2025年炼钢试题及答案

2025年炼钢试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.在转炉吹炼过程中，炉渣中FeO含量突然升高，最可能的原因是A.铁水硅含量偏高  B.氧枪高度过低  C.冷却剂加入过量  D.底吹氩流量过大答案：C解析：冷却剂加入过量导致熔池温度骤降，碳氧反应受限，FeO积聚。2.某厂采用“双渣法”冶炼低碳铝镇静钢，第一次倒渣温度控制目标为A.1580℃  B.1620℃  C.1520℃  D.1480℃答案：C解析：第一次倒渣需保证脱磷效率，1520℃左右磷分配比最高。3.电炉炼钢中，废钢中残留Cu元素对成品性能的主要危害是A.热脆  B.冷脆  C.白点  D.层状撕裂答案：A解析：Cu在晶界富集，热轧时形成网状低熔点相，导致表面网状裂纹。4.RH真空处理时，提升气体流量由1200L/min提至1500L/min，环流管内壁冲刷速率变化趋势为A.线性增加  B.指数增加  C.对数增加  D.先降后增答案：B解析：环流速度近似与提升气体流量的1.8次方成正比，管壁剪切应力呈指数关系。5.连铸板坯中心偏评级的金相检验取样位置规定为A.厚度1/4处  B.厚度1/2处  C.表面下10mm  D.任意截面答案：B解析：中心偏析位于凝固末端，即厚度中心。6.转炉复吹工艺中，底吹CO₂与N₂相比，对钢水终点氮含量的影响A.降低5ppm  B.升高3ppm  C.基本一致  D.降低15ppm答案：D解析：CO₂在高温下分解为CO+O，氧势升高，抑制钢水吸氮，终点氮可降15ppm。7.高铝钢（Al≥0.8%）连铸使用熔融保护渣，其碱度（CaO/SiO₂）应设计为A.0.6  B.0.9  C.1.2  D.1.5答案：A解析：高铝钢易与渣中SiO₂反应，低碱度可减少Al₂O₃夹杂。8.电炉采用废钢预热+竖井电弧技术，吨钢电耗可下降A.30kWh  B.60kWh  C.120kWh  D.200kWh答案：C解析：烟气余热可将废钢预热至400℃，吨钢电耗下降约120kWh。9.钢包渣改质剂中Al/Si质量比对MgO-C砖侵蚀指数的影响规律为A.线性正相关  B.线性负相关  C.抛物线极值  D.指数衰减答案：C解析：Al/Si≈0.7时渣中莫来石析出，粘度突增，侵蚀指数最低。10.采用碳纳米管增强MgO-C砖，其高温抗折强度（1400℃）提升幅度A.5%  B.15%  C.30%  D.50%答案：C解析：碳纳米管桥接裂纹，1400℃下仍保持纤维拔出效应，强度提升约30%。11.转炉出钢挡渣镖锥角由60°改为45°，挡渣效率A.降低2%  B.提高5%  C.提高10%  D.无显著变化答案：B解析：锥角减小，湍流强度降低，涡流卷渣量减少，挡渣效率提高5%。12.连铸轻压下技术中，压下量每增加0.5mm，中心碳偏析指数平均A.升高0.02  B.降低0.05  C.降低0.10  D.升高0.08答案：B解析：0.5mm压下量可补偿凝固收缩，降低中心偏析0.05。13.钢水钙处理后，Al₂O₃夹杂转变路径为A.Al₂O₃→CA₂→CA  B.Al₂O₃→CA→CA6  C.Al₂O₃→CA6→C12A7  D.Al₂O₃→C3A答案：A解析：低Ca/Al比时依次生成CA₂、CA，塑性化效果最佳。14.电炉冶炼不锈钢，提高Cr收得率最有效的措施是A.提高二次电压  B.降低氧枪高度  C.采用硅热还原  D.增加泡沫渣厚度答案：C解析：硅热还原可将渣中Cr₂O₃还原，Cr收得率提高8%。15.转炉煤气回收系统，氧含量在线分析仪安装位置应选在A.裙罩入口  B.三通阀后  C.水封槽前  D.煤气柜入口答案：B解析：三通阀后气流稳定，响应快，可快速切断回收。二、多项选择题（每题3分，共30分）16.下列因素中，会提高转炉终点氧活度的有A.铁水锰高  B.终点碳低  C.炉渣FeO高  D.出钢温度高  E.底吹氩大答案：B、C、D解析：碳低、FeO高、温度高均提高氧活度；锰高、氩搅拌影响小。17.电炉炼钢采用废钢+直接还原铁（DRI）热装，可带来的效果A.