全混流反應(yīng)器模型

冶金反應(yīng)器模型評(píng)選

冶金工程反應(yīng)器作為冶金工業(yè)領(lǐng)域的反應(yīng)載體和容器，在冶金工業(yè)流程中扮演著十分重要的角色，常見的冶金反應(yīng)器有：高爐、轉(zhuǎn)爐、結(jié)晶器、電解槽等。冶金反應(yīng)器的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和主要功能是冶金學(xué)院五個(gè)專業(yè)學(xué)科的學(xué)子們必須掌握的基本知識(shí)。本次冶金反應(yīng)器模型設(shè)計(jì)制作大賽，旨在讓同學(xué)們自己動(dòng)手設(shè)計(jì)制作冶金工藝過成中的反應(yīng)器，激發(fā)廣大同學(xué)的創(chuàng)新思想維和制作熱情，培養(yǎng)同學(xué)們的動(dòng)手實(shí)踐能力，通過理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合、體驗(yàn)科技創(chuàng)新等方式，在校園中營造了濃厚的科技氛圍，讓同學(xué)們感受到了科技帶來的樂趣！

本次冶金反應(yīng)器大賽已落下帷幕，大賽有21支隊(duì)伍參與評(píng)選。作品如下：

1

319車隊(duì)

盡管簡陋，甚至很多地方還需要用手來指指點(diǎn)點(diǎn)，但莫忘記，大國重器有哪件不是從這里開始的?篳路藍(lán)縷，以啟山林，走出了這歪歪斜斜甚至有些稚嫩的第一步，我們團(tuán)隊(duì)聚沙成塔，集腋成裘，終將會(huì)一路向北，承前者志，澤后來人。

2

Ben朔1637

作品簡介：反應(yīng)器模型由結(jié)晶器與立彎式連鑄機(jī)構(gòu)成，是冶金工藝中使鋼水冷卻成鋼坯的流程所在。在作品大致完成之后，團(tuán)隊(duì)成員將模型用花紋裝飾，配以?；招Ｓ?xùn)，作品正面有隊(duì)員簽名，背面有隊(duì)名logo。

3

TG@F4組

本設(shè)計(jì)裝置為爐外精煉爐，以RH法爐外精煉為基礎(chǔ)，本裝置分別設(shè)計(jì)了頂吹氧槍系統(tǒng)和真空脫氣系統(tǒng)，單管循環(huán)系統(tǒng)，同時(shí)設(shè)置合金料添加孔、側(cè)吹氬氣口等，具有真空脫氣、真空脫碳、脫硫、脫磷、均勻鋼水溫度、均勻鋼水成分和去除夾雜物和補(bǔ)償鋼水溫度等綜合精煉功能。本設(shè)計(jì)創(chuàng)新之處在于將傳統(tǒng)的雙管循環(huán)改為單管循環(huán)，以期待提高冶煉效率并提升鋼水的質(zhì)量，擴(kuò)大可冶煉的鋼種范圍。本設(shè)計(jì)的綠色環(huán)保體現(xiàn)在冶煉過程基本不產(chǎn)生廢煙廢氣，爐襯采用先進(jìn)的無鉻耐火材料，提高使用壽命的同時(shí)避免對(duì)鋼水的污染。

4

冰糖葫蘆隊(duì)

眾所周知，冶金反應(yīng)器通俗上可分為電法冶金反應(yīng)器、火法冶金反應(yīng)器和濕法冶金反應(yīng)器。我們小組選擇制作濕法冶金反應(yīng)器中的塔式反應(yīng)器——萃取分離塔。噴灑式又名噴淋式萃取塔，萃取器的一種。塔內(nèi)裝配噴淋溶液 (重相或輕相) 的噴霧器。重相從頂部噴霧器噴淋而下和塔內(nèi)的液體相接觸。塔兩端直徑較大,以便于液體分層。結(jié)構(gòu)簡單,容量大,易清理,造價(jià)低。但噴灑的溶液易于凝結(jié),因而接觸表面減小。

5

第一小隊(duì)

