2024年职业技能鉴定考试(高炉炼铁工)综合试题及答案

2024年职业技能鉴定考试(高炉炼铁工)综合试题及答案一、单项选择题（每题1分，共15题）1.高炉内间接还原的主要还原剂是（）A.C和CO₂B.CO和H₂C.H₂O和N₂D.FeO和SiO₂答案：B2.高炉有效容积利用系数的计算基准是（）A.每昼夜每立方米有效容积产铁量B.每小时每立方米有效容积产铁量C.每昼夜每立方米炉缸容积产铁量D.每小时每立方米炉喉容积产铁量答案：A3.正常炉况下，高炉炉顶煤气中CO₂含量范围是（）A.5%10%B.15%20%C.25%30%D.35%40%答案：B4.高炉喷吹煤粉时，安全控制的关键参数是（）A.煤粉粒度B.煤粉水分C.煤粉温度D.煤粉含硫量答案：C（温度过高易自燃）5.高炉造渣制度中，二元碱度的计算公式是（）A.(CaO)/(SiO₂)B.(CaO+MgO)/(SiO₂)C.(CaO)/(SiO₂+Al₂O₃)D.(CaO+MgO)/(SiO₂+Al₂O₃)答案：A6.高炉炉缸堆积时，初期典型特征是（）A.风压下降、料速加快B.风压上升、料速减慢C.炉顶温度升高D.铁水含硫量降低答案：B7.高炉常用的冷却介质中，冷却强度最大的是（）A.工业水B.软水C.汽化冷却D.空气答案：C（汽化相变吸热效率高）8.高炉焦炭的反应性（CRI）指标要求一般为（）A.≤25%B.≤35%C.≤45%D.≤55%答案：B（优质焦炭CRI≤35%）9.高炉铁水的正常硅含量范围是（）A.0.1%0.3%B.0.3%0.6%C.0.6%1.0%D.1.0%1.5%答案：B（现代高炉一般控制0.3%0.6%）10.高炉装料制度中，“正装”指的是（）A.矿石先装、焦炭后装B.焦炭先装、矿石后装C.矿石和焦炭同时装入D.矿石分装、焦炭正装答案：A11.高炉鼓风湿度每增加1g/m³，理论燃烧温度约降低（）A.5℃B.10℃C.15℃D.20℃答案：A12.高炉渣铁处理系统中，渣铁分离的主要设备是（）A.渣沟B.铁沟C.撇渣器D.摆动溜嘴答案：C13.高炉煤气中可燃成分体积占比最高的是（）A.COB.H₂C.CH₄D.CO₂答案：A（约20%25%）14.高炉炉温向热时，初期调整应优先采取（）A.增加喷煤量B.提高风温C.减少风量D.降低富氧率答案：D（降低富氧可减少热量收入）15.高炉开炉装料时，填充炉缸的主要材料是（）A.焦炭B.矿石C.熔剂D.废铁答案：A（初期需焦炭提供热量和透气性）二、多项选择题（每题2分，共10题，少选、错选均不得分）1.影响高炉炉料透气性的主要因素包括（）A.炉料粒度组成B.炉料强度C.渣铁流动性D.鼓风湿度答案：ABC2.高炉热制度的主要控制参数有（）A.铁水温度B.铁水硅含量C.炉顶温度D.风口前理论燃烧温度答案：ABD3.高炉煤气除尘系统包括（）A.重力除尘器B.布袋除尘器C.文氏管D.热风炉答案：ABC4.高炉喷吹煤粉的优点包括（）A.降低焦比B.提高产量C.改善煤气质量D.减少环境污染答案：ABCD5.高炉炉况失常的常见类型有（）A.管道行程B.悬料C.崩料D.炉缸冻结答案：ABCD6.高炉渣的主要成分包括（）A.SiO₂B.CaOC.Al₂O₃D.FeO答案：ABC（FeO正常≤1%）7.高炉送风制度的调节手段有（）A.风量B.风温C.富氧率D.风口面积答案：ABCD8.高炉原料准备系统包括（）A.矿石筛分B.焦炭整粒C.熔剂破碎D.煤粉制备答案：ABC（煤粉制备属喷吹系统）9.高炉铁水脱硫的有利条件包括（）A.高碱度炉渣B.高温C.低渣量D.强还原性气氛答案：ABD（高渣量更利于脱硫）10.高炉冷却设备常见类型有（）A.冷却壁B.风口小套C.渣口套D.热风阀答案：ABC（热风阀属送风系统）三、填空题（每空1分，共10题）1.高炉有效容积是指从（）到（）之间的容积。答案：铁口中心线；炉喉钢砖上沿2.高炉焦比的定义是（）与（）的比值。