漏斗型结晶器漏斗形状的设计

漏斗型结晶器漏斗形状的设计
漏斗型结晶器漏斗形状的设计

漏斗型结晶器漏斗形状的设计

盛义平赵静一

(燕山大学)

摘要分析了SMS漏斗型结晶器在使用中出现局部高温、产生热裂纹、寿命低的原因,提出了结晶器漏斗形状的更为合理的设计要求和设计方法。

关键词漏斗型结晶器漏斗曲面设计

DESIGN OF FUNNEL-CURVED SURFACE OF

FUNNEL-SHAPED MOLD

SHENG Yiping ZHAO Jingyi

(Yanshan University)

ABSTRACT The reasons of local overheating,thermal cracking resulting

in shorter life of funnel-shaped mold are investigated.The more reasonable requirements and method for designing funnel-shaped mold are suggested. KEY WORDS funnel-shaped mold,funnel-curved surface,design

1 前言

薄板坯连铸具有节约能源、减少基建投资、降低生产成本、提高钢材收得率等许多优点,是国际上竞相开发的重大新技术。

利用高温坯壳的可塑性和凝固收缩性开发的横剖面形状从上到下变化的漏斗型结晶器是薄板坯连铸的关键技术之一。具有代表性的当属SMS漏斗型结晶器和DANIELI透镜型结晶器,见图1。

变横剖面结晶器形状复杂,加工成本高,所以希望结晶器有较长的使用寿命。但是,薄板坯连铸的高拉速加大了结晶器的热负荷,再加上漏斗形状设计得不尽合理,使结晶器的使用寿命还未达到其预期的寿命。DANIELI公司分析了SMS漏斗型结晶器后指出[1],在结晶器的横剖面上,在AB直线与BC直线的交点B处,铸坯凝固壳与结晶器壁间存在着一个约0.6 mm的间隙,DANIELI公司开发的透镜型薄板坯结晶器在横剖面上用一段光滑的曲线BC代替了SMS结晶器在相应位置处的直线,使结晶器的整个横剖面曲线光滑连接,B点处的间隙下降到0.06 mm。Thomas等人亦分析研究了SMS结晶器[2],发现SMS结晶器的最高温度比传统的厚板坯连铸机结晶器的最高温度高60~70 ℃;在结晶器的各个横剖面上,最高温度出现在漏斗区域的外弯处(漏斗的侧边缘),最低温度出现在漏

斗区域的内弯处(靠近钢液的入口);在结晶器的纵剖面上,最高温度出现在弯月面处,然后随离结晶器上口距离增大而下降,在漏斗的下边缘处温度突然升高,然后又继续下降;在开浇和稳定操作时,最高温度处产生最大压应力,在更换浸入式水口时,钢水液面下降至漏斗的底部以下,结晶器温度下降到接近于室温,最大压应力又变成了最大拉应力,交变的热负荷导致了在漏斗区域的侧边缘处产生裂纹,结晶器寿命只有原预计的40 %[2,3]。

图 1 SMS漏斗型(a)和DANIELI透镜型(b)

结晶器的上口

Fig.1The entries of SMS funnel-shaped mold (a) and DANIELI

lens-shaped mold (b)

在SMS漏斗型结晶器中,弯月面处的初生坯壳沿拉坯方向在漏斗区内运行时,其横向曲率从上到下逐渐减小,其类似于矫直过程。但当坯壳途经漏斗的边缘进入平面区域时,由于结晶器纵横两个方向上的剖面轮廓曲线均不光滑,将使坯壳曲率和运动方向发生突变;又由于坯壳自身有一定的刚性,其蠕变变形需要一定时间,当坯壳曲率的变化速率跟不上结晶器内腔曲率的变化时,必将在该处与结晶器壁间产生间隙。由坯壳的粘—塑性行为可知,坯壳曲率和运动方向的突变还将使坯壳本身受到较大的弯曲(矫直)应力。可以想象,拉坯速度愈高,产生的间隙将愈大。这就是SMS结晶器在漏斗的边缘处出现局部最高温度,产生裂纹,导致寿命降低的根本原因。所以,必须更为合理地设计结晶器的漏斗曲面形状,只有当结晶器漏斗曲面在纵横两个方向上的剖面轮廓曲线的曲率均连续变化时,才能满足“钢液在漏斗形部分形成的凝固壳在向下运动(拉坯)至平行截面的过渡区域内所受的弯曲(矫直)应力应最小”的条件[4],也才能消除坯壳与结晶器壁间的间隙,消除局部过热,提高结晶器的使用寿命。

2 漏斗形状的设计要求

(1) 满足安置浸入式水口的要求。这一要求是容易满足的,只要结晶器的漏斗内腔能允许浸入式水口插入结晶器中钢液一定的深度并与结晶器内壁保持适当的间距就可以了。

(2) 满足坯壳凝固收缩的要求。要满足这一要求,结晶器内腔的横剖面轮廓曲线的周长在拉坯方向的收缩率必须等于或小于坯壳的凝固收

缩率,否则,在结晶器内壁与坯壳之间,或者出现过大的间隙,增加传热热阻;或者使拉坯阻力过大,甚至把坯壳拉断。因此,必须对结晶器中钢液的凝固收缩和结晶器的温度场和热变形进行计算,合理地确定漏斗部分的锥度。文献[5]认为,结晶器开口度β≤10°。

(3) 漏斗曲面在纵横方向上的曲率变化率要与坯壳的弯曲变形速率相适应。由上面的分析可知,由于坯壳自身有一定刚性,其蠕变变形需要一定的时间,在漏斗曲面纵横剖面上的轮廓曲线的曲率突变处,坯壳与结晶器内壁之间将出现局部间隙,使该处的传热情况变坏,导致结晶器的寿命降低。因此,漏斗轮廓曲面在纵横方向上的曲率均应连续变化,且变化率不宜太大。

3 漏斗形状设计

3.1 结晶器上口的轮廓曲线

首先确定结晶器上口轮廓曲线的z

0、x

和R

的值,其中R

要满足[4,

5]

式中,D为漏斗最低点处的坯壳厚度。下面由对曲率连续变化的要求确定结晶器的上口曲线,见图2

图 2 漏斗型结晶器的上口曲线

Fig.2The top curve of funnel-shaped mold

因要求曲线ABCD的曲率连续变化,BC弧应为凹弧,CD弧应为凸弧,C

点为拐点。坐标原点取在B点处,设C点的坐标为(x

C 、z

C

)。在BC弧上,

B、C两点的曲率零,所以,在B、C两点之间,曲率应有一最大值,设

在αx

C 处取得该最大值K

m

,0<α<1,据此,可设BC弧的曲率为

K BC=C

1

x2+C

2

x+C

3

(1)

