專(zhuān)利名稱(chēng)：用于冷卻冶金爐的冷卻件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于冷卻冶金爐且尤其是爐子的渣區(qū)和/或金屬區(qū)的冷卻件，其中，爐子的鎧殼在其朝向爐室的一側(cè)襯有耐火材料，所述冷卻件包括一個(gè)冷卻介質(zhì)流經(jīng)其中的并且具有一冷卻介質(zhì)入口和出口的冷部以及一個(gè)通過(guò)傳熱變冷的熱部，在這里，該冷卻件的熱部在裝入狀態(tài)下與耐火材料的朝向爐室的正面平齊地結(jié)束。此外，本發(fā)明涉及一種用于冷卻一個(gè)冶金爐的并包括至少一個(gè)冷卻件的系統(tǒng)以及一種配備有這樣一個(gè)系統(tǒng)的熔爐。
背景技術(shù)：
這樣的冶金爐被用在有色金屬和生鐵的制造當(dāng)中。為此，采用了圓形或矩形的爐子，其中，所需的能量通過(guò)索德博格型自烘干電極被輸入。在許多情況下，熔化過(guò)程以借助自燃電弧輸入能量開(kāi)始，所述電弧在形成泡沫渣后就沒(méi)入渣滓中。如果電極被浸入導(dǎo)電液渣中，則輻射能量完全通過(guò)渣的電阻加熱被傳給金屬液池。在其它的情況下，只有部分能量借助渣的電阻加熱被傳入金屬液池中，這種能量傳遞通過(guò)小電弧來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述小電弧形成在電極和周?chē)牧现g(電刷起弧)。在這兩種情況下，都存在約為1400℃-1700℃的熱渣液，所述渣液因熱效應(yīng)和磁性作用而在爐子中循環(huán)。這種熱循環(huán)尤其是得到了因渣在爐壁上變冷而引起的密度變化所導(dǎo)致的浮力的促動(dòng)。
渣朝向爐壁的循環(huán)流動(dòng)導(dǎo)致了在爐壁上出現(xiàn)了襯蓋熔爐的耐火材料的非常強(qiáng)烈的磨損(也由于渣的化學(xué)侵蝕作用)。這種磨損只有在由耐火材料制成的爐壁在一定的熱負(fù)荷下被良好冷卻到在爐壁的熱面上即在朝向爐室的那側(cè)上形成了固體渣殼的程度時(shí)才會(huì)結(jié)束。這樣的渣殼被稱(chēng)為“凝固線”。這種凝固渣層保護(hù)耐火材料不會(huì)繼續(xù)被渣腐蝕或侵蝕，因而，它是所需要的保護(hù)層。不過(guò)，爐子的熔煉功率越高并且進(jìn)而要散發(fā)出的熱流越強(qiáng)，耐火材料的剩余壁厚就越薄。
尤其是當(dāng)在現(xiàn)有爐子中要提高電功率輸入以提高生產(chǎn)率而出于成本考慮又不應(yīng)該相應(yīng)增大爐底面時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)更高的熔煉功率密度(kW/平方米爐底面)。除了現(xiàn)有爐子的改裝外，這個(gè)問(wèn)題也困擾著與已知爐子相比應(yīng)該具有更高的功率密度的新建爐子。
為了盡管有強(qiáng)熱流而仍然要形成該保護(hù)層(凝固線)或盡可能厚地形成該保護(hù)層，從Copper 99-Cobre 99國(guó)際會(huì)議的、Voermann，F(xiàn).Ham，J.Merry、R.Veenstra、K.Hutchinson的會(huì)議報(bào)告“Furnace CoolingDesign for Modern High-Indensity Pyrometallurgical Processes”中(第5卷，礦物、金屬和材料協(xié)會(huì)，1999)中知道了可以將被冷卻的銅體用到耐火爐壁中。除了所謂的“指形冷卻機(jī)構(gòu)”和“板形冷卻機(jī)構(gòu)”外，尤其是提出了使用所謂的“華夫冷卻機(jī)構(gòu)”。這樣的華夫冷卻機(jī)構(gòu)”是由銅制成的并且其中鑄出管道的板狀體，這些板狀體在其熱面上配備有蜂窩狀槽和散熱片。在這些槽中安裝有由耐火材料制成的磚，或者耐火材料被夯實(shí)到這些槽中。在“華夫冷卻機(jī)構(gòu)”中的散熱片的冷卻作用的結(jié)果就是在耐火材料直接接觸液渣時(shí)形成了所希望的“凝固線”。盡管這樣的“華夫冷卻機(jī)構(gòu)”有利地負(fù)擔(dān)起支承功能，但它們的缺點(diǎn)是很重并且由此導(dǎo)致的高昂的生產(chǎn)成本。
