2025年金屬煉制培訓(xùn)考試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.高爐煉鐵過程中，爐內(nèi)直接還原反應(yīng)（FeO+C=Fe+CO）主要發(fā)生在（）區(qū)域。A.爐頂B.爐身中上部C.爐腰至爐腹D.爐缸答案：C（解析：爐腰至爐腹溫度較高，碳質(zhì)還原劑活躍，直接還原在此區(qū)域占比增加）2.轉(zhuǎn)爐煉鋼時，若終點鋼水氧化性過強（[O]＞800ppm），最可能導(dǎo)致的缺陷是（）。A.氫脆B.縮孔C.夾雜物增多D.表面裂紋答案：C（解析：氧化性過強會增加脫氧產(chǎn)物（如Al?O?、SiO?）數(shù)量，導(dǎo)致夾雜物超標）3.鋁電解生產(chǎn)中，陽極效應(yīng)發(fā)生時，槽電壓會（）。A.顯著升高B.顯著降低C.保持穩(wěn)定D.波動無序答案：A（解析：陽極效應(yīng)是因氧化鋁濃度過低，陽極表面被氣體膜覆蓋，電阻增大導(dǎo)致電壓驟升）4.銅閃速熔煉過程中，控制氧料比（O?與干精礦質(zhì)量比）的核心目的是（）。A.調(diào)節(jié)熔體溫度B.提高硫的捕集率C.降低渣含銅量D.促進鐵的氧化造渣答案：D（解析：氧料比直接影響FeS氧化為FeO的程度，進而影響造渣效率和渣型）5.氫基豎爐煉鐵技術(shù)中，氫氣的主要作用是（）。A.僅作為還原劑B.僅作為燃料提供熱量C.同時作為還原劑和熱源D.調(diào)節(jié)爐內(nèi)氣氛濕度答案：C（解析：氫氣在還原鐵礦石（Fe?O?+3H?=2Fe+3H?O）的同時，其燃燒反應(yīng)（2H?+O?=2H?O）釋放熱量維持爐溫）6.鎂合金熔煉時，通常加入六氯乙烷（C?Cl?）的主要目的是（）。A.脫氧B.除氣（除氫）C.細化晶粒D.提高流動性答案：B（解析：六氯乙烷分解產(chǎn)生Cl?，與鎂液中氫反應(yīng)提供HCl氣體逸出，實現(xiàn)除氣）7.電弧爐煉鋼中，泡沫渣的主要作用不包括（）。A.保護爐襯B.提高熱效率C.促進脫磷D.降低電耗答案：C（解析：泡沫渣通過覆蓋電弧減少熱損失，保護爐襯，但脫磷主要依賴高堿度、高FeO渣，與泡沫狀態(tài)無直接關(guān)聯(lián)）8.鉛鼓風(fēng)爐熔煉時，渣型控制為硅酸鉛渣（PbO·SiO?）的主要原因是（）。A.降低渣熔點B.提高鉛回收率C.減少硫的揮發(fā)D.防止爐結(jié)答案：B（解析：硅酸鉛渣可溶解部分PbO，減少鉛以氧化物形式隨渣流失，提高直收率）9.鈦海綿生產(chǎn)（克勞爾法）中，還原反應(yīng)（TiCl?+2Mg=Ti+2MgCl?）的最佳溫度范圍是（）。A.500-600℃B.800-900℃C.1200-1300℃D.1500-1600℃答案：B（解析：溫度低于800℃反應(yīng)速率慢，高于900℃鎂和MgCl?蒸氣壓升高，易導(dǎo)致設(shè)備腐蝕和金屬污染）10.鎳紅土礦濕法冶煉（高壓酸浸）中，控制礦漿pH=1.5-2.0的主要目的是（）。A.促進鎳、鈷溶解B.抑制鐵、鋁溶解C.防止設(shè)備酸腐蝕D.提高溶液穩(wěn)定性答案：B（解析：pH過低（＜1.5）會導(dǎo)致鐵、鋁大量溶解，增加后續(xù)除雜難度；pH過高（＞2.0）則鎳、鈷溶解率下降）11.