由K

BC 在B、C及αx

C

处的条件,可求得系数C

1

、C

2

和C

3

将各系数代回式(1),得

在CD弧上,C点的曲率为零,D点的曲率,设CD弧的曲率由C 点线性地增加到D点,则

K CD =C

4

x+C

5 (4)

由K

CD 在C、D两点的条件可确定系数C

4

和C

5

将式(5)代回式(4),得

式(3)、(6)为曲线BCD的曲率方程式。为求得曲线BCD,在式(3)和式(6)中,注意到

便得到曲线BCD的微分方程式

由式(7)和边界条件z(0)=0,z(x

C )=z

C

,在[0,x

C

]上可求得凹弧BC;

由式(8)和边界条件z(x

C )=z

C

,z(x

D

)=z

,在[x

C

,x

D

]上,又可求得凸

弧CD。在式(7)、(8)和相应的边界条件中,有4个参数x

C 、z

C

、α和K

m

调整这4个参数的值,可改变曲线的形状,结合结晶器的总宽度,以满足安置浸入式水口和坯壳凝固收缩的要求。式(7)、(8)为非线性二阶微分方程式,难以求得精确解,可用有限差分法求其数值解。采用中心差

分格式,把[0,x

C ]和[x

C

,x

D

]分别作n等分和m等分,在[0,x

C

上,,式(7)和相应的边界条件变为

在[x

C ,x

D

]上,,式(9)和相应的边界条件变为

采用牛顿迭代法由式(9)和式(10)求得的结晶器上口漏斗轮廓曲线的,见图3,整个轮廓曲线可由对称性求得。

3.2 漏斗轮廓曲面的形成

根据坯壳凝固收缩的要求,在确定了开口倾角(β≤10°)之后,便

。GF为

可确定漏斗的基本高度y

图 3 计算的漏斗型结晶器的上口曲线

Fig.3 Calculated top curve of funnel-shaped mold

平行于结晶器上口的直线,漏斗的基本轮廓曲面可由直线AG等速地移至EF(A点沿曲线ABCDE移动)所形成的曲面构成,见图4。显然,在结晶器内腔

图 4 横向曲率连续变化的漏斗内表面

Fig.4Continuously variation of transverse curvature of funnel-shaped mold

inner surface

的任一横剖面曲线A′B′C′D′E′上,其曲率是连续变化的,而且横向曲率在纵向是从上到下连续等值地变至为零。可见,该漏斗曲面在横向满足了曲率连续变化的要求。但是,与SMS漏斗型结晶器一样,图4

处,漏斗部分与平行所示的结晶器在任一纵剖面上,在漏斗的底边缘y

截面部分是两条直线相交接,最大交角即为β,不满足曲率连续变化的要求。这可用一过渡区域将它们连接起来,以满足纵向曲率也连续变化的要求。显然,在任一纵剖面上,过渡曲线的曲率方程式与式(3)应是相

值似的。为了便于结晶器的加工制造,可使漏斗的锥度进一步减小,y

增大到大于结晶器的高度l,使漏斗部分与平行截面的过渡区域延伸至“零段”的中部,由支撑辊径的连续变化形成漏斗的下半部分(DANIELI 透镜型

参考文献

1 魏祖康.关于薄板坯连铸机结晶器内腔形状的探讨.第五届连续铸钢学术会议论文集.1995,86~93.

2 Thomas G,O'Connorel.Modeling the Thin Slab Continuous Casting Mold.Metallurgical and Materials Transaction B,1994,25B(3).

3 周祖德.从国外的实践看SMS薄板坯连铸.甘肃冶金,1992,(1):1~6.

4 陈杰.薄板坯连铸结晶器漏斗部分的设计研究.钢铁,1993,28(1):22~25.

5 干勇.中宽度薄板坯连铸工艺特性研究.钢铁研究学报,1993,5(3):7~14.

联系人:盛义平,教授,秦皇岛(066004)燕山大学机械工程学院

结晶器水设计

在方坯连铸中,低、中、高碳钢对结晶器水量的控制有何要求? 09-29 结晶器冷却水量可根据经验按结晶器周边长度计算。对于方坯结晶器冷却水量可取结晶器周边每毫米长度供水2.0~3.0L/min。根据这一原则,可计算出不同断面方坯结晶器的供水量,见表1。 表1 方坯结晶器的供水量 铸坯断面,mm 150×150 120×120 90×90 结晶器供水量,m3/h 72~108 57.6~86.4 43.2~64.8 对于凹陷比较敏感的低碳钢种,结晶器采用弱冷,冷却水量取下限;对于中、高碳钢种,结晶器采用强冷,冷却水量取上限。 矩型坯连铸机二冷水控制数学模型的实现 ?作者:王博弥春霞 ?出处: ?阅读: ?发布时间:2003-11-24 0:00:00 ?供稿:山东莱芜钢铁集团有限公司自动化部钢区车间炼钢站 1 概述 目前钢铁生产厂的铸坯生产大多都采用立弯式连铸机,该类型的连铸机从浇注到成材需要经过两次水冷却,即一次冷却和二次冷却。一次冷却是由结晶器来完成,这个阶段的目的是使钢水冻结成型,然后钢坯进入二冷区,二次冷却水在整个连铸生产阶段是最重要的,它的冷却效果直接影响着钢坯的质量。根据钢坯的规格,对二次冷却水的要求也是不一样的,本文

主要介绍大方坯连铸机的二次冷却水模型。 2 二冷水的工艺简介及控制思路 钢水从钢包注入中间罐后,经由水口进入结晶器进而冻结成型,然后在引锭杆的牵引下钢坯进入二冷区。二冷水的控制方式根据现场实际工艺要求(包括钢种、规格、质量等要求),理论上确定沿浇铸方向预测凝固厚度梯度和温度分布变化,与实测表面温度和拉速来控制冷却水的流量和压力。再经过PID调节对钢坯进行不同程度的冷却。 3 二冷水数学模型的控制方式 首先要对矩形坯连铸机的生产工艺特点及设计控制系统的优缺点进行具体的分析,掌握各设备的控制方法和控制参数,然后确定相应的计算方法。 3.1 二冷水控制方法 配水系统分为结晶器冷却水和二次冷却水两大部分,结晶器冷却为全水冷却,分为宽窄两个回路,水量不同;二次冷却水分四段进行配水控制,即足辊段、Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段,共分为七个回路。其中足辊段为全水冷,单一回路。其他三段为水汽喷雾冷却,依据内外弧和窄边分为六个回路。结晶器水量为固定参数,不予调节。二冷各段采用水表控制。 各回路二冷水量分配比: 4.2 主要实验 理论上较理想的配水曲线应该是一条二次曲线:Q=aV2+bV+c,但实际上计算a、b、c系数是十分困难的,所以一般用折线仿真曲线的方法进行配水控制,即每一段的配水根据拉速的变化计算公式为: Qi=Ai*V+Bi V---拉速M/分; Qi---各段水量L/分; Ai,Bi----二冷配水参数,随冷却方式和铸坯断面不同而不同。计算所得Qi值作为每段水量的给定 值,然后PLC按照该给定值进行PID控制。

