EA002584B1 - Pyrometallurgical reactor cooling element and its manufacture - Google Patents
Pyrometallurgical reactor cooling element and its manufacture Download PDFInfo
- Publication number
- EA002584B1 EA002584B1 EA200100690A EA200100690A EA002584B1 EA 002584 B1 EA002584 B1 EA 002584B1 EA 200100690 A EA200100690 A EA 200100690A EA 200100690 A EA200100690 A EA 200100690A EA 002584 B1 EA002584 B1 EA 002584B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- flow channel
- cooling element
- cooling
- casting
- cross
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
- B22D11/051—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds into moulds having oscillating walls
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/40—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Geometry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Metal Extraction Processes (AREA)
- Blast Furnaces (AREA)
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение касается способа изготовления охлаждающего элемента для пирометаллургических реакторов, причем указанный элемент имеет, по меньшей мере, один проточный канал, и при этом изготовление элемента осуществляют посредством непрерывного литья, т.е. шликерного литья. Для того, чтобы повысить способность элемента к теплопередаче, площадь поверхности стенки охлаждающего канала увеличивают, не меняя его округлой или овальной формы в поперечном сечении, без увеличения диаметра или длины проточного канала. Изобретение касается также элемента, изготовленного этим способом.The present invention relates to a method for manufacturing a cooling element for pyrometallurgical reactors, wherein said element has at least one flow channel, and wherein the element is manufactured by continuous casting, i.e. slip casting. In order to increase the ability of the element to heat transfer, the surface area of the wall of the cooling channel is increased without changing its round or oval shape in cross section, without increasing the diameter or length of the flow channel. The invention also relates to an element manufactured by this method.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Огнеупорный материал реакторов, используемых в пирометаллургическом процессе, защищен охлаждающими элементами с водяным охлаждением, так что в результате охлаждения тепло, поступающее к огнеупорным поверхностям, передается через охлаждающие элементы воде, вследствие чего износ внутренней облицовки значительно уменьшается по сравнению с реактором, в котором нет охлаждения. Уменьшение износа происходит благодаря вызываемому охлаждением эффекту, который приводит к получению так называемого аутогенного внутреннего покрытия, образующегося на поверхности теплоустойчивой внутренней облицовки из шлака и других веществ, осажденных из расплавленных фаз.The refractory material of the reactors used in the pyrometallurgical process is protected by water-cooled cooling elements, so that as a result of cooling, the heat entering the refractory surfaces is transferred through the cooling elements to water, as a result of which the wear of the inner lining is significantly reduced compared to a reactor in which there is no cooling . The reduction in wear occurs due to the effect caused by cooling, which leads to the so-called autogenous inner coating formed on the surface of the heat-resistant inner lining from slag and other substances deposited from the molten phases.
Обычно охлаждающие элементы изготавливают двумя способами:Typically, cooling elements are made in two ways:
во-первых, элементы можно изготовить с помощью литья в песчаные формы, при котором охлаждающие трубы, изготовленные из высокотеплопроводного материала, такого как медь, отверждают в песчаной форме и охлаждают вокруг этих труб с помощью воздуха или воды во время литья. Элемент, отливаемый вокруг этих труб, также изготавливают из высокотеплопроводного материала, предпочтительно из меди. Этот способ изготовления описан в патенте Великобритании № 1386645. Одна из проблем, связанная с этим способом, состоит в неравномерном прилегании труб, выполняющих роль охлаждающего канала, к окружающему их отливаемому материалу, поскольку вокруг некоторых из этих труб может совсем не быть отливаемого элемента, а часть трубы может полностью расплавиться, и таким образом, оказаться поврежденной. Если между охлаждающей трубой и расположенной вокруг нее частью отливаемого элемента не образуется никакого металлического соединения, то теплопередача будет неэффективной. Опять-таки, если труба полностью расплавилась, то это препятствует протеканию охлаждающей воды. Литейные свойства отливаемого материала можно улучшить, например, путем добавления фосфора к меди, чтобы улучшить металлическое соединение, образующееся между трубами и материалом отливки, но в этом случае теплопроводные свойства (теплопроводность) меди значительно ослабляются даже очень небольшой добавкой фосфора. Одно из преимуществ этого способа, которое стоит упомянуть, состоит в том, что затраты на изготовление сравнительно низкие, а также в том, что он не зависит от размеров.firstly, the elements can be made by sand casting, in which cooling pipes made of a highly conductive material such as copper are solidified in sand form and cooled around these pipes with air or water during casting. An element cast around these pipes is also made of a highly conductive material, preferably copper. This manufacturing method is described in British Patent No. 1386645. One of the problems associated with this method is the uneven fit of the pipes acting as a cooling channel to the surrounding cast material, since some of these pipes may not have a cast element at all, but part of the pipe can completely melt, and thus become damaged. If no metal connection is formed between the cooling pipe and the part of the casting element located around it, heat transfer will be ineffective. Again, if the pipe is completely melted, then this prevents the flow of cooling water. The casting properties of the cast material can be improved, for example, by adding phosphorus to copper in order to improve the metal compound formed between the pipes and the casting material, but in this case the thermal conductivity (thermal conductivity) of the copper is significantly weakened even by a very small addition of phosphorus. One of the advantages of this method, which is worth mentioning, is that the manufacturing costs are relatively low, and also that it is independent of size.
