CN104428618B - 用于探测熔炉的至少一个冷却装置的区域中的泄漏的方法和装置及熔炉 - Google Patents

用于探测熔炉的至少一个冷却装置的区域中的泄漏的方法和装置及熔炉 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于探测熔炉的至少一个冷却装置的区域中的泄漏的方法，其中在泄漏的情况中，液态的冷却剂从至少一个冷却装置到达熔炉的炉室中，并且其中将废气流从炉室经过一个时间段Z连续地排导出，该方法具有以下步骤：-在时间段Z期间，从废气流中分离出代表性的部分流；-对包含在部分流中的蒸汽态的组分进行冷凝并确定获得的冷凝物流；-将获得的冷凝物流与冷凝物流极限值进行比较，并且-当冷凝物流超过冷凝物流极限值时，指示出泄漏。此外，本发明还涉及一种用于执行该方法的装置以及具有这种类型的装置的熔炉。

Description

用于探测熔炉的至少一个冷却装置的区域中的泄漏的方法和装置及熔炉
技术领域
本发明涉及一种用于探测熔炉、尤其是电弧炉的至少一个冷却装置的区域中的泄漏的方法，其中，在泄漏的情况中，冷却剂从至少一个冷却装置到达熔炉的炉室中，并且其中将废气流从炉室经过一个时间段Z连续地排导出。此外，本发明还涉及一种用于执行该方法的装置和具有这种类型的装置的熔炉。
背景技术
为了使熔炉的防火内衬抵御超常规的热负载，通常为熔炉壁配备冷却装置。在电弧炉的情况中，在炉壁中安装有所谓的冷却嵌板，其由通常是水形式的液态冷却剂穿流。
DE3048025A1描述了一种这样的用于电弧炉的冷却装置。该冷却装置与炉室接触地布置并且由此自身承受高机械和热负载。因此在冷却装置的区域中总是会出现裂纹或者泄露，这导致液态的冷却剂进入到高温炉室中。这样的冷却介质进入到高温炉室中是危险的，因为冷却剂会剧烈地蒸发。视泄漏的程度而定，这可以导致真实的爆炸，这可以引起对熔炉的较大损坏并且此外可以危及在熔炉旁的操作人员的生命安全。
其指出，冷却装置的泄漏在一开始通常很小，并且相对少量的冷却剂进入到炉室中。然而，冷却剂能穿过自身形成的细小裂纹泄出，该裂纹由于冷却装置的高机械和热负载会迅速扩大。
越早地识别到熔炉的冷却装置的区域中的泄漏，那么就能越快速地对抗即将发生的爆炸，并阻止在熔炉处的危险以及对操作人员的身体和生命的伤害。现有已经存在的用于早期识别熔炉冷却装置的泄漏的系统并不能满足这样的要求，该要求设定了与安全相关的课题，因为现有的测量方法的精确性和唯一性是不足的。
因此，已经开始尝试，通过在熔炉的不同的冷却装置上执行对冷却剂压力的差别测量来获得关于泄漏的说明。泄漏会导致冷却装置中的冷却剂损失并进而导致在相关的冷却装置中的压力损失。然而，由于每个冷却装置大多具有较大的冷却剂量并且供流和排流系统通常广泛分支，该方法被证明对于探测泄漏来说相当慢和不精确。
在使用水作为冷却剂时，这种情况经常出现，也已经安装了测量系统，其检测在高炉废气流中的氢气含量，并且由该值推算出包含在废气中的水的含量。此后，进入炉室中的水并不总是分解成氢气和氧气，而是可以在废气流中包含水蒸汽，并且进一步开始通常的燃烧过程，在该燃烧过程中形成二氧化碳和水，并且其中产生的水在形成氢气的情况下离解，这种方法也不足以有说服力地可靠地探测泄漏。
US7,223,978B2描述了一种常规方法，用于确定尤其是电弧炉的热气中的化学组分的含量，其中通过激光二极管实现确定二氧化碳、一氧化碳、氢气或者水的含量。
发明内容
本发明的目的是提出一种可靠的方法，用于探测在熔炉的至少一个冷却装置的区域中的泄漏的方法，以及一种用于执行这种方法的装置。此外，应该还提出一种具有这种类型的装置的熔炉。
该目的通过一种用于探测熔炉的至少一个冷却装置的区域中的泄漏的方法实现，其中在泄漏的情况中，液态的、尤其是水状的冷却剂从至少一个冷却装置到达熔炉的炉室中，并且其中将废气流从炉室经过一个时间段Z排导出，该方法具有以下步骤：-在时间段Z期间，从废气流中分离出代表性的部分流；-对包含在部分流中的蒸汽态的组分进行冷凝并确定获得的冷凝物流；-将获得的冷凝物流与冷凝物流极限值进行比较，并且-当冷凝物流超过冷凝物流极限值时，指示出泄漏。
在此指出，在一个或者多个冷却装置的区域中出现泄漏时，冷凝物流显著地增加并且能与冷凝物流极限值进行比较，该极限值是事前在没有泄漏的情况下基于熔炉的正常运行测定的。如果冷凝物流超过冷凝物流极限值，那么就推断出泄漏，从而能够采取对应措施。在此，可以实现对向一个或者多个冷却装置的冷却剂供应的节流控制、使熔炉停机以及维修或者更换损坏的冷却装置。在产生严重的爆炸危险时，也可以实现快速地将操作人员从熔炉周围的危险区域中疏散出来。该方法适合于可靠地探测冷却装置的泄漏。
