TW202022300A - 冶金爐的動態冷卻 - Google Patents

Abstract

本案的一實施例為一種用於調節冶金爐表面溫度的冷卻系統。冷卻系統包括複數個噴霧導管。每個噴霧導管具有一或多個控制閥並具有複數個噴嘴。複數個溫度感測器配置在冶金爐的表面附近。控制系統響應於從複數個溫度感測器得出的溫度資訊，來調節複數個噴霧導管的控制閥。

Description

冶金爐的動態冷卻

本案的實施例大致上關於用於在熔融材料的處理中使用的冶金爐的冷卻系統。更具體地，本案涉及冶金爐的表面（例如，側壁、頂板等）的冷卻系統。

冶金爐（例如電弧爐或澆桶冶金爐）用於處理熔融材料。至少在處理的加熱步驟中，爐可容納熔融材料。冶金爐處理鋼之類的熔融材料，其也會產生爐渣，此為處理過程的副產品。

一冶金爐具有許多組件，包括可伸縮的一頂板、襯有耐火磚的一爐膛、以及位於該爐膛頂部的一側壁。一些冶金爐放置在一傾斜平台上，以使該爐能夠繞一軸傾斜。在熔融材料的處理期間，該爐沿第一方向傾斜，以藉由該爐中被稱為爐渣門的第一開口而去除爐渣。沿第一方向傾斜該爐，通常稱為「傾斜以倒爐渣」。在處理熔融材料的過程中，該爐還必須沿第二方向傾斜，以經由一放出口將液態鋼去除。沿第二方向傾斜該爐，通常稱為「傾斜以放出」。該第二方向通常在與該第一方向基本相反的方向上。

由於在冶金爐內熔融材料的處理過程中會產生的極高的熱負荷，故使用各種冷卻方法來調節例如爐的頂板與側壁的溫度。一種冷卻方法，使經加壓的流體為主的冷卻劑（例如水）經由形成平板的管狀管而循環。然後使用該些平板來冷卻爐的側壁及/或頂板，使得在處理熔融材料的過程中，管狀管與冷卻劑藉由平板循環而調節冶金爐的溫度。由於冷卻劑在管內經加壓，因此對管的損壞會使大量的冷卻劑接觸爐內的熔融材料。如果冷卻劑被熔融材料覆蓋，例如在傾斜操作期間，冷卻劑可能會蒸發並產生爆炸危險。

因此，已經開發出替代類型的冷卻方法，以減少由於冷卻劑的意外蒸發而引起爆炸的可能性。另一種冷卻方法，稱為低壓或非加壓噴霧冷卻，會將流體為主的冷卻劑（例如水）噴向板的外表面。該板可以是爐的側壁、頂板、或管路系統的一部分。對於這種冷卻方法，從噴嘴以低壓噴出該流體為主的冷卻劑。在一些情況下，流體為主的冷卻劑可以是不加壓的，使得其在大氣壓力下從該噴嘴噴出。當流體為主的冷卻劑接觸板的外表面時，由於熔融材料的處理，冷卻劑消散了板內部產生的熱量，從而調節板的溫度。

輸送到爐的冷卻劑的量通常係經選擇以將爐的最熱部分保持在一預期溫度以下。與該最熱部分相比，由於該爐的較冷部分不需要更多的冷卻劑，因此，所用冷卻劑的總量通常遠遠超過所需的實際量。另外，該爐的不同部分的溫度通常隨時間波動，例如當爐傾斜時。因此，為維持所需溫度的所需的冷卻劑量，通常係隨時間變化。由於將冷卻劑的量設置為滿足最大熱負荷，因此，當該爐承受低熱負荷時，會浪費大量的冷卻劑。浪費的冷卻劑大大增加了操作熔爐的成本。

亟需有助於調節冶金爐的溫度的改良的冷卻系統。

一實施例為一種用於調節冶金爐表面溫度的冷卻系統。冷卻系統包括複數個噴霧導管。每個噴霧導管具有一或多個控制閥並具有複數個噴嘴。複數個溫度感測器配置在冶金爐的表面附近。控制系統響應於從複數個溫度感測器得出的溫度資訊，來調節複數個噴霧導管的控制閥。

另一個實施例為冷卻冶金爐表面的方法。該方法包括向在冶金爐的表面上限定的複數個區域提供噴霧冷卻。感測在冶金爐的表面上限定的複數個區域中的第一區域的溫度變化。相對於複數個區域中的第二區域，基於感測到的溫度變化而改變提供給第一區域的噴霧冷卻量。