В другом используемом способе изготовления стеклянные трубы в форме канала отверждают, образуя форму для охлаждающего элемента; после отливки эту форму разбивают, получая канал внутри элемента.In another used manufacturing method, glass tubes in the shape of a channel are cured to form a cooling element; after casting, this form is broken, receiving a channel inside the element.
В патенте США № 4382585 описывается другой, широко используемый способ изготовления охлаждающих элементов, согласно которому элемент изготавливают, например, из прокатанной толстолистовой меди, путем механического изготовления в нем необходимых каналов. Преимущество изготовленного этим способом элемента состоит в том, что он имеет плотную прочную структуру и обеспечивает хорошую теплопередачу от элемента к охлаждающей среде, такой как вода. Недостатки способа состоят в ограничениях по размеру, а также в его высокой стоимости.US Pat. No. 4,382,585 describes another, widely used method for manufacturing cooling elements, according to which the element is made, for example, of rolled copper plate, by mechanically manufacturing the necessary channels therein. An advantage of an element manufactured by this method is that it has a dense, robust structure and provides good heat transfer from the element to a cooling medium such as water. The disadvantages of the method are the restrictions on size, as well as its high cost.
Хорошо известным на предшествующем уровне техники способом изготовления охлаждающего элемента для пирометаллургического реактора является литье полого профиля в виде непрерывной отливки, т.е. шликерное литье через шаблон (оправку). Элемент изготавливают из высокотеплопроводного металла, такого как медь. Преимущество этого способа заключается в плотной структуре отливки, хорошем качестве поверхности, а также в том, что отлитый охлаждающий канал обеспечивает хороший перенос тепла от элемента к охлаждающей среде, таким образом, что не создается никаких лишних помех переносу тепла, и тепло, поступающее от реактора к охлаждающему элементу, переносится без какого-либо сопротивления теплопередаче непосредственно к поверхности канала и к охлаждающей воде. Поперечное сечение охлаждающего канала, как правило, круглое или овальное, а оправка имеет гладкую поверхность. Этот тип охлаждающего канала упоминается в патенте США № 5772955.A well-known in the prior art method of manufacturing a cooling element for a pyrometallurgical reactor is casting a hollow profile in the form of a continuous casting, i.e. slip casting through a template (mandrel). The element is made of a highly conductive metal such as copper. The advantage of this method lies in the dense structure of the casting, good surface quality, and also that the cast cooling channel provides good heat transfer from the element to the cooling medium, so that no unnecessary interference to the heat transfer is created, and the heat from the reactor to the cooling element, it is transferred without any resistance to heat transfer directly to the channel surface and to the cooling water. The cross section of the cooling channel is generally round or oval, and the mandrel has a smooth surface. This type of cooling channel is referred to in US Pat. No. 5772955.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Однако для того, чтобы повысить способность охлаждающего элемента к теплопередаче, предпочтительно увеличить площадь поверхности теплопередачи этого элемента. Как объясняется ниже, в соответствии с настоящим изобретением это происходит за счет увеличения площади поверхности стенки проточного канала, без увеличения его диаметра или длины. Площадь поверхности стенки проточного канала охлаждающего элемента увеличивают путем формирования канавок в стенке канала во время литья или путем протачивания канавок или на3 резки резьбы в канале после литья так, что поперечное сечение канала остается, по существу, круглым или овальным. В результате этого, при том же самом количестве тепла требуется меньшая разница между температурами воды и стенки проточного канала, и даже более низкая температура охлаждающего элемента. Изобретение касается также элементов, изготовленных этим способом. Существенные признаки данного изобретения будут понятны из прилагаемой формулы изобретения.However, in order to increase the heat transfer ability of the cooling element, it is preferable to increase the heat transfer surface area of this element. As explained below, in accordance with the present invention, this occurs by increasing the surface area of the wall of the flow channel without increasing its diameter or length. The surface area of the wall of the flow channel of the cooling element is increased by forming grooves in the channel wall during casting or by grooving or by 3 cutting threads in the channel after casting so that the cross section of the channel remains substantially circular or oval. As a result of this, with the same amount of heat, a smaller difference between the temperatures of the water and the wall of the flow channel, and even a lower temperature of the cooling element, are required. The invention also relates to elements manufactured by this method. The essential features of this invention will be clear from the attached claims.