8-武钢CSP连铸结晶器液面波动控制实践

武钢CSP连铸结晶器液面波动控制实践 朱志强 武钢股份条材总厂 2012-7-10

主要内容 工艺装备与背景概述 典型液面波动的特点及原因 控制液面波动的措施 结论

一、背景与工艺装备 1. 背景 薄板坯连铸机由于结晶器厚度薄,容积小,其流动强度是传统厚板坯铸机的3-4倍,高拉速下容易产生液面波动,极易发生卷渣,恶化保护渣的熔化、润滑与传热,导致薄板坯出现裂纹、凹陷、夹杂等质量缺陷,严重时还将导致漏钢事故。

2.武钢CSP连铸机主要设备工艺参数 3250mm 弯曲半径10305mm 冶金长度 18185mm 铸机长度 5段7个冷却区,17个冷却回路扇形段数 自动(Co60放射源)结晶器液面控制 1100mm 结晶器长度 漏斗型冷坯宽度:900—1600mm 结晶器类型 72mm结晶器:70—50mm (液芯压下后)92mm结晶器:90—70mm (液芯压下后)浇铸厚度(扇形段5出口): 72/92mm 浇铸厚度(结晶器出口) 900—1600mm 浇铸宽度(标称或冷宽度) 2.8—6.0m/min 拉速 33t 中包容量 170t 钢包容量 技术参数项目

二、结晶器液面波动的特点及原因分析 实际生产中,拉速、过钢量的变化对液面波动的影响是显著的,但除此之外,浇注过程中仍出现了一些异常情况导致的结晶器液面波动,这些异常导致的结晶器液面波动现象的特征也是不一样的。 根据这些结晶器液面异常波动的特点,结晶器液面波动可分为: ·包晶反应与鼓肚现象 ·共振现象 ·液位检测与控制系统故障 ·结晶器流场异常

1.包晶反应与鼓肚现象 鼓肚现象是连铸过程中的常见现象,常见于高拉速、大断面铸坯尺寸的钢种连铸生产条件下,主要原因是冷却不足、坯壳强度不足以抵抗钢水静压力,导致铸坯在两排辊子之间产生鼓肚,鼓肚时产生泵吸效应,导致结晶器液面下降,随着拉坯的进行,鼓肚区域在同一排辊子之间被挤压,液相穴内钢水又回流到结晶器内,导致结晶器内钢水又迅速上涨,如此反复,结晶器内液面呈有节奏的锯齿状的波动。 包晶钢因其包晶反应,坯壳在结晶器内收缩剧烈且不均匀,传热减弱,坯壳厚度减薄,铸坯进入二冷区后,钢水静压力增加后也会发生因鼓肚导致的液面波动。

结晶器设计计算

通过结晶器的热流量 通过结晶器放出热流,可用下列计算 Q=LEVP{C1(Te-Tl)+lf+cs(Ts-To)} (3.1)式中:Q:结晶器钢水放出的热量,kj/min; L:结晶器横截面周长,4.012m; E:出结晶器坯壳厚度,0.012m; V:拉速,2.2m/min; P:钢水密度,7.4×10⒊kj/kg·℃; 由此可得: Q=LEVP{C1(Te-Tl)+lf+cs(Ts-To)} =62218kj/min 结晶器水缝面积计算 结晶器的水缝面积与单位水流量(冷却强度)铸坯尺寸的大小以及冷却水流速有关,结晶器水缝面积可用下式计算: F=QkS×106/(3600V)(mm2)(3.2)式中:Qk:单位水流量m3/n·m,经验值取100-500m3/n·m;取100m3/n·m。 S:结晶器周边长度,4×120×103m; V:冷却水流速,取6-10m/s,实际取8m/s; 即结晶器水缝面积为: F+QkS×106/(3600v)=1.67×103mm3 3.5 结晶器的冷却系统 为使结晶器壁有较高的导热系数,在铜壁与冷却水之间不能产生水垢 和沉淀物。由于结晶器的热负荷很高,接触结晶器壁的冷却水有时会达到汽化的温度。为了防止出现水垢,水必须经过软化处理或脱盐处理[9]。 结晶器内冷却水的流量,一般按断面周长长度每毫米2-2.5每毫米计算。经过净化及软处理的水一般都是循环使用。采用封闭式供水系统。充分利用回水系压有利于节能。

3.5.1 结晶器的倒锥度 钢水在结晶器内凝固是因坯壳收缩形成气隙,通常是将结晶器作成倒锥度,后者定义为: △ =(S 上—S 下 )/S 上 ×L (3.3) 式中:△:结晶器的倒锥度 %/m; S 上,S 下 :结晶器的上边口,下边口长; L:结晶器长度。 倒锥度取值不能太小,也不能太大。过小则作用不大,过大则增大了拉坯阻力,甚至卡钢而不能出坯[9]。高碳钢的收缩量大,所以须用较大的倒锥度[7]。高速拉坯时,应采用较小的倒锥度。在此设计中,倒锥度可取0.96%/m,为了不致产生太大的拉坯阻力。实际的倒锥度略小于上述值,约为0.4-0.8%/m。 3.5.2 结晶器冷却水量的计算 单位时间内通过结晶器冷却水缝(水槽)的水量对结晶器钢水热量传递和坯壳凝固有重要的参数影响。结晶器冷切水量计算方法有: 结晶器热平衡法 假定结晶器钢水热量全部由冷却水带走,则结晶器钢水凝固放出的热量与冷却水带走的相等,即: Q=W×C×△Q (3.4) 则 W=Q/(△Q) 式中: Q:结晶器内的钢水凝固放出热量,2218kj/min; W:结晶器全部水量,L/min; C:水的比热容,4.2kj/kg×℃; △Q:结晶器进出水量温度差6℃ 即 W=Q/(△Q)=2468L/min (1)从保证水缝内冷却水流速>6m/s来求结晶器水量得: W1:36×S×V/10000(m3/h)(3.5)式中: S:水缝面积,1.67×103m m2 W1:冷却水量,m3/h; V:冷却水流速,8m/s。

