(2025年)高爐煉鐵工競賽試題及答案一、選擇題（每題2分，共40分）1.高爐煉鐵的主要原料中，作為還原劑的是（）A.鐵礦石B.焦炭C.石灰石D.空氣答案：B。焦炭在高爐中燃燒提供一氧化碳，一氧化碳可將鐵礦石中的鐵還原出來，所以焦炭是重要的還原劑。鐵礦石是提供鐵元素的原料；石灰石主要是用于造渣；空氣為焦炭燃燒提供氧氣。2.正常情況下，高爐內爐料下降的動力是（）A.爐料自重B.煤氣浮力C.風口鼓風壓力D.爐料熱膨脹力答案：A。爐料在自身重力作用下克服與爐墻的摩擦力、煤氣的浮力等向下運動，爐料自重是爐料下降的主要動力。煤氣浮力會對爐料下降有一定阻礙；風口鼓風壓力主要影響煤氣的流動和燃燒；爐料熱膨脹力不是爐料下降的動力。3.高爐內直接還原反應是指（）A.FeO+CO=Fe+CO?B.Fe?O?+3CO=2Fe+3CO?C.FeO+C=Fe+COD.2Fe?O?+3C=4Fe+3CO?答案：C。直接還原是指用固體碳作還原劑的還原反應，選項C符合直接還原的定義。選項A和B是用一氧化碳作還原劑的間接還原反應；選項D雖然也是用碳作還原劑，但通常在高爐內分階段進行，更準確體現(xiàn)直接還原的是選項C。4.高爐噴吹煤粉后，爐缸理論燃燒溫度（）A.升高B.降低C.不變D.先升高后降低答案：B。噴吹煤粉后，煤粉的加熱、分解和氣化需要吸收熱量，從而使爐缸理論燃燒溫度降低。為了維持合適的爐缸熱狀態(tài)，需要采取相應措施，如提高風溫等。5.衡量鐵礦石質量的指標中，屬于冶金性能的是（）A.品位B.粒度C.軟化性D.有害雜質含量答案：C。鐵礦石的軟化性是指其在加熱過程中開始軟化和軟化區(qū)間的特性，屬于冶金性能指標。品位是指鐵礦石中鐵元素的含量；粒度是指礦石顆粒的大小；有害雜質含量是衡量礦石純度的指標，它們都不屬于冶金性能范疇。6.高爐爐渣的堿度一般用（）表示。A.CaO/SiO?B.CaO+MgO/SiO?C.CaO+Al?O?/SiO?D.CaO+MgO/SiO?+Al?O?答案：A。在高爐煉鐵中，通常用CaO/SiO?來表示爐渣的堿度，它反映了爐渣中堿性氧化物與酸性氧化物的比例關系，對爐渣的流動性、脫硫能力等有重要影響。7.高爐冷卻的目的之一是（）A.提高爐襯溫度B.降低爐內煤氣溫度C.保護爐襯和爐體結構D.促進爐料還原反應答案：C。高爐冷卻可以帶走爐襯吸收的熱量，防止爐襯因溫度過高而損壞，從而保護爐襯和爐體結構。冷卻不是為了提高爐襯溫度；對爐內煤氣溫度影響較??；與爐料還原反應沒有直接關系。8.下列關于高爐富氧鼓風的說法，錯誤的是（）A.提高風口前理論燃燒溫度B.增加煤氣產(chǎn)量C.有利于提高產(chǎn)量D.降低焦比答案：B。高爐富氧鼓風后，由于氧氣含量增加，風口前理論燃燒溫度會升高，有利于提高爐缸熱狀態(tài)；可以強化燃燒，提高產(chǎn)量，同時在一定程度上降低焦比。但富氧鼓風會使煤氣中氮氣含量減少，煤氣產(chǎn)量總體是減少的，而不是增加。9.高爐料線是指（）A.大鐘開啟位置到料面的距離B.爐喉上沿到料面的距離C.風口中心線到料面的距離D.爐頂裝料設備到料面的距離答案：B。高爐料線是指爐喉上沿到料面的距離，料線的高低會影響爐料的分布和煤氣的運動，對高爐的正常運行有重要影響。