2025年冶金專業(yè)測試題庫及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，石灰的主要作用是A.提高爐溫?B.降低熔渣黏度?C.脫磷、脫硫?D.增加鐵水含碳量答案：C解析：石灰（CaO）與P?O?、FeS反應(yīng)生成穩(wěn)定磷酸鈣、硫化鈣，實(shí)現(xiàn)脫磷脫硫。2.下列哪項(xiàng)不是連鑄坯表面縱裂的直接誘因A.結(jié)晶器錐度不足?B.保護(hù)渣熔化速度過快?C.二冷區(qū)水量突增?D.中間包過熱度過低答案：D解析：過熱度過低會導(dǎo)致夾雜物不易上浮，但與縱裂無直接因果關(guān)系。3.高爐爐缸凍結(jié)的前兆是A.爐頂溫度升高?B.爐缸冷卻壁水溫差驟降?C.爐身靜壓差升高?D.鐵口噴濺加劇答案：B解析：爐缸凍結(jié)時局部氣流減弱，冷卻壁熱負(fù)荷驟降，水溫差迅速降低。4.鋁脫氧鋼中，最易形成簇狀A(yù)l?O?夾雜的環(huán)節(jié)是A.RH真空循環(huán)?B.中間包澆注?C.鋼包吹氬?D.結(jié)晶器液面波動答案：B解析：中間包內(nèi)鋼水溫度下降快，Al?O?形核長大時間充裕，易聚集成簇。5.采用“鐵水三脫”預(yù)處理工藝，脫磷效率最高的溫度區(qū)間是A.1250-1300℃?B.1300-1350℃?C.1350-1400℃?D.1400-1450℃答案：A解析：低溫下磷分配比Lp高，且Si已優(yōu)先氧化，減少磷的還原。6.電弧爐泡沫渣厚度不足時，首先出現(xiàn)的異常是A.電極折斷?B.爐門跑鋼?C.電弧噪音增大?D.渣中鐵珠增多答案：C解析：渣層薄導(dǎo)致電弧暴露，噪音分貝升高10-15dB。7.薄板坯連鑄采用“漏斗形”結(jié)晶器的主要目的是A.降低拉速?B.增加坯殼厚度?C.容納浸入式水口?D.減少振痕深度答案：C解析：漏斗區(qū)提供水口側(cè)向空間，避免薄板坯寬面鼓肚。8.高爐煤氣中CO?含量突然升高，最可能的原因是A.爐料金屬化率升高?B.爐缸堆積?C.邊緣氣流發(fā)展?D.爐頂溫度降低答案：B解析：爐缸堆積導(dǎo)致中心氣流減弱，間接還原區(qū)擴(kuò)大，CO?生成量增加。9.鋼液中氮含量隨時間呈指數(shù)下降，其限制性環(huán)節(jié)是A.鋼中氮擴(kuò)散?B.氬氣泡內(nèi)氮擴(kuò)散?C.氣-液界面反應(yīng)?D.渣層傳質(zhì)答案：B解析：氬氣泡尺寸小，內(nèi)部氮擴(kuò)散系數(shù)僅為鋼液的10??倍，成為控速步驟。10.轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐時，MgO飽和渣的熔點(diǎn)一般控制在A.1550-1600℃?B.1600-1650℃?C.1650-1700℃?D.1700-1750℃答案：C解析：MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)8-12%時，熔點(diǎn)升至1680℃，掛渣層不易熔化。11.連鑄坯中心偏評級的“黑斑”本質(zhì)是A.碳正偏析?B.硫正偏析?C.磷正偏析?D.氧化物夾雜答案：A解析：凝固末端富集碳的鋼液被捕獲，形成高碳馬氏體腐蝕后呈黑色。12.高爐使用高比例球團(tuán)礦時，應(yīng)優(yōu)先調(diào)整A.鼓風(fēng)濕度?B.爐喉直徑?C.批重?D.焦炭粒度答案：C解析：球團(tuán)堆密度大，批重增加可保持合理料層透氣性。13.RH脫氣過程“環(huán)流氣體”常用介質(zhì)是A.N??B.Ar?C.CO??D.空氣答案：B解析：Ar不溶于鋼，且可攜帶夾雜物上浮。14.電弧爐采用“平熔池”操作的核心技術(shù)是A.超高功率供電?B.廢鋼預(yù)熱?C.底吹攪拌?D.連續(xù)加鐵水答案：D解析：鐵水連續(xù)加入保持熔池液面平穩(wěn)，降低電極波動。15.熱軋帶鋼表面“鐵皮壓入”缺陷的氧化鐵皮主要相組成是A.FeO?B.Fe?O??C.Fe?O??D.FeO·Fe?O?