2024冶金工业技能鉴定常考点试卷附答案详解【基础题】

2024冶金工业技能鉴定常考点试卷附答案详解【基础题】一、单项选择题（共15题，每题2分，共30分）1.下列矿石中，属于铁矿石主要工业类型的是（）。A.孔雀石（CuCO₃·Cu(OH)₂）B.赤铁矿（Fe₂O₃）C.方铅矿（PbS）D.闪锌矿（ZnS）2.高炉炼铁过程中，焦炭的主要作用不包括（）。A.提供热量（热源）B.作为还原剂（碳源）C.支撑炉料（骨架）D.调节炉渣碱度3.转炉炼钢中，氧气顶吹转炉的主要氧化剂是（）。A.铁矿石B.工业纯氧（O₂）C.石灰石（CaCO₃）D.废钢4.连铸过程中，结晶器的主要作用是（）。A.完成钢水的最终凝固B.形成铸坯初始凝固壳C.调节二冷区水量D.去除钢水中的夹杂物5.铁水预处理中，脱硫常用的试剂是（）。A.碳酸钠（Na₂CO₃）B.石灰（CaO）+镁粉（Mg）C.二氧化硅（SiO₂）D.氧化铝（Al₂O₃）6.高炉炉渣的主要成分是（）。A.CaOSiO₂Al₂O₃MgOB.FeOCaOSiO₂C.Al₂O₃Fe₂O₃D.CaCO₃MgCO₃7.炼钢过程中，脱磷反应的有利条件是（）。A.高温、低碱度、低氧化性B.低温、高碱度、高氧化性C.高温、高碱度、低氧化性D.低温、低碱度、高氧化性8.下列不属于冶金工业常用能源介质的是（）。A.焦炉煤气B.压缩空气C.氮气D.天然气（非炼焦副产品）9.高炉正常生产时，炉顶煤气的主要成分是（）。A.CO、CO₂、N₂B.H₂、CH₄、COC.O₂、CO₂、H₂OD.N₂、O₂、CO₂10.连铸坯的“中心偏析”缺陷主要与（）有关。A.结晶器振动频率B.二冷区冷却强度C.拉坯速度D.钢水过热度11.铁矿石的“还原性”是指（）。A.矿石被CO或H₂还原为金属铁的难易程度B.矿石在高炉内的熔化温度C.矿石中有害元素（如S、P）的含量D.矿石的抗压强度12.转炉吹炼终点判断的关键参数不包括（）。A.钢水温度B.钢水中碳含量C.炉渣碱度D.氧气纯度13.高炉炼铁中，“炉料结构”是指（）。A.烧结矿、球团矿、块矿的配比B.焦炭与矿石的质量比（焦比）C.炉渣中CaO与SiO₂的比例（碱度）D.高炉内煤气与炉料的运动方向14.下列炼钢方法中，属于电炉炼钢的是（）。A.氧气顶吹转炉（BOF）B.电弧炉（EAF）C.底吹转炉（QBOP）D.侧吹转炉15.冶金工业中，“煤气防护”的核心措施是（）。A.佩戴防尘口罩B.监测CO浓度并配备呼吸器C.穿戴高温防护服D.安装通风扇二、多项选择题（共10题，每题3分，共30分，多选、错选不得分，少选得1分）1.高炉炼铁的主要原料包括（）。A.铁矿石B.焦炭C.熔剂（石灰石、白云石）D.废钢2.转炉炼钢的造渣制度需控制的参数有（）。A.渣料加入时间B.渣料加入量C.炉渣碱度（CaO/SiO₂）D.炉渣氧化性（FeO含量）3.连铸过程中，影响铸坯质量的关键因素有（）。A.钢水成分（如C、S含量）B.结晶器保护渣性能C.二冷区冷却均匀性D.拉坯速度稳定性4.铁水预处理的主要目的包括（）。A.降低铁水中的硫含量（脱硫）B.降低铁水中的磷含量（脱磷）C.调整铁水温度D.去除铁水中的气体（如H₂、N₂）5.冶金工业常用的温度检测设备有（）。A.热电偶（如铂铑铂）B.红外测温仪C.水银温度计D.光学高温计6.高炉炉况“顺行”的表现包括（）。A.炉顶压力稳定B.风口明亮无挂渣C.炉温（铁水硅含量）波动大D.煤气利用率（CO₂/CO）高7.炼钢过程中，脱碳反应的作用有（）。A.降低钢中碳含量至目标值B.产生CO气体搅拌钢水，均匀成分C.