2025年炼钢原料加工工理论知识考试题(附答案)

2025年炼钢原料加工工理论知识考试题(附答案)一、单项选择题（每题2分，共40分）1.下列属于炼钢用主要含铁原料的是（）。A.石灰石B.白云石C.铁精矿D.焦粉2.烧结过程中，燃料的主要作用是（）。A.提供热量和还原剂B.提高透气性C.增加碱度D.降低熔点3.球团矿生产中，生球干燥的主要目的是（）。A.提高强度B.去除自由水，防止焙烧时爆裂C.促进氧化D.降低硫含量4.焦炭的反应性（CRI）是指焦炭在（）条件下与CO₂反应的能力。A.常温B.800℃C.1100℃D.1500℃5.原料混匀的关键指标是（）。A.粒度均匀性B.化学成分标准偏差C.水分稳定性D.堆料层数6.颚式破碎机的破碎方式是（）。A.挤压破碎B.冲击破碎C.研磨破碎D.剪切破碎7.烧结矿的碱度（R）通常表示为（）。A.CaO/SiO₂B.MgO/SiO₂C.(CaO+MgO)/SiO₂D.CaO/(SiO₂+Al₂O₃)8.球团矿焙烧的最佳温度范围是（）。A.800-1000℃B.1000-1200℃C.1200-1350℃D.1400-1500℃9.炼焦配煤中，焦煤的主要作用是（）。A.增加挥发分B.提高结焦性C.降低灰分D.减少硫分10.原料取样时，为保证代表性，应遵循（）原则。A.随机单点取样B.分层分段多点取样C.只取表面样品D.只取底层样品11.烧结过程中，燃烧带的温度最高可达（）。A.800-1000℃B.1100-1300℃C.1300-1500℃D.1600-1800℃12.焦炭的转鼓强度（M40）反映的是（）。A.耐磨性能B.抗碎性能C.反应后强度D.热态性能13.球团矿的还原性（RI）越高，越有利于（）。A.提高高炉焦比B.降低高炉能耗C.增加渣量D.提高炉温14.原料烘干时，水分过高会导致（）。A.运输效率提高B.设备磨损减少C.烧结透气性下降D.球团生球强度增加15.石灰石的主要成分是（）。A.CaCO₃B.MgCO₃C.CaOD.SiO₂16.烧结机的有效烧结面积是指（）。A.台车宽度×台车长度B.台车宽度×烧结机长度C.台车数量×单台面积D.抽风系统覆盖的面积17.焦炭灰分每增加1%，高炉焦比约升高（）。A.0.5%B.1.0%C.2.0%D.3.0%18.原料破碎的目的是（）。A.增加堆密度B.降低比表面积C.控制粒度满足工艺要求D.减少运输成本19.烧结矿中FeO含量过高会导致（）。A.还原性变好B.强度降低C.软熔温度升高D.渣量减少20.球团矿生产中，膨润土的主要作用是（）。A.提高铁含量B.增强生球粘结性C.降低焙烧温度D.减少硫含量二、判断题（每题1分，共15分）1.烧结矿的碱度越高，其还原性一定越好。（）2.球团矿的焙烧过程中，磁铁矿（Fe₃O₄）会氧化为赤铁矿（Fe₂O₃）。（）3.焦炭的挥发分越高，说明焦炭成熟度越好。（）4.原料混匀的目的是减少化学成分波动，稳定后续工艺。（）5.颚式破碎机的排料口越小，破碎比越大，产量越高。（）6.烧结过程中，燃料配比过高会导致烧结矿FeO含量升高，还原性下降。（）7.球团生球的落下强度是指生球从0.5m高度自由下落到钢板上，不破裂的次数。（）8.焦炭的硫分主要来自炼焦煤，高炉中硫会进入生铁，增加炼钢难度。（）9.原料烘干时，应尽可能将水分降至0，以提高后续工艺效率。（）10.烧结机的漏风率越高，越有利于降低能耗。（）11.球团矿的抗压强度一般要求≥2500N/个。（）12.炼焦过程中，煤的结焦性越好，焦炭质量越高。