例如通流测量适合于作为用于确定在一个时间段Z期间泄出的冷凝物量的测量方法，该通流测量检测冷凝物的体积通流或者质量通流。在此，特别有利的是，设置超声波流体测量器、叶轮气流计、椭圆轮计数器等等形式的通流传感器。执行温度测量的热激活的质量通流测量器也被证明是有效的，其中通过自身变化的介质温度来计算变化的质量通流。
废气流在一个时间段Z中从炉室排放出来，该时间段不仅包括直至达到熔炉工作温度的加热阶段、在熔炉工作温度时的保持阶段，还包括冷却阶段。在时间段Z期间实现连续的通流测量或者断续的通流测量。在电弧炉的情况中，优选在处理时间期间和/或在副时间确定冷凝物流，其中，在处理时间中对电极进行供电(所谓的“电源开”时间)，并且在副时间不对电极进行供电(所谓的“电源关”时间)。
当然，在断续的测量方法中，要注意有足够的测量精度，从而不会忽视快速增长的泄露。因此，在安全的角度上来讲，对冷凝物流的连续测量是尤其有利的。
在此需要指出的是，当基于熔炉运行的实时数据实现对冷凝物流极限值的持续稳定的校正时，还能够提高该方法的精度。此外，一旦在熔炉中燃烧的燃料以氢气和/或碳化氢的形式存在，该燃料的体积流和实时的环境空气湿度积累的冷凝物的量都会产生影响。
在此，证明有利的是，根据环境空气湿度和/或在熔炉中燃烧的氢气和/或碳化氢形式的燃料的体积流来选择冷凝物极限值。
在熔炉为电弧炉的情况中，在该电弧炉的炉室中插入至少一个电极，为了冷却炉室的表面而施加有液态的、尤其是水状的冷却介质，输送的冷却介质的量也会影响积累的冷凝物的量。并在此证明有作用的是，在时间段Z中，根据输送用于冷却至少一个电极的液态冷却介质的冷却介质进料流来选择冷凝物流极限值。
在此优选地使用水状的介质，尤其是水作为冷却剂和/或冷却介质。水可以与化学材料混合，该化学材料例如阻止或者防止藻类形成、细菌引起的负载、泥浆沉淀物或难以溶解的盐的结晶，或者降低水的表面张力等等。但是，原理上，根据本发明的方法能够应用于任何蒸发的和冷凝的冷却剂，其在侵入到炉室中会导致对熔炉的损害或者对操作人员的伤害。
此外，在此指出，在炉室中待处理的物料的湿度也对积累的冷凝物的量有影响。如果例如之前暴露于环境中或者雨中的金属废料被投入到电弧炉中，那么在加热金属废料时产生的附加的水蒸气就要在计算冷凝物极限值时加以考虑。
因此，证明为有利的是，基于在时间段Z中在炉室中待处理的物料的湿度来选择冷凝物流极限值。
优选地通过声学的和/或光学的报警信号来指示在冷却装置中的泄漏。因此，操作人员可以被迅速告知或者被警告并马上采取对应措施以排除泄漏。
该目的还通过一种用于执行根据本发明的方法的装置来实现，其中，该装置包括：-用于冷凝包含在部分流中的蒸汽态的组分的至少一个冷凝设备；-用于确定所获得冷凝物流的至少一个测量装置；-用于将获得的冷凝物流与冷凝物流极限值进行比较的至少一个计算单元；-一旦冷凝物流超过冷凝物流极限值，用于指示出泄漏的至少一个指示单元。
根据本发明的装置简单、廉价并且满足关于测量的可靠性和精确性的要求。
尤其是应用气体冷却器作为冷凝设备，以冷却部分流的温度，即实现对包括由可能的冷却剂和可能另外的冷却介质的蒸汽状的组分的冷凝。
此外，以上已经描述的流传感器被证明作为确定获得的冷凝物流的测量装置来说是合适的。
为了测量环境空气湿度，该装置进一步包括至少一个第一设备，该第一设备与至少一个计算单元以数据技术连接。
为了检测输送给熔炉的用于燃烧(氢气和/或碳化氢的形式)的燃料的体积流，该装置优选进一步包括至少一个第二设备，该第二设备与至少一个计算单元以数据技术连接。
为了检测在时间段Z中在炉室中待处理的物料的湿度，该装置进一步包括至少一个第三设备，该第三设备与至少一个计算单元以数据技术连接。
为了检测在时间段Z中用于冷却至少一个电极的液态冷却介质的冷却介质进料流，该装置优选进一步包括至少一个第四设备，该第四设备与至少一个计算单元以数据技术连接。
与至少一个计算单元“以数据技术”连接被理解为在相应的设备和计算单元之间的存在有线数据连接的或者无线的数据导线。
穿流通过至少一个冷却装置的冷却剂体积流也被选择性地检测和考虑。如果因为冷却剂体积流升高或者降低而测出冷凝物流也升高或者降低，那么在此就可以基于产生的冷凝物流直接地推导出存在的泄露的程度。
