一、填空题(本题30分，其中每空1分)
-11.1kg 热值为21981kJ kg 的烟煤，折算成标准燃料为 0.75 kg标煤；
2. 浓硝酸储罐的材质通常是 不锈钢 ，浓硫酸储罐的材质通常是 钢 ；
3. 碱浸过滤可选 玻纤 作滤布，酸浸过滤可选 涤纶 作滤布。
4. 根据耐火材料的特性，高温炉顶常用 硅砖 砌筑，冶炼铅、铝、锑等金属炉子的炉底、炉缸内衬常用 碳砖 砌筑。
5. 沉降槽的生产能力与沉降槽的槽帮高度无关，仅取决于固体颗粒的沉降速度和沉降槽的 槽体沉降面积。
6. 粉煤在回转窑中燃烧属 动力燃烧 ，汽油在汽车发动中的燃烧属 扩散燃烧 。
7. 为了避免电极材料污染产品，制备致密高熔点金属常采用 真空电弧炉 作熔炼设备。
8. 水溶液电解槽阴极尺寸比阳极大，目的是 减少周边的枝晶的产生而引起短路 。
9. 负压蒸发的主要目的是 降低溶液的沸点 。
10. 钢铁冶金中一般采用 高炉 炼铁，采用 转炉 炼钢。
11. 为防止冶金设备的腐蚀, 通常的做法是：从 材料 、 结构材料表面处理 及 电化学防腐 等方面采取措施。
12. 熔盐电解槽通常用 炭块 材料作阴极。
13. 采用 冷凝器 设备可以显著降低水溶蒸发浓缩的蒸气单耗。矿热电炉是依靠 电弧 和 电阻 的双重作用，将电能转化成热能。
14. 增大 温度 可以增加蒸发设备的产量，增加 压力 可以提高蒸馏组份间的分离效果。
15. 根据固含量的多少溶液过滤分为澄清过滤和滤饼过滤，若选用压滤机为液固分离设备，澄清过滤以压滤机的 压强降 为选择参数，滤饼过滤以压滤机的 滤饼的比阻 为选择参数。
16. 水溶液电解设施主要由 电解槽 、 供电系统 、 电解液循环系统 三部分组成，熔盐电解设施与水溶液电解设施在组成结构上的区别是熔盐电解无 电解液 。
二、问答及综合题（30分）
1、水溶液电解过程分电解精炼与电沉积，列举说明它们的异同之处。 (7分)
不同点：1）阳极材质不同
2）精炼金属不同
3）电解槽及电解液循环系统不同
相同点：均需直流
2、 简述火法冶金烟尘收集设备组合的一般原则，并画出收尘方案的原则流程。(7分) 原则：1）回收有价金属，实现资源综合利用
2）净化空气，控制污染
有价金属回收
原则流程：烟尘→收尘器→
气体排放
3、列举一例有色冶金常用的熔炼设备，简述它的结构特点。(8分)
反射炉：1）炉基承受负荷； 2）炉底承受高温高压； 3）炉墙； 4）炉顶； 5）产品放出口。
4、画出阴极极化曲线图，简述地下钢构件采用阴极保护的原理。(8分)
原理：1）电位更负的金属作为辅助阳极，牺牲阳极保护法；
2）外加直流电源保护法。
5. 一种悬浮液含有直径为 1.5×10 -5 m 的球形颗粒，生成的滤饼是不可压缩的，其空隙率为 0.55 ，水的粘度为 10 -5 P ，试求滤饼的比阻。（ 5 分）
6. 某恒压过滤设备的过滤面积为 1m 2 ，过滤 10 分钟时得滤液 0.16m ，过滤 15 分钟时得滤液 0.2m 3，问最初过滤 5 分钟时得滤液多少 m 3。（ 10 分）
7. 一台十级离心泵，入口压力p1 = 0.21MPa，出口压力p2 = 6.5MPa，入口水温t = 109.32℃，饱和水温密度ρ = 951.2kg／m3，求该泵的总扬程和单级扬程。
8. 一台离心泵在转速1450r ／min 时，其全扬程为25m ，流量为240m3／h ，轴功率为22kW ，因受外界影响，实际转速为1420r ／min ，试求此时的扬程、流量和轴功率各为多少？
