高炉值班室工艺考试题附答案

高炉值班室工艺考试题附答案一、选择题（每题2分，共20分）1.高炉有效容积为4000m³时，正常生产中炉顶压力应控制在（）范围内。A.0.05-0.1MPaB.0.15-0.25MPaC.0.3-0.4MPaD.0.45-0.5MPa答案：B2.高炉正常冶炼时，炉腹煤气量与鼓风量的关系为（）。A.炉腹煤气量=鼓风量B.炉腹煤气量＞鼓风量C.炉腹煤气量＜鼓风量D.无固定关系答案：B（鼓风中N₂不参与反应，而碳氧化提供CO/CO₂，H₂O分解提供H₂，总体积增加）3.下列指标中，反映焦炭热态性能的是（）。A.M40B.M10C.CSRD.Ad答案：C（CSR为焦炭反应后强度，M40/M10为冷态强度，Ad为灰分）4.高炉低料线作业时，最可能引发的问题是（）。A.炉顶温度升高B.边缘气流发展C.炉墙结厚D.以上均可能答案：D（低料线导致炉料分布紊乱，煤气分布失常，顶温升高；长期低料线易引发炉墙粘结或结厚）5.热风炉换炉操作中，正确的顺序是（）。A.关冷风阀→关燃烧阀→开废气阀→开冷风阀B.关燃烧阀→关冷风阀→开废气阀→开热风阀C.关燃烧阀→开废气阀→关冷风阀→开热风阀D.关废气阀→关燃烧阀→开冷风阀→开热风阀答案：C（先停止燃烧，排出废气，再切换送风）6.高炉冶炼中，直接还原度（rd）的定义是（）。A.被CO还原的铁量/总还原铁量B.被C还原的铁量/总还原铁量C.被H₂还原的铁量/总还原铁量D.被H₂O还原的铁量/总还原铁量答案：B（直接还原指铁氧化物与固态C的还原反应，间接还原为与CO/H₂的反应）7.正常炉况下，高炉风口应呈现（）状态。A.明亮、活跃、无挂渣B.暗红、呆滞、有挂渣C.局部发黑、涌渣D.全部烧穿答案：A（正常风口明亮均匀，焦炭活跃跳动，无挂渣或生降）8.高炉喷煤量突然增加时，若未及时调整风温，最可能出现的现象是（）。A.炉温升高B.炉温降低C.顶压升高D.料速变快答案：B（喷煤量增加，煤粉分解吸热增加，若风温未补偿，炉缸热收入减少）9.衡量高炉煤气利用程度的指标是（）。A.煤气中CO₂含量B.煤气中CO含量C.煤气中H₂含量D.煤气热值答案：A（CO₂含量越高，说明CO参与还原反应越充分，煤气利用越好）10.高炉炉墙结厚时，以下参数变化正确的是（）。A.边缘气流温度升高B.炉身静压力差降低C.料速不均D.风口前焦炭活跃答案：C（结厚导致煤气分布失常，料柱透气性变差，料速出现停滞或波动）二、填空题（每空1分，共20分）1.高炉炉型五段结构包括炉喉、（）、炉腰、（）、炉缸。答案：炉身；炉腹2.正常生产中，高炉料线深度一般控制在（）m，过深易导致（）发展。答案：1.0-1.5；边缘气流3.焦炭的反应性（CRI）是指焦炭在（）℃、（）气氛下的失重率。答案：1100；CO₂4.高炉鼓风动能计算公式为（），其大小主要影响（）。答案：E=1/2mv²（m为鼓风质量流量，v为风速）；煤气流在炉缸的分布5.热风炉燃烧制度中，空燃比一般控制在（），过高会导致（）。答案：1.05-1.15；热量损失增加（或燃烧不充分）6.高炉炉温的主要判断指标是（）和（），其中（）更能反映炉缸热状态。答案：铁水硅含量（[Si]）；铁水温度；铁水温度7.高炉紧急休风时，需首先（），防止（）。答案：关闭冷风大闸；煤气倒灌（或炉内压力骤降导致炉料塌陷）8.高炉煤气中可燃成分主要是（）和（），不可燃成分主要是（）。答案：CO；H₂；N₂（或CO₂）9.高炉喷吹煤粉的粒度要求是-200目占（）以上，水分控制在（）以下。答案：70%；1%10.炉况失常时，常用的调整手段包括（）、（）、（）。答案：调节风量/风压；调整风温/富氧；改变装料制度三、简答题（每题8分，共40分）1.简述高炉边缘气流与中心气流的判断方法及对炉况的影响。答案：判断方法：①炉顶温度曲线：边缘气流发展时，炉顶四点温度中边缘点（如1、3）温度升高，中心（2、4）降低；②十字测温：边缘温度高、中心温度低为边缘气流强；③炉身静压力差：边缘气流强时，压差降低（煤气走边缘阻力小）；④风口观察：边缘气流弱时，风口易挂渣，中心气流弱时，风口前焦炭呆滞。影响：边缘气流过度发展会导致炉墙侵蚀加剧、热损失增加、煤气利用变差；中心气流不足会使炉缸中心堆积，影响渣铁排放；中心气流过强则可能导致炉顶温度过高，炉喉钢砖损坏。2.高炉休风前需做哪些准备工作？