连铸结晶器进水管道回水管道设计要求

可以

(1)物料加热、蒸发：

物料通过进料泵经过进料流量计计量后进预热器预热，利用蒸发器二次蒸汽冷凝下来的凝结水，将物料预热到80度以上，然后进强制循环泵的入口和结晶器出来的液体混合。经强制循环泵的输送，进入加热蒸发器，物料经过蒸发器壳程蒸汽的间接加热,吸收热量后温度升到108°C,然后进入DTB结晶器的闪蒸室,由于闪蒸室内为负压,物料进来后瞬间进行蒸发，大部分水变成温度为90°C的二次蒸汽，由二次蒸汽出口进入MVR蒸汽压缩机，蒸汽经压缩后蒸汽的压力提高，同时温度也升高到110°C，满足物料闪蒸脱水加热温度的要求。水蒸气经冷凝后成冷凝水排出，进入下道工序的处理。

（2）结晶

进入结晶器中的物料在螺旋桨的推动下，通过导流筒快速上升至液体表层，由于设备内为负压，部分水瞬间产生蒸发成为蒸汽后有顶部出口排出再利用，没有蒸发的物料沿导流筒与挡板之间的环形通道流至器底，重又被吸入导流筒的下端，形成了内循环通道，以较高速率反复循环，使料液充分混合，保证了器内各处的过饱和度比较均匀，极大地强化了结晶器的生产能力。

圆筒形挡板将结晶器分隔为晶体生长区和澄清区。澄清区的物料溢流后和母液混合后经循环泵输送加热器循环加热。

结晶器内的物料经设备内混合区、养晶区后晶体颗粒很快的长大，颗粒大晶体由于沉降速度大于悬浮速度，在结晶器的底部会形成一个悬浮密度稳定的晶浆区，通过密度的自动控制，利用晶浆泵的输送，将含晶体30%~40%的晶浆送往离心机进行分离。得到颗粒较大的硫酸铵晶体。

母液经处理将剩余的产品提出后返回系统重新蒸发提纯。

2、设备情况介绍：

（1）加热蒸发器

换热面积为200m2,管程介质为饱和硫酸铵溶液，壳程介质为水蒸气，管程介质为：316L,壳程介质为碳钢。设备形式为卧式双回程。外形尺寸为：￠1100*~5500.

该设备是将物料进行加热，提供物料的温度，为物料蒸发提供热能。

（2）DTB蒸发结晶器

设备容积为6.0m3的DTB结晶器，材质为316L不锈钢，设备分混合区、晶浆区、澄清区等区域，结晶室是通过大流量的内循环，将过饱和产生的晶体相互撞击形成大颗粒，向底部移动，可以在底部形成晶体浓度较高的晶浆区，通过内部的特殊结构使饱和溶液进入澄清区，经溢流口进入蒸发器再加热、蒸发。设备带内循环推进装置，功率为5.5Kw。

（3）MVR蒸气压缩机

机械式蒸汽压缩机，轴功率为~55KW，该设备的目的是将结晶器产生的二次蒸汽再压缩，提高蒸汽的温度，重新利用，蒸汽进口温度为90°C，出口温度为110°C,蒸汽流量为2400Kg/h。

（4）强制循环泵

口径为DN300，材质为316L不锈钢的轴流泵，电机功率为30KW,流量为200m3/h.

(5)仪表自动化控制

对系统内的流量、温度、压力、液位都采用PLC自动化控制，PLC采用”西门子公司” 的产品，传感器和变送器：采用“上海望源公司“产品。控制阀等执行机构：采用”杭州良工阀门公司“产品，

（6）电器控制：

电器元件采用施耐德公司的产品，电缆采用江苏远东公司产品，

（7）其他

在制造厂进行预组装，及冷模试车，然后进行拆卸、表面处理、及装箱发运，具体材质根据工艺要求确定。

七、本工艺的优点：

（1）选用DTB型式的结晶器有利于得到分布均匀和粒度较大的晶体，有利于后续的过滤和干燥，可以大大降低后续过程的能耗。

（2）结晶器的设计既要考虑过饱和溶液中形成晶核，又需要顾及这些晶核微粒长大到所需产品粒度的范围。我们在结晶器设计中，依靠计算流体力学工具，综合考虑停留时间、流速、设备表面特性、pH值等因素对结晶过程的影响，对结晶器的结构进行优化，为晶体的生长提供良好的条件。

(3)选用卧式加热器采用双回程列管，物料在管内流速大大提高，更利于对饱和溶液的无机盐物料的蒸发，不容易结疤，结垢，使得系统更加稳定。

(4)采用MVR蒸汽压缩技术,蒸汽的热效率相当于二十效蒸发器的效能,正常运行蒸汽消耗为“零”消耗。 同时大大的缩短了工艺流程,节能效果十分的明显.