9. 用泵将20℃水从敞口贮槽送至表压为1.5×105Pa的密闭容器，两槽液面均恒定不变，各部分相对位置如图所示。输送管路尺寸为108×4mm 的无缝钢管，吸入管长为20m ，排出管长为100m （各段管长均包括所有局部阻力的当量长度）。当阀门为3/4开度时，真空表读数42700Pa ，两测压口的垂直距离为0.5m ，忽略两测压口之间的阻力，摩擦系数可取为0.02。试求：
(1)阀门3/4开度时管路的流量(m3/h)；
(2)压强表读数（Pa ）；
(3)泵的压头（m ）；
(4)若泵的轴功率为10kW ，求泵效率；
(5)若离心泵运行一年后发现有气缚现象，试分析其原因。
10. 在一标准装置内搅拌溶液，d=0.61m, n=90r/min, ρ=1498kg/m, μ=12mPa•s, 求有挡板和无挡板时搅拌功率各为多少？
解： Re= ρnd /μ=1498×(90/60)×0.61/(12×10)=6.97×10>10
⑴ 有挡板时，不需要考虑Fr ，φ= Np =6.1
P=6.1ρn d =6.1×1498×(90/60)×0.61=2.61kW
⑵ 挡板时，要考虑Fr ：
Fr= nd/g= (90/60)×0.61/9.81=0.14
由表4.1得知六叶涡轮式(标准装置) ：β=1, γ=40, 则
f=(β-log Re)/γ =(1-log6.97×10)/40 = -0.0961
当Re=6.97×10时，查图4.12功率曲线2得φ=1.1，则
Np= φFr =1.1×(0.14)
35f -0.[1**********]522-3443=1.329 35P=(Np)ρn d =1.329×1498×(90/60)×0.61=0.567kW
可见有无挡板消耗功率之比为：2.6/0.567=4.6
11.
一、名词解释
1. 冶炼强度：冶炼强度是指每昼夜每立方米高炉有效容积燃烧的焦炭量，即高炉一昼夜的焦炭消耗量与有效容积的比值。
2. 高炉有效热量利用率：冶炼强度是指每昼夜每立方米高炉有效容积燃烧的焦炭量，即高炉一昼夜的焦炭消耗量与有效容积的比值。
3. 休风率：休风率是指高炉休风时间占高炉规定作业时间的百分数。
4. 高炉有效高度：高炉大钟下降位置的下缘到铁口中心线间的距离称为高炉有效高度；对于无钟炉顶为旋转溜槽最低位置的下缘到铁口中心线之间之间的距离。
5. 高压操作：提高炉顶煤气压力的操作称为高压操作凡炉顶压力超过30Kpa. 均为高压操作。
6. 炉顶布料：亦称上部调剂，是使煤气和炉料达到良好分布的一种调剂手段，根据高炉装料设备的特点，按原燃料的物理性质及在高炉内的分布特性，改变炉料在炉喉分布的状况，控制煤气流的合理分布，最大限度地利用煤气的热能和化学能。
二、选择题
1. 炉缸边缘堆积时，易烧化（D ）。
A ．渣口上部 B．渣口下部 C．风口下部 D ．风口上部
2. 休风复风后当风量达到正常值的（D ）时开始喷煤。
A ．50% B．60% C．70% D ．80%
3. 一般鼓风含氧提高（A ），风口面积应缩小1.0%～1.4%。
A ．1.0% B．1.5% C．2.0% D．3.0%
4. 按照炉料装入顺序，装料方法对加重边缘的程度由重到轻排列为（D ）。
A ．正同装－倒同装－正分装－倒分装－半倒装
B ．倒同装－倒分装－半倒装－正分装－正同装
C ．正同装－半倒装－正分装－倒分装－倒同装
D ．正同装－正分装－半倒装－倒分装－倒同装
5. 边缘气流过分发展时，炉顶CO2曲线的形状为：（B ）。
