EP0044512B1 - Procédé et dispositif pour le refroidissement des parties de la cuve d'un four métallurgique, en particulier d'un four à arc électrique - Google Patents

Procédé et dispositif pour le refroidissement des parties de la cuve d'un four métallurgique, en particulier d'un four à arc électrique Download PDF

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EP0044512B1
EP0044512B1 EP81105529A EP81105529A EP0044512B1 EP 0044512 B1 EP0044512 B1 EP 0044512B1 EP 81105529 A EP81105529 A EP 81105529A EP 81105529 A EP81105529 A EP 81105529A EP 0044512 B1 EP0044512 B1 EP 0044512B1
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cooling
heat exchange
cooling fluid
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furnace
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Werner Dr. Marnette
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Primetals Technologies Germany GmbH
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Fuchs Systemtechnik GmbH
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    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F27D1/12—Casings; Linings; Walls; Roofs incorporating cooling arrangements
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00—Heating by electric discharge
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    • F27D2009/0002—Cooling of furnaces
    • F27D2009/001—Cooling of furnaces the cooling medium being a fluid other than a gas
    • F27D2009/0013—Cooling of furnaces the cooling medium being a fluid other than a gas the fluid being water
    • F27D2009/0016—Water-spray
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    • F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
    • F27D2009/0002—Cooling of furnaces
    • F27D2009/004—Cooling of furnaces the cooling medium passing a waterbox

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, it relates to a device according to the preamble of patent claim 8.
  • Evaporative cooling systems of this type which always operate at high system pressures, cannot be used in batch-operated electric furnaces, since heat flows which fluctuate spatially and temporally significantly during the melting process have to be dissipated over the outer surfaces of an electric furnace.
  • the object of the invention is to achieve good cooling over the entire heat exchange surface in a method or a device of the type mentioned in the introduction, despite strong local and temporal fluctuations in the thermal stress, utilizing the evaporation enthalpy. Despite the local and temporal fluctuations in the thermal stress, film boiling, which leads to an inadmissibly high local thermal stress on the heat exchange wall, should be reliably prevented.
  • the aim of the invention is also an apparatus for performing the method.
  • the cooling system according to the invention operates at normal pressure or a pressure slightly above 1 bar and ensures adaptation to the transient operating states of an electric furnace without dangerous cooling water accumulations occurring on the furnace vessel wall.
  • this technology can achieve cooling water consumption of 0.6 1 water / M2 - min.
  • Precision nozzles for example hollow cone, full cone or pneumatic atomizer nozzles, are suitable for generating finely distributed water flows.
  • Vibrating-mechanical atomizing devices that are excited, for example, with ultrasound can also be used.
  • the coolant is preferably applied to the surface to be cooled with a constant jet width, a constant drop spectrum (0-100 ⁇ m) and a constant drop speed (20-40 m / sec).
  • FIG. 1 shows an evaporative cooling system 1 with a closed coolant circuit.
  • the system pressure is approximately 1 bar.
  • the cooling water is applied through atomizing nozzles 3 in finely divided droplet form 4 to the surface 2 to be cooled.
  • the surface 2 to be cooled and a fastening surface 26 for the nozzles 3 form a space which is closed off from the outside.
  • the saturated steam generated during evaporation is fed to the condenser 6 by means of a saturated steam pump 5 through a saturated steam line 22.
  • the resulting condensed coolant is collected in a container 7 and pumped into a pressure container 18 with a liquid pump 8.
  • the pressure vessel 18 ensures a largely constant liquid pressure in the feed line 19.
  • Parts of the coolant that condense in an uncontrolled manner are fed to the container 7 through a condensate return line 9.
  • the temperature of the surface 2 to be cooled is continuously measured with a large number of independent thermal sensors 10. If the lower limit temperature, which corresponds to the boiling temperature of the water, is exceeded locally or over a large area, the corresponding spatially assigned atomizing nozzles are actuated by opening the valves 20.
  • the cooling water is then applied to the surface 2 with a constant volume flow until the lower limit temperature is reached.
  • the mode of operation of the atomizing nozzles 3 is thus intermittent.
  • the nozzle switch-on times can be controlled by a microprocessor 21, which processes the numerous temperature measurement values and converts them into corresponding commands for the valve actuators.
  • FIG. 2 shows the application of the cooling method shown in FIG. 1 using the example of the side wall 14 of an electric arc furnace.
  • the cooling system is also used in furnace vessel areas which are below the bath surface 11.
  • the melt 12 is located in a lower part of the furnace vessel, which is bricked up and stamped out with refractory material 13 and which is made of steel and is made of the side wall 14 and the furnace bottom 16.
  • the furnace vessel according to FIG. 2 is bricked up over the bath surface 11.
  • the section of the refractory lining marked with 15 is only partially cooled in conventional water-cooled walls for safety reasons, namely from above to the bath surface 11.
  • the bottom electrode 17 is in electrical contact with the electrically conductive melt 12 via a solidified partial quantity 23 of the melt and serves to dissipate the electrical current from the melt 12 which generally serves as an anode in direct current and plasma furnaces.

