公司有色金属熔池熔炼炉工综合能力考核试卷及答案

公司有色金属熔池熔炼炉工综合能力考核试卷及答案一、单选题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，错选、多选均不得分）1.铜锍品位（Cu%）每提高1%，熔池理论温度约升高A.5℃ B.12℃ C.20℃ D.28℃答案：B解析：根据FeSCu₂S伪二元相图，铜锍品位升高1%，液相线温度平均抬升12℃，这是熔炼区温度设定的重要经验数据。2.闪速熔炼反应塔中氧势最高区域通常位于A.精矿喷嘴出口10mm处 B.反应塔轴线1/3高度 C.塔壁边界层 D.沉淀池铜锍界面答案：A解析：喷嘴出口处氧/矿比瞬时最大，O₂分压可达0.8×10⁵Pa，随后迅速被硫化反应消耗。3.下列哪种耐火材料对高钙铁硅渣抗侵蚀性最好A.镁铬砖 B.镁碳砖 C.铝铬砖 D.碳化硅氮化硅结合砖答案：D解析：SiCSi₃N₄材料在高钙渣中形成SiO₂保护膜，Cr₂O₃虽抗渣，但CaO高时易生成低熔点CaCr₂O₄。4.熔池熔炼炉突然断煤，最先出现的参数异常是A.炉膛负压降低 B.二次风温升高 C.铜锍温度骤降 D.炉渣Fe/SiO₂升高答案：A解析：断煤后瞬间燃烧减弱，烟气量锐减，负压探头最先响应，2~3s内即显示负压下降0.2kPa。5.某炉渣成分（wt%）：FeO46、SiO₂36、CaO8、Al₂O₃4，其硅酸度（硅酸度=SiO₂/（FeO+CaO+MgO+…））为A.0.65 B.0.72 C.0.58 D.0.81答案：C解析：硅酸度=36/(46+8)=0.58，属低硅酸度渣，易发泡，需提高SiO₂或降低FeO。6.铜锍中溶解氧含量主要受哪组分配比控制A.Fe/SiO₂ B.Cu/S C.Fe₃O₄活度 D.CaO/Al₂O₃答案：C解析：根据CuFeSO系，a(Fe₃O₄)升高，氧势升高，铜锍溶解氧呈指数增加，经验式[%O]=0.25·a(Fe₃O₄)⁰·⁵。7.熔炼炉冷却水突然电导率从200μS/cm升至1200μS/cm，最可能泄漏部位是A.炉顶水冷梁 B.铜水套 C.渣口冷却板 D.反应塔喷嘴答案：B解析：铜水套焊缝出现针孔，高压循环水渗入炉内，与SO₂气反应生成H₂SO₄，电导率急剧上升。8.下列哪项不是“泡沫渣”爆发的直接诱因A.渣中Fe₃O₄>18% B.熔池温度<1180℃ C.鼓风强度>0.25Nm³/(m²·s) D.铜锍层过薄<0.4m答案：D解析：铜锍层厚度主要影响安全虹吸，不直接决定渣发泡；Fe₃O₄高、温度低、鼓风强是泡沫渣三要素。9.富氧浓度由30%提至40%，炉膛理论燃烧温度升高约A.80℃ B.150℃ C.220℃ D.300℃答案：C解析：按绝热火焰温度计算，富氧每提高10%，T↑≈110℃，但熔炼炉有熔渣吸热，经验取220℃。10.铜锍口放铜时采用“挡渣锥”技术，其锥角最佳值A.30° B.45° C.60° D.75°答案：B解析：45°锥角可形成稳定涡流，渣铜界面清晰，角度过大易卷渣，过小则流速受限。11.炉渣粘度η与温度T关系式：lgη=A+B/T，若B=5500，温度从1250℃升至1300℃，粘度下降倍数约A.1.3 B.1.7 C.2.1 D.2.8答案：C解析：lg(η₁/η₂)=B(1/T₁1/T₂)=5500(1/15231/1573)=0.32，η₁/η₂=10⁰·³²≈2.1。12.熔池熔炼炉烟气露点温度主要受哪种气体分压决定A.SO₃ B.H₂O C.CO₂ D.O₂答案：A解析：SO₃分压高时，露点可升至280℃，远高于H₂O露点，是余热锅炉灰斗腐蚀的主因。13.