結(jié)晶器·連鑄結(jié)晶器

結(jié)晶器·連鑄結(jié)晶器|結(jié)晶器設(shè)計(jì)|結(jié)晶器生產(chǎn)廠家

在連續(xù)鑄造、真空吸鑄、單向結(jié)晶等鑄造方法中，使鑄件成形并迅速凝固結(jié)晶的特種金屬鑄型的設(shè)備統(tǒng)稱結(jié)晶器。
結(jié)晶器是承接從中間罐注入的鋼水并使之按規(guī)定斷面形狀凝固成堅(jiān)固坯殼的連續(xù)鑄鋼設(shè)備。它是連鑄機(jī)最關(guān)鍵的部件，其結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和性能參數(shù)對(duì)鑄坯質(zhì)量和鑄機(jī)生產(chǎn)能力起著決定性作用。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
結(jié)晶器一種槽形容器，器壁設(shè)有夾套或器內(nèi)裝有蛇管，用以加熱或冷卻槽內(nèi)溶液。結(jié)晶槽可用作蒸發(fā)結(jié)晶器或冷卻結(jié)晶器。為提高晶體生產(chǎn)強(qiáng)度，可在槽內(nèi)增設(shè)攪拌器。結(jié)晶槽可用于連續(xù)操作或間歇操作。間歇操作得到的晶體較大，但晶體易連成晶簇，夾帶母液，影響產(chǎn)品純度。這種結(jié)晶器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)強(qiáng)度較低，適用于小批量產(chǎn)品（如化學(xué)試劑和生化試劑等）的生產(chǎn)。

分類
結(jié)晶器按拉坯方向上斷面內(nèi)壁的線型分結(jié)晶器的型式有弧形和直形兩種；按其總體結(jié)構(gòu)，不論弧形或直形均有套管式和組合式兩種。
結(jié)晶器包括：
1，直型結(jié)晶器
2，弧形結(jié)晶器 curved mold：用于弧型和超低頭型（橢圓型）連鑄機(jī)上。
3，組合式結(jié)晶器 composite mold：由四塊壁板組成，每塊壁板又由一塊銅板和一塊鋼（鐵）板用螺栓連接而成。
4，多級(jí)結(jié)晶器 multi stage mold
5，調(diào)寬結(jié)晶器 adjustable mold：寬度可調(diào)的結(jié)晶器，一般只用于板坯連鑄。
結(jié)晶器是連鑄機(jī)的核心設(shè)備之一，直接關(guān)系到連鑄坯的質(zhì)量。

套管式
內(nèi)壁銅管、內(nèi)外水套組成的冷卻水套和足輥是它的主要構(gòu)件。直形或弧形的銅管外面由冷卻水套、法蘭和密封元件等組成供水、供油系統(tǒng)。為了保證鑄坯有規(guī)整的外形尺寸，在結(jié)晶器底部安裝了2～3組足輥，以利于提高拉速和防止鑄坯脫方。
組合式
由寬面及窄面4塊復(fù)合壁板及外框架組成。多用于板坯連鑄、大斷面方坯連鑄及異型坯連鑄。組合結(jié)晶器的每塊復(fù)合壁板又由用螺柱聯(lián)結(jié)的內(nèi)壁銅板（外側(cè)面銑有冷卻水溝）和外壁鋼制水箱組成。內(nèi)壁銅板和外壁間構(gòu)成冷卻水縫，以通水冷卻。4塊復(fù)合壁之間用夾緊機(jī)構(gòu)壓緊。為了實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器在線調(diào)寬以及形成所要求的倒錐度，在結(jié)晶器的窄面壁板的上、下部分別裝有4組調(diào)整裝置。當(dāng)組裝好的結(jié)晶器及外框架放到振動(dòng)臺(tái)架上時(shí)，所有進(jìn)、出水管自行接通。為了更好地保護(hù)結(jié)晶器的下口、防止過早過快產(chǎn)生大的磨損，緊挨著結(jié)晶器下口裝有足輥或保護(hù)柵板。足輥或保護(hù)柵板與結(jié)晶器一起振動(dòng)。結(jié)晶器與二冷第一段（直線段或扇形段）通過振動(dòng)框架直接對(duì)中，便于結(jié)晶器與二冷第一段的準(zhǔn)確定位。二者形成一個(gè)整體，可快速吊運(yùn)。

