2024年冶金工业技能鉴定练习题及答案详解

2024年冶金工业技能鉴定练习题及答案详解一、单项选择题（每题2分，共20题，合计40分）1.高炉炼铁过程中，主要的还原剂是（）。A.CO和H₂B.CO₂和N₂C.FeO和SiO₂D.CaO和MgO答案：A解析：高炉内焦炭燃烧生成CO，部分H₂来自炉料水分或燃料中的氢，二者作为还原剂将铁矿石中的铁氧化物还原为金属铁。2.转炉炼钢时，氧气顶吹转炉的主要热源是（）。A.电能B.铁水物理热与元素氧化放热C.煤气燃烧热D.废钢熔化热答案：B解析：转炉炼钢的热量主要来自铁水中硅、锰、碳等元素氧化释放的化学热（占70%80%）和铁水本身的物理热（占20%30%）。3.连铸过程中，结晶器的主要作用是（）。A.加热钢水B.初步凝固形成坯壳C.均匀成分D.控制拉速答案：B解析：结晶器是连铸机的“心脏”，钢水在结晶器内初步凝固形成具有一定厚度的坯壳，为后续二次冷却提供支撑。4.轧钢生产中，延伸系数的定义是（）。A.轧后长度与轧前长度之比B.轧前长度与轧后长度之比C.轧后截面积与轧前截面积之比D.轧前截面积与轧后截面积之比答案：A解析：延伸系数（μ）=轧后长度（L₂）/轧前长度（L₁），根据体积不变定律，μ也等于轧前截面积（F₁）/轧后截面积（F₂）。5.高炉炉渣的主要成分是（）。A.CaO、SiO₂、Al₂O₃、MgOB.FeO、CaS、P₂O₅、MnOC.C、Fe₃C、FeO、CO₂D.H₂O、CO、N₂、H₂答案：A解析：高炉渣由矿石中的脉石（SiO₂、Al₂O₃）、熔剂（CaO、MgO）及少量其他氧化物组成，典型成分为CaO（35%45%）、SiO₂（30%40%）、Al₂O₃（10%18%）、MgO（5%12%）。6.转炉终点控制的“双命中”指（）。A.温度和碳含量同时达标B.磷含量和硫含量同时达标C.氧含量和氮含量同时达标D.成分和重量同时达标答案：A解析：“双命中”是转炉炼钢终点控制的核心目标，即出钢时钢水温度和碳含量同时达到目标值，减少补吹次数。7.连铸坯的“中心偏析”缺陷主要是由于（）。A.结晶器振动频率过高B.二次冷却强度不足C.凝固末期钢液流动导致溶质富集D.拉速过快答案：C解析：中心偏析是连铸坯凝固过程中，树枝晶间富含溶质（如C、P、S）的钢液在凝固末期向中心流动并富集形成的。8.高炉喷吹煤粉的主要目的是（）。A.提高炉温B.降低焦比C.增加煤气量D.改善透气性答案：B解析：喷吹煤粉可替代部分焦炭，降低高炉对焦炭的依赖，是降低炼铁成本、提高经济效益的关键技术。9.轧钢工艺中，“控制轧制”的核心是（）。A.提高轧制温度B.细化奥氏体晶粒C.增加轧制道次D.降低轧制压力答案：B解析：控制轧制通过调整加热温度、变形量和终轧温度，细化奥氏体晶粒并促进相变产物（如铁素体、珠光体）细化，提高钢材力学性能。10.炼钢用活性石灰的主要特点是（）。A.CaO含量低，气孔率高B.CaO含量高，气孔率低C.CaO含量高，气孔率高D.CaO含量低，气孔率低答案：C解析：活性石灰通过优化煅烧工艺（温度10501250℃）制成，具有高CaO含量（>90%）、高气孔率（>40%）和小晶粒尺寸，反应活性强，利于造渣。11.高炉有效容积的计算基准是（）。A.从炉底到炉喉上沿的容积B.从铁口中心线到炉喉上沿的容积C.从风口中心线到炉喉下沿的容积D.从死铁层上表面到炉喉下沿的容积答案：D解析：高炉有效容积（V）是指从死铁层上表面（铁口中心线以下100300mm）到炉喉下沿之间的容积，是衡量高炉生产能力的核心指标。12.转炉吹炼过程中，“返干”现象是指（）。A.炉渣变稀，金属喷溅B.炉渣变稠，甚至结块C.钢水温度急剧下降D.