EP1380804A1 - Cooling device for a smelting furnace, smelting furnace with such a cooling device and cooling method for a smelting furnace - Google Patents
Cooling device for a smelting furnace, smelting furnace with such a cooling device and cooling method for a smelting furnace Download PDFInfo
- Publication number
- EP1380804A1 EP1380804A1 EP03013894A EP03013894A EP1380804A1 EP 1380804 A1 EP1380804 A1 EP 1380804A1 EP 03013894 A EP03013894 A EP 03013894A EP 03013894 A EP03013894 A EP 03013894A EP 1380804 A1 EP1380804 A1 EP 1380804A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- cooling
- furnace
- wall
- tubular element
- fluid
- 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- Withdrawn
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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
- F28D7/12—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically the surrounding tube being closed at one end, e.g. return type
Definitions
- the invention relates to a cooling device for a Melting furnace according to claim 1, a melting furnace with a such cooling device according to claim 6, a method for Cooling a melting furnace according to claim 12 and a Cooling element according to claim 17.
- thermal and mechanical stress is particularly high in melting furnaces with excessive temperature fluctuations leading changing Composition of the melt, e.g. Slag from the Waste incineration, or those that are not in continuous operation to run.
- Composition of the melt e.g. Slag from the Waste incineration, or those that are not in continuous operation to run.
- the brickwork also becomes slag from waste incineration chemically by aggressive gases, e.g. Hydrochloric, Hydrogen fluoride, hydrogen sulfide, contaminated. in the Chemical compounds arising inside the furnace can Attack refractory bricks, reduce their stability and lead to their dissolution. Therefore exist for such ovens strict security requirements that limit the risk of Breakthroughs in the furnace wall as much as possible should reduce.
- the maximal Cooling power is not provided in the place where it is on yourself is necessary.
- the cooling elements must therefore absorb relatively large volumes of cooling medium. This In the event of a leak, there is a risk that the inside of the furnace incoming coolant evaporates explosively, which makes the cooling elements and the entire system strong can be damaged.
- DE 19 34 486 describes a device for cooling Masonry parts exposed to heat in a melting furnace known the several, directly on the inside of the furnace includes pipes arranged on the lining.
- the two Tubes divided into chambers are partially with a Cooling liquid, especially water, filled and on her upper end with a condenser and steam generator device connected so that each tube has one represents closed cycle.
- the circulation of the coolant happens purely by convection.
- the Pipes are arranged directly adjacent to the furnace wall, so that on the side facing away from the wall the tubes form a layer of solidified melting material. This provides an additional heat shield for the Masonry, but prevents individual pipes in the Damage can be replaced.
- the Cooling performance from the outside due to the purely passive Circulation of the coolant is difficult to monitor or be adjusted. For example, this is due to interference Blockage or leakage is not immediate recognizable. Temperature changes in the melt cannot be balanced.
- a cooling element for arrangement known on the inner wall of a melting furnace This consists of a serpentine winding tube, the is cast into a flat copper plate.
- the Connections for the supply and discharge of the coolant protrude from the copper plate.
- the flat cooling element comes with several mounting elements on the inside wall of the Oven assembled. The disadvantage of this is that Cooling element not easily in the event of wear can be exchanged.
- the invention has for its object the known To further develop cooling devices and cooling elements that avoided the disadvantages of the prior art become.
- the cooling elements should be light be producible and interchangeable.
- Melting furnace with such a cooling device and a Methods for cooling a melting furnace can be specified.
- the cooling device according to the invention for one Melting furnace comprises a plurality of elongated cooling elements to direct a cooling fluid, each at least one supply line and one with fluid dynamics have connected discharge line for the cooling fluid.
- the cooling element according to the invention consists of at least two tubular elements partially arranged one inside the other, hereinafter referred to as the inner and outer tubes become.
- the inner tube serves as a feed or. Derivation and the space between the two tubes as a discharge or supply line for the cooling fluid.
- "Elongated" means that the length of the cooling element be significantly greater than Diameter is preferably a multiple. In order to can be selectively chilled and a predetermined one Temperature profile can be set.
- Such a cooling lance can be produced easily and inexpensively, especially if they consist of two at the bottom there are nested hollow cylinders.
- the Cooling element is easy to assemble or replace because it only led through the furnace wall and there must be attached.
- the arrangement of two tubes one another has the advantage of a very simple construction an enlarged contact area and good ones Controllability of the coolant flows.
- the cooling fluid which is preferably water, becomes preferably by means of a suitable pump device promoted by the cooling element.
- a suitable pump device promoted by the cooling element By suitable choice of the pressure of the cooling fluid can Cooling capacity to the actual conditions be adjusted inside the oven. This is especially for Smelting furnaces with changing composition of the Melting material, e.g. those for melting slag waste incineration, beneficial.
- the invention can however also with melting furnaces with constant Loading, e.g. Glass or metal melting furnaces, with Advantage.
- the cooling elements are preferably in the interior of the oven At least partially in the vicinity of the lining to be cooled arranged to be immersed, particularly preferred spaced from the lining. Keeping one Distance to the wall has the advantage that the melt solidified between the wall and cooling elements, which means that System becomes sluggish and a kind of protective shield for the wall is formed. If a cooling element fails, the Melt melted in the area, so that a new cooling element can be inserted into this area can.
- cooling elements are directly adjacent to the wall are arranged, they can be advantageous additionally take on a supporting function of the wall.
- the operating parameters of the cooling device are preferably selected so that the melting material is in the range the lining solidifies and thus a thermal one Forms a protective shield for the lining.
- the cooling elements are permeable to the cooling fluid designed. This allows cooling fluid to flow through the wall or Exit the surface of the cooling element into the interior of the oven and by means of evaporative cooling, the cooling effect strengthen. By evaporation even small amounts Cooling liquid manages the cooling elements and thus the Effectively cool the melt in the desired area.
- all known cooling systems are like this designed that the release of cooling medium in the Stove interior is avoided at all costs reaction conditions there not by supplying Coolant, often water, change and become an explosive Evaporation of large amounts of coolant to prevent. It has now surprisingly been shown that smaller with the targeted release according to the invention Amounts of cooling fluid in the furnace interior which were feared there are no negative consequences.
- the conditions in The interior does not remove the amount released changed significantly.
- a sudden vaporization of large Amounts of coolant are avoided by using the Surface of the cooling element a predetermined permeability has, so that a sudden heat transfer the entire cooling fluid contained in the cooling element is avoided becomes.
- the amount of coolant dispensed is always one Much less than the returning quantity. Since the Evaporation heat from water is very high, which can lead to Achieving a certain cooling capacity necessary Amount of water to 1/10 to 1/16 of the nominal amount of water of a conventional cooling system with a closed one Cooling circuit can be reduced. It was assumed that the water in a conventional cooling system heated without pressure from approx. 40 ° C to approx. 80 ° C while it warms up to approx. 600 ° C when released into the oven and absorbs a correspondingly larger amount of heat.
