2025年燒結(jié)理論考試試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.燒結(jié)過程中，固相反應(yīng)主要發(fā)生在（）A.干燥預(yù)熱帶B.燃燒帶C.預(yù)熱還原帶D.冷卻帶答案：B2.燒結(jié)礦的主要粘結(jié)相是（）A.磁鐵礦（Fe?O?）B.赤鐵礦（Fe?O?）C.鐵酸鈣（CaO·Fe?O?）D.硅酸鈣（2CaO·SiO?）答案：C3.燒結(jié)料層中，燃燒帶的溫度峰值通常為（）A.800-1000℃B.1100-1300℃C.1300-1500℃D.1500-1700℃答案：C4.以下哪種原料對(duì)燒結(jié)礦還原性影響最顯著？（）A.石灰石B.白云石C.蛇紋石D.鐵精礦答案：D5.燒結(jié)過程中，燃料的主要作用是（）A.提供熱量和還原劑B.調(diào)節(jié)堿度C.增加透氣性D.改善液相流動(dòng)性答案：A6.厚料層燒結(jié)（≥700mm）的核心優(yōu)勢(shì)是（）A.提高垂直燒結(jié)速度B.降低固體燃耗C.減少返礦量D.增加產(chǎn)量答案：B7.燒結(jié)礦的堿度（R）計(jì)算公式為（）A.R=CaO/SiO?B.R=(CaO+MgO)/(SiO?+Al?O?)C.R=CaO/(SiO?+Al?O?)D.R=(CaO+MgO)/SiO?答案：B8.燒結(jié)過程中，脫硫反應(yīng)主要發(fā)生在（）A.干燥預(yù)熱帶B.燃燒帶C.預(yù)熱還原帶D.冷卻帶答案：B9.以下哪種措施不利于提高燒結(jié)礦強(qiáng)度？（）A.優(yōu)化燃料粒度B.提高料層透氣性C.降低液相提供量D.控制冷卻速度答案：C10.燒結(jié)機(jī)的有效面積是指（）A.臺(tái)車寬度×臺(tái)車長(zhǎng)度B.臺(tái)車寬度×燒結(jié)機(jī)有效長(zhǎng)度C.臺(tái)車數(shù)量×單臺(tái)面積D.機(jī)頭至機(jī)尾的總長(zhǎng)度×臺(tái)車寬度答案：B11.燒結(jié)礦的低溫還原粉化（RDI）主要與（）有關(guān)A.磁鐵礦含量B.赤鐵礦含量C.鐵酸鈣含量D.硅酸鈣含量答案：B12.燒結(jié)過程中，水分的適宜范圍（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）是（）A.3-5%B.5-7%C.7-9%D.9-11%答案：C13.以下哪種燃料的固定碳含量最高？（）A.焦粉B.無煙煤C.煙煤D.褐煤答案：A14.燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓指數(shù)（ISO）是衡量其（）的指標(biāo)A.還原性B.低溫還原粉化性C.機(jī)械強(qiáng)度D.軟熔性能答案：C15.燒結(jié)過程中，CO的主要提供區(qū)域是（）A.燃燒帶高溫區(qū)B.燃燒帶下方的還原區(qū)C.冷卻帶D.干燥預(yù)熱帶答案：B二、填空題（每空1分，共10分）1.燒結(jié)過程的五個(gè)主要反應(yīng)帶是干燥預(yù)熱帶、燃燒帶、（）、冷卻帶和（）。答案：預(yù)熱還原帶；燒結(jié)礦帶2.燒結(jié)礦的主要礦物組成包括磁鐵礦、赤鐵礦、（）和（）。答案：鐵酸鈣；硅酸鈣3.燒結(jié)燃料的粒度要求一般為（）mm，過粗會(huì)導(dǎo)致（），過細(xì)會(huì)造成（）。