答案：①确认休风时间、类型（计划休风/紧急休风），通知相关岗位（如热风炉、上料、铸铁机）；②调整炉况：适当提高炉温（[Si]0.6-0.8%），改善渣铁流动性；③控制料线：休风前料线可降至炉身中上部（约2-3m），避免休风后炉顶温度过高；④停喷煤粉：休风前30分钟停止喷煤，防止管道内积粉；⑤排放渣铁：确保休风前炉内无大量渣铁滞留，避免休风后凝铁；⑥关闭炉顶打水：防止休风后炉顶设备受潮；⑦热风炉准备：确认休风炉的燃烧阀、冷风阀关闭，废气阀开启。3.分析炉温波动的主要原因及调整措施。答案：主要原因：①原燃料变化：焦炭强度下降（M40降低）、灰分升高，矿石品位波动（TFe变化＞1%），熔剂质量不稳定（CaO含量波动）；②操作参数调整：风温波动（±50℃以上）、喷煤量变化（±5kg/t以上）、富氧率调整（±0.5%以上）；③设备故障：鼓风机跳电导致风量骤减，热风炉换炉失败导致风温下降，上料系统故障导致料速紊乱；④炉况失常：边缘气流发展或中心堆积导致热损失增加，炉墙结厚影响热量分布。调整措施：①稳定原燃料：加强筛分，控制入炉粉末（＜5%），定期抽检焦炭CSR、矿石还原性；②优化操作参数：炉温低时提高风温（每次50-100℃）、增加喷煤量（需同步提风温）或富氧（0.3-0.5%）；炉温高时降低风温（每次50℃）、减少喷煤量（5-10kg/t）；③处理设备问题：快速恢复风量、风温，缩短故障时间；④改善煤气分布：通过调整装料制度（如增加正装比例、缩小矿批）抑制边缘或发展中心气流。4.简述高炉顶温控制的意义及常用调节方法。答案：意义：①保护设备：顶温过高（＞500℃）会导致炉顶钢砖烧损、布袋除尘器滤袋损坏；顶温过低（＜150℃）易结露，造成煤气管道腐蚀；②反映煤气利用：顶温稳定且偏低（200-300℃）说明煤气利用好；③监控炉况：顶温骤升可能是低料线或边缘气流发展，骤降可能是中心气流不足或炉缸堆积。调节方法：①控制料线：料线过深（＞2m）时及时补料，避免煤气分布失常；②调整装料制度：边缘气流发展时增加倒装比例（如由CCKK改为CKCK），抑制边缘；③炉顶打水：顶温＞350℃时开启打水阀，根据温度调整水量（一般不超过2t/h）；④稳定风量/风温：避免风量骤增或风温骤降导致煤气量波动；⑤控制喷煤量：喷煤量过大时适当减少，防止未燃煤粉在炉顶燃烧升温。5.高炉炉缸冻结的主要征兆及预防措施。答案：征兆：①铁水温度持续低于1350℃，铁水发粘、流动性差，表面有黑渣（FeO含量高）；②渣铁排放困难，铁口难开，出铁量少（＜理论出铁量的80%）；③风口大量挂渣，甚至出现涌渣、灌渣，部分风口暗红或熄灭；④风压升高、风量降低，料速显著减慢（＜正常料速的50%）；⑤炉顶温度波动大，煤气中CO₂含量下降（＜18%）。预防措施：①稳定炉温：控制[Si]在0.4-0.8%（大高炉取下限），铁水温度＞1450℃；②保证渣铁排放：按时出净渣铁，铁口深度保持在1.5-2.0倍炉缸半径（4000m³高炉约3.5-4.0m），避免铁口过浅导致渣铁残留；③防止炉缸堆积：定期加净焦（每10-15天加1-2批，焦比提高10-20kg/t），控制煤比不超过180kg/t（避免未燃煤粉堆积）；④监控热负荷：炉缸各层水温差＜1.5℃（正常0.5-1.0℃），水温差升高时及时排查冷却壁泄漏；⑤事故处理：发生连续亏料线（＞2h）或长期低风量作业后，及时补加净焦（50-100kg/t），提高风温至上限（1200-1250℃）。四、计算题（每题10分，共30分）1.某高炉日产生铁5000t，消耗焦炭2000t，喷吹煤粉1000t（煤粉置换比0.8），计算燃料比、焦比和煤比。解：燃料比=（焦炭量+煤粉量×置换比）/铁产量=（2000+1000×0.8）/5000=2800/5000=560kg/t焦比=焦炭量/铁产量=2000/5000=400kg/t煤比=煤粉量/铁产量=1000/5000=200kg/t答案：燃料比560kg/t，焦比400kg/t，煤比200kg/t2.已知高炉鼓风量为6000m³/min（标态），鼓风湿度15g/m³，富氧率3%（体积分数），计算实际鼓风中O₂和N₂的体积流量（标态，m³/min）。解：标态下，鼓风湿度=15g/m³=15/18=0.833mol/m³（H₂O摩尔质量18g/mol），即H₂O体积分数=0.833/22.4×100%≈3.72%（标态下1mol=22.4L）。原鼓风（未富氧）中O₂体积分数=21%×(1-湿度%)+湿度%×0（H₂O中O原子不计入自由O₂）=21%×(1-3.72%)≈20.2%；N₂体积分数=79%×(1-3.72%)+湿度%×0≈76.1%（H₂O占3.72%）。