全混流反应器模型

冶金反应器模型评选

冶金工程反应器作为冶金工业领域的反应载体和容器，在冶金工业流程中扮演着十分重要的角色，常见的冶金反应器有：高炉、转炉、结晶器、电解槽等。冶金反应器的工作原理、结构特点和主要功能是冶金学院五个专业学科的学子们必须掌握的基本知识。本次冶金反应器模型设计制作大赛，旨在让同学们自己动手设计制作冶金工艺过成中的反应器，激发广大同学的创新思想维和制作热情，培养同学们的动手实践能力，通过理论知识与实践相结合、体验科技创新等方式，在校园中营造了浓厚的科技氛围，让同学们感受到了科技带来的乐趣！

本次冶金反应器大赛已落下帷幕，大赛有21支队伍参与评选。作品如下：

1

319车队

尽管简陋，甚至很多地方还需要用手来指指点点，但莫忘记，大国重器有哪件不是从这里开始的?筚路蓝缕，以启山林，走出了这歪歪斜斜甚至有些稚嫩的第一步，我们团队聚沙成塔，集腋成裘，终将会一路向北，承前者志，泽后来人。

2

Ben朔1637

作品简介：反应器模型由结晶器与立弯式连铸机构成，是冶金工艺中使钢水冷却成钢坯的流程所在。在作品大致完成之后，团队成员将模型用花纹装饰，配以校徽校训，作品正面有队员签名，背面有队名logo。

3

TG@F4组

本设计装置为炉外精炼炉，以RH法炉外精炼为基础，本装置分别设计了顶吹氧枪系统和真空脱气系统，单管循环系统，同时设置合金料添加孔、侧吹氩气口等，具有真空脱气、真空脱碳、脱硫、脱磷、均匀钢水温度、均匀钢水成分和去除夹杂物和补偿钢水温度等综合精炼功能。本设计创新之处在于将传统的双管循环改为单管循环，以期待提高冶炼效率并提升钢水的质量，扩大可冶炼的钢种范围。本设计的绿色环保体现在冶炼过程基本不产生废烟废气，炉衬采用先进的无铬耐火材料，提高使用寿命的同时避免对钢水的污染。

4

冰糖葫芦队

众所周知，冶金反应器通俗上可分为电法冶金反应器、火法冶金反应器和湿法冶金反应器。我们小组选择制作湿法冶金反应器中的塔式反应器——萃取分离塔。喷洒式又名喷淋式萃取塔，萃取器的一种。塔内装配喷淋溶液 (重相或轻相) 的喷雾器。重相从顶部喷雾器喷淋而下和塔内的液体相接触。塔两端直径较大,以便于液体分层。结构简单,容量大,易清理,造价低。但喷洒的溶液易于凝结,因而接触表面减小。

5

第一小队

在反应釜内层放入反应溶媒可做搅拌反应，夹层可通过不同的冷热源做循环加热或冷却反应。通过反应釜夹层，注入恒温的热溶媒或冷却媒体，对反应釜内的物料进行恒温加热或制冷。同时可根据使用要求在常压或负压条件下进行搅拌反应。物料在反应釜内进行反应，控制反应溶液的蒸发与回流，反应完毕后，物料从釜底的出料口放出，操作简单、方便。

6

东大冶金五天王

冶金五天王参赛作品——“发”式炉(简单的离心搅拌器)，由炉体，料口，简单的监测仪器等构成，用以实现料渣的更好分离。原理简单易懂，结构简明易看。

7

给我一个反应器我能熔了整个地球

——超高功率电弧炉。别看照片中的它身材小巧，(☆_☆)实际上它可是个直径五米多的大家伙，一年能生产三十万吨钢坯。和传统的炼钢反应器相比，它温度更高、速度更快、效果更好。随着中国伟大复兴进程不断推进，超高功率电弧炉总有一天会成为冶金行业的擎天一柱，支撑起中华民族的工业脊梁(#￣▽￣#)。