基于检测到的环境空气湿度的和/或供应给熔炉的燃料的体积流的和/或在炉室中待处理的物料的湿度的和/或输送给电极的冷却介质量的值，在计算单元中实现对冷凝物流极限值的校正。冷凝物极限值的这种在线校正以极低的反应时间实现了对泄漏的出现的高精度的检测。
为此，在计算单元中存储了用于冷凝物极限值KSG的标准值，其尤其基于在炉室中燃烧的燃料体积流的和/或环境空气湿度的和/或在炉室中待处理的物料的湿度的和/或其他侵入到炉室中的、例如对电极进行表面冷却的冷却介质的测量值来进行校正。
由此计算出待预测的冷凝物流KS的实时待预测的长时间平均值及其标准偏差，并且以此为基础来确定实时的冷凝物流极限值。测定的冷凝物流KS进行平均值计算，以获得短时间平均值。测定的冷凝物流KS的短时间平均值现在与实时的冷凝物流极限值进行比较。穿流通过至少一个冷却装置的冷却剂体积流也被选择性地检测并在此被考虑。在短时间平均值超过实时的冷凝物流极限值时，推断出在至少一个冷却装置的区域中出现泄漏并且采取相应的措施以及输出报警信号。
在炉期的、例如熔化循环的结束时，在该循环中没有泄漏时，基于通过最后一个炉期检测的冷凝物流极限值来校正用于冷凝物流极限值的标准值并将其重新存储在计算单元中。
本发明的目的通过一种熔炉实现，其具有：炉室，至少一个冷却装置，该冷却装置设置用于接触炉室；至少一个废气排放管路，用于从炉室中排出废气流；至少一个从废气排放管路中分支的部分流排放管路；以及至少一个根据本发明的装置，该装置的至少一个冷凝设备与部分流排放管路连接。
基于能够快速和可靠地检测在冷却装置上出现的泄漏的可能性，这种类型的熔炉能够特别安全地运行。
该熔炉尤其是电弧炉。
该熔炉包括下炉缸和熔炉盖，二者形成炉室，以及至少一个插入到炉室中的电极。可能涉及泄漏的冷却装置在此通常处于炉壁中或者在熔炉该的内侧与炉室接触。
在部分流排放管路中，可以在至少一个冷凝设备之前布置至少一个常规的和独立的废气分析单元，用于确定例如鉴于二氧化碳、一氧化碳、氢气、氧气等等的废气的组分。废气分析单元也可以可替代地插入到部分流排放管路和至少一个冷凝设备之间，其中完整的部分流穿过废气分析单元并且然后输送给接下来的至少一个冷凝设备。
在熔炉的优选的设计方案中，每个电极都具有至少一个冷却介质涂覆装置，用于为电极的表面施加液态冷却介质。在此，存在有至少一个调节阀，其调节供应的冷却剂的量，并且其尤其同时形成装置的第四设备。
根据本发明的方法和根据本发明的装置能够应用所有这样类型的熔炉，在该熔炉中可能会有不希望的冷却剂进入到炙热的炉室中。
附图说明
图1至3示例性阐述了根据本发明的方案。图中示出：
图1是具有根据本发明的第一装置的熔炉；
图2是具有根据本发明的第二装置的熔炉；和
图3是具有根据本发明的第二装置和废气分析单元的熔炉。
具体实施方式
图1示出了具有根据本发明的第一装置的熔炉1。该熔炉1在此是用于融化金属废料形式的物料12的电弧炉。其包括：下炉缸1b和熔炉盖1c，二者共同形成炉室1a；在下炉缸1b的壁中的冷却装置2，其设置用于接触炉室1a；用于将废气流30从炉室1a中排出的废气排放管路3；从该废气排放管路3中分支出去的部分流排放管路3a；以及能够插入到炉室1a中的电极4。燃烧器单元13穿过下炉缸1b的壁引入，该燃烧器单元通过燃料供应单元15来供应在此为天然气形式的燃料14。在供应空气或者氧气(其出于清楚起见在此并未示出)的情况下，燃料14在燃烧器单元13中燃烧。电极4通过电流供应线路16a与电流供应单元16连接。冷却装置2通过冷却剂供应单元9来提供水形式的液态冷却剂20，该冷却剂穿过冷却装置2流动以使其冷却，并且在加热的状态中作为加热的冷却剂20‘被再次排出。
第一装置包括：冷凝设备5，用于对包含在部分流30a中的蒸汽状的组分进行冷凝；测量装置6，用于确定包含的冷凝物流10；计算单元7，用于将包含的冷凝物流(KS)10与冷凝物流极限值(KSG)进行比较；以及指示单元8，用于一旦冷凝物流10超过冷凝物流极限值时指示出泄漏。
冷凝设备5与部分流排放管路3a连接，从而使部分流30a输送到冷凝设备5中。废气剩余流11和在冷凝蒸汽状组分之后在冷凝设备中残留的部分剩余废气流11‘能够选择性地再次合并。
在用于检测熔炉1的冷却装置2的区域中的泄漏的方法中，其中泄漏的情况中，液态的冷却剂1从冷却装置2进入到熔炉1的炉室1a中，并且其中从炉室1a中经过时间段Z连续地输送废气流30，将执行以下步骤：