板坯连铸机结晶器振动液压装置的设计及计算

板坯连铸机结晶器振动液压装置的设计及计算 文章介绍了某型不锈钢板坯连铸机组结晶器振动液压装置的设计计算过程。计算系统所需流量,配置核心液压元件型号规格,对循环冷却系统进行了精确计算。 标签:连铸结晶器;振动;液压 引言 结晶器是板坯连铸机组的核心设备,而结晶器振动装置又是结晶器设备重要装置之一。当结晶器上下振动时,钢水液面与结晶器壁面相对位置也随之改变。其目的在于防止坯材在凝固过程中与结晶器铜壁发生粘连而出现拉漏、拉裂事故,同时有利于脱坯,改善坯壳与结晶器壁的润滑性等[1]。结晶器液压振动因其能在线调整振动参数,近期有广泛的发展和推广。文章即围绕国内某型板坯连铸机组的结晶器液压振动装置,对其进行分析计算和设计。 1 系统原理 连铸机的结晶器液壓振动装置由两个液压缸推动整个机架做垂直方向上的非正弦曲线。 非正弦曲线运动的周期、振幅与正弦曲线其实是一致的,只是在半周期内由两条周期不同的正弦曲线(全周期为T,上升段周期为T+,下降为T-)拼接而成。定义非对称系数C=T+/T,当C=0.5,曲线即为对称的正弦曲线;当0.5≤C≤1,比如C=0.6,则T+=0.6T,T-=0.4T,使得结晶器上振时间长,而下振时间短。实际生产中C值大于0.5,一般在0.5~0.6。 振动装置由两部分组成:液压站和振动执行器。液压站向振动执行器提供油。振动执行器包括缸旁伺服阀和振动液压缸。 2 工作泵流量计算及选择 工作泵的选择取决于液压缸运动所需的流量,因此先计算各个工况下所需流量。 (1)对称正弦运动(C=0.5)时,振动所需的平均供油流量 振动液压缸参数为Φ125/Φ90。单个液压缸的最大振幅Am为6.5mm,最大频率160次/min,在1/4个周期内,其平均速度Vp=Am/(T/4)=69(mm/s)。此速度下单缸塞腔供油平均流量为51L/min。两个液压缸同时工作则需要102L/min,取效率系数0.8,得127 L/min。

结晶器液面控制探析

天津冶金职业技术学院 毕业课题 结晶器液位控制系统探析 系别机械工程 专业机电一体化 班级09机械 学生姓名徐冀峰 指导教师张秋菊 2011年9月27日

摘要 连铸是炼钢生产的核心设备。当代高端大型连铸机大多采用多流园弧形连铸机,连铸控制采用二级自动控制系统,即PLC控制和过程控制。在整个系统中,结晶器液位控制是关键技术。液位控制有很多方式,普遍采用的是钴-60液位控制。本文将对钴-60液位控制系统进行探析。 关键词:结晶器,液位控制,过程控制系统

目录 摘要-------------------------------------------------------Ⅰ 1.概述---------------------------------------------1 2.结晶器液位控制原理---------------------------------1 2.1.基础自动化部分---------------------------------------------1 2.2.检测部分--------------------------------------------1 2. 3.结晶器液位控制器------------------------------------1 2. 4.伺服执行机构-------------------------------------2 2.5.液位显示部分-----------------------------------------2 3.系统的组成---------------------------------------2 3.1.基础自动化-P L C系统-----------------------------------2 3.2.液面位置检测部分---------------------------------------3 3.3.结晶器液位控制器-----------------------------------------4 3.4.伺服执行机构---------------------------------5 4.自动浇铸-------------------------------7 4.1.前馈控制-------------------------------8 4.2.比例参数重新调正----------------------------------------8 5.结束语-----------------------------9 6.参考文献:-----------------------------9

结晶器设计计算修订稿

结晶器设计计算 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-

通过结晶器的热流量 通过结晶器放出热流,可用下列计算 Q=LEVP{C1(Te-Tl)+lf+cs(Ts-To)} ()式中:Q:结晶器钢水放出的热量,kj/min; L:结晶器横截面周长,4.012m; E:出结晶器坯壳厚度,0.012m; V:拉速,2.2m/min; P:钢水密度,×10⒊kj/kg·℃; 由此可得: Q=LEVP{C1(Te-Tl)+lf+cs(Ts-To)} =62218kj/min 结晶器水缝面积计算 结晶器的水缝面积与单位水流量(冷却强度)铸坯尺寸的大小以及冷却水流速有关,结晶器水缝面积可用下式计算: F=QkS×106/(3600V)(mm2)() 式中:Qk:单位水流量m3/n·m,经验值取100-500m3/n·m;取100m3/n·m。 S:结晶器周边长度,4×120×103m; V:冷却水流速,取6-10m/s,实际取8m/s; 即结晶器水缝面积为: F+QkS×106/(3600v)=×103mm3

结晶器的冷却系统 为使结晶器壁有较高的导热系数,在铜壁与冷却水之间不能产生水垢 和沉淀物。由于结晶器的热负荷很高,接触结晶器壁的冷却水有时会达到汽化的温度。为了防止出现水垢,水必须经过软化处理或脱盐处理[9]。 结晶器内冷却水的流量,一般按断面周长长度每毫米每毫米计算。经过净化及软处理的水一般都是循环使用。采用封闭式供水系统。充分利用回水系压有利于节能。 3.5.1 结晶器的倒锥度 钢水在结晶器内凝固是因坯壳收缩形成气隙,通常是将结晶器作成倒锥度,后者定义为: △ =(S 上—S下)/S上×L ()式中:△:结晶器的倒锥度 %/m; S 上,S下:结晶器的上边口,下边口长; L:结晶器长度。 倒锥度取值不能太小,也不能太大。过小则作用不大,过大则增大了拉坯阻力,甚至卡钢而不能出坯[9]。高碳钢的收缩量大,所以须用较大的倒锥度[7]。高速拉坯时,应采用较小的倒锥度。在此设计中,倒锥度可取%/m,为了不致产生太大的拉坯阻力。实际的倒锥度略小于上述值,约为。 3.5.2 结晶器冷却水量的计算 单位时间内通过结晶器冷却水缝(水槽)的水量对结晶器钢水热量传递和坯壳凝固有重要的参数影响。结晶器冷切水量计算方法有:

连铸结晶器液面自动加渣控制系统简介

连铸结晶器液面自动加渣控制系统简介 一、概述 连铸机浇筑时结晶器加保护渣是连铸生产中最重要的工作,保护渣在连铸生产中起着极为重要的作用,如防止二次氧化、润滑及吸附杂质等。连铸工艺要求保护渣在浇铸过程中形成熔融层、烧结层及粉渣层等三层结构,以便更好的发挥作用。少加勤加是添加保护渣的一条重要原则。 二、现场现状 目前连铸机上采用的加渣方式大都还是人工方式,每个工人管理着一流或两流,需时刻观察着结晶口的状态,需要加时就用随便的推上一堆,心情好或领导在时加的还均匀些,领导不在那就看自己的心情了,心情好负责些,心情不好那就随便了。况且连铸机旁的环境比较恶劣,工人的劳动强度很大,要求工人长时间的高质量的完成加渣工作也有难度。因此人工添加保护渣受操作者因素的影响较大,很难保证添加的稳定性,容易产生卷渣和液面波动,从而产生夹杂、振痕加深等缺陷。针对这种情况,我公司最新研发了一套连铸结晶器液面自动加渣控制系统,可以代替工人进行自动加渣而基本无需工人干预。 三、系统简介 我公司新研发的连铸结晶器液面自动加渣控制系统,包括工控机、控制执行单元、现场控制报警单元、加料仓、气动单元、结晶器渣液面温度检测装置、渣料喷头、料位计、专用软件组成。

连铸结晶器液面自动加渣控制系统是一套闭环自动控制系统,它以工控机为核心,通过专用软件来自动控制各个组成部分自动工作,在基本参数设置完成后,由工控机来根据连铸机结晶器内渣液面的实际情况进行参数调整,无需再人工干预调整而能保证结晶器内渣液面的均匀和稳定。 系统的工作过程由工控机实时不停的读取结晶器内渣液面的表面温度,如果渣液面的表面温度超过设定的加料温度,则工控机控制执行单元让加料仓下料,同时打开气动单元,保护渣在下料管内被送料气体经渣料喷头均匀吹送到结晶器内,然后再测结晶器内渣液面的表面温度,如果渣液面的表面温度仍然超过设定的加料温度,则工控机重复上面的加料过程,如果测量到结晶器内渣液面的表面温度低于设定的加料温度则停止加料和关闭气动单元。 在现场设有工人控制箱,可以控制任意一流加料系统的启动和停止。当出现故障时控制箱会发出声光报警,并指示灯提示哪一流出现问题。 系统实现框图如下: 图1系统框图

漏斗型结晶器漏斗形状的设计

漏斗型结晶器漏斗形状的设计 盛义平赵静一 (燕山大学) 摘要分析了SMS漏斗型结晶器在使用中出现局部高温、产生热裂纹、寿命低的原因,提出了结晶器漏斗形状的更为合理的设计要求和设计方法。 关键词漏斗型结晶器漏斗曲面设计 DESIGN OF FUNNEL-CURVED SURFACE OF FUNNEL-SHAPED MOLD SHENG Yiping ZHAO Jingyi (Yanshan University) ABSTRACT The reasons of local overheating,thermal cracking resulting in shorter life of funnel-shaped mold are investigated.The more reasonable requirements and method for designing funnel-shaped mold are suggested. KEY WORDS funnel-shaped mold,funnel-curved surface,design 1 前言 薄板坯连铸具有节约能源、减少基建投资、降低生产成本、提高钢材收得率等许多优点,是国际上竞相开发的重大新技术。 利用高温坯壳的可塑性和凝固收缩性开发的横剖面形状从上到下变化的漏斗型结晶器是薄板坯连铸的关键技术之一。具有代表性的当属SMS漏斗型结晶器和DANIELI透镜型结晶器,见图1。 变横剖面结晶器形状复杂,加工成本高,所以希望结晶器有较长的使用寿命。但是,薄板坯连铸的高拉速加大了结晶器的热负荷,再加上漏斗形状设计得不尽合理,使结晶器的使用寿命还未达到其预期的寿命。DANIELI公司分析了SMS漏斗型结晶器后指出[1],在结晶器的横剖面上,在AB直线与BC直线的交点B处,铸坯凝固壳与结晶器壁间存在着一个约0.6 mm的间隙,DANIELI公司开发的透镜型薄板坯结晶器在横剖面上用一段光滑的曲线BC代替了SMS结晶器在相应位置处的直线,使结晶器的整个横剖面曲线光滑连接,B点处的间隙下降到0.06 mm。Thomas等人亦分析研究了SMS结晶器[2],发现SMS结晶器的最高温度比传统的厚板坯连铸机结晶器的最高温度高60~70 ℃;在结晶器的各个横剖面上,最高温度出现在漏斗区域的外弯处(漏斗的侧边缘),最低温度出现在漏

结晶器液位检测系统的设计与应用

结晶器液位检测系统的设计与应用 摘要:在现代冶金行业中,结晶器液位控制在连铸系统中已经显得越来越重要,它对优质钢种的质量品质、浇铸的安全平稳、操作人员的人力资源的合理优化都有着重要的意义。但由于在结晶器液位控制的过程中存在许多不确定扰动因素,其扰动可能随时不断变化,并且绝大多数的扰动因素都是非线性的,因此无法建立准确的模型,很难使用常规的控制方法,本文介绍的是马钢新区连铸机的结晶器液位自动控制系统。 关键词:结晶器液位检测自动控制系统结晶器液位控制 一、结晶器液位控制系统 在连铸的生产过程中,通常使用塞棒来控制进结晶器的液位,但是塞棒经过钢水的腐蚀和冲刷,头部逐渐变形,因此塞棒位置与钢水流量的特性也在这个过程中产生不断的变化,这种变化通常是非线性的,因此无法用常规PID控制的方法来进行有效调节。针对以上情况,SMS-DEMAG公司运用现代智能控制技术模糊控制和运动控制的思想,通过控制软件控制塞棒开度达到控制液位的目的。 图1塞棒位置与钢水流量的特性关系 通过结晶器液位控制系统,在自动开浇和在浇铸时可以保持铸机结晶器内的钢水液面在一个预定的恒定液位值。如果反馈值与设定液面值有偏差,通过调节中包塞棒位置来改变从中包进入结晶器的钢水流量来补偿这个偏差使液位保持平稳。 结晶器液位控制系统包括: -Measurement(levelgauge)测量单元(VUHZ液位计)

