炼铁工职业技能竞赛理论试题05.docx
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炼铁工职业技能竞赛理论试题05
全国钢铁行业职业技能大赛理论试题
(炼铁工)
一、填空题(20题)
1、高炉内决定焦炭发生熔损反应因素是(温度和焦炭反应性)。
2、铁的渗碳是指碳溶解在固态或液态铁中的过程,高炉内(Co、焦炭、未然煤粉)里的碳素均能参加渗碳反应。
3、炉渣粘度是指液态炉渣流动速度不同的相邻液层间(产生的内摩擦力)系数。
4、炉渣含S量与铁含S量的比值称(硫分配系数)。
5、煤粉爆炸的必备条件是(含氧浓度≥14%),具有一定的煤粉悬浮浓度和火源。
6、风口理论燃烧温度是指(炉缸煤气)参与热交换之前的初始温度。
7、从有利于热风炉需热,换炉及提高风温水平考虑,希望炉子上部格子砖具备(耐热能力),中下部格砖具有较大的(蓄热能力)。
8、高炉生产要求铁矿石的(熔化温度要高),更要求软熔温度区间要窄,还原性能要好的矿石。
9、高炉炉料中碳酸盐分解约有(50%),在高温下进行。
10、影响风口理论燃烧温度高低的因素有(风温、湿度、喷煤和富氧)。
11、高炉内>1000℃时碳素溶解损失及水煤气反应,升始明显加速,故将1000℃左右等温线作为炉内(直接与间接还原)的分界线。
12、焦炭在炉内的作用主要是(提供热量、提供还原剂、保证料柱透气性)。
13炉顶压力提高不利于炉内硅的还原,对(冶炼低硅铁)有利。
14、顶压提高后炉内压力增高,煤气体积缩小,透气性改善,压差降低,给高炉(进一步加风)创造良好条件。
15、富氧鼓风可以提高理论燃烧温度的原因是(炉缸煤气体积减小)。
16、高炉使用差压流量计的检测数据,经(压力、温度)补正后,才是较准确地标准风量。
17、物料平衡是高炉在配料计算的基础上,按物质不灭定律原则,对加入高炉的物料与产生的物质进行平衡的分析,也是为编制(热平衡)打基础。
18、高温区域热平衡是以高炉下部高温区为研究对象,其主要热收入只考虑(碳素在风口的燃烧及风温)。
19、把富氧与喷吹燃料结合起来,可以增加焦炭燃烧强度,大幅度增产,促使喷吹燃料完全气化,以及(不降低理论燃烧温度)的情况下扩大喷吹量,从而进一步取得降低焦比的效果。
20、高温区域热平衡方法的优点在于热平衡中明显地显示出直接还原对热消耗的影响,这部分热消耗应由(碳在风口前燃烧放出的热量)来补偿,因而也就显示出直接还原对焦比的影响。
二:
选择题(20题)
1、下列(P)元素可100%进入铁水。
A、(S);B、(P);C、(Fe)
2、高炉解体调研查明,炉料在炉内基本上是按装料顺序(C)分布的。
A、(矿石超越焦炭);B、(逐步混合);C、(呈层状下降)
3、高炉内氧化物在逐级还原的过程中(A)是最关键的。
A、(FeO);B、(Fe3O4);C、(Fe2O3)
4、焦炭在炉内大量产生气化反应的温度区间是(C)。
A、(<900℃);B、(900℃—1000℃);C、(>1000℃)
5、高炉有效高度与炉腰直径的比值随炉容扩大而(A)。
A、(降低);B、(升高);C、(变化不大)
6、炉料中存在碳酸盐时,其分解反映(B)在高温区进行。
A、(全部);B、(约有50%);C、(不会)
7、氢在(A)时参与还原反应不如一氧化碳活跃。
A、(<810℃);B、(900℃—1000℃);C、(>1000℃)
8、在高压操作中,由于顶压提高使得(C),故可以显著提高入炉风量。
A、(煤气流小而合理);B、(边缘煤气发展);C、(煤气体积压缩)
9、高炉内存在间接还原与直接还原,只有(B)时,才是经济效果最佳的。
A、(100%间接还原);B、(两者比例达到适当成度);C、(100%直接还原)
10、铁的直接还原度是指FeO中用碳直接还原的铁量与铁氧化物中被还原的(C)之比。
A、(总氧化铁量);B、(总碳量);C、(总铁量)
11、铁水中硅大量被还原的区域是(B)。
A、(炉缸);B、(滴落带);C、(软熔带)
12、富氧鼓风是因(C)而使得理论燃烧温度提高的。
A、(燃烧热量增加);B、(燃烧速度加快);C、(产生的煤气量减少)
13、高炉炉体热负荷最大的部位是(B)。
