高炉炼铁工试题及答案

高炉炼铁工试题及答案一、单项选择题（共15题，每题2分，共30分）1.高炉炼铁中，衡量铁矿石还原性的主要指标是（）。A.矿石气孔率B.低温还原粉化率（RDI）C.软化温度D.抗压强度答案：B2.焦炭在高炉内的主要作用不包括（）。A.提供热量B.作为还原剂C.支撑料柱D.调节炉渣碱度答案：D3.高炉有效容积的定义是（）。A.从铁口中心线到炉喉上沿的容积B.从风口中心线到炉喉上沿的容积C.从炉底到炉喉上沿的容积D.从渣口中心线到炉喉上沿的容积答案：A4.高炉炉渣的二元碱度计算公式为（）。A.(CaO+MgO)/(SiO₂+Al₂O₃)B.CaO/SiO₂C.(CaO+MgO)/SiO₂D.CaO/(SiO₂+Al₂O₃)答案：B5.高炉送风制度中，衡量鼓风动能的主要参数是（）。A.风温B.风量C.风口面积D.风速与风口直径的平方乘积答案：D6.高炉正常生产时，炉顶煤气成分中含量最高的是（）。A.COB.CO₂C.N₂D.H₂答案：C7.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.煤粉灰分D.煤粉含硫量答案：B（注：水分过低易爆炸，过高影响燃烧）8.高炉炉况“难行”的典型表现是（）。A.风压下降、风量上升B.风压上升、风量下降C.炉顶温度剧烈波动D.铁水含硅量骤降答案：B9.高炉造渣制度中，提高炉渣脱硫能力的关键措施是（）。A.降低炉渣碱度B.提高炉渣黏度C.提高炉渣氧化性D.提高炉渣碱度和温度答案：D10.高炉铁水含硅量（[Si]）主要反映（）。A.炉缸热制度B.造渣制度C.送风制度D.装料制度答案：A11.高炉使用高碱度烧结矿（碱度2.0~2.5）时，搭配酸性球团矿的主要目的是（）。A.提高矿石还原性B.降低渣量C.平衡炉渣碱度D.增加矿石强度答案：C12.高炉风口小套损坏的主要原因是（）。A.高温氧化B.熔渣侵蚀C.热应力疲劳D.煤气冲刷答案：C13.高炉休风后复风时，首批料的焦比应（）正常焦比。A.高于B.等于C.低于D.无要求答案：A（注：补偿休风期间热量损失）14.高炉煤气的爆炸极限是（）。A.4%~75%B.12.5%~74%C.5%~15%D.30%~60%答案：A15.高炉日常生产中，衡量炉料透气性的直接指标是（）。A.料线深度B.顶压C.压差（风压顶压）D.风温答案：C二、多项选择题（共5题，每题3分，共15分。每题至少2个正确选项，错选、漏选不得分）1.影响高炉炉缸热状态的因素包括（）。A.风温水平B.焦炭负荷C.喷煤量D.炉渣碱度答案：ABCD2.高炉原燃料质量要求中，对焦炭的关键指标有（）。A.固定碳含量B.反应性（CRI）C.反应后强度（CSR）D.灰分含量答案：ABCD3.高炉炉况“悬料”的主要征兆有（）。A.风压突然升高且波动B.风量急剧下降甚至为零C.料尺停滞不动D.炉顶温度显著升高答案：ABC4.高炉提高喷煤量的限制因素包括（）。A.煤粉燃烧率B.炉缸热补偿能力C.风口前理论燃烧温度D.矿石还原性答案：ABC5.高炉渣铁分离的必要条件是（）。A.炉渣与铁水密度差大B.炉渣黏度低C.炉缸温度足够高D.渣铁接触时间长答案：ABCD三、填空题（共10题，每题2分，共20分）1.高炉炉型五段结构包括炉喉、炉身、炉腰、______和炉缸。答案：炉腹2.高炉常用的冷却方式有______、工业水冷却和汽化冷却。答案：软水密闭循环冷却3.高炉铁水的主要成分是铁，其次是碳、硅、锰、硫、______等元素。答案：磷4.高炉喷吹煤粉时，为防止爆炸，煤粉仓内氧气浓度应控制在______以下。答案：12%5.高炉正常生产时，炉顶煤气温度一般控制在______℃范围内。答案：150~3006.高炉风口前理论燃烧温度的合理范围是______℃。答案：2000~23007.高炉装料制度中，“正装”指矿石______焦炭装入炉内（填“先于”或“后于”）。答案：先于8.高炉炉渣的三元碱度计算公式为（CaO+MgO）/______。答案：SiO₂9.高炉日常调剂中，“热制度”的主要控制参数是铁水______含量。答案：硅（[Si]）10.高炉煤气除尘系统中，粗除尘设备通常采用______。答案：重力除尘器四、判断题（共10题，每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.