A ．双峰型 B ．馒头型 C．“V”型 D．一条直线
6. 高炉内炉料下降的动力是（D ）。
A ．气压 B．煤气的浮力 C．炉料与炉墙摩擦力 D．重力
7. 高压操作使炉内压差降低的原因是（C ）。
A ．冶炼强度较低 B．风压降低 C．煤气体积缩小 D．煤气分布合理
8. 高炉内型增大炉腹高度会使（A ）。
A ．炉料在炉腹区停留加长，减轻炉缸熔炼负荷
B ．不利于炉缸熔炼
C ．燃料消耗增加
D ．缩短高炉寿命
9. “矮胖”型高炉和多风口，有利于（A ），有利于顺行。
A ．强化冶炼 B．高炉长寿 C．降低焦比 D．提高鼓风动能
10. 球团矿具有含铁分高、还原性好、（C ）和便于运输、贮存等优点。
A ．产量高 B．粉末少 C ．粒度均匀 D．焦比低
11. 热风炉用高炉煤气的含尘量应小于（A ）。
A .10mg/m B.50 mg/m C. 20 mg/m D.30 mg/m
12. 球团矿是经过焙烧的炉料，它的堆密度一般在（C ）。
A . 1.5—1.7t B.1.6—1.8t C. 1.9—2.0t
13. 热风炉由送风转为燃烧的操作内容包括：①开烟道阀、②开燃烧阀、③关冷风阀、④关热风阀。
正确的操作顺序是（C ）。
A. ①②③④ B. ④①②③ C. ③④①② D. ②③④①
14. 串联风机可提高（B ）。
A. 风速 B. 风压 C.风量 D. 风温
15. 热风炉一个周期时间是指（A ）。
A. 送风时间＋燃烧时间 B.送风时间＋换炉时间
C. 燃烧时间＋换炉时间 D.送风时间＋燃烧时间
16. 热风炉的燃烧期和送风期，其热交换都主要在（D ）中完成。
A. 燃烧室 B.拱顶 C.燃烧室和拱顶 D. 蓄热室
三、填空题
1） 1kg热值为21981kJ/kg的烟煤，折算成标准燃料为 0.75 kg标煤；
2） 浓硝酸储罐的材质通常是 不锈钢 ，浓硫酸储罐的材质通常是 钢 ；
3） 碱浸过滤可选 玻纤 作滤布，酸浸过滤可选 涤纶 作滤布。
4） 根据耐火材料的特性，高温炉顶常用 硅砖 砌筑，冶炼铅、铝、锑等金属炉子的炉底、炉缸内衬常用 碳砖 砌筑。
5） 沉降槽的生产能力与沉降槽的槽帮高度无关，仅取决于固体颗粒的沉降速度和沉降槽的 槽体沉降面积 。
6） 粉煤在回转窑中燃烧属 动力燃烧 ，汽油在汽车发动中的燃烧属 扩散燃烧 。
7） 为了避免电极材料污染产品，制备致密高熔点金属常采用 真空电弧炉 作熔炼设备。
8） 水溶液电解槽阴极尺寸比阳极大，目的是 减少周边的枝晶的产生而引起短路 。
9） 负压蒸发的主要目的是 降低溶液的沸点 。
10） 钢铁冶金中一般采用 高炉 炼铁，采用 转炉 炼钢。
11）为防止冶金设备的腐蚀, 通常的做法是：从 材料 、 结构材料表面处理 及 电化学防腐 等方面采取措施。
12） 熔盐电解槽通常用 炭块 材料作阴极。
13） 采用 冷凝器 设备可以显著降低水溶蒸发浓缩的蒸气单耗。矿热电炉是依靠 电弧 和 电阻 的双重作用，将电能转化成热能。
14） 增大 温度 可以增加蒸发设备的产量，增加 压力 可以提高蒸馏组份间的分离效果。 -13333
15） 根据固含量的多少溶液过滤分为澄清过滤和滤饼过滤，若选用压滤机为液固分离设备，澄清过滤以压滤机的 压强降 为选择参数，滤饼过滤以压滤机的 滤饼的比阻 为选择参数。
16） 水溶液电解设施主要由 电解槽 、 供电系统 、 电解液循环系统 三部分组成，熔盐电解设施与水溶液电解设施在组成结构上的区别是熔盐电解无 电解液循环系统 。