在反應(yīng)釜內(nèi)層放入反應(yīng)溶媒可做攪拌反應(yīng)，夾層可通過不同的冷熱源做循環(huán)加熱或冷卻反應(yīng)。通過反應(yīng)釜夾層，注入恒溫的熱溶媒或冷卻媒體，對(duì)反應(yīng)釜內(nèi)的物料進(jìn)行恒溫加熱或制冷。同時(shí)可根據(jù)使用要求在常壓或負(fù)壓條件下進(jìn)行攪拌反應(yīng)。物料在反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)溶液的蒸發(fā)與回流，反應(yīng)完畢后，物料從釜底的出料口放出，操作簡單、方便。

6

東大冶金五天王

冶金五天王參賽作品——“發(fā)”式爐(簡單的離心攪拌器)，由爐體，料口，簡單的監(jiān)測(cè)儀器等構(gòu)成，用以實(shí)現(xiàn)料渣的更好分離。原理簡單易懂，結(jié)構(gòu)簡明易看。

7

給我一個(gè)反應(yīng)器我能熔了整個(gè)地球

——超高功率電弧爐。別看照片中的它身材小巧，(☆_☆)實(shí)際上它可是個(gè)直徑五米多的大家伙，一年能生產(chǎn)三十萬噸鋼坯。和傳統(tǒng)的煉鋼反應(yīng)器相比，它溫度更高、速度更快、效果更好。隨著中國偉大復(fù)興進(jìn)程不斷推進(jìn)，超高功率電弧爐總有一天會(huì)成為冶金行業(yè)的擎天一柱，支撐起中華民族的工業(yè)脊梁(#￣▽￣#)。

8

虎皮大貓隊(duì)

上端是一個(gè)漏斗型旋流發(fā)生器，可以在進(jìn)原料的時(shí)候使原料充分混合，漏斗連接著混合管，混合管可以高速旋轉(zhuǎn)，在混合管里面利用離心力充分混合，充分混合后在下面的容器里反應(yīng)，溢流槽可以使得反應(yīng)溢出的產(chǎn)品流出。

9

煎餅果子

燃料反應(yīng)器的流化床，下部連通余熱鍋爐的水蒸氣入口，上部連通螺旋給料機(jī)，實(shí)現(xiàn)定量添加生物質(zhì)焦；流化床中進(jìn)行氣化反應(yīng)；流化床上部開有排氣口，經(jīng)一級(jí)旋風(fēng)分離器，較重的載氧體顆粒進(jìn)入固化床，較輕的合成氣和生物質(zhì)煙塵進(jìn)入二級(jí)旋風(fēng)分離器；經(jīng)二級(jí)旋風(fēng)分離器，生物質(zhì)煙塵進(jìn)入灰斗，合成氣則經(jīng)過冷凝器，進(jìn)入儲(chǔ)氣柜。水蒸氣經(jīng)冷凝器后從其下部開口進(jìn)入余熱鍋爐，而空氣則經(jīng)冷凝器空氣出口通過固化床空氣入口進(jìn)入固化床，與一級(jí)旋風(fēng)分離器分離出的較重的載氧體顆粒在固化床中完成氧化反應(yīng)。

10

自攪拌溶出反應(yīng)器

工程背景:鑒于目前我國的鋁土礦多為一水硬鋁石型鋁土礦，拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的管道化溶出過程存在著溶出時(shí)間長、易結(jié)疤的問題，我們改造設(shè)計(jì)了新型自攪拌溶出反應(yīng)器。

工作原理：壓力能驅(qū)動(dòng)透平機(jī)帶動(dòng)攪拌槳轉(zhuǎn)動(dòng)。

特點(diǎn):

①自潔：兩槳之間能夠相互清潔

②防結(jié)疤：攪拌能夠預(yù)防和減緩結(jié)疤

③強(qiáng)化溶出：攪拌能夠強(qiáng)化溶出

④節(jié)能：攪拌借助流體自身能力，不需要消耗額外的能量

⑤機(jī)械加工容易：封閉性好，易加工，防泄漏

11

來自星星的團(tuán)隊(duì)