(4)占地面积小、操作人员少；配套的公用工程项目少。

(5) 采用全自动化控制，操作更加稳定可靠。

(6)无需采用真空泵,节省电耗.

(7)蒸发系统产生的二次蒸汽经压缩后再利用,省掉了蒸汽冷凝器,同时也节省了冷凝水的消耗,更加节能.

- 本文出自马后炮化工论坛，原文地址：http://bbs.mahoupao.net/thread-74922-1-1.html

结晶器是连铸的核心部件，结晶器铜板作为连铸从液态钢水到凝固成固态坯壳的重要导热部件，其质量好坏直接影响到铸坯的表面质量、连铸机拉速等指标。熔融的钢水流经结晶器铜板，在外界冷却水的作用下结晶成坯，并被引锭杆从结晶器中拉出。经常拉坯使结晶器铜板磨损严重，更换频繁，不仅降低生产效率，而且消耗大量的结晶器。为提高结晶器铜板的使用寿命，国内外相关单位及专家对铜板材料及镀层展开了长期的、深入地研究，取得了很大的成果。目前，国内外开始应用热解析技术进行结晶器设计最佳化及镀层选择的研究，热解析技术在结晶器铜板上的应用大大提高了提高结晶器铜板的寿命。 我就了解这些 谢谢！

高效方坯连铸机结晶器铜管内腔形状的设计原则

高效方坯连铸机结晶器铜管内腔形状是根据连铸方坯的凝固特征设计的。主要考虑了两个方面：一是在弯月面附近，由于热流密度大，热量集中，结晶器铜管受热变形量。二是铸坯在凝固过程中的坯壳收缩。设计的原则是结晶器铜管内腔形状与凝固坯壳收缩规律相一致，减少气隙热阻。

2.高效连铸结晶器铜管材质的主要特征

高效连铸结晶器材质的要求是导热性好，再结晶温度高，抗热疲劳，强度高，耐磨性好，使用寿命长，高效连铸结晶器铜管材质的主要特征是铜管材质上述性能的综合性能最优。

3.热顶结晶器

答：铸坯表面质量很大程度上取决于弯月面处初生坯壳的均匀性，而初生坯亮的均匀性决定于弯月面处的热流密度和传热的均匀性。热流密度大，初生坯壳增长太快，会增加振痕深度，同时使坯壳提前收缩，增强了坯壳厚度的不均匀性。局部产生凹陷，组织粗化，产生明显的裂纹敏感性。为此，在结晶器弯月面区域镶嵌低导热材料，以减少热流密度，延缓坯壳收缩，即热顶结晶器。

试验表明，浇注低碳钢时拉速为1．3m／min，弯月面处的热流密度：普通结晶器2MW／m2，热顶结晶器0．5MW／m2。采用热顶结晶器热流减少了75％，振痕减少了30％，表面质量得到明显改善。

4.爆炸成型的结晶器铜管的特点

带锥度的结晶器铜管可以采用仿型加工或带内芯和外模的压力成型方法制造，仿型加工会破坏铜的组织结构，影响使用寿命，加工复杂锥度需要特殊的加工设备，提高了制造成本。压力成型会产生较大的切头切尾，铜的收得率低。爆炸成型的结晶器铜管可以制成多锥度及内腔的小园角，尤其有利于报废的旧结晶器得到修复。

5.爆炸成型的结晶器水套特点

随着高效连铸的发展，高效窄缝水套式结晶器在国内外得到了广泛的应用。窄缝水套式结晶器对导流水套的精度和形式提出了很高的要求。结晶器四侧水缝的偏差会对水流速带来很大的影响，造成四侧冷却不均匀。加工结晶器水套采用机加工后焊接以及整体挤压后焊接的方法都难以完全消除焊缝的影响。爆炸成型的结晶器水套具有无焊缝加工，制造精度高等特点。国外的不锈钢水套多采用爆炸成型工艺制作。