在D.Tisdale、D.Briand、R.Sriram和R.McMeekin的“UpgradingFalconbridge’s No.2 furnace crucible”中，其中該文章記載在“Challenges in Process Intensification”(加拿大蒙特卡羅PQ，加拿大采礦、冶金和石油學(xué)院，1996年)，描述了“指形冷卻機(jī)構(gòu)”和“板形冷卻機(jī)構(gòu)”。所謂指形冷卻機(jī)構(gòu)是指具有圓形橫截面的銅管。但事實(shí)證明，這樣的銅管很難被裝入長(zhǎng)方體形耐火磚中。已知的板形冷卻機(jī)構(gòu)沒(méi)有這個(gè)缺點(diǎn)。但是，板形冷卻機(jī)構(gòu)和指形冷卻機(jī)構(gòu)一樣必須笨重地構(gòu)成，這是因?yàn)樗某叽缡怯稍谄鋬?nèi)延伸的冷卻水流通孔來(lái)決定，這使得其制造成本巨大。指形冷卻機(jī)構(gòu)、板形冷卻機(jī)構(gòu)以及華夫冷卻機(jī)構(gòu)在新建狀態(tài)下沒(méi)有穿過(guò)耐火爐壁的整個(gè)厚度，而是在其爐側(cè)端壁之前還需要有砌墻。此外，它保持不與爐子外壁即所謂的爐子鎧殼連接，以避免由耐火砌墻和爐子鎧殼的不同的熱膨脹引起的壓入。
從E.Granberg、G.Carlsson的“Development of a device forcooling of the safety-zone in the electric arc furnace”中，其中該文章記載和公開(kāi)在第三屆European Electric Steel Congress(2-4，October，1989，Boumemouth)中，公開(kāi)了用于煉鋼電弧爐的安全區(qū)的冷卻件，所述冷卻件的作用是基于從在爐室內(nèi)的熱側(cè)面向在爐子鎧殼外的冷卻介質(zhì)傳輸熱。
這些由鑄銅構(gòu)成的冷卻件包括一個(gè)水冷的連接部，多個(gè)實(shí)心的并突入爐室中的板形冷卻機(jī)構(gòu)成梳狀地安裝在該連接部上。在板形冷卻機(jī)構(gòu)之間設(shè)有耐火材料。連接部設(shè)置在爐子鎧殼之外。板形冷卻機(jī)構(gòu)的厚度和平均間距可以是變化的。這種解決方案的缺點(diǎn)是，在形成有薄板形冷卻機(jī)構(gòu)的情況下，熱側(cè)面上的負(fù)荷很高，結(jié)果會(huì)有銅氧化的危險(xiǎn)以及導(dǎo)熱能力的下降，而在形成有厚板形冷卻機(jī)構(gòu)的情況下，材料成本提高，結(jié)果出現(xiàn)不對(duì)稱(chēng)冷卻。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種冷卻件以及一種用于冶金爐的冷卻系統(tǒng)，該冷卻件在避免上述缺陷的情況下具有一熱側(cè)面，該熱側(cè)面在工作狀態(tài)下馬上形成一凝固線。此外，可提供一種爐子，它在裝備有這樣的系統(tǒng)的情況下具有很高的機(jī)械穩(wěn)定性。
通過(guò)一種具有權(quán)利要求1的特征的冷卻件、一種具有權(quán)利要求9和10的特征的冷卻系統(tǒng)以及一種具有如權(quán)利要求16和17所述的特征的爐子來(lái)完成該任務(wù)。在從屬權(quán)利要求中公開(kāi)有利的改進(jìn)方案。
本發(fā)明提出了，整個(gè)熱部成唯一一塊板的形狀，該板在冷側(cè)即在其背對(duì)爐室的一側(cè)具有唯一一個(gè)獨(dú)立的并配備有冷卻介質(zhì)入口和出口的冷部。