富氧后，O₂体积分数=原O₂%+富氧率×(1-原湿度%)=20.2%+3%×(1-3.72%)≈20.2%+2.89%≈23.09%。总鼓风量（标态）=6000m³/min（已含湿度）。O₂流量=6000×23.09%≈1385.4m³/minN₂流量=6000×(1-23.09%-3.72%)=6000×73.19%≈4391.4m³/min（H₂O占3.72%，即6000×3.72%≈223.2m³/min）答案：O₂约1385m³/min，N₂约4391m³/min3.高炉入炉矿石TFe=58%，FeO=8%，焦炭灰分12%（灰分中CaO=8%），熔剂（石灰石）CaO=52%，炉渣碱度（R=CaO/SiO₂）要求1.2，计算吨铁需加入的石灰石量（假设吨铁渣量400kg，SiO₂来源：矿石中SiO₂=10%，焦炭灰分中SiO₂=50%，煤粉灰分中SiO₂=45%，煤粉比150kg/t，焦炭比350kg/t）。解：吨铁SiO₂总量=矿石SiO₂+焦炭SiO₂+煤粉SiO₂=1000×10%+350×12%×50%+150×（假设煤粉灰分10%）×45%（注：题目未给煤粉灰分，假设为10%）=100+350×0.12×0.5+150×0.1×0.45=100+21+6.75=127.75kg吨铁CaO需求=R×SiO₂总量=1.2×127.75=153.3kgCaO来源：矿石中CaO（假设为0，题目未提）+焦炭灰分CaO=350×12%×8%=3.36kg+石灰石CaO=石灰石量×52%则：3.36+石灰石量×52%=153.3→石灰石量=(153.3-3.36)/0.52≈149.94/0.52≈288.3kg/t（注：若题目假设矿石无CaO，且煤粉灰分中CaO忽略，则结果约288kg/t）答案：约288kg/t五、综合分析题（每题15分，共30分）1.某高炉中班生产时，出现以下现象：风压由350kPa缓慢升至380kPa，风量由5800m³/min降至5500m³/min，顶温由280℃升至350℃（边缘点温度400℃），料速由8批/h降至6批/h，风口观察发现部分风口有挂渣，铁水[Si]=0.3%，铁水温度1420℃。试分析炉况可能的原因，并提出处理措施。答案：原因分析：①煤气分布失常：风压升高、风量降低、料速减慢，说明料柱透气性变差；顶温边缘点升高（400℃），中心可能不足，判断为边缘气流发展、中心气流减弱；②炉温偏低：[Si]=0.3%（正常0.4-0.8%），铁水温度1420℃（正常＞1450℃），热制度不稳定；③可能诱因：原燃料变化（如焦炭CSR下降导致料柱阻力增加）、装料制度不当（边缘矿批减少，布料角度过小）、喷煤量未及时调整（煤比过高未提风温）。处理措施：①调整装料制度：增加边缘矿石分布（如扩大矿角1-2°，缩小焦角0.5-1°），抑制边缘气流；②提高炉温：将风温由1200℃提至1250℃（上限），减少喷煤量10-15kg/t（由180kg/t降至165-170kg/t），必要时富氧0.3-0.5%；③改善透气性：适当降低风压（至360kPa），增加风量（至5700m³/min），减少压差（控制在180-200kPa）；④加强监测：每小时测量铁水温度、[Si]，观察风口状态（若挂渣加重，可临时堵1-2个小风口）；⑤排查原燃料：检查焦炭M40、CSR（若CSR＜60%需减煤），矿石粉末（＞5%需加强筛分）；⑥出净渣铁：缩短出铁间隔（由2h/次改为1.5h/次），确保铁口深度（4000m³高炉保持3.8-4.0m），避免渣铁滞留加重炉缸负担。2.高炉计划休风8小时检修炉顶设备，作为值班工长，需制定休风操作方案，包括休风前准备、休风步骤、休风期间维护及复风准备。答案：休风前准备：①提前4小时通知热风炉、上料、喷煤、铸铁等岗位，确认检修项目（如更换探尺、修补炉顶钢砖）；②调整炉况：中班开始提高[Si]至0.7-0.8%，铁水温度1480-1500℃，改善渣铁流动性（二元碱度1.15-1.20）；③控制料线：休风前2小时停止上料，料线降至炉身中部（约3.0m），避免休风后顶温过高；④停喷煤粉：休风前30分钟停止喷煤，关闭喷煤支管阀门，用压缩空气吹扫管道10分钟；⑤排放渣铁：休风前1小时出最后一次铁，确保炉内渣铁量＜正常量的50%（4000m³高炉＜200t）；⑥关闭炉顶打水：提前1小时停止