耐火成纤工测试验证知识考核试卷含答案

耐火成纤工测试验证知识考核试卷含答案1.单项选择题（每题1分，共20分）1.1耐火纤维中Al₂O₃含量高于48%的属于哪一类纤维？A.普通硅酸铝纤维B.高纯硅酸铝纤维C.含铬硅酸铝纤维D.多晶莫来石纤维答案：B1.2成纤工段“甩丝法”成纤时，熔流与甩轮切向速度的最佳匹配角度为：A.15°±2°B.30°±2°C.45°±2°D.60°±2°答案：C1.3耐火纤维棉导热系数随体积密度增大而：A.单调升高B.单调降低C.先降后升D.先升后降答案：C1.4纤维直径6μm的棉，其渣球含量（>212μm）一级品指标应≤：A.5%B.10%C.15%D.20%答案：B1.5多晶纤维生产中添加P₂O₅的主要作用是：A.降低熔点B.抑制晶粒长大C.提高碱含量D.增加纤维强度答案：B1.6成纤冷却水压力低于0.15MPa时最先出现的质量缺陷是：A.纤维直径变粗B.渣球增多C.棉层含水率超标D.纤维粉化答案：A1.7耐火纤维模块压缩回弹率测试时，预压荷载为：A.0.5kPaB.2kPaC.10kPaD.25kPa答案：C1.8纤维棉中Na₂O+K₂O总量每升高0.1%，使用温度约下降：A.5℃B.10℃C.20℃D.40℃答案：B1.9甩丝轮材质优先选用：A.45钢B.1Cr18Ni9TiC.GH3044D.ZG40Cr25Ni20答案：D1.10纤维棉有机物含量测定采用的标准灼烧温度为：A.450±10℃B.550±10℃C.750±10℃D.950±10℃答案：B1.11纤维直径分布测试用仪器为：A.激光粒度仪B.光学显微镜+图像分析C.沉降天平D.比表面积仪答案：B1.12耐火纤维针刺毯针刺密度16p/cm²时，其层间剥离强度典型值约为：A.30N/50mmB.60N/50mmC.90N/50mmD.120N/50mm答案：C1.13成纤工段能耗最高的单元是：A.电弧炉熔化B.甩丝成纤C.集棉室负压D.针刺固结答案：A1.14纤维棉回潮率仲裁检验规定的环境湿度为：A.(40±2)%B.(50±5)%C.(65±5)%D.(80±5)%答案：C1.15多晶纤维使用温度可达：A.1000℃B.1200℃C.1400℃D.1600℃答案：D1.16纤维棉渣球筛分用标准筛网孔径为：A.150μmB.212μmC.300μmD.425μm答案：B1.17纤维毯加热线收缩率试验保温时间为：A.1hB.2hC.12hD.24h答案：D1.18成纤过程添加硅油乳液的主要目的：A.降低渣球B.提高白度C.抗静电及润滑D.增加Al₂O₃答案：C1.19耐火纤维属于：A.晶体纤维B.玻璃质纤维C.碳纤维D.石英纤维答案：B1.20纤维棉体积密度测试用标准试样尺寸：A.100×100×50mmB.200×200×25mmC.300×300×50mmD.400×400×100mm答案：B2.多项选择题（每题2分，共20分；多选少选均不得分）2.1下列因素会直接提高甩丝纤维直径的有：A.熔流温度升高B.甩轮转速降低C.熔流流量增大D.冷却风量增大答案：B、C2.2耐火纤维针刺毯的“三向”抗拉性能指：A.纵向B.横向C.45°斜向D.厚度向答案：A、B、D2.3测定纤维棉导热系数需控制的参数有：A.平均温度B.热面温度C.冷面温度D.试样厚度答案：A、B、C、D2.4下列属于纤维棉常见外观缺陷的有：A.黄斑B.熔块C.油污D.分层答案：A、B、C、D2.5提高甩丝成纤率的可行措施有：A.优化熔流粘度B.提高甩轮表面粗糙度C.降低冷却风湿度D.增加集棉负压答案：A、B、D2.6多晶纤维与玻璃质纤维相比，其优势包括：A.更高使用温度B.更低导热系数C.抗热震性更好D.抗蠕变更强答案：A、C、D2.7纤维棉有机物含量过高会导致：A.加热线收缩增大B.白度下降C.导热系数升高D.渣球增多答案：A、B2.8电弧炉熔化原料时需实时监测：A.熔液电阻B.电极电流C.炉膛负压D.