常見類型
強(qiáng)制循環(huán)型
一種晶漿循環(huán)式連續(xù)結(jié)晶器（圖1）。操作時(shí),料液自循環(huán)管下部加入，與離開結(jié)晶室底部的晶漿混合后，由泵送往加熱室。晶漿在加熱室內(nèi)升溫（通常為2～6℃），但不發(fā)生蒸發(fā)。熱晶漿進(jìn)入結(jié)晶室后沸騰，使溶液達(dá)到過飽和狀態(tài)，于是部分溶質(zhì)沉積在懸浮晶粒表面上，使晶體長(zhǎng)大。作為產(chǎn)品的晶漿從循環(huán)管上部排出。強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶器生產(chǎn)能力大，但產(chǎn)品的粒度分布較寬。
DTB型
即導(dǎo)流筒-擋板蒸發(fā)結(jié)晶器，也是一種晶漿循環(huán)式結(jié)晶器（見彩圖）。器下部接有淘析柱，器內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流筒和筒形擋板，操作時(shí)熱飽和料液連續(xù)加到循環(huán)管下部，與循環(huán)管內(nèi)夾帶有小晶體的母液混合后泵送至加熱器。加熱后的溶液在導(dǎo)流筒底部附近流入結(jié)晶器，并由緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的螺旋槳沿導(dǎo)流筒送至液面。溶液在液面蒸發(fā)冷卻，達(dá)過飽和狀態(tài)，其中部分溶質(zhì)在懸浮的顆粒表面沉積，使晶體長(zhǎng)大。在環(huán)形擋板外圍還有一個(gè)沉降區(qū)。在沉降區(qū)內(nèi)大顆粒沉降，而小顆粒則隨母液入循環(huán)管并受熱溶解。晶體于結(jié)晶器底部入淘析柱。為使結(jié)晶產(chǎn)品的粒度盡量均勻，將沉降區(qū)來的部分母液加到淘析柱底部，利用水力分級(jí)的作用，使小顆粒隨液流返回結(jié)晶器，而結(jié)晶產(chǎn)品從淘析柱下部卸出。
奧斯陸型
又稱為克里斯塔爾結(jié)晶器， 一種母液循環(huán)式連續(xù)結(jié)晶器（圖3）。操作的料液加到循環(huán)管中，與管內(nèi)循環(huán)母液混合，由泵送至加熱室。加熱后的溶液在蒸發(fā)室中蒸發(fā)并達(dá)到過飽和，經(jīng)中心管進(jìn)入蒸發(fā)室下方的晶體流化床（見流態(tài)化）。在晶體流化床內(nèi)，溶液中過飽和的溶質(zhì)沉積在懸浮顆粒表面,使晶體長(zhǎng)大。晶體流化床對(duì)顆粒進(jìn)行水力分級(jí),大顆粒在下，而小顆粒在上，從流化床底部卸出粒度較為均勻的結(jié)晶產(chǎn)品。流化床中的細(xì)小顆粒隨母液流入循環(huán)管，重新加熱時(shí)溶去其中的微小晶體。若以冷卻室代替奧斯陸蒸發(fā)結(jié)晶器的加熱室并除去蒸發(fā)室等，則構(gòu)成奧斯陸冷卻結(jié)晶器。這種設(shè)備的主要缺點(diǎn)是溶質(zhì)易沉積在傳熱表面上，操作較麻煩，因而應(yīng)用不廣泛。

結(jié)晶器材質(zhì)
為保證結(jié)晶器有良好導(dǎo)熱性、足夠的抗磨損性、機(jī)械強(qiáng)度和硬度以延長(zhǎng)其使用壽命，內(nèi)壁材質(zhì)主要使用銅基合金制造，常用的有紫銅、銅銀合金（含銀量為0.07%～0.1%）、磷脫氧銅及銅鈹合金、鉻鋯銅合金等。使用銅基合金主要目的是提高其再結(jié)晶溫度，以改善其高溫時(shí)的硬度和強(qiáng)度、延長(zhǎng)內(nèi)壁的使用壽命。為了進(jìn)一步提高內(nèi)壁的耐磨性和光滑程度減少拉坯阻力，有的還在銅壁表面加鍍層。通常為鍍鉻或鍍鎳、鎢、鐵及分三層鍍鎳、鎳磷合金及鉻。

結(jié)晶器內(nèi)壁的潤(rùn)滑
為防鋼水在冷凝過程中與結(jié)晶器內(nèi)壁粘結(jié)，減小拉坯時(shí)的摩擦阻力，改善鑄坯表面質(zhì)量、延長(zhǎng)結(jié)晶器的使用壽命，在生產(chǎn)中，還要對(duì)結(jié)晶器內(nèi)壁進(jìn)行潤(rùn)滑。潤(rùn)滑是采用沸點(diǎn)高于結(jié)晶器內(nèi)壁溫度（約200℃左右）的液體潤(rùn)滑劑或保護(hù)渣，在結(jié)晶器振動(dòng)的過程中，它們不斷被帶入鋼液面下的內(nèi)壁上，并在鋼水或坯殼與結(jié)晶器內(nèi)壁間形成一層油氣膜或熔渣膜，以潤(rùn)滑內(nèi)壁。

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