EP0044513A1 - Method and apparatus for cooling the walls of a metallurgical furnace, especially an electric-arc furnace - Google Patents

Method and apparatus for cooling the walls of a metallurgical furnace, especially an electric-arc furnace Download PDF

Info

Publication number
EP0044513A1
EP0044513A1 EP81105530A EP81105530A EP0044513A1 EP 0044513 A1 EP0044513 A1 EP 0044513A1 EP 81105530 A EP81105530 A EP 81105530A EP 81105530 A EP81105530 A EP 81105530A EP 0044513 A1 EP0044513 A1 EP 0044513A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid
heat exchange
cooling
exchange surface
conductors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP81105530A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ernst Dipl.-Ing. Wabersich
Gerhard Dipl.-Ing. Sanders
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Germany GmbH
Original Assignee
Fuchs Systemtechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6107636&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0044513(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Fuchs Systemtechnik GmbH filed Critical Fuchs Systemtechnik GmbH
Publication of EP0044513A1 publication Critical patent/EP0044513A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/12—Casings; Linings; Walls; Roofs incorporating cooling arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
    • F27B3/24—Cooling arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • 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 6.
  • the cooling device DE-AS 1 108 372 achieved in that the cooling liquid is supplied to the heat exchange surface via several nozzles that are just above this surface.
  • the high flow rate which prevents evaporation of the cooling liquid, is achieved by narrowing the flow cross-section of the flow channel.
  • the coolant consumption is very high in open cooling systems and large pumping, cooling and and processing plants required.
  • the amount of liquid required for cooling can be considerably reduced if it is evaporated and the enthalpy of vaporization can thus be used for cooling.
  • 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 using the evaporation enthalpy. Despite the local and temporal fluctuations in the thermal stress, large-area vapor film formation, i.e. film boiling that leads to an impermissibly high local thermal stress on the heat exchange wall can be reliably prevented.
  • the aim of the invention is also an apparatus for performing the method.
  • the method according to the invention is characterized by the features of claim 1.
  • Advantageous embodiments of the method can be found in claims 2 to 4.
  • the device according to the invention for carrying out the method is characterized by the features of claim 5.
  • Advantageous embodiments of the device are the subject of the remaining claims.
  • the cooling liquid of the heat exchange surface via the liquid-transmitting elements (liquid conductors) on a plurality of distributed the area to distributed locations is limited to such an amount that a closed liquid film can no longer form on the heat exchange surface or can be reduced even further, so that separate film-like liquid regions are formed around the supply points.
  • the entire amount of coolant supplied to the heat exchange surface evaporates; in the other case, there is a small amount of residual water that can be used as a control variable for metering the coolant. This enables pressure-free evaporative cooling to be used without the risk of local overheating as a result of large-area vapor film formation.
  • Fig. 1 shows a side view of the cross section of a cooling box 2 inserted in the side wall 1 of a metallurgical furnace, in the present case an electric arc furnace. It is assumed that the cooling box lies at one of the so-called hot spots of the electric arc furnace, i.e. at one of the points directly opposite one of the arcs.
  • the cooling box 2 contains a heat exchange plate 3, by means of which the adjacent refractory delivery 4 is cooled, a rear wall 5 opposite the heat exchange plate, an upper feed line 6 and a lower discharge line 7 for the cooling liquid, and a steam outlet point 8, which is arranged approximately in the middle of the rear wall the cooler is designed as a welded sheet steel construction.
  • a gas-permeable layer 9 composed of a multiplicity of liquid-transporting elements 10, which are called liquid conductors in the following, which are connected to the heat exchange plate 3 on a multiplicity of internal surfaces - hereinafter referred to as the heat exchange surface - distributed locations.
  • the To Conduction of the cooling liquid in the cooling box is designed such that a liquid layer 11 (see FIG. 2) of a limited thickness is formed on the inside of the rear wall 5.
  • a storage space 13 for the cooling liquid is formed by means of a partition wall 12 which leaves a gap free on the inside of the rear wall 5, from which it can enter the cooling box via the gap and can flow down along the inside of the rear wall.
  • the liquid conductors 10 are designed as connecting members between the rear wall 5 of the cooling box and the heat exchange surface 14.
  • the liquid conductors 10 are inclined downwards in the direction of the heat exchange surface 14. 2, a small amount is derived from the liquid layer 11 via the liquid conductors 10 to the heat exchange surface 14, where more or less widespread film-like liquid regions 15 surround the connection points of the liquid conductors with the heat exchange surface train in which the liquid boils and evaporates.
  • the number of liquid supply points distributed on the heat exchange surface 14 is selected such that, with sufficient cooling, no large-area vapor film can form.
  • the conductor layer 9 is vapor permeable. The resulting steam leaves the cooler via the steam outlet 8.
  • the liquid is transported via the liquid conductors 10 by gravity.
  • the liquid conductors 10 are arranged inclined.
  • Other forces for example capillary forces, can also be used for the liquid transport.
  • FIG. 3 different forms of liquid conductors 10 are shown in a side view and in a plan view poses.
  • Fig. 3a shows a liquid conductor in the form of a pin 16
  • Fig. 3b shows a liquid conductor in the form of a pin 17 with longitudinal grooves 18 distributed along the circumference, which act like capillaries
  • Fig. 3c shows a curved plate 19, the convex side of which points upwards and that has passage openings 20 on the end face connected to the heat exchange surface 14
  • FIG. 3d shows a trapezoidally angled plate 21 with passage openings 22 and FIG.
  • the conductor layer 9 is formed from a loose filling of particles or from an open-pore foam or sintered material.
  • a granulate 25 made of ceramic material, glass or gravel is used and the grain size is filled in such that the particle size decreases in the direction of the heat exchange surface 14. This borders on the inside of the rear wall 5 of the cooling box, a coarse grain that allows the cooling liquid to run relatively unhindered over the entire back wall, and the liquid is gradually passed over increasingly finer grains to the heat exchange surface 14.
  • the conductor layer 9 thus consists of several layers of particles of different particle sizes.
  • the conductor layer 9 is formed from a coarse-grained granulate 26 and an open-pore foam or sintered material 27, which takes over the function of the fine-grained material of the conductor layer 9 of the exemplary embodiment according to FIG. 4.
  • both the fine-grained material and the open-pore foam or sintered material must be gas-permeable so that the gases formed by the evaporation of the cooling liquid on the heat exchange surface 14 can withdraw via the steam exit point 8.
  • FIGS. 6 and 7 represent exemplary embodiments with a horizontal heat exchange plate 3 , that is, the case in which the cooling box is inserted into the furnace lid or forms part of the furnace lid.
  • a distributor layer 28 between the conductor layer 9 and the rear wall 5 of the cooling box, through which the coolant is distributed and metered into the conductor layer 9.
  • the distributor layer 28 is designed as a porous intermediate wall, which is soaked up with cooling liquid and distributes it in metered form to the conductor layer 9.
  • a storage space 29 for the cooling liquid is provided above the porous intermediate wall 28. Since the porous intermediate wall soaked with cooling liquid is not gas-permeable, the steam outlet 8 must be guided through this intermediate wall, as shown in FIG. 7.
  • the Fig differ. 6 and 7, characterized in that a conductor layer of a granulate and in the embodiment of Fig. 7, a conductor layer 9 is of pin-shaped fluid conductors 30 used in the embodiment of FIG. 6, the t-splitting layer between the Ver 28 and the heat exchange plate 3 are provided,
  • FIG. 8 shows an exemplary embodiment of a liquid circuit for supplying a cooling box 2 with cooling liquid.
  • the cooling liquid is fed to the feed line 6 of the cooling box 2 by a pump 31 from a liquid storage device 32.
  • the evaporated amount of liquid leaves the cooling box at the steam outlet point 8 and enters a heat exchanger 33 through which the thermal energy can be used further. This is indicated by a heater 34 points.
  • a heater 34 points Because of the high temperature compared to the usual liquid cooling systems, other types of energy recovery are also possible, for example by heating domestic water or coupling an ORC process.
  • the condensed steam flows from the heat exchanger 33 into the liquid reservoir 32.
  • the temperature of the heat exchange plate of the cooling box or the amount of excess water flowing off the heat exchange surface is measured and the measured value is fed via a measuring amplifier 35 to a control amplifier 36, to which the desired setpoint is input by a setpoint generator 37.
  • the control amplifier controls a tachometer generator 38, which switches the motor 39 of the pump 31 on or off depending on the setpoint of the setpoint generator 37.
  • Fig. 9 shows the detection of the temperature of the heat exchange plate 3 by means of a thermocouple 40 and Fig. 10 shows the measurement of the excess amount flowing away from the heat exchange surface 14 by means of a quantity measuring device 41.
  • FIG. 11 schematically shows the formation of the film-like liquid regions 15 on the heat exchange surface 14 in the event that the quantity of liquid supplied at the liquid supply points indicated by dots is so severely limited that a closed liquid film covering the entire heat exchange surface can no longer form. Nevertheless, the individual liquid areas 15 are still connected in the process condition represented by FIG. 11.
  • the liquid supply is so severely limited that the liquid areas 15 forming on the heat exchange surface 14 can no longer overlap or touch, so that separate, film-like liquid areas 15 are formed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

