结晶器分类
工业结晶第七部分
M
kv ( L)3 L
n
m 1
3.02 108
1.95 105
ln( n)
19.46 12.18
g
30 60
g m
3375 1000000
1.06 10 7
110
3.07 10 4
作图并用直线拟合：
直线的斜率为 停留时间
1/ G 0.0766
0.5
间歇结晶优缺点
间歇结晶与连续结晶过程相比较，它的缺点是操作成本比 较高，不同批产品的质量可能有差异，即操作及产品质量的 稳定性较差，必须使用计算机辅助控制方能保证生产重复性。 在制药行业应用间歇结晶操作，便于批间对设备进行清 理，可防止批间污染，而保证药的高质量，同理对于高产值 低批量的精细化工产品也适用于间歇操作。
连续结晶优点
1、冷却法及蒸发法结晶采用连续操作时经济效果较好， 操作费用较低。 2、连续结晶操作的母液能充分利用，大约只有7%的母液 需要重复加工，与之相比，分批操作则有约20到40%的母液 需要重复加工。 3、当生产规模较小时，两种操作方式的劳动量相差不 多，但当生产规模幅度扩展时，连续操作所需劳动量可以不 增长，故可以节约劳动量。 4、相对而言，连续操作时的操作参数是稳定的，不像分 批操作那样要按一定的操作程序不断地调节其操作参数。 5、两种操作方式相比，连续操作的结晶器单位有效体积 的生产能力可高数倍至十数倍之多，占地面积也较小。
ln(n)
15 10
5
0 0 20 40 60 L 80 100 120
结果见表，可知至少需要3.5个小时。
h
0.5 1 1.5 2
x
( L / G )
累积保留%
连铸圆坯结晶器铜管分类、形式及技术要求
连铸圆坯结晶器铜管分类、形式及技术要求2010年10月15日星期五 08:17除按钢种分类外，一般情况下，按截面尺寸可将圆坯分为以下几种：直径小于350mm为小圆坯；直径350~500mm为大圆坯；直径大于500mm为超大截面圆坯。
目前，世界上已经浇注出的最大规格的圆坯为直径为700mm.，而国内已自行研发能够生产直径为600mm特种钢圆坯，浇注直径超过800mm的圆坯连铸机国内正在自主研发中。
圆坯结晶器的形势比较单一。
一个典型的圆坯结晶器由铜管、内水套、外水套、给水管、排水管、水环、足锟、底部和顶部法兰以及润滑法兰等部件组成。
通常情况下，圆坯结晶器浇注绝大多数只采用保护渣作为润滑剂，所用的浸入式水口也是直通式水口。
采用这种直通式浸入形式水口的好处是结晶器表面处的钢水流速比较小，液面平静，有利于防止液面的卷渣。
其不利之处在于，结晶器内钢液流股的冲击深度较深，即结晶器内钢液高温区下移，将会对结晶器液面上保护渣的溶化、夹杂物上浮等均产生负面影响，从而有可能导致铸坯表面和内部出现质量缺陷，故应利用外力来改善结晶器内钢液流动状态，这就是圆坯连铸机一般都配置结晶器电磁搅拌的理由之一。
与其他种类连铸坯不同，圆坯无角部的优先凝固，而且没有鼓肚危险，因此圆坯结晶器设计主要是要保持结晶器的均匀冷却，使坯壳均匀收缩，防止铸坯产生椭圆物理变形和表面裂纹。
对于一个给定的铸坯尺寸，圆坯结晶器受热面积比方坯要小一些，因而拉速要低一些。
为保证圆坯质量，连铸生产上的一些有效质量控制技术（如全程保护浇注、大容量中间包、二次冷却控制、液面自动控制、结晶器电磁搅拌等）在圆坯连铸上均要使用，尤其是大截面圆坯除采用上述技术外，根据质量要求，二冷区还要使用电磁搅拌、末端电磁搅拌技术以及三次冷却控制技术。
对特殊钢种而言，圆坯下线后的缓冷控制依然十分重要。