10.當高爐爐況出現(xiàn)爐溫向涼時，應采取的措施是（）A.增加噴煤量B.減少風量C.降低風溫D.增加焦炭負荷答案：A。爐溫向涼說明爐內熱量不足，增加噴煤量可以補充熱量，提高爐溫。減少風量會使爐內燃燒不充分，不利于提高爐溫；降低風溫會進一步減少熱量輸入；增加焦炭負荷會使爐料中礦石比例增加，需要更多熱量來還原，不利于改善爐溫向涼的情況。11.高爐煤氣的主要成分是（）A.CO、H?、N?B.CO?、H?、N?C.CO、CO?、N?D.CH?、CO、N?答案：C。高爐煤氣是高爐煉鐵過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，主要成分是一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO?）和氮氣（N?），其中一氧化碳是可燃成分，可作為氣體燃料使用。12.為了保證高爐順行，爐料的粒度應（）A.越大越好B.越小越好C.適中且均勻D.無要求答案：C。爐料粒度過大，會使爐料的比表面積減小，不利于還原反應進行；粒度過小，會使料層透氣性變差，影響煤氣的正常流動。所以爐料粒度應適中且均勻，以保證高爐的順行和良好的冶煉效果。13.高爐爐缸堆積時，風口表現(xiàn)為（）A.明亮、工作均勻B.發(fā)暗、工作不均勻C.風口涌渣D.風口燒壞答案：B。當爐缸堆積時，爐缸內的透氣性變差，熱量分布不均勻，風口會表現(xiàn)出發(fā)暗、工作不均勻的現(xiàn)象。風口明亮、工作均勻是正常爐況的表現(xiàn)；風口涌渣通常是爐溫過高或爐渣性能異常等原因導致；風口燒壞可能是冷卻不良等原因引起，與爐缸堆積沒有直接關系。14.提高風溫對高爐冶煉的影響是（）A.降低焦比B.增加焦比C.對爐溫無影響D.降低產(chǎn)量答案：A。提高風溫可以為高爐提供更多的熱量，減少焦炭的使用量，從而降低焦比。風溫提高有利于爐內的還原反應和熱交換，對提高產(chǎn)量也有積極作用。15.高爐造渣的主要目的是（）A.保護爐襯B.降低礦石熔點C.去除有害雜質D.調節(jié)爐內壓力答案：C。高爐造渣可以使礦石中的脈石、燃料中的灰分等形成液態(tài)爐渣，從而將硫等有害雜質從鐵水中分離出來，起到去除有害雜質的作用。保護爐襯主要是通過爐渣在爐襯表面形成渣皮等方式，但不是造渣的主要目的；造渣并不能降低礦石熔點；與調節(jié)爐內壓力沒有直接關系。16.下列哪種情況會導致高爐懸料（）A.爐料透氣性好B.爐內煤氣壓力低C.爐料粉末多D.風量小答案：C。爐料粉末多會使料層的透氣性變差，煤氣上升阻力增大，當阻力超過爐料的重力時，就容易導致爐料懸在爐內，形成懸料。爐料透氣性好有利于爐料下降，不易懸料；爐內煤氣壓力低和風量小一般不會直接導致懸料。17.高爐鐵水的含硅量主要取決于（）A.爐溫B.爐渣堿度C.礦石品位D.鼓風濕度答案：A。爐溫是影響鐵水含硅量的主要因素，爐溫越高，硅的還原反應越容易進行，鐵水含硅量就越高。爐渣堿度主要影響脫硫等反應；礦石品位主要影響鐵的產(chǎn)量和質量；鼓風濕度會影響風口前理論燃燒溫度等，但對鐵水含硅量影響較小。18.高爐噴吹的煤粉粒度要求是（）A.越細越好B.