降低电耗  B.减少电极消耗  C.提高钢水氮含量  D.缩短冶炼周期  E.提高磷去除率答案：A、B、D解析：DRI金属化率高，降低电耗与电极消耗，缩短周期；氮、磷变化小。18.连铸坯表面纵裂与下列哪些参数密切相关A.结晶器锥度  B.保护渣熔化速率  C.水口插入深度  D.拉速波动  E.二冷比水量答案：A、B、C、D解析：锥度不足、渣熔速慢、水口浅、拉速波动均导致纵裂；二冷主要影响内裂。19.钢水经钙处理后，可获得的效果A.降低Al₂O₃熔点  B.减少水口堵塞  C.提高冲击韧性  D.降低氢致裂纹风险  E.提高抗拉强度答案：A、B、C解析：钙处理使夹杂球化，降低熔点，减少堵塞，提高横向冲击；氢裂纹与强度关系小。20.转炉复吹气体介质可采用A.N₂  B.Ar  C.CO₂  D.O₂  E.CH₄答案：A、B、C解析：O₂用于顶吹，CH₄裂解增H，不宜底吹。21.RH脱气过程中，提升气体流量过大可能导致A.钢水喷溅  B.环流管侵蚀加剧  C.真空泵负荷降低  D.温降加大  E.夹杂物上浮时间缩短答案：A、B、D解析：流量大导致喷溅、侵蚀、温降；泵负荷增加，夹杂物上浮时间延长。22.高牌号无取向硅钢要求成品中A.碳≤30ppm  B.硫≤50ppm  C.铝0.3%  D.氧≤20ppm  E.氮≤30ppm答案：A、D、E解析：高牌号硅钢需极低碳、氧、氮；硫≤30ppm，铝0.8%以上。23.电炉泡沫渣操作良好的标志A.电弧埋入渣中  B.噪音降低10dB  C.电极消耗下降  D.渣中FeO升高  E.炉衬热点区减少答案：A、B、C、E解析：泡沫渣埋弧，噪音降，电极消耗降，热点减少；FeO应降低。24.连铸坯中心疏松评级图参照A.ASTME381  B.GB/T226  C.JISG0555  D.ISO4968  E.SEP1584答案：A、B、D解析：ASTME381、GB/T226、ISO4968均含中心疏松图谱。25.转炉煤气回收系统设置在线CO分析仪的目的A.计算热值  B.判断吹炼进程  C.控制回收切换  D.预测炉口喷溅  E.优化供氧强度答案：A、C解析：CO含量决定热值，与回收切换直接相关；与喷溅、供氧关系弱。三、填空题（每空2分，共40分）26.转炉吹炼中期，碳氧反应区位于________与________交界，温度约________℃。答案：金属液滴；炉渣；1650解析：乳化液滴表面碳氧反应剧烈，温度峰值1650℃。27.电炉采用废钢预热至400℃，理论吨钢可节电________kWh，计算式为________。答案：96；Q=cmΔT=0.5kJ/(kg·K)×1000kg×400K÷3.6解析：废钢比热0.5，ΔT=400K，1kWh=3.6MJ。28.RH真空度由2mbar降至0.5mbar，氢传质系数提高________倍，依据________定律。答案：2；双膜理论kH∝√(1/P)解析：氢传质系数与真空度平方根成正比。29.连铸结晶器铜板镀层常用________+________双层结构，镀层厚度各________mm。答案：Ni-Co；Cr；2；0.5解析：Ni-Co层提高导热，Cr层耐磨，总厚2.5mm。30.钢水钙线喂入速度过快，会导致________、________两种不良现象。答案：钙蒸汽喷溅；钢水局部沸腾增氮解析：钙沸点1484℃，速度过快气化剧烈。31.高铝钢保护渣中，常用________替代部分SiO₂，以控制________活度。答案：B₂O₃；Al₂O₃解析：B₂O₃酸性，降低Al₂O₃活度，减少夹杂。32.转炉复吹透气砖狭缝宽度磨损至________mm时需更换，以保证________。答案：0.3；吹氩流量稳定解析：狭缝>0.3mm气流分散，搅拌能下降。33.电炉冶炼不锈钢，Cr₂O₃被Si还原反应式为________，标准吉布斯自由能ΔG°=________kJ/mol（1600℃）。答案：2Cr₂O₃+3Si=4Cr+3SiO₂；−220解析：1600℃下ΔG°负值，还原可行。34.连铸轻压下区间应位于________分数0.3～0.8，对应坯壳厚度________mm。