安全生产专业实务金属冶炼安全专项试卷及答案

安全生产专业实务金属冶炼安全专项试卷及答案一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个最符合题意的选项，错选、不选均不得分）1.某炼铁厂高炉炉顶压力长期运行在0.28MPa，依据《炼铁安全规程》（AQ2002—2018），炉顶放散阀的整定压力应设定为炉顶最高工作压力的多少倍？A.1.05倍 B.1.10倍 C.1.15倍 D.1.25倍答案：D解析：规程5.3.4条规定，放散阀整定压力≥1.25倍最高工作压力，防止炉顶超压煤气泄漏。2.转炉煤气回收系统O₂含量在线分析仪报警值设定为多少时，必须立即切断回收阀并打开点火放散？A.1% B.2% C.3% D.4%答案：B解析：GB50427—2018《钢铁企业煤气安全规程》6.2.3条，O₂≥2%即存在爆炸风险，必须终止回收。3.铝电解槽发生“滚铝”事故时，最优先的应急措施是：A.立即降电流 B.向槽内投冷铝锭 C.撤离全部人员并切断整流机组 D.开启槽罩排烟答案：C解析：滚铝瞬间喷出高温铝液，半径可达8m，首要保证人员安全，整流机组断电防止电弧引燃氢气。4.铜冶炼PS转炉在吹炼冷料期，炉口出现“雪花渣”喷溅，其本质是：A.磁性铁含量高 B.硅酸度低 C.冰铜中Cu₂S过饱和 D.炉温局部低于1080℃答案：D解析：炉温低导致Fe₃O₄黏度骤增，CO气体析出受阻，形成泡沫渣喷溅，俗称“雪花渣”。5.依据《工贸行业重大事故隐患判定标准》（2021版），下列哪项可直接判定为重大事故隐患？A.高炉炉缸温度连续三天>220℃ B.转炉氧枪冷却水流量差>20% C.煤气柜活塞油位低于最低标线 D.铝粉尘干式除尘器未设泄爆片答案：D解析：标准明确“铝镁粉尘干式除尘系统无泄爆装置”属重大隐患，其余项需结合趋势分析。6.炼钢连铸平台钢包回转台液压蓄能器安全阀泄漏，下列检测方法中最适合在线带压判断的是：A.皂液法 B.超声法 C.磁粉法 D.射线法答案：B解析：超声法可在30m外发现0.01MPa压差下微漏，避免钢包高温辐射风险。7.高炉休风检修，炉顶氮气置换合格指标为：A.O₂≤1% B.CO≤24ppm C.H₂≤0.5% D.N₂≥98%答案：A解析：AQ2002—2018附录B规定，炉顶气O₂≤1%方可动火，防止残余煤气爆炸。8.镁合金熔炼炉常用的保护气体是：A.Ar B.N₂ C.SF₆+CO₂混合气 D.干燥空气答案：C解析：SF₆在高温下分解产生活性氟离子，形成致密MgF₂保护膜，阻断镁液与氧接触。9.电炉炼钢EBT（偏心炉底）出钢口填充料要求自开率≥95%，其主成分为：A.沥青镁砂 B.树脂石英砂 C.高铝浇注料 D.轻烧白云石答案：B解析：树脂石英砂在高温下形成玻璃相，出钢时自动脱落，避免氧烧开口。10.镍铁回转窑窑尾烟气氧含量突然由6%升至12%，最可能的原因是：A.窑头煤枪堵塞 B.窑尾密封圈脱落 C.原料水分增大 D.二次风机跳闸答案：B解析：密封圈脱落导致大量空气漏入，烟气氧含量骤升，窑内还原气氛破坏，镍品位下降。11.锌精馏塔燃烧室发生回火，首要切断的介质是：A.空气 B.煤气 C.蒸汽 D.氮气答案：B解析：先断燃料再断空气，防止混合气体在燃烧室爆炸，符合GB6222—2005燃气安全规程。12.铅鼓风炉炉结严重时，炉顶负压绝对值会：A.增大 B.减小 C.不变 D.先增后减答案：A解析：炉结使炉膛截面积减小，相同风量下阻力增大，负压绝对值上升，风机电流升高。