另一個實施例是用於調節冶金爐的表面溫度的冷卻系統。該冷卻系統包括圍繞該冶金爐的表面的複數個區域配置的複數個噴霧導管。每個噴霧導管具有一或多個控制閥，以控制流向複數個噴嘴的冷卻劑的量。一控制系統係耦接到每個噴霧導管的一或多個控制閥，以相對於通向一第二區域的一或多個噴霧導管，獨立地改變到一第一區域的一或多個噴霧導管的該冷卻劑流。

在下文中，將參考本案的實施例。然而，應該理解，本案不限於具體描述的實施例。相反地，應可理解以下特徵和元素的任何組合，無論是否與不同的實施例相關，都可以實現和實施本案。此外，儘管本案的實施例可以實現優於其他可能的解決方案及/或相對於先前技術的優點，但是不論透過已知的實施例是否實能現特定的優點，並非為本案的限制。因此，以下態樣、特徵、實施例、及優點僅是示例性的，並且除非在申請專利範圍中明確敘述，否則不應認為是所附申請專利範圍的元件或限制。同樣地，對「本揭示」的引用不應被解釋為本案所揭示的任何發明標的的概括，並且除非在申請專利範圍中明確陳述，否則不應認為是所附申請專利範圍的元件或限制。

某些實施例係針對一種用於冶金爐的冷卻系統，該冷卻系統包括感測器和獨立可控制的噴嘴。感測器用於監視冶金爐的表面的一或多個區域（例如，區域）的溫度，如頂板、側壁、及/或管路系統。噴嘴是可獨立控制的，因此一噴嘴提供給一個區域的冷卻劑的量，相對於另一噴嘴提供給另一區域的冷卻劑的量，係可以獨立控制的。冶金爐的不同區域可能具有不同的熱負荷。在某些實施例中，感測不同區域的溫度，並且響應於感測到的溫度將冷卻劑流局部且獨立地調節到這些不同區域。如果某個區域過熱，則可以增加冷卻劑流以將表面溫度保持在預定義的高溫極限以下。可以透過增加經由一或多個噴嘴的流量來增加流量，及/或增加向該區域提供流量的噴嘴的數量。如果某個區域的溫度低於預定義的低溫極限，則可以減少冷卻劑流以節省冷卻劑，並節省為抽出用過的冷卻劑而產生的能量，例如節省從用過的冷卻劑中抽出的水（其用以驅動泵）及能量。可以透過減少通由一或多個噴嘴的流量及/或關閉向該區域提供流量的一或多個噴嘴來減少流量。在一示例中，可以在一或多個區域中減少流量，而在一或多個不同區域中增加流量。

圖1是具有各種部件的冶金爐10的具體實施例的局部橫截面側視圖的示意圖，該冶金爐10包括襯有耐火磚22的爐膛20，以及設置在爐膛20的周邊上的側壁24。爐膛20與側壁24限定了冶金爐10的內部部分12。內部部分12可以裝載或裝填材料16，例如金屬、廢金屬、或其他可熔融材料，其會在冶金爐10內熔融以形成熔融材料16M。材料16可能會不均勻地駐留在冶金爐10的內部部分12中，從而在冶金爐10的內部部分12內引起不同的熱負荷。例如，更大量的廢金屬材料16，相對於側壁24的另一區域，會較佳地存留於側壁24的一個區域上。

冶金爐10包括頂板30，頂板30可從側壁24移動，以藉由側壁24的頂部暴露出爐10的內部部分12。例如，將頂板30水平地擺動，使得冶金爐10能夠裝載或裝填材料16。

頂板30可以具有一中央開口31。電極14可以從頂板30上方的位置延伸穿過中心開口31。在爐10的操作期間，電極14經由中心開口31下降到冶金爐10的內部部分12中，以提供電弧產生的熱量來熔化材料16。燃燒器15，例如燃料進料燃燒器，可以安裝在該爐周圍，例如安裝在側壁24周圍以向爐10周圍的冷點提供額外的加熱作用。熔化或熔融材料16M聚集在爐膛20中。

頂板30可包括頂板彎管33。頂板彎管33流體連接至該冶金爐的一內部部分。頂板彎管33引導來自冶金爐10的內部部分12的熱廢氣及空氣。頂板彎管33藉由管路35流體連接至排出腔室38。來自冶金爐10的熱廢氣被頂板彎管33引導通過管路35到達排出腔室38，以作為廢氣管與來自廢氣的顆粒的收集。膨脹箱37可以沿著管路35的長度流體地耦接，以允許管路35的由於來自冶金爐10的熱氣而產生的熱膨脹。頂板彎管33、管路35、膨脹箱37、排出腔室38、及其他管路統稱為管路系統39。