A、(炉缸);B、(炉腹、炉腰);C、(炉身)
14、软熔带是高炉透气性最差的部位,决定该区域煤气流动及分布的是(C)。
A、(煤气利用程度);B、(炉料的粒度组成);C、(焦窗面积及其位置形状)
15、风口前碳素燃烧产生的一氧化碳,供(C)利用的程度,称碳素利用率。
A、(铁高级氧化物);B、(非铁元素);C、(间接还原)
16、当高炉综合冶炼强度有较大幅度降低时,高炉鼓风动能应(C)。
A、(提高);B、(稳定);C、(适当降低)
17、大高炉风口循环区的深度(n)与炉缸直径(d)大体的关系为(C)。
A、(n=0.25d);B、(n=0.1768d);C、(n=0.1464d)
18、根据Fe-O相图得知,FeO实际为FexO,在<570℃时,不能稳定存在将分解为(C)。
A、(Fe2O3+dFe);B、(Fe3O4+Fe2O3);C、(Fe3O4+αFe)
19、从间接还原角度考虑若使反应达到平衡,还原剂一氧化碳需要(B)保证,而目前大部分高炉距平衡点尚有很大差距。
A、(风口碳素燃烧);B、(过剩量);C、(直接还原)
20、鼓风动能是从风口高速送入炉内的鼓风所具有的能量,故影响鼓风最大的因素是(B)。
A、(标准风速);B、(实际风速);C、(鼓风质量)
三、判断题(20题)
1、通常将矿石在荷重还原条件下收缩率3—4%时的温度定为软化开始温度,收缩率30-40%时的温度定为软化终了温度。
(√)
2、从热力学角度分析,煤气中CO在上升过程中,当温度降低400—600℃时可发生2CO=CO2+C反应。
(√)
3、熔化温度低,还原性好的矿石有利于高炉的了冶炼。
(×)
4、实际风速是鼓风动能中最活跃的因素。
(√)
5、提高冶炼强度必将导致高炉焦比的升高。
(×)
6、高炉炉顶煤气一氧化碳利用率最高可达59%。
(×)
7、高炉铁的直接还原度达到0.30以下是可能的。
(√)
8、风温提高焦比降低,炉顶煤气一氧化碳利用率有所改善,是间接还原发展的结果。
(×)
9、高炉内锰的高级氧化物还原与铁的高级氧化物还原差不多,唯独MnO比FeO难还原。
(√)
10、风口理论燃烧温度是计算出来的,所有经验公式都是经过计算在高炉实践中经统计分析得出的。
(√)
11、高炉内煤气流通过料柱后产生的压降属于动量传输。
(√)
12、炉渣的熔化性温度是炉渣的液相线温度。
(×)
13、高炉冶炼过程的能量主要来自焦炭、喷吹燃料和鼓风。
(√)
14、吨铁的热量消耗过大,炉顶煤气中Co含量超出平衡数值过多,煤气的化学能未被充分利用,是目前我国高炉生产的普遍问题。
(√)
15、大型高炉由于炉缸直径较大,操作上更应注意炉缸热度的充足、稳定和活跃,否则出现炉缸堆积故障是较难处理的。
(√)
16、在同一座高炉上,如果由于设备原因导致减风,大幅度降低冶炼强度时,高炉操作应提高鼓风动能。
(×)
17、高温区域热平衡是以盖斯定律为依据,不考虑炉内反应过程,而以物料最初和最终状态的热量为基准进行的平衡计算。
(×)
18、高炉内热能利用程度等于吨铁的有效热量消耗与热量总收入之比值。
(√)
19、当前限制喷煤量提高的因素主要是燃烧率低,置换比下降,理论燃烧温度不足,炉内透气性变坏等问题。
(√)
20、由矿石到钢材的生产当前可分为两个流程,高炉—转炉—轧机和直接还原或熔融还原—电炉—轧机。
前者称长流程,后者称短流程,目前长流程是主要流程,今后可能仍将持续一段时间。
(√)
四、名词解释(5题)
1、高炉利用系数:
合格出铁折合产量
高炉利用系数=———————————
有效容积×规定工作日
2、一氧化碳利用率:
CO2
一氧化碳利用率=—————
CO2+CO
CO、CO2为高炉炉顶煤气分析值。
3、铁的直接还原度:
从FeO中以直接还原方式,还原的铁量与全部被还原的铁量的比值。
4、风口理论燃烧温度:
假定燃烧带内的燃烧为一个绝热过程,C燃烧生成CO所放出的热量扣除燃烧带内部耗热后全部用以加热形成的煤气产物所达到的温度。
5、理论焦比:
冶炼吨铁的热能消耗达到最合理和最低的焦炭用量。
五、计算题(5题)
1、高炉鼓风中湿度为20克/米3,富O2率为2%,试计算每米3鼓风的O2含量是多少?