Способность охлаждающих элементов поглощать тепло можно представить с помощью следующей формулы:The ability of cooling elements to absorb heat can be represented using the following formula:
О = а А АТ, где О - количество переносимого тепла [^];O = a A AT, where O is the amount of heat transferred [^];
а - коэффициент теплопередачи между стенкой проточного канала и водой [^/Кш2];a is the heat transfer coefficient between the wall of the flow channel and water [^ / Ksh 2 ];
А - площадь поверхности теплопередачи [т2];A - heat transfer surface area [t 2 ];
ΔΤ - разница в температурах между стенкой проточного канала и водой [К].ΔΤ is the temperature difference between the wall of the flow channel and water [K].
Коэффициент теплопередачи а можно теоретически определить из формулы \и = αΌ/λ, где λ - теплопроводность воды [\У/тК|;The heat transfer coefficient a can be theoretically determined from the formula \ u = αΌ / λ, where λ is the thermal conductivity of water [\ У / тК |;
Ό - гидравлический диаметр [м], илиΌ is the hydraulic diameter [m], or
Ии =0,023 ВеЛ0,8РгЛ0,4, где Не - \\Ορ/η ] \ν - скорость (м/с);II = 0.023 Be L 0.8 Rg L 0.4, where He - \\ Ορ / η] \ ν is the velocity (m / s);
Ό - гидравлический диаметр канала [м];Ό is the hydraulic diameter of the channel [m];
ρ - плотность воды [кг/м3];ρ is the density of water [kg / m 3 ];
η - динамическая вязкость;η is the dynamic viscosity;
Рг = число Прандтля [ ].Pg = Prandtl number [].
Таким образом, в соответствии с вышеизложенным, можно изменить количество тепла, переносимого в охлаждающем элементе, путем изменения разницы температур, коэффициента теплопередачи или площади поверхности теплопередачи.Thus, in accordance with the foregoing, it is possible to change the amount of heat carried in the cooling element by changing a temperature difference, a heat transfer coefficient, or a heat transfer surface area.
Разница между температурами стенки и трубы ограничена тем фактом, что вода кипит при 100°С, и теплопередающая способность при нормальном давлении значительно ухудшается из-за кипения. На практике выгоднее работать при возможно более низкой температуре стенки проточного канала.The difference between the wall and pipe temperatures is limited by the fact that the water boils at 100 ° C, and the heat transfer capacity under normal pressure is significantly impaired due to boiling. In practice, it is more profitable to work at the lowest possible temperature of the flow channel wall.
Коэффициент теплопередачи можно значительно изменить путем изменения скорости потока (расхода), т.е. путем изменения числа Рейнольдса. Однако возможности этого изменения ограничены увеличенной потерей давления в трубах по мере увеличения расхода, что ведет к повышению затрат на перекачку охлаждающей воды, и капиталовложения на насосы также значительно возрастают после того, как превышен определенный лимит.The heat transfer coefficient can be significantly changed by changing the flow rate (flow rate), i.e. by changing the Reynolds number. However, the possibilities of this change are limited by the increased pressure loss in the pipes as the flow increases, which leads to an increase in the cost of pumping cooling water, and the investment on the pumps also increases significantly after a certain limit is exceeded.
При обычном способе площадь поверхности теплопередачи можно изменить путем увеличения диаметра охлаждающего канала и/или его длины. Однако диаметр охлаждающего канала нельзя увеличивать неограниченно, так, чтобы это оставалось экономически оправданным, поскольку увеличение диаметра канала ведет к увеличению количества воды, требующейся для получения определенной величины расхода, и кроме того, к увеличению затрат энергии на перекачку. С другой стороны, диаметр канала ограничен физическим размером охлаждающего элемента, который, с целью сведения к минимуму капиталовложений, предпочтительно изготавливают настолько маленьким и легким, насколько это возможно. Ограничение длины канала определяется физическим размером самого охлаждающего элемента, т. е. тем размером охлаждающего канала, который может поместиться в данном месте.In the conventional method, the heat transfer surface area can be changed by increasing the diameter of the cooling channel and / or its length. However, the diameter of the cooling channel cannot be increased indefinitely, so that it remains economically feasible, since an increase in the diameter of the channel leads to an increase in the amount of water required to obtain a certain flow rate, and in addition to an increase in the cost of energy for pumping. On the other hand, the channel diameter is limited by the physical size of the cooling element, which, in order to minimize investment, is preferably made as small and light as possible. The limitation of the channel length is determined by the physical size of the cooling element itself, i.e., by the size of the cooling channel that can fit in a given place.