頂板30可以藉由鏈、電纜或其他頂板提升構件40而附接到桅桿臂42，該桅桿臂42水平延伸並且從桅桿柱44向外擴展。桅桿臂42會能夠繞桅桿柱44的點44P樞轉，以使頂板30水平地擺動到遠離側壁24的一側。當從頂視圖觀察時，頂板30的形狀可以是圓形的。

圖2是可以圍繞軸線X傾斜的冶金爐10的特定實施例的橫截面側視圖的示意圖。例如，在單一批次熔融過程中，冶金爐10可以朝向側壁24中的爐渣門26傾斜一次或多次以去除爐渣。在單一批次熔融過程中，冶金爐10可繞其X軸朝向出料口28傾斜一次或多次，以去除熔融材料16M。當冶金爐10傾斜時，傳遞到冶金爐10的表面的熱量會改變，其中一些區域變熱而其他區域變冷。溫度的變化可能是由於設置在冶金爐10的一個區域中的熔融材料16M的體積增加及/或提供給冶金爐10的表面的冷卻劑的量的改變。

爐10包括噴霧冷卻系統50，噴霧冷卻系統50將諸如水或一些其他合適的液體的流體為主的冷卻劑噴灑到該爐的表面，以減少該爐的過多熱量積聚。噴霧冷卻系統50可包括側壁冷卻部分92，以減少側壁24的過多熱量積聚。側壁冷卻部分92將流體為主的冷卻劑噴灑到側壁24的內板25的外表面25E。噴霧冷卻系統50可包括頂板冷卻部分62，以減少頂板30的過多熱量積聚。頂板冷卻部分62將流體為主的冷卻劑噴灑到頂板30的內板32的頂表面32T。噴霧冷卻系統50可包括管路冷卻部分122，以減少頂板彎管33、管路35、膨脹箱37、排出腔室38、或冶金爐10的其他管路的過多熱量積聚。

圖3是冶金爐10的噴霧冷卻系統50的側壁冷卻部分92的特定實施例的示意圖。噴霧冷卻系統50的側壁冷卻部分92減少了側壁24的由於在圖1或圖2的爐10內的材料16的熔化而產生的過多熱量。圖3還可以表示噴霧冷卻系統50的管路冷卻部分122的頂視圖或側視圖，其相對於頂板彎管33的熱內板的外表面、管道35、膨脹箱37、排出腔室38、或來自在圖1或圖2的爐10內材料16熔化產生熱氣的其他管道。

側壁冷卻部分92可包括集管96及流體連接到集管96的複數個噴霧導管98。集管96流體連接至供應管，該供應管將流體為主的冷卻劑供應至噴霧冷卻系統。集管96可以形成圓形或其他適當的形狀。側壁冷卻部分92可包括多於一個的供應管及多於一個的集管96。

噴霧導管98可以以豎直樣式或另一樣式而從集管96分支。如圖3所示，噴霧導管98從集管96垂直向下分支。每個噴霧導管98包括一或多個噴嘴99，其配置成將冷卻劑以噴霧或細液滴的樣式朝向側壁24的內板25的外表面25E分散。一或多個噴嘴99可以成一定角度以將冷卻劑噴灑到側壁24的內板25的外表面25E上。噴霧導管98可以被配置成使得冷卻劑被噴灑在側壁24的內板25的外表面25E的基本上整個表面上。噴嘴99用於控制側壁24的內板25的溫度。

噴霧導管98可被配置為靠近側壁24的內板25的外表面25E的複數個區域134（區域A、區域B、區域C等），使得每個區域134與一或多個噴霧導管98相聯。區域134可以是側壁24的重疊及/或不重疊的區域。

每個區域134可包括一或多個控制閥132，其控制用於區域134的噴霧導管98的冷卻流體的流動。例如，控制閥132可設置在集管96與噴霧導管98之間，以控制向噴霧導管98的整個冷卻劑流，如區域A所示。在另一個示例中，控制閥132可設置在集管96與噴霧導管98之間，且一第二控制閥可設置在噴霧導管的中間，因此，如區域B所示，可以獨立地對噴霧導管98的頂部與噴霧導管98的底部的冷卻劑進行控制。在另一個示例中，可以將控制閥132設置在每個噴嘴99之前以獨立地對來自每個噴嘴的冷卻劑流進行控制，如區域C所示。所有區域134可具有在噴霧導管98上的控制閥132類似的配置（即，與區域A所示的所有類似，與區域B所示的所有類似，與區域C所示的所有類似，或類似所有其他合適的配置），或噴霧導管98上的控制閥132可配置為不同的兩個或多個配置（即，如區域A、區域B、區域C中所示配置的組合，或其他合適的配置）。

