie i/lub wygrzewanie w temperaturze do 800st C – 1200st C półfabrykatów, wypalanie półfabrykatów, sortowanie i operacje obróbki końcowej, paletyzacja i zabezpieczenie wyrobów oraz magazynowanie.

  5. 5. Ogólne zagadnienia w technologii materiałów ogniotrwałych.

    Student poznaje zagadnienia związane z modelowaniem uziarnienia mas ogniotrwałych. Wykład obejmuje także szczegółową charakterystykę operacji jednostkowych w technologii materiałów ogniotrwałych.

  6. 6. Technologia produkcji i własności głównych rodzajów zwartych formowanych wyrobów ogniotrwałych (glinokrzemianowe, zasadowe, topione, specjalne).

    Wykłady obejmują następujące zagadnienia:
    - Wyroby na bazie układu Al2O3 – SiO2. Ceramika krzemianowa.
    - Wyroby kwarcowe. Surowce do produkcji wyrobów kwarcowych i krzemionkowych. Kryteria technologiczne dla kwarcytów. Wyroby kwarcowe – właściwości i skład chemiczny, właściwości fizyczne i termomechamiczne, zastosowanie.
    - Wyroby szamotowe i krzemionkowe. Surowce do produkcji wyrobów szamotowych, wysokoglinowych i korundowych. Podstawowe przemiany surowców ilastych w procesie prażenia.
    - Wyroby szamotowe – proces wytwarzania. Sład chemiczny i fazowy. Zastosowanie.
    - Wyroby wysokoglinowe i korundowe. Surowce do produkcji wyrobów wysokoglinowych, korundowych i specjalnych. Podział, proces wytwarzania, skład chemiczny, właściwości fizyczne i termomechaniczne, zastosowanie.
    - Wyroby zasadowe – surowce, równowagi fazowe.
    - Ceramika ogniotrwała zasadowa (tlenkowa). Modyfikacja zasadowych materiałów ogniotrwałych.
    - Wyroby magnezjowo-chromitowe i chromitowe. Klasyfikacja. Warianty technologiczne produkcji wyrobów magnezjowo – chromitowych.
    - Wyroby magnezjowo-spinelowe. Klasyfikacja. Warianty technologiczne produkcji.
    - Wyroby magnezjowo-hercynitowe. Warianty technologiczne produkcji wyrobów.
    - Wyroby magnezjowo-cyrkonowe.
    - Wyroby dolomitowe z dodatkiem tlenku cyrkonu.
    - Ceramika ogniotrwała zasadowa (tlenkowo-węglowa/grafitowa). Surowce węglowe.
    - Wyroby ogniotrwałe zawierające węgiel.
    - Wyroby specjalne dla ciągłego odlewania stali.

  7. 7. Technologia produkcji ogniotrwałych materiałów izolacyjnych (porowate i włókniste).

    Student zostaje zapoznany z zagadnieniami, które obejmują:
    - Wyroby izolacyjne formowane. Metody produkcji. Klasyfikację.
    - Wyroby izolacyjne włókniste. Otrzymywanie. Ogólne zasady zabudowy wyrobów z włókien. Przykłady wyłożeń z prefabrykatów włóknistych.

  8. 8. Nieformowane materiały ogniotrwałe (betony, materiały do natryskiwania i ubijania, zaprawy ogniotrwałe i inne materiały).

    Celem wykładu jest zapoznanie studenta z technologią nieformowanych materiałów ogniotrwałych z układu CaO-Al2O3. Wykład obejmuje następujące zagadnienia:
    - Definicję i klasyfikację nieformowanych materiałów ogniotrwałych.
    - Charakterystykę betonów ogniotrwałych. Surowce – kruszywa, spoiwa i inne materiały pomocnicze.
    - Charakterystykę faz cementu glinowego oraz ich reaktywność z wodą.
    - Właściwości w zależności od rodzaju betonu. Zakres badań betonów ogniotrwałych. Podstawowe etapy obróbki cieplenj ogniotrwałego wyłożenia monolitycznego.

  9. 9. Właściwości użytkowe i ważniejsze kierunki zastosowań materiałów ogniotrwałych stosownie do warunków.

