2025年度冶金工业技能鉴定模拟题库附答案详解

2025年度冶金工业技能鉴定模拟题库附答案详解一、单项选择题（每题4分，共20题）1.高炉炼铁过程中，焦炭的主要作用不包括（）。A.提供热量（发热剂）B.作为还原剂（提供CO）C.支撑炉料（骨架作用）D.直接还原铁氧化物答案：D详解：焦炭在高炉中主要作为发热剂（燃烧提供热量）、还原剂（与CO₂反应提供CO，间接还原铁氧化物）和炉料骨架（保持炉内透气性）。铁氧化物的还原主要通过CO的间接还原完成，焦炭中的碳直接还原（C+FeO=Fe+CO）仅占少量，因此“直接还原”并非主要作用。2.转炉炼钢过程中，前期脱磷的关键条件是（）。A.高温、高碱度、高氧化性渣B.低温、高碱度、高氧化性渣C.高温、低碱度、低氧化性渣D.低温、低碱度、低氧化性渣答案：B详解：脱磷反应（2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P₂O₅)+5[Fe]）为放热反应，低温有利于正向进行；高碱度（CaO含量高）可稳定P₂O₅提供磷酸钙；高氧化性渣（FeO含量高）提供足够的氧源。因此前期（温度较低时）控制低温度、高碱度、高氧化性渣是脱磷关键。3.热轧带钢生产中，终轧温度过低会导致（）。A.晶粒粗大，强度下降B.氧化铁皮增厚，表面质量差C.变形抗力增大，设备负荷增加D.轧件宽展过大，尺寸超差答案：C详解：终轧温度过低时，金属的变形抗力显著增加（因再结晶难以进行，加工硬化主导），导致轧机轧制力上升，设备负荷增大。晶粒粗大常见于终轧温度过高；氧化铁皮增厚与加热温度和保温时间相关；宽展主要受压下量、轧辊直径等因素影响。4.煤气管道置换时，正确的操作是（）。A.用空气直接吹扫煤气B.用氮气置换煤气后，再用空气置换氮气C.用蒸汽置换煤气后，直接通入空气D.先通入煤气，再用氮气置换空气答案：B详解：煤气（如焦炉煤气、高炉煤气）与空气混合易形成爆炸性气体（爆炸极限内），因此置换需避免混合。正确流程为：先用惰性气体（氮气或蒸汽）置换煤气，使煤气含量低于爆炸下限；再用空气置换惰性气体，确保管道内为空气。直接用空气吹扫煤气会导致混合气体爆炸；蒸汽置换后若未彻底干燥，可能残留水分影响后续使用；先通煤气再置换空气会导致初始阶段空气与煤气混合。5.连铸过程中，结晶器液面波动过大的主要危害是（）。A.增加结晶器铜板磨损B.导致铸坯夹渣或裂纹C.降低拉坯速度D.减少保护渣消耗量答案：B详解：结晶器液面波动会破坏保护渣的均匀铺展，导致渣层厚度不均，部分区域渣膜过薄甚至断裂，钢水直接接触铜板形成粘结，引发纵裂纹；同时，液面波动可能卷入渣子，形成铸坯表面或皮下夹渣。铜板磨损主要与结晶器振动参数和保护渣润滑性相关；拉坯速度由工艺设定控制；保护渣消耗量与液面稳定性正相关，波动大时消耗量可能增加（需补充）。6.高炉炉顶压力升高时，下列说法错误的是（）。A.煤气在炉内停留时间延长B.间接还原率提高C.炉料下降速度加快D.吨铁煤气量减少答案：C详解：炉顶压力升高（高压操作）时，煤气密度增大，流速降低，停留时间延长（A正确），CO利用率提高，间接还原率增加（B正确）；同时，煤气膨胀减少，吨铁煤气量减少（D正确）。但炉料下降速度主要受料柱透气性和炉内压差影响，高压操作会降低炉内压差（炉顶压力高，炉缸压力相对稳定，压差=炉缸压力-炉顶压力），因此炉料下降速度可能减慢（C错误）。7.电弧炉炼钢中，采用泡沫渣操作的主要目的是（）。A.减少电极消耗B.提高炉渣碱度C.增加钢水氧化性D.降低出钢温度答案：A详解：泡沫渣（炉渣发泡覆盖电弧）可有效屏蔽电弧对炉衬的热辐射，减少电极氧化（电极消耗降低约15%-20%），同时提高热效率。