答案：0-3；燃燒不完全；料層透氣性差4.燒結(jié)礦的堿度分為低堿度（R<1.0）、自熔性（R=1.0-1.5）、高堿度（R>1.5）和（）（R>2.5）。答案：超高堿度5.燒結(jié)過程中，垂直燒結(jié)速度的計(jì)算公式為（），單位為（）。答案：料層厚度/燒結(jié)時(shí)間；mm/min三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述燒結(jié)礦的成礦機(jī)理。答案：燒結(jié)礦的成礦過程主要包括以下階段：（1）固相反應(yīng)：原料在加熱過程中發(fā)生分解、氧化及礦物間的固相反應(yīng)，提供新的化合物；（2）液相提供：當(dāng)溫度達(dá)到礦物熔點(diǎn)（約1300-1500℃）時(shí)，部分低熔點(diǎn)物質(zhì)（如鐵酸鈣、硅酸鈣等）熔融形成液相；（3）液相凝固：隨著溫度降低，液相冷卻并粘結(jié)未熔顆粒，形成具有一定強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的燒結(jié)礦；（4）礦物再結(jié)晶：冷卻過程中，部分礦物（如磁鐵礦、赤鐵礦）發(fā)生再結(jié)晶，優(yōu)化礦相結(jié)構(gòu)。2.分析燃料粒度對(duì)燒結(jié)過程的影響。答案：燃料粒度過粗（>3mm）時(shí)，燃燒時(shí)間延長(zhǎng)，燃燒帶變厚，料層透氣性下降，熱量分布不均，易導(dǎo)致局部未熔或過熔，降低燒結(jié)礦強(qiáng)度；同時(shí)，粗顆粒燃料集中燃燒會(huì)產(chǎn)生局部高溫，增加Fe?O?氧化為Fe?O?的比例，影響還原性。燃料粒度過細(xì)（<0.5mm）時(shí)，燃料易被氣流帶走，燃燒速度過快，燃燒帶過窄，熱量集中且停留時(shí)間短，液相提供量不足，粘結(jié)效果差；此外，細(xì)顆粒會(huì)堵塞料層孔隙，降低透氣性，影響垂直燒結(jié)速度。適宜粒度（0-3mm）可平衡燃燒速度與熱量分布，優(yōu)化液相提供和礦相結(jié)構(gòu)。3.說明布料偏析的作用及實(shí)現(xiàn)方法。答案：布料偏析指燒結(jié)混合料在臺(tái)車上由上至下粒度逐漸變粗、燃料含量逐漸減少的分布狀態(tài)。其作用包括：（1）上層細(xì)料改善透氣性，減少抽風(fēng)阻力；（2）下層粗料保持足夠孔隙，避免過熔；（3）燃料上多下少可平衡上下層熱量（上層熱量易散失，下層熱量不易散失），使整個(gè)料層燒結(jié)溫度均勻，提高燒結(jié)礦質(zhì)量和成品率。實(shí)現(xiàn)方法主要通過多輥布料器或反射板控制布料角度和速度，利用物料粒度差異自然偏析，或通過機(jī)械分級(jí)（如篩分）輔助實(shí)現(xiàn)。4.簡(jiǎn)述燒結(jié)過程中脫硫的主要途徑及影響因素。答案：脫硫途徑：（1）原料中的硫（主要為FeS?、有機(jī)硫等）在燃燒帶高溫下分解為SO?，隨廢氣排出；（2）部分SO?與CaO等堿性物質(zhì)反應(yīng)提供CaSO?固定在燒結(jié)礦中（但需控制溫度，避免高溫下CaSO?分解）。影響因素：（1）溫度：燃燒帶溫度越高，硫分解越徹底，但過高溫度（>1450℃）會(huì)導(dǎo)致CaSO?分解，降低脫硫率；（2）堿度：高堿度（CaO含量高）可增加SO?