2024年冶金工业技能鉴定试题及答案详解

2024年冶金工业技能鉴定试题及答案详解一、单项选择题（共15题，每题2分，共30分）1.高炉炼铁过程中，铁矿石还原的主要还原剂是（）A.CO和H₂B.C和CO₂C.H₂O和N₂D.O₂和CO2.转炉炼钢中，吹氧结束后需进行“拉碳”操作，其主要目的是（）A.提高钢水温度B.控制钢中碳含量C.减少炉渣量D.增加钢中氧含量3.连铸过程中，结晶器的主要作用是（）A.加热钢水B.初步凝固形成坯壳C.去除钢中夹杂物D.控制拉速4.烧结矿的还原性主要取决于其（）A.碱度（CaO/SiO₂）B.气孔率和矿物组成C.粒度分布D.抗压强度5.高炉有效容积利用系数的计算公式为（）A.日产生铁量（t）/有效容积（m³）B.有效容积（m³）/日产生铁量（t）C.日产生铁量（t）×有效容积（m³）D.（日产生铁量+日产生渣量）/有效容积（m³）6.轧钢生产中，“咬入角”是指（）A.轧辊与轧件接触弧所对应的圆心角B.轧件进入轧辊的水平夹角C.轧辊轴线与水平面的夹角D.轧件出口方向与水平线的夹角7.炼钢用活性石灰的主要特点是（）A.CaO含量低，气孔率高B.CaO含量高，气孔率低C.CaO含量高，气孔率高D.CaO含量低，气孔率低8.高炉喷吹煤粉时，煤粉的着火温度一般要求低于（）A.500℃B.700℃C.900℃D.1100℃9.转炉炉衬的主要耐火材料是（）A.黏土砖B.高铝砖C.镁碳砖D.硅砖10.连铸坯的“中心偏析”缺陷主要是由于（）A.结晶器冷却不均匀B.二次冷却区冷却强度过大C.凝固末期钢水补缩不足D.拉速过低11.烧结过程中，燃料（焦粉/无烟煤）的主要作用是（）A.提供热量和还原剂B.增加透气性C.提高碱度D.降低熔点12.高炉炼铁中，“炉温”通常用（）表示A.铁水含硅量（[Si]）B.铁水含碳量（[C]）C.炉渣碱度（R）D.热风温度13.轧钢时，“宽展”是指轧件在（）方向的变形A.长度B.宽度C.厚度D.对角线14.钢水“二次氧化”是指（）A.转炉吹氧过程中的氧化B.钢水在钢包内的自然氧化C.连铸过程中钢水与空气接触后的氧化D.精炼炉内的脱氧反应15.冶金工业中，“吨钢综合能耗”的计算基准是（）A.1吨合格钢坯（材）所消耗的标准煤量B.1吨生铁所消耗的标准煤量C.1吨铁矿石所消耗的标准煤量D.1吨焦炭所消耗的标准煤量二、多项选择题（共10题，每题3分，共30分。每题至少2个正确选项，错选、漏选均不得分）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.转炉炼钢的造渣材料包括（）A.石灰B.白云石C.萤石D.硅铁3.连铸坯常见的表面缺陷有（）A.纵裂B.横裂C.中心疏松D.皮下气泡4.烧结矿的质量指标包括（）A.转鼓强度B.还原性C.碱度D.硫含量5.高炉喷吹煤粉的优点包括（）A.降低焦比B.减少环境污染C.提高生铁产量D.增加炉内还原性气氛6.轧钢过程中，控制轧制的目的是（）A.细化晶粒B.提高强度C.降低成本D.改善韧性7.钢水精炼（LF炉）的主要功能有（）A.升温B.脱硫C.合金化D.脱碳8.冶金工业常用的煤气种类有（）A.高炉煤气B.焦炉煤气C.转炉煤气D.天然气9.连铸二冷区的冷却方式包括（）A.水喷雾冷却B.气水混合冷却C.空冷D.油冷10.影响高炉炉况顺行的因素有（）A.原燃料质量B.送风制度C.装料制度D.操作炉型三、填空题（共10题，每题2分，共20分）1.