氧气流量突然增大答案：B解析：返干是由于吹炼中期脱碳速度加快，炉渣中FeO被消耗，导致炉渣熔点升高、流动性变差，甚至出现炉渣与金属分离的现象。13.连铸二冷区采用气雾冷却的主要目的是（）。A.提高冷却强度B.减少铸坯表面裂纹C.降低水耗D.均匀冷却答案：B解析：气雾冷却是将压缩空气与水混合成细小雾滴喷向铸坯表面，冷却均匀且强度可控，可减少因局部冷却过快导致的表面裂纹（如角部横裂）。14.轧钢生产中，“宽展”是指（）。A.轧件长度方向的延伸B.轧件宽度方向的增加C.轧件厚度方向的减薄D.轧件断面的收缩答案：B解析：宽展（Δb）=轧后宽度（b₂）轧前宽度（b₁），是金属在轧制过程中沿宽度方向的塑性变形。15.高炉煤气的主要可燃成分是（）。A.CO和H₂B.CH₄和C₂H₆C.CO₂和N₂D.O₂和H₂O答案：A解析：高炉煤气主要成分为CO（20%30%）、CO₂（15%20%）、N₂（50%55%）、H₂（1%5%），其中CO和H₂是可燃成分，热值约30004000kJ/m³。16.转炉炼钢中，“终点氧含量”过高会导致（）。A.钢水流动性差B.合金收得率降低C.脱磷效果变差D.温度不足答案：B解析：终点氧含量（[O]）过高时，加入的合金元素（如Si、Mn）会优先与氧反应，降低合金收得率，增加成本。17.连铸坯“缩孔”缺陷主要出现在（）。A.铸坯表面B.铸坯角部C.铸坯中心D.铸坯皮下答案：C解析：缩孔是钢水凝固时体积收缩未被及时补缩导致的，主要出现在铸坯中心区域，严重时需通过切割去除。18.高炉“炉缸堆积”的主要特征是（）。A.炉顶温度升高B.铁水含硫量降低C.风口工作不均，局部挂渣D.煤气利用率提高答案：C解析：炉缸堆积时，炉缸中心透气性差，风口易出现局部不活跃、挂渣或涌渣现象，铁水温度低且含硫量升高。19.热轧带钢生产中，“卷取温度”主要影响（）。A.带钢厚度精度B.带钢表面质量C.带钢力学性能D.带钢宽度精度答案：C解析：卷取温度通过控制相变产物（如铁素体、珠光体、贝氏体）的类型和比例，直接影响带钢的强度、韧性和加工性能。20.炼钢用萤石的主要作用是（）。A.提高炉渣碱度B.降低炉渣熔点，改善流动性C.增加炉渣氧化性D.脱除钢水中的氢答案：B解析：萤石（主要成分为CaF₂）可与炉渣中的SiO₂反应生成低熔点的CaSiF₆，降低炉渣熔点，促进炉渣流动和化渣。二、多项选择题（每题3分，共10题，合计30分）1.高炉炉料结构通常包括（）。A.烧结矿B.球团矿C.天然块矿D.焦炭答案：ABC解析：高炉炉料由含铁原料（烧结矿、球团矿、天然块矿）和燃料（焦炭、煤粉）组成，其中烧结矿、球团矿、天然块矿统称“矿石”，是炉料结构的主体。2.转炉炼钢造渣材料包括（）。A.石灰B.白云石C.铁矿石D.萤石答案：ABCD解析：造渣材料包括碱性材料（石灰、白云石）、氧化剂（铁矿石、氧化铁皮）和助熔剂（萤石、硅石），共同作用是脱磷、脱硫并保护炉衬。3.连铸坯常见表面缺陷有（）。A.表面裂纹B.夹渣C.皮下气泡D.中心疏松答案：ABC解析：表面缺陷主要包括表面裂纹（纵裂、横裂）、夹渣、皮下气泡等；中心疏松属于内部缺陷。4.轧钢工艺中，控制冷却的目的包括（）。A.细化晶粒B.提高强度C.改善韧性D.减少氧化铁皮答案：ABC解析：控制冷却是通过调整冷却速度和终冷温度，促进有利相变（如铁素体+珠光体向贝氏体转变），细化组织，提高钢材综合性能。5.高炉强化冶炼的措施包括（）。A.提高风温B.增加喷煤量C.降低顶压D.优化炉料结构答案：ABD解析：强化冶炼的核心是提高冶炼强度（单位时间内处理的炉料量），措施包括提高风温、增加喷煤量、提高顶压（改善透气性）、优化炉料结构（提高熟料比）等。6.转炉吹炼过程中，影响脱磷的因素有（）。A.炉渣碱度B.炉渣氧化性C.吹炼温度D.