高炉使用球团矿比例增加时，炉料透气性会提高。（）答案：√（球团矿粒度均匀，空隙率高）2.高炉风温每提高100℃，可降低焦比约20kg/t。（）答案：√3.高炉炉渣中Al₂O₃含量过高会导致炉渣黏度升高，影响脱硫。（）答案：√4.高炉铁水含硫量（[S]）主要取决于炉渣的脱硫能力，与原料含硫量无关。（）答案：×（原料含硫量是硫的主要来源）5.高炉休风后复风时，应先开风口后送风。（）答案：×（应先送风再逐步开风口）6.高炉喷吹煤粉的挥发分越高，越容易燃烧，因此挥发分越高越好。（）答案：×（挥发分过高易导致煤粉爆炸）7.高炉炉况“管道行程”会导致炉顶煤气CO₂含量升高。（）答案：×（管道行程时煤气分布不均，CO₂含量降低）8.高炉渣口破损的主要原因是熔渣侵蚀和热应力。（）答案：√9.高炉提高顶压（高压操作）可以改善炉料透气性，降低焦比。（）答案：√10.高炉铁水的“物理热”指铁水温度，“化学热”指铁水中[Si]、[C]等元素的含量。（）答案：√五、简答题（共5题，第1~2题各5分，第3~5题各8分，共34分）1.简述高炉内直接还原与间接还原的区别。（封闭型）答案：直接还原：还原剂为C，反应式为FeO+C=Fe+CO，发生在高温区（>1100℃），消耗焦炭，吸热；间接还原：还原剂为CO或H₂，反应式为FeO+CO=Fe+CO₂，发生在中低温区（<1100℃），利用煤气能量，放热；关键区别：还原剂种类、反应温度、热效应及对焦炭消耗的影响。2.列举高炉日常操作中“调剂炉温”的主要手段。（封闭型）答案：①调整风温：提高风温增加热量，降低风温减少热量；②调整喷煤量：增加喷煤量需相应提高风温或富氧，否则降低炉温；③调整焦炭负荷（矿焦比）：降低负荷（增加焦炭）提高炉温；④富氧鼓风：增加氧气浓度提高燃烧效率，间接提高炉温；⑤加净焦：紧急情况下加入净焦（无矿石的焦炭）快速补充热量。3.分析高炉炉渣“过黏”的主要原因及危害。（开放型）答案：主要原因：①炉渣碱度过高（CaO/SiO₂>1.2），导致高熔点矿物（如2CaO·SiO₂）增多；②炉渣中Al₂O₃含量过高（>15%），形成高黏度的铝酸钙系炉渣；③炉缸温度过低（铁水温度<1450℃），炉渣流动性下降；④炉渣中MgO含量不足（<8%），无法有效降低黏度。危害：①渣铁分离困难，铁水带渣量增加，影响铁水质量；②炉渣排渣不畅，导致炉缸堆积，影响高炉顺行；③风口易被炉渣堵塞，破坏送风制度；④增加炉缸热损失，加剧炉温波动。4.某高炉连续两炉铁水含硅量（[Si]）分别为0.35%和0.32%（正常范围0.4%~0.6%），同时风压逐渐上升、风量下降，分析可能原因及调整措施。（开放型）答案：可能原因：①炉缸热制度不足：风温偏低、喷煤量过大未补偿热量、焦炭质量下降（如强度不足导致燃烧效率低）；②炉料透气性恶化：烧结矿粉末增多、球团矿膨胀率高导致料柱压差升高，煤气利用率下降，间接还原减少，直接还原增加，消耗更多热量；③送风制度不合理：风口面积过小或局部堵塞，鼓风动能不足，炉缸活跃性下降。调整措施：①提高风温（每次50~100℃），补偿热量损失；②适当降低喷煤量（5~10kg/t），或增加富氧率（0.5%~1%）提高煤粉燃烧效率；③检查入炉原料质量，减少粉末（控制烧结矿<5mm比例<5%）；④调整装料制度（如扩大矿批、降低料线）改善透气性；⑤检查风口状态，清理或更换堵塞的小套，确保送风均匀。5.简述高炉“炉缸冻结”的预防措施及处理原则。（开放型）答案：预防措施：①严格控制炉温，确保铁水温度≥1480℃，[Si]≥0.4%；②保持炉缸活跃，定期倒换风口、控制合理的鼓风动能（100~150kJ/s）；③避免长期低料线作业（料线深度<2m），防止炉料预热不足；④加强原燃料管理，稳定焦炭强度（CSR≥65%）和矿石还原性（RDI+3.15≤60%）；⑤休风前加足净焦（一般按休风时间1h加10~15t），复风后逐步恢复风量。处理原则：①优先恢复炉缸热量：提高风温至极限（1200~1300℃）、全风操作、停止喷煤、增加焦炭负荷；②改善渣铁流动性：降低炉渣碱度（至1.0~1.1）、适当提高MgO含量（8%~10%）；③活跃炉缸：采用小风口送风（缩小风口面积）提高鼓风动能，必要时从铁口、渣口用氧气烧通通道；④避免强制出铁：若铁口无法打开，可临时从渣口出铁，防止炉缸继续堆积；⑤恢复过程中严格监控风压、风量及铁水温度，逐步调整至正常制度。