- the choice of the Flow rate the required amount of cooling fluid per cooling element can be kept very small, so that the Risk of damage remains low even with a leak.
- the melting furnace according to the invention is characterized by a longer service life and thus greater economy out.
- the due to the different slag composition occurring temperature peaks and the chemical pollution of the masonry can be kept low by always operating the cooling device that the masonry with a protective layer of solidified Slag is provided.
- the cooling device is preferably modular from individual Built cooling elements that are independent of each other and together with your own or a common one Pump device locally each a cooling circuit can train.
- the advantages lie in the cost-effective Manufacturing and easy assembly and maintenance or renovation.
- the functionality of the preferably modular individual cooling elements built cooling device can be easily monitored by the difference between the to- and the derived amount of cooling fluid measured becomes. This makes leaks easy determine.
- the cooling capacity can, for example, by Setting the amount of per unit time through the cooling elements pumped medium are adjusted, in particular by adjusting the pump pressure.
- cooling element If one or more of the cooling elements fails, it melts the solidified melting material in the area of the defective cooling element. Due to the modular structure of the cooling device the defective cooling element can be fully received Functionality of the other cooling elements from the cooling circuit uncoupled, pushed into the oven, through Melt with the melted material and discarded by a pushed intact cooling element to be replaced.
- the cooling device according to the invention is preferred used as a supplement to known cooling devices, the masonry from the outside or within the masonry cool. In this case, these systems can be smaller be dimensioned. Furthermore, the failure of one of the cooling systems is not yet mandatory in such a case to the fact that the operation of the furnace must be interrupted.
- the melting furnace 1 shows a longitudinal section through a melting furnace 1 for melting slag from waste incineration.
- Fig. 2 shows a cross section of the melting furnace 1, Fig. 3 a enlarged section from FIG. 1.
- the melting furnace 1 comprises a tub 2 with a bottom 6 and one Side wall 5 for the melting material 3.
- Under melting material 3 both the still solid 3a, i.e. the solid slag or pyrolysis coke, as well as the already melted good 3b (melt) understood.
- the solid melt 3a is the Furnace 2 fed through a first shaft 8, where a mountain 3c can form from solids, which over the normal level N of the melt 3b protrudes.
- the fuel gas or pyrolysis gas is the furnace interior 1 'via nozzles 12, 13th fed.
- the tub 2 is through the side Side wall 5 made of a heat-resistant material limited.
- the floor 6 is lowered in places (area 6a) to the liquid metal components of the slag better from the residues floating on the metal to be able to separate.
- Figure 1a shows a modification of that shown in Fig. 1 Oven 1.
- the bottom 6 of the tub 2 is in the area 6b Side wall 5 designed obliquely ascending. So that will the contact surface of the melt 3b with the side wall 5 significantly reduced.
- the cooling element 4 only dips on his lower end 4a into the melt 3b.
- the side wall 5 consists of two layers of refractory bricks 5a, 5b and closes with an outer skin 5c, which extends upwards in the direction of first shaft 8 continues and forms its wall.
- the outer skin 5c is used to cool the furnace in itself known way wetted with water 7.
- the refractory bricks 5a, 5b have cutouts 10 which are known per se Way to serve a cooling medium.
- the side wall becomes the known cooling measures by the cooling device according to the invention cooled.
- the cooling device comprises a plurality of cooling elements 4, which are inside the furnace 1 are arranged.
- the rod-shaped or lance-shaped cooling elements 4 are from above through suitable openings 11 in the Oven wall inserted into the interior of oven 1. she run in the vertical direction and have a distance d from the side wall 5 of preferably 1 to 10 cm, particularly preferably 2-3 cm.
- the cooling elements 4 protrude their front or lower end 4a in the melt 3b into it.
- the operating conditions of the cooling device in particular the distance D between the cooling elements 4 and the distance d to the side wall 5 and the Cooling performance of a single cooling element 4 is preferred chosen so that the melt 3b in the range between the cooling elements 4 and the side wall 5 solidify.
- the solidified slag forms a protective shield for the Side wall 5. If a cooling element 4 fails, it melts the solidified slag locally, whereby the wall 5 as However, the whole thing is not charged. The defective cooling element 4 can then be removed from its working position and through a new one will be replaced. The defective cooling element 4 will pulled from the opening 1 from above, for example. However, disposal is particularly preferably carried out by the cooling element 4 is pushed into the furnace 1 where it melts with the melting material 3.
- the cooling elements 4, which are in Fig. 4 in supervision and in 5 and 6 in two different embodiments in Section shown in more detail consist of two at least in the intended for arrangement within the oven lower region 4a concentric to the longitudinal axis A tubes 14, 15 arranged one inside the other.
- the inner tube 14 is intended for arrangement outside the furnace 1 upper area 4b out of the outer tube 15, see above that both tubes don't connect one here coolant circuit shown are accessible.
- Both tubes are bent in the upper region 4b.
- At her Free ends 14b, 15b are preferably connections to Connection of the cooling circuit available (not here shown). Because of the small diameter, this can Cooling element 4 easily through a small opening in the Furnace wall are introduced into the melting furnace. On such cooling element 4, which is preferably made of steel, is easy and inexpensive to manufacture and therefore as Wear part suitable.
- the inner and outer tubes 14, 15 each have the Shape of a hollow cylinder with a circular Cross-section, but in principle there are also others Cross-sectional shapes in question.
- the outside diameter of the inner tube 14 is smaller than the inner diameter of the outer tube so that between the tubes 14, 15 as a Derivation 20 is formed for the coolant-serving space is.
- the inner tube 14 serves as a feed line 19 for the coolant, especially water.
- Supply and discharge 19, 20 are fluid dynamically connected to one another by the lower ends 14a, 15a of both tubes 14, 15 through a common plug 17 are closed, the inner Tube 14 in the area of its lower end 14a, however Has openings 18 to the room 20.
- this tower s over lower end 15a of outer tube 15, lower end 14a the inner tube 14 approximately in the direction of the axis A. measured length of the plug.
- the operating conditions, in particular the flow and type of coolant preferably set so that the coolant in the Feed line 19 is liquid and in the discharge line 20 evaporates so that a vapor film forms.
- a sleeve 16 is placed, the itself from the lower end of the cooling element 4 to its extends upper area 4b.
- the not absolutely necessary Sleeve 16 has various functions: In the case of FIG. 5 illustrated first embodiment, it serves as Protective sleeve for the pipe system 14, 15 to one to prevent excessive wear.
- Fig. 6 shows a second embodiment of an inventive Cooling element 4.
- the outer tube 15 is in the lower area 4a designed to be permeable to the coolant, by the tube wall having a plurality of radially extending Has channels 21.
- the sleeve 16 is also permeable, preferably it consists of a porous Sintered material.
- the coolant passes through the channels 21 from the discharge line 20 and passes through the porous Sintered material of the sleeve 16 outwards into the furnace interior. The effect can be achieved by the capillary action of the channels 21 be reinforced.
- By evaporating the coolant from the The surface of the sleeve 16 becomes the cooling element 4 and thus the melting material is cooled.
