结晶原理
溶质从溶液中析出的过程，可分为晶核生成（成核）和晶体生长两个阶段，两个阶段的推动力都是溶液的过饱和度（
结晶
溶液中溶质的浓度超过其饱和溶解度之值）。晶核的生成有三种形式：即初级均相成核、初级非均相成核及二次成核。在高过饱和度下，溶液自发地生成晶核的过程，称为初级均相成核；溶液在外来物（如大气中的微尘）的诱导下生成晶核的过程，称为初级非均相成核；而在含有溶质晶体的溶液中的成核过程，称为二次成核。二次成核也属于非均相成核过程，它是在晶体之间或晶体与其他固体（器壁、搅拌器等）碰撞时所产生的微小晶粒的诱导下发生的。对结晶操作的要求是制取纯净而又有一定粒度分布的晶体。晶体产品的粒度及其分布，主要取决于晶核生成速率(单位时间内单位体积溶液中产生的晶核数)、晶体生长速率（单位时间内晶体某线性尺寸的增加量）及晶体在结晶器中的平均停留时间。溶液的过饱和度，与晶核生成速率和晶体生长速率都有关系，因而对结晶产品的粒度及其分布有重要影响。在低过饱和度的溶液中，晶体生长速率与晶核生成速率之比值较大（见图），因而所得晶体较大，晶形也较完整，但结晶速率很慢。在工业结晶器内，过饱和度通常控制在介稳区内，此时结晶器具有较高的生产能力，又可得到一定大小的晶体产品。晶
导流筒结晶设备
体在一定条件下所形成的特定晶形，称为晶习。向溶液添加或自溶液中除去某种物质(称为晶习改变剂)可以改变晶习，使所得晶体具有另一种形状。这对工业结晶有一定的意义。晶习改变剂通常是一些表面活性物质以及金属或非金属离子。晶体在溶液中形成的过程称为结晶。结晶的方法一般有2种：一种是蒸发溶剂法，它适用于温度对溶解度影响不大的物质。沿海地区“晒盐”就是利用的这种方法。另一种是冷却热饱和溶液法[2]。此法适用于温
度升高，溶解度也增加的物质。如北方地区的盐湖，夏天温度高，湖面上无晶体出现；每到冬季，气温降低，石碱(Na2CO3·10H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等物质就从盐湖里析出来。在实验室里为获得较大的完整晶体，常使用缓慢降低温度，减慢结晶速率的方法。人们不能同时看到物质在溶液中溶解和结晶的宏观现象，但是溶液中实际上同时存在着组成物质的微粒在溶液中溶解与结晶的两种可逆的运动。通过改变温度或减少溶剂的办法，可以使某一温度下溶质微粒的结晶速率大于溶解的速率，这样溶质便会从溶液中结晶析出。
结晶知识
在结晶
结晶学
和重结晶纯化化学试剂的操作中，溶剂的选择是关系到纯化质量和回收率的关键问题。选择适宜的溶剂时应注意以下几个问题：
1.
选择的溶剂应不与欲纯化的化学试剂发生化学反应。例如脂肪族卤代烃类化合物不宜用作碱性化合物结晶和重结晶的溶剂；醇类化合物不宜用作酯类化合物结晶和重结晶的溶剂，也不宜用作氨基酸盐酸盐结晶和重结晶的溶剂。
2.
选择的溶剂对欲纯化的化学试剂在热时应具有较大的溶解能力，而在较低温度时对欲纯化的化学试剂的溶解能力大大减小。
3.
选择的溶剂
结晶机制
对欲纯化的化学试剂中可能存在的杂质或是溶解度甚大，以便能使杂质在欲纯化的化学试剂结晶和重结晶时留在母液中，在结晶和重结晶时不随晶体一同析出；或是溶解度甚小，以便能使杂质在欲纯化的化学试剂加热溶解时，很少在热溶剂溶解，在热过滤时被除去。
4.
选择的溶剂沸点不宜过于高，以免该溶剂在结晶和重结晶时附着在晶体表面不容易除尽。用于结晶和重结晶的常用溶剂有：水、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿、冰醋酸、二氧六环、四氯化碳、苯、石油醚等。此外，甲苯、硝基甲烷、乙醚、二甲基甲酰胺、二甲亚砜等也常使用。二甲基甲酰胺和二甲亚砜的溶解能力大，当找不到其它适用的溶剂时，可以试用。但往往不易从溶剂中析出结晶，且沸点较高，晶体上吸附的溶剂不易除去，是其缺点。乙醚虽是常用的溶剂，但是若有其它适用的溶剂时，最好不用乙醚，因为一方面由于乙醚易燃、易爆，使用时危险性特别大，应特别小心；另一方面由于乙醚易沿壁爬行挥发而使欲纯化的化学试剂在瓶壁上析出，以致影响结晶的纯度。在选择溶剂时必须了解欲纯化的化学试剂的结构，因为溶质往往易溶于与其结构相近的溶剂中―“相似相溶”原理。极性物质易溶于极性溶剂，而难溶于非极性溶剂中；相反，非极性物质易溶于非极性溶剂，而难溶于极性溶剂中。这个溶解度的规律对实验工作有一定的指导作用。如：欲纯化的化学试剂是个非极性化合物，实验中已知其在异丙醇中的溶解度太小，异丙醇不宜作其结晶和重结晶的溶剂，这时一般不必再实验极性更强的溶剂，如甲醇、水等，应实验极性较小的溶剂，如丙酮、二氧六环、苯、石油醚等。适用溶剂的最终选择，只能用试验的方法来决定。关于晶体的析出过滤得到的滤液冷却后，晶体就会析出。用冷水或冰水迅速冷却并剧烈搅动溶液时，可得到颗粒很小的晶体，将热溶液在常温条件下静置使之缓缓冷却，则可得到均匀而较大的晶体。如果溶液冷却后晶体仍不析出，可用玻璃抹摩控液面下的容器壁，也可加入晶种，或进一步降低溶液温度(用冰水或其它冷冻溶液冷却)。如果溶液冷却后不析出晶体而得到油状物时，可重新加热，至形成澄清的热溶液后，任其自行冷却，并不断用玻璃棒搅拌溶液，摩擦器壁或投人晶种，以加速晶体的析出。若仍有油状物开始析出，应立即剧烈搅拌使油滴分散。
结晶方法
结晶方法一般为两种，一种是蒸发结晶，一种是降温结晶
蒸发结晶