與已知解決方案不同，一個(gè)冷卻件由唯一一塊板構(gòu)成，在該板上設(shè)有一個(gè)獨(dú)立的且與其它冷卻件無(wú)關(guān)的冷部。這樣一來(lái)，得到了一個(gè)有利的熱部面積與冷部面積之比，隨之而來(lái)的就是有利的冷卻性能。因此，在工作狀態(tài)下，直接在冷卻件熱側(cè)面上，即在耐火材料的朝向爐室的正面上以及在板的正面上，快速地形成一個(gè)保護(hù)層或凝固線。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)非常優(yōu)選的實(shí)施例，該冷部是一管，其中該板以其背對(duì)爐室的一側(cè)不可脫開(kāi)地且平行于管軸線地被安裝到該管上。這種連接通過(guò)全面連并最好通過(guò)焊接來(lái)實(shí)現(xiàn)，以允許良好的熱輸送。冷卻件有利地包括一銅板和一銅管，在這種情況下，冷卻件由標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的部件構(gòu)成，它們可以庫(kù)存，這顯著降低了材料成本并主要是降低了加工成本?？傊@樣一來(lái)，提供了一種哪里都可用的、成本低廉的且可靠的冷卻件。還有利的是，所用的組成部件(板和管)由于其生產(chǎn)方式(軋制、擠壓)而沒(méi)有粗晶粒的澆鑄組織，而是具有均勻一致的細(xì)晶組織。這決定了更高的導(dǎo)熱性能以及不太易于開(kāi)裂或擴(kuò)展裂紋。
薄板意義上的所述板最好非常薄。板厚為10-40毫米且最好是20-40毫米。
為避免因在板的整個(gè)面上有不同的熱膨脹狀況而拒絕使用所述薄板而規(guī)定了，該板或薄板垂直于冷卻管縱軸線地開(kāi)縫。由于被分割成一些獨(dú)立的板條并且還由于板比較薄，所以，能夠靈活地適應(yīng)于耐火材料的熱膨脹運(yùn)動(dòng)。此外，這還具有以下突出的優(yōu)點(diǎn)，即避免在耐火材料或耐火砌墻與板之間形成絕熱氣隙。
縫間距最好是一樣的。在縫寬為2-5毫米時(shí)，推薦約為100-400毫米的間距。
在所提出的冷卻系統(tǒng)中可能存在以下類(lèi)型I型冷卻系統(tǒng)，它具有垂直布置的冷卻件，這些冷卻件的冷部或管設(shè)置在爐子鎧殼之外；II型冷卻系統(tǒng)，它具有垂直布置的冷卻件，所述冷卻件的冷部或管設(shè)置在爐子鎧殼內(nèi)；III型冷卻系統(tǒng)，它具有水平布置的冷卻件，這些冷卻件的冷部或管設(shè)置在爐子鎧殼之外；IV型冷卻系統(tǒng)，它具有水平布置的冷卻件，這些冷卻件的冷部或管設(shè)置在爐子鎧殼之內(nèi)。
根據(jù)熔煉功率密度和電極距爐壁的距離來(lái)設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)，確切地說(shuō)是通過(guò)選擇板的幾何形狀和/或熱側(cè)面和冷部之間的距離和/或板之間的距離。與已知的板形冷卻機(jī)構(gòu)相比，熱部的板要薄。在熱側(cè)面和冷部即管之間的距離比較短。板最好具有矩形的幾何形狀。
在這樣的冷卻系統(tǒng)中，冷卻件距離它的下個(gè)相鄰冷卻件的垂直或水平的距離是按照作為耐火材料的耐火磚的高度規(guī)格或?qū)挾纫?guī)格或其多倍確定的。在水平布置的情況下，這具有以下優(yōu)點(diǎn)，即重疊的冷卻件的數(shù)量可以靈活地匹配于渣區(qū)或金屬區(qū)的高度。省略了對(duì)耐火磚的切割加工，安裝成本由此降低。
最好規(guī)定，一個(gè)冷卻系統(tǒng)的多個(gè)冷卻件在水流方面是串聯(lián)連接的，在這里，一個(gè)冷卻件的冷卻介質(zhì)出口(或許通過(guò)一剛性連接管或柔性連接管)與一個(gè)相鄰冷卻件的冷卻介質(zhì)入口連接。可以串聯(lián)連接的冷卻件的數(shù)量視可用的冷卻水量和/或允許的冷卻水最高溫度而定。