越粗越好C.-200目占70%以上D.-100目占70%以上答案：C。一般要求高爐噴吹的煤粉粒度-200目占70%以上，這樣的粒度可以保證煤粉在風口前能夠充分燃燒和氣化，提高噴吹效果。粒度過細會增加磨煤成本，且容易引起煤粉自燃等問題；粒度過粗則燃燒不充分。19.當高爐發(fā)生崩料時，應首先采取的措施是（）A.減風B.加風C.停煤D.降低風溫答案：A。高爐發(fā)生崩料時，爐內料層的穩(wěn)定性被破壞，煤氣分布紊亂，此時應首先減風，以穩(wěn)定爐況，防止崩料進一步惡化。加風會使煤氣流動更加不穩(wěn)定；停煤和降低風溫可以根據(jù)后續(xù)爐況調整，但不是首先要采取的措施。20.高爐的有效容積利用系數(shù)是指（）A.每晝夜每立方米有效容積的生鐵產(chǎn)量B.每晝夜每立方米有效容積的焦炭消耗量C.每立方米有效容積的爐料重量D.每立方米有效容積的煤氣產(chǎn)量答案：A。高爐的有效容積利用系數(shù)是衡量高爐生產(chǎn)效率的重要指標，它表示每晝夜每立方米有效容積的生鐵產(chǎn)量，數(shù)值越高，說明高爐的生產(chǎn)效率越高。二、判斷題（每題1分，共10分）1.鐵礦石的品位越高，其質量就一定越好。（×）雖然品位高是衡量鐵礦石質量的重要指標之一，但鐵礦石的質量還受到其他因素的影響，如有害雜質含量、冶金性能等。例如，即使品位高，但如果有害雜質含量過高，也會影響煉鐵的質量和成本。2.高爐噴吹煤粉可以完全替代焦炭。（×）噴吹煤粉可以在一定程度上替代焦炭，但不能完全替代。焦炭在高爐中不僅提供熱量和還原劑，還起到支撐爐料、保證爐內透氣性等作用，目前煤粉還無法完全具備這些功能。3.爐渣的流動性越好，對高爐冶煉越有利。（×）爐渣的流動性需要適中才對高爐冶煉有利。流動性過好，會使爐渣對爐襯的侵蝕加?。涣鲃有赃^差，則不利于渣鐵分離和排渣。需要根據(jù)具體的冶煉條件和要求來控制爐渣的流動性。4.提高鼓風濕度可以提高高爐的產(chǎn)量。（×）提高鼓風濕度會使風口前理論燃燒溫度降低，在一定程度上會影響爐內的熱狀態(tài)和還原反應，通常不利于提高產(chǎn)量。但在某些特定情況下，可以通過調整其他參數(shù)來適當利用鼓風濕度。5.高爐富氧鼓風后，煤氣中的一氧化碳含量會增加。（√）富氧鼓風后，氧氣含量增加，促進了焦炭和煤粉的燃燒，使一氧化碳的提供量增加，同時煤氣中氮氣含量相對減少，所以煤氣中的一氧化碳含量會增加。6.爐況正常時，高爐風口的工作狀態(tài)應該是明亮、均勻的。（√）在正常爐況下，爐內的透氣性良好，熱量分布均勻，風口會表現(xiàn)出明亮、均勻的工作狀態(tài)，這是判斷高爐爐況正常的重要標志之一。7.高爐料線越低，爐料分布越均勻。（×）一般來說，料線越低，爐料落點越靠近爐墻，會使爐料在爐內的分布不均勻，不利于高爐的順行和煤氣的合理分布。合適的料線需要根據(jù)高爐的具體情況來確定。8.鐵水的含硫量主要取決于爐渣的脫硫能力。（√）高爐煉鐵中，爐渣的脫硫能力是影響鐵水含硫量的關鍵因素。通過調整爐渣的成分和性質，提高爐渣的脫硫能力，可以有效降低鐵水的含硫量。9.高爐冷卻設備漏水會導致爐溫升高。