（）13.原料取样时，样品量越大，代表性越强，因此应尽可能多取样。（）14.烧结矿的粒度越细，高炉透气性越好。（）15.焦炭的反应后强度（CSR）越高，高炉中越不易粉化，有利于炉况顺行。（）三、简答题（每题6分，共30分）1.简述烧结过程的主要化学反应阶段及其特点。2.球团矿的质量要求包括哪些关键指标？各指标的意义是什么？3.焦炭在高炉冶炼中的主要作用有哪些？4.原料混匀的目的是什么？常用的混匀工艺有哪些？5.颚式破碎机常见故障及处理方法有哪些？四、计算题（每题7分，共28分）1.某烧结矿化学成分分析结果为：CaO12.5%，SiO₂5.2%，MgO2.8%，计算该烧结矿的碱度（R=CaO/SiO₂）。2.某球团厂生产酸性球团矿（TFe=65%），使用铁精矿（TFe=68%）和返矿（TFe=60%）配料，要求配料后混合矿TFe=66%，计算铁精矿和返矿的配比（假设无其他成分影响）。3.某焦炭样品分析结果：水分5.0%，灰分12.0%，挥发分1.5%，固定碳81.5%（均为质量分数），计算干基灰分含量（干基灰分=灰分/(1-水分)）。4.某原料混匀料场某月共生产100批次混匀矿，其中化学成分标准偏差符合要求的有92批次，计算该月混匀矿的合格率。五、综合分析题（每题9分，共27分）1.某烧结厂生产的烧结矿转鼓强度（M25）偏低（目标值≥85%，实际82%），请分析可能的原因及改进措施。2.球团生产中，生球在干燥过程中频繁出现爆裂现象，可能的原因有哪些？如何解决？3.原料混匀效果差（化学成分波动大）对高炉冶炼会产生哪些影响？应如何提高混匀效果？参考答案一、单项选择题1.C2.A3.B4.C5.B6.A7.A8.C9.B10.B11.C12.B13.B14.C15.A16.A17.B18.C19.B20.B二、判断题1.×（碱度过高可能导致还原性下降）2.√（磁铁矿氧化为赤铁矿是球团固结的关键反应）3.×（挥发分高说明焦炭成熟度差）4.√（稳定成分是混匀核心目标）5.×（排料口越小，产量越低）6.√（燃料过多导致FeO升高）7.×（标准高度为0.5m，次数≥4次）8.√（硫是有害元素）9.×（水分过低会增加粉尘，一般控制5%-8%）10.×（漏风率高会降低抽风效率，增加能耗）11.√（酸性球团抗压强度一般≥2500N/个）12.√（结焦性是焦炭质量的关键）13.×（样品量需符合标准，过多会增加成本）14.×（粒度过细会降低高炉透气性）15.√（CSR高，焦炭在高炉中抗粉化能力强）三、简答题1.烧结过程的主要化学反应阶段及特点：①干燥预热带（200-500℃）：水分蒸发，结晶水（如褐铁矿）分解，部分碳酸盐（如MgCO₃）开始分解；②燃烧带（1300-1500℃）：燃料燃烧生成CO₂和热量，FeO氧化为Fe₂O₃（放热），碳酸盐（CaCO₃）剧烈分解为CaO和CO₂（吸热）；③烧结矿带（1100-1300℃）：CaO与SiO₂、Fe₂O₃等反应生成液相（如钙铁橄榄石），冷却后固结形成烧结矿；④冷却带（<1000℃）：烧结矿通过空气冷却，液相凝固，强度形成。2.球团矿质量关键指标及意义：①抗压强度（≥2500N/个）：反映球团抗挤压能力，保证运输和高炉内不破碎；②落下强度（≥4次/0.5m）：衡量生球抗冲击能力，避免转运过程破裂；③还原性（RI≥65%）：RI越高，高炉内铁氧化物还原越容易，降低焦比；④粒度（8-16mm占比≥90%）：均匀粒度保证高炉透气性；⑤化学成分（TFe≥65%，S≤0.04%）：高品位降低渣量，低硫减少高炉脱硫负担。