一、填空题(本题30分，其中每空1分)
-11.1kg 热值为21981kJ kg 的烟煤，折算成标准燃料为 0.75 kg标煤；
2. 浓硝酸储罐的材质通常是 不锈钢 ，浓硫酸储罐的材质通常是 钢 ；
3. 碱浸过滤可选 玻纤 作滤布，酸浸过滤可选 涤纶 作滤布。
4. 根据耐火材料的特性，高温炉顶常用 硅砖 砌筑，冶炼铅、铝、锑等金属炉子的炉底、炉缸内衬常用 碳砖 砌筑。
5. 沉降槽的生产能力与沉降槽的槽帮高度无关，仅取决于固体颗粒的沉降速度和沉降槽的 槽体沉降面积。
6. 粉煤在回转窑中燃烧属 动力燃烧 ，汽油在汽车发动中的燃烧属 扩散燃烧 。
7. 为了避免电极材料污染产品，制备致密高熔点金属常采用 真空电弧炉 作熔炼设备。
8. 水溶液电解槽阴极尺寸比阳极大，目的是 减少周边的枝晶的产生而引起短路 。
9. 负压蒸发的主要目的是 降低溶液的沸点 。
10. 钢铁冶金中一般采用 高炉 炼铁，采用 转炉 炼钢。
11. 为防止冶金设备的腐蚀, 通常的做法是：从 材料 、 结构材料表面处理 及 电化学防腐 等方面采取措施。
12. 熔盐电解槽通常用 炭块 材料作阴极。
13. 采用 冷凝器 设备可以显著降低水溶蒸发浓缩的蒸气单耗。矿热电炉是依靠 电弧 和 电阻 的双重作用，将电能转化成热能。
14. 增大 温度 可以增加蒸发设备的产量，增加 压力 可以提高蒸馏组份间的分离效果。
15. 根据固含量的多少溶液过滤分为澄清过滤和滤饼过滤，若选用压滤机为液固分离设备，澄清过滤以压滤机的 压强降 为选择参数，滤饼过滤以压滤机的 滤饼的比阻 为选择参数。
16. 水溶液电解设施主要由 电解槽 、 供电系统 、 电解液循环系统 三部分组成，熔盐电解设施与水溶液电解设施在组成结构上的区别是熔盐电解无 电解液 。
二、问答及综合题（30分）
1、水溶液电解过程分电解精炼与电沉积，列举说明它们的异同之处。 (7分)
不同点：1）阳极材质不同
2）精炼金属不同
3）电解槽及电解液循环系统不同
相同点：均需直流
2、 简述火法冶金烟尘收集设备组合的一般原则，并画出收尘方案的原则流程。(7分) 原则：1）回收有价金属，实现资源综合利用
2）净化空气，控制污染
有价金属回收
原则流程：烟尘→收尘器→
气体排放
3、列举一例有色冶金常用的熔炼设备，简述它的结构特点。(8分)
反射炉：1）炉基承受负荷； 2）炉底承受高温高压； 3）炉墙； 4）炉顶； 5）产品放出口。
4、画出阴极极化曲线图，简述地下钢构件采用阴极保护的原理。(8分)
原理：1）电位更负的金属作为辅助阳极，牺牲阳极保护法；
2）外加直流电源保护法。
5. 一种悬浮液含有直径为 1.5×10 -5 m 的球形颗粒，生成的滤饼是不可压缩的，其空隙率为 0.55 ，水的粘度为 10 -5 P ，试求滤饼的比阻。（ 5 分）
6. 某恒压过滤设备的过滤面积为 1m 2 ，过滤 10 分钟时得滤液 0.16m ，过滤 15 分钟时得滤液 0.2m 3，问最初过滤 5 分钟时得滤液多少 m 3。（ 10 分）
7. 一台十级离心泵，入口压力p1 = 0.21MPa，出口压力p2 = 6.5MPa，入口水温t = 109.32℃，饱和水温密度ρ = 951.2kg／m3，求该泵的总扬程和单级扬程。
8. 一台离心泵在转速1450r ／min 时，其全扬程为25m ，流量为240m3／h ，轴功率为22kW ，因受外界影响，实际转速为1420r ／min ，试求此时的扬程、流量和轴功率各为多少？