答案：B解析：Fe?O?硬度高，軋制時不易破碎而壓入基體。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共30分，多選少選均不得分）16.下列措施可同時降低高爐燃料比與CO?排放的有A.提高風(fēng)溫?B.噴吹廢塑料?C.爐頂煤氣循環(huán)?D.提高爐缸熱儲備答案：A、B、C解析：風(fēng)溫提高降低焦比；廢塑料替代焦炭；煤氣循環(huán)減少碳素輸入。17.連鑄保護(hù)渣的“玻璃化”轉(zhuǎn)變受哪些因素主導(dǎo)A.堿度?B.氟化物含量?C.冷卻速率?D.碳質(zhì)材料粒度答案：A、B、C解析：高堿度、高氟降低玻璃化溫度；快冷抑制晶體析出。18.轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)“后吹”帶來的負(fù)面效應(yīng)包括A.爐襯侵蝕加劇?B.鋼水氧位升高?C.錳回收率下降?D.磷分配比降低答案：A、B、C解析：后吹FeO升高，爐襯MgO溶解；錳重新氧化；磷已低于平衡，分配比不再降低。19.電弧爐能量輸入合理化的評價指標(biāo)有A.通電時間?B.電極消耗?C.噸鋼電耗?D.爐壁熱點(diǎn)溫度答案：A、B、C解析：熱點(diǎn)溫度屬安全監(jiān)控，非能量效率直接指標(biāo)。20.高爐爐墻粘結(jié)物的主要礦物相包括A.鈦酸鈣?B.黃長石?C.槍晶石?D.鈣鋁榴石答案：B、C、D解析：鈦酸鈣僅在護(hù)爐鈦礦護(hù)爐時出現(xiàn)，非常見粘結(jié)相。21.薄板坯連鑄采用“液芯壓下”技術(shù)的目的有A.減少中心偏析?B.提高拉速?C.細(xì)化晶粒?D.降低軋機(jī)負(fù)荷答案：A、D解析：壓下使富集液相流動，減輕偏析；后續(xù)熱軋減薄，降低軋制力。22.鋼液鈣處理時，鈣線喂入速度過快會導(dǎo)致A.鋼水噴濺?B.鈣收得率下降?C.生成CaS夾雜?D.水口堵塞答案：A、B解析：速度過快鈣蒸汽劇烈析出，形成噴濺且未溶解鈣上浮。23.熱軋氧化鐵皮控制技術(shù)包括A.低溫軋制?B.快速冷卻?C.高壓水除鱗?D.還原性氣氛答案：B、C、D解析：低溫軋制反而增加鐵皮厚度。24.高爐爐缸長壽的關(guān)鍵冷卻制度參數(shù)有A.冷卻壁比表面積?B.冷卻水速?C.水溫差上限?D.熱流強(qiáng)度答案：B、C、D解析：比表面積屬結(jié)構(gòu)設(shè)計，非運(yùn)行制度。25.采用“雙輥鑄軋”生產(chǎn)硅鋼的優(yōu)勢有A.減少熱軋道次?B.降低抑制劑固溶溫度?C.獲得定向柱狀晶?D.節(jié)約能源50%以上答案：A、C、D解析：抑制劑固溶溫度由成分決定，與鑄軋無關(guān)。三、判斷題（每題1分，共10分，正確打“√”，錯誤打“×”）26.高爐煤氣利用率η_CO越高，間接還原度一定越高。答案：×解析：η_CO高可能因煤氣量不足，直接還原度仍可能高。27.轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳含量相同時，提高終點(diǎn)溫度會降低鋼中溶解氧。答案：×解析：溫度升高氧活度系數(shù)增大，溶解氧升高。28.連鑄坯表面振痕深度與結(jié)晶器負(fù)滑脫時間成正比。答案：√解析：負(fù)滑脫時間越長，坯殼被壓入深度越大。29.電弧爐采用AC供電時，電極極圓直徑越大，電效率越高。答案：√解析：極圓大，電弧覆蓋熔池面積增加，能量利用率高。30.高爐爐料中每增加1%SiO?，渣比約增加8-10kg/t。答案：√解析：SiO?需額外CaO中和，按堿度1.2計算，渣量增加約9kg。31.RH真空度低于1mbar時，脫氫速率常數(shù)不再顯著提高。答案：√解析：傳質(zhì)進(jìn)入邊界層控速，真空度影響減弱。32.熱軋帶鋼層流冷卻采用“前端冷卻”模式可獲得更多貝氏體。答案：×解析：前端冷卻提高奧氏體相變過冷度，生成馬氏體或貝氏體，但“更多”需成分配合。33.