- the perspiration according to the invention or evaporative cooling has the advantage that the Dispensing small amounts of cooling medium to an effective one Temperature reduction leads.
- the small amount of cooling medium affects the reaction conditions inside the furnace Not.
- the porous sleeve prevents 16 the risk of explosive evaporation is greater Amounts of coolant.
- the outer tube 15 may also be a plurality of Segment rings be composed, with the gaps between the individual segments as channels for the Coolant outlet serve (not shown). are the openings in the outer tube 15 can be fine enough also be dispensed with the sleeve 16.
- the inner and outer tubes 14, 15 have a diameter of 21.3 mm and 42.4 mm.
- the length of the cooling element within the furnace is preferably 30 to 60 cm. Water is used as the coolant.
- the pressure of the pump device is selected so that the incoming coolant flow is approximately 1000 l / h. Of this, approximately 20 l / h is preferably released to the environment through the permeable surface of the cooling element 4.
- the channels 21 preferably have a diameter of 2 mm and a total area of 140 mm 2 , the porosity of the sintered material is approximately 10%.
- the coolant heats up only insignificantly when passing through the cooling element, since the wall temperature is kept approximately constant by the water evaporating to the outside.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für einen
Schmelzofen nach Anspruch 1, einen Schmelzofen mit einer
solchen Kühleinrichtung nach Anspruch 6, ein Verfahren zur
Kühlung eines Schmelzofens nach Anspruch 12 und ein
Kühlelement nach Anspruch 17.The invention relates to a cooling device for a
Melting furnace according to claim 1, a melting furnace with a
such cooling device according to
Beim Betrieb eines Schmelzofens treten regelmässig Bedingungen auf, die zu einer hohen thermischen, chemischen und mechanischen Belastung der für die Ausmauerung verwendeten Feuerfeststeine führen. Die thermische und mechanische Belastung ist besonders hoch bei Schmelzöfen mit zu hohen Temperaturschwankungen führender wechselnder Zusammensetzung des Schmelzguts, z.B. Schlacke aus der Müllverbrennung, oder solchen, die nicht im Dauerbetrieb laufen. Insbesondere bei Schmelzöfen zum Schmelzen von Schlacke aus der Müllverbrennung wird die Ausmauerung auch chemisch durch aggressive Gase, z.B. Chlorwasserstoff, Fluorwasserstoff, Schwefelwasserstoff, belastet. Im Ofeninneren entstehende chemische Verbindungen können die Feuerfeststeine angreifen, deren Stabilität vermindern und zu deren Auflösung führen. Daher bestehen für solche Öfen strenge Sicherheitsvorgaben, die die Gefahr von Durchbrüchen der Ofenwandung so weit wie möglich reduzieren sollen.When operating a melting furnace occur regularly Conditions leading to high thermal, chemical and mechanical stress for the lining used refractory bricks. The thermal and mechanical stress is particularly high in melting furnaces with excessive temperature fluctuations leading changing Composition of the melt, e.g. Slag from the Waste incineration, or those that are not in continuous operation to run. Especially in melting furnaces for melting The brickwork also becomes slag from waste incineration chemically by aggressive gases, e.g. Hydrochloric, Hydrogen fluoride, hydrogen sulfide, contaminated. in the Chemical compounds arising inside the furnace can Attack refractory bricks, reduce their stability and lead to their dissolution. Therefore exist for such ovens strict security requirements that limit the risk of Breakthroughs in the furnace wall as much as possible should reduce.
Um einem übermässigen Verschleiss und damit verringerten Standzeiten und den damit verbundenen wirtschaftlichen Nachteilen vorzubeugen, sind verschiedene Kühlsysteme bekannt. Es ist beispielsweise bekannt, den Schmelzofen oberhalb der Schmelzzone nicht auszumauern und mit Kühlrohren auszurüsten, die die Ofenabdeckung tragen. Diese Schutzmassnahme betrifft jedoch in erster Linie die Gewölbedecke. Die dabei eingesetzten Kühlrohre aus Kupfer oder Stahl müssen nach einer gewissen Zeit ausgetauscht werden, was ebenfalls die Betriebszeit der Anlage negativ beeinträchtigt. Zur Kühlung der Seitenwandung des Schmelzofens im Bereich der Schmelzzone werden beispielsweise Kühlelemente von aussen in die Mauerwerksteile eingebracht. Die Kühlelemente sind an einen geschlossenen Kühlkreislauf angeschlossen und können auch austauschbar sein. Aus der DE 36 03 783 ist des weiteren bekannt, an einen geschlossenen Kühlkreislauf angeschlossene Kühlelemente von aussen mit der Ofenwandung in Kontakt zu bringen, um diese zu kühlen. Es ist schliesslich auch bekannt, die Ofenwandung von aussen mit einer Kühlflüssigkeit, z.B. einem Wasserfilm, zu benetzen.To an excessive wear and thus reduced Downtimes and the associated economic Various cooling systems are to prevent disadvantages known. For example, it is known the smelting furnace not to be bricked up above the melting zone and with Equip cooling tubes that support the furnace cover. However, this protective measure primarily affects the Vaulted ceiling. The copper cooling tubes used or steel need to be replaced after a period of time be what is also the operating time of the plant negative impaired. For cooling the side wall of the melting furnace in the melting zone, for example Cooling elements from the outside in the masonry parts brought in. The cooling elements are closed Cooling circuit connected and can also be interchangeable his. From DE 36 03 783 is also known to cooling elements connected to a closed cooling circuit from the outside in contact with the furnace wall bring to cool this. After all, it is too known, the furnace wall from the outside with a coolant, e.g. a film of water to wet.
Der Nachteil der bekannten Anlagen, die das Mauerwerk von aussen oder durch im Mauerwerk angeordnete Mittel kühlen, liegt darin, dass sie mit verhältnismässig grosser Kühlleistung bzw. grossem Wärmefluss ausgelegt werden müssen, um auch den an das Ofeninnere grenzenden Bereich der Ausmauerung, der den höchsten Temperaturen ausgesetzt ist, auf die gewünschte Temperatur zu kühlen. Die maximale Kühlleistung wird nicht an dem Ort erbracht, an dem sie an sich erforderlich ist. Die Kühlelemente müssen daher relativ grosse Volumina an Kühlmedium aufnehmen. Dies birgt bei einem Leck die Gefahr, dass in das Ofeninnere gelangende Kühlflüssigkeit explosionsartig verdampft, wodurch die Kühlelemente und die gesamte Anlage stark beschädigt werden können. The disadvantage of the known systems that the masonry of cool outside or by means arranged in the masonry, lies in the fact that they are relatively large Cooling capacity or large heat flow can be designed to the area bordering the inside of the furnace the brick lining exposed to the highest temperatures is to cool to the desired temperature. The maximal Cooling power is not provided in the place where it is on yourself is necessary. The cooling elements must therefore absorb relatively large volumes of cooling medium. This In the event of a leak, there is a risk that the inside of the furnace incoming coolant evaporates explosively, which makes the cooling elements and the entire system strong can be damaged.