與CaO的反應(yīng)機(jī)會(huì)，提高脫硫率；（3）料層透氣性：透氣性好可促進(jìn)SO?排出，減少其與固相反應(yīng)的時(shí)間，降低固定硫量；（4）燃料含硫量：燃料硫含量越高，總硫負(fù)荷越大，脫硫難度增加。5.分析返礦在燒結(jié)中的作用及適宜配比。答案：返礦的作用：（1）作為晶核促進(jìn)液相凝固，提高燒結(jié)礦強(qiáng)度；（2）改善混合料透氣性（返礦粒度較粗，可填充細(xì)料間隙）；（3）提供部分熱量（返礦含殘?zhí)迹档腿剂舷?；?）平衡混合料水分（返礦吸濕性強(qiáng)，可穩(wěn)定制粒效果）。適宜配比：通常為15-30%。配比過低時(shí)，晶核不足，液相粘結(jié)效果差，強(qiáng)度下降；配比過高時(shí)，混合料過粗，制粒效果差，透氣性雖好但液相量不足，且返礦中殘?zhí)歼^多易導(dǎo)致過熔，降低成品率。四、計(jì)算題（每題8分，共24分）1.某燒結(jié)廠使用以下原料配料（干基質(zhì)量分?jǐn)?shù)）：鐵精礦70%（CaO1.2%，SiO?5.5%），生石灰10%（CaO85%，SiO?1.0%），石灰石5%（CaO52%，SiO?3.0%），白云石5%（CaO30%，MgO20%，SiO?2.0%），返礦10%（CaO8.0%，SiO?4.5%，MgO2.5%）。計(jì)算燒結(jié)礦的堿度（R=(CaO+MgO)/(SiO?+Al?O?)，假設(shè)Al?O?含量忽略不計(jì)）。解：CaO總量=70%×1.2%+10%×85%+5%×52%+5%×30%+10%×8.0%=0.84%+8.5%+2.6%+1.5%+0.8%=14.24%MgO總量=5%×20%+10%×2.5%=1.0%+0.25%=1.25%SiO?總量=70%×5.5%+10%×1.0%+5%×3.0%+5%×2.0%+10%×4.5%=3.85%+0.1%+0.15%+0.1%+0.45%=4.65%堿度R=(14.24%+1.25%)/4.65%≈15.49%/4.65%≈3.33答案：3.332.某燒結(jié)機(jī)有效面積為360m2，料層厚度800mm，垂直燒結(jié)速度20mm/min，成品率85%，計(jì)算每小時(shí)燒結(jié)礦產(chǎn)量（假設(shè)燒結(jié)礦密度為1.8t/m3）。解：燒結(jié)機(jī)每小時(shí)處理體積=有效面積×垂直燒結(jié)速度×60min=360m2×(20mm/min×0.001m/mm)×60min=360×0.02×60=432m3/h燒結(jié)礦產(chǎn)量=處理體積×密度×成品率=432m3/h×1.8t/m3×85%=432×1.8×0.85≈669.84t/h答案：約669.84t/h3.某燒結(jié)廠計(jì)劃將固體燃耗從55kg/t降至50kg/t，若年燒結(jié)礦產(chǎn)量為500萬噸，焦炭?jī)r(jià)格為2000元/噸，計(jì)算每年可節(jié)約的燃料成本。解：年節(jié)約燃料量=500萬噸×(55kg/t50kg/t)=500×10?t×5kg/t=25×10?kg=25000t年節(jié)約成本=25000t×2000元/t=50,000,000元答案：5000萬元五、論述題（每題8分，共16分）1.論述影響燒結(jié)礦強(qiáng)度的主要因素及改善措施。答案：影響燒結(jié)礦強(qiáng)度的主要因素包括：（1）礦相結(jié)構(gòu)：鐵酸鈣（特別是針狀鐵酸鈣）含量高時(shí)，粘結(jié)性好，強(qiáng)度高；而硅酸鈣（如2CaO·SiO?）在冷卻時(shí)體積收縮大，易產(chǎn)生裂紋，降低強(qiáng)度。（2）液相量與流動(dòng)性：液相量不足（<25%）時(shí)，粘結(jié)不充分；液相量過多（>40%）時(shí)，冷卻收縮大，強(qiáng)度下降。適宜液相量（30-35%）且流動(dòng)性良好（粘度適中）可優(yōu)化粘結(jié)效果。（3）冷卻速度：冷卻過快（>20℃/min）會(huì)導(dǎo)致礦物內(nèi)部應(yīng)力集中，產(chǎn)生微裂紋；冷卻過慢（<5℃/min）則磁鐵礦再結(jié)晶不完全，強(qiáng)度降低。（4）原料特性：鐵精礦粒度細(xì)（-200目>70%）可增加比表面積，促進(jìn)固相反應(yīng)和液相提供；燃料粒度（0-3mm）均勻可避免局部過熔或欠熔。（5）工藝參數(shù)：料層厚度（≥700mm）增加可利用自動(dòng)蓄熱，減少上下層溫差，改善礦相均勻性；垂直燒結(jié)速度（18-22mm/min）穩(wěn)定可避免液相提供不充分。改善措施：（1）優(yōu)化原料配比，提高高品位、細(xì)粒度鐵精礦比例，控制SiO?含量（5-6%）以調(diào)節(jié)液相量；（2）采用低灰分、低硫焦粉（固定碳>80%），控制燃料粒度（0-3mm占85%以上）；（3）實(shí)施厚料層燒結(jié)（≥800mm），配合低碳操作（固體燃耗≤50kg/t），利用蓄熱減少熱量損失；（4）優(yōu)化布料偏析，使上層燃料略多、下層粒度略粗，平衡上下層熱量；（5）控制冷卻速度（10-15℃/min），采用鼓風(fēng)環(huán)冷機(jī)分段冷卻，避免急冷；（6）添加少量添加劑（如硼泥、蛇紋石），促進(jìn)針狀鐵酸鈣提供，抑制硅酸鈣有害相。2.結(jié)合“雙碳”目標(biāo)，論述低碳燒結(jié)的技術(shù)路徑及關(guān)鍵挑戰(zhàn)。答案：低碳燒結(jié)的技術(shù)路徑包括：（1）燃料結(jié)構(gòu)優(yōu)化：減少化石燃料（焦粉、無煙煤）比例，增加生物質(zhì)燃料（如木炭、生物質(zhì)焦）或氫氣輔助燃燒，降低碳基燃料消耗；（2）余熱回收利用：通過環(huán)冷機(jī)余熱發(fā)電（回收300-400℃廢氣熱量）、熱風(fēng)燒結(jié)（利用200-300℃廢氣預(yù)熱混合料），減少燃料需求（可降低固體燃耗5-8%）；（3）低碳原料預(yù)處理：采用磁化焙燒、微波干燥等低能耗技術(shù)處理原料，減少干燥過程的燃料消耗；（4）工藝強(qiáng)化：通過高料層（≥900mm）、高堿度（R>2.0）、小球燒結(jié)（制粒后-3mm<30%）提高燒結(jié)效率，降低單位產(chǎn)品能耗；（5）碳捕集與封存（CCUS）：對(duì)燒結(jié)煙氣中的CO?進(jìn)行捕集（如胺吸收法），壓縮后用于工業(yè)或封存，減少直接排放。關(guān)鍵挑戰(zhàn)：（1）生物質(zhì)燃料的供應(yīng)穩(wěn)定性與成本：生物質(zhì)焦的固定碳含量（<70%）低于焦粉（>80%），需提高其熱強(qiáng)度和反應(yīng)性，且大規(guī)模供應(yīng)受限于農(nóng)林廢棄物資源；（2）余熱回收的技術(shù)瓶頸：環(huán)冷機(jī)廢氣溫度波動(dòng)大（