2025年转炉炼钢设备试题及答案

2025年转炉炼钢设备试题及答案一、单项选择题（每题1分，共30分）1.2025年主流转炉炉衬工作层最普遍采用的材质组合是A.焦油镁砖+铝镁碳砖B.全镁碳砖+微孔镁砂填缝C.铝镁尖晶石浇注料+石墨烯增强镁碳砖D.镁铝铬复合砖+纳米ZrO₂涂层答案：C2.在“零碳钢厂”示范线中，转炉二次燃烧枪供氧浓度已提升至A.45%B.65%C.85%D.99%答案：D3.采用电磁出钢技术后，转炉出钢口寿命由传统120次提高到A.180次B.220次C.260次D.320次答案：D4.2025年投产的“智慧4.0转炉”其烟气分析滞后时间被压缩至A.0.8sB.1.2sC.1.8sD.2.5s答案：A5.当量石灰消耗量计算式中，SiO₂的活度系数在1600℃下取值为A.1.0B.1.4C.1.8D.2.2答案：B6.转炉溅渣护炉阶段，枪位控制模型采用的最优冲击深度比为熔池深度的A.0.25B.0.35C.0.45D.0.55答案：C7.在氢基复吹工艺中，底吹H₂流量上限受限于A.钢液吸氢饱和溶解度B.喷嘴出口马赫数C.炉底耐材热震指数D.烟气中H₂爆炸下限答案：D8.采用“声发射+激光多普勒”联合检测炉衬残厚时，其误差可控制在A.±2mmB.±5mmC.±8mmD.±12mm答案：B9.转炉煤气回收系统2025年最低热值要求为A.5.0MJ/Nm³B.6.0MJ/Nm³C.7.2MJ/Nm³D.8.5MJ/Nm³答案：C10.基于数字孪生的动态调度系统，其仿真步长一般取A.50msB.100msC.200msD.500ms答案：B11.在熔池均混时间τ₉₅的物理模拟中，满足动力相似的修正弗劳德数Fr′定义为A.ρgL²/σB.ρv²/ΔρgLC.ρv²/ρgLD.ΔρgL³/ρv²答案：B12.转炉大面修补料加入0.3%石墨烯后，其热导率提升约A.15%B.25%C.40%D.60%答案：C13.采用“量子级联激光”在线测HCl，其检测限可达A.0.1ppmB.0.5ppmC.1.0ppmD.2.0ppm答案：A14.当转炉熔池碳氧积m=[C]·[O]降至0.0018时，对应的钢液碳含量约为A.0.03%B.0.06%C.0.10%D.0.15%答案：B15.2025年最新规范要求，转炉高层框架水平振动加速度峰值不超过A.0.05m/s²B.0.10m/s²C.0.15m/s²D.0.20m/s²答案：B16.在“熔融还原+转炉”短流程中，预还原球团金属化率需达到A.65%B.75%C.85%D.95%答案：D17.转炉炉壳最大环向应力通常出现在A.耳轴下方30°B.耳轴水平线C.耳轴上方30°D.出钢口轴线答案：A18.采用“溅渣+喷补”联合护炉，每吨钢耐材消耗已降至A.0.8kgB.1.2kgC.1.8kgD.2.5kg答案：A19.在副枪TSO探头中，热电偶丝材采用Mo-Nb合金后，其寿命提高A.15%B.30%C.45%D.60%答案：B20.转炉一次除尘干法系统入口含尘浓度限值为A.2g/Nm³B.5g/Nm³C.8g/Nm³D.12g/Nm³答案：B21.当采用“全氧冶炼”时，转炉烟气量相比空气吹炼减少约A.30%B.50%C.70%D.90%答案：C22.基于5G+AR的远程运维系统，其端到端时延可压缩至A.10msB.20msC.40msD.80ms答案：B23.转炉底吹透气砖狭缝宽度由0.15mm减至0.08mm后，气泡平均直径A.增大15%B.增大5%C.减小10%D.减小25%答案：D24.在“碳捕集+转炉”联产线中，CO₂液化能耗已降至A.0.8GJ/tCO₂B.1.2GJ/tCO₂C.1.8GJ/tCO₂D.2.5GJ/tCO₂答案：A25.转炉炉口结厚超过A.200mmB.300mmC.400mmD.500mm时，必须安排在线清渣。答案：B26.采用“声纳化渣”技术，化渣率可稳定达到A.85%B.90%C.95%D.99%答案：C27.转炉煤气风机采用磁悬浮轴承后，电耗下降A.5%B.10%C.15%D.25%答案：D28.在“氢闪熔”试验中，转炉熔池升温速率达到A.5℃/minB.10℃/minC.15℃/minD.25℃/min答案：D29.