鎂碳磚中碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過20%時，抗渣性反而下降。答案：√解析：碳過量降低磚體致密性，熔渣沿氣孔滲透加劇。34.連鑄保護(hù)渣粘度隨Al?O?含量增加而單調(diào)下降。答案：×解析：Al?O?為兩性氧化物，高含量時形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，粘度回升。35.采用“鐵水罐噴吹鎂?！泵摿?，鎂利用率與鐵水溫度呈反比。答案：√解析：溫度高鎂升華劇烈，燃燒損失大。四、填空題（每空2分，共20分）36.高爐爐缸燃燒帶的理論燃燒溫度T_f計算公式為________，其中風(fēng)溫貢獻(xiàn)項(xiàng)為________。答案：T_f=(Q_coke+Q_blast?Q_diss)/C_p；風(fēng)溫貢獻(xiàn)項(xiàng)為c_p·T_blast。37.轉(zhuǎn)爐濺渣層侵蝕指數(shù)E=(%FeO+________)/(%MgO+________)，當(dāng)E>________時需補(bǔ)槍。答案：10%MnO；1%SiO?；0.8。38.連鑄坯中心線偏析評級采用________腐蝕劑，腐蝕溫度________℃，時間________s。答案：過飽和苦味酸；70-80；45-60。39.電弧爐能量平衡中，廢鋼熔化潛熱約占總能耗的________%，輻射熱損失約占________%。答案：38-42；8-12。40.熱軋氧化鐵皮三層結(jié)構(gòu)由外至內(nèi)依次為________、________、________，厚度比約為________。答案：Fe?O?；Fe?O?；FeO；1:4:95。五、簡答題（每題8分，共40分）41.闡述高爐爐缸“象腳狀”侵蝕的形成機(jī)理及抑制措施。答案：形成機(jī)理：1）鐵水環(huán)流沖刷：爐缸死料柱外圍鐵水速度高，剪切應(yīng)力大；2）碳不飽和鐵水滲碳：與磚中碳反應(yīng)形成脆化層；3）熱應(yīng)力疲勞：冷卻壁與耐火磚熱膨脹差異產(chǎn)生裂紋，鐵水滲透；4）堿金屬及鋅富集：形成低熔點(diǎn)化合物，降低磚體強(qiáng)度。抑制措施：a）優(yōu)化爐缸冷卻制度，控制熱流強(qiáng)度≤15kW/m2；b）采用高導(dǎo)熱微孔碳磚+陶瓷杯復(fù)合結(jié)構(gòu)；c）爐缸側(cè)壁插入鈦棒，生成Ti(C,N)保護(hù)層；d）控制鐵水成分，降低[S]≤0.015%，減少滲碳速率；e）定期爐缸灌漿，填充微裂紋。42.比較RH與VD真空脫氣的工藝差異及對汽車板鋼潔凈度的影響。答案：工藝差異：1）環(huán)流方式：RH依靠氬氣提升鋼水循環(huán)，VD為鋼包底吹氬攪拌；2）真空度：RH可達(dá)0.2mbar，VD極限0.5mbar；3）溫降：RH約1.5℃/min，VD達(dá)2.5℃/min；4）處理時間：RH15-25min，VD30-50min；5）夾雜物去除：RH因循環(huán)流量大，夾雜物上浮概率高。對汽車板影響：RH處理后T[O]≤8ppm，VD為12ppm；RH可控制[H]≤1ppm，VD為1.5ppm；RH因快速脫碳，更適合超低碳IF鋼，避免VD長時間暴露吸氮。43.說明連鑄坯表面“星狀裂紋”的冶金根源及在線檢測手段。答案：根源：1）銅滲：結(jié)晶器銅板磨損，Cu原子在高溫還原氣氛下擴(kuò)散至坯殼，晶界富Cu導(dǎo)致熱脆；2）富集元素：As、Sn、Sb與Cu協(xié)同作用，降低表面能；3）奧氏體晶界氧化：二次冷卻過強(qiáng)，晶界氧化沿軋制擴(kuò)展。檢測：a）紅外熱像：裂紋處發(fā)射率變化，溫度梯度>3℃/mm報警；b）渦流檢測：20kHz高頻線圈，裂紋深度≥0.1mm時阻抗變化>5%；c）激光超聲：表面波反射系數(shù)增加12%，可識別20μm開口。44.分析電弧爐采用“廢鋼+直接還原鐵（DRI）”混合爐料的能量結(jié)構(gòu)優(yōu)化。