答案：每生产1吨生铁消耗的干焦炭量；生铁产量3.高炉正常生产时，炉顶压力一般控制在（）MPa范围内。答案：0.150.3（具体视高炉容积）4.高炉风口前焦炭燃烧生成的主要气体是（），其在炉内上升过程中参与（）反应。答案：CO；还原5.高炉炉渣的脱硫能力用（）表示，计算公式为（）。答案：硫分配系数；Ls=(S)/(s)（渣中硫含量与铁中硫含量之比）6.高炉喷吹煤粉时，为防止爆炸，煤粉水分应控制在（）以下，粒度200目占比应≥（）。答案：1%；70%7.高炉常用的造渣制度有（）和（）两种基本类型。答案：高碱度渣；低碱度渣（或“二元碱度”“三元碱度”）8.高炉炉况判断的“五2”参数包括（）、（）、（）、料速、炉顶温度。答案：风压；风量；风温9.高炉铁水的物理热是指（），化学热是指（）。答案：铁水温度所携带的热量；铁水中元素氧化释放的热量10.高炉休风率的计算公式为（），反映（）。答案：（休风时间/日历时间）×100%；高炉作业率四、简答题（共25分，12题为封闭型，35题为开放型）1.简述高炉开炉前的主要准备工作（5分）。答案：①设备检查：确认送风、装料、煤气处理、渣铁处理、喷吹系统设备完好；②烘炉：按曲线烘干炉衬水分；③填充炉料：炉缸装焦炭，炉身装开炉料（焦炭+矿石+熔剂）；④人员培训：明确各岗位操作流程；⑤安全措施：设置煤气防护、消防设备，确认应急通道畅通。2.列出高炉日常操作中“调剂炉温”的主要手段（5分）。答案：①调整喷煤量：增加喷煤降低炉温，减少喷煤提高炉温；②调整风温：提高风温增加热量，降低风温减少热量；③调整富氧率：富氧增加燃烧强度，提高炉温；④调整焦炭负荷：减轻负荷（增加焦炭）提高炉温，加重负荷降低炉温；⑤调整鼓风湿度：加湿降低理论燃烧温度，减湿提高。3.分析高炉炉顶煤气CO₂含量降低的可能原因及应对措施（5分）。答案：可能原因：①煤气利用变差（炉料透气性差、中心气流过强）；②焦炭负荷过轻（燃料过多，还原反应不充分）；③风温降低或风量过大（煤气上升速度快，接触时间短）；④炉温向凉（还原反应速率下降）。应对措施：①调整装料制度（如增加矿石布到边缘）；②适当加重焦炭负荷；③稳定风温风量；④提高炉温（减少喷煤或增加焦炭）。4.说明高炉“管道行程”的现象、危害及处理方法（5分）。答案：现象：①风压突然下降，风量自动增加；②炉顶温度急剧升高且波动大；③煤气CO₂含量降低，CO升高；④料面局部下降过快。危害：导致煤气分布失常，炉料预热还原不充分，铁水质量波动，严重时引发悬料或炉凉。处理方法：①减风控制风量；②调整装料制度（如缩小矿批、增加边缘布料）；③适当提高炉温；④若管道持续，可临时堵部分风口。5.论述高炉强化冶炼与降低焦比的关系（5分）。答案：强化冶炼（提高利用系数）与降低焦比存在辩证关系：一方面，强化冶炼通过增加风量、提高风温、富氧喷煤等手段提高产量，其中喷煤可直接替代焦炭降低焦比；但另一方面，强化冶炼若导致煤气利用变差（如中心气流过强）或炉温波动，可能增加燃料消耗。关键在于平衡：通过改善炉料结构（高品位、小粒度、均匀）、优化操作制度（合理装料、稳定热制度）、提高煤气利用率（CO₂含量≥18%），在强化冶炼的同时实现焦比降低。例如，现代高炉通过高风温（1200℃以上）、大喷煤（200kg/t以上）、高顶压（0.25MPa以上）技术，可在利用系数2.5t/(m³·d)以上时，焦比降至300kg/t以下。五、计算题（共20分）1.某高炉日产生铁4500吨，消耗干焦炭1575吨，喷吹煤粉810吨（煤粉置换比0.8），计算综合焦比（5分）。解：综合焦比=（焦炭量+煤粉量×置换比）/生铁产量=（1575+810×0.8）/4500=（1575+648）/4500=2223/4500=0.494t/t=494kg/t答案：494kg/t2.已知高炉入炉矿石TFe=58%，生铁成分Fe=94.5%（忽略其他元素损失），计算吨铁矿石消耗量（保留2位小数）（7分）。