在时间段Z期间实现连续或者断续地从废气流30中分离出代表性的部分流30a。部分流30a被输送给冷凝设备5。现在对包含在部分流30a中的蒸汽态的组分进行冷凝并确定获得的冷凝物流10(也就是说每单位时间的冷凝物体积)。在将结果输送给计算单元7之后，将用于获得的冷凝物流(KS)10的值在此与冷凝物流极限值(KSG)进行比较。如果用于冷凝物流(KS)10的值处于冷凝物流极限值(KSG)之下，也就是说，KS≤KSG时，那么就确定在冷却装置2中不存在泄漏，并且可以不发生改变地继续执行熔化过程。
如果用于冷凝物流(KS)10的值处于冷凝物流极限值(KSG)之上，也就是说KS＞KSG，那么就确定在冷却装置2中存在泄漏，并且其实现将信号传递到指示单元8，该指示单元输出用于指示出泄漏的光学和/或声学报警信号。现在，熔炉1的操作人员就可以采取阻止冷却剂20进一步进入到炉室1a中或者减小爆炸危险的对应措施。可选的是，这可以通过计算单元7自动地实现。
作为对应措施，可以选择性地通过计算单元7降低输送给冷却装置2的冷却剂20的量(见点线)和/或降低通过电流供应单元16输送给电极4的电量(见虚线)和/或降低输送给燃烧器单元13的燃料14的量和/或降低提供给电极4的冷却介质21的量。通常必须无延迟地采取该(这些)对应措施，从而避免因泄露扩大而导致的爆炸危险增加。
图2示出了具有根据本发明的第二装置的熔炉1。如在图1中示出的相同的参考标号表示相同的部件。电极4的表面在此为了进行冷却而被施加水形式的液态冷却介质21，其通过冷却介质供应单元24输送给电极4并且通过冷却介质施加设备23施加到电极的表面上，例如在所有侧面进行喷洒。
除了在图1中示出的第一装置的组件之外，在此示出的第二装置还具有以下另外的可选部件：
-第一设备17，用于测量环境空气湿度，该第一设备与至少一个计算单元7以数据技术连接。
-第二设备18，用于检测输送给熔炉1的用于燃烧的燃料14的体积流，第二设备与至少一个计算单元7以数据技术连接。
-第三设备19，用于检测在时间段Z中在炉室1a中待处理的物料12的湿度，第三设备与至少一个计算单元7以数据技术连接。
-第四设备22，用于检测用于冷却电极4的液态冷却介质21的冷却介质进料流，第四设备与至少一个计算单元7以数据技术连接。
待处理的物料12的湿度例如通过湿度传感器检测，其安装在用于物料12的装载盘的区域中，例如在金属废料盘上或者金属废料槽中。
用于环境空气湿度的和/或燃料14的体积流的和/或待处理的物料12的湿度的和/在电极4上的冷却介质进料流的可选的测量值被输送给计算单元7，并且以此为基础对冷凝物流极限值进行持续和自动的校正。
因此，根据环境空气湿度和/或在熔炉1中燃烧的、氢气形式和/或碳化氢形式的燃料14的体积流、和/或为了进行冷却而在时间段Z中输送给电极4的液态冷却介质21的冷却介质供料流和/或在时间段Z中在炉室1a中待处理的物料12的湿度，选择冷凝物流极限值KSG。冷却装置2的泄露能够如此快速和明确地确定，因为对于废气流中的水蒸汽监控在熔炉正常运行时存在的主要肇事者，并能够借此评定在其对废气流中的水蒸汽的含量的影响。
导致超出冷凝物流极限值的、在废气流中的水蒸气的过量可以因此明确地对应于冷却装置的泄露。
在此处并未示出的、对穿过冷却装置2的冷却剂体积流的可选的检测及其向计算单元7的传输时，可以直接地由冷却剂体积流的变化推断出测定的冷凝物流KS的变化并进而推断出泄露的程度。因此，冷却剂体积流的有针对性的变化可以在怀疑存在泄漏的情况下实现，以确定泄漏的实际规模。
图3示出了具有图2中示出的根据本发明的第二装置和附加的废气分析单元25的熔炉1。如在图2中示出的相同参考标号表示相同的部件。废气分析单元25设置在部分流排放管路3a和冷凝设备5之间，并且用于检测例如废气流30的部分分流30a的二氧化碳含量、一氧化碳含量、氢气含量、氧气含量、氮氧化合物含量等等。因此，尤其是在获知部分流30a进而废气流30的氢气含量的情况下，实现对冷凝物流极限值KSG的附加校正，因为存在的氢气量能够换算出在理论上得出的水量，以计算出在废气流中存在的水蒸气。
在此提出了一种非常快速和可靠的方法来检测在熔炉的一个或者多个冷却装置的区域中的泄漏。
在图1至3中示出的熔炉、装置和方法仅仅是示意性的。因此，根据本发明的装置除了能够应用到在此示出的电弧炉中之外，也可以应用到在其中布置有与炉室直接接触的冷却装置的其他类型的熔炉上。

Claims (17)

1.一种用于探测熔炉(1)的至少一个冷却装置(2)的区域中的泄漏的方法，其中在泄漏的情况中，液态的冷却剂(20)从至少一个所述冷却装置(2)到达所述熔炉(1)的炉室(1a)中，并且其中将废气流(30)从所述炉室经过一个时间段Z连续地排导出，所述方法具有以下步骤：
