CN220418101U - 中频炉冷却保护系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及金属冶炼领域，公开了一种中频炉冷却保护系统，可以快速对穿炉事故做出响应，减小事故破坏程度。该系统包括中频炉、水泵站、冷却塔以及第一、第二、第三、第四电磁阀。冷却塔、中频炉以及水泵站通过循环管连接构成冷却循环系统，循环管以线圈的形式在中频炉内部的炉衬外侧处围绕。中频炉和冷却塔间的管路上设有第一电磁阀，中频炉和水泵站间的管路上设有第二电磁阀，第一、第二电磁阀在中频炉过热时切断循环管内的水循环。第一电磁阀和中频炉间的管路外接冷却气体通入管路，其上设有第三电磁阀。第二电磁阀和中频炉间的管路外接冷却气体排出管路，其上设有第四电磁阀。第三、第四电磁阀在中频炉过热时控制冷却气体通入线圈内。

Description

中频炉冷却保护系统

技术领域

本申请涉及金属冶炼领域，具体涉及一种中频炉冷却保护系统。

背景技术

中频炉广泛应用于钢铁冶炼行业。中频炉通过线圈感应加热炉料，线圈自身采用内部通水循环冷却。生产中往往会出现应急事故，导致线圈无法通过正常的水循环得到冷却，此时线圈就会快速升温导致其绝缘材料损坏。常规的应急冷却方案有2种，一种是使用发电机驱动应急水泵供水，另一种是使用自来水循环冷却。这二种应急方案本质上还是采用水冷，

如果出现铁水穿出炉衬破环线圈铜管的事故，此时冷却水遇到铁水就会出现剧烈的反应，进一步对炉体产生很大破坏，加重事故的严重程度。

发明内容

本申请的目的在于提供一种中频炉冷却保护系统，可以快速对穿炉事故做出响应，在线圈结构被破坏之前排出铜管里的水，并持续通过冷却气体对线圈进行冷却，防止爆炸。

本申请公开了一种中频炉冷却保护系统，包括：中频炉(1)、水泵站(2)、冷却塔(3)、第一电磁阀(41)、第二电磁阀(42)、第三电磁阀(51)以及第四电磁阀(52)；

所述冷却塔(3)、所述中频炉(1)以及所述水泵站(2)通过循环管连接构成常规冷却循环系统，所述循环管以线圈的形式在所述中频炉(1)内部的炉衬外侧处围绕；

所述中频炉(1)和所述冷却塔(3)间的循环管上设置有所述第一电磁阀(41)，所述中频炉(1)和所述水泵站(2)间的循环管上设置有所述第二电磁阀(42)，所述第一电磁阀(41)和所述第二电磁阀(42)被配置为在所述中频炉(1)过热时切断所述循环管内的水循环；

所述第一电磁阀(41)和所述中频炉(1)间的循环管外接一冷却气体通入管路，所述冷却气体通入管路上设有所述第三电磁阀(51)，所述第二电磁阀(42)和所述中频炉(1)间的循环管外接一冷却气体排出管路，所述冷却气体排出管路上设有所述第四电磁阀(52)，所述第三电磁阀(51)和所述第四电磁阀(52)被配置为在所述中频炉(1)过热时控制冷却气体通入所述线圈内。

在一个优选例中，还包括第一手动控制阀(61)，所述第一电磁阀(41)和所述中频炉(1)之间的循环管上外接一人工应急水循环输入管，所述人工应急水循环输入管上设有所述第一手动控制阀(61)。

在一个优选例中，还包括第二手动控制阀(62)，所述第二电磁阀(42)和所述中频炉(1)之间的循环管上外接一人工应急水循环排出管，所述人工应急水循环排出管上设有所述第二手动控制阀(62)。

在一个优选例中，还包括第一压力传感器(71)，所述第一压力传感器(71)设置于所述冷却气体通入管路上，所述第一压力传感器(71)被配置为检测冷却气体的进气口压力。