电磁搅拌（EMS）。
结晶器种类及主要特点
结晶器种类及主要特点2010-9-279:09:27薄板坯和中薄板坯连铸技术的核心是结晶器。
对于结晶器的研究主要有以下种类：1、漏斗形结晶器1）几何形状德马克公司ISP工艺的第一代立弯式结晶器，上部是垂直段，下部是弧形段，侧板可调，上口断面是矩形，尺寸为（60-80）mm×（650-1330）mm。
意大利阿维迪厂采用了该工艺，并略作修改，上口断面形状，由原平行板形改为小漏斗形。
西马克公司CSP工艺所用的漏斗形结晶器，上口宽边两侧均有平行段，再与圆弧段相连接，上口断面较大。
这个漏斗形状在结晶器内保持到长700mm，结晶器出口处铸坯厚度为50-70mm。
2）主要特点漏斗形结晶器打破了传统板坯连铸结晶器在任意横截面均相同的限制，其结晶器腔内凝固壳的形状及大小按非矩形截面逐步缩小的规律变化。
但是，钢液在这种结晶器内凝固时要产生变形，特别是拉坯过程中机械变形产生的应力可能导致固液界面裂纹发生，并最终影响热轧带卷的质量。
因此，漏斗形结晶器的理想形状是尽量减小坯壳间两相区的弯曲变形率，使坯壳在固液变形率小于发生裂纹的临界应变率。
2、H2结晶器1）几何形状意大利达涅利公司FISC工艺是其代表FISC工艺优点是内部容积达，通过的钢液流量大，且有更好的钢液自然减速效应。
该结晶器长度为1200mm，宽度为1220-1620mm，厚度为50、60、65、70mm。
2）主要特点该结晶器鼓肚形状由上至下贯穿整个铜板，并一直延续到扇形I段的中部。
结晶器出口处为将铸坯鼓肚形状矫平而特别设计了一组带孔型的辊子，对铸坯鼓肚进行矫平的设备长度比仅用连铸机结晶器时长两倍，即与仅用结晶器来矫平坯壳的鼓肚相比，坯壳上所受应力大大降低。
并且H2结晶器内部体积增大，可以盛装更多的钢液。
同时，结晶器上部尺寸加大，可使水口形状设计更合理，保证结晶器内液面稳定，提高保护渣的润滑效果，改善热交换条件，提高拉速，减少裂纹倾向。
3、平行板形直结晶器1）几何形状奥钢联公司CONROLL工艺是其代表。
各类结晶设备的功能结构对比
各类结晶设备的功能结构对比
结晶器的类型很多，按溶液获得过饱和状态的方法可分蒸发结晶器和冷却结晶器；按流动方式可分母液循环结晶器和晶浆循环结晶器；按操作方式可分连续结晶器和间歇结晶器。
1. 冷却式结晶器
（1）空气冷却式结晶器：空气冷却式结晶器是一种最简单的敞开型结晶器，靠顶部较大的敞开液面以及器壁与空气间的换热，以降低自身温度从而达到冷却析出结晶的目的，并不加晶种，也不搅拌，不用任何方法控制冷却速率及晶核的形成和晶体的生长。
这类结晶器构造最简单，造价最低，可获得高质量、大粒度的晶体产品，尤其适用于含多结晶水物质的结晶。
缺点是传热速率太慢，且属于间歇操作，生产能力较低，占地面积较大。
在产品量不太大而对产品纯度及粒度要求又不严时，仍被采用。
（2）搅拌式结晶槽：在空气冷却式结晶器的外部，装设传热夹套或在内部装设蛇管式换热器以促进传热，并增加动力循环装置，即成为强制循环冷却式结晶槽或搅拌式结晶槽。
晶浆强制循环于外冷却器与结晶槽之间，使晶浆在槽内能较好地混合，并能提高冷却面的热交换速率，这种结晶槽可以分批或连续操作。
为自然冷却，必要时可配备内部冷却器。
搅拌器可以从下方传动，也可以从上方传动。
晶浆在导流筒中可以向上流动，也可以向下流动。
这类结晶器内温度比较均匀，产生的晶体较少但粒度较均匀，也使冷却周期缩短，生产能力提高。
对于易在空气中氧化的物质的结晶，可用闭式槽，槽内通入惰性气体。