Verfahren und Vorrichtung für eine Verdampfungskühlung bei metallurgischen Öfen. Um großflächige, wärmeisolierende Dampfschichten zwischen der Wärmeaustauschfläche (14) und der zugeführten Kühlflüssigkeit zu verhindern, wird die Kühlflüssigkeit an einer Vielzahl von über die Flache verteilten Stellen zugeführt und die zugeführte Menge so begrenzt, daß sich kein die gesamte Wärmeaustauschfläche (14) bedeckender, geschlossener Flussigkeitsfilm mehr ausbilden kann. Die Flüssigkeit wird durch stift- oder plattenförmig ausgebildete Flüssigkeitsleiter oder über eine lose Füllung aus Partikeln, die mit der Wärmeaustauschfläche (14) in Verbindung stehen, dieser zugeleitet.Process and device for evaporative cooling in metallurgical furnaces. In order to prevent large-scale, heat-insulating vapor layers between the heat exchange surface (14) and the supplied cooling liquid, the cooling liquid is supplied at a number of locations distributed over the surface and the quantity supplied is limited so that no closed, covering the entire heat exchange surface (14) Liquid film can train more. The liquid is fed through this by means of liquid or pin-shaped liquid conductors or via a loose filling of particles which are connected to the heat exchange surface (14).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner bezieht sie sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6.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 6.

Bei der Kühlung eines thermisch hoch beanspruchten Wandbereichs eines metallurgischen Ofens, insbesondere eines Lichtbogenofens, mit örtlich und zeitlich stark schwankender thermischer Beanspruchung der Wand besteht das Problem, ein Filmsieden zu verhindern, d.h. ein Auftreten von dünnen Dampfschichten bzw. Grenzschichten an der Wärmeaustauschfläche, da diese eine stark reduzierte Wärmeleitfähigkeit haben und ein instabiler Zustand eintritt, so daß an dieser Stelle der Wärmeaustausch herabgesetzt wird und es bei Wasserkühlkästen, die selbst die Ofenwandung bilden, zu einer Beschädigung durch örtliche überhitzung kommen kann. Um ein Filmsieden zu verhindern, ist es üblich, die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels im Bereich der Wärmeaustauschfläche zu erhöhen. Dies wird bei der Kühleinrichtung nach der DE-AS 1 108 372 dadurch erreicht, daß die Kühlflüssigkeit der Wärmeaustauschfläche über mehrere Düsen zugeführt wird, die knapp oberhalb dieser Fläche liegen. Bei dem metallurgischen Ofen gemäß der DE-OS 27 22 681 wird die hohe Strömungsgeschwindigkeit, die ein Verdampfen der Kühlflüssigkeit verhindert, durch Verengen des Strömungsquerschnittes des Strömungskanals erreicht.When cooling a thermally highly stressed wall area of a metallurgical furnace, in particular an arc furnace, with thermal stress on the wall that fluctuates greatly in terms of location and time, there is the problem of preventing film boiling, i.e. the occurrence of thin layers of vapor or boundary layers on the heat exchange surface, since these have a greatly reduced thermal conductivity and an unstable state occurs, so that the heat exchange is reduced at this point and water coolers, which themselves form the furnace wall, can be damaged by local overheating. In order to prevent film boiling, it is common to increase the flow rate of the coolant in the area of the heat exchange surface. This will be reflected in the cooling device DE-AS 1 108 372 achieved in that the cooling liquid is supplied to the heat exchange surface via several nozzles that are just above this surface. In the metallurgical furnace according to DE-OS 27 22 681, the high flow rate, which prevents evaporation of the cooling liquid, is achieved by narrowing the flow cross-section of the flow channel.

Wird durch eine hohe Strömungsgeschwindigkeit die Temperatur an der Wärmeaustauschfläche so niedrig gehalten, daß es auch an einer thermisch stark beanspruchten Stelle nicht zu einer Siedeerscheinung kommen kann, dann ist bei offenen Kühlsystemen der Kühlmittelverbrauch sehr hoch und bei geschlossenen Systemen sind große Pump-, Kühl- und Aufbereitungsanlagen erforderlich.If the temperature at the heat exchange surface is kept so low by a high flow velocity that boiling cannot occur even at a thermally highly stressed point, then the coolant consumption is very high in open cooling systems and large pumping, cooling and and processing plants required.

Die zur Kühlung erforderliche Flüssigkeitsmenge kann erheblich reduziert werden, wenn sie zum Verdampfen gebracht wird und somit die Verdampfungsenthalpie zur Kühlung ausgenutzt werden kann.The amount of liquid required for cooling can be considerably reduced if it is evaporated and the enthalpy of vaporization can thus be used for cooling.