（×）高爐冷卻設備漏水會使大量的水進入爐內，水分解會吸收大量熱量，導致爐溫降低，同時還可能引發(fā)其他問題，如爐缸凍結等。10.當高爐出現(xiàn)管道行程時，應增加風量。（×）高爐出現(xiàn)管道行程時，說明爐內煤氣出現(xiàn)局部集中通過的情況，此時增加風量會使管道現(xiàn)象更加嚴重，應適當減風，調整裝料制度等措施來改善爐況。三、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述高爐煉鐵的基本原理。高爐煉鐵的基本原理是將鐵礦石、焦炭和石灰石等原料按一定比例裝入高爐，在高溫下通過一系列物理和化學變化，將鐵礦石中的鐵還原出來。具體過程如下：-還原過程：焦炭在風口前燃燒提供一氧化碳（C+O?=CO?，CO?+C=2CO），一氧化碳作為還原劑將鐵礦石中的鐵氧化物逐步還原成鐵。例如，F(xiàn)e?O?+3CO=2Fe+3CO?，F(xiàn)eO+CO=Fe+CO?等。-造渣過程：石灰石在高溫下分解成氧化鈣（CaCO?=CaO+CO?），氧化鈣與鐵礦石中的脈石（主要是二氧化硅等）以及焦炭中的灰分等反應提供爐渣，如CaO+SiO?=CaSiO?，起到去除雜質和分離渣鐵的作用。-渣鐵分離：提供的鐵水和爐渣由于密度不同而分層，鐵水聚集在爐缸底部，通過出鐵口排出；爐渣漂浮在鐵水上面，通過出渣口排出。2.分析高爐爐溫波動的原因及調節(jié)方法。-原因-原燃料因素：礦石品位、焦炭質量（如灰分、揮發(fā)分、強度等）的變化會影響爐內的熱平衡和還原反應。例如，礦石品位降低，需要更多的熱量來還原，可能導致爐溫下降；焦炭強度差，在爐內粉化嚴重，影響透氣性，也會對爐溫產(chǎn)生影響。-操作因素：風量、風溫、噴煤量、富氧率等操作參數(shù)的調整不當會引起爐溫波動。如突然增加噴煤量，而沒有相應調整其他參數(shù)，可能導致爐溫下降；風溫降低，會使爐內熱量輸入減少。-設備因素：冷卻設備漏水會使大量熱量被水吸收，導致爐溫急劇下降；送風系統(tǒng)故障，如風口損壞等，會影響煤氣的正常分布和燃燒，進而影響爐溫。-爐況因素：爐墻結厚、爐缸堆積等爐況異常會改變爐內的透氣性和熱量分布，導致爐溫不穩(wěn)定。例如，爐缸堆積會使爐缸熱容量減小，爐溫容易波動。-調節(jié)方法-熱制度調節(jié)：通過調整風溫、噴煤量和焦炭負荷來調節(jié)爐溫。當爐溫向涼時，提高風溫、增加噴煤量或降低焦炭負荷；當爐溫過熱時，降低風溫、減少噴煤量或增加焦炭負荷。-送風制度調節(jié)：適當調整風量和富氧率。在爐溫波動時，可以根據(jù)具體情況增加或減少風量，同時合理控制富氧率，以保證爐內的熱狀態(tài)和還原反應正常進行。-裝料制度調節(jié)：通過改變裝料順序、料線高度等裝料制度，調整爐料的分布，改善爐內的透氣性和煤氣分布，從而穩(wěn)定爐溫。例如，當爐墻結厚時，可以采用疏松邊緣的裝料制度。-設備維護：及時檢查和維護冷卻設備、送風設備等，確保設備正常運行，避免因設備故障導致爐溫波動。如發(fā)現(xiàn)冷卻設備漏水，應及時處理。3.闡述高爐噴吹煤粉的優(yōu)點及對高爐冶煉的影響。