感應(yīng)電爐熔煉不銹鋼時，若爐襯為鎂質(zhì)（MgO），則爐渣堿度應(yīng)控制（）。A.＜1.0（酸性）B.1.0-1.5（中性）C.＞1.5（堿性）D.無特殊要求答案：C（解析：鎂質(zhì)爐襯為堿性，需匹配堿性渣（CaO/SiO?＞1.5）以減少爐襯侵蝕）12.鋅精餾過程中，鎘的分離主要利用（）差異。A.密度B.熔點C.沸點D.表面張力答案：C（解析：鋅沸點907℃，鎘沸點765℃，通過分餾塔利用沸點差異實現(xiàn)分離）13.貴金屬（金、鉑）精煉時，“王水溶解-萃取”工藝中，王水的組成是（）。A.濃鹽酸:濃硝酸=3:1（體積比）B.濃鹽酸:濃硝酸=1:3（體積比）C.濃硫酸:濃硝酸=3:1（體積比）D.濃硫酸:濃鹽酸=1:3（體積比）答案：A（解析：王水由3份濃鹽酸和1份濃硝酸混合而成，其強氧化性可溶解金、鉑等貴金屬）14.鋁合金半連續(xù)鑄造時，結(jié)晶器冷卻水強度過大會導(dǎo)致（）。A.鑄錠表面裂紋B.中心縮松C.晶粒粗大D.偏析瘤答案：A（解析：冷卻過快會使鑄錠表層收縮應(yīng)力超過材料強度，引發(fā)表面裂紋）15.鉬精礦氧化焙燒（4MoS?+11O?=2MoO?+4SO?）的最佳氣氛是（）。A.強還原性（CO＞10%）B.弱還原性（CO1-5%）C.中性（O?≈0%）D.氧化性（O?＞8%）答案：D（解析：反應(yīng)需充足氧氣參與，O?濃度＞8%可保證MoS?充分氧化為MoO?，避免提供低價氧化物）二、填空題（每空1分，共20分）1.高爐煉鐵中，焦炭的三大作用是________、________、________。答案：提供熱量（熱源）、作為還原劑（提供CO）、支撐爐料（骨架作用）2.轉(zhuǎn)爐煉鋼終點控制的“雙命中”指________和________同時達標。答案：溫度、成分（或碳含量）3.鋁電解槽的能量平衡中，約50%-60%的電能用于________，其余主要以________形式散失。答案：氧化鋁分解（電解反應(yīng)）、熱輻射（或散熱）4.銅火法精煉的“氧化-還原”階段中，氧化期主要去除________、________等雜質(zhì)；還原期常用還原劑為________。答案：硫、鐵（或鋅、鉛）；重油（或天然氣、氨）5.鈦熔煉（真空自耗電弧爐）時，電極制備需將海綿鈦與合金元素壓制成塊，再通過________工藝焊接成自耗電極。答案：真空電?。ɑ螂娮邮?.鎳锍吹煉（轉(zhuǎn)爐）分為兩個階段：第一階段提供________，第二階段提供________。答案：高鎳锍（Ni?S?）、粗鎳（金屬鎳）7.鉛電解精煉中，陽極泥的主要成分是________、________（至少兩種），是提取貴金屬的重要原料。答案：金、銀（或鉍、銻、硒）8.鎂合金熔煉時，為防止氧化燃燒，通常在熔池表面覆蓋________（如SF?+CO?混合氣體）或________（如RJ-2熔劑）。答案：保護氣體、覆蓋熔劑9.鋅浸出（濕法煉鋅）中，中性浸出的pH控制在________，主要目的是________。答案：5.0-5.2；使鐵、砷、銻等雜質(zhì)水解沉淀10.不銹鋼冶煉（AOD爐）中，通過吹入Ar-O?混合氣體降低CO分壓，實現(xiàn)________（填“脫碳保鉻”或“脫鉻保碳”）的目標。