Rieselt Kühlflüssigkeit an einer zu kühlenden Wandfläche herab, dann ergeben sich bei Erhöhung der thermischen Belastung drei Bereiche mit steigendem Wärmeübergang, nämlich das Konvektionssieden, das Blasen- und das Filmsieden. Dem Blasensieden kommt hierbei eine besondere Bedeutung zu, weil ein sehr guter Wärmeübergang erreicht wird. Das Konvektionssieden ist noch vergleichsweise unwirtschaftlich und beim Filmsieden liegt bei Verwendung von Wasser als Kühlflüssigkeit zwischen ca. 120°C und 800°C ein instabiles Gebiet, das die Gefahr der örtlichen überhitzung in sich birgt.If coolant trickles down on a wall surface to be cooled, then there are three areas with increasing heat transfer when the thermal load increases, namely convection boiling, bubble and film boiling. Bubble boiling is of particular importance here because very good heat transfer is achieved. Convection boiling is still comparatively uneconomical and film boiling, when using water as the cooling liquid, is between about 120 ° C and 800 ° C, an unstable area, which harbors the risk of local overheating.

Durch die DE-PS 972 023 ist ein Türkühlrahmen mit Umlaufverdampfungskühlung höherer Druckstufen für Siemens-Martin- Öfen und andere Industrieöfen bekannt geworden, bei dem im Mittelstück des Türkühlrahmens senkrecht angeordnete Stegbleche eingeschweißt sind, die einerseits dem Mittelstück die erforderliche Festigkeit verleihen und andererseits eine Führung des gebildeten Dampf-Wasser-Gemisches erzielen. Das Kühlwasser wird durch Zuführungsleitungen und Düsen in die einzelnen durch die Stegbleche gebildeten Kammern eingeleitet und das gebildete Dampf-Wasser-Gemisch längs der Stegbleche aus den oben offenen Kammern wieder abgeleitet. Der Siedevorgang spielt sich hier im wesentlichen im Bereich des Konvektionssiedens ab, so daß dieses Verfahren noch vergleichsweise unwirtschaftlich ist.From DE-PS 972 023 a door cooling frame with circulation evaporative cooling at higher pressure levels for Siemens Martin ovens and other industrial ovens has become known, in which in Center plates of the door cooling frame are welded vertically arranged web plates, which on the one hand give the center piece the required strength and on the other hand achieve guidance of the steam-water mixture formed. The cooling water is introduced through supply lines and nozzles into the individual chambers formed by the web plates and the steam-water mixture formed is discharged along the web plates from the open chambers. The boiling process takes place essentially in the area of convection boiling, so that this process is still comparatively uneconomical.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung der einleitend genannten Art trotz starker örtlicher und zeitlicher Schwankungen der thermischen Beanspruchung unter Ausnutzung der Verdampfungsenthalpie eine gute Kühlung über die gesamte Wärmeaustauschfläche zu erzielen. Es soll trotz der örtlichen und zeitlichen Schwankungen der thermischen Beanspruchung eine großflächige Dampffilmbildung, d.h. ein Filmsieden, das zu einer unzulässig hohen örtlichen thermischen Beanspruchung der Wärmeaustauschwand führt, sicher verhindert werden. Ziel der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.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 using the evaporation enthalpy. Despite the local and temporal fluctuations in the thermal stress, large-area vapor film formation, i.e. film boiling that leads to an impermissibly high local thermal stress on the heat exchange wall can be reliably prevented. The aim of the invention is also an apparatus for performing the method.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind den Ansprüchen 2 bis 4 zu entnehmen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist durch die Merkmale des Anspruchs 5 gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind Gegenstand der übrigen Ansprüche.The method according to the invention is characterized by the features of claim 1. Advantageous embodiments of the method can be found in claims 2 to 4. The device according to the invention for carrying out the method is characterized by the features of claim 5. Advantageous embodiments of the device are the subject of the remaining claims.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird die Kühlflüssigkeit der Wärmeaustauschfläche über die Flüssigkeit übertragende Elemente (Flüssigkeitsleiter) an einer Vielzahl von über die Fläche verteilten Stellen zugeführt. Die Flüssigkeitszufuhr wird hierbei auf eine solche Menge begrenzt, daß sich auf der Wärmeaustauschfläche kein geschlossener Flüssigkeitsfilm mehr ausbilden kann oder noch mehr reduziert, so daß voneinander getrennte filmartige Flüssigkeitsbereiche um die Zuleitungsstellen entstehen. Im letztgenannten Fall verdampft die gesamte der Wärmeaustauschfläche zugeführte Kühlflüssigkeitsmenge, im anderen Fall ergibt sich eine geringe Restwassermenge, die als Regelgröße zur Dosierung der Kühlflüssigkeit herangezogen werden kann. Damit wird die Ausnutzung einer drucklosen Verdampfungskühlung ohne die Gefahr einer örtlichen überhitzung infolge einer großflächigen Dampffilmbildung ermöglicht.In the solution according to the invention, the cooling liquid of the heat exchange surface via the liquid-transmitting elements (liquid conductors) on a plurality of distributed the area to distributed locations. The liquid supply is limited to such an amount that a closed liquid film can no longer form on the heat exchange surface or can be reduced even further, so that separate film-like liquid regions are formed around the supply points. In the latter case, the entire amount of coolant supplied to the heat exchange surface evaporates; in the other case, there is a small amount of residual water that can be used as a control variable for metering the coolant. This enables pressure-free evaporative cooling to be used without the risk of local overheating as a result of large-area vapor film formation.

Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele an Hand von 12 Figuren näher erläutert. Es zeigen:

  • Fig. 1 einen in die Seitenwand eines metallurgischen Ofens eingesetzten Kühlkasten gemäß dieser Erfindung,
  • Fig. 2 den Ausschnitt II des Kühlkastens nach Fig.1 in vergrößerter Darstellung,
  • Fig. 3 verschiedene Formen für die Flüssigkeitsleiter in zwei verschiedenen Ansichten,
  • Fig. 4 einen Querschnitt aus dem oberen Teil einer weiteren Ausführungsform eines Kühlkastens,
  • Fig. 5 im Querschnitt den unteren Teil einer weiteren Ausführungsform,
  • Fig. 6 und 7 zwei in waagerechter Lage einsetzbare Kühlkästen im Ausschnitt,
  • Fig. 8 ein Prinzip eines Flüssigkeitskreislaufes mit Regelungder Flüssigkeitszufuhr,
  • Fig. 9 einen Ausschnitt aus einem Kühlkasten mit einem Temperaturfühler,
  • Fig. 10 einen Ausschnitt aus einem Kühlkasten mit einem die Abflußmenge der Kühlflüssigkeit messenden Geber,
  • Fig. 11 und 12 schematisch die Ausbildung der filmartigen Flüssigkeitsbereiche auf der Wärmeaustauschfläche.
The invention is explained in more detail by means of exemplary embodiments with reference to 12 figures. Show it:
  • 1 is a cooler used in the side wall of a metallurgical furnace according to this invention,
  • 2 shows the detail II of the cooling box according to Figure 1 in an enlarged view,
  • 3 different forms for the liquid conductors in two different views,
  • 4 shows a cross section from the upper part of a further embodiment of a cooling box,
  • 5 in cross section the lower part of a further embodiment,
  • 6 and 7 two coolers usable in a horizontal position in the cutout,
  • 8 shows a principle of a liquid circuit with regulation of the liquid supply,
  • 9 shows a section of a cooling box with a temperature sensor,
  • 10 shows a section of a cooling box with a sensor measuring the outflow of the cooling liquid,
  • 11 and 12 schematically the formation of the film-like liquid areas on the heat exchange surface.

