2025年冶金考試試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.高爐煉鐵過程中，以下哪種物質(zhì)是主要的還原劑？A.CO?B.H?OC.COD.N?答案：C2.轉(zhuǎn)爐煉鋼中，氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的主要脫碳反應(yīng)發(fā)生在哪個階段？A.吹煉初期（0-3分鐘）B.吹煉中期（3-12分鐘）C.吹煉末期（12-16分鐘）D.出鋼階段答案：B3.連鑄過程中，結(jié)晶器保護(hù)渣的主要作用不包括：A.防止鋼水二次氧化B.減少鑄坯與結(jié)晶器摩擦C.調(diào)節(jié)鋼水凝固速度D.提高鋼水溫度答案：D4.下列哪項(xiàng)不是衡量鐵礦石質(zhì)量的主要指標(biāo)？A.鐵品位B.脈石成分C.礦石顏色D.還原性答案：C5.電爐煉鋼中，采用泡沫渣操作的主要目的是：A.減少電弧熱損失B.增加鋼水氧化性C.提高爐襯壽命D.降低合金元素?zé)龘p答案：A6.鋼中硫含量過高會導(dǎo)致：A.冷脆性B.熱脆性C.時效脆性D.氫脆答案：B7.高爐噴吹煤粉時，煤粉的揮發(fā)分含量一般控制在：A.5%-10%B.15%-25%C.30%-40%D.45%-55%答案：B8.下列哪種煉鋼方法屬于爐外精煉技術(shù)？A.氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐B.電弧爐C.LF爐D.平爐答案：C9.鐵水預(yù)處理脫硫時，常用的脫硫劑是：A.CaCO?B.Mg粉C.SiO?D.Al?O?答案：B10.連鑄坯的中心偏析主要與哪種因素有關(guān)？A.結(jié)晶器振動頻率B.二次冷卻強(qiáng)度C.拉坯速度D.鋼水過熱度答案：D11.高爐煉鐵中，爐料下降的動力主要來自：A.重力作用B.煤氣上升推力C.爐墻摩擦力D.焦炭燃燒膨脹答案：A12.鋼的淬透性主要取決于：A.碳含量B.合金元素種類及含量C.冷卻速度D.加熱溫度答案：B13.下列哪項(xiàng)不是影響高爐煤氣利用率的主要因素？A.礦石還原性B.煤氣分布C.爐頂壓力D.焦炭灰分答案：D14.轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制時，若鋼水溫度偏低，通常采取的調(diào)整措施是：A.增加氧氣流量B.加入廢鋼C.加入鋁塊提溫D.降低吹氧時間答案：C15.鎂質(zhì)耐火材料的主要成分是：A.MgOB.SiO?C.Al?O?D.CaO答案：A二、填空題（每空1分，共20分）1.高爐有效容積的單位是______（m3）。2.轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要原料包括鐵水、廢鋼、______（造渣劑）和合金料。3.連鑄二冷區(qū)的冷卻方式主要有______（水噴霧冷卻）和干式冷卻。4.鐵礦石造塊的主要方法有燒結(jié)和______（球團(tuán)）。5.鋼中常見的有害元素除硫、磷外，還有______（氫、氧、氮）。6.高爐噴煤的置換比是指每噴吹1kg煤粉可替代______（0.8-0.9kg）焦炭。7.電爐煉鋼的主要熱源是______（電弧熱）。8.鐵水預(yù)處理脫磷時，常用的氧化劑是______（氧氣或鐵礦石）。9.連鑄坯的表面缺陷主要有裂紋、______（夾渣）和結(jié)疤。10.高爐爐渣的主要成分是CaO、SiO?、______（MgO）和Al?O?。11.