根據(jù)本發(fā)明，爐子結(jié)構(gòu)尤其是爐壁應(yīng)該匹配于各冷卻系統(tǒng)及其特點(diǎn)。對(duì)于III型冷卻系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，提出了一個(gè)圓形或矩形的熔爐，爐子的鎧殼在冷卻區(qū)的區(qū)域里回縮向爐子內(nèi)部并且具有壁板以支承現(xiàn)在變突出的爐部的上部。該爐子鎧殼結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了，由于必須為冷卻件設(shè)置垂直間距較小的水平縫而對(duì)爐子的機(jī)械承載能力造成的削弱得到了補(bǔ)償。
在水平布置結(jié)構(gòu)中，在爐子鎧殼中開(kāi)設(shè)有其長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于冷卻件的水平延伸距離的縫。在這里，縫的高度有利地如此選擇，即各冷卻件可以參與到耐火材料的不可避免的熱膨脹當(dāng)中，而縫的上邊或底邊不會(huì)阻擋這種運(yùn)動(dòng)。結(jié)果，出現(xiàn)了比較高的縫。
在IV型冷卻系統(tǒng)中，與III型相比，必須為了冷部或管的冷卻介質(zhì)入口或出口只在爐子鎧殼中開(kāi)設(shè)較小的開(kāi)口和進(jìn)而形成較小的削弱點(diǎn)。在這個(gè)解決方案中，爐子鎧殼的靜態(tài)承載能力受損小。但是，可以通過(guò)相互錯(cuò)開(kāi)地布置重疊的冷卻件來(lái)提高承載能力。
I型冷卻系統(tǒng)和II型冷卻系統(tǒng)尤其被用在圓形爐子中。板的幾何形狀，準(zhǔn)確地說(shuō)是其長(zhǎng)度，最好匹配于渣區(qū)的高度。在I型冷卻系統(tǒng)中，熱部的板穿過(guò)爐子鎧殼并且冷部或管位于爐子鎧殼外，其中一個(gè)因有垂直縫而削弱了其穩(wěn)定性的爐子鎧殼為了承受由耐火材料熱膨脹引起的環(huán)形應(yīng)力而通過(guò)肋條或環(huán)來(lái)加強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度，在此確保了在爐子鎧殼中的垂直縫允許整合到耐火材料中的冷卻件尤其是向上自由移動(dòng)。


從從屬權(quán)利要求和以下說(shuō)明中得到了本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)，在以下說(shuō)明中，詳細(xì)描述了附圖所示的本發(fā)明實(shí)施例。在這里，除了上述的特征組合方式外，單獨(dú)地或以其它組合方式出現(xiàn)的這些技術(shù)特征也對(duì)本發(fā)明很重要，附圖所示為圖1是本發(fā)明提出的冷卻件的局部側(cè)視圖，該冷卻件由一板和一管組成；圖2是圖1所示冷卻件的沿線A-A的橫截面圖；圖3是整裝有III型冷卻系統(tǒng)和成形的爐子鎧殼的爐壁的垂直截面圖；圖4表示帶有帶有圖3所示冷卻系統(tǒng)的爐壁的沿B-B的水平截面；
圖5是整裝有IV型冷卻系統(tǒng)的爐壁的垂直截面圖；圖6表示帶有圖5所示冷卻系統(tǒng)的爐壁的沿B-B的水平截面；圖7表示IV型冷卻系統(tǒng)，其中重疊的冷卻件是錯(cuò)開(kāi)布置的；圖8是整裝有I型冷卻系統(tǒng)的爐壁的垂直截面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1表示一冷卻件1的局部，該冷卻件包括一個(gè)由冷卻介質(zhì)如冷卻水流過(guò)的且呈管3形式的冷部2以及一個(gè)只通過(guò)熱傳導(dǎo)被冷卻的熱部4，該管3具有內(nèi)徑di和壁厚dw。未有冷卻水流過(guò)的熱部4包括一塊銅制薄板5，該板以下被稱(chēng)為銅板。