Aus der DE 19 34 486 ist eine Einrichtung zur Kühlung hitzebeanspruchter Mauerwerksteile bei einem Schmelzofen bekannt, die mehrere, an der Innenseite des Ofens direkt an der Ausmauerung angeordnete Rohre umfasst. Die in zwei Kammern unterteilten Rohre sind teilweise mit einer Kühlflüssigkeit, insbesondere Wasser, gefüllt und an ihrem oberen Ende mit jeweils einer Kondensier- und Dampferzeugervorrichtung verbunden, so dass jedes Rohr einen abgeschlossen Kreislauf darstellt. Die Umwälzung der Kühlflüssigkeit geschieht rein passiv durch Konvektion. Die Rohre sind direkt an die Ofenwandung angrenzend angeordnet, so dass sich an der der Wandung abgewandten Seite der Rohre eine Schicht aus erstarrtem Schmelzgut bildet. Diese stellt einen zusätzlichen Hitzeschutzschild für das Mauerwerk dar, verhindert jedoch, dass einzelne Rohre im Schadensfall ersetzt werden können. Des weiteren kann die Kühlleistung von aussen aufgrund des rein passiven Umwälzens der Kühlflüssigkeit nur schwer überwacht oder angepasst werden. Damit sind beispielsweise Störungen aufgrund Verstopfung oder Leckage nicht unmittelbar erkennbar. Temperaturänderungen der Schmelze können nicht ausgeglichen werden.DE 19 34 486 describes a device for cooling Masonry parts exposed to heat in a melting furnace known the several, directly on the inside of the furnace includes pipes arranged on the lining. The two Tubes divided into chambers are partially with a Cooling liquid, especially water, filled and on her upper end with a condenser and steam generator device connected so that each tube has one represents closed cycle. The circulation of the coolant happens purely by convection. The Pipes are arranged directly adjacent to the furnace wall, so that on the side facing away from the wall the tubes form a layer of solidified melting material. This provides an additional heat shield for the Masonry, but prevents individual pipes in the Damage can be replaced. Furthermore, the Cooling performance from the outside due to the purely passive Circulation of the coolant is difficult to monitor or be adjusted. For example, this is due to interference Blockage or leakage is not immediate recognizable. Temperature changes in the melt cannot be balanced.
Aus der GB-A 2 131 137 ist ein Kühlelement zur Anordnung
an der Innenwand eines Schmelzofens bekannt. Dieses
besteht aus einer serpentinenartig gewundenen Röhre, die
in eine flache Kupferplatte eingegossen ist. Die
Anschlüsse für die Zu- und Ableitung der Kühlflüssigkeit
stehen von der Kupferplatte ab. Das flächige Kühlelement
wird mit mehreren Montageelementen an der Innenwand des
Ofens montiert. Nachteilig hieran ist, dass das
Kühlelement im Verschleissfall nicht ohne weiteres
ausgetauscht werden kann. From GB-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Kühleinrichtungen und Kühlelemente so weiterzuentwickeln, dass die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden. Insbesondere sollen die Kühlelemente leicht herstellbar und austauschbar sein. Des weiteren soll ein Schmelzofen mit einer derartigen Kühleinrichtung sowie ein Verfahren zur Kühlung eines Schmelzofens angegeben werden.The invention has for its object the known To further develop cooling devices and cooling elements that avoided the disadvantages of the prior art become. In particular, the cooling elements should be light be producible and interchangeable. Furthermore, one should Melting furnace with such a cooling device and a Methods for cooling a melting furnace can be specified.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Kühleinrichtung mit den
Merkmalen von Anspruch 1, einen Schmelzofen mit einer
solchen Kühleinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 6,
ein Verfahren zur Kühlung eines Schmelzofens mit den
Merkmalen von Anspruch 12 und ein Kühlelement mit den
Merkmalen von Anspruch 17. Vorteilhafte Weiterbildungen
ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der
Beschreibung und den Zeichnungen.The task is solved by a cooling device with the
Features of claim 1, a furnace with a
such a cooling device with the features of
Die erfindungsgemässe Kühleinrichtung für einen Schmelzofen umfasst eine Mehrzahl von länglichen Kühlelementen zur Leitung eines Kühlfluidums, die jeweils wenigstens eine Zuleitung und eine damit fluiddynamisch verbundene Ableitung für das Kühlfluidum aufweisen. Das erfindungsgemässe Kühlelement besteht aus zwei wenigstens zum Teil ineinander angeordneten röhrenförmigen Elementen, die im folgenden als innere und äussere Röhre bezeichnet werden. Die innere Röhre dient als Zu- oder. Ableitung und der Raum zwischen den beiden Röhren als Ab- bzw Zuleitung für das Kühlfluidum. Unter "länglich" wird verstanden, dass die Länge des Kühlelements deutlich grösser als sein Durchmesser ist, vorzugsweise um ein Vielfaches. Damit kann gezielt punktuell gekühlt und ein vorbestimmtes Temperaturprofil eingestellt werden. Eine solche Kühllanze kann einfach und kostengünstig hergestellt werden, insbesondere wenn sie aus zwei im unteren Bereich ineinander geschachtelten Hohlzylindern besteht. Das Kühlelement ist leicht zu montieren bzw. auszutauschen, da es nur punktuell durch die Ofenwandung geführt und dort befestigt sein muss. Die Anordnung zweier Röhren ineinander hat bei sehr einfacher Konstruktion den Vorteil einer vergrösserten Kontaktfläche und guten Kontrollierbarkeit der Kühlmittelströme.The cooling device according to the invention for one Melting furnace comprises a plurality of elongated cooling elements to direct a cooling fluid, each at least one supply line and one with fluid dynamics have connected discharge line for the cooling fluid. The The cooling element according to the invention consists of at least two tubular elements partially arranged one inside the other, hereinafter referred to as the inner and outer tubes become. The inner tube serves as a feed or. Derivation and the space between the two tubes as a discharge or supply line for the cooling fluid. "Elongated" means that the length of the cooling element be significantly greater than Diameter is preferably a multiple. In order to can be selectively chilled and a predetermined one Temperature profile can be set. Such a cooling lance can be produced easily and inexpensively, especially if they consist of two at the bottom there are nested hollow cylinders. The Cooling element is easy to assemble or replace because it only led through the furnace wall and there must be attached. The arrangement of two tubes one another has the advantage of a very simple construction an enlarged contact area and good ones Controllability of the coolant flows.