鋼的力學(xué)性能指標(biāo)主要包括強(qiáng)度、塑性、______（韌性）和硬度。12.轉(zhuǎn)爐吹氧結(jié)束后，需要進(jìn)行______（濺渣護(hù)爐）以延長爐襯壽命。13.鐵礦石的還原性是指礦石被______（CO或H?）還原的難易程度。14.連鑄拉坯速度的單位是______（m/min）。15.高爐煤氣的主要可燃成分是______（CO）和H?。16.鋼的熱處理工藝中，淬火的目的是提高_(dá)_____（硬度和強(qiáng)度）。17.電爐煉鋼過程中，脫磷反應(yīng)需要______（高堿度、高氧化性）的爐渣條件。18.高爐煉鐵的三個主要過程是還原、造渣和______（滲碳）。19.連鑄結(jié)晶器的主要作用是使鋼水初步凝固形成______（坯殼）。20.鋼中碳含量增加會導(dǎo)致______（強(qiáng)度提高，塑性下降）。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述高爐煉鐵中爐料的分布規(guī)律及對煤氣利用的影響。答：高爐爐料分布遵循“邊緣重、中心輕”或“中心重、邊緣輕”的規(guī)律。當(dāng)?shù)V石在邊緣分布較多時（邊緣發(fā)展），煤氣易沿邊緣流動，導(dǎo)致邊緣煤氣利用率高但中心氣流不足，可能引發(fā)爐墻結(jié)厚；若礦石集中在中心（中心發(fā)展），煤氣中心通道暢通，邊緣氣流被抑制，煤氣利用率可能降低，但有利于爐況穩(wěn)定。合理的爐料分布應(yīng)使煤氣與爐料充分接觸，提高CO利用率（ηCO），通常通過調(diào)整裝料制度（如料線、布料角度）實(shí)現(xiàn)。2.轉(zhuǎn)爐煉鋼中，為什么要控制終點(diǎn)鋼水的氧含量？如何降低終點(diǎn)氧含量？答：終點(diǎn)氧含量過高會導(dǎo)致鋼中夾雜物增多（如FeO）、合金元素?zé)龘p增加、連鑄時易產(chǎn)生氣泡缺陷。降低終點(diǎn)氧含量的方法包括：（1）控制合適的終點(diǎn)碳含量（碳氧反應(yīng)平衡，[C]↑則[O]↓）；（2）采用擋渣出鋼，減少爐渣下渣量；（3）終點(diǎn)前加入適量脫氧劑（如鋁、硅鐵）預(yù)脫氧；（4）優(yōu)化吹煉終點(diǎn)控制，避免過吹。3.連鑄過程中，如何防止鑄坯表面縱裂紋？答：表面縱裂紋主要由結(jié)晶器內(nèi)坯殼生長不均勻、局部應(yīng)力集中引起。防止措施包括：（1）控制鋼水成分（如C含量避開0.10%-0.16%的“裂紋敏感區(qū)”）；（2）優(yōu)化結(jié)晶器冷卻水流量和水質(zhì)，保證均勻冷卻；（3）調(diào)整結(jié)晶器振動參數(shù)（如頻率、振幅），減少坯殼與結(jié)晶器的黏結(jié)；（4）使用性能良好的保護(hù)渣（合適的熔化溫度、黏度），改善潤滑效果；（5）控制鋼水過熱度（一般20-30℃），避免坯殼過薄。4.簡述直接還原鐵（DRI）與高爐生鐵的主要區(qū)別。答：（1）工藝原理：DRI通過固體還原劑（如煤、天然氣）在低于礦石熔化溫度下還原鐵礦石，無需焦炭；高爐生鐵需焦炭提供還原劑、熱量和料柱骨架，過程包含熔化還原。（2）產(chǎn)品成分：DRI含碳量低（<1%），硫磷含量低；高爐生鐵含碳高（3%-4%），硫磷較高。（3）應(yīng)用場景：DRI主要用于電爐煉鋼，可替代廢鋼；高爐生鐵主要用于轉(zhuǎn)爐煉鋼。（4）能耗與環(huán)保：DRI工藝能耗較低（無焦?fàn)t），CO?排放少；高爐流程長，能耗和排放較高。5.