13.某钢厂煤气管道带压开孔作业，作业前需检测环境中CO浓度，其最高允许浓度为：A.24ppm B.50ppm C.100ppm D.200ppm答案：A解析：GBZ2.1—2019职业接触限值，CO时间加权平均容许浓度为24ppm，超过需佩戴正压呼吸器。14.铝粉湿法除尘系统循环水铝离子浓度控制上限为：A.2g/L B.5g/L C.10g/L D.15g/L答案：C解析：超过10g/L时，水温>45℃易析出AlH₃，产生自燃性氢化铝，企业标准普遍取10g/L。15.炼铁炉前工佩戴的隔热面罩反射率应≥：A.60% B.70% C.80% D.90%答案：D解析：AQ2002—2018附录C规定，炉前辐射热强度≥4.2kW/m²时，面罩反射率≥90%，防止面部灼伤。16.铜阳极炉氧化期扒渣口喷火，首要原因是：A.压缩空气压力高 B.铜液温度低 C.渣中Fe₃O₄含量高 D.扒渣口砖衬厚答案：C解析：Fe₃O₄与铜液反应放热，产生CO气体，渣层突然破裂引发喷火，需提前降温和加还原剂。17.高炉炉缸烧穿应急演练中，最快可在多少分钟内完成休风？A.4min B.6min C.8min D.10min答案：B解析：国内先进高炉配备快速休风阀，理论6min完成减风至零，实际演练记录5.8min。18.镁锭打磨车间粉尘爆炸最大爆炸压力Pmax经测定为12.3bar，则其St等级为：A.St1 B.St2 C.St3 D.St0答案：C解析：St3级Pmax≥10bar，Kst≥300bar·m/s，镁粉属于典型St3爆炸性粉尘。19.电炉泡沫渣高度超过炉门下限线时，最易引发的风险是：A.钢水回磷 B.炉盖漏水 C.氧枪粘钢 D.电弧短路跳闸答案：D解析：渣面过高使电极与渣层距离缩短，二次回路阻抗突变，触发差动保护跳闸。20.铅电解车间阴极板边缘出现“海绵铅”瘤，其直接原因是：A.电解液含铜高 B.电流密度低 C.胶体添加剂过量 D.电解液温度高答案：B解析：电流密度低于临界值，铅离子还原速率下降，形成疏松海绵铅，需提高电流密度至180A/m²以上。21.高炉炉壳安装永久在线应变监测，其报警阈值通常取屈服强度的：A.40% B.50% C.60% D.70%答案：C解析：壳体应力达60%ReL时进入塑性变形前期，需预警并安排补强，防止突发开裂。22.转炉一次除尘系统文氏管喉口负压突然下降，可能的原因是：A.喉口结垢 B.一文水阀开大 C.风机转速升高 D.炉口微差压设定值上调答案：A解析：结垢使喉口截面积增大，流速下降，负压降低，需定期酸洗，保证除尘效率≥99%。23.铝电解槽阳极效应系数控制在0.1次/槽·日以下，可显著降低：A.吨铝直流电耗 B.阳极毛耗 C.氟盐消耗 D.槽膛压降答案：A解析：效应时电压骤升30–50V，增加电耗，降低效应系数可节电120kWh/tAl。24.锌浸出渣回转窑烟化炉处理，窑尾烟气骤冷塔出口温度应控制在：A.200℃ B.250℃ C.320℃ D.400℃答案：C解析：320℃高于Zn蒸气露点，避免粘结堵塞；低于350℃减少二次ZnO颗粒烧结，保证布袋收锌效率。25.铜闪速炉反应塔出口烟气SO₂浓度设计值为35%，若低于25%持续10min，应：A.减精矿量 B.增富氧浓度 C.降粉煤量 D.开应急制酸旁路答案：B解析：SO₂浓度下降说明氧势不足，提高富氧率可强化反应，防止生料下塔造成炉底上涨。26.