炉渣碱度由造渣料加入量控制；泡沫渣需适当氧化性（FeO含量20%-30%），但目的非增加钢水氧化性；出钢温度由钢种成分决定，泡沫渣可减少热损失，但不直接降低目标温度。8.冷轧带钢退火的主要目的是（）。A.消除加工硬化，恢复塑性B.提高表面硬度C.细化晶粒，增加强度D.去除表面氧化铁皮答案：A详解：冷轧过程中，金属发生剧烈塑性变形，位错密度增加，产生加工硬化（强度升高、塑性下降）。退火通过再结晶消除加工硬化，恢复塑性，满足后续冲压或深加工需求。提高硬度需淬火+回火；细化晶粒需控制轧制温度和变形量；去除氧化铁皮是酸洗工序的任务。9.高炉喷吹煤粉时，煤粉的挥发分应控制在（）。A.＜5%B.10%-25%C.30%-40%D.＞50%答案：B详解：煤粉挥发分过低（＜10%）时，燃烧性能差，易未燃尽进入炉缸，影响透气性；挥发分过高（＞25%）时，爆炸性增强（挥发分＞25%的烟煤属于易爆炸煤种），安全风险大。工业上通常控制无烟煤（挥发分＜10%）与烟煤（挥发分15%-35%）的混合比例，使综合挥发分在10%-25%，兼顾燃烧性和安全性。10.转炉吹炼终点判断的主要依据是（）。A.吹氧时间和枪位B.钢水温度和成分C.炉口火焰颜色D.炉渣碱度答案：B详解：转炉终点控制的核心是钢水温度（满足连铸或模铸要求）和成分（C、P、S等元素含量符合钢种标准）。吹氧时间和枪位是过程控制参数；炉口火焰颜色（如“黄白火焰收缩”）可辅助判断，但受原料、操作影响大；炉渣碱度是造渣效果的体现，非终点直接依据。11.轧机工作辊表面粗糙度对轧件的影响是（）。A.粗糙度越大，轧制力越小B.粗糙度越小，轧件表面越光亮C.粗糙度越大，轧件宽展越小D.粗糙度越小，轧件与轧辊摩擦力越大答案：B详解：轧辊表面粗糙度小（光滑）时，轧件表面复制轧辊形貌，表面更光亮（B正确）；粗糙度大时，轧辊与轧件接触面积增大，摩擦力增加，轧制力上升（A错误）；宽展与压下量、轧辊直径等相关，与粗糙度无直接关系（C错误）；摩擦力与粗糙度正相关，粗糙度小则摩擦力小（D错误）。12.高炉冷却系统中，风口小套常用的材质是（）。A.铸铁B.铜C.不锈钢D.陶瓷答案：B详解：风口小套直接接触高温炉内煤气（约2000℃）和渣铁，需高导热性（快速导出热量）和耐高温冲刷。纯铜（导热系数约400W/(m·K)）导热性远高于铸铁（约50W/(m·K)）、不锈钢（约16W/(m·K)）和陶瓷（约2-30W/(m·K)），因此是风口小套的首选材质。13.连铸二冷区的主要作用是（）。A.使铸坯完全凝固B.控制铸坯冷却速度，改善内部质量C.去除铸坯表面缺陷D.提高拉坯速度答案：B详解：结晶器内铸坯已形成10-20mm的坯壳，二冷区通过喷水或气水混合冷却，控制铸坯从表面到中心的冷却速率，避免因冷却不均产生内裂纹、偏析等缺陷（B正确）。完全凝固通常在拉矫机后完成（A错误）；表面缺陷需在结晶器或后续修磨处理（C错误）；拉坯速度由结晶器冷却能力和二冷强度共同决定，但二冷区的核心是质量控制（D错误）。14.煤气中毒的主要成分是（）。A.CO₂B.H₂SC.COD.CH₄答案：C详解：煤气（高炉煤气、焦炉煤气）中含有大量CO（高炉煤气约20%-25%，焦炉煤气约5%-8%），CO与血红蛋白的结合能力是O₂的200-300倍，导致人体缺氧中毒。CO₂是窒息性气体（高浓度导致缺氧），但非“中毒”主因；H₂S有剧毒（臭鸡蛋味），但煤气中含量极低；CH₄是可燃气体，无直接毒性。15.钢的力学性能中，“屈服强度”是指（）。A.材料断裂时的最大应力B.