答案：脫碳保鉻三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述高爐煉鐵中“爐渣堿度”的定義及其對冶煉過程的影響。答案：爐渣堿度通常用CaO與SiO?的質(zhì)量比（R=CaO/SiO?）表示，也可考慮MgO、Al?O?等成分的修正（如R=(CaO+MgO)/(SiO?+Al?O?)）。影響：①堿度＜1.0（酸性渣）時，熔點低、流動性好，但脫硫（S2?+CaO=CaS+O2?）能力弱；②堿度1.0-1.2（中性渣）兼顧流動性和脫硫；③堿度＞1.2（堿性渣）脫硫能力強，但熔點升高、黏度增大，可能導(dǎo)致爐況不順（如渣鐵分離困難）。2.轉(zhuǎn)爐煉鋼中，“前期渣”與“后期渣”的主要區(qū)別有哪些？答案：①成分：前期渣（吹煉前5-8min）以SiO?、MnO為主（硅錳氧化產(chǎn)物），堿度（CaO/SiO?）低（＜1.5）；后期渣（吹煉后5-7min）CaO含量升高，堿度＞2.0，F(xiàn)eO含量降低（碳氧反應(yīng)劇烈消耗FeO）。②作用：前期渣主要促進硅錳氧化，保護爐襯；后期渣重點脫磷（2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P?O?)+5[Fe]）和脫硫（[S]+(CaO)=(CaS)+[O]）。③物理狀態(tài)：前期渣流動性好（低熔點），后期渣可能因高堿度出現(xiàn)“返干”（黏度增大）。3.對比火法煉銅（閃速熔煉）與濕法煉銅（堆浸-萃取-電積）的適用場景及優(yōu)缺點。答案：適用場景：火法適合高品位硫化銅礦（Cu＞1%）；濕法適合低品位氧化礦（Cu0.2-0.5%）或廢雜銅回收。優(yōu)點：火法流程短（熔煉→吹煉→精煉）、生產(chǎn)效率高（單爐日處理量＞1000t）；濕法能耗低（無高溫熔煉）、環(huán)保（無SO?排放）、可處理復(fù)雜礦。缺點：火法需配套制酸系統(tǒng)（處理SO?），投資大；濕法周期長（堆浸需數(shù)月），銅回收率略低（90-95%vs火法98%以上）。4.簡述鋁電解生產(chǎn)中“分子比”的定義及其對電解過程的影響。答案：分子比（CR）=冰晶石（Na?AlF?）中NaF與AlF?的摩爾比，實際生產(chǎn)中通過（NaF含量×2）/(AlF?含量×3)計算。影響：①CR＞3.0（堿性電解質(zhì)）：初晶溫度高（＞960℃），導(dǎo)電性好，但Al溶解損失大（易與Na置換）；②CR=2.2-2.8（酸性電解質(zhì)）：初晶溫度低（930-950℃），可降低能耗，且Al在電解質(zhì)中溶解度?。p少損失），但導(dǎo)電性略差，需控制AlF?添加量防止槽電壓升高；③CR＜2.0（強酸性）：黏度增大，氧化鋁溶解速度下降，易出現(xiàn)沉淀。5.鎳紅土礦火法冶煉（回轉(zhuǎn)窯-電爐熔煉）中，“預(yù)還原”的主要目的是什么？需控制哪些關(guān)鍵參數(shù)？答案：預(yù)還原目的：①將部分Fe?O?還原為Fe?O?或金屬鐵，降低電爐熔煉電耗；②使鎳、鈷氧化物優(yōu)先還原為金屬（NiO/CoO比Fe?O?更易還原），提高鎳鈷在鎳锍中的富集率。