一或多個控制閥132可以控制例如調節、開啟、關閉、增加、及/或減少從噴霧導管98離開噴嘴99的朝向側壁24的冷卻劑流。控制閥132係電耦接（有線或無線連接）至控制系統100。

集管96可包括一或多個集管控制閥97。例如，區域B和區域C之間的集管控制閥97可以減少或阻止區域B和區域C之間的冷卻劑流。例如，如果供應管將冷卻劑從區域C供給到區域B，則集管控制閥97會阻止或限制向區域A與B的冷卻劑流。如果供應管路將冷卻劑從區域B供應到區域C，則集管控制閥97可能會阻止或限制冷卻劑向區域C的流動。集管控制閥97係電耦接（有線或無線連接）到控制系統100。

側壁冷卻部分92可包括一或多個溫度感測器130，例如熱電偶感測器或紅外感測器，以測量側壁24的內板25的溫度。在特定實施例中，溫度感測器130設置在側壁24的內板25上、內部、及/或上方。例如，溫度感測器130可以直接測量側壁24的內板25的溫度，或者可以透過測量從側壁24的內板25流出的廢冷卻劑的溫度來間接測量側壁24的內板25的溫度。每個溫度感測器130可以與側壁24的一或多個區域134相關聯。每個區域134可以與一或多個溫度感測器130相關聯。例如，一個溫度感測器可以與區域134的上半部相關聯，而另一溫度感測器可以與區域134的下半部相關聯，例如區域A的上半部和下半部。

溫度感測器130係通訊地耦接（有線或無線連接）到控制系統100。控制系統100監視溫度感測器130的所測量溫度。控制系統100可以根據溫度感測器130的所測量溫度，決定側壁24的內板25是否在正常工作範圍之外。在其他實施例中，可以使用熱成像相機代替溫度感測器130，或者與溫度感測器結合使用，以決定側壁24的內板25的溫度。

控制系統100可以單獨地控制或設定側壁24的特定區域134的噴霧導管98的流量，或者可以單獨地控制或設定一噴嘴99相對於相同或不同噴霧導管98的另一噴嘴99的流量。例如，當與特定區域相關聯的溫度感測器的所測量溫度高於上限溫度閾值時，控制系統100可以將集管控制閥97及/或噴霧導管98的控制閥132從關閉狀態設置為打開狀態，或者從較低流量狀態設置為較高流量狀態，以增加經由噴霧導管98並離開噴嘴99的冷卻劑的量，從而對特定區域提供增強的冷卻作用。如果特定區域134過熱，則可以增加冷卻劑流或將其設置為高流量，以將熱面（例如，側壁24的內板25）保持在預期的溫度範圍內。在另一個示例中，當與特定區域關聯的溫度感測器的所測量溫度低於較低的溫度閾值時，控制系統100可以將集管控制閥97及/或噴霧導管98的控制閥132控制或設定為從打開狀態到關閉狀態，或者從較高流量狀態到較低流量狀態以減少冷卻劑流，以對特定區域提供減小的冷卻作用。在又一示例中，可以響應於其中一個區域的感測到的溫度變化，來改變一或多個集管控制閥97及/或一或多個控制閥132的狀態，以調節提供至與溫度變化相關聯但與其他區域的流量變化無關的區域的冷卻劑的量。如果特定區域134的溫度低於正常操作範圍，則可以減小冷卻劑流，以節省噴灑的冷卻劑，並節省將廢冷卻劑排到該特定區域的能量。

可以將冶金爐的噴霧冷卻提供至在側壁24的表面上所界定的複數個區域134。可以感測複數個區域134中的第一區域的溫度變化。可以基於感測到的第一區域134的溫度變化，相對於複數個區域134中的第二區域（例如區域B），改變提供給第一區域134（例如區域A）的噴霧冷卻量。可以透過改變一噴嘴99相對於相同噴嘴導管98或不同噴嘴導管98上的另一噴嘴99的冷卻劑流，來改變噴霧冷卻量。當感測到第一區域134的溫度升高時，冷卻劑流可以相對於第二區域134增加。當感測到第一區域134的溫度降低時，冷卻劑流可以相對於第二區域134減小。可以感測每個區域134的溫度以獨立地控制對側壁24的每個區域的冷卻。區域134可以進一步細分為子區域，例如上半部分與下半部分，以進一步向子區域提供獨立的冷卻劑流。