-Controlsystem控制系统 -Stopperrodactuatingsystem塞棒执行系统 图2VUHZ液位控制系统示意图 1.1VUHZ液位计 VUHZ检测单元实际上是电磁式的传感器,它通过测量钢水通过磁场时产生的电流来确定钢液面的高度,测量范围为0~300mm。该测量系统集成于结晶器的设计中。安装于结晶器内弧侧的顶部。用于结晶器液位控制系统冷却系统采用直接用铸机的一次冷却水闭环冷却,安装简便快捷。 工作原理:VUHZ系统用于检测实际的结晶器液面,由电磁线圈在通电后产生一个静态的电磁场,电磁场分布取决于传感器的安装位置,当不同液面高度的钢水进入磁场时,会在传感器的二次线圈中感应出不同大小的电压,感应电压由经过放大器进行放大,通过计算单元的处理器进行处理。计算单元系将原来的电压信号转变成4-20mA的模拟量信号,结晶器液位控制采用闭环控制,系统的逻辑控制功能在运动控制器(motioncontroller)内完成。 图3传感器内部基本结构原理 该传感器由励磁线圈S和检测线圈L和检测线圈R组成。励磁采用峰值15V频率800HZ的信号。励磁产生的电磁信号可以穿透非金属的保护渣层,但不能穿透铜板,因此在传感器的其使用

结晶罐设计

1 绪论 氨基酸的制造是从1820年水解蛋白质开始的。味精俗名又叫味素,英文为Mono Sodium Glutamte 简称MSG。其化学名称是a_氨基戊二酸.1950年在实验室用化学方法合成氨基酸.以前1866年德国人Ritthansen利用硫酸水解小麦面筋.最先分离出谷氨酸.1872年Dittener推断出氨基酸的结构。1908年日本人因菊君与铃木合作从海带中提取谷氨酸成功,并开始制造味之素产品.1910年日本味之素公司用水解发生生产谷氨酸.1936年美国人从甜菜中提取谷氨酸,直到1956年和协发酵公司开始以淀粉糖蜜为原料采用发酵法生产谷氨酸成功.1957年发酵法味精投入工业化生产.1966年采用醋酸发酵法生产谷氨酸.60年代后期各国味精工业兴起,均用发酵法生产味精. 我国味精生产开始于1923年,由吴蕴初先生创办了上海天厨味精厂.该厂首先采用盐酸水解面筋生产味精.同年沈阳味精厂开始用豆粕水解生产味精.从1958年开始我国的味精生产进入转换期.开始研究发酵法制GLU的工艺.1964年上海天厨味精厂以黄色短杆菌617为生产菌株,采用发酵法生产GLU中型实验,获得成功,接着投入工业化生产.杭州味精厂与中科院微生物研究所等单位协作进行北京短棒杆菌As,2PP发酵法生产谷氨酸发酵实验1965年获得成功并投入工业生产. 由发酵法生产味精并获得成功.原料由原来的植物性蛋白改变为淀粉质原料.我国淀粉资源丰富,为我国味精工业的发展开拓奠定了广阔的前景,并使得我国的味精工业迅速发展起来,产量占世界总产量的35.1%,我国成为世界上产味精最多的国家之一. 当前我国味精行业提高经济效益的发展对策是:合理利用原料,采用高产酸新品种,采用新工艺,新技术,新设备,提高生产水平,防止噬菌体传染防止染杂菌,节能降耗,逐步实现自动化控制提高劳动生产率,全面降低成本,参与国际竞争,同时搞好废水处理,提高环境与社会效益. 味精分子式与L型,分子量187.13比重1.65无色晶体,有特殊鲜味,味精作为调味品除了能增加食物的美味外,它在人体中具有特别的生理作用,活跃蛋白质代谢,维持细胞机能降低血液中的氨,防止氨中毒等作用 国内味精规格有数种.以谷氨酸钠的含量分类有99%,95%,90%,80%四种.其中三种分别加如了景致的食盐以外观形状可分为结晶味精与粉状味精

真空制盐蒸发结晶器的设计与实践

真空制盐蒸发结晶器的设计与实践 摘要:真空蒸发制盐外热式强制逆循环轴向出料蒸发结晶器,经多个厂家生产应用实践证明是成功的,具有生命力的。这种新型结构,作为一项新技术新设备应加强研究,总结提高,推广应用,不断完善。文章从流体力学、结晶机理角度要求,到具体工程设计参数和 材质选用。论述了该罐的特点。 关健词:真空制盆;蒸发结晶器;结晶机理;罐型结构;设计参数;材质选用 1 前言 蒸发和结晶是重要的化工单元操作过程,在真空制盐行业中处于关键地位并起主导作用。目前我们所采用的蒸发结晶器是在原始蒸发装置的基础上发展起来的,它不再是仅仅为了强化传热及蒸发能力而获得产品,同时更主要的是以提高结晶产品的质量和粒度为目的。所以说传热及蒸发是为结晶产出合格的产品创造传热、传质的条件和环境。在传热蒸发过程中,严格控制料液的过饱和度以及晶核的形成和成长环境,产出合格的结晶产品,这是蒸发与结晶相结合的原理方面向前迈进了一大步。 2 蒸发结晶器的沿革 盐的生产主要是通过对卤水进行加热,使其蒸发浓缩结晶析出固体NaCl的过程。随着社会发展和科学技术进步,盐作为人们食用所占比例越来越小,而是大量作为基础化学工业和其它工业部门的原料。盐的品种由古老的雪花盐、筒盐、锅巴盐,发展到今天的各种特殊要求用途的特种盐。制盐设备也由古老的作坊式手工操作的园锅、镶锅、小方锅、小平锅、大平锅,至近代制盐工业用的内热式强制循环(标准式)蒸发结晶器和现代外热式强制正循环(又分为切向进料和轴向进料两种)蒸发结晶器及外热式强制逆循环(分为径向出

料和轴向出料两种)蒸发结晶器。这也是目前国内制盐企业应用最多的蒸发结晶器(如图1所示)。若为了获得粒径更大的结晶盐可在上述蒸发结晶器上增设奥斯陆(OsLo)育晶器。D·T·B型育晶器或倒园锥型育晶器,这样可获得粒径在Imm至数毫米的结晶盐产品。 a.外热式强制正循环切向进料蒸发结晶器; b.外热式强制正循环轴向进料蒸发结晶器; c.外热式强制逆循环径向出料蒸发结晶器; d..外热式强制逆循环轴向出料蒸发结晶器。 3 NaCl结晶机理简介 3.1 NaCl结晶的环境和条件,NaCl结晶要从盐卤料液中结晶析出,料液必须从外部不断地获得热能,使料液中的水分不断蒸发浓缩,使其达到饱和和过饱和(如图2所示)。 3.1.1 当卤水未达到饱和时NaCl不会产生结晶,当放入NaCI晶体时则会溶解。如图2 AB线下方的不饱和区域(稳定区)。 3.1.2 当卤水继续蒸发NaCl达到饱和,如图2中的AB线即平衡