转炉钢包车轨道接头采用“激光熔覆+超声冲击”复合工艺，其寿命延长A.1.5倍B.2.0倍C.2.5倍D.3.0倍答案：C30.2025年行业标杆企业转炉工序能耗最低纪录为A.-28kgce/tB.-32kgce/tC.-36kgce/tD.-40kgce/t答案：B二、多项选择题（每题2分，共20分）31.下列哪些因素会显著影响转炉终点氧势A.枪位高度B.底吹Ar流量C.炉膛压力D.铁水Si含量E.废钢加入量答案：ABCD32.关于“氢氧复吹”工艺，正确的描述有A.需提高炉底冷却强度B.烟气中H₂O分压显著升高C.熔池搅拌能密度下降D.钢液吸氢风险可控E.需采用铜钢复合吹枪答案：ABDE33.采用“量子点荧光”在线测渣中FeO含量时，需校正A.渣层厚度B.渣中MnOC.炉膛CO分压D.荧光猝灭效应E.探头插入角度答案：ABDE34.转炉“智慧炼钢”边缘计算节点需完成A.火焰光谱特征提取B.声发射信号滤波C.煤气回收阀PID整定D.副枪数据拟合E.计划排程优化答案：ABCD35.炉衬用石墨烯增强镁碳砖的性能提升包括A.热导率↑B.弹性模量↓C.抗渣性↑D.氧化失重率↓E.热膨胀系数↑答案：ABCD36.转炉一次除尘灰资源化利用途径有A.烧结配料B.转炉化渣C.水泥窑协同D.湿法提锌E.制备微晶玻璃答案：ABCDE37.关于“熔融还原+转炉”短流程，正确的有A.取消焦炉B.降低SOx排放C.提高钢水纯净度D.减少石灰消耗E.增加废钢比弹性答案：ABDE38.转炉炉壳在线监测技术包括A.光纤光栅应变B.数字图像相关C.超声导波D.红外热像E.电磁涡流答案：ABCD39.采用“溅渣护炉”时，影响溅渣层厚度的因素有A.枪位B.熔渣粘度C.炉膛CO分压D.溅渣时间E.熔池温度答案：ABDE40.2025年转炉煤气回收系统增设的精除尘设备有A.陶瓷滤管B.金属膜C.湿式电除尘D.旋流板塔E.超细布袋答案：ABCE三、判断题（每题1分，共10分）41.转炉采用“全废钢+氢能”冶炼时，炉膛热负荷将高于传统铁水路线。答案：对42.石墨烯加入量超过0.5%后，镁碳砖的抗热震性能反而下降。答案：对43.转炉烟气中HCl浓度与废钢中塑料含量呈线性正相关。答案：错44.采用“量子级联激光”测CO，其精度不受烟气中水蒸气干扰。答案：错45.炉口直径扩大10%，二次燃烧率将提高约5%。答案：对46.转炉底吹透气砖狭缝越宽，气泡越易合并，搅拌效率越高。答案：错47.在“氢闪熔”模式下，转炉需额外增设水冷炉帽。答案：对48.电磁出钢技术可完全消除出钢下渣。答案：错49.转炉工序负能炼钢的核心是煤气与蒸汽高效回收。答案：对50.采用“声发射”测炉衬残厚时，传感器需布置在炉壳外表面。答案：对四、填空题（每空1分，共20分）51.2025年主流转炉炉容比已优化至________m³/t。答案：0.8552.转炉“氢氧复吹”安全连锁中，烟气H₂体积分数报警上限为________%。答案：453.采用“量子点荧光”测渣中FeO，其激发波长为________nm。答案：45054.石墨烯增强镁碳砖的体积密度提高至________g/cm³。答案：3.0555.转炉煤气回收系统2025年最低热值要求为________MJ/Nm³。答案：7.256.炉衬残厚监测中，激光多普勒测速仪的采样频率为________kHz。答案：5057.转炉“智慧4.0”边缘计算节点CPU主频不低于________GHz。答案：2.658.电磁出钢系统线圈冷却水流量为________m³/h。答案：12059.转炉二次燃烧枪出口马赫数设计为________。答案：2.260.采用“氢闪熔”技术，熔池升温速率可达________℃/min。答案：2561.转炉炉壳最大环向应力一般出现在耳轴下方________°。答案：3062.转炉一次除尘干法系统入口含尘浓度限值为________g/Nm³。答案：563.转炉底吹透气砖狭缝宽度减至________mm后，气泡平均直径减小25%。答案：0.0864.转炉煤气风机采用磁悬浮轴承后，电耗下降________%。答案：2565.转炉钢包车轨道接头激光熔覆层厚度为________mm。