解：矿石中铁的总量=生铁中铁的总量设吨铁矿石消耗为x吨，则：x×58%×(1机械损失率)=1×94.5%（假设机械损失率为0，实际生产中需考虑）x=94.5%/58%≈1.629t答案：1.63t3.高炉鼓风参数：风量3500m³/min，风温1150℃（焓值1600kJ/m³），富氧率3%（纯氧焓值按25℃计为0kJ/m³），焦炭燃烧放热33000kJ/kg（C完全燃烧），计算风口前理论燃烧温度（已知每立方米鼓风含N₂=0.79×(10.03)+0.21×0.03×0=0.7663m³，C燃烧生成CO放热10800kJ/m³）（8分）。解：①鼓风带入热量=风量×风温焓值=3500×1600=5,600,000kJ/min②富氧增加的O₂量=3500×3%=105m³/min，原空气中O₂量=3500×21%×(13%)≈710.85m³/min，总O₂=105+710.85=815.85m³/min③燃烧C量=O₂量×2（2C+O₂=2CO）=815.85×2=1631.7m³/min（CO体积）④燃烧放热量=1631.7×10800=17,622,360kJ/min⑤总热量=5,600,000+17,622,360=23,222,360kJ/min⑥生成煤气量=CO量+N₂量=1631.7+3500×(79%×0.97+21%×0.03)=1631.7+2702.05=4333.75m³/min⑦理论燃烧温度=总热量/(煤气量×煤气平均热容)（假设煤气热容为1.4kJ/(m³·℃)）=23,222,360/(4333.75×1.4)≈23,222,360/6067.25≈3827℃（注：实际中需考虑热损失，典型值约20002300℃，此处为简化计算）六、综合分析题（共20分）1.某高炉连续3炉铁水含硫量（S）分别为0.065%、0.072%、0.081%（正常≤0.05%），同时炉渣碱度（R2）从1.15降至1.08，渣中MgO含量从8%降至6%，炉温（[Si]）从0.45%降至0.32%。请分析原因并提出处理措施（10分）。答案：原因分析：①炉渣碱度降低（R2↓）：CaO减少，脱硫反应（CaO+[S]+[C]=CaS+CO）驱动力下降；②MgO含量降低：MgO可改善炉渣流动性（尤其Al₂O₃高时），流动性差导致硫分配系数Ls↓；③炉温下降（[Si]↓）：铁水温度降低，脱硫反应速率和炉渣流动性均下降；④可能伴随炉料硫负荷增加（如焦炭含硫升高或矿石含硫增加）。处理措施：①提高炉渣碱度：增加石灰石或白云石入炉量，R2恢复至1.101.15；②调整MgO含量：配加MgO熔剂（如蛇纹石），使渣中MgO≥8%；③提高炉温：减少喷煤量或适当减轻焦炭负荷，[Si]控制在0.4%0.5%，铁水温度≥1480℃；④加强原料检测：检查焦炭、矿石含硫量，若异常需调整配比；⑤改善炉渣流动性：确保渣中Al₂O₃≤15%，必要时降低炉渣二元碱度同时提高MgO，维持三元碱度（(CaO+MgO)/SiO₂）稳定。2.高炉操作中，“稳定顺行”是核心目标。结合实际生产，论述如何通过“四大操作制度”（送风、装料、热、造渣）协同调控实现稳定顺行（10分）。答案：①送风制度：控制合理的风速（200250m/s）和鼓风动能（大高炉80120kJ/s），形成适当的回旋区，保证炉缸活跃。通过调整风口面积（缩小边缘风口、扩大中心风口）或风量、风温，维持气流初始分布合理。②装料制度：根据原料条件（粒度、强度）选择布料矩阵（如平台+漏斗），控制边缘与中心气流比例（边缘CO₂≥16%，中心CO₂≤10%）。稳定矿批（1530t）和料线（1.22.0m），避免料面波动。③热制度：稳定铁水温度（14501550℃）和[Si]（0.3%0.6%），通过喷煤量（180220kg/t）、风温（11501250℃）、富氧率（2%5%）的微调，抵消原料波动（如TFe±1%）对热量的影响，避免炉温大起