高炉炼铁的主要产品是生铁和__________。2.转炉炼钢中，氧枪枪位是指氧枪喷头到__________的距离。3.连铸坯的“液芯长度”计算公式为：液芯长度=（__________）²×凝固系数/拉速。4.烧结矿的碱度（R）通常表示为__________与SiO₂的质量比。5.高炉煤气的主要可燃成分是__________和H₂。6.轧钢生产中，“开轧温度”是指钢坯进入__________时的温度。7.钢水脱氧的常用方法有沉淀脱氧、扩散脱氧和__________。8.高炉“焦比”是指生产1吨生铁所消耗的__________量（kg）。9.转炉吹氧时间一般为__________分钟（根据炉容不同调整）。10.连铸结晶器保护渣的主要作用是润滑、绝热和__________。四、简答题（共5题，第13题每题6分，第45题每题8分，共34分）1.简述高炉炼铁中“炉渣”的主要作用。（封闭型）2.转炉炼钢终点控制需要满足哪些条件？（封闭型）3.连铸过程中，为什么要控制“拉速”？（开放型）4.分析烧结矿“返矿率”过高的可能原因及改进措施。（开放型）5.轧钢生产中，“板形控制”的关键技术有哪些？（综合型）五、应用题（共3题，第1题10分，第2题12分，第3题14分，共36分）1.某高炉有效容积为2500m³，日产生铁6000吨，计算其有效容积利用系数（保留2位小数）。2.某转炉冶炼Q235钢，终点目标碳含量为0.15%（质量分数），钢水量为100吨。若终点实际碳含量为0.20%，需加入多少千克硅铁（硅铁含Si=75%，反应式：[C]+[O]=CO↑，假设脱碳反应完全，碳的原子量12，氧的原子量16）？（提示：需通过氧含量计算脱碳量）3.某连铸机生产断面为200mm×1500mm的板坯，拉速为1.2m/min，钢水密度为7.0t/m³，计算该连铸机的小时产量（单位：吨/小时）。答案及详解一、单项选择题1.A解析：高炉内焦炭燃烧生成CO，CO和H₂（来自喷吹燃料或水分分解）是铁矿石还原的主要还原剂。2.B解析：“拉碳”是通过控制吹氧时间，使终点碳含量符合目标值，避免过氧化。3.B解析：结晶器是连铸的“心脏”，钢水在结晶器内初步凝固形成具有一定厚度的坯壳。4.B解析：烧结矿的还原性与气孔率（比表面积）和矿物组成（如FeO含量）直接相关。5.A解析：利用系数=日产量/有效容积，单位t/(m³·d)，反映高炉生产效率。6.A解析：咬入角是轧辊与轧件接触弧对应的圆心角，决定轧件能否被轧辊咬入。7.C解析：活性石灰CaO含量高（＞90%），气孔率高（＞40%），反应性好，利于造渣。8.B解析：煤粉着火温度一般要求低于700℃，确保在高炉内快速燃烧。9.C解析：转炉炉衬需耐高温、抗侵蚀，镁碳砖（MgOC）是主流材料。10.C解析：中心偏析是凝固末期树枝晶间富溶质钢水无法补缩，导致溶质元素富集。11.A解析：烧结燃料燃烧提供热量（占总热量的70%80%），燃烧生成的CO参与铁矿石还原。12.A解析：[Si]是高炉炉温的重要标志，[Si]升高1%，铁水温度约升高6070℃。13.B解析：轧件变形时，长度增加、厚度减小，宽度方向的变形称为宽展。14.C解析：二次氧化指钢水从钢包到结晶器过程中与空气、保护渣反应的氧化。15.A解析：吨钢综合能耗以1吨合格钢坯（材）为基准，计算所有工序消耗的标准煤量。二、多项选择题1.ABC解析：高炉原料包括铁矿石（铁源）、焦炭（还原剂+热源）、熔剂（造渣），废钢主要用于转炉。