Если желательно увеличить поверхность теплопередачи представленного здесь охлаждающего элемента, то это делают путем изменения формы стенки проточного канала отлитого на шликера охлаждающего элемента, чтобы получить увеличенную площадь поверхности теплопередачи, в расчете на единицу длины проточного канала, при том же самом поперечном сечении проточного канала (что обеспечивает одинаковые расходы при одинаковых количествах воды). Этого увеличения площади поверхности достигают, например, следующими способами:If it is desirable to increase the heat transfer surface of the cooling element shown here, then this is done by changing the shape of the wall of the flow channel of the cooling element cast on the slurry to obtain an increased heat transfer surface area, per unit length of the flow channel, with the same cross section of the flow channel (which provides the same costs with the same amounts of water). This increase in surface area is achieved, for example, in the following ways:
по меньшей мере, один проточный канал, по существу, круглый в поперечном сечении, образуют в отливаемом на шликера охлаждающем элементе во время литья, а резьбу нарезают в проточном канале после литья;at least one flow channel substantially circular in cross section is formed in the cooling element cast on the slip during casting, and a thread is cut in the flow channel after casting;
по меньшей мере, один проточный канал, по существу, круглый в поперечном сечении, образуют в отливаемом охлаждающем элементе во время шликерного литья, а канавки в виде рифлей протачивают в проточном канале после литья. Канавки предпочтительно изготавливают с помощью так называемой разжимной оправки, которую протягивают через проточный канал. Проточку канавок можно осуществлять, например, в полости, закрытой с одного конца, и в этом случае оправку вытягивают наружу. Проточку канавок в канале, открытом с обоих концов, выполняют либо путем проталкивания, либо путем вытягивания специально предназначенного инструмента через проточный канал.at least one flow channel substantially circular in cross section is formed in the molded cooling element during slip casting, and grooves in the form of corrugations are machined in the flow channel after casting. The grooves are preferably made using a so-called expanding mandrel, which is pulled through the flow channel. Grooving of grooves can be carried out, for example, in a cavity closed at one end, in which case the mandrel is pulled out. The groove in the channel open at both ends is performed either by pushing or by pulling a specially designed tool through the flow channel.
Наиболее выгодное увеличение площади поверхности получают посредством формирования в охлаждающем элементе во время литья одного или нескольких проточных каналов, снабженных канавками, предпочтительно прямыми, с помощью специально сконструированной для этой цели литой оправки с бороздками. Несмотря на изготовление канавок, форма проточного канала все же сохраняется, по существу, круглой или овальной в поперечном сечении. Использование этого способа позволяет исключить стадию механической обработки после литья.The most advantageous increase in surface area is obtained by forming in the cooling element during casting one or more flow channels equipped with grooves, preferably straight, using a specially designed cast mandrel with grooves for this purpose. Despite the manufacture of the grooves, the shape of the flow channel still remains essentially circular or oval in cross section. Using this method eliminates the stage of machining after casting.
Ясно, что во всех выше описанных способах, в случае, если в проточном канале имеются части канала, расположенные поперек направления литья, то эти части изготавливают механически, путем механической обработки, например, с помощью сверления, а отверстия, не относящиеся к этому каналу, заглушают.It is clear that in all the above methods, if there are channel parts in the flow channel that are transverse to the casting direction, these parts are made mechanically by machining, for example, by drilling, and holes not related to this channel drown out.
Преимущество способа увеличения площади поверхности теплопередачи, описанного в данном изобретении, сравнивали со способом по прототипу, с помощью приведенного ниже примера.The advantage of the method for increasing the heat transfer surface area described in this invention was compared with the prototype method using the example below.