6.喷淋式结晶器的特点

喷淋式结晶器是将管式结晶器隔离水缝改为喷淋水冷却，即由喷嘴喷出的喷淋水直接喷到结晶器铜管上实现冷却。冷却效率高，有较显著的节水效果。喷淋式结晶器结构简单，对密封要求低，避免了水缝结晶器铜管角部冷却强度不可调、冷却强度相对较弱、温度分布不均匀等问题。喷淋式结晶器在小方坯连铸机上得到了广泛的应用。理论上讲，喷淋式结晶器可使用一般的冷却水，但在生产实际中出现的结垢、喷嘴堵塞等问题导致的事故影响了喷淋式结晶器的使用。

7.“水缝式”结晶器特点

“水缝式”结晶器与喷淋式结晶器都属于管式结晶器。“水缝式”结晶器在结晶器铜管外加一水套管，由结晶器铜管与水套管之间形成的水缝通水冷却。“水缝式”结晶器使用稳定，不易发生堵塞。目前高效连铸普遍使用水缝小于4mm的窄水缝结晶器，提高冷却水的流速，配合抛物线锥度铜管，取得了很好的效果。

8.板坯在线调宽结晶器

为了适应生产多种规格铸坯的需要，缩短更换结晶器的时间，结晶器调宽可以在线调节。板坯在线调宽结晶器即是结晶器的两个窄边可以多次分小步向内或向外移动，直至调到预定的宽度，在生产过程中完成对结晶器宽度的调整。

为了生产多种规格铸坯，结晶器宽度要进行改变。结晶器在线调宽可以连续浇铸出不同宽度尺寸的铸坯，节省了停机时间，提高了生产效率；可减少铸坯切头切尾的损耗，提高收得率；可浇铸相近成分的钢水而不需停机。

9.结晶器液面检测常用的方法

结晶器液面检测常用的方法有：电涡流法、电磁感应法、热电偶法、红外线法、放射源法等。当前采用最多的方法是钴60或铯137放射源检测法。

10.结晶器非正弦振动

实现结晶器非正弦振动最常用的方法是通过液压伺服系统，可以实现在线调节振幅和频率，按工艺要求设定波形。液压伺服系统实现结晶器非正弦振动精度比较高，在生产实践中得到了很好的应用，但设备成本比较高。采用机械方法也可以实现结晶器非正弦振动，国内已有开发使用机械方法实现结晶器非正弦振动的装置。据报道，国外已开发使用了用数字液压缸代替液压伺服系统，实现结晶器非正弦振动，大大降低了成本，具有广阔的市场前景。

11.板簧式结晶器振动系统的优点

传统的结晶器振动系统多采用四偏心型和短臂四连杆型机构，一般认为这种机构存在导向设计上的缺陷，即由于磨损而产生不可控制的运动偏差。因此，出现了柔性体结晶器振动导向机构—板簧式结晶器振动系统。将四连杆型机构的上臂用弹簧钢板代替的振动系统称做半板簧式结晶器振动装置，四连杆型机构全部用弹簧钢板代替的振动系统称做全板簧式结晶器振动装置。板簧式结晶器振动系统由于是无轴承的振动机构，基本无磨损，具有使用性能稳定、运动精度高、寿命长等优点。目前，国内已出现新一代全板簧振动装置，其整体刚度增强、精度更高。