答案：固相；40～80解析：固相率0.3～0.8为糊状区，压下有效。35.碳纳米管增强MgO-C砖，其分散剂选用________，添加量________wt%。答案：聚羧酸醚；0.15解析：聚羧酸醚分散CNT，0.15%即可均匀。四、判断题（每题1分，共20分）36.转炉吹炼过程，铁水磷含量越高，则脱磷效率一定越高。答案：错解析：磷高但碱度、FeO、温度不匹配时，脱磷效率反而下降。37.电炉采用超高功率变压器，可提高功率因数至0.95以上。答案：对解析：超高功率+无功补偿，功率因数可达0.98。38.RH处理过程，环流管直径扩大10%，脱氢速率提高10%。答案：错解析：环流速度∝D²，直径扩大10%，速率提高21%。39.连铸保护渣碱度越高，则结晶器热流密度越大。答案：错解析：碱度高，渣膜结晶相增加，热阻增大，热流下降。40.钢水钙处理后，总氧含量一定下降。答案：错解析：钙处理改变夹杂形态，总氧变化小，甚至略升。41.转炉煤气中CO₂含量升高，说明吹炼进入后期。答案：对解析：后期碳低，CO二次燃烧，CO₂升高。42.电炉炉壁氧燃枪角度向下5°，可提高废钢切割效率。答案：对解析：向下角度增加熔池暴露，切割效率提高8%。43.连铸坯表面振痕深度与负滑脱时间成正比。答案：对解析：负滑脱时间越长，坯壳弯曲越大，振痕深。44.高牌号硅钢连铸，拉速提高10%，等轴晶率下降。答案：对解析：拉速快，温度梯度大，柱状晶发达。45.采用轻压下技术后，中心偏析完全消除。答案：错解析：可降至1.0级以下，但无法完全消除。五、简答题（每题10分，共50分）46.阐述转炉“留渣+双渣”工艺脱磷机理，并给出控制要点。答案：（1）机理：第一次倒渣前低温（1520℃）、高FeO（20%）、高碱度（3.5）促进P₂O₅进入渣中；留渣提供先期脱磷界面，第二次造渣继续脱磷。（2）控制：①一次倒渣碳≥0.6%，防回磷；②石灰加入量=2.5×(Si+P)+留渣量×0.3；③二次开吹氧枪高度提高0.3m，防喷溅；④终点温度≤1600℃，碱度≥3.0。47.说明电炉采用碳纳米管（CNT）增强镁碳砖的制备流程及性能提升。答案：流程：①CNT酸洗纯化→超声分散+聚羧酸醚；②与电熔镁砂、鳞片石墨、酚醛树脂混碾；③等静压成型200MPa；④200℃固化→1400℃埋碳烧成；⑤真空浸渍沥青→二次热处理。性能：1400℃抗折强度由8MPa提至10.5MPa；热震（1100℃水冷）次数由9次提至15次；氧化失重率下降35%。48.分析连铸板坯表面纵裂与保护渣性能的关系，并提出改进措施。答案：关系：①熔化速率慢→渣膜厚→传热不均→纵裂；②碱度高→结晶相增加→热流下降慢→坯壳薄→纵裂；③粘度大→流入不均→润滑差→纵裂。改进：①增加B₂O₃3%，降低熔点；②控制碱度0.95；③降低粘度至0.25Pa·s（1300℃）；④提高碳黑配量至4%，控制熔化速率1.2g/(m²·s)。49.计算题：某厂RH处理100t钢水，初始[H]=4ppm，目标1ppm，环流管直径0.4m，提升气体Ar1200L/min，真空度0.6mbar，温降速率1℃/min，求处理时间。已知kH=0.18min⁻¹（0.6mbar）。答案：ln(C₀/Ct)=kt→ln4=0.18t→t=7.7min考虑温降≤10℃，允许10min，故取8min。答：8min。50.论述高铝钢连铸水口堵塞机理及防止技术。答案：机理：钢水Al与渣或耐火材料SiO₂反应生成Al₂O₃沉积；夹杂物附着内壁长大。防止：①钙处理将Al₂O₃→CA₆→液态CA，Ca/Al=0.08～0.12；②水口内衬改用Al₂O₃-C-ZrO₂，SiO₂<1%；③氩封流量由5L/min提至15L/min，防吸气氧化；④水口预热>1000℃，减少初始附着。六、综合应用题（共30分）51.某厂200t转炉，铁水条件：C4.2%，Si0.4%，Mn0.2%，P0.12%，S0.03%，温度1350℃。目标成品：C0.04%，P0.015%，S0.010%，温度1600℃。采用“留渣+双渣”工艺，废钢比15%，矿石冷却。请完成：（1）物