铜锍中贵金属（Au、Ag）分配比L=[%Me]铜锍/[%Me]渣，其值一般A.<10 B.50~100 C.200~500 D.>1000答案：D解析：Au、Ag在铜锍中活度系数极低，L实测>1000，故渣含贵金属<1g/t。14.采用“铁钙铝”三元系熔剂，其主要目的是A.降低渣含铜 B.提高铜锍品位 C.抑制Fe₃O₄生成 D.降低电耗答案：C解析：CaO+Al₂O₃可形成低熔点钙铝黄长石，包裹Fe₃O₄晶核，抑制其析出，减少泡沫渣。15.熔炼炉突然“喷炉”前5s，DCS最先报警的参数组合是A.炉膛温度↑+负压↓ B.铜锍温度↓+鼓风压力↑ C.冷却水流量↑+电导率↑ D.二次风温↑+氧势↓答案：A解析：喷炉前熔池气体突然膨胀，温度瞬升30~50℃，负压下降0.5kPa，是经典前兆。16.炉渣中铜损失的主要化学形态是A.Cu₂S微细珠滴 B.Cu₂O溶解态 C.金属Cu夹杂物 D.CuFeO₂答案：B解析：高氧势下Cu以Cu₂O形式溶于渣，占比>60%，机械夹杂Cu₂S仅占25%。17.铜锍口烧氧操作，氧枪插入深度与铜锍层厚度h关系为A.0.1h B.0.3h C.0.5h D.0.8h答案：B解析：0.3h可形成“蘑菇状”通道，既防氧枪熔损，又避免铜锍过度氧化。18.熔池熔炼炉年修时，炉缸残余铜锍最环保回收方式A.人工刨锍 B.水淬粒化 C.虹吸至保温炉 D.爆破清除答案：C解析：虹吸法无粉尘、无废水，铜锍可直接返回吹炼，金属回收率>99%。19.下列哪项不是炉缸“冻结”征兆A.铜锍口挂渣增厚 B.鼓风压力下降 C.炉缸热电偶温降梯度>30℃/m D.渣口放渣困难答案：B解析：冻结后熔池流动性差，鼓风压力应升高而非下降。20.富氧鼓风后，烟气量下降，对余热锅炉传热系数K的影响A.K↑约8% B.K↓约5% C.K基本不变 D.K↓约15%答案：D解析：烟气量↓导致气流速度↓，对流传热系数h∝v⁰·⁸，K下降约15%，需增加吹灰频次。21.铜锍品位由55%提至65%，吹炼所需石英石单耗（t/tCu）A.增加0.15 B.增加0.05 C.减少0.10 D.减少0.20答案：C解析：高品位铜锍铁少，造渣SiO₂需求下降，单耗减少约0.10t/tCu。22.熔炼炉冷却水采用软化水，其硬度控制指标A.<0.1mmol/L B.<0.5mmol/L C.<1.0mmol/L D.<2.0mmol/L答案：A解析：硬度<0.1mmol/L可防止水套结垢，导热系数衰减<5%。23.炉渣中Fe₃O₄饱和溶解度随温度升高而A.线性增加 B.线性减少 C.指数增加 D.指数减少答案：C解析：ln[Fe₃O₄]=AB/T，B>0，温度升高，溶解度指数增加，故高温可抑制磁铁矿析出。24.铜锍层厚度安全下限值（避免穿炉）A.0.2m B.0.4m C.0.6m D.0.8m答案：B解析：0.4m可承受0.15MPa静压，留0.1m安全裕度，是行业通用标准。25.熔炼炉烟气中SO₂浓度设计值45%，实际运行42%，最可能原因是A.精矿含硫下降 B.漏风率增加 C.富氧浓度下降 D.冷料加入量增加答案：B解析：漏风率↑→N₂稀释，SO₂体积分数↓，经验每漏风1%，SO₂↓0.8%。26.铜锍口堵塞，采用“氧枪+机械通”联合疏通，氧枪压力控制A.0.3MPa B.0.6MPa C.1.0MPa D.1.5MPa答案：B解析：0.6MPa可形成马赫0.8射流，既熔化堵塞物，又避免铜锍喷溅。27.炉缸耐火砖残厚<150mm时，热流强度应控制A.<15kW/m² B.<25kW/m² C.<35kW/m² D.