管3也由銅制成并且按照銅管標(biāo)準(zhǔn)尺寸或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。該銅板以其冷側(cè)的縱向側(cè)面6平行于管縱軸線地焊接到管殼7上并且從該熱側(cè)面8起配備有縫9，這些縫在所示實(shí)施例中一直延伸到焊縫10。出現(xiàn)在熱側(cè)面8上的并來(lái)自爐室Oi的熱借助銅板導(dǎo)熱被散發(fā)給管3，在這里是流經(jīng)管3的冷卻介質(zhì)。在該銅板和管3之間的、能夠?qū)崿F(xiàn)不受干擾的傳熱的全面連接(在這里成焊縫10形式)在圖2中清楚示出了。銅板比較薄，最好是20-40毫米。也可以采用具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸的銅板。與縫9結(jié)合地得到了一種柔性的銅板，它能夠高效傳輸熱量并同時(shí)可以參與到耐火材料的熱膨脹中。
圖3示出了給一冷卻系統(tǒng)布置多個(gè)冷卻件101的情況。在這個(gè)所示的III型冷卻系統(tǒng)(11)中，這些冷卻件101是水平布置的，就是說(shuō)，成銅板形狀的熱部104被這樣裝入爐壁112中，即板平面的走向垂直于爐子縱軸線。
爐壁112由爐子鎧殼113和耐火材料114組成，其中爐子在其朝向爐室Oi的一側(cè)裝備所述耐火材料。在所示實(shí)施例中，爐子鎧殼113砌襯有有一定厚度規(guī)格HF的耐火磚115并且在過(guò)渡到耐火磚115的區(qū)域里填充有夯實(shí)耐火材料。這些冷卻件101是這樣安置在冷卻區(qū)中的，即薄銅板105的熱側(cè)面108即直接遭遇爐內(nèi)氣氛的正面在安裝狀態(tài)下與該耐火磚115的朝向爐室Oi的正面平齊地結(jié)束，就是說(shuō)，在銅板正面之前不需要耐火材料。
在這個(gè)實(shí)施例中，這些冷卻件101分別以?xún)蓧K耐火磚115的間距重疊設(shè)置，其中耐火襯分別由一個(gè)地腳螺栓115固定在爐子鎧殼113上。通過(guò)它在耐火磚之間的結(jié)構(gòu)和布置，這些冷卻件是盡可能自支承的，這節(jié)省了固定件。
配屬于每片銅板的銅管103都構(gòu)成一個(gè)冷卻通道119，這些銅管設(shè)置在爐子鎧殼113之外。在每個(gè)管103的管端上，設(shè)有管段120、121或過(guò)渡到冷卻介質(zhì)入口122或冷卻介質(zhì)出口123的過(guò)渡部，為此參見(jiàn)圖4。總之，通過(guò)各冷卻件101的熱部104面積與冷部102面積的有利之比，快速形成了一個(gè)保護(hù)層或凝固線124(只能看到凝固線的一部分)。這樣一來(lái)，未受侵蝕的耐火磚115的剩余壁厚是很大的。
由于各冷卻件101的銅管103位于爐子鎧殼113之外，所以在爐子鎧殼113中開(kāi)設(shè)有對(duì)應(yīng)的開(kāi)口125或縫，它們的長(zhǎng)度比銅板長(zhǎng)度略大一些且其高度H0不應(yīng)太低，以便在耐火磚115在縫或開(kāi)口125中移動(dòng)時(shí)不影響到銅板。為了補(bǔ)償爐子鎧殼113因有開(kāi)口而削弱強(qiáng)度，爐子鎧殼113在由冷卻系統(tǒng)11構(gòu)成的冷卻區(qū)的區(qū)域里向內(nèi)隆起，該冷卻區(qū)可大致對(duì)應(yīng)于渣區(qū)(見(jiàn)圖3)。由爐子結(jié)構(gòu)126的較上部分作用于爐子鎧殼113的力由壁板127來(lái)承受或向下傳遞這個(gè)力。
接在渣區(qū)下面的金屬區(qū)也可以形成有這樣一個(gè)冷卻系統(tǒng)，或者如在這里所示的那樣，它配備有一個(gè)從外面作用于爐子鎧殼113的噴灑冷卻裝置128。為此，爐子鎧殼113在其背對(duì)爐室的側(cè)面上帶有外殼，由此形成一個(gè)間隙129。冷卻水借助一個(gè)供水管130被輸入該間隙129中，從而冷卻水沿爐子鎧殼113的外表面向下噴灑。