8

虎皮大猫队

上端是一个漏斗型旋流发生器，可以在进原料的时候使原料充分混合，漏斗连接着混合管，混合管可以高速旋转，在混合管里面利用离心力充分混合，充分混合后在下面的容器里反应，溢流槽可以使得反应溢出的产品流出。

9

煎饼果子

燃料反应器的流化床，下部连通余热锅炉的水蒸气入口，上部连通螺旋给料机，实现定量添加生物质焦；流化床中进行气化反应；流化床上部开有排气口，经一级旋风分离器，较重的载氧体颗粒进入固化床，较轻的合成气和生物质烟尘进入二级旋风分离器；经二级旋风分离器，生物质烟尘进入灰斗，合成气则经过冷凝器，进入储气柜。水蒸气经冷凝器后从其下部开口进入余热锅炉，而空气则经冷凝器空气出口通过固化床空气入口进入固化床，与一级旋风分离器分离出的较重的载氧体颗粒在固化床中完成氧化反应。

10

自搅拌溶出反应器

工程背景:鉴于目前我国的铝土矿多为一水硬铝石型铝土矿，拜耳法生产氧化铝的管道化溶出过程存在着溶出时间长、易结疤的问题，我们改造设计了新型自搅拌溶出反应器。

工作原理：压力能驱动透平机带动搅拌桨转动。

特点:

①自洁：两桨之间能够相互清洁

②防结疤：搅拌能够预防和减缓结疤

③强化溶出：搅拌能够强化溶出

④节能：搅拌借助流体自身能力，不需要消耗额外的能量

⑤机械加工容易：封闭性好，易加工，防泄漏

11

来自星星的团队

我们团队制作的是当下十分热门的废钢冶炼设备“康斯迪”电炉半剖面模型。康斯迪电炉作为废钢循环利用过程中的废钢熔炼设备，有着能耗低，产量大，利用烟气预热废钢等特点，是当下废钢冶炼的明星级反应器。我们团队选择制作半剖面的模型，是为了能够更直观的展示内部的结构形态，并且我们使用了颜料表现了内部的高温料液的区域位置。不仅美观，而且也能让人能直观的看懂炉子结构。希望大家多多投票支持啊！！！

12

双雄

遥观仿佛千寻塔，近看疑似八卦炉。看！这炼铁高炉构思精妙，上口加料、下口出铁；外观精美，层次分明；废气除杂、回收用作燃料，科学环保。大家还在等什么？快快投票吧！

13

特钢五人组

260t顶底复吹氧气转炉模型，碱性顶底复吹转炉由于其生产速度快、产量大、单炉产量高、成本低、投资少，是目前使用最普遍的炼钢设备。

本次设计的创新点：在转炉本体四周设计一个全封闭的钢结构构筑物把转炉封闭起来，即“狗窝”，其作用是收集转炉烟气，集中排烟处理，并防止高温钢水所引发的各类事故，起到对操作人员和设备的保护作用。另一方面本次设计采用的滑动可拆卸式出钢口挡渣工艺，实现了出钢的自动控制，提高了转炉合金回收率，减少了炉渣对出钢口的侵蚀。另外与炉体相比，出钢口的寿命很低，这样的设计可以方便出钢口的修补和替换。

14

铁与火之歌队

等离子体电弧熔炼炉，主要由阴极，阳极，等离子喷枪等几部分组成，其有点是能量高度集中，电离度更高，它是用通有气体的等离子枪对电弧施以压缩而形成的。等离子熔炼的特点是电弧具有超高温并可有效地控制炉内气氛，因而适合于熔炼活泼金属、难熔金属及其合金。