Fig. 1 stellt in einer Seitenansicht den Querschnitt eines in die Seitenwand 1 eines metallurgischen Ofens, im vorliegenden Fall eines Lichtbogenofens, eingesetzten Kühlkastens 2 dar. Es sei angenommen, daß der Kühlkasten an einer der sogenannten Heißpunkte des Lichtbogenofens liegt, d.h. an einer der Stellen, die einem der Lichtbogen unmittelbar gegenüberliegen.Fig. 1 shows a side view of the cross section of a cooling box 2 inserted in the side wall 1 of a metallurgical furnace, in the present case an electric arc furnace. It is assumed that the cooling box lies at one of the so-called hot spots of the electric arc furnace, i.e. at one of the points directly opposite one of the arcs.

Der Kühlkasten 2 enthält eine Wärmeaustauschplatte 3, durch die die angrenzende feuerfeste Zustellung 4 gekühlt wird, eine der Wärmeaustauschplatte gegenüberliegende Rückwand 5, eine obere Zuleitung 6 und eine untere Ableitung 7 für die Kühlflüssigkeit sowie eine etwa in der Mitte der Rückwand angebrachte Dampfaustrittsstelle 8. Vorzugsweise ist der Kühlkasten als geschweißte Stahlblechkonstruktion ausgeführt. Zwischen der Rückwand 5 und der Wärmeaustauschplatte 3 ist eine gasdurchlässige Schicht 9 aus einer Vielzahl von die Flüssigkeit transportierenden Elementen 10, die im folgenden Flüssigkeitsleiter genannt werden, vorgesehen, die mit der Wärmeaustauschplatte 3 an einer Vielzahl von über deren Innenfläche - im folgenden Wärmeaustauschfläche genannt - verteilten Stellen in Verbindung stehen. Die Zuleitung der Kühlflüssigkeit in den Kühlkasten ist so ausgebildet, daß sich auf der Innenseite der Rückwand 5 eine Flüssigkeitsschicht 11 (siehe Fig. 2) einer begrenzten Dikke ausbildet. Zu diesem Zweck ist mittels einer zur Innenseite der Rückwand 5 einen Spalt frei lassenden Trennwand 12 ein Vorratsraum 13 für die Kühlflüssigkeit gebildet, aus der sie über den Spalt in den Kühlkasten eintreten und längs der Innenseite der Rückwand herabfließen kann.The cooling box 2 contains a heat exchange plate 3, by means of which the adjacent refractory delivery 4 is cooled, a rear wall 5 opposite the heat exchange plate, an upper feed line 6 and a lower discharge line 7 for the cooling liquid, and a steam outlet point 8, which is arranged approximately in the middle of the rear wall the cooler is designed as a welded sheet steel construction. Provided between the rear wall 5 and the heat exchange plate 3 is a gas-permeable layer 9 composed of a multiplicity of liquid-transporting elements 10, which are called liquid conductors in the following, which are connected to the heat exchange plate 3 on a multiplicity of internal surfaces - hereinafter referred to as the heat exchange surface - distributed locations. The To Conduction of the cooling liquid in the cooling box is designed such that a liquid layer 11 (see FIG. 2) of a limited thickness is formed on the inside of the rear wall 5. For this purpose, a storage space 13 for the cooling liquid is formed by means of a partition wall 12 which leaves a gap free on the inside of the rear wall 5, from which it can enter the cooling box via the gap and can flow down along the inside of the rear wall.

Im vorliegenden Fall sind die Flüssigkeitsleiter 10 als Verbindungsglieder zwischen der Rückwand 5 des Kühlkastens und der Wärmeaustauschfläche 14 ausgebildet. Die Flüssigkeitsleiter 10 sind in Richtung der Wärmeaustauschfläche 14 nach unten geneigt. Damit wird, wie insbesondere der vergrößerte Ausschnitt nach Fig. 2 erkennen läßt, aus der Flüssigkeitsschicht 11 jeweils eine kleine Menge über die Flüssigkeitsleiter 10 zur Wärmeaustauschfläche 14 abgeleitet, wo sich mehr oder weniger weit ausgebreitete filmartige Flüssigkeitsbereiche 15 um die Verbindungsstellen der Flüssigkeitsleiter mit der Wärmeaustauschfläche ausbilden, in denen die Flüssigkeit zum Sieden kommt und verdampft. Die Anzahl der auf der Wärmeaustauschfläche 14 verteilten Flüssigkeitszufuhrstellen ist so gewählt, daß sich bei ausreichender Kühlung kein großflächiger Dampffilm bilden kann. Die Leiterschicht 9 ist dampfdurchlässig. Der entstehende Dampf verläßt den Kühlkasten über die Dampfaustrittsstelle 8.In the present case, the liquid conductors 10 are designed as connecting members between the rear wall 5 of the cooling box and the heat exchange surface 14. The liquid conductors 10 are inclined downwards in the direction of the heat exchange surface 14. 2, a small amount is derived from the liquid layer 11 via the liquid conductors 10 to the heat exchange surface 14, where more or less widespread film-like liquid regions 15 surround the connection points of the liquid conductors with the heat exchange surface train in which the liquid boils and evaporates. The number of liquid supply points distributed on the heat exchange surface 14 is selected such that, with sufficient cooling, no large-area vapor film can form. The conductor layer 9 is vapor permeable. The resulting steam leaves the cooler via the steam outlet 8.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt der Transport der Flüssigkeit über die Flüssigkeitsleiter 10 durch Schwerkraft. Zu diesem Zweck sind die Flüssigkeitsleiter 10 geneigt angeordnet. Es können für den Flüssigkeitstransport auch andere Kräfte, beispielsweise Kapillarkräfte, ausgenutzt werden.In the exemplary embodiment described, the liquid is transported via the liquid conductors 10 by gravity. For this purpose, the liquid conductors 10 are arranged inclined. Other forces, for example capillary forces, can also be used for the liquid transport.

