(2025年)高炉值班室工艺考试题附答案

(2025年)高炉值班室工艺考试题附答案一、选择题（每题2分，共30分）1.高炉正常生产时，炉顶煤气中含量最多的气体是（）A.CO₂B.COC.N₂D.H₂答案：C。高炉鼓入的空气中氮气含量约79%，虽然在炉内参与反应，但大部分仍以氮气形式存在于炉顶煤气中，所以炉顶煤气中氮气含量最多。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D.菱铁矿答案：C。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，还原性相对较差；赤铁矿还原性次之；菱铁矿在加热过程中会分解，其还原性也不如褐铁矿。3.高炉喷吹煤粉后，炉缸理论燃烧温度（）A.升高B.降低C.不变D.不确定答案：B。喷吹煤粉后，煤粉分解吸热，会使炉缸理论燃烧温度降低。同时，煤粉在炉内的气化反应等也会消耗一定的热量，进一步导致炉缸理论燃烧温度下降。4.高炉炉渣的碱度通常用（）来表示A.CaO/SiO₂B.(CaO+MgO)/SiO₂C.CaO/(SiO₂+Al₂O₃)D.(CaO+MgO)/(SiO₂+Al₂O₃)答案：A。在实际生产中，常用CaO/SiO₂来表示高炉炉渣的碱度，它能较好地反映炉渣的化学性质和冶金性能。5.高炉料线是指（）A.大钟开启位置到料面的距离B.炉喉上沿到料面的距离C.风口中心线到料面的距离D.炉顶装料设备下沿到料面的距离答案：B。高炉料线是指炉喉上沿到料面的距离，它是高炉操作中的一个重要参数，对炉内煤气流分布等有重要影响。6.下列哪种情况会导致高炉炉况不顺（）A.炉温稳定B.料速均匀C.炉渣流动性好D.炉顶压力波动大答案：D。炉顶压力波动大说明炉内煤气流不稳定，可能存在管道行程等情况，会导致高炉炉况不顺。而炉温稳定、料速均匀、炉渣流动性好都是高炉正常运行的表现。7.高炉冷却壁的主要作用是（）A.保护炉壳B.提高炉温C.降低焦比D.增加产量答案：A。高炉冷却壁的主要作用是保护炉壳，通过冷却使炉衬保持一定的强度和稳定性，防止炉衬被高温侵蚀损坏，从而延长高炉的使用寿命。8.当高炉出现炉缸堆积时，应采取的措施是（）A.降低炉温B.增加喷煤量C.缩小风口面积D.减少风量答案：C。缩小风口面积可以提高鼓风动能，增加炉缸中心的煤气量，有利于消除炉缸堆积。降低炉温可能会加重堆积情况；增加喷煤量会使炉缸热量消耗增加，不利于解决堆积问题；减少风量会降低炉缸的活跃程度，也不利于消除堆积。9.高炉煤气的发热值一般为（）kJ/m³A.33004200B.75008500C.1500017000D.2000022000答案：A。高炉煤气的发热值相对较低，一般在33004200kJ/m³之间，这是因为高炉煤气中可燃成分（如CO等）含量相对较少，且含有大量的氮气等不可燃气体。10.高炉生铁含硅量主要取决于（）A.炉温B.碱度C.风量D.炉顶压力答案：A。炉温是影响高炉生铁含硅量的主要因素。炉温升高，硅的还原反应加剧，生铁含硅量增加；反之，炉温降低，生铁含硅量降低。碱度主要影响炉渣的性能；风量和炉顶压力对炉内煤气流和热量传递有影响，但不是影响生铁含硅量的主要因素。11.下列哪种原料在高炉内分解时会吸收大量热量（）A.焦炭B.石灰石C.铁矿石D.煤粉答案：B。石灰石（CaCO₃）在高炉内受热分解，CaCO₃=CaO+CO₂↑，该反应是吸热反应，会吸收大量热量。焦炭、铁矿石和煤粉在高炉内主要发生氧化、还原等反应，分解吸热不是其主要特点。12.高炉操作中，“高压操作”的主要目的是（）A.提高产量B.降低焦比C.改善煤气利用D.以上都是答案：D。