15

我们的前途一片金子

该作品是一台《年产8万吨粗铜的奥托昆普型闪速炉》，铜的整个闪速熔炼过程大致是指：是指将经过深度脱水（含水率小于0.3%）的粉状精矿，在喷嘴中与空气或氧气混合后，以高达60-70 m/s的速度从反应塔顶部喷入高温（1450-1550℃）的反应塔内。此时，精矿被气体包围，处于悬浮状态，在2-3秒内就基本完成了硫化物的分解、氧化和熔化过程。熔熔硫化物和氧化物的混合熔体降入反应塔底部的沉淀池中汇集起来，进而完成铜锍和炉渣的最终形成过程，并进行沉清分离。本模型是按1:20的比例制成，其大致结构及改进部位将作如下说明：结构说明：本台闪速炉主要由反应塔、沉淀池、精矿喷嘴和上升烟道四部分组成。

16

旭日东升队

投我们，不投我们，投不投我们，如果亲真的不想投我们，看完下面的话我保证让您回心转意！各位同学大家好，很感谢大家能在百忙之中欣赏我们的作品，我们是旭日东升队，小组成员：姜丙华、耿学哲、康旭、陈炳旭、屈乐欣。我们的作品是转炉，转炉炼钢是目前我国主要的炼钢方法，转炉流程是我国的主要钢铁生产工艺流程。我们这个模型虽然不是最好看的，但是我们一定是花费时间最长，和实物最像，最有技巧性的作品。对于这个模型的制作，虽然看起来很简单，但是制作的炉底（熔池）过程中，因为材料有限，我们是用一条条的胶合板（胶合板不易弯曲）小心的弯成弧形，然后组合成半球形，这个过程不知道折断了多少条胶合板，最终制作出了半球形的炉底。然后炉身，我们用现有的材料制作筒形炉身不可能让它特别圆，但是我们经过团队协作讨论，最终切了两个圆形泡沫板，嵌在里边，顺利解决了不圆的问题，对于圆台型炉帽的制作，我们更是下尽了功夫，用了无数条细小胶合板拼凑起来，这样才可能与圆形炉身完美衔接，最终制作了这个模型，我们的作品虽然看起来不如其他反应器横平竖直那样美观，但是我感觉我们的作品更有技术性，更贴近转炉，不论如何，如果亲们、敬爱的同学们，能看到这里，不论是否投我们，我们都相当的感激，衷心的对您表示感谢，祝您学业有成，生活幸福！谢谢！请投我们一票！

17

巡洋舰队

水加热釜式反应器，釜式反应器是一种低高径比的圆筒形反应器，用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。器内设有搅拌装置。在进行化学反应之前，先将反应物按照一定的比例进行混合，然后与催化剂一同投入反应釜内，在反应釜的水加热导管中通以一定的热水，热水通过反应釜的水平蛇形导管提高釜内物料的温度，通过搅拌器的搅拌使物料均匀并提高导热速度，使其温度均。

18

拓展全都队

釜式反应器，操作灵活，易于适应不同操作条件和产品品种，适用于小批量、多品种、反应时间较长的产品生产。间歇釜的缺点是：需有装料和卸料等辅助操作，产品质量也不易稳定。但有些反应过程，如一些发酵反应和聚合反应，实现连续生产尚有困难，至今还采用间歇釜。连续釜式反应器,或称连续釜，可避免间歇釜的缺点，但搅拌作用会造成釜内流体的返混。在搅拌剧烈、液体粘度较低或平均停留时间较长的场合，釜内物料流型可视作全混流，反应釜相应地称作全混釜。在要求转化率高或有串联副反应的场合，釜式反应器中的返混现象是不利因素。此时可采用多釜串联反应器,以减小返混的不利影响，并可分釜控制反应条件。

19

爱克森队

20

金拱你的胃队

“秋天的气息.........”

21

可爱小弱鸡队

这是一个可爱的冶金反应器。

看了这些作品，是不是深深吸引了你呢？快来为你喜欢的队伍投一票吧！

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投票截止时间：2017年11月17日24时

图文来源：冶金学院学生科学技术协会

图文审核：万佳昊

图文编辑：樊瑞

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