In Fig. 3 sind in einer Seitenansicht und in einer Draufsicht verschiedene Formen von Flüssigkeitsleitern 10 dargestellt. Fig. 3a zeigt einen Flüssigkeitsleiter in Form eines Stiftes 16, Fig. 3b einen Flüssigkeitsleiter in Form eines Stiftes 17 mit längs des Umfangs verteilt angebrachten Längsnuten 18, die wie Kapillaren wirken, Fig. 3c ein gebogenes Blech 19, dessen konvexe Seite nach oben zeigt und das an der mit der Wärmeaustauschfläche 14 verbundenen Stirnseite Durchtrittsöffnungen 20 aufweist, Fig. 3d ein trapezförmig abgewinkeltes Blech 21 mit Durchtrittsöffnungen 22 und Fig. 3e in drei verschiedenen Ansichten ein ebenes Blech 23 mit Öffnungen 24 auf der an die Wärmeaustauschfläche 14 angrenzenden Stirnseite.In Fig. 3 different forms of liquid conductors 10 are shown in a side view and in a plan view poses. Fig. 3a shows a liquid conductor in the form of a pin 16, Fig. 3b shows a liquid conductor in the form of a pin 17 with longitudinal grooves 18 distributed along the circumference, which act like capillaries, Fig. 3c shows a curved plate 19, the convex side of which points upwards and that has passage openings 20 on the end face connected to the heat exchange surface 14, FIG. 3d shows a trapezoidally angled plate 21 with passage openings 22 and FIG.

Bei den in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Leiterschicht 9 aus einer losen Füllung von Partikeln bzw. aus einem offenporigen Schaum- oder Sinterwerkstoff gebildet. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist ein Granulat 25 aus keramischem Material, Glas oder Kies, verwendet und der Körnung nach geordnet so eingefüllt, daß die Partikelgröße in Richtung der Wärmeaustauschfläche 14 abnimmt. Damit grenzt an die Innenseite der Rückwand 5 des Kühlkastens eine grobe Körnung, die die Kühlflüssigkeit relativ ungehindert über die gesamte Rückwand laufen läßt, und die Flüssigkeit wird nach und nach über immer feinere Körnungen zur Wärmeaustauschfläche 14 geleitet. Die Leiterschicht 9 besteht somit aus mehreren Schichten von Partikeln unterschiedlicher Partikelgröße.In the exemplary embodiments shown in FIGS. 4 to 6, the conductor layer 9 is formed from a loose filling of particles or from an open-pore foam or sintered material. In the embodiment according to FIG. 4, a granulate 25 made of ceramic material, glass or gravel is used and the grain size is filled in such that the particle size decreases in the direction of the heat exchange surface 14. This borders on the inside of the rear wall 5 of the cooling box, a coarse grain that allows the cooling liquid to run relatively unhindered over the entire back wall, and the liquid is gradually passed over increasingly finer grains to the heat exchange surface 14. The conductor layer 9 thus consists of several layers of particles of different particle sizes.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist die Leiterschicht 9 aus einem grobkörnigen Granulat 26 und einem offenporigen Schaum- oder Sinterwerkstoff 27 gebildet, der die Funktion des feinkörnigen Materials der Leiterschicht 9 des Ausführungsbeispiels nach Fig. 4 übernimmt. Selbstverständlich muß sowohl das feinkörnige Material als auch der offenporige Schaum- oder Sinterwerkstoff gasdurchlässig sein, damit die durch die Verdampfung der Kühlflüssigkeit an der Wärmeaustauschfläche 14 gebildeten Gase über die Dampfaustrittsstelle 8 abziehen können.5, the conductor layer 9 is formed from a coarse-grained granulate 26 and an open-pore foam or sintered material 27, which takes over the function of the fine-grained material of the conductor layer 9 of the exemplary embodiment according to FIG. 4. Of course, both the fine-grained material and the open-pore foam or sintered material must be gas-permeable so that the gases formed by the evaporation of the cooling liquid on the heat exchange surface 14 can withdraw via the steam exit point 8.

Während bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen die Wärmeaustauschplatte 3 senkrecht angeordnet ist, was üblicherweise der Fall ist, wenn der Kühlkasten in die Seitenwand eines metallurgischen Ofens eingesetzt ist oder einen Teil dieser Seitenwand bildet, stellen die Fig. 6 und 7 Ausführungsbeispiele dar mit waagerechter Wärmeaustauschplatte 3, also den Fall, in dem der Kühlkasten in den Ofendeckel eingesetzt ist oder einen Teil des Ofendeckels bildet. In diesem Fall ist es erforderlich, zwischen der Leiterschicht 9 und der Rückwand 5 des Kühlkastens eine Verteilerschicht 28 vorzusehen, durch die die Kühlflüssigkeit der Leiterschicht 9 verteilt und dosiert zugeführt wird. Die Verteilerschicht 28 ist bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 6 und 7 als poröse Zwischenwand ausgebildet, die sich mit Kühlflüssigkeit vollsaugt und diese verteilt und dosiert an die Leiterschicht 9 abgibt. Oberhalb der porösen Zwischenwand 28 ist ein Vorratsraum 29 für die Kühlflüssigkeit vorgesehen. Da die mit Kühlflüssigkeit vollgesaugte poröse Zwischenwand nicht gasdurchlässig ist, muß die Dampfaustrittsstelle 8 durch diese Zwischenwand hindurch geführt sein, wie dies Fig. 7 darstellt. Im übrigen unterscheiden sich die Fig. 6 und 7 dadurch, daß bei der Ausführungsform nach Fig. 6 eine Leiterschicht aus einem Granulat und bei der Ausführungsform nach Fig. 7 eine Leiterschicht 9 aus stiftförmigen Flüssigkeitsleitern 30 verwendet ist, die zwischen der Verteilerschicht 28 und der Wärmeaustauschplatte 3 vorgesehen sind,While in the exemplary embodiments described so far, the heat exchange plate 3 is arranged vertically, which is usually the case when the cooling box is inserted into the side wall of a metallurgical furnace or forms part of this side wall, FIGS. 6 and 7 represent exemplary embodiments with a horizontal heat exchange plate 3 , that is, the case in which the cooling box is inserted into the furnace lid or forms part of the furnace lid. In this case, it is necessary to provide a distributor layer 28 between the conductor layer 9 and the rear wall 5 of the cooling box, through which the coolant is distributed and metered into the conductor layer 9. In the exemplary embodiments according to FIGS. 6 and 7, the distributor layer 28 is designed as a porous intermediate wall, which is soaked up with cooling liquid and distributes it in metered form to the conductor layer 9. A storage space 29 for the cooling liquid is provided above the porous intermediate wall 28. Since the porous intermediate wall soaked with cooling liquid is not gas-permeable, the steam outlet 8 must be guided through this intermediate wall, as shown in FIG. 7. Incidentally, the Fig differ. 6 and 7, characterized in that a conductor layer of a granulate and in the embodiment of Fig. 7, a conductor layer 9 is of pin-shaped fluid conductors 30 used in the embodiment of FIG. 6, the t-splitting layer between the Ver 28 and the heat exchange plate 3 are provided,