圖4是圖3的冶金爐10的噴霧冷卻系統50的側壁冷卻部分92的俯視圖的特定實施例的示意圖。側壁冷卻部分92的噴霧導管98經配置為靠近側壁24的內板25的外表面25E的複數個區域134（區域A、區域B、區域C等），使得每個區域134與一或多個噴霧導管98相關聯。冶金爐10可以裝載或裝填要熔化的材料16以形成熔融材料16M。該材料可能不均勻地位於一或多個區域134附近，從而對側壁24的某些區域產生更大的熱負荷。如圖4所示，該材料不均勻地位於複數個區域134中的區域B附近。可控制到區域B的噴霧導管98的控制閥，以最大化或增加到區域B的側壁24的冷卻流體的流，以提供最大的或增加的冷卻流體的流，用來額外冷卻側壁24的因區域B的較大熱負荷。其他區域134，如區域G或區域F，的熱負荷可能正在降低。由於區域G或區域F的較低的熱負荷，可以控制到噴霧導管98的控制閥以提供最小或減少的冷卻流體的流，以減低側壁24的冷卻。

在特定實施例中，當爐10傾斜朝向側壁24的內板25的一或多個區域134時，例如傾斜至爐渣門26或傾斜至出水口28，由於冷卻劑在側壁24的內板25上的重新分佈或爐10內熔融材料16M的移動，該一區域134會變成比另一個區域134更熱。因此，一或多個區域134會經歷溫度升高，而一或多個其他區域134會經歷溫度降低。控制閥132獨立地改變流向另一個區域134中的每個區域134的噴霧導管98的噴嘴99的流量。因此，區域134中的其中一者可被設定為高流量的冷卻流體，而區域134中的另一者可以被設置為低流量的冷卻流體。此外，區域134中的又一者可保持不變，例如如果對於該區域的溫度感測器130的感測溫度在一預期範圍內。向一個區域的冷卻劑流與流向其他區域的流量增加、減少、或保持不變無關。

在特定實施例中，噴霧冷卻系統50可具有與另一噴霧導管重疊的冗餘噴霧導管，以將冷卻劑提供至冶金爐的表面。例如，冗餘噴霧導管98R設置在側壁冷卻部分92的區域F中。例如，冗餘噴霧導管98R可具有覆蓋區域F、一部分的區域F、或大於區域F的一噴霧覆蓋面積，並且該覆蓋面積是多餘的或與一或多個噴霧導管98重疊。其他區域中的一或多個也可以包括一冗餘噴霧導管98R。該冗餘噴霧導管98R可經配置為上述的任何噴霧導管98。冗餘噴霧導管98R可經配置而與共有相同區域的噴霧導管98相同或不同。

圖5是冶金爐10的噴霧冷卻系統50的頂板冷卻部分62的頂視圖的特定實施例的示意圖。噴霧冷卻系統50的頂板冷卻部分62減少了頂板30中的因圖1或圖2的爐10內的材料16的熔化而產生的過多熱量。

頂板冷卻部分62可包括一集管66，以及流體連接到該集管66的複數個噴霧導管68。集管66係流體連接到一供應管，如圖1或圖2的供應管70。供應管70可以流體地連接至彈性供應軟管72，其將流體為主的冷卻劑供應至噴霧冷卻系統50。集管66可以形成圓形樣式或其他合適的樣式。噴霧冷卻系統50可包括多於一個的供應管70及多於一個的集管66。

噴霧導管68可以以類似輻條的樣式或另一種樣式從集管66徑向分支。例如，一些噴霧導管68可以從集管66朝著頂板30的外邊緣徑向向外分支，而一些噴霧導管（未圖示）可以朝頂板30的中心開口31徑向向內分支。每個噴霧導管68包括一或多個噴嘴69，噴嘴69構造成將冷卻劑以噴霧或細液滴的樣式朝向頂板30的內板32的頂表面32T分散。一或多個噴嘴69可以成一定角度，以將冷卻劑噴射到頂板30的內板32的頂表面32T上。噴霧導管68可以以這樣的方式配置，使得冷卻劑被噴射到頂板30的內板32的基本上整個頂表面32T上。噴嘴69用於控制頂板30的內板32的溫度。

噴霧導管68可被配置為靠近頂板30的內板32的頂表面32T的複數個區域114（區域A、區域B、區域C等），使得每個區域114與一或多個噴霧導管68相關聯。區域114可以是頂板30的重疊及/或不重疊的區域。