2.ABC解析：造渣材料需提供CaO（石灰）、MgO（白云石）、助熔剂（萤石），硅铁是合金剂。3.ABD解析：中心疏松属于内部缺陷，表面缺陷包括纵裂、横裂、皮下气泡等。4.ABCD解析：烧结矿质量指标包括强度（转鼓）、还原性、碱度（冶金性能）、硫含量（有害元素）。5.ABD解析：喷吹煤粉可替代焦炭（降焦比），减少炼焦污染，同时煤粉含H₂可增强还原性，但对焦比的降低不直接提高产量。6.ABD解析：控制轧制通过低温变形+控制冷却细化晶粒，提高强度和韧性，与成本无直接关系。7.ABC解析：LF炉（钢包精炼炉）主要功能是升温（电弧加热）、脱硫（高碱度渣）、合金化，脱碳主要在转炉。8.ABC解析：冶金常用煤气为高炉煤气（低热值）、焦炉煤气（高热值）、转炉煤气（中等热值），天然气非冶金自产。9.AB解析：二冷区常用水喷雾或气水混合冷却（气水比可调），空冷和油冷不适用。10.ABCD解析：原燃料质量（粒度、强度）、送风制度（风量、风温）、装料制度（布料）、操作炉型（炉墙结厚）均影响顺行。三、填空题1.高炉煤气2.熔池液面3.铸坯厚度4.CaO5.CO6.第一架轧机7.真空脱氧8.焦炭9.121810.防止二次氧化四、简答题1.答案：炉渣的主要作用包括：①分离铁水与杂质（脉石、硫等），保证生铁质量；②脱硫（炉渣中的CaO与铁水中的[S]反应生成CaS进入渣相）；③调节炉缸热量（炉渣热容影响炉温）；④保护炉衬（炉渣在炉墙形成渣皮，减少侵蚀）。2.答案：转炉终点控制需满足：①温度符合要求（通常16001700℃，根据钢种调整）；②碳含量达到目标值（如低碳钢0.05%0.10%）；③磷、硫含量低于钢种要求（如普碳钢P≤0.045%，S≤0.050%）；④钢水氧化性适当（终点氧含量与碳含量平衡，避免过氧化）。3.答案：拉速控制的原因：①影响坯壳厚度：拉速过快，结晶器内坯壳薄，易漏钢；拉速过慢，生产率低且可能导致表面缺陷（如横裂）。②影响凝固组织：拉速与冷却强度匹配，控制柱状晶/等轴晶比例，减少中心偏析。③协调生产节奏：拉速需与炼钢、精炼工序匹配，避免钢水等待或断浇。4.答案：可能原因：①烧结料层透气性差（水分过高/过低、粒度偏细）；②燃料配比不当（燃料不足导致烧结矿强度低，燃料过多导致过熔粉化）；③烧结终点控制不准（终点过晚或过早，烧结矿未充分固结）；④冷却速度过快（烧结矿急冷产生内应力，破碎增加）。改进措施：①优化原料粒度（控制＜3mm粒级比例）；②调整燃料配比（焦粉/无烟煤比例5%7%）；③精准控制烧结终点（通过废气温度判断，终点温度110130℃）；④采用缓冷工艺（冷却机前段缓慢冷却，减少热应力）。5.答案：关键技术包括：①轧辊辊型设计（如凸度辊、CVC连续可变凸度辊），通过辊缝形状控制板形；②弯辊技术（工作辊/支撑辊弯辊），调整辊缝凸度补偿轧制力引起的辊系变形；③分段冷却（轧辊分区冷却），通过热凸度调节辊缝；④板形检测与闭环控制（利用板形仪实时检测，反馈调整轧制参数）；⑤轧制规程优化（合理分配压下量，避免局部应力集中）。五、应用题1.解答：有效容积利用系数=日产量/有效容积=6000t/2500m³=2.40t/(m³·d)。2.解答：目标脱碳量=（0.20%0.15%）×100t=0.05%×100t=0.05t=50kg。脱碳反应：[C]+[O]=CO↑，1molC消耗1molO，即12kgC消耗16kgO。需氧量=50kg×(16/12)=66.67kg。硅铁脱氧反应：2[Si]+5[O]