2025年金属炼制培训考试题及答案

2025年金属炼制培训考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.高炉炼铁过程中，炉内直接还原反应（FeO+C=Fe+CO）主要发生在（）区域。A.炉顶B.炉身中上部C.炉腰至炉腹D.炉缸答案：C（解析：炉腰至炉腹温度较高，碳质还原剂活跃，直接还原在此区域占比增加）2.转炉炼钢时，若终点钢水氧化性过强（[O]＞800ppm），最可能导致的缺陷是（）。A.氢脆B.缩孔C.夹杂物增多D.表面裂纹答案：C（解析：氧化性过强会增加脱氧产物（如Al₂O₃、SiO₂）数量，导致夹杂物超标）3.铝电解生产中，阳极效应发生时，槽电压会（）。A.显著升高B.显著降低C.保持稳定D.波动无序答案：A（解析：阳极效应是因氧化铝浓度过低，阳极表面被气体膜覆盖，电阻增大导致电压骤升）4.铜闪速熔炼过程中，控制氧料比（O₂与干精矿质量比）的核心目的是（）。A.调节熔体温度B.提高硫的捕集率C.降低渣含铜量D.促进铁的氧化造渣答案：D（解析：氧料比直接影响FeS氧化为FeO的程度，进而影响造渣效率和渣型）5.氢基竖炉炼铁技术中，氢气的主要作用是（）。A.仅作为还原剂B.仅作为燃料提供热量C.同时作为还原剂和热源D.调节炉内气氛湿度答案：C（解析：氢气在还原铁矿石（Fe₂O₃+3H₂=2Fe+3H₂O）的同时，其燃烧反应（2H₂+O₂=2H₂O）释放热量维持炉温）6.镁合金熔炼时，通常加入六氯乙烷（C₂Cl₆）的主要目的是（）。A.脱氧B.除气（除氢）C.细化晶粒D.提高流动性答案：B（解析：六氯乙烷分解产生Cl₂，与镁液中氢反应提供HCl气体逸出，实现除气）7.电弧炉炼钢中，泡沫渣的主要作用不包括（）。A.保护炉衬B.提高热效率C.促进脱磷D.降低电耗答案：C（解析：泡沫渣通过覆盖电弧减少热损失，保护炉衬，但脱磷主要依赖高碱度、高FeO渣，与泡沫状态无直接关联）8.铅鼓风炉熔炼时，渣型控制为硅酸铅渣（PbO·SiO₂）的主要原因是（）。A.降低渣熔点B.提高铅回收率C.减少硫的挥发D.防止炉结答案：B（解析：硅酸铅渣可溶解部分PbO，减少铅以氧化物形式随渣流失，提高直收率）9.钛海绵生产（克劳尔法）中，还原反应（TiCl₄+2Mg=Ti+2MgCl₂）的最佳温度范围是（）。A.500-600℃B.800-900℃C.1200-1300℃D.1500-1600℃答案：B（解析：温度低于800℃反应速率慢，高于900℃镁和MgCl₂蒸气压升高，易导致设备腐蚀和金属污染）10.镍红土矿湿法冶炼（高压酸浸）中，控制矿浆pH=1.5-2.0的主要目的是（）。A.促进镍、钴溶解B.抑制铁、铝溶解C.防止设备酸腐蚀D.提高溶液稳定性答案：B（解析：pH过低（＜1.5）会导致铁、铝大量溶解，增加后续除杂难度；pH过高（＞2.0）则镍、钴溶解率下降）11.感应电炉熔炼不锈钢时，若炉衬为镁质（MgO），则炉渣碱度应控制（）。A.＜1.0（酸性）B.1.0-1.5（中性）C.＞1.5（碱性）D.无特殊要求答案：C（解析：镁质炉衬为碱性，需匹配碱性渣（CaO/SiO₂＞1.5）以减少炉衬侵蚀）12.锌精馏过程中，镉的分离主要利用（）差异。A.密度B.熔点C.沸点D.表面张力答案：C（解析：锌沸点907℃，镉沸点765℃，通过分馏塔利用沸点差异实现分离）13.贵金属（金、铂）精炼时，“王水溶解-萃取”工艺中，王水的组成是（）。A.浓盐酸:浓硝酸=3:1（体积比）B.浓盐酸:浓硝酸=1:3（体积比）C.浓硫酸:浓硝酸=3:1（体积比）D.浓硫酸:浓盐酸=1:3（体积比）答案：A（解析：王水由3份浓盐酸和1份浓硝酸混合而成，其强氧化性可溶解金、铂等贵金属）14.铝合金半连续铸造时，结晶器冷却水强度过大会导致（）。A.铸锭表面裂纹B.中心缩松C.晶粒粗大D.偏析瘤答案：A（解析：冷却过快会使铸锭表层收缩应力超过材料强度，引发表面裂纹）15.