解:
20克水气体的容积是:
22.4
0.020×———=0.025米3
18
0.025
(1-0.025)×0.23+———=0.237米3
2
答:
鼓风的O2量为23.7%。
2、计算900℃时,间接还原Co的过剩系数是多少?
解:
提示:
CO+FeO=CO2+Fe
688
lgKp=———-0.9
T
900℃时Kp值为:
688
(——-0.9)
101173=0.486
故过剩系数n为:
1
n=1+———=3.058
0.486
答:
间接还原CO的过剩系数是3.058
3、高炉焦比为400公斤/吨。
焦炭含C为85%,煤比为100公斤/吨,煤粉含C为80%,生铁含C为4.0%,炉顶煤气成分如下:
COCO2H2CH4N2
%21.620.520.455.5
请计算吨铁炉顶干煤气量是多少?
(不考虑炉尘损失)
解:
风口气化C量为:
400×0.85+100×0.80-40=380公斤/吨
炉顶干煤气是量为:
22.4
380×————
12
———————————=1669米3/吨
(0.216+0.205+0.004)
4、高炉CO利用率为0.49,炉顶干煤气H2含量为3%,请根据H2利用率与CO利用率的相关数值(ηH2=0.88ηCO+0.1)计算出H2的利用率及H2还原生成的H2O量。
解:
ηH2=0.88×0.49+0.1=0.53
生成的H2O量为
0.03×0.53
——————×100%=3.38%
(1-0.53)
答:
H2的利用率是0.53。
H2还原生成的H2O量3.38%
5、高炉吨铁发生干煤气量为1700米3/吨,煤气中含N2为56%,鼓风含N2为78%,焦比380公斤/吨,焦炭中含N2为0.3%,煤比110公斤/吨,煤粉中含N2为0.5%,试计算顿吨铁鼓风量为多少?
(不考虑炉尘损失)
解:
按N2平衡计算吨铁鼓风量为:
22.4
1700×0.540-(380×0.003+110×0.005)×——
28
0.789
=1218.78米3/吨
答:
吨铁鼓风量为1218.78米3/吨。
六、简答题(6题)
1、简要说明解剖调查高炉内部的分区情况及特征。
①固相区:
在高炉上部,固体炉料焦、矿呈层状分布,是炉料受热、水分蒸发分解及煤气与炉料进行间接还原的区域。
②软熔带:
是炉料进一步受热,矿石开始软化和熔融的区域,出现固—液—气多相反应,主要进行造渣和开始直接还原,软熔的矿石层对上升,煤气阻力很大,煤气流主要靠固状焦炭层,即“焦窗”通过
③滴落带:
向下滴落的液态渣铁通过疏松的焦炭层与焦炭及煤气进行多种复杂地传热、传质过程。
④风口焦炭循环区:
具有一定的能量的鼓风与喷入的煤粉和焦炭在循环过程中进行激烈燃烧,上面的焦炭不断补充进来,形成炉内温度高达2000℃以上的高温焦点。
⑤焦炭呆滞区:
受四周循环区域的挤压及其碎焦的影响,该区焦炭呈呆滞的锥体状故又称“死焦锥”。
“死焦锥”焦炭其实不死,只是更换时间较长。
⑥渣铁储存储存区:
渣铁层界限分明,熔渣浮在铁水表面,滴落的铁水通过渣层会发生一些液相之间耦合反应。
2、如何对铁矿石进行评价?
①含铁品位:
以质论价,基本上以含铁量划分。
②脉石成分及分布:
酸性脉石愈少愈好,碱性稍高可用,AI2O3不应很高。
有些贫矿的结晶颗粒较为粗大,易选可用,否则应慎重。
③有害元素含量:
S、P、As、Cu易还原为元素进入生铁,对后来产品性能有害。
碱金属B、Zn、Pb和F等虽不能进入生铁,但破坏炉衬或易于挥发,在炉内循环导致洁瘤或污染环境,降低了使用价值。
④有益元素:
Cr、N1、V、Nb等进入生铁,并对钢材有益,T1及稀土元素可分离提取有较高是宝贵的综合利用资源。
⑤矿石的还原性:
还原性好可降低燃烧消耗。
⑥矿石的高温性能:
主要是受热后强度下降不易过大,不易于破碎及软化熔融,温度不可过低。
选矿及回收的粉矿都必须经过造矿才能应用,选矿过程是提供改进矿石性能的大好机会。
3、粉块造矿的意义和目的?