在一个优选例中，还包括第二压力传感器(72)，所述第二压力传感器(72)设置于所述冷却气体排出管路上，所述第二压力传感器(72)被配置为检测冷却气体的排气口压力。

在一个优选例中，还包括第一温度传感器(81)，所述第一温度传感器(81)设置于所述第一电磁阀(41)和所述中频炉(1)间的循环管上，靠近所述中频炉(1)的入口端，所述第一温度传感器(81)被配置为检测所述冷却气体进入所述中频炉(1)的炉体之前的温度。

在一个优选例中，还包括第二温度传感器(82)，所述第二温度传感器(82)设置于所述第二电磁阀(42)和所述中频炉(1)之间的循环管上，靠近所述中频炉(1)的出口端，所述第二温度传感器(82)被配置为检测所述冷却气体经过所述中频炉(1)的炉体被加热之后的温度。

在一个优选例中，所述循环管和所述冷却气体通入管路、所述冷却气体排出管路、所述人工应急水循环输入管、所述人工应急水循环排出管均通过法兰密封的方式连接。

在一个优选例中，还包括电气操控装置和报警器，所述电气操控装置与所述第一电磁阀(41)、所述第二电磁阀(42)、所述第三电磁阀(51)、所述第四电磁阀(52)、所述第一压力传感器(71)、所述第二压力传感器(72)、所述第一温度传感器(81)、所述第二温度传感器(82)、所述报警器均通过导线连接。

在一个优选例中，所述线圈内圈设有漏炉检测装置，所述漏炉检测装置被配置为漏炉时向所述电气操控装置发出漏炉报警信号，所述电气操控装置被配置为发出电信号以控制所述电磁阀的打开或关闭。

本申请实施方式中，通过在中频炉的进水管路和回水管路上各自设置电磁阀，从而可以在发生漏炉事故时，及时切断水循环，防止中频炉体内循环管内的水和高温金属液接触发生爆炸，外接的冷却气体通入管路和冷却气体排出管路可以通入冷却气体至待冷却的中频炉的线圈内，从而达到安全降温的目的；

进一步地，外接了人工应急水循环输入管和人工应急水循环排出管，分别设置了两个手动控制阀在其管路上作为最后的应急手段，使发生漏炉事故时的应对措施更加完善；

进一步地，设置了压力传感器，可以在进气压力和排气压力不符合标准时发出警报，以便及时调整气体；

进一步地，设置了温度传感器，可以在进气温度和排气温度不符合标准时发出警报，以便及时调整气体；

进一步地，设置了电气操控装置，可以通过接收漏炉报警信号并传输电信号控制电磁阀的打开或关闭从而可以更加迅速地应对漏炉事故。

本申请的说明书中记载了大量的技术特征，分布在各个技术方案中，如果要罗列出本申请所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话，会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题，本申请上述发明内容中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均因视为在本说明书中已经记载)，除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征A+B+C，在另一个例子中公开了特征A+B+D+E，而特征C和D是起到相同作用的等同技术手段，技术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征E技术上可以与特征C相组合，则，A+B+C+D的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而A+B+C+E的方案应当视为已经被记载。

附图说明

图1是根据本申请的一个实施方式的系统结构示意图；

图2是根据本申请的一个实施方式的接线示意图。

附图标记说明：

1-中频炉；2-水泵站；3-冷却塔；41-第一电磁阀；42-第二电磁阀；51-第三电磁阀；52-第四电磁阀；61-第一手动控制阀；62-第二手动控制阀；71-第一压力传感器；72-第二压力传感器；81-第一温度传感器；82-第二温度传感器。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

术语的解释：

线圈：中频感应炉的一个重要组成部分，用于产生电磁场并将能量传递给熔炼物料。它是由多个匝数绕成的线圈，通常使用铜管制成，通过电源输入电流，产生交变电磁场。在炉中加入的金属料在这个电磁场中感应电流，从而产生热量，使其熔化。