材料开始发生塑性变形的最小应力C.材料在弹性变形阶段的最大应力D.材料抵抗冲击载荷的能力答案：B详解：屈服强度是材料由弹性变形转为塑性变形的临界应力（开始产生明显塑性变形的最小应力）。断裂时的最大应力是抗拉强度（A错误）；弹性变形阶段的最大应力是弹性极限（C错误）；抵抗冲击载荷的能力是冲击韧性（D错误）。16.高炉炼铁中，炉渣的二元碱度计算公式为（）。A.(CaO)/(SiO₂)B.(CaO+MgO)/(SiO₂+Al₂O₃)C.(CaO)/(SiO₂+Al₂O₃)D.(CaO+MgO)/(SiO₂)答案：A详解：二元碱度是最常用的炉渣碱度表示方法，定义为碱性氧化物CaO与酸性氧化物SiO₂的质量分数之比（(CaO)/(SiO₂)）。三元碱度为(CaO+MgO)/(SiO₂)，四元碱度为(CaO+MgO)/(SiO₂+Al₂O₃)，用于更复杂的渣系分析。17.转炉炼钢加入白云石的主要目的是（）。A.提高渣中MgO含量，保护炉衬B.增加渣量，促进脱磷C.降低渣的熔点，改善流动性D.提供CaO，提高碱度答案：A详解：转炉炉衬为镁碳砖（主要成分为MgO），炉渣中MgO含量过低时（＜8%），炉渣会侵蚀炉衬；过高则渣熔点升高，流动性变差。白云石（CaCO₃·MgCO₃）分解后提供CaO和MgO，可补充渣中MgO（控制在8%-12%），保护炉衬。提高碱度主要靠石灰（CaO）；促进脱磷需高碱度、高氧化性渣；降低熔点需FeO或萤石（CaF₂）。18.热轧型钢生产中，孔型设计的核心是（）。A.保证轧件尺寸精度B.减少轧制道次C.控制金属变形均匀性D.提高轧辊使用寿命答案：C详解：孔型设计需确保金属在每一道次中变形均匀（避免局部应力集中导致裂纹）、宽展可控、断面形状符合下一道次要求。尺寸精度由轧机调整和公差控制保证（A错误）；道次数量由总变形量决定（B错误）；轧辊寿命与材质、冷却相关（D错误）。19.高炉炉况“管道行程”的主要特征是（）。A.炉顶压力升高，压差降低B.炉顶温度波动大，个别温度计示数骤升C.风口明亮，焦炭活跃D.铁水温度升高，硅含量增加答案：B详解：管道行程是炉内煤气局部穿过料柱阻力小的区域（“管道”），导致该区域煤气流量大、温度高（对应炉顶个别温度计示数骤升），其他区域煤气量少、温度低，整体炉顶温度波动大（B正确）。炉顶压力降低（煤气短路），压差（炉缸压力-炉顶压力）升高（A错误）；风口因局部煤气流过，可能出现“生降”（焦炭不活跃）或“涌渣”（C错误）；管道行程导致煤气利用率下降，间接还原减少，直接还原增加，铁水硅含量降低（D错误）。20.炼钢过程中，“回磷”现象发生在（）。A.吹炼前期B.吹炼中期C.吹炼后期D.出钢过程答案：D详解：回磷是已脱除的P重新进入钢水的现象。吹炼后期（终点）炉渣碱度高、氧化性强，P稳定在渣中；但出钢时若下渣量过多（炉渣进入钢包），或钢包内加入脱氧剂（如硅铁、铝）降低渣的氧化性（FeO减少），P₂O₅会被还原（(4CaO·P₂O₅)+5[Si]=4(CaO)+2[P]+5(SiO₂)），导致钢水P含量升高（回磷）。二、判断题（每题2分，共10题）1.高炉炼铁中，理论焦比是指仅用焦炭作为燃料和还原剂时的最低焦比。（）答案：√详解：理论焦比是假设焦炭完全用于提供热量（燃烧提供CO₂）和还原剂（提供CO还原铁氧化物），且无其他热量损失时的最低焦比，实际生产中因热损失、喷吹煤粉等因素，实际焦比高于理论值。2.转炉炼钢终点时，钢水碳含量越低，温度应控制越高。（）答案：√详解：碳氧化放热（[C]+1/2{O₂}={CO}+10.5kJ/g），终点碳越低（氧化的C越多），钢水温度应越高（补偿后续过程（如出钢、运输）的温降，确保连铸或模铸温度要求）。