冷却水流量答案：A、B、D2.9耐火纤维模块安装常用锚固件材质有：A.304不锈钢B.310不锈钢C.陶瓷锚固件D.碳钢答案：A、B、C2.10纤维棉体积密度测试结果偏高的原因有：A.试样未烘干B.加压砝码超重C.尺寸测量偏大D.含水率偏高答案：B、D3.填空题（每空1分，共30分）3.1甩丝成纤时，熔流粘度一般控制在________Pa·s范围，以保证纤维连续。答案：0.5~2.03.2耐火纤维毯加热线收缩率试验的升温速率为________℃/min。答案：53.3纤维棉渣球含量试验称样量为________g，精确至________g。答案：50；0.013.4纤维直径测试至少测量________根，结果取算术平均值。答案：2003.5多晶纤维主晶相为________和________。答案：莫来石；刚玉3.6耐火纤维模块压缩到设计密度时，压缩量应≥________%。答案：253.7成纤冷却风温度高于________℃时，纤维易并丝。答案：453.8纤维棉回潮率试验规定试样厚度为________mm。答案：253.9甩丝轮外圆跳动应≤________mm。答案：0.13.10电弧炉出铁口流口直径常用________mm两种规格。答案：φ25、φ323.11纤维毯纵向抗拉强度试样宽度为________mm。答案：503.12导热系数测试热板温度差设定为________K。答案：203.13耐火纤维使用气氛中H₂含量>________%时，使用温度需下调50℃。答案：103.14纤维棉白度测定用标准光源为________。答案：D653.15甩丝成纤率计算公式：成纤率=________/________×100%。答案：合格棉质量；熔液总质量3.16纤维毯针刺深度一般控制在________mm。答案：8~123.17多晶纤维热处理炉常用最高温度为________℃。答案：16003.18纤维棉含水率试验烘干时间为________h。答案：23.19耐火纤维模块安装缝宽度≤________mm。答案：23.20纤维棉体积密度测试用压板施加压力为________Pa。答案：350±103.21甩丝轮冷却水流量应≥________L/min。答案：153.22纤维毯厚度测量用压脚压力为________kPa。答案：0.53.23电弧炉熔化1t原料电耗约________kWh。答案：900~11003.24纤维棉有机物含量试验称样量为________g。答案：103.25耐火纤维分类标准GB/T3003中，普通型使用温度≤________℃。答案：10003.26纤维直径6μm时，其比表面积约为________m²/g。答案：0.33.27甩丝轮转速每提高1000r/min，纤维直径约下降________μm。答案：0.53.28纤维棉导热系数随温度升高呈________关系增大。答案：线性3.29耐火纤维模块锚固件距边缘距离≥________mm。答案：503.30纤维毯加热线收缩率试验试样尺寸为________mm。答案：200×2004.判断题（每题1分，共10分；正确打“√”，错误打“×”）4.1甩丝法纤维直径一定比喷吹法细。答案：×4.2纤维棉体积密度越大，抗拉强度一定越高。答案：×4.3多晶纤维可长期在氧化气氛1400℃使用。答案：√4.4纤维毯针刺密度越高，其导热系数越低。答案：×4.5渣球含量测试时，冲洗水压为0.1MPa。答案：√4.6纤维棉回潮率试验可在恒温恒湿箱外完成。答案：×4.7电弧炉电极升降速度与熔液电阻成反比。答案：√4.8纤维直径测试可用SEM直接测量。答案：√4.9耐火纤维模块安装后不需预留膨胀缝。答案：×4.10甩丝轮表面镀铬可提高成纤率。答案：√5.简答题（每题6分，共30分）5.1简述甩丝成纤过程中熔流温度对纤维直径及渣球含量的影响机理。答案：熔流温度升高→粘度降低→熔膜变薄→离心力易拉细纤维，直径减小；同时低粘度熔滴易充分牵伸，未纤维化熔滴减少，渣球含量下降。反之温度降低，粘度升高，熔膜厚，纤维粗，牵伸不充分，渣球增多。5.2列出纤维棉导热系数测试时造成结果偏高的三种操作失误并给出纠正措施。答案：1.试样未烘干→含水率偏高，水导热系数大；纠正：105℃烘2h至恒重。2.冷热板接触不良→接触热阻大；纠正：试样表面平整，涂导热膏。3.边缘热损未修正→热流偏大；纠正：加装防护热板或软件修正。5.3说明多晶纤维热处理过程中晶粒长大的控制原理。答案：通过添加P₂O₅、B₂O₃等晶界抑制剂，在热处理时形成液相包裹晶粒，阻碍离子扩散；同时采用阶梯升温，在1100℃保温使晶核均匀形成，再升至1400℃完成晶化，避免局部过热造成异常长大。5.4简述耐火纤维模块安装后二次加热出现“收缩缝”的原因及预防措施。答案：模块纤维毯预先压缩25%以上，安装后回弹填充；首次受热时有机物烧失+玻璃质纤维蠕变，产生不可逆收缩。预防：选用低收缩毯，预压缩≥30%，锚固件“Ω”型补偿，加热曲线在500℃与1000℃各保温4h释放收缩。5.5解释甩丝轮材质选用ZG40Cr25Ni20的依据。答案：该材质25%Cr、20%Ni，高温下形成Cr₂O₃保护膜，1000℃抗氧化级；Ni稳定奥氏体，抗热疲劳；含C0.4%保证高温强度；熔流温度~1800℃，甩轮表面温度实际<800℃，材质满足抗氧化、抗蠕变、抗热震，寿命>2000h。6.计算题（每题10分，共30分）6.1已知电弧炉熔化率2t/h，熔液温度1850℃，比热1.05kJ/(kg·K)，潜热400kJ/kg，环境温度30℃，炉体散热功率250kW，求理论电功率。（忽略电效率）答案：P=qm[c(T2T1)+L]+P散=2000/3600×[1.05×(185030)+400]+250=0.5556×(1911+400)+250=0.5556×2311+250=1284+250=1534kW答：1534kW6.2纤维棉试样尺寸200×200×25mm，质量280g，烘干后失水3g，求体积密度、含水率、干基体积密度。答案：V=0.2×0.2×0.025=0.001m³湿密度=280/0.001=280kg/m³含水率=3/(2803)×100%=1.08%干密度=(2803)/0.001=277kg/m³答：湿密度280kg/m³，含水率1.08%，干密度277kg/m³6.3甩丝轮直径400mm，转速6000r/min，熔流粘度1.2Pa·s，流量80kg/min，求理论纤维直径。（公式d=K(ηQ/ρv)^0.5，K=0.035，ρ=2800kg/m³，v为轮周线速度）答案：v=πDn=π×0.4×6000/60=125.7m/sd=0.035×(1.2×80/60/2800/125.7)^0.5=0.035×(0.000454)^0.5=0.035×0.0213=7.5μm答：7.5μm7.综合应用题（每题20分，共40分）7.1某窑炉炉衬设计使用1260℃高纯硅酸铝纤维模块，厚度200mm，体积密度220kg/m³，要求冷面≤80℃，热面1260℃，环境温度20℃，允许热损≤800W/m²。实测导热系数方程λ=0.031+0.00015T(W/m·K)。验证该设计是否满足，若不满足提出两种调整方案并计算新热损。答案：平均温度T=(1260+80)/2=670℃λ=0.031+0.00015×670=0.1315W/m·K热流q=λΔT/δ=0.1315×(126080)/0.2=776W/m²<800W/m²，满足。若需降低热损：方案A：增厚至250mm，q=0.1315×1180/0.25=621W/m²方案B：换密度260kg/m³，λ=0.032+0.00014×670=0.1258W/m·K，q=0.1258×1180/0.2=742W/m²答：原设计满足；方案A热损621W/m²，方案B742W/m²。7.2生产线出现纤维直径波动±2μm，渣球含量由10%升至18%，给出系统排查步骤及关键检测点