Das Kühlfluidum, das vorzugsweise Wasser ist, wird vorzugsweise mittels einer geeigneten Pumpeinrichtung zwangsweise durch das Kühlelement gefördert. Durch geeignete Wahl des Drucks des Kühlfluidums kann die Kühlleistung an die tatsächlich herrschenden Bedingungen im Ofeninneren angepasst werden. Dies ist insbesondere für Schmelzöfen mit wechselnder Zusammensetzung des Schmelzguts, z.B. solchen zum Schmelzen von Schlacke aus der Müllverbrennung, vorteilhaft. Die Erfindung kann jedoch auch bei Schmelzöfen mit gleichbleibender Beschickung, z.B. Glas- oder Metallschmelzöfen, mit Vorteil eingesetzt werden.The cooling fluid, which is preferably water, becomes preferably by means of a suitable pump device promoted by the cooling element. By suitable choice of the pressure of the cooling fluid can Cooling capacity to the actual conditions be adjusted inside the oven. This is especially for Smelting furnaces with changing composition of the Melting material, e.g. those for melting slag waste incineration, beneficial. The invention can however also with melting furnaces with constant Loading, e.g. Glass or metal melting furnaces, with Advantage.
Die Kühlelemente sind im Ofeninneren vorzugsweise in der Nähe der zu kühlenden Ausmauerung wenigstens teilweise in das Schmelzgut eintauchend angeordnet, besonders bevorzugt von der Ausmauerung beabstandet. Das Einhalten eines Abstandes zur Wand hat den Vorteil, dass die Schmelze zwischen Wand und Kühlelementen erstarrt, wodurch das System träger wird und eine Art Schutzschild für die Wand gebildet wird. Bei Ausfall eines Kühlelements wird die Schmelze in dessen Umgebung aufgeschmolzen, so dass ein neues Kühlelement in diesen Bereich eingeschoben werden kann.The cooling elements are preferably in the interior of the oven At least partially in the vicinity of the lining to be cooled arranged to be immersed, particularly preferred spaced from the lining. Keeping one Distance to the wall has the advantage that the melt solidified between the wall and cooling elements, which means that System becomes sluggish and a kind of protective shield for the wall is formed. If a cooling element fails, the Melt melted in the area, so that a new cooling element can be inserted into this area can.
Wenn die Kühlelemente direkt an die Wandung angrenzend angeordnet sind, können sie in vorteilhafter Weise zusätzlich eine Stützfunktion der Wandung übernehmen.If the cooling elements are directly adjacent to the wall are arranged, they can be advantageous additionally take on a supporting function of the wall.
Die Betriebsparameter der Kühleinrichtung werden vorzugsweise so gewählt, dass das Schmelzgut im Bereich der Ausmauerung erstarrt und somit einen thermischen Schutzschild für die Ausmauerung bildet.The operating parameters of the cooling device are preferably selected so that the melting material is in the range the lining solidifies and thus a thermal one Forms a protective shield for the lining.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Kühlelemente für das Kühlfluidum durchlässig gestaltet. Damit kann Kühlfluidum durch die Wand bzw. Oberfläche des Kühlelements in das Ofeninnere austreten und im Wege der Verdampfungskühlung den Kühleffekt verstärken. Durch die Verdampfung bereits geringer Mengen Kühlflüssigkeit gelingt es, die Kühlelemente und damit die Schmelze im gewünschten Bereich effektiv zu kühlen. Im Gegensatz dazu sind alle bekannten Kühlsysteme so ausgelegt, dass die Abgabe von Kühlmedium in den Ofeninnenraum unter allen Umständen vermieden wird, um die dortigen Reaktionsbedingungen nicht durch Zufuhr von Kühlflüssigkeit, oft Wasser, zu verändern und ein explosionsartiges Verdampfen grosser Mengen von Kühlflüssigkeit zu verhindern. Es hat sich nun überraschend gezeigt, dass beim erfindungsgemässen gezielten Freisetzen kleiner Mengen Kühlfluidum in den Ofeninnenraum die befürchteten negativen Folgen ausbleiben. Die Bedingungen im Ofeninneren werden durch die freigesetzte Menge nicht wesentlich verändert. Ein plötzliches Verdampfen grosser Mengen Kühlflüssigkeit wird vermieden, indem die Oberfläche des Kühlelements eine vorbestimmte Durchlässigkeit aufweist, so dass ein schlagartiger Wärmetransfer auf das gesamte im Kühlelement enthaltene Kühlfluidum vermieden wird. Die abgegebene Menge Kühlmittel ist stets um ein Vielfaches geringer als die rücklaufende Menge. Da die Verdampfungswärme von Wasser sehr hoch ist, kann die zur Erzielung einer bestimmten Kühlleistung notwendige Wassermenge auf 1/10 bis 1/16 der nominalen Wassermenge eines herkömmlichen Kühlsystems mit einem geschlossenen Kühlkreislauf reduziert werden. Dabei wurde angenommen, dass sich das Wasser bei einem herkömmlichen Kühlsystem drucklos von ca. 40°C auf ca. 80°C erwärmt, während es sich bei der Abgabe ins Ofeninnere auf ca. 600°C erwärmt und dabei eine entsprechend grössere Wärmemenge aufnimmt.In a particularly preferred development of the invention the cooling elements are permeable to the cooling fluid designed. This allows cooling fluid to flow through the wall or Exit the surface of the cooling element into the interior of the oven and by means of evaporative cooling, the cooling effect strengthen. By evaporation even small amounts Cooling liquid manages the cooling elements and thus the Effectively cool the melt in the desired area. in the In contrast, all known cooling systems are like this designed that the release of cooling medium in the Stove interior is avoided at all costs reaction conditions there not by supplying Coolant, often water, change and become an explosive Evaporation of large amounts of coolant to prevent. It has now surprisingly been shown that smaller with the targeted release according to the invention Amounts of cooling fluid in the furnace interior which were feared there are no negative consequences. The conditions in The interior does not remove the amount released changed significantly. A sudden vaporization of large Amounts of coolant are avoided by using the Surface of the cooling element a predetermined permeability has, so that a sudden heat transfer the entire cooling fluid contained in the cooling element is avoided becomes. The amount of coolant dispensed is always one Much less than the returning quantity. Since the Evaporation heat from water is very high, which can lead to Achieving a certain cooling capacity necessary Amount of water to 1/10 to 1/16 of the nominal amount of water of a conventional cooling system with a closed one Cooling circuit can be reduced. It was assumed that the water in a conventional cooling system heated without pressure from approx. 40 ° C to approx. 80 ° C while it warms up to approx. 600 ° C when released into the oven and absorbs a correspondingly larger amount of heat.
Des weiteren kann durch geeignete Wahl der Durchflussgeschwindigkeit die benötigte Menge Kühlfluidum pro Kühlelement sehr klein gehalten werden, so dass die Gefahr von Schäden auch bei einem Leck gering bleibt.Furthermore, the choice of the Flow rate the required amount of cooling fluid per cooling element can be kept very small, so that the Risk of damage remains low even with a leak.
Der erfindungsgemässe Schmelzofen zeichnet sich durch eine längere Standzeit und damit grössere Wirtschaftlichkeit aus. Besonders grosse Vorteile hat die Verwendung der Kühleinrichtung für Schmelzöfen für Schlacke aus der Müllverbrennung. Die aufgrund der unterschiedlichen Schlackenzusammensetzung auftretenden Temperaturspitzen und die chemische Belastung des Mauerwerks können gering gehalten werden, indem die Kühleinrichtung stets so betrieben wird, dass das Mauerwerk mit einer Schutzschicht aus erstarrter Schlacke versehen ist.The melting furnace according to the invention is characterized by a longer service life and thus greater economy out. The use of the Cooling device for smelting furnaces for slag from waste incineration. The due to the different slag composition occurring temperature peaks and the chemical pollution of the masonry can be kept low by always operating the cooling device that the masonry with a protective layer of solidified Slag is provided.