钼精矿氧化焙烧（4MoS₂+11O₂=2MoO₃+4SO₂）的最佳气氛是（）。A.强还原性（CO＞10%）B.弱还原性（CO1-5%）C.中性（O₂≈0%）D.氧化性（O₂＞8%）答案：D（解析：反应需充足氧气参与，O₂浓度＞8%可保证MoS₂充分氧化为MoO₃，避免提供低价氧化物）二、填空题（每空1分，共20分）1.高炉炼铁中，焦炭的三大作用是________、________、________。答案：提供热量（热源）、作为还原剂（提供CO）、支撑炉料（骨架作用）2.转炉炼钢终点控制的“双命中”指________和________同时达标。答案：温度、成分（或碳含量）3.铝电解槽的能量平衡中，约50%-60%的电能用于________，其余主要以________形式散失。答案：氧化铝分解（电解反应）、热辐射（或散热）4.铜火法精炼的“氧化-还原”阶段中，氧化期主要去除________、________等杂质；还原期常用还原剂为________。答案：硫、铁（或锌、铅）；重油（或天然气、氨）5.钛熔炼（真空自耗电弧炉）时，电极制备需将海绵钛与合金元素压制成块，再通过________工艺焊接成自耗电极。答案：真空电弧（或电子束）6.镍锍吹炼（转炉）分为两个阶段：第一阶段提供________，第二阶段提供________。答案：高镍锍（Ni₃S₂）、粗镍（金属镍）7.铅电解精炼中，阳极泥的主要成分是________、________（至少两种），是提取贵金属的重要原料。答案：金、银（或铋、锑、硒）8.镁合金熔炼时，为防止氧化燃烧，通常在熔池表面覆盖________（如SF₆+CO₂混合气体）或________（如RJ-2熔剂）。答案：保护气体、覆盖熔剂9.锌浸出（湿法炼锌）中，中性浸出的pH控制在________，主要目的是________。答案：5.0-5.2；使铁、砷、锑等杂质水解沉淀10.不锈钢冶炼（AOD炉）中，通过吹入Ar-O₂混合气体降低CO分压，实现________（填“脱碳保铬”或“脱铬保碳”）的目标。答案：脱碳保铬三、简答题（每题8分，共40分）1.简述高炉炼铁中“炉渣碱度”的定义及其对冶炼过程的影响。答案：炉渣碱度通常用CaO与SiO₂的质量比（R=CaO/SiO₂）表示，也可考虑MgO、Al₂O₃等成分的修正（如R=(CaO+MgO)/(SiO₂+Al₂O₃)）。影响：①碱度＜1.0（酸性渣）时，熔点低、流动性好，但脱硫（S²⁻+CaO=CaS+O²⁻）能力弱；②碱度1.0-1.2（中性渣）兼顾流动性和脱硫；③碱度＞1.2（碱性渣）脱硫能力强，但熔点升高、黏度增大，可能导致炉况不顺（如渣铁分离困难）。2.转炉炼钢中，“前期渣”与“后期渣”的主要区别有哪些？答案：①成分：前期渣（吹炼前5-8min）以SiO₂、MnO为主（硅锰氧化产物），碱度（CaO/SiO₂）低（＜1.5）；后期渣（吹炼后5-7min）CaO含量升高，碱度＞2.0，FeO含量降低（碳氧反应剧烈消耗FeO）。②作用：前期渣主要促进硅锰氧化，保护炉衬；后期渣重点脱磷（2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P₂O₅)+5[Fe]）和脱硫（[S]+(CaO)=(CaS)+[O]）。③物理状态：前期渣流动性好（低熔点），后期渣可能因高碱度出现“返干”（黏度增大）。3.对比火法炼铜（闪速熔炼）与湿法炼铜（堆浸-萃取-电积）的适用场景及优缺点。答案：适用场景：火法适合高品位硫化铜矿（Cu＞1%）；湿法适合低品位氧化矿（Cu0.2-0.5%）或废杂铜回收。优点：火法流程短（熔炼→吹炼→精炼）、生产效率高（单炉日处理量＞1000t）；湿法能耗低（无高温熔炼）、环保（无SO₂排放）、可处理复杂矿。缺点：火法需配套制酸系统（处理SO₂），投资大；湿法周期长（堆浸需数月），铜回收率略低（90-95%vs火法98%以上）。