原理蒸发结晶：蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出，叫蒸发结晶。例如：当NaCl和KNO3的混合物中NaCl多而KNO3少时，即可采用此法，先分离出NaCl，再分离出KNO3。可以观察溶解度曲线，溶解度随温度升高而升高得很明显时，这个溶质叫陡升型，反之叫缓升型。当陡升型溶液中混有缓升型时，若要分离出陡升型，可以用降温结晶的方法分离，若要分离出缓升型的溶质，可以用蒸发结晶的方法，也就是说，蒸发结晶适合溶解度随温度变化不大的物质，如：氯化钠。如硝酸钾就属于陡升型，氯化钠属于缓升型，所以可以用蒸发结晶来分离出氯化钠，也可以用降温结晶分离出硝酸钾。实验过程在蒸发皿中进行，蒸发皿放于铁架台的铁圈上，倒入液体不超过蒸发皿容积的2/3，蒸发过程中不断用玻璃棒搅拌液体，防止受热不均，液体飞溅。看到有大量固体析出，或者仅余少量液体时,停止加热，利用余热将液体蒸干过滤与蒸发相伴随的往往有过滤。这里介绍几种常见的过滤方法： 1 常压过滤，所用仪器有：玻璃漏斗、小烧杯、玻璃棒、铁架台等。要注意的问题有：在叠滤纸的时候要尽量让其与玻璃漏斗内壁贴近，这样会形成连续水珠而使过滤速度加快。这在一般的过滤中与速度慢的区别还不太明显，当要求用热过滤时就有很大的区别了。比如说在制备KNO3时，如果你的速度太慢，会使其在漏斗中就因冷却而使部分KNO3析出堵住漏斗口，这样实验效果就会不太理想。 2 减压过滤，所用仪器有：布氏漏斗、抽滤瓶、滤纸、洗瓶、玻璃棒、循环真空泵等。要注意的问题有：选择滤纸的时候要适中，当抽滤瓶与循环真空泵连接好后用洗瓶将滤纸周边润湿，后将要过滤的产品转移至其中（若有溶液部分要用玻璃棒
引流）。降温结晶
降温结晶（蒸发浓缩冷却结晶）
简介先加热溶液，蒸发溶剂成饱和溶液，此时降低热饱和溶液的温度，溶解度随温度变化较大的溶质就会呈晶体析出，叫降温结晶。例如：当NaCl和KNO3的混合物中KNO3多而NaCl少时，即可采用此法，先分离出KNO3，再分离出NaCl。降温结晶后，溶质的质量变小溶剂的质量不变溶液的质量变小溶质质量分数变小溶液的状态是饱和状态与结晶相伴随的往往有过滤。这里介绍几种常见的过滤方法：1 常压过滤，所用仪器有：玻璃漏斗、小烧杯、玻璃棒、铁架台等。要注意的问题有：在叠滤纸的时候要尽量让其与玻璃漏斗内壁贴近，这样会形成连续水珠而使过滤速度加快。这在一般的过滤中与速度慢的区别还不太明显，当要求用热过滤时就有很大的区别了。比如说在制备KNO3时，如果你的速度太慢，会使其在漏斗中就因冷却而使部分KNO3析出堵住漏斗口，这样实验效果就会不太理想。2 减压过滤，所用仪器有:布氏漏斗、抽滤瓶、滤纸、洗瓶、玻璃棒、循环真空泵等。要注意的问题有：选择滤纸的时候要适中，当抽滤瓶与循环真空泵连接好后用洗瓶将滤纸周边润湿，后将要过滤的产品转移至其中（若有溶液部分要用玻璃棒引流）。原理1．降温结晶的原理是温度降低，物质的溶解度减小，溶液达到饱和了，多余的即不能溶解的溶质就会析出。蒸发结晶的原理是恒温情况下或蒸发前后的温度不变，溶解度不变，水分减少，溶液达到饱和了即多余的溶质就会析出。例如盐碱湖夏天晒盐，冬天捞碱，就是这个道理。2．如果两种可溶物质混合后的分离或提纯，谁多容易达到饱和，就用谁的结晶方法，如氯化钠中含有少量的碳酸钠杂质，就要用到氯化钠的结晶方法即蒸发结晶，反之则用降温结晶。3．当然有关了。溶解度曲线呈明显上升趋势的物质，其溶解度随温度变化较大，一般用降温结晶，溶解度曲线略平的物质，其溶解随温度变化不大，一般用蒸发结晶。4．补充说明：“谁容易达到饱和”就是说两种可溶物质中的哪一种物质的含量较大，那么它就先达到饱和。这时它就容易析出，我们就采用它的结晶方法。
5.氢氧化钙和气体除外，因为其溶解度曲线为随温度升高而降低，所以采用冷却热饱和溶液时，应降温，其余方法相同。
结晶过程
结晶的确是一门学问，国内在结晶方面专家首推天津大学化工学院的王静康院士。关于这方面的理论书籍不
青海茶卡盐湖卤水结晶成石盐
[3]
少，但是真正具体到每一类物质或每个物质，他们又不完全相同。共性的东西可能是理论上的，具体到每一类化合物的结晶过程的讨论可能对大家最有帮助。溶剂的选择（单一或复合）、结晶温度，搅拌速度，搅拌方式，过饱和度的选择，养晶的时间，溶媒滴加的方式和速率等
等，另外，在溶解、析晶、养晶这些过程中，上述温度、搅拌速度、时间多少、加入方式和速度还不完全一样。所以诸多因素叠加在一起，更是觉得难度大。一般说来，先应该选择主要的条件，使结晶过程能够进行下去，得到晶体，然后再优化上述条件。条件成熟后，才能进行中试和生产。如果是进行理论研究可能着重点就不一样了。如果是搞应用研究，那么溶剂相对来说不难选择，关键点
茶卡盐湖石盐结晶
在于使用这种溶剂能否找到过饱和点，过饱和点区间是不是好控制。如果过饱和点不好选，或过饱和度不够，很难析晶，更别提养晶了。这时可能要考虑复合溶媒，调整过饱和区间。所以我认为结晶过程最主要的是析晶过程，这时候各个条件的控制最为重要。控制好析晶过程，结晶过程大概完成60%。养晶过程相对来说好控制一些，主要是按照优化参数，控制好条件，一般问题不大，放大过程中也基本不会出问题。如果搞基础研究，物性还不是很清楚，结晶过程的研究可能花费的时间，精力较大。但一旦把整个过程搞明白，还是很有价值的。
结晶性能
从液态（溶液或熔融物）或气态原料中析出晶体物质，是一种属于热、质传递过程的单元操作。从熔融体析出晶体的过程用于单晶制备，从气体析出晶体的过程用于真空镀膜，而化工生产中常遇到的是从溶液中析出晶体。根据液固平衡的特点，结晶操作不仅能够从溶液中取得固体溶质，而且能够实现溶质与杂质的分离，借以提高产品的纯度。早在5000多年前，人们已开始利用太阳能蒸浓海水制取食盐。现在结晶已发展成为从不纯的溶液里制取纯净固体产品的经济而有效的操作。许多化工产品（如染料、涂料、医药品及各种盐类等）都可用结晶法制取，得到的晶体产品不仅有一定纯度，而且外形美观，便于包装、运输、贮存和应用。