Die Kühleinrichtung ist vorzugsweise modular aus einzelnen Kühlelementen aufgebaut, die unabhängig voneinander sind und zusammen mit einer eigenen oder einer gemeinsamen Pumpeinrichtung lokal jeweils einen Kühlkreislauf ausbilden können. Vorteile liegen in der kostengünstigen Herstellung und einfachen Montage und Wartung bzw. Erneuerung.The cooling device is preferably modular from individual Built cooling elements that are independent of each other and together with your own or a common one Pump device locally each a cooling circuit can train. The advantages lie in the cost-effective Manufacturing and easy assembly and maintenance or Renovation.
Die Funktionsfähigkeit der vorzugsweise modular aus einzelnen Kühlelementen aufgebauten Kühleinrichtung kann leicht überwacht werden, indem die Differenz zwischen der zu- und der abgeleiteten Menge an Kühlfluidum gemessen wird. Auf diese Weise lassen sich Lecks leicht feststellen. Die Kühlleistung kann beispielsweise durch Einstellung der Menge des pro Zeiteinheit durch die Kühlelemente gepumpten Mediums angepasst werden, insbesondere indem der Pumpendruck angepasst wird.The functionality of the preferably modular individual cooling elements built cooling device can can be easily monitored by the difference between the to- and the derived amount of cooling fluid measured becomes. This makes leaks easy determine. The cooling capacity can, for example, by Setting the amount of per unit time through the cooling elements pumped medium are adjusted, in particular by adjusting the pump pressure.
Fällt eines oder mehrere der Kühlelemente aus, so schmilzt das erstarrte Schmelzgut im Bereich des defekten Kühlelements. Durch den modularen Aufbau der Kühleinrichtung kann das defekte Kühlelement bei vollem Erhalt der Funktionsfähigkeit der übrigen Kühlelemente vom Kühlkreislauf abgekoppelt, in den Ofen gestossen, durch Verschmelzen mit dem Schmelzgut entsorgt und durch ein nachgeschobenes intaktes Kühlelement ersetzt werden.If one or more of the cooling elements fails, it melts the solidified melting material in the area of the defective cooling element. Due to the modular structure of the cooling device the defective cooling element can be fully received Functionality of the other cooling elements from the cooling circuit uncoupled, pushed into the oven, through Melt with the melted material and discarded by a pushed intact cooling element to be replaced.
Vorzugsweise wird die erfindungsgemässe Kühleinrichtung als Ergänzung zu bekannten Kühleinrichtungen eingesetzt, die das Mauerwerk von aussen bzw. innerhalb des Mauerwerks kühlen. Diese Systeme können in diesem Fall kleiner dimensioniert werden. Des weiteren führt der Ausfall eines der Kühlsysteme in einem solchen Fall noch nicht zwingend dazu, dass der Betrieb des Ofens unterbrochen werden muss.The cooling device according to the invention is preferred used as a supplement to known cooling devices, the masonry from the outside or within the masonry cool. In this case, these systems can be smaller be dimensioned. Furthermore, the failure of one of the cooling systems is not yet mandatory in such a case to the fact that the operation of the furnace must be interrupted.
Beispiele für die Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen rein schematisch:
- Fig. 1
- einen Längsschnitt durch einen Schmelzofen mit einer Kühleinrichtung;
- Fig. 1a
- einen Längsschnitt durch einen Schmelzofen mit einer Kühleinrichtung und einer abgeschrägten Ofenwandung;
- Fig. 2
- den Ofen aus Fig. 1 im Querschnitt;
- Fig. 3
- einen Seitenbereich des Ofens aus Fig. 1 in vergrösserter Darstellung;
- Fig. 4
- eine Ansicht eines Kühlelements;
- Fig. 5
- das Kühlelement aus Fig. 4 im Längsschnitt;
- Fig. 6
- ein weiteres Kühlelement im Längsschnitt.
- Fig. 1
- a longitudinal section through a melting furnace with a cooling device;
- Fig. 1a
- a longitudinal section through a melting furnace with a cooling device and a chamfered furnace wall;
- Fig. 2
- the oven of Figure 1 in cross section.
- Fig. 3
- a side region of the furnace of Figure 1 in an enlarged view.
- Fig. 4
- a view of a cooling element;
- Fig. 5
- the cooling element of Figure 4 in longitudinal section.
- Fig. 6
- another cooling element in longitudinal section.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Schmelzofen 1
zum Schmelzen von Schlacke aus der Müllverbrennung. Fig. 2
zeigt einen Querschnitt des Schmelzofens 1, Fig. 3 einen
vergrösserten Ausschnitt aus Fig. 1. Der Schmelzofen 1
umfasst eine Wanne 2 mit einem Boden 6 und einer
Seitenwandung 5 für das Schmelzgut 3. Unter Schmelzgut 3
wird sowohl das noch feste Gut 3a, d.h. die feste Schlacke
bzw. Pyrolysekoks, als auch das bereits geschmolzene Gut
3b (Schmelze) verstanden. Das feste Schmelzgut 3a wird dem
Ofen 2 durch einen ersten Schacht 8 zugeführt, wobei sich
ein Berg 3c aus Feststoffen bilden kann, der über das
normale Niveau N der Schmelze 3b hinausragt. Das Brenngas
bzw. Pyrolysegas wird dem Ofeninneren 1' über Düsen 12, 13
zugeführt. Diese sind in der Wandung eines zweiten
Schachts 9 angeordnet, der zur Abfuhr der Ofengase zur
Nachbrennkammer dient. Die Wanne 2 ist seitlich durch die
Seitenwandung 5 aus einem hitzebeständigen Material
begrenzt. Der Boden 6 ist stellenweise abgesenkt (Bereich
6a), um die flüssigen Metallbestandteile der Schlacke
besser von den auf dem Metall schwimmenden Reststoffen
trennen zu können. 1 shows a longitudinal section through a melting furnace 1
for melting slag from waste incineration. Fig. 2
shows a cross section of the melting furnace 1, Fig. 3 a
enlarged section from FIG. 1. The melting furnace 1
comprises a
Figur 1a zeigt eine Abwandlung des in Fig. 1 dargestellten
Ofens 1. Der Boden 6 der Wanne 2 ist im Bereich 6b der
Seitenwandung 5 schräg ansteigend gestaltet. Damit wird
die Kontaktfläche der Schmelze 3b mit der Seitenwandung 5
deutlich reduziert. Das Kühlelement 4 taucht nur an seinem
unteren Ende 4a in die Schmelze 3b ein.Figure 1a shows a modification of that shown in Fig. 1
Oven 1. The
Wie in Fig. 3 dargestellt, besteht die Seitenwandung 5 aus
zwei Lagen aus Feuerfeststeinen 5a, 5b und schliesst mit
einer Aussenhaut 5c ab, die sich nach oben in Richtung des
ersten Schachtes 8 fortsetzt und dessen Wandung bildet.