尤其是從圖4中看到了上述壁板127的布置結(jié)構(gòu)，該圖示出了在熔爐爐壁112里的如圖3所示的冷卻系統(tǒng)11的、沿線B-B的水平截面圖?？赡苓_(dá)到1米到多米或不到一米長(zhǎng)的銅管103長(zhǎng)度大致對(duì)應(yīng)于銅板的長(zhǎng)度。
上述帶有位于爐子鎧殼外的銅管的III型冷卻系統(tǒng)11尤其是被用在這樣的熔爐中，即該熔爐配備有耐火材料如氧化錳，所述耐火材料在高溫下與水反應(yīng)。只要可以接受將引導(dǎo)冷卻水的管子安置在爐子鎧殼外的布局，就能使用一種如圖5、6詳細(xì)示出的IV型冷卻系統(tǒng)12。圖5表示爐壁212的一個(gè)垂直截面，而圖6表示一個(gè)水平截面。
帶有冷卻件201的冷卻通道219的銅管203被安置在夯實(shí)耐火材料216內(nèi)，所述夯實(shí)耐火材料位于爐子鎧殼213和耐火磚215之間。也與在III型冷卻系統(tǒng)11中一樣，薄板205或銅板設(shè)置在各耐火磚215之間。爐子鎧殼213配備有用于兩個(gè)管段2210、221伸出來(lái)的開(kāi)口225，所述管段用于每個(gè)銅管203的各冷卻介質(zhì)入口222和各冷卻介質(zhì)出口223。雖然爐子鎧殼213在冷卻系統(tǒng)12中被略微削弱了強(qiáng)度，但可以設(shè)置壁板227來(lái)提高穩(wěn)定性(見(jiàn)圖6)，所述壁板在爐子230的爐子鎧殼231的冷側(cè)面上延伸。
此外，在IV型冷卻系統(tǒng)12中，穩(wěn)定性的提高是通過(guò)錯(cuò)開(kāi)布置重疊的冷卻件210層而實(shí)現(xiàn)的，如圖7所示。圖7從爐子鎧殼的冷側(cè)面看過(guò)去地示出了一個(gè)IV型冷卻系統(tǒng)12，它具有重疊水平布置的、第一級(jí)、第二級(jí)、第三級(jí)和第四級(jí)的冷卻件201的靠?jī)?nèi)的銅管203。通過(guò)一共同的供水通道231，冷卻水通過(guò)各自在爐子鎧殼中的開(kāi)口突出來(lái)的流入管段220流入第一級(jí)或最下級(jí)的冷卻件201的銅管203中，以便糖果相應(yīng)的出口管段221又流出來(lái)。不過(guò)，在所示的實(shí)施例中，冷卻水不是馬上流出來(lái)，而是通過(guò)一個(gè)靠?jī)?nèi)的(也埋在夯實(shí)耐火材料中)的連接管232流向靠上的下一級(jí)的冷卻件201的銅管203的流入管段220。冷卻水的傳輸一直持續(xù)進(jìn)行，直到流過(guò)第四級(jí)或最高級(jí)的冷卻件201的銅管203，并且冷卻水通過(guò)出口管段221和冷卻水出口223流出到一共同的回流管道中，以便在那里被送入一個(gè)冷卻水回冷系統(tǒng)(未示出)。
III型冷卻系統(tǒng)11和IV型冷卻系統(tǒng)12尤其是被用在矩形爐子中，而I型冷卻系統(tǒng)和II型冷卻系統(tǒng)尤其被用在圓形爐子中。圖8表示I型冷卻系統(tǒng)13的冷卻件的垂直截面。在這個(gè)類(lèi)型的冷卻系統(tǒng)中，這些冷卻件301如此布置在爐壁里，即板305的平面或銅管303的縱軸線的走向平行于爐子縱軸線。每個(gè)冷卻件301的冷部302或銅管303位于爐子鎧殼313之外。銅板的長(zhǎng)度最好對(duì)應(yīng)于渣區(qū)的高度。309表示銅板的縫。為了裝入冷卻件301，在爐子鎧殼313中開(kāi)設(shè)有狹窄的但在垂直方向上長(zhǎng)的開(kāi)口325或縫。爐子鎧殼313最好通過(guò)肋條或環(huán)335、b來(lái)加強(qiáng)。
權(quán)利要求
