2025年冶金工程師冶煉工藝輔助培訓(xùn)試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.高爐冶煉中，爐渣堿度（二元堿度）的計(jì)算式為（）。A.(CaO+MgO)/(SiO?+Al?O?)B.CaO/SiO?C.(CaO+Al?O?)/(SiO?+MgO)D.CaO/(SiO?+Al?O?)答案：B2.轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制時(shí)，若鋼水碳含量偏高、溫度偏低，應(yīng)采取的調(diào)整措施是（）。A.補(bǔ)吹提溫，加入鐵礦石降碳B.直接出鋼，通過(guò)合金化調(diào)整成分C.加入廢鋼降溫，減少氧氣流量D.降低槍位，延長(zhǎng)吹煉時(shí)間答案：A3.銅閃速熔煉過(guò)程中，精礦噴嘴的主要作用是（）。A.提高熔體溫度B.促進(jìn)精礦與氧氣的均勻混合C.防止?fàn)t襯侵蝕D.調(diào)節(jié)爐渣粘度答案：B4.鋁電解生產(chǎn)中，若電解質(zhì)分子比（CR）過(guò)低（<2.2），可能導(dǎo)致的問(wèn)題是（）。A.電解質(zhì)導(dǎo)電性增強(qiáng)B.氧化鋁溶解度降低C.陽(yáng)極效應(yīng)頻率降低D.電解槽熱收入增加答案：B5.煉鐵高爐中，焦炭的作用不包括（）。A.提供熱量（熱源）B.作為還原劑（碳源）C.支撐料柱（骨架）D.脫除鋼中硫元素答案：D6.電爐煉鋼采用泡沫渣操作的主要目的是（）。A.減少電弧對(duì)爐襯的熱輻射B.提高鋼水溫度均勻性C.增加合金元素收得率D.降低渣中FeO含量答案：A7.鉛鼓風(fēng)爐熔煉時(shí)，爐料中加入熔劑的主要作用是（）。A.降低爐渣熔點(diǎn)，改善流動(dòng)性B.提高鉛的氧化速率C.減少二氧化硫排放D.增加爐內(nèi)還原性氣氛答案：A8.轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中，前期脫碳速率較慢的主要原因是（）。A.鋼水溫度低，碳氧反應(yīng)動(dòng)力學(xué)條件差B.硅、錳氧化優(yōu)先消耗大量氧氣C.爐渣堿度不足，阻礙碳氧反應(yīng)D.吹氧流量過(guò)低答案：B9.高爐噴吹煤粉時(shí)，為防止煤粉爆炸，應(yīng)控制煤粉的（）。A.灰分含量B.揮發(fā)分含量C.水分含量D.固定碳含量答案：B10.鎳硫化礦火法冶煉中，“高鎳锍”的主要成分是（）。A.NiS、CuS、FeSB.NiO、CuO、FeOC.Ni、Cu、Fe合金D.NiSO?、CuSO?、FeSO?答案：A二、填空題（每空1分，共20分）1.高爐煉鐵的主要產(chǎn)品是生鐵和（），副產(chǎn)品包括高爐煤氣和爐渣。答案：爐塵2.轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中，吹煉前期（0-4min）主要發(fā)生（）和（）的氧化反應(yīng)。答案：硅；錳3.鋁電解槽的陰極材料通常為（），陽(yáng)極材料為（）。答案：炭塊；預(yù)焙陽(yáng)極（或炭陽(yáng)極）4.銅火法精煉的主要目的是脫除（）、（）等雜質(zhì)，得到陽(yáng)極銅。答案：硫；氧（或其他雜質(zhì)如鉛、鋅等）5.高爐爐缸堆積的主要表現(xiàn)為爐溫（）、鐵水含硫（）。答案：難行；升高6.電爐煉鋼常用的造渣制度包括（）渣和（）渣操作，前者用于脫磷，后者用于脫硫。答案：氧化；還原7.鉛電解精煉時(shí)，陽(yáng)極泥的主要成分是（）、（）等貴金屬及難溶化合物。答案：金；銀（或鉑、鈀等）8.鎳鐵冶煉（RKEF工藝）的關(guān)鍵步驟包括（）、（）和電爐還原熔煉。答案：紅土鎳礦干燥；回轉(zhuǎn)窯預(yù)還原9.轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)控制的“雙命中”是指（）和（）同時(shí)達(dá)到目標(biāo)值。答案：鋼水成分；溫度10.高爐煤氣的主要可燃成分是（）和（），其熱值約為3000-4000kJ/m3。答案：CO；H?三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述高爐爐渣的主要作用。