结晶原理和起晶方法 结晶原理的说明 从固体物质的不饱和溶液里析出晶体，一般要经过下列步骤：不饱和溶液一 饱 和溶液一过饱和溶液一晶核的发生一晶体生长等过程。 制取饱和溶液是溶质结晶的关键，下面应用溶解度曲线加以说明。图中曲线 S 表 示某物质的溶解度曲线。P 表示未达饱和时的溶液，使这种溶液变成过饱和 溶液，从而析出晶体的方法有两种： (1)恒温蒸发，使溶剂的量减少，P 点所表示的溶液变为饱和溶液，即变成 S 曲 线上的A 点所表示的溶液。在此时，如果停止蒸发，温度也不变，则 A 点的溶 液处于溶解平衡状态，溶质不会由溶液里析出。若继续蒸发，则随着溶剂量的继 续减少，原来用A 点表示的溶液必需改用 A 点表示，这时的溶液是过饱和溶液， 溶质可以自然地由溶液里析出晶体。 圈总吉晶用理的说明 (2)若溶剂的量保持不变，使溶液的温度降低，假如 P 点所表示的不饱和溶 液的 温度由tJC 降低到t 2°C 时，则原P 点所表示的溶液变成了用 S 曲线上的B 点 所表示的饱和溶液。在此时，如果停止降温，则 B 点的溶液处于溶解平衡状态， 溶质不会由溶液里析出。若使继续降温，由t 2C 降到了 t 3C 时，则原来用B 点表 示的溶液必需改用B'点表示，这时的溶液是过饱和溶液，溶质可自然地由溶液 里析出晶体。
1. 结晶原理（过饱和溶液） 2. 结晶原理（晶核形成与晶体的长大） 障碍的程度因溶液的性质和操作条件不一样，这就是存在过饱和溶液的原因。当溶液的过饱和度超过饱和曲线时，也就是溶液中不稳定的高能质点很多，多到足以不受稳定的低能质点影响，而很快互相碰撞，放出能量，吸引、聚集、排列成结晶，因此不稳定区浓度的溶液能自然起晶。 起晶时一般认为由于质点的碰撞，放出能量，吸引、聚集、排列成结晶，因此不稳定区浓度的溶液能自然起晶。起晶时一般认为由于质点的碰撞，首先由几个质点结合成晶线，再扩大与晶面，最后结合成微小的晶格，称为晶核（晶芽），其他质点继续排列在晶核上，使晶核长大成晶体。 3. 境界膜 处于晶核附近的不稳定高能质点，受到晶体质点的引力，放出能量，排列到晶核上以后，晶体周围的溶液就是一些溶质质点比较稳定的溶液，这些溶液好象一层膜一样包围着晶核，通常称这层膜为境界膜。 4. 伪晶 表面结晶速度小于扩散速度时，不稳定的溶质质点来不及很好地排列，只受到继续通过境界膜的不稳定质点的影响，故可能形成新的晶核，或不规则地附在晶核上生成伪晶。
安全管理编号：YTO-FS-PD273 各种结晶过程分析通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
各种结晶过程分析通用版 使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 一、冷却结晶 冷却结晶法基本上不去除溶剂，溶液的过饱和度系借助冷却获得，故适用于溶解度随温度降低而显著下降的物系，如KNOs、NaNOs、MgSO‘等。 冷却的方法可分为自然冷却、间壁冷却或直接接触冷却3种。自然冷却是使溶液在大气中冷却而结晶，其设备构造及操作均较简单，但由于冷却缓慢，生产能力低，不易控制产品质量，在较大规模的生产中已不被采用。间壁冷却是广泛应用的工业结晶方法，与其他结晶方法相比所消耗的能量较少，但由于冷却传热面上常有晶体析出(晶垢)，使传热系数下降，冷却传热速率较低，甚至影响生产的正常进行，故一般多用在产量较小的场合，或生产规模虽较大但用其他结晶方法不经济的场合。直接接触冷却法是以空气或与溶液不互溶的碳氢化合物或专用的液态物质为冷却剂与溶液直接接触而冷却，冷却剂在冷却过程中则被汽化的方法。直接接触冷却法有效地克服了间壁冷却的缺点，传热效率高，没有晶垢问题，但设备体积较大。
结晶原理 溶质从溶液中析出的过程，可分为晶核生成（成核）和晶体生长两个阶段，两个阶段的推动力都是溶液的过饱和度（ 结晶 溶液中溶质的浓度超过其饱和溶解度之值）。晶核的生成有三种形式：即初级均相成核、初级非均相成核及二次成核。在高过饱和度下，溶液自发地生成晶核的过程，称为初级均相成核；溶液在外来物（如大气中的微尘）的诱导下生成晶核的过程，称为初级非均相成核；而在含有溶质晶体的溶液中的成核过程，称为二次成核。二次成核也属于非均相成核过程，它是在晶体之间或晶体与其他固体（器壁、搅拌器等）碰撞时所产生的微小晶粒的诱导下发生的。对结晶操作的要求是制取纯净而又有一定粒度分布的晶体。晶体产品的粒度及其分布，主要取决于晶核生成速率(单位时间内单位体积溶液中产生的晶核数)、晶体生长速率（单位时间内晶体某线性尺寸的增加量）及晶体在结晶器中的平均停留时间。溶液的过饱和度，与晶核生成速率和晶体生长速率都有关系，因而对结晶产品的粒度及其分布有重要影响。在低过饱和度的溶液中，晶体生长速率与晶核生成速率之比值较大（见图），因而所得晶体较大，晶形也较完整，但结晶速率很慢。在工业结晶器内，过饱和度通常控制在介稳区内，此时结晶器具有较高的生产能力，又可得到一定大小的晶体产品。晶 导流筒结晶设备 体在一定条件下所形成的特定晶形，称为晶习。向溶液添加或自溶液中除去某种物质(称为晶习改变剂)可以改变晶习，使所得晶体具有另一种形状。这对工业结晶有一定的意义。晶习改变剂通常是一些表面活性物质以及金属或非金属离子。晶体在溶液中形成的过程称为结晶。结晶的方法一般有2种：一种是蒸发溶剂法，它适用于温度对溶解度影响不大的物质。沿海地区“晒盐”就是利用的这种方法。另一种是冷却热饱和溶液法[2]。此法适用于温