Перечень чертежейList of drawings
В связи с этим примером приводятся несколько чертежей, иллюстрирующих настоящее изобретение, в которых фиг. 1 представляет принципиальную схему охлаждающего элемента, использованного в испытаниях;In connection with this example, several drawings are presented illustrating the present invention, in which FIG. 1 is a schematic diagram of a cooling element used in tests;
фиг. 2 представляет профиль поперечного сечения испытуемого охлаждающего элемента;FIG. 2 is a cross-sectional profile of a test cooling element;
фиг. 3а-3б представляют температуру внутри элемента в разных точках измерения, в зависимости от температуры расплава;FIG. 3a-3b represent the temperature inside the element at different measurement points, depending on the temperature of the melt;
на фиг. 4 представлен коэффициент теплопередачи, рассчитанный на основе данных замеров, представляющий собой функцию температуры расплава, и фиг. 5 показывает разницу между температурой охлаждающей воды и температурой стенки канала при различных уровнях охлаждения для нормализованных охлаждающих элементов.in FIG. 4 shows a heat transfer coefficient calculated based on the measurement data, which is a function of the melt temperature, and FIG. 5 shows the difference between the temperature of the cooling water and the temperature of the channel wall at different cooling levels for normalized cooling elements.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention
ПримерExample
Охлаждающие элементы, относящиеся к настоящему изобретению, испытывали в производственных испытаниях, в которых указанные элементы А, В, С и Ό погружали в слой расплавленного свинца глубиной около 1 см, со стороны задней поверхности. Охлаждающий элемент А имел обычный канал с гладкой поверхностью, и этот элемент использовали для сравнительных измерений. В этих испытаниях тщательно замеряли количество охлаждающей воды и температуры как до подачи воды в охлаждающий элемент, так и после этого. Температуру расплавленного свинца и температуры внутри самого охлаждающего элемента также тщательно измеряли в семи различных точках измерения.The cooling elements related to the present invention were tested in production tests in which said elements A, B, C and Ό were immersed in a layer of molten lead about 1 cm deep, from the back surface side. The cooling element A had a regular channel with a smooth surface, and this element was used for comparative measurements. In these tests, the amount of cooling water and temperature were carefully measured both before and after the supply of water to the cooling element. The temperature of the molten lead and the temperature inside the cooling element itself were also carefully measured at seven different measurement points.
Фиг. 1 показывает охлаждающий элемент 1, использованный в испытаниях, и проточный канал 2 внутри него. Размеры охлаждающего элемента были следующими: высота 300 мм, ширина 400 мм и толщина 75 мм. Охлаждающая трубка, или проточный канал, была расположена внутри элемента, как показано на фиг. 1, так, что центр горизонтальной части трубки, показанной на фигуре, отстоял на 87 мм от нижней части элемента, а каждая из вертикальных деталей отстояла на 50 мм от края пластины. Горизонтальную часть трубки изготавливали путем сверления, а один конец горизонтального отверстия заглушали (подробно не показано). На фиг. 1 также показано расположение точек измерения температуры Т1-Т7. На фиг. 2 показана форма поверхности охлаждающих каналов, а в табл. 1 содержатся данные о размерах каналов испытуемых охлаждающих элементов и о поверхностях теплопередачи в расчете на один метр, а также относительные площади поверхности теплопередачи.FIG. 1 shows the cooling element 1 used in the tests and the flow channel 2 inside it. The dimensions of the cooling element were as follows: height 300 mm, width 400 mm and thickness 75 mm. A cooling tube, or flow channel, was located inside the element, as shown in FIG. 1, so that the center of the horizontal part of the tube shown in the figure is 87 mm from the bottom of the element, and each of the vertical parts is 50 mm from the edge of the plate. The horizontal part of the tube was made by drilling, and one end of the horizontal hole was plugged (not shown in detail). In FIG. 1 also shows the location of the temperature measuring points T1-T7. In FIG. 2 shows the surface shape of the cooling channels, and in table. 1 contains data on the channel sizes of the tested cooling elements and on the heat transfer surfaces per meter, as well as the relative heat transfer surface areas.
Таблица 1Table 1
Фиг. 3а-3б демонстрируют, что температуры охлаждающих элементов В, С и Ό были более низкими при всех значениях расхода охлаждающей воды, чем контрольные измерения, произведенные на охлаждающем элементе А. Однако, поскольку поперечные сечения проточного канала указанных испытуемых образцов пришлось сделать разных размеров по техническим причинам изготовления, то эффективность теплопередачи нельзя сравнивать непосредственно на основе результатов, представленных на фиг. 3а-3б. Поэтому результаты испытаний нормализовали следующим образом:FIG. 3a-3b demonstrate that the temperatures of the cooling elements B, C, and Ό were lower at all values of the cooling water flow than the control measurements made on the cooling element A. However, since the cross sections of the flow channel of these test samples had to be made in different sizes according to the technical manufacturing reasons, the heat transfer efficiency cannot be directly compared based on the results presented in FIG. 3a-3b. Therefore, the test results were normalized as follows:
Стационарный перенос тепла между двумя точками можно описать следующим образом:The stationary heat transfer between two points can be described as follows:
Ω = δ ·λ · (Г1-Т2), где О - количество тепла, перенесенного между точками [^];Ω = δ · λ · (G1-T 2 ), where O is the amount of heat transferred between points [^];
δ - фактор формы (зависимый от геометрической формы) [т];δ is the form factor (dependent on the geometric shape) [t];
λ - теплопроводность среды |\У/тК|:λ is the thermal conductivity of the medium | \ U / tK |:
Т1 - температура точки 1 [К]; Т2 - температура точки 2 [К].T 1 is the temperature of point 1 [K]; T 2 is the temperature of point 2 [K].