-優(yōu)點-降低焦比：煤粉作為一種廉價的燃料，可以部分替代焦炭，減少焦炭的使用量，從而降低煉鐵成本。因為煤粉的價格相對焦炭較低，且來源廣泛。-改善高爐透氣性：煤粉在風口前氣化后，產(chǎn)生的煤氣量比焦炭燃燒產(chǎn)生的煤氣量少，有利于改善爐內的透氣性，提高高爐的順行程度。-調節(jié)爐況：可以根據(jù)爐況的變化靈活調整噴煤量，當爐溫過高時，適當增加噴煤量，利用煤粉分解吸熱來降低爐溫；當爐溫過低時，減少噴煤量，保證爐內熱量。-資源利用：有利于合理利用煤炭資源，拓寬了煉鐵的燃料來源，提高了資源的綜合利用率。-對高爐冶煉的影響-熱狀態(tài)影響：噴吹煤粉后，煤粉的加熱、分解和氣化需要吸收熱量，會使爐缸理論燃燒溫度降低。為了維持合適的爐缸熱狀態(tài)，需要提高風溫、富氧等措施來補充熱量。-還原反應影響：煤粉氣化產(chǎn)生的一氧化碳等氣體可以作為還原劑，參與鐵礦石的還原反應，在一定程度上促進了還原過程。但如果噴煤量過大，可能會導致煤氣分布不合理，影響還原效果。-爐料透氣性影響：適量噴吹煤粉可以改善爐料的透氣性，但如果煤粉粒度不合適或噴吹不均勻，可能會使爐內產(chǎn)生局部的透氣性變差，影響高爐的順行。-爐渣性能影響：噴吹煤粉會使爐渣中的未燃煤粉增多，可能會影響爐渣的流動性和脫硫能力等性能，需要通過調整爐渣成分來保證爐渣的正常功能。四、論述題（20分）論述如何保證高爐的長期穩(wěn)定順行，并結合實際生產(chǎn)談談你的看法。保證高爐的長期穩(wěn)定順行是高爐煉鐵生產(chǎn)的關鍵目標，需要從原燃料質量、操作制度、設備維護和管理等多個方面進行綜合考慮。-原燃料質量-礦石質量：選用品位高、雜質少、粒度均勻、冶金性能好的鐵礦石。高品位礦石可以減少脈石的處理量，降低能耗；粒度均勻有利于爐內料層的透氣性；良好的冶金性能（如還原性、軟化性等）可以保證還原反應的順利進行。例如，在實際生產(chǎn)中，嚴格控制礦石的采購標準，對不同產(chǎn)地的礦石進行合理搭配，以保證入爐礦石質量的穩(wěn)定。-焦炭質量：保證焦炭具有足夠的強度和熱穩(wěn)定性，低灰分、低硫分。焦炭在高爐中起到支撐爐料和提供熱量、還原劑的作用，強度差的焦炭在爐內容易粉化，影響透氣性；高灰分和高硫分的焦炭會增加爐渣的提供量和鐵水的含硫量。在生產(chǎn)中，要加強對焦炭質量的檢驗和管理，確保焦炭質量符合要求。-熔劑質量：石灰石等熔劑的質量也很重要，要求其純度高、粒度合適。熔劑的作用是造渣，去除雜質，合適的粒度可以保證其在爐內充分反應。-操作制度-熱制度：合理控制風溫、噴煤量、焦炭負荷等參數(shù)，保持爐溫的穩(wěn)定。根據(jù)爐況變化及時調整操作參數(shù)，例如當爐溫向涼時，及時提高風溫、增加噴煤量；當爐溫過熱時，適當降低風溫、減少噴煤量。-送風制度：選擇合適的風量、風溫、富氧率和鼓風濕度等參數(shù)，保證爐內煤氣的合理分布和燃燒。在實際生產(chǎn)中，要根據(jù)高爐的容積、原燃料條件等確定合適的送風制度，并根據(jù)爐況變化進行微調。-裝料制度：通過調整裝料順序、料線高度等裝料制度，使爐料在爐內合理分布，保證爐內透氣性良好。例如，當爐墻結厚時，采用疏松邊緣的裝料制度；當邊緣氣流過強時