常规板坯连铸机结晶器技术 【保护视力色】【打印】【进入论坛】【评论】【字号大中小】2006-12-07 11-07 杨拉道刘洪王永洪刘赵卫邢彩萍田松林 (西安重型机械研究所) 结晶器是连铸机中的铸坯成型设备, 是连铸机的核心设备之一。其作用 是将连续不断地注入其内腔的钢液通过水冷铜壁强制冷却,导出钢液的热量,使 之逐渐凝固成为具有所要求的断面形状和一定坯壳厚度的铸坯,并使这种芯部仍 为液相的铸坯连续不断地从结晶器下口拉出，为其在以后的二冷区域内完全凝固创造条件。在钢水注入结晶器逐渐形成一定厚度坯壳的凝固过程中，结晶器一直承受着钢水静压力、摩檫力、钢水热量的传递等诸多因素引起的的影响，使结晶器同时处于机械应力和热应力的综合作用之下，工作条件极为恶劣，在此恶劣条件下结晶器长时间地工作，其使用状况直接关系到连铸机的性能，并与铸坯的质量与产量密切相关。因此，除了规范生产操作、选择合适的保护渣和避免机械损伤外，合理的设计是保证铸坯质量、减小溢漏率、提高其使用寿命的基础和关键。 板坯连铸机一般采用四壁组合式（亦称板式）结晶器，也有一个结晶器 浇多流铸坯的插装式结构。 结晶器主要参数的确定 1 结晶器长度H 结晶器长度主要根据结晶器出口的坯壳最小厚度确定。若坯壳过薄，铸 坯就会出现鼓肚变形，对于板坯连铸机，要求坯壳厚度大于10～15mm。结晶器长度也可按下式进行核算： H=(δ/K)2Vc＋S1＋S2 (mm)
式中δ——结晶器出口处坯壳的最小厚度，mm K——凝固系数，一般取K=18～22 mm/min0.5 Vc——拉速，mm/min S1——结晶器铜板顶面至液面的距离，多取S1=100 mm S2——安全余量，S=50～100 mm 对常规板坯连铸机可参考下述经验： 当浇铸速度≤2.0m/min时，结晶器长度可采用900～950mm。 当浇铸速度2.0～3.0m/min时，结晶器长度可采用950～1100mm。 当浇铸速度≥3.0m/min时，结晶器长度可采用1100～1200mm。 2 结晶器铜板厚度h 铜板厚度的确定是依据热量传热原理和高温下的使用性能，具体说，与铜板材质、镀层、机械性能、拉速、冷却水量的大小和分布等有关。研究表明，拉速高，铜板应随之减薄；反之，拉速低，铜板应随之增厚。在考虑上述诸多因素后，铜板的厚度可由下式确定：
结晶器原理 结晶是一个重要的化工过程，是物质提纯的主要手段之一。众多化工、医药产品及中间产品都是以晶体形态出现的，结晶往往是大规模生产它们的最好又最经济的方法。 结晶过程是一个复杂的传热、传质过程。在溶液和晶体并存的悬浮液中，溶液中的溶质分子向晶体转移（结晶），同时晶体的分子也在向溶液扩散（溶解）。在未饱和溶液中溶解速度大于结晶速度，从宏观上看这个过程就是溶解；在过饱和溶液中结晶速度大于溶解速度，从宏观上看这个过程就是结晶。所以，结晶的前提是溶液必须有一定的过饱和度。连续结晶器和间歇结晶器相比具有以下优点：连续结晶具有收率高、能耗低、母液少、产品质量好、自动化程度高、设备占地面积小及操作人员少等优点。由于连续结晶器具有较高的生产效率，一套连续结晶器往往可以取代数套乃至数十套间歇结晶器，相应配套设备的数量也大大减少。对于医药产品的结晶，由于连续结晶器都是全密闭的，结晶器可以布置在GMP车间的外面，而仅将离心机、烘干和包装布置在GMP车间的里面，这将极大地减少GMP车间的面积，从而降低整个工程的投资。 连续结晶器可以方便地和机械压缩泵组合，在低温下进行蒸发结晶，不但不需要蒸汽，而且无需冷冻水。节能的同时也避免了庞大的冷冻机投资。
过饱和度是结晶的一个重要参数。根据大量试验的结果证实，溶液的过饱和与结晶的关系可用上图1表示；图中的AB 线为普通的溶解度曲线，CD 线代表溶液过饱和而能自发地产生晶核的浓度曲线（超溶解度曲线），它与溶解度曲线大致平行。这两根曲线将浓度——温度图分割为三个区城。在AB 曲线以下是稳定区，在此区中溶液尚未达到饱和，因此没有结晶的可能。AB 线以上为过饱和溶液区，此区又分为两部分：在AB 与CD 线之间称为介稳区，在这个区域中，不会自发地产生晶核，但如果溶液中已加了晶种，这些晶种就会长大。CD 线以上是不稳区，在此区域中，溶液能自发地产生晶核。若原始浓度为 E 的洁净溶液在没有溶剂损失的情况下冷却到 F 点，溶液刚好达到饱和，但不能结晶，因为它还缺乏作推动力的过饱和度。从F 点继续冷却到G 点的一段期间，溶液经过介稳区，虽已处于过饱和状态，但仍不能自发地产生晶核。只有冷却到G 点后，溶液中才能自发地产生晶核，越深入不稳区（例如达到H 点），自发产生的晶核也越多。由此可见，超溶解度曲线及介稳区、不稳区这些概念对于结晶过程有重要意义。把溶液中的溶剂蒸发一部分，也能使溶液达到过饱和状态，图中EF ’ G’线代表此恒温蒸发过程。在工业结晶中往合并使用冷却和蒸发，此过程可由EG’’线代表。晶体成长的速率与过饱和度的关系如上图2所示。当然，结晶器出来的最终的晶体的尺寸不仅仅与晶体成长的速率相关，还与成核速率、耗散速率等有关。成核速率也与过饱和度相关，且受过饱和度影响要较成长速率受其影响来的大，从下图3我们可以看出来。
编号：SM-ZD-11262 结晶过程机理分析 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改
结晶过程机理分析 简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员 之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整 体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅 读内容。 (1)结晶在固体物质溶解的同时，溶液中还进行着一个相反的过程，即已溶解的溶质粒子撞击到固体溶质表面时，又重新变成固体而从溶剂中析出，这个过程称为结晶。 (2)晶体晶体是化学组成均一的固体，组成它的分子(原子或离子)在空间格架的结点上对称排列，形成有规则的结构。 (3)晶系和晶格构成晶体的微观粒子(分子、原子或离子)按一定的几何规则排列，由此形成的最小单元称为晶格。晶体可按晶格空间结构的区别分为不同的晶系。同一种物质在不同的条件下可形成不同的晶系，或为两种晶系的混合物。例如，熔融的硝酸铵在冷却过程中可由立方晶系变成斜棱晶系、长方晶系等。 微观粒子的规则排列可以按不同方向发展，即各晶面以不同的速率生长，从而形成不同外形的晶体，这种习性以及