Die Aussenhaut 5c wird zur Kühlung des Ofens in an sich
bekannter Weise mit Wasser 7 benetzt. Die Feuerfeststeine
5a, 5b haben Aussparungen 10, die in an sich bekannter
Weise zur Leitung eines Kühlmediums dienen. Zusätzlich zu
den an sich bekannten Kühlmassnahmen wird die Seitenwandung
durch die erfindungsgemässe Kühleinrichtung
gekühlt.As shown in Fig. 3, the
Die erfindungsgemässe Kühleinrichtung umfasst eine Mehrzahl
von Kühlelementen 4, die innerhalb des Ofens 1
angeordnet sind. Die stab- bzw. lanzenförmigen Kühlelemente
4 sind von oben durch geeignete Öffnungen 11 in der
Ofenwand in den Innenraum des Ofens 1 eingeschoben. Sie
verlaufen in vertikaler Richtung und haben einen Abstand d
von der Seitenwandung 5 von vorzugsweise 1 bis 10 cm,
besonders bevorzugt 2-3 cm. Die Kühlelemente 4 ragen mit
ihrem vorderen bzw. unteren Ende 4a in die Schmelze 3b
hinein. Die Betriebsbedingungen der Kühleinrichtung, insbesondere
der Abstand D der Kühlelemente 4 untereinander
und der Abstand d zur Seitenwandung 5 sowie die
Kühlleistung eines einzelnen Kühlelements 4 sind vorzugsweise
so gewählt, dass die Schmelze 3b im Bereich zwischen
den Kühlelementen 4 und der Seitenwandung 5 erstarrt. Die
erstarrte Schlacke bildet einen Schutzschild für die
Seitenwandung 5. Bei Ausfall eines Kühlelements 4 schmilzt
die erstarrte Schlacke lokal, wodurch die Wandung 5 als
Ganzes jedoch nicht belastet wird. Das defekte Kühlelement
4 kann dann aus seiner Arbeitsposition entfernt und durch
ein neues ersetzt werden. Das defekte Kühlelement 4 wird
beispielsweise von oben aus der Öffnung 1 gezogen.
Besonders bevorzugt erfolgt die Entsorgung jedoch, indem
das Kühlelement 4 in den Ofen 1 hineingestossen wird, wo
es mit dem Schmelzgut 3 verschmilzt.The cooling device according to the invention comprises a plurality
of
Die Kühlelemente 4, die in Fig. 4 in Aufsicht und in den
Fig. 5 und 6 in zwei verschiedenen Ausführungsformen im
Schnitt näher dargestellt sind, bestehen aus zwei
zumindest im zur Anordnung innerhalb des Ofens bestimmten
unteren Bereich 4a konzentrisch zur Längsachse A
ineinander angeordneten Röhren 14, 15. Die innere Röhre 14
ist im zur Anordnung ausserhalb des Ofens 1 bestimmten
oberen Bereich 4b aus der äusseren Röhre 15 geführt, so
dass beide Röhren zum Anschluss eines hier nicht
dargestellten Kühlmittelkreislaufs zugänglich sind.The
Im oberen Bereich 4b sind beide Röhren gebogen. An ihren
freien Enden 14b, 15b sind vorzugsweise Anschlüsse zum
Anschluss des Kühlkreislaufs vorhanden (hier nicht
gezeigt). Wegen des geringen Durchmessers kann das
Kühlelement 4 leicht durch eine kleine Öffnung in der
Ofenwandung in den Schmelzofen eingeführt werden. Ein
solches Kühlelement 4, das vorzugsweise aus Stahl besteht,
ist einfach und kostengünstig herstellbar und daher als
Verschleissteil geeignet.Both tubes are bent in the upper region 4b. At her
Free ends 14b, 15b are preferably connections to
Connection of the cooling circuit available (not here
shown). Because of the small diameter, this can
Cooling
Die innere und die äussere Röhre 14, 15 haben jeweils die
Form eines Hohlzylinders mit einem kreisförmigen
Querschnitt, prinzipiell kommen jedoch auch andere
Querschnittsformen in Frage. Der Aussendurchmesser der
inneren Röhre 14 ist kleiner als der Innendurchmesser der
äusseren Röhre, so dass zwischen den Röhren 14, 15 ein als
Ableitung 20 für das Kühlmittel dienender Raum gebildet
ist. Die innere Röhre 14 dient vorliegend als Zuleitung 19
für das Kühlmittel, insbesondere Wasser. Zu- und Ableitung
19, 20 sind fluiddynamisch miteinander verbunden, indem
die unteren Enden 14a, 15a beider Röhren 14, 15 durch
einen gemeinsamen Stopfen 17 verschlossen sind, die innere
Röhre 14 im Bereich ihres unteren Endes 14a jedoch
Öffnungen 18 zum Raum 20 aufweist. Vorliegend überragt das
untere Ende 15a der äusseren Röhre 15 das untere Ende 14a
der inneren Röhre 14 etwa um die in Richtung der Achse A
gemessene Länge des Stopfens. Die Betriebsbedingungen,
insbesondere der Fluss und die Art des Kühlmittels, werden
vorzugsweise so eingestellt, dass das Kühlmittel in der
Zuleitung 19 flüssig ist und in der Ableitung 20
verdampft, so dass sich ein Dampffilm bildet.The inner and
Auf die äussere Röhre 15 ist eine Hülse 16 aufgesetzt, die
sich vom unteren Ende des Kühlelements 4 bis zu dessen
oberem Bereich 4b erstreckt. Die nicht zwingend notwendige
Hülse 16 hat verschiedene Funktionen: Bei der in Fig. 5
dargestellten ersten Ausführungsform dient sie als
Schutzhülse für das Rohrsystem 14, 15, um einem
übermässigen Verschleiss vorzubeugen.On the
Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemässen
Kühlelements 4. Die äussere Röhre 15 ist im
unteren Bereich 4a für das Kühlmittel durchlässig gestaltet,
indem die Rohrwandung eine Mehrzahl von radial verlaufenden
Kanälen 21 aufweist. Die Hülse 16 ist ebenfalls
durchlässig, bevorzugt besteht sie aus einem porösen
Sintermaterial. Das Kühlmittel tritt durch die Kanäle 21
aus der Ableitung 20 aus und gelangt über das poröse
Sintermaterial der Hülse 16 nach aussen in das Ofeninnere.