<45kW/m²答案：B解析：热流>25kW/m²，铜锍可能渗透砖缝，引发炉缸穿漏。28.熔炼炉日处理精矿2000t，含Cu25%，铜锍品位60%，则日产铜锍量A.833t B.952t C.1080t D.1200t答案：A解析：铜量=2000×0.25=500t，铜锍量=500/0.6=833t。29.炉渣含Cu0.28%，选矿回收率82%，则弃渣含CuA.0.05% B.0.08% C.0.10% D.0.15%答案：A解析：0.28%×(10.82)=0.05%，符合<0.06%环保要求。30.熔炼炉突然跳闸，应急柴油发电机应在多少秒内带载A.5s B.15s C.30s D.60s答案：B解析：15s内恢复送风，可防止熔池“坐底”，避免炉缸冻结。二、多选题（每题2分，共20分。每题有两个或以上正确答案，多选、漏选、错选均不得分）31.下列哪些措施可降低渣含铜A.提高铜锍品位 B.降低渣中Fe₃O₄ C.升高熔池温度 D.增加CaO加入量 E.降低鼓风强度答案：B、C、D解析：A项高品位虽减少铁量，但氧势升高反而增加Cu₂O溶解；E项鼓风强度与渣含铜无直接线性关系。32.熔炼炉冷却水系统应设置的在线监测项目A.电导率 B.pH C.浊度 D.总硬度 E.Cl⁻答案：A、B、E解析：Cl⁻>60mg/L可引发316L点蚀，电导率与pH直接反映泄漏。33.导致铜锍品位波动>±2%的原因A.精矿仓混料不均 B.氧料比PID参数漂移 C.鼓风湿度变化>10% D.冷料加入时机突变 E.铜锍口直径磨损答案：A、B、C、D解析：E项铜锍口磨损影响放出速率，不直接改变品位。34.炉缸冻结处理原则A.立即停风 B.插入焦丁燃烧升温 C.从渣口放废铁 D.铜锍口通氧 E.提高富氧至80%答案：B、C解析：A项停风将加剧冻结；D项通氧使熔池过冷；E项80%富氧极端危险。35.余热锅炉入口烟气温度>1350℃时，应采取的紧急操作A.开启应急烟囱 B.投喷雾冷却 C.降低精矿量20% D.增加锅炉振打频次 E.关闭电收尘答案：A、B、C解析：D项振打对入口超温无效；E项关闭电收尘将导致后续系统超压。36.下列哪些属于熔池熔炼炉“四高”技术A.高富氧 B.高铜锍品位 C.高床能率 D.高渣含铜 E.高烟气SO₂浓度答案：A、B、C、E解析：D项高渣含铜是事故状态，非技术目标。37.铜锍层厚度在线检测方法A.电磁感应法 B.热电偶阵列 C.雷达波 D.核辐射法 E.激光三角法答案：A、B、D解析：C项雷达波受高温粉尘衰减大；E项激光无法穿透铜锍。38.炉顶水冷梁爆管征兆A.炉顶温度局部>280℃ B.冷却水流量突降 C.炉膛负压突升 D.烟囱冒白汽 E.铜锍温度升高答案：A、B、D解析：C项负压应下降；E项铜锍温度不受炉顶冷却直接影响。39.精矿喷嘴“结焦”主要原因A.精矿含油>0.3% B.喷嘴冷却水温>45℃ C.氧矿比偏低 D.精矿粒度>0.2mm占比>30% E.喷嘴角度偏移>5°答案：A、B、C解析：D项粒度大导致分散差，但不直接结焦；E项角度偏移影响轨迹，与结焦无必然联系。40.熔炼炉开炉前烘炉曲线应控制A.室温→150℃，升温速率10℃/h B.150℃恒温24h C.150→350℃，升温速率20℃/h D.350→800℃，升温速率40℃/h E.800℃恒温72h答案：A、B、C、E解析：D项>30℃/h将导致镁铬砖爆裂，应≤25℃/h。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）41.铜锍品位越高，其粘度越大。答案：×解析：铜锍粘度主要受温度与FeS活度影响，品位55→65%，粘度仅升高3%，可忽略。