钢水碳含量答案：ABCD解析：脱磷反应（2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P₂O₅)+5[Fe]）是放热反应，低温、高碱度（CaO/SiO₂>2.5）、高氧化性（FeO含量15%20%）和低碳含量（碳低则氧活度高）有利于脱磷。7.连铸过程中，“保护渣”的主要作用是（）。A.绝热保温B.防止钢水氧化C.润滑结晶器D.吸收非金属夹杂物答案：ABCD解析：保护渣覆盖在结晶器钢水表面，可隔绝空气防止氧化（绝热保温）、形成液渣膜润滑坯壳（减少摩擦）、吸收上浮的夹杂物（净化钢水）。8.轧钢生产中，“板形”不良的表现形式有（）。A.波浪B.瓢曲C.厚度不均D.边部减薄答案：AB解析：板形是指板带材的平直度，不良表现为波浪（边浪、中浪）、瓢曲等；厚度不均属于尺寸精度问题，边部减薄是断面形状问题。9.高炉“悬料”的主要原因包括（）。A.炉料粉末多，透气性差B.炉温剧烈波动C.煤气流分布失常D.铁水流动性好答案：ABC解析：悬料是炉料下降受阻的现象，原因包括炉料粉末多（透气性差）、炉温波动（炉料粘结）、煤气流分布失常（局部压力过高）等；铁水流动性好与悬料无关。10.炼钢用脱氧剂的选择原则包括（）。A.脱氧能力强B.生成的脱氧产物易上浮排除C.成本低D.不影响钢的性能答案：ABCD解析：脱氧剂需满足：脱氧能力强（与氧亲和力大）、产物密度小（易上浮成渣）、成本低且不引入有害元素（如铝脱氧需控制夹杂物形态）。三、填空题（每题2分，共10题，合计20分）1.高炉炼铁的基本反应是铁矿石的（）反应。答案：还原解析：高炉内铁矿石（Fe₂O₃、Fe₃O₄）被CO、H₂还原为金属铁（Fe），是炼铁的核心反应。2.转炉炼钢中，“渣量”通常控制在（）kg/t钢左右。答案：80120解析：转炉渣量主要取决于铁水硅含量（硅含量高则渣量增加），一般为80120kg/t钢。3.连铸“拉速”的单位是（）。答案：m/min解析：拉速（v）指铸坯从结晶器拉出的速度，单位为米每分钟（m/min），是连铸生产效率的关键参数。4.轧钢“加热炉”的主要燃料有（）、重油、煤气等。答案：天然气解析：加热炉常用燃料包括天然气（清洁高效）、重油（热值高）、煤气（如焦炉煤气、高炉煤气）等。5.高炉“焦炭负荷”是指（）与焦炭用量的比值。答案：矿石用量解析：焦炭负荷（K）=矿石量（t）/焦炭量（t），反映焦炭的利用效率，负荷越高，焦比越低。6.转炉“供氧强度”的定义是（）。答案：单位时间内每吨钢的供氧量（m³/(t·min)）解析：供氧强度（I）=总氧量（m³）/（钢水量（t）×吹氧时间（min）），通常为3.54.5m³/(t·min)。7.连铸“二次冷却区”是指从（）到拉矫机之间的区域。答案：结晶器下口解析：二次冷却区（二冷区）承接结晶器，对铸坯进行喷水或气雾冷却，促进坯壳继续凝固。8.轧钢“轧制压力”的计算公式为（）。答案：P=K·F（K为单位压力，F为接触面积）解析：轧制压力（P）是轧辊对轧件的总压力，等于单位压力（K，与材料强度、变形程度等有关）乘以轧件与轧辊的接触面积（F）。9.高炉“铁水含硅量”是判断（）的重要指标。答案：炉温解析：铁水[Si]含量与炉温正相关，[Si]升高（如>0.6%）通常表示炉温过高，[Si]降低（如<0.3%）表示炉温不足。10.转炉“出钢温度”需比钢水熔点高（）℃。答案：50100解析：出钢温度（T）=钢水熔点（T熔）+过热度（ΔT），ΔT一般为50100℃，确保钢水在运输和浇铸过程中不凝固。四、简答题（共4题，合计40分）1.（封闭型，10分）简述高炉炉前操作的主要内容。