答案：366.转炉炉口结厚超过________mm时必须安排在线清渣。答案：30067.转炉“声纳化渣”技术化渣率可达________%。答案：9568.转炉工序能耗最低纪录为-________kgce/t。答案：3269.转炉副枪TSO探头热电偶丝材采用Mo-Nb合金后，寿命提高________%。答案：3070.转炉烟气分析滞后时间被压缩至________s。答案：0.8五、计算题（共30分）71.（10分）某220t转炉采用氢基复吹，铁水条件：[C]=4.2%，[Si]=0.45%，[P]=0.12%，温度1350℃。目标终点[C]=0.04%，[P]=0.015%，温度1650℃。已知：（1）矿石冷却效应1kg/t·℃；（2）废钢冷却效应3.5kg/t·℃；（3）氢燃烧热120MJ/kmol；（4）CO燃烧热285MJ/kmol；（5）铁水比热0.84kJ/kg·℃；（6）钢液比热0.70kJ/kg·℃；（7）Si氧化放热2870kJ/kg；（8）C氧化放热9400kJ/kg（至CO），13800kJ/kg（至CO₂）；（9）P氧化放热18500kJ/kg；（10）渣量目标90kg/t；（11）FeO取15%；（12）石灰有效CaO=85%，SiO₂=2%；（13）终渣碱度R=3.5；（14）金属收得率98%。求：①总冷却剂用量（矿石+废钢）；②需氢气量（Nm³/t）；③石灰加入量（kg/t）。解：①热量收入：Si氧化：0.45%×2870=12.92MJ/tC氧化：脱碳量=4.2%-0.04%=4.16%，其中90%→CO，10%→CO₂CO部分：4.16%×0.9×9400=35.19MJ/tCO₂部分：4.16%×0.1×13800=5.74MJ/tP氧化：0.12%-0.015%=0.105%×18500=1.94MJ/t合计：55.79MJ/t热量支出：升温：220t×(1650-1350)×0.70=46.2MJ/t渣加热：90kg×1.2×(1650-25)=0.18MJ/t（忽略）烟气带走、辐射等损失取8%，需热=46.2/0.92=50.22MJ/t剩余热量=55.79-50.22=5.57MJ/t设矿石xkg，废钢ykg，冷却效应：x+3.5y=5570kJ另需满足金属平衡：废钢熔化后收得98%，故废钢加入量y应满足铁水比=220t，收得98%×(220+y)=220，解得y≈4.5t/t，显然不合理，故改用矿石为主。取废钢比10%，即22t/炉，y=100kg/t，则x=5570-3.5×100=2070kg/t，仍过大。重新核算：实际转炉需补充冷却剂仅针对剩余热量5.57MJ/t，即5570kJ/t，若全用矿石，x=5.57kg/t；若全用废钢，y=1.6kg/t。综合考虑装入制度，取矿石5kg/t，废钢1kg/t。②氢气燃烧补充热量：目标提高熔池热效率，假设氢燃烧提供5%热量，即2.5MJ/t，需H₂：2.5×1000/120=20.8mol/t=0.467Nm³/t③石灰加入量：渣中SiO₂=90×15%/(1+3.5)=3.86kg/t需CaO=3.86×3.5=13.5kg/t石灰=13.5/0.85=15.9kg/t，取16kg/t答：①矿石5kg/t，废钢1kg/t；②氢气0.47Nm³/t；③石灰16kg/t。72.（10分）某150t转炉炉衬残厚监测采用声发射+激光多普勒联合模型，已知：声发射波速v=5500m/s，炉衬原始厚度500mm，残厚d，飞行时间差Δt=2(d₀-d)/v。激光多普勒测得炉壳振动频率f=820Hz，振幅A=0.12mm，炉壳密度ρ=7850kg/m³，弹性模量E=2.1×10¹¹Pa，厚度t=60mm。求：①当Δt=36μs时，残厚d；②炉壳最大环向应力σ；③若要求σ≤80MPa，最大允许振幅A。解：①Δt=36×10⁻⁶=2(0.5-d)/5500解得d=0.401m=401mm②炉壳环向应力由振动引起，σ=E·ε，ε=A·k，k=2πf/v，v=√(E/ρ)=√(2.1×10¹¹/7850)=5170m/sk=2π×820/5170=0.996m⁻¹ε=0.