2025年大学大一（冶金工程）冶金原理综合测试试题及答案.doc

2025年大学大一（冶金工程）冶金原理综合测试试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）

答题要求：本卷共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 以下哪种冶金方法不属于火法冶金？
A. 熔炼
B. 焙烧
C. 浸出
D. 精炼

2. 金属氧化物还原过程中，以下哪种还原剂的还原能力最强？
A. 碳
B. 一氧化碳
C. 氢气
D. 铝

3. 在高炉炼铁中，炉渣的主要作用不包括以下哪一项？
A. 分离铁水和杂质
B. 降低炉料熔点
C. 参与还原反应
D. 保护炉衬

4. 炼钢过程中，脱磷的主要反应是在以下哪个区域进行？
A. 炉渣层
B. 金属液滴与炉渣界面
C. 金属液内部
D. 炉气与金属液界面

5. 以下哪种物质不是常用的造渣剂？
A. 石灰石
B. 萤石
C. 硅铁
D. 白云石

6. 有色金属冶金中，湿法冶金的优点不包括以下哪点？
A. 对原料适应性强
B. 能耗低
C. 环境污染小
D. 流程短

7. 焙烧过程中，将硫化矿转变为氧化物的主要反应类型是？
A. 氧化反应
B. 还原反应
C. 分解反应
D. 置换反应

8. 以下哪种合金元素在钢中主要起提高强度和硬度的作用？
A. 硅
B. 锰
C. 铬
D. 镍

9. 真空冶金的主要目的不包括以下哪一项？
A. 降低金属熔点
B. 去除气体杂质
C. 提高金属纯度
D. 加速化学反应

10. 在冶金过程中，热传递的主要方式不包括以下哪种？
A. 传导
B. 对流
C. 辐射
D. 扩散

第II卷（非选择题 共70分）

11. （10分）简述火法冶金和湿法冶金的基本原理及主要特点。

12. （15分）在钢铁冶炼中，简述铁矿石还原的主要过程及相关化学反应。

13. （15分）论述炼钢过程中脱碳、脱硫、脱磷的原理及操作要点。

材料：在某炼钢厂，采用顶吹氧气转炉炼钢法。在炼钢过程中，铁水成分如下：C: 4.5%，Si: 1.2%，Mn: 0.8%，P: 0.15%，S: 0.05%。经过一段时间的吹炼后，钢水中碳含量降低到0.1%，磷含量降低到0.02%。

14. （15分）根据上述材料，计算脱碳率和脱磷率，并分析脱碳和脱磷过程中发生的化学反应。

15. （15分）结合材料，阐述顶吹氧气转炉炼钢过程中温度控制的重要性及主要控制方法。

答案：
1. C
2. D
3. C
4. B
5. C
6. D
7. A
8. B
9. A
10. D

11. 火法冶金基本原理是在高温下通过氧化还原反应使金属从矿石中分离出来。特点是高温熔炼，能处理多种矿石，生产效率较高，但能耗大、污染相对严重。湿法冶金是利用化学反应将金属从矿石中溶解出来，再通过后续反应提取金属。优点是对低品位矿石适应性好、能耗低、污染小，但流程相对复杂。

12. 铁矿石还原主要过程：首先是间接还原，一氧化碳和氢气与铁矿石中的氧化铁反应生成铁和二氧化碳、水。然后是直接还原，碳直接与氧化铁反应生成铁和一氧化碳。相关化学反应：Fe₂O₃ + 3CO = 2Fe + 3CO₂，Fe₂O₃ + 3H₂ = 2Fe + 3H₂O，FeO + C = Fe + CO。

13. 脱碳原理：碳与氧气反应生成一氧化碳和二氧化碳。操作要点是控制氧气流量和吹炼时间。脱硫原理：硫与氧化钙等反应生成硫化钙进入炉渣。操作要点是保证炉渣碱度。脱磷原理：磷氧化生成五氧化二磷，与氧化钙等反应生成磷酸钙进入炉渣操作要点是控制合适的炉渣成分和温度。

14. 脱碳率=(4.5%-0.1%)÷4.5%≈97.8%。脱磷率=(0.15%-0.02%)÷0.15%≈86.7%。脱碳反应：C+O₂=CO₂、2C+O₂=2CO。脱磷反应：2P+5O₂=P₂O₅、P₂O₅+3CaO=Ca₃(PO₄)₂。

15. 温度控制重要性：合适温度保证化学反应顺利进行，影响钢的质量和产量。控制方法：通过氧枪冷却剂流量调节，根据吹炼阶段和钢水成分调整；利用废钢加入量控制温度，废钢熔化吸热；还可通过向炉内喷吹冷却或加热介质来微调温度。