3.焦炭在高炉中的作用：①热源：焦炭燃烧提供高炉冶炼所需70%-80%的热量；②还原剂：焦炭中的固定碳及燃烧生成的CO还原铁矿石；③骨架作用：焦炭在高炉软熔带以下保持块状，支撑料柱，维持透气性；④渗碳作用：生铁中的碳主要来自焦炭，影响生铁熔点和性能。4.原料混匀的目的及工艺：目的：降低原料化学成分（如TFe、SiO₂、S）的波动，稳定烧结/球团工艺参数（如碱度、燃料配比），提高产品质量均一性。常用工艺：①平铺直取法：将原料按层状平铺，再垂直取料；②堆取料机混匀：通过多次堆料（人字形、波浪形）和取料（端面取料）实现混匀；③机械混匀：使用圆筒混合机或搅拌槽对小批量原料强制混合。5.颚式破碎机常见故障及处理：①堵料：原因是给料粒度过大或湿度高；处理方法：停机清理，控制入料粒度≤80%排料口宽度，原料水分≤10%；②动颚板振动大：可能是轴承磨损或紧固螺栓松动；处理：更换轴承，检查并紧固螺栓；③轴承温度过高（>70℃）：润滑不足或密封损坏；处理：补充润滑脂（锂基脂），更换密封件；④异响（金属撞击声）：衬板松动或破碎腔内有铁块；处理：停机检查并紧固衬板，清除铁块。四、计算题1.碱度R=CaO/SiO₂=12.5%/5.2%≈2.40（保留两位小数）。2.设铁精矿配比为x，返矿配比为(1-x)，则：68%x+60%(1-x)=66%解得：8x=6→x=0.75（75%），返矿配比=25%。3.干基灰分=灰分/(1-水分)=12.0%/(1-5.0%)≈12.63%（保留两位小数）。4.合格率=合格批次/总批次×100%=92/100×100%=92%。五、综合分析题1.烧结矿转鼓强度偏低的原因及改进措施：原因：①燃料配比不足：热量不够，液相生成量少，固结强度低；②原料粒度偏粗：粗颗粒之间接触面积小，液相粘结效果差；③碱度过低：低碱度烧结矿以硅酸铁为主，强度低于钙铁橄榄石；④冷却速度过快：液相来不及充分凝固，内部产生应力裂纹；⑤返矿配比过高：返矿粒度细，导致烧结料层透气性差，燃烧不充分。改进措施：①调整燃料配比（焦粉/煤粉从3.5%提高至3.8%-4.0%），保证足够热量；②控制原料粒度（-3mm占比≥80%），优化混合制粒效果；③稳定碱度（R=1.8-2.0），促进高熔点液相生成；④减缓冷却速度（降低冷却机风量，延长冷却时间至20min以上）；⑤控制返矿配比（≤15%），避免影响料层透气性。2.生球干燥爆裂的原因及解决方法：原因：①生球水分过高（>9%）：干燥时内部水分蒸发过快，产生蒸汽压力导致爆裂；②干燥温度上升过快（预热段温度>300℃）：表层迅速干燥结壳，内部水分无法及时排出；③原料亲水性差（如赤铁矿比例过高）：生球内部毛细管结构不发达，水分迁移慢；④生球结构不均匀（如膨润土分布不均）：局部粘结力弱，干燥时收缩不一致。解决方法：①控制生球水分（磁铁矿球团水分8%-9%，赤铁矿球团7%-8%）；②优化干燥制度（预热段温度200-250℃，升温速率≤5℃/min）；③调整原料配比（增加磁铁矿比例至60%以上，或添加0.5%-1.0%的消石灰改善亲水性）；④加强混合制粒（延长造球时间至15-20min，确保膨润土均匀分布）。3.原料混匀差对高炉的影响及提高混匀效果的措施：影响：①炉况波动：原料成分（如TFe、SiO₂）波动导致炉温、渣量不稳定，易出现悬料、崩料；②焦比升高：TFe降低需多加入矿石，SiO₂升高增加渣量，均需更多焦炭提供热量；③产量下降：透气性