18.什么是“凸形”结晶器? 答：“凸形”结晶器是康卡斯特公司推出的一种高效方坯结晶器技术，又名Convex结晶器。它的基本特征是：结晶器上部内腔铜壁面向外凸出而不是平的，即上口内圆角大于90°,往下沿整个结晶器长度方向上逐渐变为平面，即至铜管出口处内圆角又恢复到90°角,康卡斯特公司认为：上部凸面区传热效率高，角部气隙小，能使坯壳与结晶器尽量可能保持良好接触，坯壳向下运行时，逐渐冷却收缩并自然过渡到平面段。结晶器下部壁面呈平面正好适应了坯壳本身的自然收缩，使结晶器传热效率大为改善。 19．什么是自适应结晶器? 答：自适应结晶器是达涅利(Danieli)公司开发的一种高效方坯结晶器，又称Danam结晶器。其具体做法如下；采用薄型铜管，加大并调节结晶器冷却水压，使薄铜壁紧粘坯壳以消除气隙，实现高拉速。在Danam结晶器里，通过调节水压，使其上部对铸坯侧面和角部采取不同的横向冷却，来控制气隙的形成，确保坯壳均匀凝固。 20．什么是“钻石”结晶器? 答：“钻石”结晶器是VAI公司推出一种高效方坯结晶器，又称DIAMOND。VAI采用的技术解决办法如下：VAI认为提高拉速，坯壳在结晶器内生长的均匀性和增加坯壳厚度很重要，解决结晶器内坯壳生长均匀性问题，其本质就是如何降低结晶器内气隙热阻。VAI 采用比常规抛物线锥度大一些的新抛物线形锥度，提高整个结晶器长度上坯壳与结晶器的接触性，方便坯壳在结晶器内均匀生长。增加坯壳厚度的有效办法是延长结晶器长度，增加结晶器中铸坯质点在结晶器内的生长时间。VAI经过计算，认为铜管延长至1000mm长较好。采用过大的抛物线锥度和延长铜管至100mm后，会使结晶下部摩擦力增加很大，不利于拉坯。VAI通过研究，发现摩擦力过分增大的压力峰值出现在结晶器下部四角边沿区域。为了减小摩擦力，VAI采用从距结晶器顶部300～400mm处开始，一直到下口为直结晶器角部区域没有锥度，而且愈往下角部无锥度区域也增大。这种方法既确保了结晶器内坯壳的均匀生长，又有效防止了结晶器中尤其下部摩擦力的过分增大。VAI认为由于结晶器角部区域为二维热传递，因此在这个区域中小方坯角部区域的直接接触没有绝对必要，因为这个区域中的坯壳总能充分生长。 21．什么是压力水膜结晶器? 答：压力水膜结晶器是比利时冶金研究中心(CRM)和阿贝德厂(Arbed)联合开发的一种高效结晶器技术。具体做法如下：在结晶器下口固定有四块钢板，水从每块钢板上加工的狭缝喷射出来，钢板与结晶器面成直线放置，并与铸坯表面间留有小间隙，间隙使高速流动着的水充满并形成一层水膜。钢板上的狭缝向下倾斜，使得从中流出来的水能朝下流动。水膜既起强冷作用，又起支撑铸坯作用，这就是压力水膜结晶器。 22．什么是曲面结晶器? 答：曲面结晶器是中冶连铸开发的一种高效方坯结晶器技术。该技术是从传热角度，根据气隙产生的主要原因，通过对结晶器热变形和小方坯收缩的分析开发出来的。其基本特征如下：
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。
结晶原理及操作 1、定义：利用被提纯物质与杂质在同一种溶剂中溶解性能的显著差异，而将它们分离的操作称为重结晶。 从自然界提取或通过有机化学反应合成得到的固体有机化合物，常常含有少量的杂质，除去杂质最有效的方法就是用适当的溶剂进行重结晶，它是提纯固体有机物最常用的方法。大多数的固体有机物在溶剂中的溶解度随着温度的升高而增大，随温度的降低而减小，重结晶就是利用这个原理，使有机物在热溶剂中溶解，制成接近饱和的热溶液，趁热过滤，除去不溶性（在溶剂中溶解度很小）的杂质，再将溶液冷却，让有机物重新结晶析出，与可溶于冷溶剂（在溶剂中的溶解度很大）的杂质分离，这就是重结晶操作，经过一次或多次重结晶操作，可以大大提高固体有机物的纯度。 重结晶的一般过程为： 选择合适的溶剂→溶解固体有机物制热饱和溶液→热滤、脱色除去杂质→冷却、析出晶体→抽滤→洗涤→干燥。 2、基本操作： （1）选择溶剂：选择适合的溶剂是重结晶的关键之一， 适宜的溶剂必须符合以下几个条件： a、与被提纯的有机物不起化学反应； b、被提纯的有机物在该溶剂中的溶解度随温度变化显 著，在热溶剂中溶解度大，在冷溶剂中溶解度小； c、杂质的溶解度很大（被提纯物成晶体析出时，杂质仍留在母液中）或很小（被提纯物溶解在溶剂中而杂质不溶，借热滤除去）； d、溶剂的沸点适中，沸点过低，被提纯物在其中溶解度变化不大；过高时，附着于晶体表面的溶剂难以经干燥除去； e、价廉易得、毒性低、容易回收。 选择溶剂时应根据“相似相溶”原理，溶质一般易溶于与其结构相似的溶剂中。极性溶剂溶解极性固体，非极性溶剂溶解非极性固体。具体选择可通过查阅有关化学手册，也可以通过实验来确定。 （2）固体溶解： 待提纯固体有机物的溶解一般在锥形瓶或圆底烧瓶等细口容器中进行，一般不在烧杯等广口容器中进行，因为在锥形瓶中瓶口较小，溶剂不易挥发，又便于振荡。溶解时先将待提纯的固体有机物放入锥形瓶中，加入比理论计算量略少的溶剂（因为含有杂质，溶解时需要的溶剂量少些），加热至微沸，振荡，若有固体未溶解，再加入少量溶剂，继续加热振荡，至瓶中固体不再溶解（当含有不溶性杂质时，添加足够量的溶剂杂质依然不溶。）或全溶（不含不溶性杂质）为止，最后再多加计算量20%的溶剂（将溶液稀释，防止热滤时由于溶剂的挥发和温度的下降导致晶体析出），振荡，制成热的近饱和溶液。 （3）除去杂质 a、脱色：若热溶液有色，说明其中有有色杂质，可利用活性炭进行脱色处理，除去有色杂质。 脱色操作： 将沸腾的溶液稍冷后，加入活性炭加热煮沸几分钟，然后趁热过滤，除去活 性炭，得到无色溶液。