每個區域114可包括一或多個控制閥112，其控制供區域114的噴霧導管68的冷卻流體的流量。例如，一控制閥可以設置在集管66與噴霧導管68之間，以控制向噴霧導管68的整個冷卻劑流，如區域A所示。在另一個示例中，一控制閥可設置在集管66與噴霧導管68之間，且一第二控制閥可設置在噴霧導管的中間，因此，如區域B所示，可以獨立地對噴霧導管68的頂部與噴霧導管68的底部的冷卻劑進行控制。在另一個示例中，一控制閥可設置在每個噴嘴69之前，以獨立地對來自每個噴嘴的冷卻劑流進行控制，如區域C所示。所有區域114可具有控制閥112類似的配置（即，與區域A所示的所有類似，與區域B所示的所有類似，與區域C所示的所有類似，或類似所有其他合適的配置），或控制閥112可配置為不同的兩個或多個配置（即，如區域A、區域B、區域C中所示配置的組合，或其他合適的配置）。

一或多個控制閥112可控制例如調節、開啟、關閉、增加、及/或減少從噴霧導管68的噴嘴69流出的冷卻劑到頂板30的流動。控制閥112係電耦接（有線或無線連接）至控制系統100。

集管66可包括一或多個集管控制閥67。例如，區域B和區域C之間的集管控制閥67可以減少或阻止區域B與區域C之間的冷卻劑流。例如，如果供應管將冷卻劑從區域C供給到區域B，則集管控制閥67可能會阻止或限制向區域A與B的冷卻劑流。如果供應管路將冷卻劑從區域B供應到區域C，則集管控制閥67可能會阻止或限制向區域C的冷卻劑流。集管控制閥97係電耦接（有線或無線連接）至控制系統100。

頂板30的噴霧冷卻系統50可包括一或多個溫度感測器110，例如熱電偶或紅外感測器，以測量頂板30的內板32的溫度。在特定實施例中，溫度感測器110設置在頂板30的內板32上、其內、及/或其上方。例如，溫度感測器110可以直接測量頂板30的內板32的溫度，或者可以透過測量從頂板30的內板32流出的廢冷卻劑的溫度，來間接測量頂板30的內板32的溫度。每個溫度感測器110可以與頂板30的一或多個區域114相關聯。每個區域114可以與一或多個溫度感測器110相關聯。例如，一個溫度感測器可以與徑向向內的區域114的一半相關聯，而另一溫度感測器可以與徑向向外的區域114的一半相關聯，例如區域A的徑向向內的一半和徑向向外的一半。

溫度感測器110係通訊地耦接（有線或無線連接）至控制系統100。控制系統100監視溫度感測器110的所測量溫度。控制系統100可以根據溫度感測器110的所測量溫度來決定頂板30的內板32是否在正常工作範圍之外。在其他實施例中，可以使用熱成像相機代替溫度感測器110，或者與溫度感測器結合使用，以決定頂板30的內板32的溫度。

控制系統100可以單獨地控制或設定頂板30的特定區域114的噴霧導管68的流量，或者可以單獨地控制或設定一噴嘴69相對於相同或不同噴霧導管68的另一噴嘴69的流量。例如，當與特定區域相關聯的溫度感測器的所測量溫度高於上限溫度閾值時，控制系統100可以將集管控制閥67及/或控制閥112的狀態從關閉狀態設定為打開狀態，或者從較低流量狀態設定為較高流量狀態，以增加經由噴霧導管68並離開噴嘴69的冷卻劑流，從而為特定區域提供增強的冷卻作用。如果特定區域114過熱，則可以增加冷卻劑流或將其設置為高流量，以將熱面（例如，頂板30的內板32）保持在預期的溫度範圍內。在另一示例中，當與特定區域相關聯的溫度感測器的所測量溫度低於較低的溫度閾值時，控制系統100可以將集管控制閥67及/或控制閥112從打開狀態控制或設定為關閉狀態，或者從較高流量狀態控制或設定為較低流量狀態，以減少冷卻劑流，以減低對特定區域的冷卻作用。在又一示例中，可以響應於區域之一的溫度感測到的變化來改變一或多個集管控制閥67及/或控制閥112的狀態，以調節提供給與溫度變化相關的區域的冷卻劑的量，而與其他區域的流量變化無關。如果特定區域114的溫度低於正常操作範圍，則可以減少冷卻劑流以節省噴出的冷卻劑，並節省將用過的冷卻劑排到特定區域的能量。

可以將冶金爐的噴霧冷卻提供給在頂板30的表面上所界定的複數個區域114。可以感測複數個區域114中的第一區域的溫度變化。可以基於感測到的第一區域134的溫度變化來相對於複數個區域114中的第二區域（例如區域B）改變提供給第一區域114（例如區域A）的噴霧冷卻量。可透過改變一噴嘴69相對於同一噴嘴管路68或不同噴嘴管路68上另一噴嘴69的冷卻劑流，來改變噴霧冷卻量。當感測到第一區域114的溫度升高時，冷卻劑流可以相對於第二區域114增加。當感測到第一區域114的溫度降低時，冷卻劑流可以相對於第二區域114減小。可以感測每個區域114的溫度以獨立地控制對頂板30的每個區域的冷卻作用。區域114可以進一步細分為複數個子區域，例如徑向向內的一半與徑向向外的一半，以進一步對這些子區域獨立地提供冷卻劑流。