高压操作可以提高煤气的利用率，使炉内煤气分布更加均匀，从而提高产量；同时，煤气利用改善后，热量利用更加充分，能够降低焦比。所以高压操作的主要目的包括提高产量、降低焦比和改善煤气利用。13.当高炉炉况出现“管道行程”时，炉顶煤气曲线会出现（）A.温度升高，CO₂含量降低B.温度降低，CO₂含量升高C.温度和CO₂含量都升高D.温度和CO₂含量都降低答案：A。出现管道行程时，煤气会集中通过某一局部区域，导致该区域的煤气与炉料接触不充分，煤气利用率降低，CO₂含量降低；同时，由于煤气集中通过，该区域的温度会升高。14.高炉炉身中上部的炉衬主要受到（）的侵蚀A.高温气流B.炉渣C.铁水D.碱金属和锌蒸汽答案：D。高炉炉身中上部温度相对较低，炉渣和铁水的影响较小。而碱金属和锌蒸汽在炉内上升过程中，会在炉身中上部冷凝沉积，对炉衬产生侵蚀作用。高温气流主要对炉身下部和炉缸等高温区域有较大影响。15.高炉风口小套损坏的主要原因是（）A.高温B.磨损C.腐蚀D.以上都是答案：D。高炉风口小套处于高温、高速煤气流和铁水、炉渣的冲刷环境中，高温会使风口小套材料的性能下降；铁水、炉渣和高速煤气流会对风口小套造成磨损；同时，炉内的一些化学物质会对风口小套产生腐蚀作用。所以风口小套损坏的主要原因包括高温、磨损和腐蚀。二、判断题（每题1分，共15分）1.高炉炼铁的主要目的是将铁矿石中的铁元素还原出来，同时去除杂质。（）答案：正确。高炉炼铁就是通过一系列的化学反应，将铁矿石中的铁氧化物还原成铁，并通过造渣等过程去除其中的杂质，得到合格的生铁。2.增加高炉的鼓风量一定会提高产量。（）答案：错误。增加鼓风量在一定范围内可以提高产量，但如果超过了高炉的合理负荷，会导致炉况不顺，如出现管道行程、悬料等问题，反而会影响产量。同时，还需要考虑其他因素如炉料的透气性、炉温等的配合。3.高炉炉渣的流动性越好，对炉衬的侵蚀越严重。（）答案：正确。炉渣流动性好，其与炉衬的接触更加充分，炉渣中的化学成分更容易与炉衬发生化学反应，从而对炉衬的侵蚀更加严重。4.高炉喷吹煤粉后，不需要再使用焦炭。（）答案：错误。虽然高炉喷吹煤粉可以部分替代焦炭的作用，但焦炭在高炉内还起着骨架作用，保证炉内的透气性，目前还不能完全不用焦炭。5.炉顶压力升高，炉内煤气流速降低。（）答案：正确。根据流体力学原理，在其他条件不变的情况下，炉顶压力升高，煤气的体积会被压缩，流速会降低，有利于改善煤气利用。6.高炉生铁中的硫主要来自于铁矿石。（）答案：错误。高炉生铁中的硫主要来自于焦炭，焦炭中的硫在高炉内会部分进入生铁中。铁矿石中的硫含量相对较少，不是生铁中硫的主要来源。7.提高炉渣碱度可以降低生铁含硫量。（）答案：正确。提高炉渣碱度，炉渣中的CaO等碱性氧化物含量增加，能与硫反应提供稳定的硫化物进入炉渣，从而降低生铁含硫量。8.高炉冷却水温差越大越好。（）答案：错误。冷却水温差过大，说明冷却强度过大，可能会导致炉衬温度过低，影响炉衬的使用寿命；同时，也可能会使炉内热量损失过多。冷却水温差需要控制在合适的范围内。9.高炉出现悬料时，应立即减风处理。（）答案：正确。高炉出现悬料时，炉内料柱停止下降，减风可以降低炉内煤气压力，减轻对料柱的支撑力，使料柱恢复下降，是处理悬料的常用措施之一。10.高炉煤气可以直接用于加热热风炉。（）答案：错误。高炉煤气中含有灰尘等杂质，直接用于加热热风炉会堵塞热风炉的格子砖等设备，需要经过净化处理后才能用于加热热风炉。11.铁矿石的品位越高，其质量越好。（）答案：错误。铁矿石的质量不仅取决于品位，还与矿石的还原性、粒度组成、有害杂质含量等因素有关。即使品位高，但如果还原性差、有害杂质含量高，也不是优质的铁矿石。12.高炉操作中，炉温波动越小越好。（）答案：正确。