-在所述时间段Z期间，从废气流中分离出代表性的部分流(30a)；
-对包含在所述部分流(30a)中的蒸汽态的组分进行冷凝并确定获得的冷凝物流(10)；
-将获得的所述冷凝物流(10)与冷凝物流极限值进行比较，并且
-当所述冷凝物流(10)超过所述冷凝物流极限值时，指示出泄漏。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，根据环境空气湿度和/或在所述熔炉(1)中燃烧的氢气和/或碳化氢形式的燃料(14)的体积流来选择所述冷凝物极限值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述熔炉(1)是电弧炉，至少一个电极(4)引入到所述电弧炉的炉室(1a)中，给所述炉室的表面施加液态的冷却介质(21)用于冷却，并且其中，在所述时间段Z期间，根据输送用于冷却至少一个所述电极(4)的液态冷却介质(21)的冷却介质进料流选择所述冷凝物流极限值。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述冷却剂(20)和/或所述冷却介质(21)由水形成。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，基于在所述时间段Z期间在所述炉室(1a)中待处理的物料(12)的湿度来选择所述冷凝物流极限值。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，基于在所述时间段Z期间在所述炉室(1a)中待处理的物料(12)的湿度来选择所述冷凝物流极限值。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过声学的和/或光学的报警信号来指示在至少一个所述冷却装置(2)中的泄漏。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，通过声学的和/或光学的报警信号来指示在至少一个所述冷却装置(2)中的泄漏。
9.一种用于执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法的装置，包括
-至少一个冷凝设备(5)，所述冷凝设备用于冷凝包含在部分流(30a)中的蒸汽态的组分；
-至少一个测量装置(6)，所述测量装置用于确定所获得冷凝物流(10)；
-至少一个计算单元(7)，所述计算单元用于将获得的所述冷凝物流(10)与冷凝物流极限值进行比较的；
-至少一个指示单元(8)，一旦所述冷凝物流(10)超过所述冷凝物流极限值，所述指示单元用于指示出泄漏。
10.根据权利要求9所述的装置，进一步包括至少一个第一设备(17)，用于测量环境空气湿度，所述第一设备与至少一个所述计算单元(7)以数据技术连接。
11.根据权利要求10所述的装置，进一步包括至少一个第二设备(18)，用于检测输送给所述熔炉(1)的用于燃烧的燃料(14)的体积流，所述第二设备与至少一个所述计算单元(7)以数据技术连接。
12.根据权利要求11所述的装置，进一步包括至少一个第三设备(19)，用于检测在所述时间段Z中在所述炉室(1a)中待处理的物料(12)的湿度，所述第三设备与至少一个所述计算单元(7)以数据技术连接。
13.根据权利要求12所述的装置，进一步包括至少一个第四设备(22)，用于检测在所述时间段Z中用于冷却至少一个所述电极(4)的液态冷却介质(21)的冷却介质进料流，所述第四设备与至少一个所述计算单元(7)以数据技术连接。
14.一种熔炉(1)，具有：炉室(1a)；至少一个冷却装置(2)，所述冷却装置与所述炉室(1a)接触地布置；至少一个废气排放管路(3)，用于从所述炉室(1a)中排出废气流(30)；至少一个从所述废气排放管路(3)中分支的部分流排放管路(3a)；以及至少一个根据权利要求9至13中任一项所述的装置，所述装置的至少一个冷凝设备(5)与所述部分流排放管路(3a)连接。
15.根据权利要求14所述的熔炉，其特征在于，所述熔炉是电弧炉。
16.根据权利要求14或15所述的熔炉，包括形成所述炉室(1a)的下炉缸(1b)和熔炉盖(1c)，以及至少一个插入到所述炉室(1a)中的电极(4)。