在特定實施例中，當圖1的燃燒器15被打開時，且爐中的材料16以使側壁的一個區域134或頂板30的一個區域114的溫度升高的方式使熱量偏轉時，與其他區域相較，該特定區域接收更大的冷卻劑流。一旦消除了熱負荷，且諸如感測器110、130之類的感測器偵測到該區域變涼，則可以減少至該特定區域的冷卻劑的量，甚至使其恢復到其正常設置，而與流向其他區域的流量增加、減少、或保持不變無關。

特定實施例針對一種用於冶金爐的冷卻系統，該冷卻系統包括監測該冶金爐的一或多個表面，例如側壁及/或頂板的區域或區域的溫度。溫度的監測可以藉由溫度感測器及/或熱成像來進行。特定實施例針對一種用於冶金爐的冷卻系統，該冷卻系統包括監測頂板及/或側壁的一或多個區域或區域的溫度。冶金爐的不同區域可能具有不同的熱負荷。在特定實施例中，監測不同區域或區域的溫度，並且響應於監測溫度的變化將冷卻劑流調節到這些不同區域。如果區域溫度升高或過熱（即，超過預定溫度閾值），則可以增加冷卻劑流或將其設置為高流量，以保持高溫（例如，側壁及/或頂板的內板）在所需的溫度範圍內。如果某個區域的溫度下降或溫度低於正常工作範圍，則可能會減少或關閉流向該區域的冷卻劑流，以節省冷卻劑並節省能量，以免除用過的冷卻劑，例如節省抽出用過的冷卻劑所使用的能量。

儘管前述內容針對本案的實施例，但是在不脫離本案的基本範圍的情況下，可設計其他及進一步的實施例，並且其範圍由所附申請專利範圍來決定。

10:冶金爐 12:內部部分 14:電極 15:燃燒器 16:材料 16M:熔融材料 20:爐膛 22:耐火磚 24:側壁 25:內板 25E:外表面 26:爐渣門 28:出水口 30:頂板 31:中心開口 32:內板 32T:頂表面 33:頂板彎管 35:管路 37:膨脹箱 38:排出腔室 39:管路系統 40:頂板提升構件 42:桅桿臂 44:桅桿柱 44P:點 50:噴霧冷卻系統 62:頂板冷卻部分 66:集管 67:集管控制閥 68:噴霧導管 69:噴嘴 70:供應管 72:彈性供應軟管 92:側壁冷卻部分 96:集管 97:集管控制閥 98:噴霧導管 98R:冗餘噴霧導管 99:噴嘴 100:控制系統 110:溫度感測器 112:控制閥 114:區域 122:管路冷卻部分 130:溫度感測器 132:控制閥 134:區域

因此，本案的詳細描述如上簡要概述，透過參考實施例來對本案進行更詳細的描述，可詳細地理解本案的上述特徵的方式，將在附圖中圖示出所述實施例中的一些上述特徵。然而，應當注意，附圖僅圖示出了本案的典型實施例，並且因此不應被認為是對其範圍的限制，因為本案可以允許其他等效的實施例。

圖1是具有各種部件的冶金爐的特定實施例的局部截面側視圖的示意圖。

圖2是可以繞軸線傾斜的冶金爐的特定實施例的橫截面側視圖的示意圖。

圖3是冶金爐的噴霧冷卻系統的側壁冷卻部分的特定實施例的示意圖。

圖4是圖3的冶金爐的噴霧冷卻系統的側壁冷卻部分的俯視圖的特定實施例的示意圖。

圖5是冶金爐的噴霧冷卻系統的頂板冷卻部分的頂視圖的特定實施例的示意圖。

為了便於理解，在可能的地方使用了相同的附圖標記來表示圖中共有的相同元件。可以理解的是，一實施例中揭示的元件可以在沒有具體敘述的情況下，有利地應用於其他實施例中。

國內寄存資訊 （請依寄存機構、日期、號碼順序註記） 無

國外寄存資訊 （請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記） 無

24:側壁

25E:外表面

50:噴霧冷卻系統

92:側壁冷卻部分

96:集管

97:集管控制閥

98:噴霧導管

99:噴嘴

100:控制系統

130:溫度感測器

132:控制閥

134:區域

Claims (22)