结晶器内部构造
结晶器内部构造结晶器内部构造一、引言结晶器是用来进行晶体生长的装置。
结晶器内的结构和设计对于晶体的生长具有重要的影响。
本文将从结晶器内部的构造角度，介绍结晶器主要组成部分的功能和设计要点，以及常见的结晶器类型和应用。
二、结晶器的主要组成部分1. 壳体结晶器的壳体是整个装置的支撑结构，通常由优质耐热材料制成。
壳体的设计要合理，能够承受结晶过程中的高温和高压。
2. 隔热屏结晶器内部温度较高，为了防止热量散失，需要在壳体内部设置隔热屏。
隔热屏通常由耐热材料制成，能够有效降低结晶器内部温度的下降速率，提高结晶效率。
3. 搅拌装置搅拌装置是结晶过程中的重要组成部分。
它能够通过搅拌将溶液中的成分均匀分布，促进晶体的生长。
常见的搅拌装置有搅拌叶片、搅拌轴和驱动装置等。
在设计搅拌装置时，应考虑结晶过程中的气泡和溶液波动对于晶体生长的影响，并选择适当的搅拌速度和方式。
4. 温度控制装置结晶过程中温度的控制对于晶体生长非常重要。
温度控制装置通常由热传导材料、加热元件和温度传感器组成。
热传导材料能够均匀分布温度，加热元件通过调节能量输入来控制结晶器的温度，温度传感器用于监测和反馈结晶器内的温度变化。
5. 过滤装置结晶过程中，溶液中的杂质会影响晶体的质量和生长速度。
过滤装置能够通过过滤溶液中的杂质，净化溶液并提高晶体的纯度。
过滤装置通常包括滤芯、滤筒和支撑结构等。
三、常见的结晶器类型和应用1. 批式结晶器批式结晶器是最简单的结晶器类型，适用于小规模生产和实验室研究。
它能够在相对较短的时间内得到较高质量的晶体。
批式结晶器通常采用单层结构，搅拌装置直接与溶液接触。
2. 连续结晶器连续结晶器适用于大规模工业生产，能够实现连续供应高质量晶体。
连续结晶器通常采用多级结构，将结晶过程分为多个阶段进行。
每个阶段都有相应的搅拌装置和温度控制装置，以确保结晶器内部的温度和溶液浓度的稳定。
3. 蒸发结晶器蒸发结晶器是利用溶液中溶质的饱和度随温度变化而变化的原理进行结晶。
结晶器
结晶器的维护
• 使用中应避免各种不当操作对结晶器内壁 的损坏。 • 结晶器水槽应定期进行清理、除污、密封 件应定期调换。 • 定期、定时分析结晶器冷却水水质，保证 符合要求。 • 结晶器检修调换结晶器
班级：机电一班 姓名： 学号：
简介
• 结晶器：是连铸机主体设备中一个关键的 部位，它类似于一个强制水冷的无底钢锭 模。 • 作用：使钢液逐渐凝固成所需规格、形状 的壳，且使壳不被拉断、漏钢及不产生歪 扭和裂纹等缺陷，保证壳均匀稳定的成长。
• 主要参数：结晶器的断面形状和尺寸、结 晶器的倒锥度、长度及水缝面积等。 • 结晶器结构：整体式、管式和组合式。 主要由内壁、外壳、冷却水装置及支撑框 架等零部件组成。
• 管式结晶器：外壳是圆筒形。这种结晶器 结构简单，易于制造和维护，多用于浇铸 小方呸或方呸。 • 组合式结晶器: 由4块复合壁板组合而成。 组合式结晶器改变结晶器的宽度可以在不 浇铸钢时离线调整，也可以在浇铸过程中 进行在线调整。
结晶器宽度及锥度的调整、锁定
• 调宽装置是在结晶器的每个窄面中心线的 上下两个部位各安装一套蜗轮丝杆伺服马 达，并带有位置控制器。每一个蜗轮传动 轴跟伺服马达相联接。在自动调宽时，结 晶器两个窄边的4套蜗杆伺服马达传动装置 驱动两个窄边相向或反向同速运行，实现 调宽所要达到的宽度。可以在浇铸前将结 晶器调整到所要求的宽度，也可以边浇铸 边改变结晶器的宽度
结晶器