17.根据权利要求16所述的熔炉，每个所述电极(4)都包括至少一个冷却介质涂覆装置(23)，用于给所述电极(4)的表面施加液态冷却介质(21)。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2693143A1 (de) * 2012-08-01 2014-02-05 Siemens VAI Metals Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren einer Leckage im Bereich mindestens einer Kühlvorrichtung eines Ofens, sowie ein Ofen
US10395955B2 (en) * 2017-02-15 2019-08-27 Globalfoundries Singapore Pte. Ltd. Method and system for detecting a coolant leak in a dry process chamber wafer chuck
CA3054311A1 (en) * 2017-04-05 2018-10-11 Tenova Goodfellow Inc. Method and apparatus for acoustically detecting fluid leaks
CN107796572A (zh) * 2017-10-18 2018-03-13 云南钛业股份有限公司 一种快速确定炉室内泄管路的方法
SE541228C2 (en) * 2017-11-16 2019-05-07 Swerim Ab High temperature furnace
CN109974935B (zh) * 2019-04-11 2023-09-19 华能国际电力股份有限公司 一种基于光学原理的凝汽器泄漏快速诊断系统及方法
IT201900020470A1 (it) * 2019-11-06 2021-05-06 Danieli Off Mecc Procedimento per la rilevazione di perdite di acqua da forni fusori in impianti di produzione di metalli o leghe e relativo impianto
EP4357747A1 (de) 2022-10-20 2024-04-24 Primetals Technologies Austria GmbH Vorrichtung und verfahren zum detektieren von löchern in geschlossenen hohlkörpern

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3048025A1 (de) * 1980-12-19 1982-07-22 Nikko Industry Co., Ltd., Kobe, Hyogo Kuehler fuer lichtbogenoefen
JPS57186143A (en) * 1981-05-12 1982-11-16 Nippon Steel Corp Detection of water leakage at tuyere of shaft furnace
US4455017A (en) * 1982-11-01 1984-06-19 Empco (Canada) Ltd. Forced cooling panel for lining a metallurgical furnace
US4813055A (en) * 1986-08-08 1989-03-14 Union Carbide Corporation Furnace cooling system and method
US5344122A (en) * 1991-01-15 1994-09-06 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Tubular rod and device for sampling and analyzing fumes and apparatus including such device
DE102004058520B3 (de) * 2004-12-04 2006-04-13 Luther, Gerhard, Dr.rer.nat. Messverfahren zur Bestimmung des Abgasverlustes von Brennwert-Feuerungsanlagen