3.热轧带钢卷取温度过高会导致带钢强度降低，延伸率提高。（）答案：√详解：卷取温度高时，带钢在卷取后发生珠光体转变（高温转变），提供较粗大的铁素体+珠光体组织，强度降低，延伸率提高；卷取温度低则提供细小组织，强度高，延伸率低。4.煤气柜检修前，可用氧气置换煤气。（）答案：×详解：氧气与煤气混合易爆炸（如焦炉煤气爆炸极限5%-30%），检修前需用惰性气体（氮气、蒸汽）置换煤气，再用空气置换惰性气体，禁止用氧气直接置换。5.连铸结晶器振动的主要目的是防止坯壳与铜板粘结。（）答案：√详解：结晶器振动（如正弦振动）使坯壳与铜板周期性分离，避免因坯壳收缩与铜板粘结导致拉漏（粘结性漏钢），同时促进保护渣流入坯壳与铜板间隙，改善润滑。6.高炉喷吹煤粉后，理论燃烧温度会升高。（）答案：×详解：煤粉分解吸热（挥发分分解需热量），且煤粉中的H₂燃烧放热低于焦炭中C的燃烧放热，因此喷吹煤粉会降低理论燃烧温度（需通过提高风温或富氧补偿）。7.电弧炉炼钢中，熔化期的主要任务是快速熔化废钢，无需控制炉渣。（）答案：×详解：熔化期需提前造渣（加入石灰），覆盖钢水减少热损失，同时脱除部分P、S（利用废钢中的铁锈提供FeO），因此炉渣控制是熔化期的重要任务。8.冷轧带钢的表面质量主要取决于热轧原料的表面状态。（）答案：×详解：冷轧表面质量受热轧原料（氧化铁皮残留、表面缺陷）、酸洗效果（去除氧化铁皮）、轧辊表面粗糙度、轧制油润滑性等多因素影响，热轧原料是基础，但酸洗和冷轧工艺同样关键。9.高炉炉缸冻结时，应立即加大鼓风量，提高炉温。（）答案：×详解：炉缸冻结时，渣铁流动性差，加大鼓风量会导致煤气量增加，炉内压差升高，可能引发悬料或管道行程。正确处理是减少鼓风（甚至休风），从铁口或渣口烧出通道，逐步加热炉缸。10.转炉吹炼过程中，枪位越低，渣中FeO含量越高。（）答案：×详解：枪位越低（氧枪喷头距熔池越近），氧气流股对熔池搅拌越强，Fe氧化提供的FeO被快速消耗（参与脱碳、脱磷反应），渣中FeO含量降低；枪位越高，氧气流股冲击弱，Fe氧化后未及时反应，渣中FeO含量升高。三、简答题（每题8分，共5题）1.简述高炉强化冶炼的主要措施及原理。答案：高炉强化冶炼的核心是提高产量（利用系数），同时保证炉况稳定。主要措施包括：（1）提高风温：风温每提高100℃，可降低焦比15-20kg/t，同时增加煤气量，强化冶炼。（2）富氧鼓风：增加风中O₂含量（每富氧1%，产量提高3%-4%），提高燃烧强度，补偿喷煤导致的理论燃烧温度下降。（3）喷吹煤粉：替代部分焦炭（1kg煤粉≈0.8-0.9kg焦炭），降低焦比，同时煤粉中的H₂提高煤气还原性。（4）高压操作：提高炉顶压力（0.15-0.3MPa），降低煤气流速，延长停留时间，提高CO利用率（间接还原率增加），同时降低压差，改善料柱透气性。（5）优化炉料结构：提高烧结矿碱度（改善还原性）、增加球团矿比例（强度高、粒度均匀），降低入炉粉末（＜5%），改善透气性。2.转炉炼钢中，为什么要控制终点钢水氧化性？答案：终点钢水氧化性（以[O]表示）过高会带来以下问题：（1）增加脱氧剂消耗：需加入更多铝、硅铁等脱氧剂，提高成本。（2）影响钢水质量：过量氧与碳反应提供CO，导致钢水“过氧化”，产生气孔、夹杂（如Al₂O₃、SiO₂）。（3）加剧回磷：高氧化性渣（FeO含量高）在出钢时下渣，可能在钢包中被脱氧剂还原，导致回磷（P重新进入钢水）。（4）侵蚀炉衬：高FeO渣对炉衬（镁碳砖）的侵蚀性增强，降低炉龄。