    Student poznaje właściwości oraz kierunki zastosowań materiałów ogniotrwałych w hutnictwie żelaza i stali, metali nieżelaznych, przemysłach: cementowym, wapienniczym, szklarskim, ceramicznym, chemicznym i innych.
    Treścią wykładu są własciwości materiałów ogniotrwałych, które ujmuje się w następujące grupy:
    - właściwości chemiczne i mineralogiczne,
    - właściwości związane ze zwartością,
    - właściwości mechaniczne,
    - właściwości cieplne,
    - właściwości termomechaniczne.

  10. 10. Metody badawcze służące do oceny i kontroli jakości materiałów ogniotrwałych.

    Student poznaje szereg metod badawczych pozwalających określić właściwości materiałów ogniotrwałych, a przez to różnicować różne rodzaje tworzyw i przewidywać ich zachowanie w konkretnych warunkach eksploatacyjnych.

  11. 11. Przykłady zużywania się materiałów ogniotrwałych i zasady klasyfikacji procesów korozji.

    Celem wykładu jest zapoznanie studenta z procesami korozji materiałów ogniotrwałych w urzadzeniach cieplnych w hutnictwie żelaza i stali, metali nieżelaznych oraz w przemysłach: cementowym, wapienniczym, szklarskim, ceramicznym, chemicznym i innych.

  12. 12. Materiały pomocnicze dla hutnictwa.

    Student poznaje wyroby ogniotrwałe zawierające węgiel dla ciągłego odlewania stali.

Seminar classes (30h):
Wytwarzanie i użytkowanie materiałów ogniotrwałych.

Studenci przygotowują i wygłaszają referaty z zakresu następujących tematów:
1. Aktualne zagadnienia surowcowe w technologii materiałów ogniotrwałych.
2. Nowoczesne linie technologiczne w ceramice ogniotrwałej.
3. Właściwości materiałów ogniotrwałych i ich znaczenie użytkowe.
4. Zagadnienia składu fazowego, tekstury i mikrostruktury w materiałach ogniotrwałych.
5. Mechanizmy zużywania się materiałów ogniotrwałych.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Seminar classes: Na zajęciach seminaryjnych podstawą jest prezentacja multimedialna oraz ustna prowadzona przez studentów. Kolejnym ważnym elementem kształcenia są odpowiedzi na powstałe pytania, a także dyskusja studentów nad prezentowanymi treściami.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Seminarium – zaliczenie w oparciu o prezentację, kolokwium i aktywność student.
Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest uzyskanie zaliczenia z seminarium.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Seminar classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci prezentują na forum grupy temat wskazany przez prowadzącego oraz uczestniczą w dyskusji nad tym tematem. Ocenie podlega zarówno wartość merytoryczna prezentacji, jak i tzw. kompetencje miękkie.
Method of calculating the final grade:

Ok = 0,5s + 0,5e (Ok – ocena końcowa, s – ocena z seminarium, e – ocena z egzaminu).

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

W uzgodnieniu z prowadzącym zajęcia zgodnie z Regulaminem Studiów.

Prerequisites and additional requirements:

Student posiada wiedzę z chemii ogólnej, fizycznej, ciała stałego, nauki o materiałach.

Recommended literature and teaching resources:

1. F. Nadachowski, Zarys technologii materiałów ogniotrwałych, Śląskie Wydawnictwo Techniczne, Katowice, 1995.
2. G. Routschka (Editor), Pocket manual refractory materials, Vulkan-Verlag, Essen, 2004.
3. J. Szczerba, Modyfikowane magnezjowe materiały ogniotrwałe, Ceramika, Vol. 99, 2007.
4. J. Szczerba, Klasyfikacja materiałów ogniotrwałych według zunifikowanych norm europejskich, Materiały ceramiczne, 58, 1, 2006, 6-16.
5. J. Staroň, F. Tomšů, Žaruvzdorné materiály, výroba, vlastnosti a použitie, Wydali: SLOVMAG, a. s. Lubenik, SLOVENSKÉ MAGNEZITOVÉ ZÁVODY, a. s. Jelšava, KERAMIKA, a. s. Košice, 2000.
6. S. Pawłowski, S. Serkowski, Materiały ogniotrwałe. Własności i zastosowanie w urządzeniach przemysłowych. Gliwice, SITPH, Tom I (1996), Tom II (1997).
7. A. Petzold, J. Ulbricht, Feuerbeton, Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig-Stuttgart, 1994.
8. ISO 436:2001 Terminology for refractories.
9. Polskie Normy PN-EN.
10. Artykuły dostępne w literaturze fachowej.
11. Katalogi producentów materiałów ogniotrwałych.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

None