分析電爐煉鋼中“泡沫渣”的形成條件及對冶煉的影響。答：泡沫渣形成需滿足三個條件：（1）爐渣中含有大量氣體（如CO），由C-O反應(yīng)產(chǎn)生；（2）爐渣具有合適的黏度（0.1-0.3Pa·s），既能包裹氣泡又不阻礙氣體逸出；（3）爐渣有一定的表面張力，維持氣泡穩(wěn)定性。泡沫渣對冶煉的影響：（1）覆蓋電弧，減少熱輻射損失，提高熱效率（電耗降低約5%-10%）；（2）保護(hù)爐襯，減少電弧對爐壁的熱沖擊；（3）促進(jìn)渣鋼反應(yīng)（如脫磷、脫硫），提高反應(yīng)速率；（4）若泡沫渣過厚，可能導(dǎo)致噴濺，影響操作安全。四、綜合分析題（每題15分，共30分）1.某高爐近期出現(xiàn)爐況失常，表現(xiàn)為爐頂溫度波動大（80-300℃）、壓差升高（由180kPa升至220kPa）、鐵水含硅量波動（[Si]0.3%-1.2%），分析可能原因及調(diào)整措施。答：可能原因：（1）原料波動：礦石品位下降、粉末增多（>5%），導(dǎo)致料柱透氣性惡化；焦炭強(qiáng)度（M40）降低，粉焦量增加，骨架作用減弱。（2）操作不當(dāng)：風(fēng)量與料速不匹配（如加風(fēng)過急），導(dǎo)致煤氣流分布紊亂；噴煤量波動大（如突然增加10kg/t），未及時調(diào)整風(fēng)溫、濕度。（3）設(shè)備問題：風(fēng)口部分堵塞（如結(jié)渣），導(dǎo)致局部氣流不均；爐頂布料器故障（如角度偏差），礦石分布失常。調(diào)整措施：（1）穩(wěn)定原料質(zhì)量：篩分入爐礦石（<5mm粉末<3%），控制焦炭M40≥85%、M10≤7%；（2）優(yōu)化操作制度：適當(dāng)降低風(fēng)量（如由4500m3/min降至4300m3/min），提高風(fēng)溫（由1150℃升至1200℃）補(bǔ)償熱量；減少噴煤量（如由150kg/t降至130kg/t），同時增加富氧（由3%升至4%）維持理論燃燒溫度；（3）檢查設(shè)備：清理堵塞風(fēng)口，校準(zhǔn)布料器角度（如調(diào)整外環(huán)角度由38°改為36°）；（4）加強(qiáng)爐況監(jiān)測：增加爐頂紅外成像頻次，每2小時測量一次各風(fēng)口進(jìn)風(fēng)參數(shù)（風(fēng)速、壓力），及時調(diào)整。2.某鋼廠計(jì)劃將傳統(tǒng)“轉(zhuǎn)爐煉鋼-模鑄”流程改造為“轉(zhuǎn)爐煉鋼-連鑄”流程，分析改造的技術(shù)優(yōu)勢及需要解決的關(guān)鍵問題。答：技術(shù)優(yōu)勢：（1）提高金屬收得率：連鑄無鑄錠、脫模損失，收得率由85%提升至95%以上；（2）降低能耗：連鑄省去模鑄的冷卻、加熱工序，噸鋼能耗降低約100kg標(biāo)煤；（3）改善產(chǎn)品質(zhì)量：連鑄坯組織致密（縮孔、偏析少），表面缺陷率降低50%以上；（4）提升生產(chǎn)效率：連鑄可實(shí)現(xiàn)連續(xù)作業(yè)，單流產(chǎn)量是模鑄的3-5倍，生產(chǎn)周期縮短40%。關(guān)鍵問題：（1）連鑄機(jī)選型：需根據(jù)產(chǎn)品定位（如板坯、方坯）選擇結(jié)晶器類型（弧形或直弧形）、拉速范圍（方坯1.5-3.0m/min，板坯0.8-1.8m/min）；（2）鋼水質(zhì)量控制：連鑄對鋼水溫度（過熱度20-30℃）、成分（如C、S、N含量）要求更嚴(yán)格，需強(qiáng)化爐外精煉（如LF爐調(diào)溫、RH脫氣