连铸机结晶器振动装置设计

摘要 结晶器是连铸机的心脏部件。它的主要作用就是对结晶器中的钢水提供快速而且均匀的冷却环境,促使坯壳的快速均匀生长,以形成质量良好的坯壳,保证连铸过程正常而稳定的进行。在浇注钢水时,若结晶器静止不动,坯壳容易与结晶器内壁产生粘结,这就增大了拉坯时的阻力,导致出现坯壳“拉不动”或者钢水被拉漏事故发生,很难进行浇注。而当结晶器以一定的规律振动时,这就能使其内壁获得比较良好的润滑条件,从而减少了摩擦阻力又能防止钢水和结晶器内壁的粘结,同时还可以改善铸坯的表面质量,因此结晶器振动装置具有重要的作用。 本文通过对连铸发展历史,以及结晶器振动技术的发展和结晶器振动方式的改进进行了阐述,提出了电液伺服装置驱动,并对其振动规律及工作原理做出了分析。然后绘制了机械简图,并对其工艺参数和运动参数进行了分析计算,最终完成了本次设计。 本文主要的设计内容包括: 1.结晶器振动正弦参数的确定 通过负滑脱量、频率和周期、结晶器运动的速度和加速度以及负滑脱时间的计算,来确定铸坯的工艺参数。 2.结晶器振动装置机械计算 设计校核了双摇杆机构的主要部分,并根据经验推出机架结构。 3.结晶器振动装置伺服系统的设计计算 由系统所需动力选择恰当的液压缸及液压泵。并对系统的辅助原件进行了计算和选择,同时提出了同步回路电液伺服系统。 4.结晶器振动装置的三维设计 关键词:连铸;结晶器;振动装置;振动规律;电液伺服装置

Abstract The mould is the heart part of continuous casting machine. Its main role is to mould the steel in providing rapid and uniform cooling environment, promote the rapid and uniform shell growth, to form a good quality of billet shell, guarantee the normal and stable for continuous casting process. In pouring molten steel in crystallizer, motionless, shell and the mold wall to produce a cohesive, which increases the casting the resistance, led to the emergence of billet shell" sticks" or molten steel is breakout occurs, it is difficult to cast. When the mould in regular vibration, which can make the inner wall is obtained in comparison with good lubrication condition, thereby reducing the friction resistance and can prevent the molten steel and the inner wall of the crystallizer is bonded, but also can improve the surface quality of billet crystallizer vibration device, therefore has an important role. Based on the history and development of continuous casting crystallizer vibration technique, development and improvement of crystallizer vibration mode undertook elaborating, put forward to the electro-hydraulic servo device driver, and the vibration regularity and working principle are analyzed. Then draw the mechanical model, and the process parameters and motion parameters are analyzed and calculated, the final completion of the design. The main design content includes: 1.crystallizer vibration sinusoidal parameters Through the negative slip quantity, frequency and cycle, mold movement velocity and acceleration and negative strip time calculation, to determine the process parameters of casting billet. 2.The device of vibration of crystallizer mechanical calculation Design of the double rocker mechanism the main part, and according to the experience introduction of frame structure. 3.The device of vibration of crystallizer of servo system design By the system the power required by the proper selection of hydraulic cylinder and hydraulic pump. And the system of auxiliary components were calculated and selected, simultaneously proposed synchronous electro-hydraulic servo system. 4.dimensional design of crystallizer vibration device

结晶器液面自控

一.网络 1.以太网 液面自控PLC主要和铸流PLC及二级进行数据通讯。分别通讯块如下: ①液面自控与铸流PLC之间的数据传输在DB128数据。通过看看门狗的变化了解 通讯是否正常。 ②液面自控与二级之间的数据通讯主要是液面自控发送信号给二级。DB126为1# 中包车数据。DB226为2#中包车数据。 2.PROFIBUS网络 通讯主要注意的是通过硬件在线方式监控远程站是否连接正常。 二.控制功能 1.液面自控PLC的主要控制功能。 ①液面自控PLC通过通讯方式读取液面自控仪表的相应数据,主要实际液面。 ②操作共通过OS1悬挂操作箱上面选择开关设定一个实际的液位。 ③CPU运算设定的液位和实际的液位的偏差调整塞棒的高度来控制中包车流入结 晶器的钢水量的大小最终保持设定液位和实际液位一致。例如当设定液位高于 实际液位则塞棒上升。 ④PLC输出一个4-20MA的信号控制一个比例阀的开度。当4MA则比例阀是反向 100开度。20MA是正向100开度。当阀开度是正向100的时候塞棒会以最大速 度升到最高位置。当阀开度是负向100的时候塞棒会最大速度降到最低位置。 ⑤塞棒的液压缸安装有一个位置传感器传输4-20MA的信号给PLC告诉PLC塞棒 的实际位置。 ⑥CPU通过检测第3步运算出塞棒的设定位置和实际位置进行比较来调整比例阀 的开度。例如当设定塞棒位置高于实际塞棒位置则比例阀开度增加。 2.相关模式功能 当中包车液面达到一定重量操作工按点动盒自动按钮这时模式开始自动。开始3模式,当达到开始拉矫机液面时成4,过3秒后回到3模式,然后当达到设定液面时,几秒后回到2模式。 0 LEVEL 1 MANU 2 AUTO

连铸结晶器液面自动加渣控制系统简介

连铸结晶器液面自动加渣控制系统简介

连铸结晶器液面自动加渣控制系统简介 一、概述 连铸机浇筑时结晶器加保护渣是连铸生产中最重要的工作,保护渣在连铸生产中起着极为重要的作用,如防止二次氧化、润滑及吸附杂质等。连铸工艺要求保护渣在浇铸过程中形成熔融层、烧结层及粉渣层等三层结构,以便更好的发挥作用。少加勤加是添加保护渣的一条重要原则。 二、现场现状 目前连铸机上采用的加渣方式大都还是人工方式,每个工人管理着一流或两流,需时刻观察着结晶口的状态,需要加时就用随便的推上一堆,心情好或领导在时加的还均匀些,领导不在那就看自己的心情了,心情好负责些,心情不好那就随便了。况且连铸机旁的环境比较恶劣,工人的劳动强度很大,要求工人长时间的高质量的完成加渣工作也有难度。因此人工添加保护渣受操作者因素的影响较大,很难保证添加的稳定性,容易产生卷渣和液面波动,从而产生夹杂、振痕加深等缺陷。针对这种情况,我公司最新研发了一套连铸结晶器液面自动加渣控制系统,可以代替工人进行自动加渣而基本无需工人干预。 三、系统简介 我公司新研发的连铸结晶器液面自动加渣控制系统,包括工控机、控制执行单元、现场控制报警单元、加料仓、气动单元、结晶器渣液面温度检测装置、渣料喷头、料位计、专用软件组成。