Применив вышеописанное уравнение к результатам испытаний, получают следующие величины:Applying the above equation to the test results, the following values are obtained:
О - измеренная тепловая энергия, переданная охлаждающей воде;О - measured thermal energy transferred to cooling water;
λ - теплопроводность меди |\У/тК|:λ is the thermal conductivity of copper | \ U / tK |:
Т1 - температура у основания элемента, рассчитанная из испытаний [К];T 1 - temperature at the base of the element, calculated from the tests [K];
Т2 - температура стенки канала для воды, рассчитанная из испытаний [К];T 2 - the temperature of the wall of the channel for water, calculated from the tests [K];
δ - фактор формы для конечного цилиндра, погруженного в полубесконечный элемент (длина Ь, диаметр Ό).δ is the shape factor for a finite cylinder immersed in a semi-infinite element (length b, diameter Ό).
Фактор формы можно определить из уравнения:The form factor can be determined from the equation:
δ = 2πΕ/Ιη(4ζ/ϋ), если ζ>1,5Ό, ζ - глубина погружения, измеренная от центральной линии цилиндра [т].δ = 2πΕ / Ιη (4ζ / ϋ), if ζ> 1.5Ό, ζ is the immersion depth measured from the center line of the cylinder [t].
Коэффициенты теплопередачи, определенные так, как описано выше, представлены на фиг. 4. В соответствии с многомерным анализом получена очень хорошая корреляция между коэффициентом теплопередачи и расходом воды, а также количеством тепла, переданного воде. Определенные на основании уравнения регрессии коэффициенты теплопередачи для каждого охлаждающего элемента представлены в табл. 2.Heat transfer coefficients determined as described above are shown in FIG. 4. In accordance with multivariate analysis, a very good correlation was obtained between the heat transfer coefficient and the water consumption, as well as the amount of heat transferred to the water. The heat transfer coefficients determined on the basis of the regression equation for each cooling element are presented in table. 2.
Итак, α|\ν/ιη2Ι<| = с + а · у[т/§] + Ь ·0|1<\ν|.Thus, α | \ ν / ιη 2 Ι <| = c + a · y [m / §] + b · 0 | 1 <\ ν |.
Таблица 2table 2
Чтобы сделать результаты сравнимыми, площади поперечного сечения проточных каналов нормализовали так, чтобы одинаковые значения величины потока воды соответствовали одинаковым скоростям потока (расходам). Размеры проточных каналов и площади поверхности теплопередачи, нормализованные в соответствии с величиной и скоростью потока (расходом), представлены в табл. 3. Используя размеры, приведенные в табл. 3, для случаев А', В' , С' и Ό', и коэффициенты теплопередачи, определенные, как описано выше, рассчитали разницу между температурами стенки и воды для нормализованных случаев, для различной величины потока, в зависимости от величины расхода воды, для количеств тепла 5, 10, 20 и 30 1<\ν. с помощью уравненияTo make the results comparable, the cross-sectional areas of the flow channels were normalized so that the same values of the water flow corresponded to the same flow velocities (flow rates). The dimensions of the flow channels and the heat transfer surface area, normalized in accordance with the magnitude and flow rate (flow rate), are presented in table. 3. Using the dimensions given in table. 3, for cases A ', B', C 'and Ό', and the heat transfer coefficients determined as described above, calculated the difference between the wall and water temperatures for normalized cases, for different flow rates, depending on the water flow rate, for amounts of heat 5, 10, 20 and 30 1 <\ ν. using the equation
АТ = р/(а · А)AT = p / (a · A)
Таблица 3Table 3
Результаты показаны на фиг. 5. Эта фигура показывает, что все охлаждающие элементы, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, достигают определенного значения теплопередачи с меньшей разницей между температурой воды и температурой стенки охлаждающего канала, что показывает эффективность данного способа. Например, при энергии охлаждения в 30 1<\ν и расходе воды в 3 м/с, разница между температурами стенки и воды в различных случаях составлялаThe results are shown in FIG. 5. This figure shows that all cooling elements made in accordance with the present invention achieve a certain heat transfer with a smaller difference between the water temperature and the wall temperature of the cooling channel, which shows the effectiveness of this method. For example, with a cooling energy of 30 1 <\ ν and a water flow rate of 3 m / s, the difference between the wall and water temperatures in various cases was
Таблица 4Table 4
Когда эти результаты сравнили с поверхностями теплопередачи, то установили, что разница между температурами стенки и воды, необходимая для переноса одинакового количества тепла, обратно пропорциональна относительной поверхности теплопередачи. Это означает, что изменения в площади поверхности, описанные в данном изобретении, могут существенно влиять на эффективность теплопередачи.When these results were compared with heat transfer surfaces, it was found that the difference between the wall and water temperatures needed to transfer the same amount of heat is inversely proportional to the relative heat transfer surface. This means that the changes in surface area described in this invention can significantly affect the heat transfer efficiency.
