TWI375780B - Cooling element for cooling the refractory lining of a metallurgical furnace (ac, dc) - Google Patents

Description

1375780 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一用於冷卻冶金爐之耐火襯層的冷卻元件 【先前技術】 由歐洲專利第EP 887 428 A1號及德國專利第 DE 10 20 04 035 968 A1號已知冷卻元件，其包括一由銅 或銅合金所製成之板件，且面朝冶金爐、諸如高爐之耐火 襯層。該板件之內部係設有通道，以引導冷卻劑之流動。 這些冷卻元件型式之缺點係通常爲水之冷卻劑流經該 元件面朝該冶金爐的內部空間之各零件，且如果發生某一 種類之問題或漏出擴大，此水可因此進入該冶金爐之內部 。此一事件係與重大危險有關聯。 【發明內容】 本發明係基於建立冷卻元件之目標，該冷卻元件提供 相同之良好冷卻效果，但係與此型式之潛在危險無關。 此目標係根據本發明藉由以下所達成： …一冷卻板，其面朝該耐火襯層； …一導熱板，其相對該冷卻板配置在一角度，被永久 地連接至該冷卻板，且由該爐壁朝外延伸，在此該冷卻板 及該導熱板包括固體材料；及 --一冷卻劑通道，其係永久地連接至該導熱板’且被 -5- 1375780 連接至一冷卻劑入口及至一冷卻劑出口。 該冷卻板、該導熱板、及該冷卻劑通道由高導熱材料 '諸如銅或銅合金所組成，在此該冷卻劑通道有利地沿著 該導熱板之狹窄側面延伸。 基於該冷卻元件之高導熱性’如此多之熱量係由該冶 金爐容器的耐火襯層及鋼片間之區域所擷取，其對於由外 側以噴灑水或通道冷卻（乾燥爐容器）冷卻該冶金爐容器 不再有任何需要。該冷卻元件可由軋製/锻造/鑄造之銅板 所組成，並具有用於良好導熱性之細密紋理結構。根據一 發明方案，這些固體材料銅板之二者可被焊接在一起（以 此一便於允許導熱之方式連接）或彎曲，以形成τ形輪廓 (或L形輪廓）。該被焊接在銅板上之端部亦被焊接至一 銅管，其具有冷卻劑通道之作用。此銅管係以冷卻水冷卻 ，且經由該等被連接之銅板，確保該等板件被安裝的區域 中之冶金爐容器的襯層之適當冷卻》 該等尺寸、每單元表面積之數目、該冷卻劑環路、及 該等由該冶金爐容器往外突出的導熱板間之間距，將與必 需被帶走之熱量一致地計算及界定。爲監視該溫度/散熱 行爲，該等冷卻元件被配備有適當之測量裝置》 該等冷卻元件可被安裝在該容器/頂壁/底部的襯層及 該鋼壁面間之冶金爐容器（頂壁/側壁/底部，水平或直立 地）上的任何位置。在該冶金爐容器的耐火襯層及該鋼片 之間，這些冷卻器較佳地是坐落在該容器側壁（該金屬/ 熔渣之液體區域及該拱座支撐區域，或於DC冶金爐之案 -6- 1375780 例中，同樣於該氣體區域中）之下方/中間區域中。 於該襯層之拱座支撐區域中，該等冷卻元件之配置不 會妨礙坐落在此點之冶金爐容器的加勁。該等冷卻元件能 藉著螺絲等被緊固至該冶金爐容器。一導熱接觸化合物被 反覆灌輸於該等冷卻元件及該襯層之間。 該等冷卻元件係以冷卻水經過焊接至該外側表面之銅 管所供給。該等冷卻元件之水冷零件係坐落在該冶金爐容 器之外。因此，如果水漏出，將沒有水進入該冶金爐及危 害冶金爐操作。數個冷卻元件被連續地連接至彼此，以形 成一冷卻劑環路》然而，該個別之定位被選擇，以致如果 一冷卻劑環路故障，該等鄰接區域將繼續被間接地冷卻。 該等冷卻元件較佳地是將被連接至封閉式冷卻劑環路。然 而，如果半封閉式或開放式冷卻系統將存在於一待被修復 之冶金爐中，該等冷卻元件亦可被連接至此系統，只要該 冷卻水之品質及該懸浮固體之內容物係在該規定之容差（ 品質）內。 能被本發明之冷卻元件所達成的優點能被槪括如下： …藉由達成一完全地乾燥之冶金爐容器的改良《 --與噴霧/滴流冷卻相比較之改良的散熱。 --亦可用於該冶金爐容器上之靜態需求必需保持被滿 足之區域。 •-相較於其他系統，僅只需要該冶金爐容器中之小開 口 ’該冶金爐容器在該容器之下方及上方零件的穩定性上 及效用具有一正面影響，該等零件以該效用保持彼此附接 1375780 …藉由該等冷卻元件所帶走之熱量對於保護所討論之 零組件免於破壞及冷卻該內側表面、亦即面朝該製程之表 面兩者係充分的，並保護達此一致使形成由固化、冷卻、 或相對地未反應的產物所組成之自行保護層的程度。 甚至當其想要的是獲得一外部乾燥冶金爐容器時，尤 其當該污染程度（硫黃/灰塵）係非常地高，且該冶金爐 容器蒙套之結果腐蝕及經過該等幫浦之封鎖造成冷卻水的 流動中之中斷使得其難以操作該冶金爐時，亦獲得諸優點 。因爲該等冷卻元件未與該製程、亦即該產物（熔渣/金 屬）直接接觸，它們可與其他未坐落在該冶金爐容器的區 域中之銅冷卻系統輕易地結合，該等區域爲顯著之理由係 重要的。這些冷卻元件係特別適合用於該冶金爐容器之難 以接近的區域，尤其亦於一長方形容器之底板中，在此其 至目前爲止需要訴諸開放式噴灑冷卻。它們亦可被使用在 具有長方形或圓形冶金爐容器之A C/DC還原爐上。於該 後面案例中，其應用係特別有利的，因爲它們被製成 '設 計、及安裝的方式導致不會損壞該冶金爐容器之靜態結構 /穩定性。 【實施方式】 該冷卻元件包括冷卻板1、導熱板2、及連接至該導 熱板之冷卻劑通道3。該冷卻劑通道具有冷卻劑入口 4及 冷卻劑出口 5。爲達成該最大可能之導熱性，這些零件係