Fig. 8 stellt ein Ausführungsbeispiel für einen Flüssigkeitskreislauf zur Versorgung eines Kühlkastens 2 mit Kühlflüssigkeit dar. Die Kühlflüssigkeit wird der Zuleitung 6 des Kühlkastens 2 durch eine Pumpe 31 aus einem Flüssigkeitsspei-' cher 32 zugeführt. Die verdampfte Flüssigkeitsmenge verläßt den Kühlkasten an der Dampfaustrittsstelle 8 und gelangt in einen Wärmetauscher 33, durch den die Wärmeenergie weiter genutzt werden kann. Dies ist durch eine Heizung 34 angedeutet. Es sind wegen der hohen Temperatur im Vergleich zu den üblichen Flüssigkeitskühlsystemen auch andere Arten der Energierückgewinnung möglich, beispielsweise durch Aufheizen von Brauchwasser oder Kopplung eines ORC-Prozesses.8 shows an exemplary embodiment of a liquid circuit for supplying a cooling box 2 with cooling liquid. The cooling liquid is fed to the feed line 6 of the cooling box 2 by a pump 31 from a liquid storage device 32. The evaporated amount of liquid leaves the cooling box at the steam outlet point 8 and enters a heat exchanger 33 through which the thermal energy can be used further. This is indicated by a heater 34 points. Because of the high temperature compared to the usual liquid cooling systems, other types of energy recovery are also possible, for example by heating domestic water or coupling an ORC process.

Der kondensierte Dampf fließt vom Wärmetauscher 33 in den Flüssigkeitsspeicher 32.Zur Regelung der Zufuhr der Kühlflüssigkeit wird z.B. die Temperatur der Wärmeaustauschplatte des Kühlkastens oder die von der Wärmeaustauschfläche abfließende Menge an Überschußwasser gemessen und der Meßwert über einen Meßverstärker 35 einem Regelverstärker 36 zugeführt, dem von einem Sollwertgeber 37 der gewünschte Sollwert eingegeben wird. Der Regelverstärker steuert einen Tachogenerator 38, welcher je nach dem Sollwert des Sollwertgebers 37 den Motor 39 der Pumpe 31 ein- bzw. ausschaltet.The condensed steam flows from the heat exchanger 33 into the liquid reservoir 32. the temperature of the heat exchange plate of the cooling box or the amount of excess water flowing off the heat exchange surface is measured and the measured value is fed via a measuring amplifier 35 to a control amplifier 36, to which the desired setpoint is input by a setpoint generator 37. The control amplifier controls a tachometer generator 38, which switches the motor 39 of the pump 31 on or off depending on the setpoint of the setpoint generator 37.

Fig. 9 zeigt die Erfassung der Temperatur der Wärmeaustauschplatte 3 mittels eines Thermoelementes40 und Fig. 10 das Messen der von der Wärmeaustauschfläche 14 abfließenden Überschußmenge durch eine Mengenmeßeinrichtung 41. Die an der Innenseite der Rückwand 5 herabfließende Flüssigkeitsmenge muß an der Mengenmeßeinrichtung 41 vorbeigeführt werden.Fig. 9 shows the detection of the temperature of the heat exchange plate 3 by means of a thermocouple 40 and Fig. 10 shows the measurement of the excess amount flowing away from the heat exchange surface 14 by means of a quantity measuring device 41.

Obwohl als Kühlflüssigkeit verschiedene Flüssigkeiten mit einer hohen Verdampfungsenthalpie, wie Fluorkohlenwasserstoffe,z.B. Frigen R 114, geeignet sind, wird aus wirtschaftlichen Gründen vorzugsweise Wasser als Kühlflüssigkeit verwendet werden.Although various liquids with a high enthalpy of vaporization, such as fluorocarbons, e.g. Frigen R 114, are suitable, water is preferably used as the cooling liquid for economic reasons.

Fig. 11 stellt schematisch die Ausbildung der filmartigen Flüssigkeitsbereiche 15 auf der Wärmeaustauschfläche 14 für den Fall dar, daß die an den durch Punkte angedeuteten Flüssigkeitszufuhrstellen zugeführte Flüssigkeitsmenge so stark begrenzt wird, daß sich kein die gesamte Wärmeaustauschfläche bedeckender, geschlossener Flüssigkeitsfilm mehr ausbilden kann. Trotzdem stehen bei der durch Fig. 11 dargestellten Verfahrensbedingung die einzelnen Flüssigkeitsbereiche 15 noch in Verbindung.11 schematically shows the formation of the film-like liquid regions 15 on the heat exchange surface 14 in the event that the quantity of liquid supplied at the liquid supply points indicated by dots is so severely limited that a closed liquid film covering the entire heat exchange surface can no longer form. Nevertheless, the individual liquid areas 15 are still connected in the process condition represented by FIG. 11.

Bei dem in Fig. 12 skizzierten Fall ist die Flüssigkeitszufuhr so stark begrenzt, daß sich die auf der Wärmeaustauschfläche 14 ausbildenden Flüssigkeitsbereiche 15 nicht mehr überlappen oder berühren können, so daß voneinander getrennte, filmartige Flüssigkeitsbereiche 15 entstehen.In the case outlined in FIG. 12, the liquid supply is so severely limited that the liquid areas 15 forming on the heat exchange surface 14 can no longer overlap or touch, so that separate, film-like liquid areas 15 are formed.

Claims (18)