1.一種用于冷卻冶金爐的冷卻件，其中該爐的鎧殼(113，213，313)在其朝向爐室(Oi)的側(cè)面上配備有耐火材料(114，214，314)，該冷卻件包括一個(gè)有冷卻介質(zhì)流過(guò)的且具有一個(gè)冷卻介質(zhì)入口(122，222，322)和一個(gè)冷卻介質(zhì)出口(123，223，323)的冷部(2，102，202，302)以及一個(gè)通過(guò)熱傳導(dǎo)被冷卻的熱部(4，104，204，304)，該冷卻件的所述熱部在裝入狀態(tài)下與該耐火材料(114，214，314)的朝向該爐室(Oi)的正面平齊地結(jié)束，其特征在于，整個(gè)所述熱部呈一塊板(5，105，205，305)狀，該板(5，105，205，305)在冷側(cè)配備有一個(gè)獨(dú)立的冷部(2，102，202，302)。
2.如權(quán)利要求1所述的冷卻件，其特征在于，該冷部是一根管(3，103，203，303)，該板(5，105，205，305)以其背對(duì)該爐室(Oi)的側(cè)面不可脫開(kāi)且平行于管縱軸線地被安裝到所述管(3，103，203，303)上。
3.如權(quán)利要求2所述的冷卻件，其特征在于，該板(5，105，205，305)通過(guò)一個(gè)總接頭被安裝到所述管(3，103，203，303)上。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的冷卻件，其特征在于，該板(5，105，205，305)具有10-40毫米且最好是20-40毫米的厚度。
5.如權(quán)利要求2-4之一所述的冷卻件，其特征在于，該板(5，105，205，305)具有垂直于所述管(3，103，203，303)的縱軸線延伸的縫(9，309)，這些縫從不與該管連接的板側(cè)面起朝向管地開(kāi)設(shè)于所述管中。
6.如權(quán)利要求5所述的冷卻件，其特征在于，這些縫(9，309)的間距是一致的并且這些縫(9，309)一直延伸到所述管(3，103，203，303)。
7.如權(quán)利要求2-6之一所述的冷卻件，其特征在于，所述管(3，103，203，303)具有從1米到多米的長(zhǎng)度。
8.如權(quán)利要求1-7之一所述的冷卻件，其特征在于，不僅構(gòu)成所述熱部的所述板(5，105，205，305)，而且構(gòu)成該冷部的所述管(3，103，203，303)是由銅或另一種導(dǎo)熱材料制成的。
9.一種冷卻冶金爐的系統(tǒng)，它有至少一個(gè)如權(quán)利要求1-8之一所述的冷卻件，其中該爐的鎧殼(113，213)在其朝向爐室(Oi)的側(cè)面上配備有耐火材料(114，214)，各所述的冷卻件包括一個(gè)有冷卻介質(zhì)流過(guò)的且具有一個(gè)冷卻介質(zhì)入口(122，222)和一個(gè)冷卻介質(zhì)出口(123，223)的冷部(102，202)以及一個(gè)通過(guò)熱傳導(dǎo)被冷卻的熱部(104，204)，該冷卻件的所述熱部在裝入狀態(tài)下與該耐火材料(114，214)的朝向該爐室的正面(117)平齊地結(jié)束，其特征在于，所述的呈唯一一塊板(105，205)形狀的熱部被安裝到由爐子鎧殼(113，213)和耐火材料(114，214)構(gòu)成的爐壁(112)中，從而該板的平面垂直于該爐的縱軸線地延伸(水平布置)。
10.一種冷卻冶金爐的系統(tǒng)，它有至少一個(gè)如權(quán)利要求1-8之一所述的冷卻件，該爐的鎧殼(313)在其朝向爐室(Oi)的側(cè)面上配備有耐火材料(314)，其中各所述的冷卻件包括一個(gè)有冷卻介質(zhì)流過(guò)的且具有一個(gè)冷卻介質(zhì)入口(322)和一個(gè)冷卻介質(zhì)出口(323)的冷部(302)以及一個(gè)通過(guò)熱傳導(dǎo)被冷卻的熱部(304)，該冷卻件的所述熱部在裝入狀態(tài)下與該耐火材料的朝向該爐室的正面平齊地結(jié)束，其特征在于，所述的呈唯一一塊板(305)形狀的熱部被安裝到由爐子鎧殼(313)和耐火材料(314)構(gòu)成的爐壁中，從而該板的平面平行于該爐的縱軸線地延伸(垂直布置)。