Der Effekt kann durch die Kapillarwirkung der Kanäle 21
verstärkt werden. Durch Verdampfen des Kühlmittels von der
Oberfläche der Hülse 16 wird das Kühlelement 4 und damit
das Schmelzgut gekühlt. Die erfindungsgemässe Schwitz-
bzw. Verdampfungskühlung hat den Vorteil, dass bereits die
Abgabe geringer Mengen Kühlmedium zu einer effektiven
Temperaturabsenkung führt. Die geringe Menge Kühlmedium
beeinträchtigt die Reaktionsbedingungen im Ofeninneren
nicht. Des weiteren verhindert die porös gestaltete Hülse
16 die Gefahr des explosionsartigen Verdampfens grösserer
Mengen von Kühlmittel.Fig. 6 shows a second embodiment of an
Die äussere Röhre 15 kann auch aus einer eine Mehrzahl von
Segmentringen zusammengesetzt sein, wobei die Zwischenräume
zwischen den einzelnen Segmenten als Kanäle für den
Austritt des Kühlmittels dienen (nicht dargestellt). Sind
die Öffnungen in der äusseren Röhre 15 fein genug, kann
auch auf die Hülse 16 verzichtet werden.The
Ein Beispiel für die Betriebsbedingungen bei einer
erfindungsgemässen Anlage ist nachfolgend geschildert: Die
Kühlelemente 4 sind befinden sich direkt an der Wand und
sind in einem Abstand D=25 cm voneinander angeordnet. Die
innere bzw. äussere Röhre 14, 15 hat einen Durchmesser von
21,3 mm bzw. 42,4 mm. Die Länge des Kühlelements innerhalb
des Ofens beträgt vorzugsweise 30 bis 60 cm. Als
Kühlmittel wird Wasser verwendet. Der Druck der
Pumpeinrichtung ist so gewählt, dass der einlaufende Strom
des Kühlmittels etwa 1000 1/h beträgt. Davon wird
vorzugsweise etwa 20 1/h durch die durchlässige Oberfläche
des Kühlelements 4 an die Umgebung abgegeben. Die Kanäle
21 haben bevorzugt einen Durchmesser von 2 mm und eine
Gesamtfläche von 140 mm2, die Porosität des Sintermaterials
beträgt ca. 10%. Das Kühlmittel erwärmt sich beim
Durchlaufen des Kühlelements nur unwesentlich um ca. 1°,
da durch das nach aussen verdampfende Wasser die
Wandungstemperatur etwa konstant gehalten wird.An example of the operating conditions in a system according to the invention is described below: The
Claims (21)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH12122002 | 2002-07-10 | ||
CH12122002 | 2002-07-10 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP1380804A1 true EP1380804A1 (en) | 2004-01-14 |
Family
ID=29721355
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP03013894A Withdrawn EP1380804A1 (en) | 2002-07-10 | 2003-06-20 | Cooling device for a smelting furnace, smelting furnace with such a cooling device and cooling method for a smelting furnace |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1380804A1 (en) |
JP (1) | JP4029404B2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1495389A (en) * | 1966-10-03 | 1967-09-15 | Voest Ag | Cooling box for shaft furnaces, in particular for blast furnaces |
DE2022388A1 (en) * | 1969-05-14 | 1970-11-19 | Wendel Sidelor | Cooling device |
DE1934486A1 (en) * | 1969-07-08 | 1971-01-21 | Siegener Ag Geisweid | Cooling metal melting furnaces |
DE2822807A1 (en) * | 1977-05-25 | 1978-11-30 | Francois Touze | HEAT EXCHANGER DEVICE |
GB2131137A (en) * | 1982-12-02 | 1984-06-13 | Brown & Sons Ltd James | Cooler for a furnace |
-
2003
- 2003-06-20 EP EP03013894A patent/EP1380804A1/en not_active Withdrawn
- 2003-07-01 JP JP2003270114A patent/JP4029404B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1495389A (en) * | 1966-10-03 | 1967-09-15 | Voest Ag | Cooling box for shaft furnaces, in particular for blast furnaces |
DE2022388A1 (en) * | 1969-05-14 | 1970-11-19 | Wendel Sidelor | Cooling device |
DE1934486A1 (en) * | 1969-07-08 | 1971-01-21 | Siegener Ag Geisweid | Cooling metal melting furnaces |
DE2822807A1 (en) * | 1977-05-25 | 1978-11-30 | Francois Touze | HEAT EXCHANGER DEVICE |
GB2131137A (en) * | 1982-12-02 | 1984-06-13 | Brown & Sons Ltd James | Cooler for a furnace |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4029404B2 (en) | 2008-01-09 |
JP2004045024A (en) | 2004-02-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0621449B2 (en) | Method for the combustion of refuse on a combustion grate as well as combustion grate for carrying out the method | |
DE2835854C2 (en) | Slag channel for blast furnaces | |
DE10297663T5 (en) | heat pipe | |
DE3603783C2 (en) | ||
EP1218549B1 (en) | Metallurfical furnace having copper cooling plates | |
WO1993009255A1 (en) | Nozzle assembly for introducing fluids into a melt, and a method of operating the nozzle | |
EP1380804A1 (en) | Cooling device for a smelting furnace, smelting furnace with such a cooling device and cooling method for a smelting furnace | |
LU83097A1 (en) | METHOD FOR THE INSTALLATION AND REPLACEMENT OF A GAS-PERMEABLE REFRAME-RESISTANT INSERT IN THE WALL OF A MELT-CONTAINING CONTAINER FOR THE INTRODUCTION OF GASES, E.g.PLUSING OR CARRIER GAS, IN THE CONTAINER AND THE LAYOUT | |
EP1355112A1 (en) | Grate bar, method for its cooling and process for its production | |
DE19908492A1 (en) | Molten glass is transferred between chambers of a glass melting furnace | |
EP0085462B1 (en) | Liquid-cooled roofs for electric-arc furnaces | |
DE2620509B1 (en) | Refractory component or molded body | |
DD226588A1 (en) | DESIGNED SCREEN | |
EP0613536B1 (en) | Obturator for media at high temperatures | |
DE10223606B4 (en) | Apparatus for receiving or guiding a glass melt and method of adjusting the heat balance of the apparatus | |
EP1599610A2 (en) | Gas bubbling element and corresponding gas bubbling system | |
DE2324086A1 (en) | DUESE FOR METALLURGICAL VESSELS | |
DE2723568C3 (en) | Slag tapping | |
WO2021009171A1 (en) | Conveying a material to be conveyed | |
DE3715132C2 (en) | ||
CH642607A5 (en) | DEVICE FOR ENRICHING MINERAL ACIDS, ESPECIALLY SULFURIC ACID. | |
DE2915771A1 (en) | SHAFT FOR HEAT TREATMENT OF GOODS, FOR EXAMPLE FOR MELTING ORE CONCENTRATE | |
DE10337299B4 (en) | Device for loosening hot masses deposited in thermal installations by means of blasting | |
AT409138B (en) | Wall component | |
DE2152759B2 (en) | REFRIGERATION SYSTEM FOR AN OVEN, IN PARTICULAR FOR A SHAFT FURNACE OR A TUNNEL FURNACE |
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 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR |
|
AX | Request for extension of the european patent |
Extension state: AL LT LV MK |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 20040310 |
|
AKX | Designation fees paid |
Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR |
|
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: 20070102 |