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结晶器分类及常见类型

结晶器按拉坯方向上断面内壁的线型分结晶器的型式有弧形和直形两种;按其总体结构,不论弧形或直形均有套管式和组合式两种。结晶器常见类型 强制循环型 DTB型 奥斯陆型 结晶器
结晶器是承接从中间罐注入的钢水并使之按规定断面形状凝固成坚固坯壳的连续铸钢设备。

结晶器分类
结晶器按拉坯方向上断面内壁的线型分结晶器的型式有弧形直形两种;按其总体结构,不论弧形或直形均有套管式组合式两种。
套管式
内壁铜管、内外水套组成的冷却水套和足辊是它的主要构件。直形或弧形的铜管外面由冷却水套、法兰和密封元件等组成供水、供油系统。为了保证铸坯有规整的外形尺寸,在结晶器底部安装了2~3组足辊,以利于提高拉速和防止铸坯脱方。
组合式
由宽面及窄面4块复合壁板及外框架组成。多用于板坯连铸、大断面方坯连铸及异型坯连铸。组合结晶器的每块复合壁板又由用螺柱联结的内壁铜板(外侧面铣有冷却水沟)和外壁钢制水箱组成。内壁铜板和外壁间构成冷却水缝,以通水冷却。4块复合壁之间用夹紧机构压紧。为了实现结晶器在线调宽以及形成所要求的倒锥度,在结晶器的窄面壁板的上、下部分别装有4组调整装置。当组装好的结晶器及外框架放到振动台架上时,所有进、出水管自行接通。为了更好地保护结晶器的下口、防止过早过快产生大的磨损,紧挨着结晶器下口装有足辊或保护栅板。足辊或保护栅板与结晶器一起振动。结晶器与二冷第一段(直线段或扇形段)通过振动框架直接对中,便于结晶器与二冷第一段的准确定位。二者形成一个整体,可快速吊运。

结晶器常见类型
强制循环型
一种晶浆循环式连续结晶器(图1)。操作时,料液自循环管下部加入,与离开结晶室底部的晶浆混合后,由泵送往加热室。晶浆在加热室内升温(通常为2~6℃),但不发生蒸发。热晶浆进入结晶室后沸腾,使溶液达到过饱和状态,于是部分溶质沉积在悬浮晶粒表面上,使晶体长大。作为产品的晶浆从循环管上部排出。强制循环蒸发结晶器生产能力大,但产品的粒度分布较宽。
DTB型
即导流筒-挡板蒸发结晶器,也是一种晶浆循环式结晶器(见彩图)。器下部接有淘析柱,器内设有导流筒和筒形挡板,操作时热饱和料液连续加到循环管下部,与循环管内夹带有小晶体的母液混合后泵送至加热器。加热后的溶液在导流筒底部附近流入结晶器,并由缓慢转动的螺旋桨沿导流筒送至液面。溶液在液面蒸发冷却,达过饱和状态,其中部分溶质在悬浮的颗粒表面沉积,使晶体长大。在环形挡板外围还有一个沉降区。在沉降区内大颗粒沉降,而小颗粒则随母液入循环管并受热溶解。晶体于结晶器底部入淘析柱。为使结晶产品的粒度尽量均匀,将沉降区来的部分母液加到淘析柱底部,利用水力分级的作用,使小颗粒随液流返回结晶器,而结晶产品从淘析柱下部卸出。
奥斯陆型
又称为克里斯塔尔结晶器, 一种母液循环式连续结晶器(图3)。操作的料液加到循环管中,与管内循环母液混合,由泵送至加热室。加热后的溶液在蒸发室中蒸发并达到过饱和,经中心管进入蒸发室下方的晶体流化床(见流态化)。在晶体流化床内,溶液中过饱和的溶质沉积在悬浮颗粒表面,使晶体长大。晶体流化床对颗粒进行水力分级,大颗粒在下,而小颗粒在上,从流化床底部卸出粒度较为均匀的结晶产品。流化床中的细小颗粒随母液流入循环管,重新加热时溶去其中的微小晶体。若以冷却室代替奥斯陆蒸发结晶器的加热室并除去蒸发室等,则构成奥斯陆冷却结晶器。这种设备的主要缺点是溶质易沉积在传热表面上,操作较麻烦,因而应用不广泛。
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