炉温波动小，说明高炉热制度稳定，有利于高炉的稳定顺行，保证生铁质量和产量。炉温波动大会导致炉况不稳定，容易出现各种问题。13.增加炉顶压力可以提高高炉的抗波动能力。（）答案：正确。增加炉顶压力可以使炉内煤气分布更加均匀，减少煤气流的波动，从而提高高炉的抗波动能力，使高炉运行更加稳定。14.高炉风口前的理论燃烧温度越高越好。（）答案：错误。风口前理论燃烧温度过高，会导致炉缸过热，炉衬侵蚀加剧，同时也可能使炉渣黏度增加，影响炉渣的流动性和排渣效果。理论燃烧温度需要控制在合适的范围内。15.高炉炉况失常时，应及时调整操作参数，使其尽快恢复正常。（）答案：正确。当高炉炉况失常时，及时调整操作参数，如风量、风温、喷煤量等，可以改善炉内的热制度、煤气流分布等情况，使炉况尽快恢复正常，保证高炉的正常生产。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述高炉喷吹煤粉的意义和影响喷煤量的因素。答：高炉喷吹煤粉的意义主要有以下几点：（1）降低焦比：煤粉可以部分替代焦炭，减少焦炭的使用量，从而降低生产成本。（2）提高产量：喷吹煤粉可以增加炉内的热量和还原剂，提高炉内的反应速度，有利于提高产量。（3）资源利用：煤粉来源广泛，喷吹煤粉可以充分利用煤炭资源。影响喷煤量的因素主要有：（1）炉缸热状态：炉缸热状态是限制喷煤量的关键因素。炉温过低时，喷入的煤粉不能充分燃烧和气化，会导致未燃煤粉增多，影响炉况。（2）煤粉的燃烧性能：煤粉的挥发分、粒度等影响其燃烧性能。挥发分高、粒度细的煤粉燃烧性能好，有利于提高喷煤量。（3）炉料的透气性：喷煤量增加会使炉内煤气量增加，如果炉料透气性不好，会导致炉内压力升高，影响炉况顺行，从而限制喷煤量。（4）热风温度：热风温度高，为煤粉的燃烧提供了更多的热量，有利于提高喷煤量。（5）设备能力：包括制粉设备的制粉能力、喷吹设备的喷吹能力等，设备能力不足也会限制喷煤量。2.分析高炉炉况不顺的主要原因及处理方法。答：高炉炉况不顺的主要原因有：（1）原燃料质量变差：如矿石品位降低、粒度组成不合理、焦炭强度下降等，会影响炉内的透气性和反应性能，导致炉况不顺。（2）操作制度不合理：风量、风温、喷煤量等操作参数调整不当，会使炉内的热制度和煤气流分布失衡，引起炉况波动。（3）设备故障：如冷却设备漏水、风口损坏、布料设备故障等，会破坏炉内的正常工作条件，导致炉况失常。（4）炉体侵蚀：炉衬侵蚀严重，会影响炉内的形状和透气性，使煤气流分布紊乱，造成炉况不顺。（5）外界因素：如大气温度、湿度变化等，会影响鼓风的质量和炉内的热平衡，对炉况产生一定影响。处理方法如下：（1）调整操作制度：根据炉况变化，合理调整风量、风温、喷煤量等参数，使炉内的热制度和煤气流分布恢复正常。例如，当炉况出现难行时，可以适当减风，降低炉内压力，改善料柱的透气性。（2）改善原燃料质量：选用质量好的矿石和焦炭，控制原燃料的粒度和水分等指标，保证炉内的反应性能和透气性。（3）处理设备故障：及时修复漏水的冷却设备、损坏的风口等，确保高炉设备的正常运行。（4）维护炉体：对侵蚀严重的炉衬进行修补或更换，保持炉内的合理形状和透气性。（5）加强监测和分析：密切关注炉顶温度、压力、煤气成分等参数的变化，及时分析炉况，采取相应的措施。3.说明高炉炉渣的作用及对炉渣性能的要求。答：高炉炉渣的作用主要有：（1）分离铁和杂质：炉渣能够将铁矿石中的脉石、焦炭中的灰分等杂质从铁水中分离出来，保证生铁的质量。（2）保护炉衬：炉渣在炉衬表面形成一层保护膜，减少铁水和高温煤气对炉衬的侵蚀，延长炉衬的使用寿命。（3）调节炉况：通过调整炉渣的成分和性能，可以调节炉内的热制度和反应过程，如控制生铁的含硫量等。