CN101839795A (zh) * 2010-05-10 2010-09-22 任振伟 锅炉承压管的泄漏诊断系统和方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1918475A1 (de) 1969-04-11 1971-02-11 Westerhoff Dipl Ing Heinz Vorrichtung zur Lecksuche bei Kuehlkaesten von Industrieoefen
GB1488784A (en) * 1976-02-16 1977-10-12 Syaskin J Furnace for melting highly reactive metals
US4105438A (en) * 1977-04-19 1978-08-08 Sherwood William L Continuous metal melting, withdrawal and discharge from rotary furnaces
US4197900A (en) * 1978-03-16 1980-04-15 Beizerov Semen M Furnace for vacuum arc melting of highly reactive metals
SU789586A1 (ru) 1979-01-11 1980-12-23 Карагандинский Филиал Особого Конструкторского Бюро Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Автоматизации Черной Металлургии Устройство дл контрол прогара водоохлаждаемых элементов высокотемпературных агрегатов
US4304396A (en) * 1979-09-18 1981-12-08 Nikko Industry Co., Ltd. Cooling box for steel-making arc furnace
SU992590A1 (ru) 1981-08-17 1983-01-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Очистке Технологических Газов,Сточных Вод И Использованию Вторичных Энергоресурсов Предприятий Черной Металлургии Устройство дл обнаружени неисправности охлаждаемых элементов металлургических агрегатов
US4456476A (en) * 1982-02-24 1984-06-26 Sherwood William L Continuous steelmaking and casting
US4615511A (en) * 1982-02-24 1986-10-07 Sherwood William L Continuous steelmaking and casting
ATE26015T1 (de) * 1983-04-12 1987-04-15 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren und vorrichtung zur kuehlung von oefen.
JPS61143508A (ja) 1984-12-13 1986-07-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 酸素吹込みランスの水漏れ検出方法
US4603426A (en) * 1985-04-04 1986-07-29 Rca Corporation Floating-diffusion charge sensing for buried-channel CCD using a doubled clocking voltage
IT1288992B1 (it) * 1996-09-27 1998-09-25 Danieli Off Mecc Sistema di raffreddamento per catodi per forni elettrici ad arco in corrente continua