1. Verfahren zum Kühlen eines Wandbereichs eines metallurgischen Ofens, insbesondere eines Lichtbogenofens, mit einem in den Wandbereich eingesetzten oder den Wandbereich bildenden Kühlkasten (2), der eine Wärmeaustauschfläche (14) enthält, welcher an einer Vielzahl von über die .Fläche verteilten Stellen in begrenzter Menge Kühlflüssigkeit zugeführt wird, die wenigstens teilweise auf der Wärmeaustauschfläche verdampft,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zufuhr der Kühlflüssigkeit auf eine solche Menge begrenzt wird, daß die um die Zuleitungsstellen auf der Wärmeaustauschfläche (14) entstehenden filmartigen Flüssigkeitsbereiche (15) keinen, die gesamte Wärmeaustauschfläche bedeckenden, geschlossenen Flüssigkeitsfilm mehr bilden können.1.Method for cooling a wall area of a metallurgical furnace, in particular an arc furnace, with a cooling box (2) which is inserted into the wall area or forms the wall area and which contains a heat exchange surface (14), which at a plurality of locations distributed over the surface in a limited amount of cooling liquid is supplied, which evaporates at least partially on the heat exchange surface,
characterized,
that the supply of the cooling liquid is limited to such an amount that the film-like liquid regions (15) formed around the supply points on the heat exchange surface (14) can no longer form a closed liquid film covering the entire heat exchange surface. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr der Kühlflüssigkeit auf eine solche Menge begrenzt wird, daß sich auf der Wärmeaustauschfläche (14) voneinander getrennte filmartige Flüssigkeitsbereiche (15) um die Zuleitungsstellen der Kühlflüssigkeit ausbilden.2. The method according to claim 1, characterized in that the supply of the cooling liquid is limited to such an amount that on the heat exchange surface (14) separate film-like liquid regions (15) form around the supply points of the cooling liquid. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr der Kühlflüssigkeit in Abhängigkeit von der als Überschußmenge von der Wärmeaustauschfläche (14) ablaufenden Flüssigkeitsmenge geregelt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the supply of the cooling liquid is regulated in dependence on the amount of liquid running off as an excess amount from the heat exchange surface (14). 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr der Kühlflüssigkeit in Abhängigkeit von durch Temperaturfühler (40) auf der Wärmeaustauschfläche (14) erfaßten Temperaturmeßwerten geregelt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the supply of the cooling liquid is controlled as a function of temperature measured values detected by temperature sensors (40) on the heat exchange surface (14). 5. Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem in den Wandbereich eines metallurgischen Ofens, insbesondere eines Lichtbogenofens, eingesetzten oder den Wandbereich dieses Ofens bildenden Kühlkasten (2) aus einer durch eine Kühlflüssigkeit kühlbaren Wärmeaustauschplatte (3) und einer dieser gegenüber liegenden Rückwand (5), mit einer am Kühlkasten vorgesehenen Zuleitung (6) und einer Ableitung (7) für die Kühlflüssigkeit sowie einer Dampfaustrittsstelle (8), ferner mit einer gasdurchlässigen Schicht (9) zwischen der Rückwand (5) und der Wärmeaustauschplatte (3), wobei die gasdurchlässige Schicht eine Vielzahl von Flüssigkeitsleitern (10, 16, 17, 19, 21, 23, 25, 30) für die Zufuhr der Flüssigkeit zur Wärmeaustauschplatte (3) enthält,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flüssigkeitsleiter (10, 16, 17, 19, 21, 23, 25, 30) einerseits mit der Wärmeaustauschplatte (3) an einer Vielzahl von über deren Innenfläche (Wärmeaustauschfläche 14) verteilten Stellen und andererseits mit einer auf der Innenseite der Rückwand (5) des Kühlkastens (2) gebildeten Flüssigkeitsschicht (11) in Verbindung stehen.5. Apparatus, in particular for carrying out the method according to one of claims 1 to 4, with a cooling box (2) inserted into the wall region of a metallurgical furnace, in particular an arc furnace, or forming the wall region of this furnace, comprising a heat exchange plate (3 that can be cooled by a cooling liquid) ) and a rear wall (5) opposite this, with a supply line (6) provided on the cooling box and a discharge line (7) for the cooling liquid and a steam outlet point (8), furthermore with a gas-permeable layer (9) between the rear wall (5) and the heat exchange plate (3), the gas-permeable layer containing a plurality of liquid conductors (10, 16, 17, 19, 21, 23, 25, 30) for the supply of the liquid to the heat exchange plate (3),
characterized,
that the liquid conductors (10, 16, 17, 19, 21, 23, 25, 30) on the one hand with the heat exchange plate (3) at a plurality of locations distributed over the inner surface (heat exchange surface 14) and on the other hand with one on the inside of the rear wall ( 5) of the cooling box (2) formed liquid layer (11) in connection. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß angrenzend an die Innenseite der Rückwand (5) des Kühlkastens ein Vorratsraum (29) für die Kühlflüssigkeit vorhanden ist, der von einer Verteilerschicht (28) begrenzt wird, mit der die Flüssigkeitsleiter (25, 30) in Verbindung stehen.6. The device according to claim 5, characterized in that adjacent to the inside of the rear wall (5) of the cooling box, a storage space (29) for the cooling liquid is present, which is delimited by a distributor layer (28) with which the liquid conductors (25, 30) are connected. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerschicht (28) als poröse Trennwand ausgebildet ist.7. The device according to claim 6, characterized in that the distributor layer (28) is designed as a porous partition. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterschicht (9) durch eine Vielzahl von Flüssigkeitsleitern (10, 16, 17, 19, 21, 23, 25, 30) zwischen der Rückwand (5) des Kühlkastens bzw. der Verteilerschicht (28) und der Wärmeaustauschfläche (3) gebildet ist.8. Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the conductor layer (9) by a A plurality of liquid conductors (10, 16, 17, 19, 21, 23, 25, 30) is formed between the rear wall (5) of the cooling box or the distribution layer (28) and the heat exchange surface (3). 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsleiter (10, 16, 17, 19, 21, 23, 25, 30) in Richtung der Wärmeaustauschfläche (3) nach unten geneigt sind.9. The device according to claim 8, characterized in that the F liquid conductors (10, 16, 17, 19, 21, 23, 25, 30) are inclined downwards in the direction of the heat exchange surface (3). 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsleiter (17) mit Kapillaren (18) versehen sind.10. The device according to claim 8 or 9, characterized in that the liquid conductors (17) are provided with capillaries (18). 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Flüssigkeitsleiter (10, 16, 17, 30) stiftförmig ausgebildet ist.11. Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that at least part of the liquid conductors (10, 16, 17, 30) is pin-shaped. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Flüssigkeitsleiter (19, 21, 23) plattenförmig ausgebildet ist.12. Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that at least part of the liquid conductors (19, 21, 23) is plate-shaped. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Flüssigkeitsleiter (19, 21) einen gebogenen Querschnitt aufweisen.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the plate-shaped liquid conductors (19, 21) have a curved cross section. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterschicht (9) aus einer losen Füllung von Partikeln (25) gebildet ist.14. Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the conductor layer (9) is formed from a loose filling of particles (25). 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikelgröße der Leiterschicht (9) in Richtung der Wärmeaustauschfläche abnimmt.15. The apparatus according to claim 14, characterized in that the particle size of the conductor layer (9) decreases in the direction of the heat exchange surface. 16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Leiterschicht (9) aus Granulaten (25), Sand oder Bims besteht.16. The apparatus according to claim 14 or 15, characterized in that at least part of the conductor layer (9) consists of granules (25), sand or pumice. 17. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Leiterschicht (9) aus Ringen besteht.17. The apparatus according to claim 14 or 15, characterized in that at least part of the conductor layer (9) consists of rings. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Leiterschicht (9) aus einem offenporigen Schaum- oder Sinterwerkstoff gebildet ist.18. Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that at least part of the conductor layer (9) is formed from an open-cell foam or sintered material.
EP81105530A 1980-07-19 1981-07-14 Method and apparatus for cooling the walls of a metallurgical furnace, especially an electric-arc furnace Withdrawn EP0044513A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3027464A DE3027464C2 (en) 1980-07-19 1980-07-19 Method and device for cooling a wall area of a metallurgical furnace, in particular an electric arc furnace
DE3027464 1980-07-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0044513A1 true EP0044513A1 (en) 1982-01-27

Family

ID=6107636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP81105530A Withdrawn EP0044513A1 (en) 1980-07-19 1981-07-14 Method and apparatus for cooling the walls of a metallurgical furnace, especially an electric-arc furnace

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4410999A (en)
EP (1) EP0044513A1 (en)
DE (1) DE3027464C2 (en)
ES (1) ES504425A0 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011000699A3 (en) * 2009-07-01 2011-04-07 Siemens Aktiengesellschaft Method for cooling a cooling element of an electric arc furnace, electric arc furnace for melting down metal articles, and control device for an electric arc furnace