9. 用泵将20℃水从敞口贮槽送至表压为1.5×105Pa的密闭容器，两槽液面均恒定不变，各部分相对位置如图所示。输送管路尺寸为108×4mm 的无缝钢管，吸入管长为20m ，排出管长为100m （各段管长均包括所有局部阻力的当量长度）。当阀门为3/4开度时，真空表读数42700Pa ，两测压口的垂直距离为0.5m ，忽略两测压口之间的阻力，摩擦系数可取为0.02。试求：
(1)阀门3/4开度时管路的流量(m3/h)；
(2)压强表读数（Pa ）；
(3)泵的压头（m ）；
(4)若泵的轴功率为10kW ，求泵效率；
(5)若离心泵运行一年后发现有气缚现象，试分析其原因。
10. 在一标准装置内搅拌溶液，d=0.61m, n=90r/min, ρ=1498kg/m, μ=12mPa•s, 求有挡板和无挡板时搅拌功率各为多少？
解： Re= ρnd /μ=1498×(90/60)×0.61/(12×10)=6.97×10>10
⑴ 有挡板时，不需要考虑Fr ，φ= Np =6.1
P=6.1ρn d =6.1×1498×(90/60)×0.61=2.61kW
⑵ 挡板时，要考虑Fr ：
Fr= nd/g= (90/60)×0.61/9.81=0.14
由表4.1得知六叶涡轮式(标准装置) ：β=1, γ=40, 则
f=(β-log Re)/γ =(1-log6.97×10)/40 = -0.0961
当Re=6.97×10时，查图4.12功率曲线2得φ=1.1，则
Np= φFr =1.1×(0.14)
35f -0.[1**********]522-3443=1.329 35P=(Np)ρn d =1.329×1498×(90/60)×0.61=0.567kW
可见有无挡板消耗功率之比为：2.6/0.567=4.6
11.
一、名词解释
1. 冶炼强度：冶炼强度是指每昼夜每立方米高炉有效容积燃烧的焦炭量，即高炉一昼夜的焦炭消耗量与有效容积的比值。
2. 高炉有效热量利用率：冶炼强度是指每昼夜每立方米高炉有效容积燃烧的焦炭量，即高炉一昼夜的焦炭消耗量与有效容积的比值。
3. 休风率：休风率是指高炉休风时间占高炉规定作业时间的百分数。
4. 高炉有效高度：高炉大钟下降位置的下缘到铁口中心线间的距离称为高炉有效高度；对于无钟炉顶为旋转溜槽最低位置的下缘到铁口中心线之间之间的距离。
5. 高压操作：提高炉顶煤气压力的操作称为高压操作凡炉顶压力超过30Kpa. 均为高压操作。
6. 炉顶布料：亦称上部调剂，是使煤气和炉料达到良好分布的一种调剂手段，根据高炉装料设备的特点，按原燃料的物理性质及在高炉内的分布特性，改变炉料在炉喉分布的状况，控制煤气流的合理分布，最大限度地利用煤气的热能和化学能。
二、选择题
1. 炉缸边缘堆积时，易烧化（D ）。
A ．渣口上部 B．渣口下部 C．风口下部 D ．风口上部
2. 休风复风后当风量达到正常值的（D ）时开始喷煤。
A ．50% B．60% C．70% D ．80%
3. 一般鼓风含氧提高（A ），风口面积应缩小1.0%～1.4%。
A ．1.0% B．1.5% C．2.0% D．3.0%
4. 按照炉料装入顺序，装料方法对加重边缘的程度由重到轻排列为（D ）。
A ．正同装－倒同装－正分装－倒分装－半倒装
B ．倒同装－倒分装－半倒装－正分装－正同装
C ．正同装－半倒装－正分装－倒分装－倒同装
D ．正同装－正分装－半倒装－倒分装－倒同装
5. 边缘气流过分发展时，炉顶CO2曲线的形状为：（B ）。