Claims (1)

1375780 七、申請專利範圍： 1.—種用於冷卻冶金爐的耐火襯層之冷卻元件，其 特徵爲： 一冷卻板（1)，其面朝該耐火襯層； 一導熱板（2)，其相對該冷卻板（1)配置在一角度 ，被永久地連接至該冷卻板，且由該爐壁朝外延伸，在此 該冷卻板（1)及該導熱板（2)包括固體材料，及； 一冷卻劑通道（3)，其係永久地連接至該導熱板（2 )，且被連接至一冷卻劑入口（4)及至一冷卻劑出口（5 )° 2 ·如申請專利範圍第1項用於冷卻冶金爐的耐火襯 層之冷卻元件，其中該冷卻板（1)、該導熱板（2) '及 該冷卻劑通道（3)包括諸如銅或銅合金之高導熱性材料 〇 3. 如申請專利範圍第1項用於冷卻冶金爐的耐火襯 層之冷卻元件，其中該冷卻劑通道（3)沿著該導熱板（2 )的一狹窄側面延伸。 4. 如申請專利範圍第1項用於冷卻冶金爐的耐火襯 層之冷卻元件，其中該冷卻元件包括高導熱性之軋製、锻 造、鑄造材料，諸如具有細密紋理結構之銅板。 5 ·如申請專利範圍第1 -4項的任一項之用於冷卻冶 金爐的耐火襯層之冷卻元件，其中該冷卻板（1)及該導 熱板（2)係以此一便於允許熱傳導或被彎曲成T形或L 形輪廓之方式焊接在一起。 -11 - 1375780 6·—種如申請專利範圍第1-5項之任一項的冷卻元 件於冶金容器中之裝置，其包括外部蒙套及一面朝該容器 之內部的耐火襯層，其特徵爲該冷卻元件係嵌入在一被導 入於該襯層及該外部蒙套間之導熱接觸化合物中。 7·—種如申請專利範圍第1-5項之任一項的冷卻元 件於圓形/矩形/橢圓形等冶金爐容器中之裝置，其不會在 正常的冶金爐操作條件之下削弱該容器之靜態結構/強度 ’特別是於底部拱座支撐區域中。