因此，需通过控制终点碳含量（碳氧反应平衡[C][O]=0.0025）、调整吹炼后期枪位（降低渣中FeO）等方式，将终点[O]控制在合理范围（一般低碳钢[O]=0.04%-0.08%）。3.热轧板带轧制过程中，“板形”不良的主要表现及原因是什么？答案：板形不良主要表现为波浪（边浪、中浪、1/4浪）、瓢曲等。原因包括：（1）辊缝形状不合理：轧辊磨损、热膨胀或弯辊力调整不当，导致辊缝呈凸形（边浪）或凹形（中浪）。（2）轧制压力分布不均：带钢宽度方向压下量不一致（如边部压下量过大），导致延伸率差异（边部延伸率＞中部→边浪；中部延伸率＞边部→中浪）。（3）冷却不均：轧辊冷却水量分布不均，局部辊温高、膨胀大，改变辊缝形状。（4）来料板形不良：热轧原料（粗轧带钢）已有浪形，精轧无法完全纠正。4.简述煤气柜的安全操作要点。答案：煤气柜安全操作需重点控制以下环节：（1）柜容控制：禁止超过最高允许柜容（防止活塞冒顶）或低于最低允许柜容（防止活塞倾斜、卡阻）。（2）密封检查：定期检查油封（稀油密封柜）或橡胶膜（干式柜）是否泄漏，避免煤气外溢或空气渗入。（3）置换操作：检修前用氮气置换煤气（煤气含量＜0.5%），再用空气置换氮气（氧气含量＞19.5%）；投产前用氮气置换空气（氧气含量＜1%），再用煤气置换氮气。（4）防火防爆：柜区禁止明火，电气设备需防爆；设置CO浓度监测、可燃气体报警装置。（5）活塞运行监控：监测活塞倾斜度（＜30mm）、导轮运行状态（无卡阻），防止活塞倾斜导致密封破坏。5.连铸坯常见的表面缺陷有哪些？如何预防？答案：连铸坯表面缺陷主要包括：（1）纵裂纹：因结晶器液面波动、保护渣润滑不良（渣膜断裂）、坯壳局部过薄导致。预防措施：稳定液面（波动＜±3mm）、选择合适保护渣（熔点、粘度匹配拉速）、调整结晶器锥度。（2）横裂纹：与二冷区冷却不均、铸坯矫直时温度处于“脆性区”（700-900℃）有关。预防措施：控制二冷区弱冷（比水量0.8-1.2L/kg）、避开脆性区矫直（矫直温度＞900℃或＜700℃）。（3）夹渣：结晶器液面波动卷入保护渣，或浸入式水口偏流导致渣层不稳定。预防措施：稳定拉速、调整水口插入深度（100-150mm）、使用低粘度保护渣。（4）表面气孔：钢水脱氧不良（[O]过高），或保护渣、结晶器涂料含水分。预防措施：控制终点[O]、烘烤保护渣（水分＜0.5%）、结晶器涂料干燥后使用。四、综合分析题（每题15分，共2题）1.某高炉近期出现炉况波动，表现为炉顶温度波动大（5、6温度计示数骤升至300℃以上，其他温度计＜150℃）、压差升高（由180kPa升至220kPa）、铁水[Si]由0.4%降至0.2%、[S]由0.03%升至0.05%。请分析可能原因及处理措施。答案：（1）原因分析：①炉顶温度波动大、个别温度计示数骤升，表明存在“管道行程”（煤气局部短路），可能因料柱透气性恶化（如入炉粉末增加、炉料强度下降）或送风制度不合理（风速过低，煤气分布不均）。②压差升高是管道行程的结果（煤气通过局部区域，阻力增大）。③[Si]降低：管道行程导致煤气利用率下降（CO未充分参与还原），间接还原减少，直接还原增加（直接还原吸热，炉缸温度下降），Si的还原（SiO₂+C=Si+CO）需要高温，因此[Si]降低。④[S]升高：炉缸温度下降，炉渣流动性变差（熔化性温度升高），脱硫反应（[S]+(CaO)+[C]=(CaS)+CO）速率降低，脱硫效率下降，导致铁水[S]升高。（2）处理措施：①调整送风制度：适当降低风温（减少煤气膨胀）、降低风量（降低煤气速度），或进行“堵风口”操作（减少送风面积，提高风速，改善煤气