漏炉：中频炉漏炉是指在中频感应炉操作中，熔炼金属时液态金属流出炉体的现象。通常是炉体的炉衬材料出现了裂缝，金属溶液穿过裂缝向外流出。

以下结合具体实施例和附图对本实用新型的具体实现进行详细描述：

本申请涉及一种中频炉冷却保护系统，其系统结构图如图1所示，原理图中不体现距离远近的关系。该系统包括：中频炉(1)、水泵站(2)、冷却塔(3)、第一电磁阀(41)、第二电磁阀(42)、第三电磁阀(51)以及第四电磁阀(52)。

冷却塔(3)、中频炉(1)以及水泵站(2)通过循环管连接构成常规冷却循环系统，图中箭头代表流体的流向。循环管以线圈的形式在中频炉(1)内部的炉衬外侧处围绕。中频炉(1)和冷却塔(3)间的循环管上设置有第一电磁阀(41)，中频炉(1)和水泵站(2)间的循环管上设置有第二电磁阀(42)，第一电磁阀(41)和第二电磁阀(42)被配置为在中频炉(1)过热时切断循环管内的水循环。第一电磁阀(41)和中频炉(1)间的循环管外接一冷却气体通入管路，冷却气体通入管路上设有第三电磁阀(51)，第二电磁阀(42)和中频炉(1)间的循环管外接一冷却气体排出管路，冷却气体排出管路上设有第四电磁阀(52)，第三电磁阀(51)和第四电磁阀(52)被配置为在中频炉(1)过热时控制冷却气体通入线圈内。

优选地，冷却气体为氮气。

在一个可选的实施例中，第一电磁阀(41)与中频炉(1)的距离在10米以内。

在一个可选的实施例中，该系统还可以包括第一手动控制阀(61)，第一电磁阀(41)和中频炉(1)之间的循环管上外接一人工应急水循环输入管，人工应急水循环输入管上设有第一手动控制阀(61)。

在一个可选的实施例中，该系统还可以包括第二手动控制阀(62)，第二电磁阀(42)和中频炉(1)之间的循环管上外接一人工应急水循环排出管，人工应急水循环排出管上设有第二手动控制阀(62)。

在一个可选的实施例中，第一电磁阀(41)、第二电磁阀(42)、第三电磁阀(51)以及第四电磁阀(52)为电磁控制的气动蝶阀。

在一个可选地实施例中，第一手动控制阀(61)和第二手动控制阀(62)为具有气密性的蝶阀。

在一个可选的实施例中，该系统还可以包括第一压力传感器(71)，第一压力传感器(71)设置于冷却气体通入管路上，第一压力传感器(71)被配置为检测冷却气体的进气口压力。

在一个可选的实施例中，该系统还可以包括第二压力传感器(72)，第二压力传感器(72)设置于冷却气体排出管路上，第二压力传感器(72)被配置为检测冷却气体的排气口压力。

在一个可选的实施例中，该系统还可以包括第一温度传感器(81)，第一温度传感器(81)设置于第一电磁阀(41)和中频炉(1)间的循环管上，靠近中频炉(1)的入口端，第一温度传感器(81)被配置为检测冷却气体进入中频炉(1)的炉体之前的温度。

在一个可选的实施例中，该系统还可以包括第二温度传感器(82)，第二温度传感器(82)设置于第二电磁阀(42)和中频炉(1)之间的循环管上，靠近中频炉(1)的出口端，第二温度传感器(82)被配置为检测冷却气体经过中频炉(1)的炉体被加热之后的温度。

在一个可选的实施例中，循环管和冷却气体通入管路、冷却气体排出管路、人工应急水循环输入管、人工应急水循环排出管均通过法兰密封的方式连接。

在一个可选的实施例中，该系统还可以包括电气操控装置和报警器，如图2所示，电气操控装置与第一电磁阀(41)、第二电磁阀(42)、第三电磁阀(51)、第四电磁阀(52)、第一压力传感器(71)、第二压力传感器(72)、第一温度传感器(81)、第二温度传感器(82)、报警器通过导线连接。