减少钢中夹杂物D.提高钢水温度（反应放热）8.冶金工业中的“三废”包括（）。A.废气（如高炉煤气、转炉煤气）B.废水（如冷却循环水）C.废渣（如高炉渣、钢渣）D.废耐火材料9.连铸坯常见的表面缺陷有（）。A.纵裂纹B.横裂纹C.中心疏松D.结疤10.高炉喷吹煤粉的优点包括（）。A.降低焦炭消耗（替代部分焦炭）B.提高高炉产量C.减少CO₂排放D.增加炉内还原性气体（H₂）三、填空题（共10题，每题2分，共20分）1.高炉炼铁的主要产品是（）和（）。2.转炉炼钢的基本反应是（）元素的氧化放热。3.连铸坯的凝固过程分为（）、（）和中心凝固区三个阶段。4.铁矿石的“软化温度”是指矿石在加热过程中（）的温度。5.高炉煤气的主要可燃成分是（），其爆炸极限为（）。6.炼钢过程中，“终点控制”是指控制钢水的（）和（）。7.铁水预处理脱硫时，镁粉（Mg）与硫（S）反应生成（）（化学式）。8.连铸结晶器的振动方式通常为（）振动（填“正弦”或“非正弦”）。9.高炉炉渣的“熔化性温度”是指炉渣（）的最低温度。10.冶金工业中，“煤气中毒”主要是（）气体与血红蛋白结合导致缺氧。四、简答题（共5题，每题6分，共30分）1.简述高炉内铁矿石的还原过程（按温度区间和主要还原剂分类）。2.转炉炼钢中，为什么需要控制炉渣的碱度？写出碱度的计算公式。3.连铸二冷区的作用是什么？简述其冷却方式（至少两种）。4.铁水预处理脱硫的原理是什么？对比石灰（CaO）和镁粉（Mg）脱硫的优缺点。5.高炉“炉温”的常用判断指标是什么？炉温过高或过低对生产有何影响？五、应用题（共5题，每题10分，共50分）1.计算磁铁矿（Fe₃O₄）的理论铁含量（Fe原子量55.85，O原子量16）。2.某高炉日产生铁5000吨，焦比（焦炭/铁水）为380kg/t，喷煤比为150kg/t，计算每日焦炭和煤粉的消耗量（单位：吨）。3.转炉吹炼一炉钢水，钢水量为100吨，初始碳含量为4.0%（质量分数），终点碳含量为0.15%，假设脱碳反应为[C]+1/2O₂=CO（g），计算需消耗的氧气量（O₂密度1.429kg/m³，结果保留两位小数）。4.连铸过程中，结晶器有效长度为800mm，拉坯速度为1.5m/min，计算钢水在结晶器内的停留时间（单位：秒）。5.某高炉炉渣成分（质量分数）：CaO=45%，SiO₂=35%，Al₂O₃=12%，MgO=8%，计算炉渣的二元碱度（R=CaO/SiO₂）和四元碱度（R₄=(CaO+MgO)/(SiO₂+Al₂O₃)）。答案及详解一、单项选择题1.B（赤铁矿是铁矿石主要类型，其他为铜、铅、锌矿石）2.D（调节炉渣碱度是熔剂的作用，焦炭无此功能）3.B（转炉炼钢主氧化剂为工业纯氧，铁矿石为辅助氧化剂）4.B（结晶器形成初始凝固壳，最终凝固在二冷区完成）5.B（铁水脱硫常用CaO+Mg粉，反应生成CaS或MgS）6.A（高炉渣主要成分为CaOSiO₂Al₂O₃MgO四元系）7.B（脱磷反应为放热反应，需低温；高碱度（CaO）提供O²⁻；高氧化性（FeO）提供氧）8.D（天然气非冶金常用能源介质，焦炉煤气、压缩空气、氮气为常用）9.A（高炉煤气主要成分为CO（约2025%）、CO₂（约1520%）、N₂（约5560%））10.D（中心偏析与钢水过热度高、凝固末期溶质元素迁移有关）11.A（还原性指矿石被CO/H₂还原为Fe的难易，直接影响高炉能耗）12.D（氧气纯度由制氧系统保证，非终点判断关键参数）13.A（炉料结构指烧结矿、球团矿、块矿的配比，影响高炉透气性）14.B（电弧炉（EAF）是电炉炼钢的主要设备）15.B（煤气防护核心是监测CO浓度并配备正压式呼吸器）二、多项选择题1.ABC（废钢是炼钢原料，非高炉炼铁主要原料）2.ABCD（造渣制度需控制渣料加入时间、量、碱度及氧化性）3.ABCD（钢水成分、保护渣、二冷均匀性、拉速均影响铸坯质量）4.AB（铁水预处理主要脱硫、脱磷，调温为次要，去气需真空处理）5.ABD（水银温度计因量程限制，不适用于高温冶金）6.ABD（炉温波动大是炉况不顺的表现）7.ABD（脱碳反应不直接减少夹杂物，需靠造渣去除）8.ABC（“三废”指废气、废水、废渣，废耐火材料属固废但非“三废”核心）9.ABD（中心疏松是内部缺陷，非表面缺陷）10.ABD（喷吹煤粉会增加CO₂排放（因煤粉含碳），但可降低焦比）三、填空题1.生铁；高炉渣2.碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）等（核心为碳）3.激冷层（初始凝固层）；柱状晶区4.开始软化变形（或失去强度）5.CO；12.5%74.2%6.温度；成分（碳、磷、硫等）7.MgS8.正弦（或非正弦，现代多用非正弦，但基础题答正弦即可）9.能够自由流动（或完全熔化）10.CO（一氧化碳）四、简答题1.高炉内还原过程按温度区间分为：低温区（400600℃）：以H₂还原为主，还原产物为Fe₃O₄→FeO；中温区（600800℃）：CO还原为主，还原产物为FeO→Fe；高温区（>1000℃）：碳直接还原（C+FeO=Fe+CO），完成最终还原。2.控制炉渣碱度的原因：高碱度（CaO/SiO₂>1）可提高炉渣脱磷、脱硫能力（CaO与P₂O₅、S结合生成稳定化合物）；碱度过低（酸性渣）易侵蚀炉衬，且脱磷效果差；碱度计算公式：R=CaO（质量分数）/SiO₂（质量分数）。3.二冷区作用：对离开结晶器的铸坯进行二次冷却，促进其继续凝固，防止鼓肚变形，保证铸坯质量。冷却方式：水喷雾冷却（最常用，水与空气混合成雾状喷至铸坯表面）；气水冷却（高压空气雾化水，冷却均匀且不易产生裂纹）；直接水冷却（早期技术，冷却强度大但易导致铸坯应力集中）。4.脱硫原理：铁水中的[S]与脱硫剂（如CaO、Mg）反应生成稳定的硫化物（CaS、MgS），进入炉渣或铁水表面。CaO脱硫：优点：成本低，来源广；缺点：反应速度慢（需高温），脱硫效率较低（一般≤80%）。Mg粉脱硫：优点：反应速度快（Mg与S亲和力强），脱硫效率高（可达90%以上）；缺点：成本高，镁粉易氧化，需惰性气体（N₂、Ar）保护。5.炉温判断指标：铁水硅含量（[Si]），一般[Si]每升高0.1%，炉温约升高2030℃；炉温过高：焦炭消耗增加（焦比上升）；炉渣流动性过好，易侵蚀炉衬；铁水质量差（硅含量过高，影响后续炼钢）。炉温过低：铁水流动性差（黏度高），出铁困难；炉渣脱硫、脱磷能力下降；易导致炉况不顺（如悬料、崩料）。五、应用题1.Fe₃O₄分子量=3×55.85+4×16=231.55；理论铁含量=（3×55.85）/231.55×100%≈72.36%。2.焦炭日消耗量=5000t×380kg/t=1900000kg=1900吨；煤粉日消耗量=5000t×150kg/t=750000kg=750吨。3.脱碳量=100t×(4.0%0.15%)=3.85t=3850kg；反应式：[C]+1/2O₂=CO，1molC消耗0.5molO₂；C的摩尔数=3850000g/12g/mol≈320833.33mol；O₂摩尔数=0.5×320833.33≈160416.67mol