六、计算题（共3题，第1题8分，第2题10分，第3题12分，共30分）1.已知某高炉使用烧结矿（TFe=58%，FeO=8%）和球团矿（TFe=65%，FeO=1%），要求入炉矿石综合TFe=60%，计算两者的配比（假设无其他含铁原料）。解：设烧结矿配比为x，球团矿配比为(1x)，则：58%x+65%(1x)=60%58x+6565x=607x=5→x≈0.714（71.4%）球团矿配比=10.714=0.286（28.6%）答案：烧结矿71.4%，球团矿28.6%2.某高炉日产生铁4500t，消耗焦炭1620t，喷吹煤粉810t（煤粉置换比0.8），计算综合焦比（kg/t）。解：焦炭折算量=1620t煤粉折算焦炭量=810t×0.8=648t总折算焦炭量=1620+648=2268t综合焦比=2268×1000kg/4500t=504kg/t答案：504kg/t3.某高炉鼓风参数：风量4000m³/min，风温1150℃（热风焓值3800kJ/m³），富氧率3%（氧气焓值按空气计算），焦炭燃烧率100%，焦炭含碳85%，计算风口前理论燃烧温度（已知：每kgC燃烧生成CO放热9790kJ，空气比热容1.34kJ/(m³·℃)，0℃时空气焓值0）。解：①鼓风带入热量=风量×热风焓值=4000×3800=15,200,000kJ/min②参与燃烧的碳量：假设风量中N₂含量79%（富氧后O₂含量21%+3%=24%，N₂=76%），则每m³鼓风含O₂=0.24m³，燃烧1molC需0.5molO₂（C+0.5O₂=CO），即1m³O₂燃烧C的质量=(12kg/kmol)/(2×22.4m³/kmol)×1m³=0.2679kg/m³O₂总O₂量=4000×0.24=960m³/min→燃烧C量=960×0.2679=257.2kg/min③燃烧放热量=257.2kg×9790kJ/kg=2,517,000kJ/min（近似2,517,000）④理论燃烧温度t满足：鼓风带入热量+燃烧放热量=烟气（CO+N₂）的焓值烟气量：CO=2×O₂量=2×960=1920m³/min（C+0.5O₂=CO，体积比1:1），N₂=4000×0.76=3040m³/min，总烟气量=1920+3040=4960m³/min烟气焓值=4960×1.34×t=6646.4tkJ/min则：15,200,000+2,517,000=6646.4t→t≈(17,717,000)/6646.4≈2666℃（注：实际中需考虑热损失，理论值约2300℃，此处为简化计算）答案：约2666℃（实际生产中修正后约2300℃）七、操作分析题（共2题，每题15分，共30分）1.某高炉夜间出铁时，铁口连续两次“潮铁”（铁水带大量蒸汽），同时铁水温度降至1430℃（正常1480~1550℃），分析可能原因及应急处理措施。答案：可能原因：①炉缸热量不足：风温波动（如热风炉换炉导致风温下降）、喷煤量过大未及时调整、焦炭质量恶化（如水分增加或强度下降）；②铁口维护不良：铁口过浅（正常深度1.5~2.0倍炉缸半径）、炮泥质量差（抗渣铁侵蚀能力弱），导致铁口漏风，铁水预热量不足；③渣铁未出净：上炉铁次渣铁量未排尽，炉缸内渣铁混合，铁水带渣多，热量损失大；④冷却设备漏水：风口、冷却壁等设备漏水进入炉缸，与高温铁水反应生成H₂O蒸汽。应急处理措施：①立即停止喷煤，提高风温至上限（如1200℃），增加富氧率（至3%~4%），快速补充炉缸热量；②检查铁口深度，若过浅则用泥炮补泥（增加打泥量10%~20%），更换高强度炮泥（如碳化硅炮泥）；③缩短出铁间隔（由2h/次改为1.5h/次），确保渣铁及时排尽，减少炉缸堆积；④检查冷却设备水温差（正常<2℃），若某区域温差异常升高（>5℃），则减水或外部打水冷却，严重时休风处理；⑤本次出铁后，加入2~3批净焦（每批5~10t），快速提高炉温。2.高炉计划休风8小时检修，作为值班工长，需制定休风前、休风期间及复风后的关键操作步骤。答案：休风前操作：①调整炉温：提前2~3炉提高[Si]至0.8%~1.0%，增加炉缸热量储备；②控制渣铁：确保休风前出净渣铁，铁口深度保持上限（如2.2m），防止休风期间渣铁回流；③减风准备：逐步降低风量至正常的50%（如从4500m³/min降至2250m³/m