一结晶原理和起晶方法 结晶原理的说明 从固体物质的不饱和溶液里析出晶体，一般要经过下列步骤：不饱和溶液→饱和溶液→过饱和溶液→晶核的发生→晶体生长等过程。 制取饱和溶液是溶质结晶的关键，下面应用溶解度曲线加以说明。图中曲线S表示某物质的溶解度曲线。P表示未达饱和时的溶液，使这种溶液变成过饱和溶液，从而析出晶体的方法有两种： (1)恒温蒸发，使溶剂的量减少，P点所表示的溶液变为饱和溶液，即变成S 曲线上的A点所表示的溶液。在此时，如果停止蒸发，温度也不变，则A点的溶液处于溶解平衡状态，溶质不会由溶液里析出。若继续蒸发，则随着溶剂量的继续减少，原来用A点表示的溶液必需改用A＇点表示，这时的溶液是过饱和溶液，溶质可以自然地由溶液里析出晶体。 (2)若溶剂的量保持不变，使溶液的温度降低，假如P点所表示的不饱和溶 液的温度由t1℃降低到t2℃时，则原P点所表示的溶液变成了用S曲线上的B点所表示的饱和溶液。在此时，如果停止降温，则B点的溶液处于溶解平衡状态，溶质不会由溶液里析出。若使继续降温，由t2℃降到了t3℃时，则原来用B点表示的溶液必需改用B′点表示，这时的溶液是过饱和溶液，溶质可自然地由溶液里析出晶体。
1.结晶原理（过饱和溶液） 2.结晶原理（晶核形成与晶体的长大） 障碍的程度因溶液的性质和操作条件不一样，这就是存在过饱和溶液的原因。当溶液的过饱和度超过饱和曲线时，也就是溶液中不稳定的高能质点很多，多到足以不受稳定的低能质点影响，而很快互相碰撞，放出能量，吸引、聚集、排列成结晶，因此不稳定区浓度的溶液能自然起晶。 起晶时一般认为由于质点的碰撞，放出能量，吸引、聚集、排列成结晶，因此不稳定区浓度的溶液能自然起晶。起晶时一般认为由于质点的碰撞，首先由几个质点结合成晶线，再扩大与晶面，最后结合成微小的晶格，称为晶核（晶芽），其他质点继续排列在晶核上，使晶核长大成晶体。 3.境界膜 处于晶核附近的不稳定高能质点，受到晶体质点的引力，放出能量，排列到晶核上以后，晶体周围的溶液就是一些溶质质点比较稳定的溶液，这些溶液好象一层膜一样包围着晶核，通常称这层膜为境界膜。 4.伪晶 表面结晶速度小于扩散速度时，不稳定的溶质质点来不及很好地排列，只受到继续通过境界膜的不稳定质点的影响，故可能形成新的晶核，或不规则地附在晶核上生成伪晶。
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
液压伺服与比例控制系统三级项目250KN结晶器液压振动系统特性仿真分析 学院（系）：机械工程学院 年级专业： 10级机电控制工程1班 小组成员：张迪嘉张天宇王平阳 王利双王浩冉 指导教师：张伟
目录 一、结晶器及其振动技术概述 (4) 1.2结晶器的振动 (5) 二、结晶器振动技术国内外研究现状及发展趋势 (5) 2.1国内研究及应用 (5) 2.2国外的研究与应用 (6) 三、结晶器液压振动结构原理和特点 (7) 3.1液压振动装置的构成 (7) 3.2液压振动装置原理 (7) 3.3液压振动的特点 (8) 四、结晶器液压系统工作原理 (9) 4.1系统工作原理 (9) 4.2液压系统参数及主要元件的选择 (10) 4.3结晶器液压振动控制系统 (12) 五、结晶器液压伺服系统建模 (13) 5.1确定各组成原件的传递函数 (14) 5.2系统方框图 (15) 六、matlab系统仿真分析 (16) 6.1时间响应曲线 (16) 6.2频率响应曲线 (17)
6.3 PID 控制原理 (19) 6.4PID参数对系统特性影响 (20) 七、总结与感想 (21) 7.1影响阀控缸系统频率特性的参数 (21) 7.2心得与感想 (22) 参考文献 (22)
一、结晶器及其振动技术概述 1.1结晶器 近年来，传统连铸的高效化生产在工业发达国家取得了长足的进步，特别是高拉速技术引起人们的重视。通过采用新型保护渣、液面高精度检测和控制等一系列技术措施，使连铸机的生产能力大幅度提高，生产成本降低，给企业带来了极大的经济效益。而结晶器作为连铸生产的重要设备之一，如图1，它的性能对连铸机的生产能力和铸坯质量都起着十分重要的作用。 图1 连铸设备的组成 结晶器是连铸最重要的组成部分，它是一种特殊的无底水冷铸模。在它的内部有冷却装置，其中有的是管式结晶器隔离水缝冷却，有的是喷淋水喷水冷却，目的是对铸坯进行冷却降温。并且结晶器由振动装置带动发生振动。
编号：SM-ZD-50617 各种结晶过程分析 Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制：____________________ 审核：____________________ 时间：____________________ 本文档下载后可任意修改
各种结晶过程分析 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 一、冷却结晶 冷却结晶法基本上不去除溶剂，溶液的过饱和度系借助冷却获得，故适用于溶解度随温度降低而显著下降的物系，如KNOs、NaNOs、MgSO‘等。 冷却的方法可分为自然冷却、间壁冷却或直接接触冷却3种。自然冷却是使溶液在大气中冷却而结晶，其设备构造及操作均较简单，但由于冷却缓慢，生产能力低，不易控制产品质量，在较大规模的生产中已不被采用。间壁冷却是广泛应用的工业结晶方法，与其他结晶方法相比所消耗的能量较少，但由于冷却传热面上常有晶体析出(晶垢)，使传热系数下降，冷却传热速率较低，甚至影响生产的正常进行，故一般多用在产量较小的场合，或生产规模虽较大但用其他结晶方法不经济的场合。直接接触冷却法是以空气或与溶液不互溶的碳氢化合物或专用的液态物质为冷却剂与溶液直接接触而冷却，冷却剂在冷却过程中则被汽化的方法。直接接