我們團(tuán)隊(duì)制作的是當(dāng)下十分熱門的廢鋼冶煉設(shè)備“康斯迪”電爐半剖面模型?？邓沟想姞t作為廢鋼循環(huán)利用過程中的廢鋼熔煉設(shè)備，有著能耗低，產(chǎn)量大，利用煙氣預(yù)熱廢鋼等特點(diǎn)，是當(dāng)下廢鋼冶煉的明星級(jí)反應(yīng)器。我們團(tuán)隊(duì)選擇制作半剖面的模型，是為了能夠更直觀的展示內(nèi)部的結(jié)構(gòu)形態(tài)，并且我們使用了顏料表現(xiàn)了內(nèi)部的高溫料液的區(qū)域位置。不僅美觀，而且也能讓人能直觀的看懂爐子結(jié)構(gòu)。希望大家多多投票支持?。。?！

12

雙雄

遙觀仿佛千尋塔，近看疑似八卦爐。看！這煉鐵高爐構(gòu)思精妙，上口加料、下口出鐵；外觀精美，層次分明；廢氣除雜、回收用作燃料，科學(xué)環(huán)保。大家還在等什么？快快投票吧！

13

特鋼五人組

260t頂?shù)讖?fù)吹氧氣轉(zhuǎn)爐模型，堿性頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐由于其生產(chǎn)速度快、產(chǎn)量大、單爐產(chǎn)量高、成本低、投資少，是目前使用最普遍的煉鋼設(shè)備。

本次設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)：在轉(zhuǎn)爐本體四周設(shè)計(jì)一個(gè)全封閉的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)筑物把轉(zhuǎn)爐封閉起來，即“狗窩”，其作用是收集轉(zhuǎn)爐煙氣，集中排煙處理，并防止高溫鋼水所引發(fā)的各類事故，起到對(duì)操作人員和設(shè)備的保護(hù)作用。另一方面本次設(shè)計(jì)采用的滑動(dòng)可拆卸式出鋼口擋渣工藝，實(shí)現(xiàn)了出鋼的自動(dòng)控制，提高了轉(zhuǎn)爐合金回收率，減少了爐渣對(duì)出鋼口的侵蝕。另外與爐體相比，出鋼口的壽命很低，這樣的設(shè)計(jì)可以方便出鋼口的修補(bǔ)和替換。

14

鐵與火之歌隊(duì)

等離子體電弧熔煉爐，主要由陰極，陽極，等離子噴槍等幾部分組成，其有點(diǎn)是能量高度集中，電離度更高，它是用通有氣體的等離子槍對(duì)電弧施以壓縮而形成的。等離子熔煉的特點(diǎn)是電弧具有超高溫并可有效地控制爐內(nèi)氣氛，因而適合于熔煉活潑金屬、難熔金屬及其合金。

15

我們的前途一片金子

該作品是一臺(tái)《年產(chǎn)8萬噸粗銅的奧托昆普型閃速爐》，銅的整個(gè)閃速熔煉過程大致是指：是指將經(jīng)過深度脫水（含水率小于0.3%）的粉狀精礦，在噴嘴中與空氣或氧氣混合后，以高達(dá)60-70 m/s的速度從反應(yīng)塔頂部噴入高溫（1450-1550℃）的反應(yīng)塔內(nèi)。此時(shí)，精礦被氣體包圍，處于懸浮狀態(tài)，在2-3秒內(nèi)就基本完成了硫化物的分解、氧化和熔化過程。熔熔硫化物和氧化物的混合熔體降入反應(yīng)塔底部的沉淀池中匯集起來，進(jìn)而完成銅锍和爐渣的最終形成過程，并進(jìn)行沉清分離。本模型是按1:20的比例制成，其大致結(jié)構(gòu)及改進(jìn)部位將作如下說明：結(jié)構(gòu)說明：本臺(tái)閃速爐主要由反應(yīng)塔、沉淀池、精礦噴嘴和上升煙道四部分組成。

16

旭日東升隊(duì)