關(guān)鍵參數(shù)：①溫度（800-1000℃）：過低還原不充分，過高導(dǎo)致物料粘結(jié)；②還原劑（煤或焦炭）添加量（C/O摩爾比0.8-1.2）：過量會導(dǎo)致鐵過度還原（增加渣量），不足則還原不完全；③停留時間（30-60min）：確保反應(yīng)充分進行。四、綜合分析題（每題15分，共30分）1.某煉鋼廠采用“鐵水預(yù)處理（脫硅、脫磷）→轉(zhuǎn)爐煉鋼→LF精煉→連鑄”流程生產(chǎn)Q355B鋼（目標成分：C≤0.20%，Si0.20-0.55%，Mn1.20-1.60%，P≤0.025%，S≤0.020%）。近期連鑄坯檢驗發(fā)現(xiàn)P含量超標（0.030-0.035%），試分析可能原因并提出改進措施。答案：可能原因：①鐵水預(yù)處理脫磷不徹底：預(yù)處理階段渣量不足（石灰加入量少）、溫度過低（＜1300℃，影響脫磷反應(yīng)速率）或攪拌強度不夠（熔池混合不均），導(dǎo)致鐵水初始[P]＞0.030%；②轉(zhuǎn)爐吹煉操作問題：造渣制度不合理（如石灰加入延遲，前期渣堿度＜1.5，無法有效脫磷）、終點溫度過高（＞1680℃，脫磷反應(yīng)（2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P?O?)+5[Fe]）為放熱反應(yīng)，高溫不利于正向進行）；③LF精煉階段回磷：精煉渣堿度降低（如補加酸性合金導(dǎo)致SiO?增加）或渣中FeO過低（無法維持脫磷平衡），導(dǎo)致爐渣中P?O?向鋼水轉(zhuǎn)移（(P?O?)+5[Fe]→2[P]+5(FeO)）。改進措施：①加強鐵水預(yù)處理：優(yōu)化脫磷劑（石灰+FeO）加入量（按鐵水[P]×1.2倍計算），控制預(yù)處理溫度1320-1350℃，延長底吹攪拌時間至8-10min，確保鐵水[P]≤0.020%；②轉(zhuǎn)爐吹煉調(diào)整：提前加入50%石灰（開吹3min內(nèi)），控制中期渣堿度1.8-2.0，終點溫度1620-1650℃，出鋼前檢測[P]，若超標則補加石灰造渣；③LF精煉防回磷：保持渣堿度＞3.0（CaO/SiO?），控制渣中FeO≥2%（加入少量Fe?O?球），避免大量加入硅鐵（Si會降低渣中O2?活度，促進回磷）。2.某鋁廠電解車間近期出現(xiàn)“陽極效應(yīng)頻發(fā)”（每班＞5次，正常＜2次），同時槽電壓波動大（平均4.5V，正常4.1-4.3V），試分析可能原因及解決措施。答案：可能原因：①氧化鋁濃度過低：加料系統(tǒng)故障（如料倉堵塞、打殼氣缸失效）導(dǎo)致氧化鋁未及時補充，電解質(zhì)中Al?O?濃度＜1.5%（正常2-3%），陽極表面被氣體膜覆蓋引發(fā)效應(yīng)；②電解質(zhì)分子比異常：若分子比過低（CR＜2.2），電解質(zhì)初晶溫度下降，氧化鋁溶解度降低（Al?O?在酸性電解質(zhì)中溶解度約4-5%，堿性中約6-7%），易因溶解不足導(dǎo)致缺料；③陽極電流分布不均：個別陽極氧化或脫落（如磷生鐵澆鑄不牢），導(dǎo)致電流集中于其他陽極，局部電流密度過高（＞1A/cm2），加劇氣體膜形成；④槽溫過高：電解質(zhì)溫度＞970℃（正常940-960℃），Al在電解質(zhì)中溶解度增加（約1%），Al與O?反應(yīng)