11.如權(quán)利要求9或10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述各冷卻件(201)的、有冷卻介質(zhì)流過(guò)的該冷部(202)被安置在該爐子鎧殼(213)的朝向該爐室(Oi)的側(cè)面上。
12.如權(quán)利要求9或10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的有冷卻介質(zhì)流過(guò)的冷部(102，302)被安置在該爐子鎧殼(113，313)的朝向該爐室(Oi)的側(cè)面上。
13.如權(quán)利要求9-12之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，該板(105，205，305)的幾何形狀和/或在該熱部(108)和該冷部(102)之間的距離和/或所述冷卻件的所述板(105，205，305)之間的距離是按照熔煉功率密度設(shè)計(jì)的。
14.如權(quán)利要求9-13之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，相鄰冷卻件(101，201，301)的這些板(105，205，305)之間的距離是按照作為耐火材料的耐火磚(115，215)的高度規(guī)格(HF)或?qū)挾纫?guī)格或其多倍值確定的。
15.如權(quán)利要求9-14之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，一個(gè)冷卻件的該冷卻介質(zhì)出口與一個(gè)相鄰冷卻件(201)的該冷卻介質(zhì)入口連通。
16.一種具有一個(gè)如權(quán)利要求9和12所述的、用于冷卻渣區(qū)和/或金屬區(qū)的并包括至少一個(gè)如權(quán)利要求1-8之一所述的冷卻件的系統(tǒng)的熔爐，其特征在于，當(dāng)水平布置構(gòu)成一個(gè)冷卻區(qū)的多層冷卻件(101)時(shí)，并且當(dāng)有冷卻介質(zhì)流過(guò)的該冷部(102)被安置在該爐子鎧殼(113)的背對(duì)該爐室(Oi)的側(cè)面上時(shí)，該爐子鎧殼(113)是在該冷卻區(qū)的區(qū)域里朝向該爐室(Oi)縮進(jìn)地形成的，它借助一塊結(jié)構(gòu)板且尤其是借助壁板得到支承，以便繼續(xù)在該冷卻區(qū)上傳遞垂直力。
17.一種具有一個(gè)如權(quán)利要求10和12所述的、用于冷卻渣區(qū)和/或金屬區(qū)的并包括至少一個(gè)如權(quán)利要求1-8之一所述的冷卻件的系統(tǒng)的熔爐，其特征在于，當(dāng)垂直布置構(gòu)成一冷卻區(qū)的多個(gè)冷卻件(301)時(shí)并且所述的有冷卻介質(zhì)流過(guò)的冷部被安置在該爐子鎧殼(313)的背對(duì)該爐室(Oi)的側(cè)面上時(shí)，該爐子鎧殼(313)通過(guò)肋條(335a，b)或環(huán)得到加強(qiáng)。
18.如權(quán)利要求16或17所述的熔爐，其特征在于，該熔爐具有一個(gè)用于制造有色金屬或生鐵的圓形爐(OR)或矩形爐(ORe)，或者該熔爐具有一個(gè)用于煉鋼的電弧爐。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于冷卻冶金爐的冷卻件，其中該爐子的鎧殼(113，213，313)在其朝向爐室(O
文檔編號(hào)F27D9/00GK1518657SQ02812254
公開(kāi)日2004年8月4日 申請(qǐng)日期2002年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月18日
發(fā)明者P·海因里希, L·阿姆布羅斯, P 海因里希, 凡悸匏 申請(qǐng)人:Sms迪馬格股份公司