投我們，不投我們，投不投我們，如果親真的不想投我們，看完下面的話我保證讓您回心轉(zhuǎn)意！各位同學(xué)大家好，很感謝大家能在百忙之中欣賞我們的作品，我們是旭日東升隊(duì)，小組成員：姜丙華、耿學(xué)哲、康旭、陳炳旭、屈樂欣。我們的作品是轉(zhuǎn)爐，轉(zhuǎn)爐煉鋼是目前我國主要的煉鋼方法，轉(zhuǎn)爐流程是我國的主要鋼鐵生產(chǎn)工藝流程。我們這個(gè)模型雖然不是最好看的，但是我們一定是花費(fèi)時(shí)間最長，和實(shí)物最像，最有技巧性的作品。對(duì)于這個(gè)模型的制作，雖然看起來很簡單，但是制作的爐底（熔池）過程中，因?yàn)椴牧嫌邢?，我們是用一條條的膠合板（膠合板不易彎曲）小心的彎成弧形，然后組合成半球形，這個(gè)過程不知道折斷了多少條膠合板，最終制作出了半球形的爐底。然后爐身，我們用現(xiàn)有的材料制作筒形爐身不可能讓它特別圓，但是我們經(jīng)過團(tuán)隊(duì)協(xié)作討論，最終切了兩個(gè)圓形泡沫板，嵌在里邊，順利解決了不圓的問題，對(duì)于圓臺(tái)型爐帽的制作，我們更是下盡了功夫，用了無數(shù)條細(xì)小膠合板拼湊起來，這樣才可能與圓形爐身完美銜接，最終制作了這個(gè)模型，我們的作品雖然看起來不如其他反應(yīng)器橫平豎直那樣美觀，但是我感覺我們的作品更有技術(shù)性，更貼近轉(zhuǎn)爐，不論如何，如果親們、敬愛的同學(xué)們，能看到這里，不論是否投我們，我們都相當(dāng)?shù)母屑?，衷心的?duì)您表示感謝，祝您學(xué)業(yè)有成，生活幸福！謝謝！請(qǐng)投我們一票！

17

巡洋艦隊(duì)

水加熱釜式反應(yīng)器，釜式反應(yīng)器是一種低高徑比的圓筒形反應(yīng)器，用于實(shí)現(xiàn)液相單相反應(yīng)過程和液液、氣液、液固、氣液固等多相反應(yīng)過程。器內(nèi)設(shè)有攪拌裝置。在進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)之前，先將反應(yīng)物按照一定的比例進(jìn)行混合，然后與催化劑一同投入反應(yīng)釜內(nèi)，在反應(yīng)釜的水加熱導(dǎo)管中通以一定的熱水，熱水通過反應(yīng)釜的水平蛇形導(dǎo)管提高釜內(nèi)物料的溫度，通過攪拌器的攪拌使物料均勻并提高導(dǎo)熱速度，使其溫度均。

18

拓展全都隊(duì)

釜式反應(yīng)器，操作靈活，易于適應(yīng)不同操作條件和產(chǎn)品品種，適用于小批量、多品種、反應(yīng)時(shí)間較長的產(chǎn)品生產(chǎn)。間歇釜的缺點(diǎn)是：需有裝料和卸料等輔助操作，產(chǎn)品質(zhì)量也不易穩(wěn)定。但有些反應(yīng)過程，如一些發(fā)酵反應(yīng)和聚合反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)尚有困難，至今還采用間歇釜。連續(xù)釜式反應(yīng)器,或稱連續(xù)釜，可避免間歇釜的缺點(diǎn)，但攪拌作用會(huì)造成釜內(nèi)流體的返混。在攪拌劇烈、液體粘度較低或平均停留時(shí)間較長的場(chǎng)合，釜內(nèi)物料流型可視作全混流，反應(yīng)釜相應(yīng)地稱作全混釜。在要求轉(zhuǎn)化率高或有串聯(lián)副反應(yīng)的場(chǎng)合，釜式反應(yīng)器中的返混現(xiàn)象是不利因素。此時(shí)可采用多釜串聯(lián)反應(yīng)器,以減小返混的不利影響，并可分釜控制反應(yīng)條件。

19

愛克森隊(duì)

20

金拱你的胃隊(duì)

“秋天的氣息.........”

21

可愛小弱雞隊(duì)

這是一個(gè)可愛的冶金反應(yīng)器。

看了這些作品，是不是深深吸引了你呢？快來為你喜歡的隊(duì)伍投一票吧！

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投票截止時(shí)間：2017年11月17日24時(shí)

圖文來源：冶金學(xué)院學(xué)生科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)

圖文審核：萬佳昊

圖文編輯：樊瑞

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