42.炉渣中CaO>12%时，将显著增加渣含铜。答案：√解析：CaO过高降低FeO活度，氧势升高，Cu₂O溶解增加，经验每1%CaO，渣含Cu↑0.01%。43.熔炼炉烟气中SO₃主要来自二次燃烧。答案：√解析：一次燃烧SO₂占98%，二次燃烧SO₂+½O₂→SO₃，转化率2~4%。44.铜锍口直径扩大10%，放出流量增加21%。答案：√解析：Q∝d²·√H，直径↑10%，流量↑21%，符合托里拆利公式。45.炉缸冻结时，可用铁棍猛烈敲击铜锍口疏通。答案：×解析：敲击将导致铜锍口耐火砖碎裂，扩大孔径，后期无法封堵。46.富氧浓度>50%时，必须采用碳钢水冷喷嘴。答案：×解析：需用铜质水冷喷嘴，碳钢在高温富氧下氧化剥皮。47.熔炼炉烟气露点温度与H₂O分压呈线性关系。答案：×解析：lgP(H₂O)与1/T呈线性，但露点与P(H₂O)为对数关系，非线性。48.炉渣中SiO₂>40%时，易发生“泡沫渣”。答案：×解析：高SiO₂提高渣粘度，反而抑制泡沫；Fe₃O₄高+低SiO₂才是泡沫渣温床。49.铜锍层厚度测量采用核辐射法时，放射源应选¹³⁷Cs。答案：√解析：¹³⁷Csγ射线能量662keV，穿透力强，半衰期30年，适合在线测厚。50.熔炼炉冷却水采用城市自来水即可，无需软化。答案：×解析：自来水硬度>2mmol/L，运行3个月即可导致水套导热系数下降40%。四、计算题（共20分，需写出关键步骤，结果保留两位小数）51.某闪速炉日处理精矿2400t，成分（%）：Cu26、Fe25、S32、SiO₂8、H₂O9。富氧浓度40%，铜锍品位60%，渣含Cu0.25%，Fe/SiO₂=1.4。求：（1）日产出铜锍量（t）；（2）日产出炉渣量（t）；（3）需配入石英石量（t），石英石含SiO₂95%。（12分）解：（1）铜量=2400×0.26=624t，铜锍量=624/0.60=1040.00t（2）渣量：Fe量=2400×0.25=600t，渣中FeO量=600/0.78=769.23t（FeO含Fe78%），设渣量X，则FeO=769.23/X，SiO₂=0.3X（因Fe/SiO₂=1.4→SiO₂=769.23/1.4=549.45t），渣量X=549.45/0.3=1831.50t（3）精矿自带SiO₂=2400×0.08=192t，需补SiO₂=549.45192=357.45t，石英石=357.45/0.95=376.26t答案：（1）1040.00t （2）1831.50t （3）376.26t52.熔炼炉鼓风总量45000Nm³/h，富氧40%，烟气成分（vol%）：SO₂42、CO₂8、H₂O10、N₂40。求：（1）干烟气量（Nm³/h）；（2）SO₂质量流量（kg/h）；（3）若制酸要求SO₂浓度≥10%，求最大允许漏风率（%）。（8分）解：（1）设干烟气V，湿烟气=V+V·0.1/0.9=V/0.9，湿烟气总量=45000×(10.4)+45000×0.4×0.79/0.21=27000+54000=81000Nm³/h，干烟气V=81000×0.9=72900Nm³/h（2）SO₂量=72900×0.42=30618Nm³/h，质量=30618×64/22.4=87480.00kg/h（3）设漏风xNm³/h，则(30618)/(72900+x)=0.10→x=233280Nm³/h，漏风率=233280/72900=320%，但工艺漏风不可能>100%，故题目隐含“湿基”计算，重新湿基：湿烟气81000，漏风x，则30618/(81000+x)=0.10→x=224180Nm³/h，漏风率=