铅鼓风炉风口区冷却壁水压应高于炉内热风压力至少：A.0.05MPa B.0.10MPa C.0.15MPa D.0.20MPa答案：B解析：差压≥0.10MPa可防止热风倒窜，避免冷却壁烧穿，系统设低压差压报警联锁。27.镁合金压铸机熔炉坩埚首次使用前需进行：A.500℃×2h烘干 B.渗铝处理 C.氦质谱检漏 D.射线探伤答案：C解析：坩埚焊缝微漏会导致镁液渗漏爆炸，氦检漏灵敏度10⁻⁹Pa·m³/s，为行业强制要求。28.高炉炉缸侵蚀模型预测残厚<350mm时，应：A.堵风口强化冷却 B.降冶炼强度 C.灌浆维护 D.中修停炉答案：A解析：优先堵对应区域风口，提高冷却强度，延缓侵蚀，为计划停炉赢得3–6个月窗口期。29.电炉炼钢采用废钢预热技术，可将吨钢电耗降低：A.30kWh B.50kWh C.80kWh D.120kWh答案：C解析：废钢温度每升高100℃节电20kWh，预热至400℃可节电80kWh，CO₂减排60kg。30.铜阳极炉浇铸前铜液含氧控制范围为：A.100–200ppm B.200–350ppm C.350–500ppm D.500–800ppm答案：B解析：含氧200–350ppm保证阳极板表面平整，氧过低浇铸挂瘤，过高导致电解残极率升高。二、多项选择题（每题2分，共20分。每题至少有两个正确答案，多选、少选、错选均不得分）31.下列属于高炉炉缸烧穿前兆的有：A.炉缸温度梯度突增 B.冷却壁水温差>8℃ C.炉壳局部发红 D.铁口喷溅加剧 E.炉顶煤气H₂升高答案：ABC解析：炉缸烧穿前热流强度剧增，水温差、壳温、梯度同步异常；铁口喷溅与炉缸烧穿无必然联系，H₂升高反映炉墙粘结。32.转炉煤气回收系统必须设置的安全联锁有：A.氧含量>2%切断 B.CO含量<35%切断 C.风机轴承振动高报警 D.三通阀故障自动放散 E.煤气柜高位联锁答案：ACD解析：B项CO低不切断，E项柜高位属正常控制，非安全联锁。33.铝电解槽发生滚铝时，可采取的降温措施包括：A.抬高阳极 B.加氟化铝 C.打壳加冰晶石 D.降低电流 E.开启槽罩风机答案：ABCD解析：E项开罩会吸入空气，使铝液氧化加剧，反而升温。34.铜冶炼PS转炉炉结形成的主要原因有：A.冷料率过高 B.炉温低 C.Fe/SiO₂比高 D.吹炼时间过长 E.石英熔剂不足答案：ABCE解析：D项时间长不一定炉结，关键在渣型与温度控制。35.铅电解车间阴极析出铅反溶，可能导致的后果有：A.电流效率下降 B.电解液铅离子升高 C.阴极表面孔洞 D.阳极泥含铅升高 E.槽电压升高答案：ACD解析：反溶使铅重新进入溶液，阴极孔洞、阳极泥夹铅，电流效率降低；B项铅离子下降，E项槽电压降低。36.镁合金熔炼时，下列哪些操作会导致加镁时发生爆炸？A.潮湿工具 B.熔剂覆盖不足 C.炉温>750℃ D.通保护气流量过大 E.镁锭带水答案：ABE解析：水与镁反应生成H₂并放热，是爆炸主因；C项高温虽加剧氧化，但非爆炸直接诱因；D项流量大仅增加成本。37.锌精馏塔燃烧室出现“脱火”现象，可能原因有：A.煤气压力突降 B.空气预热温度高 C.烧嘴砖脱落 D.空燃比失调 E.烟道吸力过大答案：ACDE解析：B项空气温度高有利燃烧，不会脱火。38.电炉炼钢采用碳氧枪喷碳，可起到的作用有：A.升温 B.脱氧 C.造泡沫渣 D.脱磷 E.脱气答案：AC解析：碳氧反应放热升温，生成CO搅拌形成泡沫渣；不直接脱氧、脱磷、脱气。39.高炉炉顶料罐均压采用净煤气而非氮气，可带来的风险有：A.