A ．双峰型 B ．馒头型 C．“V”型 D．一条直线
6. 高炉内炉料下降的动力是（D ）。
A ．气压 B．煤气的浮力 C．炉料与炉墙摩擦力 D．重力
7. 高压操作使炉内压差降低的原因是（C ）。
A ．冶炼强度较低 B．风压降低 C．煤气体积缩小 D．煤气分布合理
8. 高炉内型增大炉腹高度会使（A ）。
A ．炉料在炉腹区停留加长，减轻炉缸熔炼负荷
B ．不利于炉缸熔炼
C ．燃料消耗增加
D ．缩短高炉寿命
9. “矮胖”型高炉和多风口，有利于（A ），有利于顺行。
A ．强化冶炼 B．高炉长寿 C．降低焦比 D．提高鼓风动能
10. 球团矿具有含铁分高、还原性好、（C ）和便于运输、贮存等优点。
A ．产量高 B．粉末少 C ．粒度均匀 D．焦比低
11. 热风炉用高炉煤气的含尘量应小于（A ）。
A .10mg/m B.50 mg/m C. 20 mg/m D.30 mg/m
12. 球团矿是经过焙烧的炉料，它的堆密度一般在（C ）。
A . 1.5—1.7t B.1.6—1.8t C. 1.9—2.0t
13. 热风炉由送风转为燃烧的操作内容包括：①开烟道阀、②开燃烧阀、③关冷风阀、④关热风阀。
正确的操作顺序是（C ）。
A. ①②③④ B. ④①②③ C. ③④①② D. ②③④①
14. 串联风机可提高（B ）。
A. 风速 B. 风压 C.风量 D. 风温
15. 热风炉一个周期时间是指（A ）。
A. 送风时间＋燃烧时间 B.送风时间＋换炉时间
C. 燃烧时间＋换炉时间 D.送风时间＋燃烧时间
16. 热风炉的燃烧期和送风期，其热交换都主要在（D ）中完成。
A. 燃烧室 B.拱顶 C.燃烧室和拱顶 D. 蓄热室
三、填空题
1） 1kg热值为21981kJ/kg的烟煤，折算成标准燃料为 0.75 kg标煤；
2） 浓硝酸储罐的材质通常是 不锈钢 ，浓硫酸储罐的材质通常是 钢 ；
3） 碱浸过滤可选 玻纤 作滤布，酸浸过滤可选 涤纶 作滤布。
4） 根据耐火材料的特性，高温炉顶常用 硅砖 砌筑，冶炼铅、铝、锑等金属炉子的炉底、炉缸内衬常用 碳砖 砌筑。
5） 沉降槽的生产能力与沉降槽的槽帮高度无关，仅取决于固体颗粒的沉降速度和沉降槽的 槽体沉降面积 。
6） 粉煤在回转窑中燃烧属 动力燃烧 ，汽油在汽车发动中的燃烧属 扩散燃烧 。
7） 为了避免电极材料污染产品，制备致密高熔点金属常采用 真空电弧炉 作熔炼设备。
8） 水溶液电解槽阴极尺寸比阳极大，目的是 减少周边的枝晶的产生而引起短路 。
9） 负压蒸发的主要目的是 降低溶液的沸点 。
10） 钢铁冶金中一般采用 高炉 炼铁，采用 转炉 炼钢。
11）为防止冶金设备的腐蚀, 通常的做法是：从 材料 、 结构材料表面处理 及 电化学防腐 等方面采取措施。
12） 熔盐电解槽通常用 炭块 材料作阴极。
13） 采用 冷凝器 设备可以显著降低水溶蒸发浓缩的蒸气单耗。矿热电炉是依靠 电弧 和 电阻 的双重作用，将电能转化成热能。
14） 增大 温度 可以增加蒸发设备的产量，增加 压力 可以提高蒸馏组份间的分离效果。 -13333
15） 根据固含量的多少溶液过滤分为澄清过滤和滤饼过滤，若选用压滤机为液固分离设备，澄清过滤以压滤机的 压强降 为选择参数，滤饼过滤以压滤机的 滤饼的比阻 为选择参数。
16） 水溶液电解设施主要由 电解槽 、 供电系统 、 电解液循环系统 三部分组成，熔盐电解设施与水溶液电解设施在组成结构上的区别是熔盐电解无 电解液循环系统 。