结晶器一、河北诺达化工设备有限公司1、OSLO结晶器（1）概述OSLO结晶器分为蒸发式OSLO结晶器和冷却式OSLO结晶器两大类。
蒸发式OSLO结晶器是由外部加热器对循环料液加热进入真空闪蒸室蒸发达到过饱和，再通过垂直管道进入悬浮床使晶体得以成长，由于OSLO结晶器的特殊结构，体积较大的颗粒首先接触过饱和的溶液优先生长，依次是体积较小的溶液；冷却式OSLO结晶器冷却器是由外部冷却器对饱和料液冷却达到过饱和，再通过垂直管道进入悬浮床使晶体得以成长，由于OSLO结晶器的特殊结构，体积较大的颗粒首先接触过饱和的溶液优先生长。
因此OSLO结晶器生产出的晶体具有体积大、颗粒均匀、生产能力大。
并具有连续操作、劳动强度低等优点（2）工作原理及特点特点：a、由于OSLO的本身特殊结构使生产出的产品具有颗粒较大，粒度分布较窄的优点；b、溶液循环量较大，溶液的过饱和度较小，不易产生二次晶核有利于结晶操作；c、可连续生产，产量可大可小；d、清液循环不存在晶体破碎问题；e、悬浮床内过饱和度均匀给晶体成长提供了良好的条件，d＞20μ2、OSLO结晶器（1）概述DTB结晶器是一种高效率的结晶设备，由PLC控制物料温度，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，广泛适用于化工、医药、农药、等行业的结晶作业。
现生产制造设备处理量50～3000kgh,共十种型号的系列产品，可根据用户的需要提供与之相配套的各种辅助设备。
（2）工作原理及特点原理：结晶过程中，溶液的过饱和度、物料温度的均匀一致性以及搅拌转速和冷却面积是影响产品晶粒大小和外观形态的决定性因素。
本结晶机采用了专用的搅拌桨，且温度、搅拌桨转速可调易实现系统自控制，以适应各种物料结晶要求的。
（3）DTB结晶器特点：a、是一种典型的晶浆内循环式结晶器b、具有良好的流体动力学效果c、开发了专用螺旋浆，实现了高效内循环，而几乎不出现二次晶核d、很少出现内壁结疤现象e、用于药厂可满足GMP要求f、晶浆过饱和度均匀，粒度分布良好，实现了高效率g、能耗低h、可安装淘洗腿实现连续生产操作i、本身有高的换热面不需要另设加热器或冷却器j、可进行冷却结晶，也可用于真空蒸发冷却结晶k、转速低，调控容易,适用性强,运行可靠，故障少。
氯化钾工艺中的结晶器有
氯化钾工艺中的结晶器有
多种类型，以下是其中几种常见的结晶器：
1) 悬浮结晶器：将热溶液通过喷淋器或高速旋转的热空气中，使其迅速冷却结晶而得到的晶体。
这种结晶器体积小、占地少、操作简单，适用于小中型规模的生产。
2) 内循环晶种结晶器：在搅拌反应器中添加晶种，结晶器中会不断产生新的晶种，通过内循环可以保证产量和产质的稳定性。
3) 外循环晶种结晶器：在结晶器内注入外来种子晶体，通过搅拌作用将种子晶体分散，增加结晶产量和质量。
4) TEMA结晶器：利用温度梯度和流体动力学条件来促进晶体的建立，使用起来比较灵活，可适应多种类型的晶体生长。
5) 搅拌桨式结晶器：通过搅拌桨的旋转来促进晶体生长，具有操作简单、工艺稳定等特点，适用于中小型规模的生产。
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连铸结晶器
结晶器是连铸机非常重要的部件，是一个强制水冷的无底钢锭模，它的性能对连铸机的生产能力和铸坯质量起着十分重要的作用，因此，被称之为连铸设备的“心脏”。
1、结晶器的作用
结晶器是连铸机的心脏，它的重要作用表现在：