在一个可选的实施例中，线圈内圈可以设有漏炉检测装置，漏炉检测装置被配置为漏炉时向电气操控装置发出漏炉报警信号，电气操控装置发出电信号以控制电磁阀的打开或关闭。

为了能够更好地理解本申请的技术方案，下面结合一个具体的例子来进行说明，该例子中罗列的细节主要是为了便于理解，不作为对本申请的保护范围的限制。

中频炉(1)为铁水熔炼设备，为该系统中需要进行冷却的设备，其主要发热部件线圈为铜管，在常规状态下，铜管的内部通水冷却。水泵站(2)为整个系统提供水循环动力。冷却塔(3)为系统降温设备。中频炉(1)、水泵站(2)和冷却塔(3)构成了中频炉(1)常规的冷却循环系统，水冷循环带走大量的热负荷，满足设备满功率运行时的冷却要求。

当发生漏炉事故时，炉衬的外侧是线圈，在金属液流出的过程中最先遇到线圈，由于线圈的内圈装有漏炉检测装置，所以此时能立刻得到电气的漏炉报警信号。金属熔液触发漏炉报警信号后，炉体的电源被切断，虽然炉体电源被切断了，但是残留在炉膛内高温金属液仍然需要持续的进行冷却。当电气操控装置接收到漏电流信号后，会立即发送电信号使循环管上的第一电磁阀(41)和第二电磁阀(42)处于关闭状态，这时中频炉(1)的线圈内的水循环立即停止，在第一电磁阀(41)和第二电磁阀(42)之间形成了一段封闭的管路。

接着电气操控装置发送电信号，使第三电磁阀(51)和第四电磁阀(52)处于打开状态。第三电磁阀(51)和第四电磁阀(52)是冷却气体的开关阀门，当阀门打开后，冷却气体从第三电磁阀(51)所在的冷却气体通入管路进入循环管，推动上述封闭的管路以及线圈铜管内的冷却水从第四电磁阀(52)所在的冷却气体排出管路排出，在第三电磁阀(51)和第四电磁阀(52)所在的管路之间形成冷却气体通路。此时线圈内通过的低温的冷却气体对线圈铜管进行冷却作用，冷却气体被加热后被排出。

第一压力传感器(71)检测冷却气体的进气口压力，第二压力传感器(72)检测冷却气体的排气口压力。第一温度传感器(81)检测冷却气体进入炉体之前的温度，第二温度传感器(82)检测冷却气体经过炉体被加热之后的温度。由于冷却气体的冷却效果会随着气体的流量、温度、压力等参数变化而变化。因此，在每一个炉体确定冷却气体冷却方案之前，都会进行严密的计算和设计。以上传感器测量的数值将用于实时监控和记录冷却气体冷却系统是否在正常工作。若出现异常情况，电气操控装置会发出电信号以关闭第三电磁阀(51)和第四电磁阀(52)，并通过报警器提醒采取更进一步的应急措施，避免事故扩大。第一手动控制阀(61)和第二手动控制阀(62)是用于人工打开应急水循环的开关，一般用于最后的应急措施。

需要说明的是，在本专利的申请文件中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本专利的申请文件中，如果提到根据某要素执行某行为，则是指至少根据该要素执行该行为的意思，其中包括了两种情况：仅根据该要素执行该行为、和根据该要素和其它要素执行该行为。多个、多次、多种等表达包括2个、2次、2种以及2个以上、2次以上、2种以上。

在本申请提及的所有文献都被认为是整体性地包括在本申请的公开内容中，以便在必要时可以作为修改的依据。此外应理解，在阅读了本申请的上述公开内容之后，本领域技术人员可以对本申请作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种中频炉冷却保护系统，其特征在于，包括：中频炉(1)、水泵站(2)、冷却塔(3)、第一电磁阀(41)、第二电磁阀(42)、第三电磁阀(51)以及第四电磁阀(52)；