答案：高爐爐渣的主要作用包括：①分離鐵與雜質(zhì)：通過(guò)熔化的爐渣將鐵水中的有害元素（如硫）轉(zhuǎn)移到渣相中，降低鐵水雜質(zhì)含量；②調(diào)節(jié)爐況：爐渣的流動(dòng)性、堿度等性質(zhì)直接影響高爐內(nèi)料柱透氣性和熱量傳遞，穩(wěn)定爐渣性能可保障高爐順行；③回收資源：爐渣經(jīng)處理后可用于生產(chǎn)水泥、礦渣微粉等建材，實(shí)現(xiàn)資源綜合利用；④保護(hù)爐襯：液態(tài)渣層附著在爐墻上形成“渣皮”，減少高溫熔體對(duì)爐襯的侵蝕。2.比較頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐與傳統(tǒng)頂吹轉(zhuǎn)爐的工藝優(yōu)勢(shì)。答案：頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐相比傳統(tǒng)頂吹轉(zhuǎn)爐的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：①攪拌效果更優(yōu)：底吹氣體（如N?、Ar）強(qiáng)化熔池?cái)嚢?，促進(jìn)鋼渣反應(yīng)均勻，減少成分和溫度偏差；②金屬收得率高：熔池?cái)嚢韪纳铺佳醴磻?yīng)動(dòng)力學(xué)，終點(diǎn)鋼水殘錳量更高，減少合金消耗；③終點(diǎn)控制更精準(zhǔn)：可通過(guò)調(diào)整底吹氣體流量控制熔池反應(yīng)速率，降低終點(diǎn)氧含量，減少鋼中夾雜物；④渣中FeO含量低：底吹氣體促進(jìn)FeO參與反應(yīng)，降低渣中氧化性，減輕爐襯侵蝕；⑤適應(yīng)多鋼種冶煉：可通過(guò)調(diào)節(jié)頂?shù)状禋怏w比例，靈活控制吹煉過(guò)程，滿足不同鋼種（如低碳鋼、超低碳鋼）的生產(chǎn)需求。3.簡(jiǎn)述銅閃速熔煉的工藝特點(diǎn)及關(guān)鍵控制參數(shù)。答案：銅閃速熔煉的工藝特點(diǎn)：①反應(yīng)速度快：精礦以細(xì)顆粒（-200目占90%以上）噴入反應(yīng)塔，與富氧空氣充分接觸，氧化反應(yīng)在0.5-2秒內(nèi)完成；②自熱程度高：硫化物氧化釋放大量熱，僅需補(bǔ)充少量燃料即可維持熔煉溫度（1450-1550℃）；③硫捕集率高：密閉熔煉系統(tǒng)配合高效收塵，硫回收率可達(dá)95%以上，減少SO?污染；④產(chǎn)物分離好：熔體在沉淀池中分層，得到冰銅（Cu?S-FeS）和爐渣（FeO-SiO?）。關(guān)鍵控制參數(shù)包括：精礦粒度、氧氣濃度（80%-95%）、氧料比（決定冰銅品位）、反應(yīng)塔溫度、沉淀池熔體停留時(shí)間（≥30min）。4.分析高爐鐵水含硫量超標(biāo)的可能原因及調(diào)整措施。答案：可能原因：①爐渣堿度偏低：CaO含量不足，降低渣相脫硫能力（脫硫反應(yīng)：[FeS]+(CaO)=(CaS)+(FeO)）；②爐溫（物理熱）不足：鐵水溫度低，降低硫在渣鐵間的分配系數(shù)（L_s=[S]/(S)）；③焦炭質(zhì)量差：焦炭含硫量高（>1.0%）或反應(yīng)性過(guò)高（CRI>35%），導(dǎo)致硫負(fù)荷增加；④爐況不順：料柱透氣性差，煤氣分布不均，影響硫的還原與轉(zhuǎn)移。調(diào)整措施：①提高爐渣堿度（二元堿度由1.05-1.10調(diào)至1.10-1.15），適當(dāng)增加石灰石用量；②提高風(fēng)溫（由1150℃升至1200℃）或減少噴煤量，提升爐缸溫度；③更換低硫焦炭（含硫<0.8%），降低入爐硫負(fù)荷；④調(diào)整裝料制度（如縮小礦批、增加正裝比例），改善料柱透氣性，促進(jìn)煤氣與爐料充分接觸。5.簡(jiǎn)述電爐煉鋼脫磷的熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)條件。答案：脫磷反應(yīng)為：2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P?O?)+5[Fe]。熱力學(xué)條件：①高堿度：爐渣中CaO含量高（R=3.0-4.0），促進(jìn)P?O?