Claims (13)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI982771A FI108751B (en) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | A method of producing a sliding casting heat sink and a heat sink produced by the method |
| PCT/FI1999/001029 WO2000037870A1 (en) | 1998-12-22 | 1999-12-14 | Pyrometallurgical reactor cooling element and its manufacture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200100690A1 EA200100690A1 (en) | 2001-12-24 |
| EA002584B1 true EA002584B1 (en) | 2002-06-27 |
Family
ID=8553169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200100690A EA002584B1 (en) | 1998-12-22 | 1999-12-14 | Pyrometallurgical reactor cooling element and its manufacture |
Country Status (19)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1153254B1 (en) |
| JP (1) | JP2002533649A (en) |
| KR (1) | KR100640706B1 (en) |
| CN (1) | CN100449242C (en) |
| AR (1) | AR021961A1 (en) |
| AT (1) | ATE274683T1 (en) |
| AU (1) | AU768282B2 (en) |
| BR (1) | BR9916469A (en) |
| CA (1) | CA2356138C (en) |
| DE (1) | DE69919745T2 (en) |
| EA (1) | EA002584B1 (en) |
| FI (1) | FI108751B (en) |
| ID (1) | ID24579A (en) |
| PE (1) | PE20001446A1 (en) |
| PL (1) | PL193460B1 (en) |
| PT (1) | PT1153254E (en) |
| RS (1) | RS49726B (en) |
| WO (1) | WO2000037870A1 (en) |
| ZA (1) | ZA200104860B (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1548133A1 (en) * | 2003-12-03 | 2005-06-29 | Paul Wurth S.A. | Method of manufacturing a cooling plate and a cooling plate manufactured with this method |
| BRPI0924235B1 (en) | 2009-05-06 | 2021-11-16 | Mmc Copper Products Oy | METHOD FOR THE MANUFACTURING OF A COOLING ELEMENT FOR PYROMETALURGICAL REACTORS AND A COOLING ELEMENT FOR PYROMETALURGICAL REACTORS |
| CN101634520B (en) * | 2009-05-31 | 2011-03-30 | 江苏联兴成套设备制造有限公司 | Casting method of cast steel cooling plate |
| FI124223B (en) * | 2010-06-29 | 2014-05-15 | Outotec Oyj | SUSPENSION DEFROSTING OVEN AND CONCENTRATOR |
| CN102489955A (en) * | 2011-12-06 | 2012-06-13 | 阳谷祥光铜业有限公司 | Method for manufacturing cooling element and cooling element |
| JP5983951B2 (en) * | 2013-10-07 | 2016-09-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Blast furnace stave design method |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB191416474A (en) * | 1914-07-10 | 1915-10-11 | Carl Schilling | An Improved Process for Rectifying Spirit in Periodically Working Apparatus. |
| JPS5310530B1 (en) * | 1971-04-09 | 1978-04-14 | ||
| JPS60121045A (en) * | 1983-12-05 | 1985-06-28 | Kuroki Kogyosho:Kk | Heat exchanger and its production |
| US4995252A (en) * | 1989-03-06 | 1991-02-26 | Carrier Corporation | Method and apparatus for internally enhancing heat exchanger tubing |
| JPH0471742A (en) * | 1990-07-10 | 1992-03-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Manufacture of tube having complicated section hole |
| FI98380C (en) * | 1994-02-17 | 1997-06-10 | Outokumpu Eng Contract | Method and apparatus for suspension melting |
| JPH10166036A (en) * | 1996-12-11 | 1998-06-23 | Hitachi Cable Ltd | Manufacture of tube having groove on internal surface, and its device |
| JP3907707B2 (en) * | 1997-01-08 | 2007-04-18 | ポール・ヴルス・エス・ア | Manufacturing method of cooling plate for steel making and steel making furnace |
| DE19732537C1 (en) * | 1997-07-23 | 1999-03-04 | Mannesmann Ag | Waste heat boiler |
-
1998
- 1998-12-22 FI FI982771A patent/FI108751B/en active
- 1998-12-22 ID IDP991166D patent/ID24579A/en unknown
-
1999
- 1999-12-14 RS YUP-448/01A patent/RS49726B/en unknown
- 1999-12-14 EA EA200100690A patent/EA002584B1/en not_active IP Right Cessation
- 1999-12-14 BR BR9916469-8A patent/BR9916469A/en not_active IP Right Cessation