所述冷却塔(3)、所述中频炉(1)以及所述水泵站(2)通过循环管连接构成常规冷却循环系统，所述中频炉(1)内部的炉衬外侧处围绕由铜管制成的线圈，所述循环管与所述线圈流体连通；

所述中频炉(1)和所述冷却塔(3)间的循环管上设置有所述第一电磁阀(41)，所述中频炉(1)和所述水泵站(2)间的循环管上设置有所述第二电磁阀(42)，所述第一电磁阀(41)和所述第二电磁阀(42)被配置为在所述中频炉(1)过热时切断所述循环管内的水循环；

所述第一电磁阀(41)和所述中频炉(1)间的循环管外接一冷却气体通入管路，所述冷却气体通入管路上设有所述第三电磁阀(51)，所述第二电磁阀(42)和所述中频炉(1)间的循环管外接一冷却气体排出管路，所述冷却气体排出管路上设有所述第四电磁阀(52)，所述第三电磁阀(51)和所述第四电磁阀(52)被配置为在所述中频炉(1)过热时控制冷却气体通入所述循环管内。

2.如权利要求1所述的中频炉冷却保护系统，其特征在于，还包括第一手动控制阀(61)，所述第一电磁阀(41)和所述中频炉(1)之间的循环管上外接一人工应急水循环输入管，所述人工应急水循环输入管上设有所述第一手动控制阀(61)。

3.如权利要求2所述的中频炉冷却保护系统，其特征在于，还包括第二手动控制阀(62)，所述第二电磁阀(42)和所述中频炉(1)之间的循环管上外接一人工应急水循环排出管，所述人工应急水循环排出管上设有所述第二手动控制阀(62)。

4.如权利要求3所述的中频炉冷却保护系统，其特征在于，还包括第一压力传感器(71)，所述第一压力传感器(71)设置于所述冷却气体通入管路上，所述第一压力传感器(71)被配置为检测冷却气体的进气口压力。

5.如权利要求4所述的中频炉冷却保护系统，其特征在于，还包括第二压力传感器(72)，所述第二压力传感器(72)设置于所述冷却气体排出管路上，所述第二压力传感器(72)被配置为检测冷却气体的排气口压力。

6.如权利要求5所述的中频炉冷却保护系统，其特征在于，还包括第一温度传感器(81)，所述第一温度传感器(81)设置于所述第一电磁阀(41)和所述中频炉(1)间的循环管上，靠近所述中频炉(1)的入口端，所述第一温度传感器(81)被配置为检测所述冷却气体进入所述中频炉(1)的炉体之前的温度。

7.如权利要求6所述的中频炉冷却保护系统，其特征在于，还包括第二温度传感器(82)，所述第二温度传感器(82)设置于所述第二电磁阀(42)和所述中频炉(1)之间的循环管上，靠近所述中频炉(1)的出口端，所述第二温度传感器(82)被配置为检测所述冷却气体经过所述中频炉(1)的炉体被加热之后的温度。

8.如权利要求3所述的中频炉冷却保护系统，其特征在于，所述循环管和所述冷却气体通入管路、所述冷却气体排出管路、所述人工应急水循环输入管、所述人工应急水循环排出管均通过法兰密封的方式连接。

9.如权利要求7所述的中频炉冷却保护系统，其特征在于，还包括电气操控装置和报警器，所述电气操控装置与所述第一电磁阀(41)、所述第二电磁阀(42)、所述第三电磁阀(51)、所述第四电磁阀(52)、所述第一压力传感器(71)、所述第二压力传感器(72)、所述第一温度传感器(81)、所述第二温度传感器(82)、所述报警器均通过导线连接。

10.如权利要求9所述的中频炉冷却保护系统，其特征在于，所述线圈内圈设有漏炉检测装置，所述漏炉检测装置被配置为漏炉时向所述电气操控装置发出漏炉报警信号，所述电气操控装置被配置为发出电信号以控制所述电磁阀的打开或关闭。