與CaO結(jié)合成穩(wěn)定的磷酸鈣；②強(qiáng)氧化性：渣中FeO含量高（15%-25%），提供足夠的氧勢(shì)；③較低溫度：脫磷為放熱反應(yīng)（ΔH<0），低溫（1550-1600℃）有利于平衡向脫磷方向移動(dòng)。動(dòng)力學(xué)條件：①良好的熔池?cái)嚢瑁ㄍㄟ^(guò)底吹氬氣或電爐吹氧），促進(jìn)鋼渣界面反應(yīng)；②爐渣流動(dòng)性好（適當(dāng)加入螢石或MgO降低粘度），減少傳質(zhì)阻力；③足夠的反應(yīng)時(shí)間（氧化期脫磷時(shí)間≥15min），確保磷充分轉(zhuǎn)移至渣相。四、綜合分析題（每題10分，共20分）1.某高爐近期出現(xiàn)爐溫波動(dòng)大、鐵水硅含量不穩(wěn)定（[Si]在0.3%-0.8%間波動(dòng)）的問(wèn)題，結(jié)合高爐冶煉原理分析可能原因，并提出針對(duì)性調(diào)整措施。答案：可能原因分析：①原燃料質(zhì)量波動(dòng)：礦石品位（TFe）或焦炭強(qiáng)度（M40）波動(dòng)，導(dǎo)致透氣性變化，影響爐內(nèi)熱量分布；②送風(fēng)制度不穩(wěn)定：風(fēng)溫、風(fēng)量波動(dòng)（如熱風(fēng)爐換爐頻繁），或風(fēng)口面積不匹配（部分風(fēng)口結(jié)焦），導(dǎo)致?tīng)t缸熱負(fù)荷不均；③裝料制度不合理：布料矩陣（礦焦角差、圈數(shù)）調(diào)整不及時(shí)，煤氣分布（邊緣或中心氣流）不穩(wěn)定，影響軟熔帶位置；④操作參數(shù)調(diào)整滯后：爐溫判斷依賴經(jīng)驗(yàn)（如看鐵水火花、鐵樣斷口），未及時(shí)根據(jù)料速、風(fēng)壓等數(shù)據(jù)調(diào)整焦炭負(fù)荷（K）。調(diào)整措施：①穩(wěn)定原燃料質(zhì)量：加強(qiáng)礦石篩分（入爐粉末<5%），控制焦炭水分（<5%）和硫含量（<0.8%），減少成分波動(dòng)；②優(yōu)化送風(fēng)制度：穩(wěn)定風(fēng)溫（波動(dòng)≤20℃），定期清理風(fēng)口（確保風(fēng)口面積均勻），適當(dāng)提高鼓風(fēng)濕度（5-8g/m3）穩(wěn)定理論燃燒溫度；③調(diào)整裝料制度：根據(jù)煤氣分布（CO?曲線）調(diào)整布料矩陣，若邊緣氣流過(guò)強(qiáng)（CO?邊緣<12%），可增加中心焦量或縮小礦角；④強(qiáng)化爐溫監(jiān)控：利用爐頂紅外成像、爐身溫度檢測(cè)等手段實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)爐內(nèi)狀態(tài)，結(jié)合鐵水[Si]與[Ti]（[Ti]反映爐缸熱儲(chǔ)備）數(shù)據(jù)，提前0.5-1小時(shí)調(diào)整焦炭負(fù)荷（每波動(dòng)0.1%[Si]，調(diào)整K=0.02-0.03t焦/t礦）。2.某廠采用100t電弧爐冶煉304不銹鋼（含Cr18%-20%），生產(chǎn)中出現(xiàn)鉻收得率低（僅85%-90%，正常應(yīng)≥95%）的問(wèn)題，分析可能原因，并提出改進(jìn)措施。答案：可能原因分析：①氧化期操作不當(dāng)：過(guò)早加入鉻鐵或氧化期溫度過(guò)高（>1650℃），導(dǎo)致Cr大量氧化（反應(yīng)：2[Cr]+3(FeO)=(Cr?O?)+3[Fe]）；②還原期造渣不良：還原渣堿度低（R<2.5）或還原性不足（FeO>1%），無(wú)法有效還原渣中Cr?O?；③吹氧制度不合理：氧氣流量過(guò)大（>40m3/t）或槍位過(guò)低，加劇鉻的氧化；④原料帶入雜質(zhì)：廢鋼中含較多低品位鉻鐵（Cr<50%）或油污，增加鉻的燒損；⑤出鋼過(guò)程下渣：鋼包內(nèi)殘留氧化渣未倒凈，與鋼水接觸導(dǎo)致二次氧化。改進(jìn)措施：①優(yōu)化加料順序：采用“留鋼留渣”操作，先熔化低碳廢鋼，氧化期脫除C、P后，再加入高碳鉻鐵（Cr≥60%），避免鉻過(guò)早氧化；②控制氧化期溫度：氧化期終點(diǎn)溫度≤1620℃，減少Cr的氧化動(dòng)力學(xué)條件；③強(qiáng)化還原期操作：加入硅鈣合金（CaSi）或鋁粒（Al）脫氧，造高堿度還原渣（R=3.0-3.5，CaO: