(2025年)高炉炼铁工三级理论知识题库(高级)含答案

(2025年)高炉炼铁工三级理论知识题库(高级)含答案一、选择题1.高炉内直接还原反应是指（）。A.铁氧化物被一氧化碳还原B.铁氧化物被氢气还原C.铁氧化物被固体碳还原答案：C解析：直接还原是指用固体碳作还原剂的还原反应，间接还原是用一氧化碳和氢气作还原剂的还原反应，所以本题选C。2.下列哪种矿石的还原性最好（）。A.磁铁矿B.赤铁矿C.褐铁矿答案：C解析：褐铁矿由于其结构疏松，比表面积大，所以还原性最好；磁铁矿结构致密，还原性较差；赤铁矿还原性介于二者之间，因此选C。3.高炉煤气中可燃成分最多的是（）。A.COB.H₂C.CH₄答案：A解析：高炉煤气中主要可燃成分是CO，其含量一般在20%-30%左右，H₂含量相对较少，CH₄含量极少，所以选A。4.正常炉况下，炉渣的碱度一般控制在（）。A.0.9-1.1B.1.1-1.3C.1.3-1.5答案：B解析：在正常炉况下，为了保证炉渣有良好的流动性和脱硫能力等，炉渣碱度一般控制在1.1-1.3，所以选B。5.提高风温对高炉冶炼的影响是（）。A.降低焦比B.增加焦比C.对焦比无影响答案：A解析：提高风温可以为高炉提供更多的热量，减少焦炭的使用量来满足热量需求，从而降低焦比，所以选A。二、判断题1.高炉内的温度分布是均匀的。（）答案：错误解析：高炉内不同部位的温度差异很大，从炉顶到炉缸温度逐渐升高，存在明显的温度梯度，所以该说法错误。2.铁矿石的品位越高，其质量就一定越好。（）答案：错误解析：铁矿石品位高是质量好的一个重要指标，但不是唯一指标，还需要考虑矿石的粒度、还原性、有害杂质含量等因素，所以该说法错误。3.高炉喷吹煤粉可以完全替代焦炭。（）答案：错误解析：虽然高炉喷吹煤粉可以部分替代焦炭，降低焦比，但由于焦炭在高炉内还起到骨架等重要作用，目前还不能完全替代焦炭，所以该说法错误。4.炉渣的黏度越大，其流动性越好。（）答案：错误解析：炉渣黏度与流动性成反比关系，黏度越大，流动性越差，所以该说法错误。5.提高顶压可以改善高炉的煤气分布。（）答案：正确解析：提高顶压可以使煤气在高炉内分布更加均匀，减少边缘气流发展，有利于高炉的稳定顺行，所以该说法正确。三、简答题1.简述高炉炼铁的基本原理。答案：高炉炼铁的基本原理是将铁矿石、焦炭和熔剂等原料按一定比例装入高炉，在高温下进行一系列物理和化学变化。首先，焦炭在风口前燃烧产生高温煤气（主要成分是CO），为高炉提供热量和还原剂。铁矿石中的铁氧化物（如Fe₂O₃、Fe₃O₄等）被CO和固体碳还原成铁。同时，矿石中的脉石（如SiO₂等）与熔剂（如石灰石）反应提供炉渣，炉渣和铁水分别从渣口和铁口排出。整个过程包括还原反应、造渣反应、传热和传质等多个过程，最终实现从铁矿石中提取铁的目的。2.分析影响高炉炉况顺行的因素有哪些。答案：影响高炉炉况顺行的因素主要有以下几个方面：（1）原燃料质量：矿石的品位、粒度、强度、还原性等，焦炭的强度、热性能等都会影响炉内透气性和反应进行。如果矿石品位低、粉末多，焦炭强度差，会导致炉内料柱透气性变差，影响炉况顺行。（2）送风制度：风温、风量、风压、风口布局等送风参数对炉内气流分布和热制度有重要影响。风温不足会使炉缸热量不够，风量过大或过小都会影响炉内气流的合理分布。（3）装料制度：装料顺序、料线高度、布料方式等装料制度决定了炉料在炉内的分布情况。不合理的装料制度会导致边缘或中心气流发展过度，破坏炉内气流的稳定。（4）造渣制度：炉渣的碱度、黏度、流动性等对炉内脱硫、排渣以及炉缸工作状态有重要作用。炉渣碱度过高或过低、黏度过大等都会影响炉况顺行。（5）操作管理：操作人员的操作水平、对炉况的判断和调节能力等也会影响炉况顺行。如不能及时根据炉况变化调整操作参数，会使炉况恶化。（6）设备状况：高炉的冷却设备、送风设备、上料设备等的运行状况对炉况顺行至关重要。设备故障会导致高炉生产不稳定，影响炉况。3.说明高炉喷吹煤粉的意义和优点。答案：高炉喷吹煤粉具有重要的意义和诸多优点，具体如下：意义：（1）缓解焦炭供应紧张：随着钢铁工业的发展，对焦炭的需求量不断增加，而优质炼焦煤资源日益短缺，喷吹煤粉可以部分替代焦炭，减少对焦炭的依赖。（2）降低生产成本：煤粉价格相对焦炭较低，喷吹煤粉可以降低炼铁成本，提高企业的经济效益。优点：（1）降低焦比：喷吹煤粉可以提供部分热量和还原剂，减少焦炭的使用量，从而降低焦比，提高高炉的经济效益。（2）改善高炉炉缸工作：煤粉在风口前迅速气化，使炉缸圆周方向温度更加均匀，有利于炉缸的活跃和稳定。（3）调节炉况：可以根据炉况变化灵活调整喷煤量，实现对炉温、煤气流分布等的调节，提高高炉的操作灵活性。（4）减少环境污染：与焦炭生产过程相比，煤粉制备和喷吹过程产生的污染物相对较少，有利于环境保护。4.如何判断高炉炉缸工作是否活跃。答案：判断高炉炉缸工作是否活跃可以从以下几个方面进行：（1）铁水温度和成分：铁水温度稳定且较高，一般在1450-1550℃左右，说明炉缸热量充足。同时，铁水中硅含量稳定且在合适范围（一般在0.3%-0.6%），硫含量低，表明炉缸反应正常，工作活跃。（2）渣铁排放情况：渣铁排放顺畅，渣铁流动性好，出铁时间和出铁量稳定，说明炉缸内渣铁能够顺利排出，炉缸工作良好。（3）风口状态：风口明亮、工作均匀，无挂渣、烧坏等现象，说明风口前燃烧正常，炉缸圆周方向工作均匀活跃。如果风口发暗、有生降等情况，可能表示炉缸局部工作不正常。（4）炉顶煤气参数：炉顶煤气温度、压力、成分等参数稳定，波动较小，说明炉内气流分布合理，炉缸工作稳定。如果煤气参数波动大，可能是炉缸工作不稳定导致的。（5）炉身温度和热负荷：炉身各部位温度分布合理，热负荷稳定，说明炉内传热正常，炉缸工作活跃。若炉身局部温度异常，可能反映出炉缸工作存在问题。5.简述提高高炉风温的方法。答案：提高高炉风温的方法主要有以下几种：（1）改进热风炉结构和材质：采用高效的热风炉结构，如顶燃式热风炉，其燃烧和传热效率较高。选用高蓄热能力、耐高温的耐火材料，提高热风炉的蓄热能力和热交换效率。（2）优化燃烧制度：合理控制煤气和空气的配比，保证充分燃烧。采用富氧燃烧技术，提高燃烧强度和燃烧温度，从而提高热风温度。（3）预热助燃空气和煤气：通过换热器等设备对助燃空气和煤气进行预热，提高进入热风炉的气体温度，进而提高热风温度。（4）提高热风炉的操作水平：合理安排热风炉的换炉周期，保证热风炉有足够的蓄热时间和送风时间。控制好热风炉的拱顶温度和烟道温度，避免过高或过低影响风温。（5）使用高热值煤气：采用高热值的煤气作为燃料，如焦炉煤气与高炉煤气混合使用，提高燃烧的发热量，从而提高热风温度。四、计算题1.已知高炉入炉矿石品位为58%，焦比为450kg/t-Fe，喷煤比为150kg/t-Fe，煤粉的含碳量为80%，焦炭的含碳量为85%，求每炼1吨铁需要的碳量（不考虑其他因素）。答案：首先计算焦炭提供的碳量：焦炭中碳的质量=焦比×焦炭含碳量=450×85%=382.5kg然后计算煤粉提供的碳量：煤粉中碳的质量=喷煤比×煤粉含碳量=150×80%=120kg每炼1吨铁需要的碳量=焦炭提供的碳量+煤粉提供的碳量=382.5+120=502.5kg答：每炼1吨铁需要的碳量为502.5kg。2.某高炉有效容积为2000m³，日产生铁5000t，求该高炉的利用系数。答案：高炉利用系数的计算公式为：利用系数=日产量/有效容积已知日产量为5000t，有效容积为2000m³则利用系数=5000/2000=2.5t/（m³·d）答：该高炉的利用系数为2.5t/（m³·d）。3.已知高炉炉渣中CaO含量为40%，SiO₂含量为30%，求该炉渣的碱度。答案：炉渣碱度一般用二元碱度表示，计算公式为：R=CaO含量/SiO₂含量已知CaO含量为40%，SiO₂含量为30%则碱度R=40%/30%≈1.33答：该炉渣的碱度约为1.33。4.某高炉风量为4000m³/min，风温为1100℃，求每小时带入高炉的热量（假设空气比热容为1.3kJ/（m³·℃），环境温度为20℃）。答案：首先计算温度差：Δt=1100-20=1080℃每小时的风量：V=4000×60=240000m³根据热量计算公式Q=c×V×Δt（其中c为比热容）带入数据可得：Q=1.3×240000×1080=336960000kJ答：每小时带入高炉的热量为