- 1999-12-14 PT PT99961080T patent/PT1153254E/en unknown
- 1999-12-14 AT AT99961080T patent/ATE274683T1/en not_active IP Right Cessation
- 1999-12-14 WO PCT/FI1999/001029 patent/WO2000037870A1/en active IP Right Grant
- 1999-12-14 KR KR1020017007839A patent/KR100640706B1/en not_active IP Right Cessation
- 1999-12-14 DE DE69919745T patent/DE69919745T2/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-12-14 CN CNB998149551A patent/CN100449242C/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-12-14 JP JP2000589886A patent/JP2002533649A/en not_active Abandoned
- 1999-12-14 AU AU17818/00A patent/AU768282B2/en not_active Ceased
- 1999-12-14 EP EP99961080A patent/EP1153254B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-12-14 PL PL99349155A patent/PL193460B1/en not_active IP Right Cessation
- 1999-12-14 CA CA002356138A patent/CA2356138C/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-12-21 AR ARP990106633A patent/AR021961A1/en active IP Right Grant
- 1999-12-22 PE PE1999001308A patent/PE20001446A1/en not_active Application Discontinuation
-
2001
- 2001-06-14 ZA ZA200104860A patent/ZA200104860B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR9916469A (en) | 2001-09-25 |
| FI982771A (en) | 2000-06-23 |
| CN1331791A (en) | 2002-01-16 |
| FI982771A0 (en) | 1998-12-22 |
| WO2000037870A1 (en) | 2000-06-29 |
| CA2356138A1 (en) | 2000-06-29 |
| FI108751B (en) | 2002-03-15 |
| CN100449242C (en) | 2009-01-07 |
| AR021961A1 (en) | 2002-09-04 |
| KR20010099863A (en) | 2001-11-09 |
| EP1153254B1 (en) | 2004-08-25 |
| EA200100690A1 (en) | 2001-12-24 |
| AU768282B2 (en) | 2003-12-04 |
| EP1153254A1 (en) | 2001-11-14 |
| RS49726B (en) | 2008-04-04 |
| DE69919745D1 (en) | 2004-09-30 |
| ATE274683T1 (en) | 2004-09-15 |
| PT1153254E (en) | 2004-11-30 |
| YU44801A (en) | 2003-12-31 |
| KR100640706B1 (en) | 2006-10-31 |
| PE20001446A1 (en) | 2000-12-28 |
| DE69919745T2 (en) | 2005-01-20 |
| CA2356138C (en) | 2007-08-14 |
| PL193460B1 (en) | 2007-02-28 |
| AU1781800A (en) | 2000-07-12 |
| JP2002533649A (en) | 2002-10-08 |
| ZA200104860B (en) | 2001-12-14 |
| ID24579A (en) | 2000-07-27 |
| PL349155A1 (en) | 2002-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA002584B1 (en) | Pyrometallurgical reactor cooling element and its manufacture | |
| JPH01170550A (en) | Mold for continuously casting steel | |
| KR100566741B1 (en) | Liquid coolant-type mold | |
| MXPA04010647A (en) | Adjustment of heat transfer in continuous casting moulds in particular in the region of the meniscus. | |
| RU2487946C2 (en) | Method of making cooling element for pyrometallurgical reactor and cooling element | |
| WO1998041342A1 (en) | Improved continuous casting mold and method | |
| EA020127B1 (en) | Method for producing a cooling element for pyrometallurgical reactor and the cooling element | |
| EA005547B1 (en) | Pyrometallurgical reactor cooling element and its manufacture | |
| MXPA01006448A (en) | Pyrometallurgical reactor cooling element and its manufacture | |
| US20010017199A1 (en) | Continuous casting mold and processes for making and retrofitting | |
| SU908493A1 (en) | Continuous casting unit | |
| SU1321514A1 (en) | Open mould for continuous metal casting | |
| RU2374032C2 (en) | Ingot-forming equipment | |
| RU2113314C1 (en) | Composite mold for metal continuous casting | |
| JPH0422542A (en) | Cooled mold for producing tube with fins in inner face | |
| JP2021030258A (en) | Water-cooled mold for continuous casting, and continuous casting method for steel | |
| WO2004110677A1 (en) | Liner for use in continuous casting mold |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KG MD TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): KZ RU |