1）在尽可能高的拉速下保证出结晶器时形成足够的坯壳厚度，以抵抗钢水静压力而不拉漏；2）结晶器周边坯壳厚度能均匀稳定生长；
3）结晶器内的钢水——渣相——坯壳——铜壁之间的相互作用，对铸坯表面质量有决定性影响。
上述第1）个作用决定了连铸机的生产率；2)、
3）作用决定了铸坯表面质量。
2、结晶器的性能
1）有较好的导热性能，能迅速形成足够厚度的初生坯壳；
2）有良好的结构刚度和结构工艺性，便于加工制造，易于拆装和调整；
3）有较好的耐磨性及较高的热疲劳性；
4）重量轻、以便在振动时有较小的惯性力。
3、结晶器的分类
按连铸机型式不同，结晶器可分为直形和弧形两大类。
1）直型结晶器。
直形结晶器的内壁沿坯壳移动方向呈垂直形，因此导热性能良好，坯壳冷却均匀。
该类型结晶器还有利于提高坯壳的质量和拉
坯速度、结构较简单、易于制造、安装和调试方便；夹杂物分布均匀；但铸坯易产生弯曲裂纹，连铸机的高度和投资增加。
直形结晶器用于立式和立弯式及直弧连铸机。
2）弧形结晶器。
弧形结晶器的内壁沿坯壳移动方向呈圆弧形，因此铸坯不易产生弯曲裂纹；但导热性比直形结晶器差；夹杂物分布不均，偏向坯壳内弧侧。
弧形结晶器用在全弧形和椭圆形连铸机上。
按铸坯规格和形状来分，有小方坯、大方坯、板坯和异性坯结晶器。
按结晶器结构可分为管式、整体式和组合式三种。
连铸结晶器：就是一个钢水制冷成型设备。
其由框架，结晶器冷却背板或水箱和铜板，调整系统（调整装置，减速机等）；润滑系统（油管油路），冷却系统和喷淋等设备组成。
连铸结晶器需要和连铸结晶器保护材料（渣）一同使用。
保护材料用途：1.确保连铸工艺顺行；2.改善铸坯表面质量。
连铸结晶器钢水流动控制技术
1、连铸板坯的表面和内部缺陷与结晶器内钢液的流动状态密切相关。
伴随着连铸机拉速的提高，结晶器内液面波动加剧，容易产生卷渣，造成铸坯质量恶化。
采用结晶器钢水流动控制技术可以改善结晶器内流场形态，抑制出料速度以平稳液面，促进夹杂物上浮。
用于板坯结晶器的电磁制动（EMBr）、电磁流动控制（FC结晶器）和多模式电磁搅拌（即EMLA，EMLS、EMRS，统称MM－EMS）是结晶器钢水流动控制技术的典型代表。
2、电磁制动器通过对结晶器施加一个与铸流方向垂直的静态磁场而对流动的钢液进行制动。
钢流由于电磁感应而产生感应电压，因此在钢液中产生感应电流，这些电流由于受到静态磁场的作用而产生一个与钢水运动方向相反的制动力。
钢液的流速越快，制动力也越大。
电磁制动器具有一个单一的、覆盖整个板坯宽度的静态磁场。
电磁制动技术可抑制水口射流速度，减缓沿凝固壳向下流动，促进夹杂物和气泡上浮。
3 、FC结晶器含有两个方向相反的制动磁场，第一个位于弯月面区域，另一个位于结晶器的下部，每一个磁场都覆盖了板坯的整个宽度。
FC结晶器的磁场的上电磁场减少了结晶器弯月面紊流，可防止保护渣卷入凝固壳和角部横裂；下电磁场可减少钢液向下流速，有利于夹杂物和气泡上浮。
4、利用MM－EMS多模式电磁搅拌器可根据需要以不同的方式搅动结晶器内的钢水，显著减少板坯铸造缺陷。
该技术采用4个线性电磁搅拌器，位于结晶器高度方向的中部、浸入式水口两侧，每侧2个线圈并排设置，可用于使浸入式水口流出的钢水制动（EMLS）或加速（EMLA）。
第三种工作模式则用于使位于弯月面的钢水转动（EMRS），此项技术是在EMLS 和EMLA的基础上于21世纪初开发的，可有效控制热传导梯度和坯壳凝固前沿的均匀性，消除某些钢种存在的气孔、针孔和表面夹渣等铸造缺陷。