4.简述铝电解生产中“分子比”的定义及其对电解过程的影响。答案：分子比（CR）=冰晶石（Na₃AlF₆）中NaF与AlF₃的摩尔比，实际生产中通过（NaF含量×2）/(AlF₃含量×3)计算。影响：①CR＞3.0（碱性电解质）：初晶温度高（＞960℃），导电性好，但Al溶解损失大（易与Na置换）；②CR=2.2-2.8（酸性电解质）：初晶温度低（930-950℃），可降低能耗，且Al在电解质中溶解度小（减少损失），但导电性略差，需控制AlF₃添加量防止槽电压升高；③CR＜2.0（强酸性）：黏度增大，氧化铝溶解速度下降，易出现沉淀。5.镍红土矿火法冶炼（回转窑-电炉熔炼）中，“预还原”的主要目的是什么？需控制哪些关键参数？答案：预还原目的：①将部分Fe₂O₃还原为Fe₃O₄或金属铁，降低电炉熔炼电耗；②使镍、钴氧化物优先还原为金属（NiO/CoO比Fe₂O₃更易还原），提高镍钴在镍锍中的富集率。关键参数：①温度（800-1000℃）：过低还原不充分，过高导致物料粘结；②还原剂（煤或焦炭）添加量（C/O摩尔比0.8-1.2）：过量会导致铁过度还原（增加渣量），不足则还原不完全；③停留时间（30-60min）：确保反应充分进行。四、综合分析题（每题15分，共30分）1.某炼钢厂采用“铁水预处理（脱硅、脱磷）→转炉炼钢→LF精炼→连铸”流程生产Q355B钢（目标成分：C≤0.20%，Si0.20-0.55%，Mn1.20-1.60%，P≤0.025%，S≤0.020%）。近期连铸坯检验发现P含量超标（0.030-0.035%），试分析可能原因并提出改进措施。答案：可能原因：①铁水预处理脱磷不彻底：预处理阶段渣量不足（石灰加入量少）、温度过低（＜1300℃，影响脱磷反应速率）或搅拌强度不够（熔池混合不均），导致铁水初始[P]＞0.030%；②转炉吹炼操作问题：造渣制度不合理（如石灰加入延迟，前期渣碱度＜1.5，无法有效脱磷）、终点温度过高（＞1680℃，脱磷反应（2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P₂O₅)+5[Fe]）为放热反应，高温不利于正向进行）；③LF精炼阶段回磷：精炼渣碱度降低（如补加酸性合金导致SiO₂增加）或渣中FeO过低（无法维持脱磷平衡），导致炉渣中P₂O₅向钢水转移（(P₂O₅)+5[Fe]→2[P]+5(FeO)）。改进措施：①加强铁水预处理：优化脱磷剂（石灰+FeO）加入量（按铁水[P]×1.2倍计算），控制预处理温度1320-1350℃，延长底吹搅拌时间至8-10min，确保铁水[P]≤0.020%；②转炉吹炼调整：提前加入50%石灰（开吹3min内），控制中期渣碱度1.8-2.0，终点温度1620-1650℃，出钢前检测[P]，若超标则补加石灰造渣；③LF精炼防回磷：保持渣碱度＞3.0（CaO/SiO₂），控制渣中FeO≥2%（加入少量Fe₂O₃球），避免大量加入硅铁（Si会降低渣中O²⁻活度，促进回磷）。2.某铝厂电解车间近期出现“阳极效应频发”（每班＞5次，正常＜2次），同时槽电压波动大（平均4.5V，正常4.1-4.3V），试分析可能原因及解决措施。答案：可能原因：①氧化铝浓度过低：加料系统故障（如料仓堵塞、打壳气缸失效）导致氧化铝未及时补充，电解质中Al₂O₃浓度＜1.5%（正常2-3%），阳极表面被气体膜覆盖引发效应；②电解质分子比异常：若分子比过低（CR＜2.2），电解质初晶温度下降，氧化铝溶解度降低（Al₂O₃在酸性电解质中溶解度约4-5%，碱性中约6-7%），易因溶解不足导致缺料；③阳极电流分布不均：个别阳极氧化或脱落（如磷生铁浇铸不牢），导致电流集中于其他阳极，局部电流密度过高（＞1A/cm²），加剧气体膜形成；④槽温过高：电解质温度＞970℃（正常940-960℃），Al在电解质中溶解度增加（约1%），Al与O₂反应