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Claims (8)

1. Procédé pour refroidir des parties de carcasse d'un four métallurgique soumises à des charges thermiques fluctuant localement et dans le temps, comprenant un caisson de refroidissement logé dans la région de paroi à refroidir ou formant la région de paroi et comprenant une surface d'échangé de chaleur sur laquelle est projeté du liquide de refroidissement, caractérisé en ce qu'il consiste à détecter la répartition, dans l'espace et dans le temps, des températures de la surface d'échange de chaleur en un grand nombre d'endroits de mesure de la température et à ne projeter, en fonction des valeurs de mesure obtenues, sur la région de la surface d'échange de chaleur associée à la valeur de mesure, du liquide de refroidissement, suivant une grande surface ou d'une manière limitée localement, que tant que la valeur de mesure concernée est supérieure au point d'ébullition du liquide de refroidissement et à limiter la quantité projetée à une valeur pour laquelle il se produit une évaporation spontanée du liquide de refroidissement tout en empêchant la formation d'une pellicule de liquide d'un seul tenant.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à projeter sur la surface d'échange de chaleur du liquide de refroidissement avec une dimension des gouttes de 100 Ltm au maximum.
3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à projeter le liquide de refroidissement sur la surface d'échange de chaleur au moyen de buses de pulvérisation.
4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par son utilisation pour le refroidissement du couvercle d'un four électrique, notamment d'un four à arc.
5. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par son utilisation pour le refroidissement de la surface extérieure de la carcasse d'un four métallurgique en dessous de la zone de fusion et de scories.
6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé par son utilisation pour !e refroidissement d'une pièce de contact électrique d'un four électrique sortant de la carcasse du four et en liaison avec le bain en fusion.
7. Procédé suivant la revendication 1 à 6, caractérisé en ce que le liquide de refroidissement utilisé est l'eau.
8. Dispositif pour l'exécution du procédé suivant l'une des revendications 1 à 7, comprenant un caisson de refroidissement logé dans la région de paroi à refroidir ou formant la région de paroi d'un four métallurgique, notamment d'un four à arc et comprenant une surface d'échange de chaleur et un dispositif opposé à celle-ci destiné à projeter du liquide de refroidissement sur la surface d'échange de chaleur, caractérisé en ce que le liquide de refroidissement peut être projeté, de manière dosée de façon différente, sur des régions différentes de la surface d'échange de chaleur par le dispositif de projection et la commande du dispositif de projection s'effectue par un microprocesseur sur la base des valeurs de température mesurées qui sont fournies par un .grand nombre de sondes de mesure de température disposées de manière répartie sur la surface d'échange de chaleur.
EP81105529A 1980-07-19 1981-07-14 Procédé et dispositif pour le refroidissement des parties de la cuve d'un four métallurgique, en particulier d'un four à arc électrique Expired EP0044512B1 (fr)

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AT81105529T ATE6095T1 (de) 1980-07-19 1981-07-14 Verfahren und vorrichtung zum kuehlen von gefaessteilen eines metallurgischen ofens, insbesondere eines lichtbogenofens.

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DE3027465 1980-07-19
DE3027465A DE3027465C1 (de) 1980-07-19 1980-07-19 Verfahren und Vorrichtung zum Kuehlen von Gefaessteilen eines metallurgischen Ofens,insbesondere eines Lichtbogenofens

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EP0044512A1 EP0044512A1 (fr) 1982-01-27
EP0044512B1 true EP0044512B1 (fr) 1984-02-01

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JP (1) JPS5752788A (fr)
AT (1) ATE6095T1 (fr)
BR (1) BR8104601A (fr)
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