（4）回收资源：炉渣中含有一些有用的元素，如钙、镁、铝等，可以通过进一步处理回收利用。对炉渣性能的要求如下：（1）良好的流动性：炉渣流动性好，便于在炉内顺利排出，同时也有利于与铁水的分离和对炉衬的保护。一般要求炉渣在高炉操作温度下具有合适的黏度。（2）合适的碱度：碱度影响炉渣的脱硫能力、熔点和黏度等性能。合适的碱度可以保证炉渣具有良好的脱硫效果，同时又能使炉渣具有合适的流动性和熔点。（3）较低的密度：炉渣密度较低，有利于与铁水分离，避免铁水夹杂在炉渣中造成铁损。（4）化学稳定性：炉渣在高炉内的高温和化学反应条件下应具有良好的化学稳定性，不与炉衬、铁水等发生过度的化学反应，保证高炉的正常运行。四、计算题（每题10分，共10分）已知某高炉每批料中矿石量为20t，焦炭量为5t，矿石的含铁量为55%，焦炭的灰分含量为12%，生铁的含铁量为94%，炉渣碱度要求为1.2，试计算每批料的出铁量和所需的石灰石（CaCO₃）量（假设石灰石的纯度为90%，炉渣中SiO₂全部来自矿石和焦炭的灰分，且矿石中SiO₂含量为8%，焦炭灰分中SiO₂含量为50%）。解：（1）计算每批料的出铁量矿石中含铁量=矿石量×矿石含铁量=20×55%=11t设每批料的出铁量为xt，则x×94%=11x=11÷94%≈11.7t（2）计算炉渣中SiO₂的含量矿石中SiO₂含量=20×8%=1.6t焦炭灰分中SiO₂含量=5×12%×50%=0.3t炉渣中SiO₂总量=1.6+0.3=1.9t（3）根据碱度计算所需的CaO量已知炉渣碱度=CaO/SiO₂=1.2则所需CaO量=1.9×1.2=2.28t（4）计算所需的石灰石量设所需石灰石量为yt，石灰石（CaCO₃）分解后提供CaO的反应为：CaCO₃=CaO+CO₂↑CaCO₃的相对分子质量为100，CaO的相对分子质量为56则石灰石中纯CaCO₃提供的CaO量为y×90%×56/100y×90%×56/100=2.28y=2.28×100/(90%×56)≈4.52t答：每批料的出铁量约为11.7t，所需的石灰石量约为4.52t。五、论述题（每题15分，共15分）论述如何提高高炉的煤气利用率和降低焦比。答：提高高炉的煤气利用率和降低焦比是高炉操作的重要目标，以下从多个方面进行论述：（一）原燃料方面1.提高矿石品位高品位的矿石含铁量高，脉石含量少，在高炉内需要处理的杂质少，减少了造渣所需的热量和焦炭消耗。同时，矿石品位提高，单位体积内的铁元素增多，有利于提高产量，从而相对降低了焦比。而且，高品位矿石的透气性较好，有利于煤气的流通和分布，提高煤气利用率。2.改善焦炭质量优质的焦炭具有较高的强度和反应性。高强度的焦炭在高炉内不易破碎，能保证炉内的透气性，使煤气能够均匀地通过料柱，提高煤气利用率。良好的反应性可以使焦炭在风口前充分燃烧，提高燃烧效率，减少未燃煤粉的产生，降低焦比。3.优化炉料结构合理搭配不同种类的矿石和熔剂，形成合适的炉料结构。例如，采用高碱度烧结矿搭配酸性球团矿的方式，可以改善炉料的高温性能和透气性。同时，控制炉料的粒度组成，使炉料具有良好的透气性和均匀性，有利于煤气与炉料的充分接触，提高煤气利用率。（二）操作制度方面1.高压操作高压操作可以使炉内煤气的体积被压缩，煤气流速降低，煤气在炉内停留时间延长，与炉料的接触更加充分，从而提高煤气利用率。同时，高压操作还可以减少炉尘的吹出量，提高产量，降低焦比。2.高风温操作提高热风温度可以为高炉内的反应提供更多的热量，减少焦炭的燃烧量，从而降低焦比。而且，高风温可以促进煤粉的燃烧和气化，提高喷煤量，进一步替代焦炭。此外，高风温还能改善炉内的热制度，有利于提高煤气利用率。3.合理的喷吹制度高炉喷吹