1. 一種用於調節一冶金爐的一表面溫度的冷卻系統，該冷卻系統包括： 複數個噴霧導管，每個噴霧導管具有一或多個控制閥，並具有複數個噴嘴； 複數個溫度感測器，該些溫度感測器設置於靠近該冶金爐的該表面；及 一控制系統，該控制系統係配置以響應於從該複數個溫度感測器所獲得的資訊，而獨立地調節該複數個噴霧導管的該些控制閥。
2. 如請求項1所述的冷卻系統，其中該冶金爐的該表面包括一側壁，該側壁的一內表面面向該冶金爐的一內部。
3. 如請求項1所述的冷卻系統，其中該冶金爐的該表面包括一頂板，該頂板設置在該冶金爐的一內部上方。
4. 如請求項1所述的冷卻系統，其中該冶金爐的該表面包括一管路系統，該管路系統流體連接至該冶金爐的一內部。
5. 如請求項1所述的冷卻系統，其中該控制系統係配置為，相對於提供給該表面的一較冷部分的冷卻劑的量，而優先地增加提供給該表面的一熱部分的冷卻劑的量。
6. 如請求項1所述的冷卻系統，其中該控制系統係配置為，相對於提供給該表面的一較熱部分的冷卻劑的量，而優先地減少提供給該表面的一冷部分的冷卻劑的量。
7. 如請求項1所述的冷卻系統，其中該控制系統係配置為響應於由該溫度感測器所感測的一溫度變化，而改變在該複數個噴嘴中的至少一噴嘴上提供的冷卻劑的量，其相對於該複數個噴嘴中的另一噴嘴。
8. 一種冷卻一冶金爐的一表面的方法，包括下列步驟： 對該冶金爐的該表面上所限定的複數個區域提供噴霧冷卻； 感測在該冶金爐的該表面上所限定的該複數個區域中的一第一區域的一溫度變化；及 基於感測到的該溫度變化，改變提供給該第一區域的一噴霧冷卻量，其相對於該複數個區域中的一第二區域。
9. 如請求項8所述的方法，其中透過從一或多個噴霧導管噴射冷卻劑來提供噴霧冷卻，每個噴霧導管具有複數個噴嘴。
10. 如請求項9所述的方法，其中透過改變一噴嘴的相對於該複數個噴嘴中的另一噴嘴的一流量，來改變提供給相對於該第二區域的該第一區域的噴霧冷卻量。
11. 如請求項10所述的方法，其中該一噴嘴與該另一噴嘴在同一噴霧導管上。
12. 如請求項10所述的方法，其中該一噴嘴與該另一噴嘴在不同的噴霧導管上。
13. 如請求項10所述的方法，其中由於感測到的溫度升高的增加，而增加該一噴嘴相對於該另一噴嘴的流量。
14. 如請求項10所述的方法，其中由於感測到的溫度降低，而減小該一噴嘴相對於該另一噴嘴的流量。
15. 如請求項8所述的方法，其中針對該複數個區域中的每個區域感測溫度。
16. 如請求項15所述的方法，其中將每個區域劃分為子區域，且其中針對每個子區域感測溫度。
17. 如請求項16所述的方法，其中該表面選自以下群組：該冶金爐的一頂板、一側壁、或管路系統。
18. 一種用於調節一冶金爐的一表面溫度的冷卻系統，該冷卻系統包括： 複數個噴霧導管，其圍繞該冶金爐的該表面的複數個區域配置，每個噴霧導管具有一或多個控制閥，以控制流向複數個噴嘴的一冷卻劑的量；及 一控制系統，其耦接到每個噴霧導管的一或多個控制閥，以相對於通向一第二區域的一或多個噴霧導管，獨立地改變到一第一區域的一或多個噴霧導管的該冷卻劑流。
19. 如請求項18所述的冷卻系統，其中，當該爐向該第一區域傾斜時，該控制系統增加到該表面的該第一區域中的一或多個噴霧導管的該冷卻劑流。
20. 如請求項18所述的冷卻系統，其中，當該爐從該第二區域傾斜離開時，該控制系統減小到該表面的該第二區域中的一或多個噴霧導管的該冷卻劑流。
21. 如請求項18所述的冷卻系統，其中該控制系統係配置為，相對於供該第二區域的一或多個噴霧導管的冷卻劑的量，向該第一區域的一或多個噴霧導管相對地提供一增加的冷卻劑的量，該第一區域具有一高熱負荷且該第二區域具有一低熱負荷。
22. 如請求項18所述的冷卻系統，其中該表面選自以下群組：該冶金爐的一頂板、一側壁、或一管路系統。

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