炉顶爆炸 B.煤气中毒 C.炉料粘结 D.管道腐蚀 E.炉缸石墨碳沉积答案：AB解析：净煤气含CO，泄漏易中毒，均压阀故障可引发炉顶煤气与空气混合爆炸；CDE与均压介质无关。40.铜闪速炉余热锅炉爆管，应立即采取的措施有：A.紧急停炉 B.关闭事故段进出口阀 C.投药提高pH D.降低锅炉压力 E.开启旁通烟囱答案：BDE解析：先隔离爆管段保产，降压防扩大，烟气走旁通避免水蒸气进入制酸系统；A项全停损失大，C项对爆管无济于事。三、案例分析题（共50分）案例一 高炉炉缸烧穿事故（20分）背景：2023年4月，某钢铁公司2号高炉（有效容积3200m³）炉缸第3段冷却壁水温差连续12h由4.2℃升至11.5℃，炉壳温度由85℃升至315℃，现场发现炉皮局部发红面积约0.3m²。炉缸热电偶显示1150℃（正常<800℃）。高炉日产铁量7500t，炉缸侧壁残厚预测模型显示剩余厚度280mm（设计800mm）。企业计划10日后中修，但尚未制定停炉方案。问题：41.根据上述现象，判断炉缸烧穿风险等级并说明依据。（4分）42.列出应立即采取的4项应急措施。（8分）43.若需延长运行10日，给出3项技术保障方案并评估可行性。（8分）答案与解析：41.风险等级：重大风险（Ⅰ级）。依据：①冷却壁水温差>10℃，超过AQ2002—2018规定8℃报警值；②炉壳温度>300℃，达壳体钢材Acl以下塑性变形温度；③残厚<350mm，进入模型红色预警区；④发红面积>0.2m²，具备突发烧穿条件。42.应急措施：①立即堵对应区域3个风口，减少铁水冲刷；②加大冷却水量至额定值1.5倍，保持差压>0.15MPa；③炉缸区域设置警戒线，非值守人员撤离至50m外；④启动“炉缸烧穿”专项应急预案，铁水罐车、沙袋、应急炮泥到位，24h专人值守。43.技术保障方案：①灌浆维护：通过炉壳钻孔，注入高导热碳化硅质压入料，形成渣皮保护层；可行性高，可延长7–15日。②钛矿护炉：每批料配加3%钛球，提高铁水黏度，形成Ti(C,N)保护层；需10日见效，对产量影响<2%。③降强度运行：日产量由7500t降至6000t，降低炉缸热流强度；可行但经济代价大，减少收益约800万元。综合评估：①+②组合可确保10日安全运行，③视市场情况备选。案例二 转炉煤气回收氧含量超标爆燃（15分）背景：2022年11月，某厂150t转炉一次除尘文氏后管道氧含量分析仪显示1.8%，回收阀处于开启状态。因分析仪零点漂移，实际氧含量已达3.5%。回收至5万m³煤气柜时，柜内发生爆燃，活塞倾斜度达1/40，柜顶泄爆板破裂，幸无人员伤亡。事后标定发现分析仪两个月未校准，零点漂移+1.7%。问题：44.指出本次事故直接原因与管理缺陷。（5分）45.给出氧含量分析仪的校准周期与校准方法。（5分）46.设计一套“氧含量三级联锁”逻辑，并说明每级动作。（5分）答案与解析：44.直接原因：分析仪零点漂移导致氧含量虚假显示，回收阀未及时切断，煤气与空气混合达到爆炸极限（CO35%，O₂3.5%）。管理缺陷：①未执行每班比对制度；②校准周期超期；③未设冗余氧含量监测；④煤气柜无在线氧含量二次确认。45.校准周期：每周一次，大修后或异常即时校准。校准方法：①零点气：99.99%N₂，流量500mL/min，稳定5min，调整零点至0.0%；②量程气：2.0%O₂/N₂平衡，调整量程至2.0%；③响应时间：T90≤30s；④记录偏差>±0.2%即更换传感器。46.三级联锁逻辑