US6383251B1 (en) * 1997-08-22 2002-05-07 William Lyon Sherwood Direct iron and steelmaking
EP1706727A1 (fr) 2003-09-01 2006-10-04 L'AIR LIQUIDE, Société Anonyme à Directoire et Conseil de Surveillance pour l'Etude et l'Exploitation des Procede de mesure d especes gazeuses par derivation
US8024149B2 (en) * 2006-08-03 2011-09-20 Titanium Metals Corporation Overheat detection system
IT1403883B1 (it) * 2010-08-06 2013-11-08 Tenova Spa Pannello raffreddato a fluido per forni metallurgici, sistema di raffreddamento per forni metallurgici comprendente tale pannello e forno metallurgico incorporante gli stessi
EP2693143A1 (de) * 2012-08-01 2014-02-05 Siemens VAI Metals Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren einer Leckage im Bereich mindestens einer Kühlvorrichtung eines Ofens, sowie ein Ofen

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3048025A1 (de) * 1980-12-19 1982-07-22 Nikko Industry Co., Ltd., Kobe, Hyogo Kuehler fuer lichtbogenoefen
JPS57186143A (en) * 1981-05-12 1982-11-16 Nippon Steel Corp Detection of water leakage at tuyere of shaft furnace
US4455017A (en) * 1982-11-01 1984-06-19 Empco (Canada) Ltd. Forced cooling panel for lining a metallurgical furnace
US4813055A (en) * 1986-08-08 1989-03-14 Union Carbide Corporation Furnace cooling system and method
US5344122A (en) * 1991-01-15 1994-09-06 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Tubular rod and device for sampling and analyzing fumes and apparatus including such device
DE102004058520B3 (de) * 2004-12-04 2006-04-13 Luther, Gerhard, Dr.rer.nat. Messverfahren zur Bestimmung des Abgasverlustes von Brennwert-Feuerungsanlagen
CN101839795A (zh) * 2010-05-10 2010-09-22 任振伟 锅炉承压管的泄漏诊断系统和方法

Also Published As

Publication number Publication date
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EP2880389A1 (de) 2015-06-10

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