答案：高炉炉前操作是高炉生产的关键环节，主要内容包括：（1）按时打开铁口，放出铁水和炉渣（出铁出渣）；（2）维护铁口，确保铁口深度、角度符合要求（防止铁水穿透炉墙）；（3）处理撇渣器（小井），实现铁渣分离；（4）清理炉前设备（如泥炮、开口机），确保正常运行；（5）观察铁水、炉渣状态（如铁水温度、炉渣流动性），反馈调整高炉操作。2.（开放型，10分）分析连铸坯表面纵裂纹的成因及预防措施。答案：成因：（1）结晶器内坯壳生长不均匀（如结晶器锥度不合适、保护渣润滑不良）；（2）钢水成分波动（如碳含量在0.10%0.16%的“包晶钢”易裂）；（3）二次冷却强度过大，导致坯壳受拉应力；（4）结晶器液面波动大（>±5mm），破坏渣膜连续性。预防措施：（1）优化结晶器锥度（根据钢种调整），使用性能良好的保护渣（控制熔速、粘度）；（2）稳定钢水成分（避免包晶钢成分区间），降低硫、磷含量（减少晶界弱化）；（3）调整二冷配水（弱冷为主），避免局部冷却过快；（4）稳定结晶器液面（采用液面自动控制，波动≤±3mm）。3.（封闭型，10分）转炉炼钢终点控制的任务有哪些？答案：转炉终点控制的任务是确保出钢时钢水满足以下要求：（1）温度达标（符合连铸或后续工艺要求）；（2）成分达标（碳、磷、硫等元素含量符合钢种规格）；（3）合适的氧含量（避免合金收得率过低或钢水过氧化）；（4）炉渣性能良好（碱度、氧化性符合出钢要求，减少下渣量）。4.（开放型，10分）轧钢生产中，如何提高带钢的尺寸精度？答案：提高带钢尺寸精度（厚度、宽度、长度）的措施包括：（1）厚度控制：采用AGC（自动厚度控制）系统，通过调整辊缝、轧制压力或张力补偿厚度偏差；（2）宽度控制：优化立辊轧制规程（调整侧压量），控制板坯宽度和加热温度均匀性（减少边部温降）；（3）长度控制：精确计算延伸系数，采用激光测长仪实时监控，调整终轧速度；（4）设备维护：定期校准轧辊辊型（如CVC、PC轧机），减少辊缝磨损；（5）工艺优化：稳定轧制温度（避免温度波动导致变形抗力变化），控制轧制速度（减少动态变规格时的尺寸波动）。五、计算题（共2题，合计20分）1.（10分）某高炉日产生铁4800t，消耗焦炭1800t，喷吹煤粉960t（煤粉置换比0.8），计算该高炉的综合焦比（kg/t）。解析：综合焦比=（焦炭用量+煤粉用量×置换比）/生铁产量=（1800×1000+960×1000×0.8）/4800=（1,800,000+768,000）/4800=2,568,000/4800=535kg/t答案：535kg/t2.（10分）某转炉冶炼Q235钢，钢水量150t，终点[C]=0.06%（目标[C]=0.08%），需加入硅铁（含Si=75%，Si回收率85%）和增碳剂（含C=98%，C回收率90%）调整成分。已知：[Si]目标=0.20%（初始[Si]=0.02%），计算硅铁和增碳剂加入量（保留两位小数）。解析：（1）硅铁加入量计算：需增加的[Si]量=0.20%0.02%=0.18%=0.0018硅铁加入量（kg）=（钢水量×需增[Si]量）/（硅铁含Si量×回收率）=（150×1000×0.0018）/（0.75×0.85）=（270）/（0.6375）≈423.53kg（2）增碳剂加入量计算：需增加的[C]量=0.08%0.06%=0.02%=0.0002增碳剂加入量（kg）=（钢水量×需增[C]量）/（增碳剂含C量×回收率）=（150×1000×0.0002）/（0.98×0.90）=（30）/（0.882）≈34.01kg答案：硅铁约423.53kg，增碳剂约34.01kg六、综合分析题（共1题，合计20分）某高炉近期出现炉温波动大（铁水[Si]在0.2%0.8%之间波动）、渣铁分离困难（渣中带铁多）的问题，试分析可能原因并提出调整措施。答案：可能原因分析：（1）炉料质量波动：烧结矿/球团矿强度下降（