常规板坯连铸机结晶器技术 结晶器是连铸机中的铸坯成型设备, 是连铸机的核心设备之一。其作用是将连续不断地注入其内腔的钢液通过水冷铜壁强制冷却,导出钢液的热量，使之逐渐凝固成为具有所要求的断面形状和一定坯壳厚度的铸坯,并使这种芯部仍为液相的铸坯连续不断地从结晶器下口拉出,为其在以后的二冷区域内完全凝固创造条件。在钢水注入结晶器逐渐形成一定厚度坯壳的凝固过程中,结晶器一直承受着钢水静压力、摩檫力、钢水热量的传递等诸多因素引起的的影响,使结晶器同时处于机械应力和热应力的综合作用之下，工作条件极为恶劣,在此恶劣条件下结晶器长时间地工作，其使用状况直接关系到连铸机的性能,并与铸坯的质量与产量密切相关。因此,除了规范生产操作、选择合适的保护渣和避免机械损伤外，合理的设计是保证铸坯质量、减小溢漏率、提高其使用寿命的基础和关键。 板坯连铸机一般采用四壁组合式(亦称板式）结晶器,也有一个结晶器浇多流铸坯的插装式结构。 ?结晶器主要参数的确定? 1 结晶器长度H ?结晶器长度主要根据结晶器出口的坯壳最小厚度确定。若坯壳过薄，铸坯就会出现鼓肚变形,对于板坯连铸机，要求坯壳厚度大于10~1５mm。结晶器长度也可按下式进行核算:??Ｈ=(δ/K)2Vc+S１＋S2 (ｍm）??式中δ——结晶器出口处坯壳的最小厚度,ｍｍ ?Ｋ——凝固系数,一般取Ｋ=1８～22 mｍ/mｉｎ0．5 ? Vｃ——拉速,mm/min S1——结晶器铜板顶面至液面的距离,多取S1＝１00 mm??S2——安全余量，S=5０～100 mｍ??对常规板坯连铸机可参考下述经验:??当浇铸速度 ≤2.0ｍ/miｎ时，结晶器长度可采用90０～９50mm。??当浇铸速度2.0~3.0ｍ/min 时,结晶器长度可采用950~1１00mm。 当浇铸速度≥３.０m/miｎ时，结晶器长度可采用1100~１200mm。?? 2 结晶器铜板厚度h??铜板厚度的确定是依据热量传热原理和高温下的使用性能，具体说，与铜板材质、镀层、机械性能、拉速、冷却水量的大小和分布等有关。研究表明,拉速高，铜板应随之减薄；反之,拉速低，铜板应随之增厚。在考虑上述诸多因素后，铜板的厚度可由下式确定：? h=hm＋Δm+δm (mm)? 式中hｍ——铜板冷却水槽深度,ｍm Δｍ——铜板加工余量，一般取Δm＝１0～1５mｍ? δm——铜板最终的有效厚度,一般取δm＝１０ｍm? 3 结晶器内腔最大宽度Amax? Aｍax=1.025×Ｂｍax （mm)? 式中Bmax——板坯最大名义宽度,mｍ 4 宽边铜板最大宽度Cumａx
安全管理编号：YTO-FS-PD888 结晶过程分析通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
结晶过程分析通用版 使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 1 冷却结晶 冷却结晶法基本上不去除溶剂，溶液的过饱和度系借助冷却获得，故适用于溶解度随温度降低而显著下降的物系，如KNO?、NaNO?、MgSO?等。 冷却的方法可分为自然冷却、间壁冷却或直接接触冷却3种。自然冷却是使溶液在大气中冷却而结晶，其设备构造及操作均较简单，但由于冷却缓慢，生产能力低，不易控制产品质量，在较大规模的生产中已不被采用。间壁冷却是广泛应用的工业结晶方法，与其他结晶方法相比所消耗的能量较少，但由于冷却传热面上常有晶体析出(晶垢)，使传热系数下降，冷却传热速率较低，甚至影响生产的正常进行，故一般多用在产量较小的场合，或生产规模虽较大但用其他结晶方法不经济的场合。直接接触冷却法是以空气或与溶液不互溶的碳氢化合物或专用的液态物质为冷却剂与溶液直接接触而冷却，冷却剂在冷却过程中则
内蒙古科技大学 实习论文 题目：结晶器振动技术姓名 学号： 班级 日期：
目录 内蒙古科技大学煤炭学院 (1) 目录 (2) 一、摘要 (3) 二、前言 (3) 三、结晶器振动技术 (5) 3.1正弦振动 (5) 3.2非正弦振动 (6) 3.4结晶器振动参数设置 (9) 3.5振动伺服阀 (10) 3.6结论 (10)
一、摘要 连铸连轧结晶器振动技术的发展历史和现状，简单分析了结晶器正弦振动和非正弦振动形式，并讨论了结晶器振动和润滑的关系。 关键词：结晶器；振动；润滑；振动参数；振动伺服阀； 二、前言 结晶器振动是连铸技术的一个基本特征。连铸过程中，结晶器和坯壳间的相互作用影响着坯壳的生长和脱膜，其控制因素是结晶器的振动和润滑。连铸在采用固定结晶器浇注时，连铸直接从结晶器向下拉出，由于缺乏润滑，易与结晶器发生粘结，从而导致出现拉不动或者拉漏事故，很难进行浇注。结晶器振动对于改善铸坯和结晶器界面间的润滑是非常有效的，振动结晶器的发明引进，工业上大规模应用连铸技术才得以实现。可以说，结晶器振动是浇注成功的先决条件，十年来发展的重要里程碑。近年来，冶金工业的迅速发展，要求连铸提高拉速和增加连铸机的生产能力，人们对结晶器振动的认识也在不断深入和发展。 连铸机结晶器振动的目的是防止拉坯时坯壳与结晶器黏结,同时获得良好的铸坯表面。结晶器向上运动时,减少新生坯壳与铜壁产生黏着,以防止坯壳受到较大的应力,使铸坯表面出现裂纹;而当结晶器向下运动时,借助摩擦,在坯壳上施加一定的压力,愈合结晶器上升时拉出的裂痕,要求向下运动的速度大于拉坯速度,形成负滑脱。结晶器壁与运动坯壳之间存在摩擦力,此摩擦力被认为是撕裂坯壳进而限制浇注速度的基本因素。在初生坯壳与结晶器壁之间存在液体渣膜,此处的摩擦为黏滞摩擦,即摩擦力大小正比于相对运动速度,渣膜黏度,反比于渣膜厚度。在结晶器振动正滑脱期间摩擦力及其引起的对坯壳的拉应力就较大,可能将初生坯壳拉裂,为此开发了采用负滑脱的非正弦振动技术来减小这一摩擦力。理论研究及模拟实验表明,适当选择非正弦振动参数(偏斜率)可减小摩擦力50% ~60%。在结晶器液压伺服非正弦振动出现之前都是采用机械式振动装置的,机械