方坯结晶器铜管的锥度=方坯结晶器铜管的底面直径与锥体高度之比。

大方坯的边长不小于200mm；小方坯的边长小于200mm；矩形坯的宽厚比一般为1.3～1.5，矩形坯断面面积不小于40000mm＾2的属于大方坯。

在方坯结晶器铜管内连续冷却成型拉出钢坯，为了解决铜管工作过程与冷却的坯壳时而接触时而分离的问题，结晶器铜管仍为向一侧弯曲的方形或矩形的铜管。

扩展资料：

当方坯断面小于100毫米时，基本上都采用“箱(平、立)—菱—方”孔型系统，特别是掌握了“菱—方”孔的机械自动进钢以后，采用菱方孔，操作亦很方便。

结晶器铜管可以采用仿型加工或带内芯和外模的压力成型方法制造，仿型加工会破坏铜的组织结构，影响使用寿命，加工复杂锥度需要特殊的加工设备，提高了制造成本。

压力成型会产生较大的切头切尾，铜的收得率低。爆炸成型的结晶器铜管可以制成多锥度及内腔的小园角，尤其有利于报废的旧结晶器得到修复。

参考资料来源：百度百科-方坯

参考资料来源：百度百科-结晶器铜管

蒸发器一般由以下几个部分组成:预热器、蒸汽换热器、气液分离器、蒸汽压缩机、控制系统、清洗系统、真空系统。

　

1.预热器:很多情况下,待处理的原液在进入蒸汽换热器之前的温度较低,为了充分利用系统内的热能,经常采用列管式或板式换热器对原液进行预加热。

2.蒸汽换热器:预热后的原液通过进料泵将其载入蒸汽换热器与经蒸汽压缩机压缩升温升压后的蒸汽进行换热,使其迅速汽化蒸发。

根据原液的特性(粘度、是否有结晶和结垢等)选择换热器的形式。

3.气液分离器:气液分离器是蒸汽和浓缩液进行分离的装置。

对于有结晶的原液,可以将分离器和结晶器设计成一体,再加装强制循环泵,完成汽液分离、浓缩和结晶。

根据不同原液的性质可以选择不同的气液分离器,一般有离心分离器、重力分离器和有特殊结构的分离器。

4.蒸汽压缩机:蒸汽压缩机是MVR系统的核心部件,它通过对系统内二次蒸汽进行压缩,提高其热焓,然后再将温度和压力提高了的二次蒸汽作为热源用于系统加热。

根据原液的流量和沸点升高值等特性,可以选择罗茨或离心压缩机。

对于压升加大的情况,压缩机可以采用多级串联使用。

5.控制系统:工控机和PLC等构成了MVR蒸发器的实时控制系统。

通过软件编程,实时采集各种传感器的状态信号,从而自动控制马达的转速、阀门的开关和调节液体的流速和流量、温度和压力的控制和调节等,使系统工作达到动态平衡的状态。

同时该设备还具有自动报警、自动记录参数和提供报表的各种功能。

6.清洗系统:不同的溶液蒸发一段时间后,可能会发生结垢现象,一般说99%以上的结垢都是可以通过添加化学溶剂去除,一般可以使用CIP原位清洗或者拆除清洗。

7.真空系统:真空系统的作用是维持整个系统的真空度,从装置中抽出部分空气、不凝气体以及溶液带入的气体,以达到系统稳定的蒸发状态。

内循环冷却式结晶器内循环式冷却结晶器其冷却剂与溶剂通过结晶器的夹套进行热交换。这种设备由于换热器的换热面积受结晶器的限制，其换热器量不大。外循环冷却式结晶器外循环式冷却结晶器，其冷却剂与溶液通过结晶器外部的冷却器进行热交换。这种设备的换热面积不受结晶器的限制，传热系数较大，易实现连续操作。蒸发结晶器蒸发结晶器与用于溶液浓缩的普通蒸发器在设备结构及操作上完全相同。在此种类型的设备(如结晶蒸发器、有晶体析出所用的强制循环蒸发器等)中，溶液被加热至沸点，蒸发浓缩达到过饱和而结晶。但应指出，用蒸发器浓缩溶液使其结晶时，由于是在减压下操作，故可维持较低的温度，使溶液产生较大的过饱和度。但对晶体的粒度难于控制。因此，遇到必须严格控制晶体粒度的场合，可先将溶液在蒸发器中浓缩至略低于饱和浓度，然后移送至另外的结晶器中完成结晶过程。导流筒结晶机（DTB型蒸发结晶器）导流筒结晶机是一种高效结晶设备，物料温度可控，其独特的结构和工作原理决定了它具有传热效率高、配置简单、操作控制方便、操作环境好等特点。设备主体为根据流体计算后设计的外筒体和导流筒，配套专用螺旋浆实现了高效内循环，而几乎不出现二次晶核，根据冷却结晶体的生长速率和晶体大小，设计降温速度、搅拌桨转速等指标，各指标动态可调易实现系统自控制，以适应的结晶要求。