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3323781C2 (en) * 1983-07-01 1986-04-03 Uhde Gmbh, 4600 Dortmund Device for cooling thick-walled, horizontally arranged tube sheets of heat exchangers
US4753192A (en) * 1987-01-08 1988-06-28 Btu Engineering Corporation Movable core fast cool-down furnace
US4789991A (en) * 1988-01-19 1988-12-06 Mannesmann Aktiengesellschaft Cooling system for electric arc furnaces
DE4103508A1 (en) * 1991-02-06 1992-08-13 Kortec Ag METHOD AND DEVICE FOR COOLING VESSEL PARTS FOR CARRYING OUT PYRO METHODS, IN PARTICULAR METALLURGICAL TYPE
US5561685A (en) * 1995-04-27 1996-10-01 Ucar Carbon Technology Corporation Modular spray cooled side-wall for electric arc furnaces
DE19801425C2 (en) * 1998-01-16 2000-08-10 Sms Demag Ag Cooling plate for shaft furnaces
AU2001291880A1 (en) * 2000-09-26 2002-04-08 Paul Wurth S.A. Method for cooling a blast furnace with cooling plates
LU91142B1 (en) * 2005-02-28 2006-08-29 Wurth Paul Sa Electric arc furnace
FR2893329B1 (en) * 2005-11-14 2008-05-16 Aluminium Pechiney Soc Par Act ELECTROLYSIS TANK WITH THERMAL EXCHANGER.
WO2015011625A1 (en) * 2013-07-26 2015-01-29 EBERHARD, Anette System and method for recovering waste heat generated in internally insulated reactors

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1108372B (en) * 1956-11-01 1961-06-08 Josef Cermak Dr Ing Cooling device for thermally highly stressed walls
DE1121277B (en) * 1953-11-05 1962-01-04 Strico Ges Fuer Metallurg Und Device for cooling the melting and overheating zones of cupolae using cooling elements
DE1133083B (en) * 1956-07-10 1962-07-12 Strico Ges Fuer Metallurg Melting zone cooling jacket for shaft ovens
US3845813A (en) * 1973-01-10 1974-11-05 Obourg Sa Ciments Water cooling of wall surfaces
FR2289867A1 (en) * 1974-10-29 1976-05-28 Uss Eng & Consult AERATOR-MULTIPLIER FOR CASCADE WATER COOLERS

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE972023C (en) * 1955-02-13 1959-05-06 Helmut Reining Door cooling frame with circulation evaporation cooling of higher pressure levels for SM.-OEfen and other industrial furnaces
US3612501A (en) * 1969-09-29 1971-10-12 Anderson Constr Corp A E Furnace-cooling apparatus
US3692103A (en) * 1970-11-03 1972-09-19 Vsesoyuzny Nauchono I I Pi Och Device for evaporative cooling of metallurgical furnaces
US3777043A (en) * 1973-01-17 1973-12-04 Neill Corp O Apparatus and method for cooling a refractory lining
US4122295A (en) * 1976-01-17 1978-10-24 Ishikawajima-Harima Jukogyo Kabushiki Kaisha Furnace wall structure capable of tolerating high heat load for use in electric arc furnace
US4091228A (en) * 1976-05-19 1978-05-23 United States Steel Corporation Water cooled shell for electric arc furnaces
JPS5362708A (en) * 1976-11-17 1978-06-05 Kyoei Steel Ltd Electric furnace for steel making

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1121277B (en) * 1953-11-05 1962-01-04 Strico Ges Fuer Metallurg Und Device for cooling the melting and overheating zones of cupolae using cooling elements
DE1133083B (en) * 1956-07-10 1962-07-12 Strico Ges Fuer Metallurg Melting zone cooling jacket for shaft ovens
DE1108372B (en) * 1956-11-01 1961-06-08 Josef Cermak Dr Ing Cooling device for thermally highly stressed walls
US3845813A (en) * 1973-01-10 1974-11-05 Obourg Sa Ciments Water cooling of wall surfaces
FR2289867A1 (en) * 1974-10-29 1976-05-28 Uss Eng & Consult AERATOR-MULTIPLIER FOR CASCADE WATER COOLERS

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011000699A3 (en) * 2009-07-01 2011-04-07 Siemens Aktiengesellschaft Method for cooling a cooling element of an electric arc furnace, electric arc furnace for melting down metal articles, and control device for an electric arc furnace

Also Published As

Publication number Publication date
ES8206826A1 (en) 1982-08-16
ES504425A0 (en) 1982-08-16
DE3027464C2 (en) 1982-07-22
DE3027464A1 (en) 1982-02-11
US4410999A (en) 1983-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2847963C2 (en)
DE2607168C3 (en) Device for exchanging heat
DE2917364C2 (en) Temperature controllable tank container
DE3027464C2 (en) Method and device for cooling a wall area of a metallurgical furnace, in particular an electric arc furnace
DE3341737C2 (en) Heat exchanger with liquid film evaporation
EP3458209B1 (en) Method and device for overall temperature-control close to the mould cavity of temperature-controlled shell-type moulds, using intercommunicating media in polyhedral spaces
DE1956495A1 (en) Forehearth for glass processing machines
DE3821910C2 (en)
DE3433580A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR MELTING PRE-GEL MATERIALS, IN PARTICULAR PHOTOGRAPHIC EMULSIONS
WO2005106072A2 (en) Thermal vacuum deposition method and device
DE1650201B2 (en) THERMAL SHIELDING FOR A HEATED VESSEL
DE2657238A1 (en) PROCESS FOR COOLING A SHAFT FURNACE FOR BURNING LIME, DOLOMITE OR MAGNESITE
EP0279302B1 (en) Layered heat storer
DE102004040307A1 (en) Foam glass cooling section
DE3415372A1 (en) HEAT STABILIZATION METHOD FOR THE MATERIAL OUTLET OF PAPER MACHINES
EP0085462B1 (en) Liquid-cooled roofs for electric-arc furnaces
WO2009090089A1 (en) Temperature control of the nozzle plate of an underwater granulator
DE2522245A1 (en) EVAPORATIVE COOLING PROCESS
DD256434A3 (en) HEAT TRANSFER FOR DYNAMIC LATENT WASTE MEMORY
DE2152759A1 (en) Refrigerated furnace and cooling system therefor
DE3002990A1 (en) METHOD FOR COOLING GAS-PERMEABLE PROPERTY
DE639081C (en) Device for treating gases
AT408689B (en) DEVICE FOR CONTROLLING A HEAT EXCHANGER
DE4339851C2 (en) Evaporator for cooling containers
DE2603611C2 (en) Glass melting container

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19810714

AK Designated contracting states

Designated state(s): FR GB IT SE

KL Correction list

Free format text: 82/03 TITELBLATT

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: FUCHS SYSTEMTECHNIK GMBH

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 19850201

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: SANDERS, GERHARD, DIPL.-ING.

Inventor name: WABERSICH, ERNST, DIPL.-ING.