反应结晶实验 实验目的 (1) 考察间歇反应器内反应沉淀结晶过程操作条件(反应温度、搅拌速度、 加料方式、陈化时间等)对产品形貌和粒度的影响。 (1) 掌握间歇反应器的特性及操作方法。 (2) 掌握工业上反应沉淀结晶过程的操作要点。 (3) 认识反应沉淀结晶过程的成核过程和生长过程规律。 粒子从液相析出过程，实质上是反应沉淀结晶过程，这个过程涉及到复杂的 传质、传热过程，在不同的物质及化学环境下，沉淀形成的机理可能不同，但其 一般由以下三步组成：(1)由反应过程产生过饱和度；(2)形成晶核；(3 )晶 核成长为可分辨的大小。 由反应结晶理论可知，粒子的形成可以分为晶核形成与晶体长大两个过程, 该过程也是一个相变过程。 成核过程，相变驱动力为自由能变化： G ---二r 3 — 学2；「 (1) 3 V 式中：A G :吉布斯自由能变化。r ：成核胚芽半径g :摩尔相变吉布斯自 由能变化。V :摩尔体积。艺比表面能。 由Gibbs-Thomson 关系式，临界晶核大小: 式中：R :气体常数。S :过饱和度。 成核过程可以看作是激活过程，成核所需的活化能为: 可见，提高溶液中反应结晶过程的物质的过饱和度 S ，可以大大降低厶G c 使 实验原理 r c 2V~ RT InS 1 In 2 S
r c减小。 式中：r c:临界晶核半径。△ G c：临界自由能变化。 成核速率J可以表示为： J f exp(- G /kT)，G -3V2/k2T 2In2S (5) 上式可以写成： J =■ exp^A0/In2S) =「[exp(- 1/ln2S)]A。qj)A°(6) 式中：？：形状因子，J :核化速率，Q:单位时间，单位速率的有效碰撞次数。 A。二:3V 2/ k 2T 2(7) 可见，成核速率J对过饱和度非常敏感，过饱和度超过某一程度(临界过饱和度)，成核速率迅速增大至极限。因此，反应结晶过程形成相对高的过饱和度是溶液中粒子快速均匀成核的先决条件。 反应沉淀结晶反应制备粒子时，反应过程完全在液相中进行，液体中反应物实际上被周围溶剂分子包围，分别被关于由周围分子形成构成的溶剂的笼中。笼中的阴离子和阳离子不能像气体分子自由地运动，只能不停地在笼中振动，不断 与周围分子碰撞，如果某一个离子具有足够的能量，或者正在向某方向振动时，恰好该方向的周围分子让开，这个离子就要冲破溶液剂笼扩散出去。但是，它立 刻陷于另一笼中，由于笼中运动所产生的效应，即笼蔽效应。若阴离子和阳离子扩散到同一个笼中互相接触，则发生反应。 A2_ B2：_扩散A2_... B2：-_反应,BA 扩散与反应为两个串联的步骤，反应结晶过程所需的活化能很小，反应速率很快，整个过程为扩散控制，扩散活化能即离子冲破溶剂笼所需的能量对温度不太敏感，外加机械能量是提高扩散活化能的主要形式。搅拌混合是外加能量的传统形式，在强制对流作用下通过主体扩散、涡流扩散和分子扩散，最终达到分子级均匀的过程。混合时，先形成大尺度的涡旋微团，在湍流拉伸、剪切作用下，大旋涡分裂成较小尺度的涡旋，能量从大涡旋传递到小涡旋，小涡旋则向更小的涡旋传递，直到更小尺度即Kolmogoroff尺度的涡旋。混合首先将从大尺度对流运动开始，继之以小尺度；即涡流扩散把较大的液滴微团进一步变形、分割成更小的微团，通过小微团界面之间的涡流扩散，把不均匀程度降低到涡流本身的大小，直至达到Kolmogoroff 尺度，这就是宏观混合的最大限度。微观混合
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＞20μ 2、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
结晶及其在医药生产中的应用 （济宁化工设计院） 概述 结晶和重结晶都是制备纯物质的有效方法。通常只有同类分子或 离子才能有规律的排列成晶体，所以结晶过程有很好的选择性。通过结晶，溶液中的大部分杂质会留在母液中，再经过滤、洗涤等就可以得到纯度高的晶体。许多抗生素、维生由于结晶过程成本低，设备简单，操作方便，所以在生物合成产品的精制中就用得很广泛。 结晶的基本原理 结晶是指溶质自动从过饱和溶液中析出形成新相的过程。这一过程不公包括溶质分子凝聚成固体，并包括这些分子有规律地排列在一定的晶格中，这种有规律的排列与表面分子化学键力的变化有关，因此结晶过程也是一个表面化学反应的过程。 当溶液的浓度等于溶质的溶解度时，该溶液成为饱和溶液，溶质的浓度超过溶解度时的溶液则称为过饱和溶液，溶质只有在过饱和溶液中才有可能析出。众所周知，溶解度与温度有关，一般物质的溶解度随温度升高而增大，也有不少数例，如红霉素的溶解度反而随温度的升高而降低。溶解度与温度的关系，可以用饱和曲线和过饱和曲线来表示，参见图1.图中S--S线为饱和溶解度曲线，在此曲线以下的区域为不饱和区，成为稳定区。T--T线为过饱和溶解度曲线，
在此曲线以上区域成为不稳定区。而介于S--S线和T--T线之间的区域成为亚稳区。 在稳定区内的任一点溶液都是稳定的，不管采用什么措施都不会有结晶析出。在亚稳区内的任一点，若不采取措施，溶液也可以长时间保持稳定，若加入品种，溶质就会在晶种上长大，溶液的浓度随之下降到S--S线。亚稳区中各部分的稳定性并不一样，接近S--S 线的区域较稳定，而接近T--T线的区域极易受刺激而结晶。因此有人提出将亚稳区再一分为二，上半部为刺激结晶区，下半部为养晶区。 在不稳区内的任一点溶液都能立即自发结晶，在温度不变时溶液浓度会自动将至S--S线。因此，溶液需要在亚稳区或不稳区才能结晶。在不稳区结晶生长很快，来不及长大，浓度即将至饱和溶解度，易形成大量细小的晶体，这是工业结晶不希望的。为了得到颗粒较大而又整齐的晶体，通常需加入晶种并把溶液浓度控制在亚稳区的养晶区内，让晶体慢慢长大，因为在养晶区内自发产生晶核的可能性很小。 晶体的产生虽取决于固体物质与溶液之间的平衡关系。若溶液未达到饱和，则固体溶解；如果溶液饱和，则固体与饱和溶液处于平衡状态，其溶解速度等于沉淀速度。只有当溶液浓度超过饱和浓度达到过饱和时，才有可能析出结晶，因此过饱和度是结晶过程的推动力和首要条件。 结晶的步骤