答案：能量結(jié)構(gòu)：1）化學(xué)熱：DRI含碳1.5-2.0%，可替代部分電能為熱源，噸鋼節(jié)電40kWh；2）物理熱：DRI溫度≥600℃入爐，利用顯熱8kWh/t；3）降低電極消耗：DRI金屬化率高，減少廢鋼熔化所需電弧功率，電極消耗降0.3kg/t；4）泡沫渣穩(wěn)定：DRI中FeO與碳反應(yīng)生成CO，維持泡沫渣厚度150mm；5）金屬收得率：DRI脈石含量低，渣量減少15kg/t，鐵收得率提高1.2%。45.描述高錳鋼（Hadfield）在軋制過程中出現(xiàn)“橘皮”缺陷的成因及控制。答案：成因：1）高錳鋼層錯能低，位錯滑移系少，熱軋時易形成孿晶；2）晶界碳化物(Mn,Fe)?C沿軋制方向破碎，形成微孔；3）軋制溫度區(qū)間900-950℃，碳化物與基體熱膨脹差異產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；4）后續(xù)拋光時微孔暴露，形成凹凸“橘皮”?？刂疲篴）提高開軋溫度至1050℃以上，使碳化物完全固溶；b）采用大壓下率≥30%，破碎柱狀晶；c）軋后水韌處理，1050℃快冷，避免碳化物析出；d）精整采用電解拋光，溶解微孔邊緣，降低粗糙度Ra≤0.2μm。六、計算題（每題10分，共30分）46.某高爐日產(chǎn)生鐵9500t，爐渣量320kg/t，煤氣發(fā)生量4200Nm3/t，煤氣成分CO?20.5%、CO22.0%、H?3.0%、N?54.5%。計算碳素燃燒生成的CO+CO?總體積及碳平衡誤差。答案：1）噸鐵碳素氣體體積V_CO+CO?=4200×(20.5+22.0)%=1785Nm3/t；2）日總體積=1785×9500=16.96×10?Nm3；3）碳量：CO?含碳44/22.4，CO含碳28/22.4；噸鐵碳量=(0.205×44/22.4+0.22×28/22.4)×1000=402.5kg；4）入爐碳：焦比380kg，煤比160kg，焦碳含量85%，煤含碳75%，總碳=380×0.85+160×0.75=443kg/t；5）碳平衡誤差=(443-402.5)/443×100%=9.1%，屬合理范圍（<10%）。47.轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)鋼水含碳0.04%，溫度1680℃，求平衡氧活度a_O。已知：e_C^O=?0.24，e_O^O=?0.20，lg(f_O)=e_O^O[%O]+e_C^O[%C]，平衡常數(shù)K=400（1600℃），ΔH=?22kJ/mol，假定[%O]≈a_O。答案：1）溫度修正：lgK?=lgK?+ΔH/2.3R(1/T??1/T?)=2.602+(-22000)/(2.3×8.314)(1/1873?1/1953)=2.602-0.108=2.494，K?=312；2）平衡關(guān)系：K?=a_CO/(%C·a_O)，取a_CO=1atm，a_O=1/(312×0.04)=0.080%；3）活度系數(shù)：初設(shè)a_O=[%O]，迭代lgf_O=?0.20×0.08?0.24×0.04=?0.0256，f_O=0.943；修正a_O=0.080/0.943=0.085%，二次迭代差<0.001%，收斂。終點(diǎn)平衡氧活度a_O=850ppm。48.連鑄坯斷面200mm×1200mm，拉速1.4m/min，二冷區(qū)比水量0.9L/kg，鋼水過熱度30℃，求凝固終點(diǎn)距彎月面距離。已知：凝固系數(shù)K=28mm/min?·?，密度ρ=7.4t/m3。答案：1）坯殼厚度d=K√t，完全凝固d=100mm；2）所需時間t=(100/28)2=12.76min；3）拉速1.4m/min，距離L=1.4×12.76=17.86m；4）考慮鼓肚修正系數(shù)0.95，實(shí)際L=17.86×0.95=17.0m。凝固終點(diǎn)距彎月面約17m。七、綜合論述題（20分）49.面向2025年“雙碳”目標(biāo)，設(shè)計一座年產(chǎn)350萬噸高品質(zhì)汽車板鋼