连铸结晶器液面自动加渣控制系统是一套闭环自动控制系统,它以工控机为核心,通过专用软件来自动控制各个组成部分自动工作,在基本参数设置完成后,由工控机来根据连铸机结晶器内渣液面的实际情况进行参数调整,无需再人工干预调整而能保证结晶器内渣液面的均匀和稳定。 系统的工作过程由工控机实时不停的读取结晶器内渣液面的表面温度,如果渣液面的表面温度超过设定的加料温度,则工控机控制执行单元让加料仓下料,同时打开气动单元,保护渣在下料管内被送料气体经渣料喷头均匀吹送到结晶器内,然后再测结晶器内渣液面的表面温度,如果渣液面的表面温度仍然超过设定的加料温度,则工控机重复上面的加料过程,如果测量到结晶器内渣液面的表面温度低于设定的加料温度则停止加料和关闭气动单元。 在现场设有工人控制箱,可以控制任意一流加料系统的启动和停止。当出现故障时控制箱会发出声光报警,并指示灯提示哪一流出现问题。 系统实现框图如下: 图1系统框图 加 料 下料控制单 渣料 工控 干燥 渣层 料显示 报

结晶器振动装置设计毕业设计说明书

毕业设计说明书结晶器振动装置设计

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名:日期:

学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:日期:年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名:日期:年月日 导师签名:日期:年月日

外文翻译--结晶器液位控制系统设计与实现

结晶器液位控制系统设计与实现 Abstract : A simple effective intelligent mould level control method is presented. It consistes of a nonlinear controller , for sliding valve and its hydraulic actuator based on model reduction and inner model control , a feed forward tundish weight controller and a mould level predictive fuzzy controller. Its accuracy and reliability for practical use in continuous casting process are demonstrated by satisfactory experimental and on- line control performances . Key wor ds : mould level ; intelligent control ; cascade control ; fuzzy predictive control Document code : A 摘要:提出了一种简单有效的结晶器液位智能控制控制方法,它包括一个基于模型降阶和内模控制的非线性滑动水口及其液压机构控制器、一个中间包重量前馈控制器和一个结晶器液位模糊预测控制器. 实验和现场使用表明,该方法能够准确可靠地应用于连铸过程控制之中. 关键词: 结晶器液位; 智能控制; 串级控制; 模糊预测控制 1 引言 结晶器液位控制是连铸过程控制的重要环节之一。它是通过液压伺服系统控制钢液从中间包流向结晶器的流量。结晶器中液位的波动不仅会影响铸坯质量,而且还可能导致浇铸过程中溢钢或漏钢事故。由于连铸过程对钢水质量要求高,连铸过程控制存在许多问题,如:1)存在着可测的扰动和未建模动态;2)具有时变性和非线性特性;3)过程本身和执行机构常有较大的滞后;4)用于过程测量的传感器也常常受到高频噪声的影响。由于这些原因,传统的建模和控制方法难以实现令

三效连续蒸发结晶器设计

三效连续蒸发结晶器(技术方案)

总目录 一、工艺说明: 二、工作过程中料液的流动: 三、工作过程中蒸汽的流动: 四、工作过程中冷凝水的流动:伍、设备材质选择: 六、浓缩介质: 七、整套系统流程方框图: 八、设备主要工作技术参数: 九、配套设备主要技术特点:

一、工艺说明: (1)生蒸汽进入Ⅰ效加热器作为热源,对Ⅰ效内的物料进行加热;Ⅰ效分离室内的物料经过蒸发产生二次蒸汽,进入Ⅱ效加热器作为热源对Ⅱ效内的物料进行加热;Ⅱ效分离室内的物料经过蒸发产生二次蒸汽,进入Ⅲ效加热器作为热源对Ⅲ效内的物料进行加热。 (2)本装置相关的技术特点是:将具有强化传热、防垢性能优良的沸腾蒸发。针对本装置而言,由于采用的是外循环传热蒸发方式,物料在管束中的流向本身就是自下而上的,就可以达到强制循环的目的,这样的能耗很低,也降低了蒸发器的运行成本。本装置的原理可以广泛用于盐卤、芒硝、烧碱、亚硫酸钠、硫酸锰、氯化纳、氯化钙、氧化铝、硫酸铵、氯化铵等溶液的沸腾蒸发结晶工艺。 (3)本工艺采用了国内外最先进的蒸发工艺技术,具有蒸发速度快,物料受热时间短,物料不易结焦与结污垢,设备便于清洗。物料可直接在蒸发器内热结晶,能耗低,操作方便,维修频率低,占地面积小等优点。 带液位自动控制装置蒸发器的工艺流程简述: 开启真空泵抽真空、打开冷却水进口阀门,整套蒸发器在-0.090Mpa真空状态下开始工作,开启原料液进料泵,使物料经预热通过液位控制阀进入第Ⅰ效分离室,笫Ⅰ效分离室内物料液位在进料泵的作用下升高; 笫Ⅰ效分离室内物料液位升高的同时,笫Ⅱ效分离室内物料在负压差作用下通过液位控制阀被吸入第Ⅱ效分离室,第Ⅱ效分离室内物料液位升高; 同理第Ⅲ效分离室内物料液位升高。 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ效分离室内物料在液位控制阀的作用下,各效分离室、结晶器内的物料液位被设定在适当的参数范围内,并达到设计液位。此时,开启生蒸汽阀门,使生蒸汽进入蒸发器进行物料蒸发,生蒸汽和多次产生的二次蒸汽与物料进行热效交换后,物料中的水份不断被汽化成水蒸汽蒸发,而生蒸汽或二次蒸汽在进行换热后凝结成冷凝水。当笫Ⅲ效分离室内物料达到用户所需的浓度时,开启出料泵进行出料。各效因出料而产生液位降低,这时物料在负压作用下和相连通的物料管自行补充各效分离室、各效物料的补充速度由液位控制阀控制,从而达到自动控制蒸发器各效液位的目的。本实用新型专利设计简单,使用方便,成本低,效果好。

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