铁矿粉造块并不是简单地将细粉造块,而是在造块过程中采用一些技术措施生产出性能质量更优越的炉料。
目的是:
①将粉状料制成具有高温强度的块料。
②通过造块,改善铁矿石的冶金性能。
③除去某些有害杂质,回收有益元素达到综合利用资源和扩大铁矿石供应资源。
4、高碱度烧结矿与自熔性烧结矿相比其性能优越在那里?
①随着碱度的提高,烧结矿中易还原的铁酸钙量逐步增加,还原性得到改善,当碱度提高到一定数值时,铁酸钙成为主相,特别是以针状析出时,还原性最佳,二元碱度大致在2.0左右,如果烧结矿碱度再提高,还原性较差的铁酸二钙及铁酸三钙数量增加,导致还原性下降。
酸碱度最佳的峰值应由试验确定。
②具有较好的冷强度和较低的还原粉化率。
③具有较高的荷重软化温度。
④具有良好的高温还原性和熔滴特性。
5、简要说明造渣的作用?
①与铁矿石中的脉石组成低熔点化合物,即炉渣,使渣铁良好分离。
②利于铁水脱S.
③可调整铁水成分。
④确保高炉顺行。
⑤保护炉衬,在特定情况下也可起到清理炉衬的作用。
6、进一步提高喷煤比的途径
以煤代焦是当前高炉炼铁的一项重要任务,世界上先进的高炉煤比已经达到200公斤/吨以上,我们应奋力赶上。
限制煤比提高的因素主要有:
①煤粉的燃烧问题。
②理论燃烧温度的保证问题。
③炉内透气性与顺性的矛盾问题。
④煤气Co的利用问题。
下面就操作上应采取的措施简述如下:
①选煤种,抓配煤,选灰分低燃烧性能好反应性高的煤,使用烟煤与无烟煤混喷,控制挥发分在15—25%之间。
②进一步抓“精料”,要着重于炉料性能的改进,特别是焦炭,尽量将渣比控制在270公斤/吨以下。
③尽量使用高风温。
④富O2喷煤与富O2在优势上可以互补,喷200公斤/吨煤粉,富O2率应在1.5%以上。
⑤适当提高实际风速,鼓风动能,宝钢经验大喷煤粉导致边缘煤气流发展,提风速有利于炉缸活跃,煤粉燃烧。
⑥改进布料模式,喷煤越多,焦炭负荷越重,焦炭量相对减少,焦炭的骨架作用负担越重。
焦炭的使用模式越要认真对待,宝钢提出的适当增多边缘焦炭量搭好一定宽度的平台,保持较大中心漏斗深度的模式值得研究。
再有就是一定要搞好煤气利用,使Co利用率达50%以上,不能牺牲煤气利用去搞大喷煤。
七、论述题
1、降低高炉炼铁工序能耗是当务之急
炼铁工序能耗是指吨铁所消耗的,以标准煤计算的,工序间各种能耗的总和。
高炉炼铁是工序能耗大户,根据统计,全国重点企业的平均工序能耗约为500公斤/吨左右。
在世界上处于落后状态。
为降低高炉炼铁工序能耗,宝钢在优化配煤、配矿的基础上既注重单体设备的节能,又积极推广应用节能新技术,实现高炉工序能耗逐年下降,并从2001年起连续5年突破工序能耗400公斤/吨大关,创出世界最先进的骄人业绩。
学宝钢首先要学习他们的节能意识,强化设备管理,充分利用成熟技术的优势,把节能落实到每台设备。
第二是学习他们对能源进行统一管理,合理调控的管理方法,如2#高炉用小块焦试验成功后,他们就马上组织全面推广,使用小块焦从14公斤/吨,提高到60公斤/吨。
第三是学习他们敢于创新的精神,突破喷煤200公斤/吨的世界领先水平,就是一个很好的例子。
第四是坚持可持续的发展观,大力回收废弃物,大搞循环利用,突破工业废水零排放,积极开发二次能源利用的精神。
炼铁工试题难易程度
一、填空题:
A级:
1—5题;
B级:
6—10题;
C级:
11—15题;
D级:
16—20题;
二、选择题:
A级:
1—5题;
B级:
6—10题;
C级:
11—15题;
D级:
16—20题;
三、判断题:
A级:
1—5题;
B级:
6—10题;
C级:
11—15题;
D级:
16—20题;
五、计算题:
A级:
1题;
B级:
2题;
C级:
3题;
D级:
4—5题;
六、简答题:
A级:
1题;
B级:
2题;
C级:
3—4题;
D级:
5—6题;
七、论述题:
C级;
- 配套讲稿:
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