[发明专利]用于测量流入冶金炉中的冷却元件的单独冷却元件回路中的冷却流体的例如温度、流量或压力的至少一个物理量的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的方法，用于测量流入冶金炉中的冷却元件的单独冷却元件回路中的冷却流体的例如温度、流量或压力的至少一个物理量。

本发明还涉及根据权利要求11的前序部分所述的设备，用于测量流入冶金炉中的冷却元件的单独冷却元件回路中的冷却流体的例如温度、流量或压力的至少一个物理量。

背景技术

本发明涉及通过冷却系统在诸如悬浮熔炼炉(例如闪速熔炼炉)的冶金炉中的液体冶金过程中的冷却，所述冷却系统包括若干供应集管，用于向被用来冷却冶金炉的冷却元件的冷却元件回路分配例如冷却水的冷却流体，所述冷却系统还包括若干收集集管，用于一起收集所述冷却元件回路。通常，从一个供应集管向10-20个单独冷却元件的冷却元件回路供给冷却流体。一个冶金炉可包括数十个这种包括供应集管和收集集管的集管单元。

液体冶金过程在包围反应空间的固定结构中产生了随位置和时间两者波动的热应力。由于热应力的综合效应，在耐火衬层结构中形成了不均衡的温度分布，该现象对于衬层的总耐久性来说是不合乎需要的。炉冷却的常规方法是将冷却能力集中在由冶金反应引起的热应力高的那些炉区域中。例如在闪速熔炼炉中，这些区域位于反应炉身的下部以及沉淀器壁和放出口。根据理论计算、建模和从其他类似炉所获得的经验来分布冷却能力并且确定冷却能力的大小。在设计阶段之后，用于冷却衬层的安装好的冷却元件是固定的冷却器，并且不会对在过程中发生的变化主动地作出反应。

通过控制把热能带走的冷却水的流量来实现冷却过程的受时间约束的平衡以及由过程所导致的热应力的平衡。由于热应力的局部差异，逐个集管地调整流量并不足以满足需要，但是为了确保平衡的冷却区域，必须操控单独的元件回路，即，单独冷却元件的冷却元件回路。在操控流量之前，必须知道每个冷却元件的热损耗，但是以前对热损耗的测量非常昂贵，这是由于每个冷却元件回路装备有单独的仪表和电缆。因此，所述成本因素通常完全不计入总体投资中，并且仅对特定集管的测量被认为是足够的。

在应当确定由每个回路从冷却元件传递的热损耗的情况下，必须知道特定回路的流入冷却水和流出冷却水之间的温差以及流量。然而，在每个回路中增加量热计和流量计是不必要的，因为回路中每个冷却元件的瞬时返回温度和流量对过程控制来说不代表非常重要的信息。然而，需要精确地限定特定冷却元件的热损耗，但是当每小时获取几次数值或者当改变供水控制阀中的节流阀开度时就足够了。因此，同时测量所有的回路是不必要的，并且可以每次执行一个测量操作。

发明内容

本发明的目的是实现解决上述问题的方法和设备。

通过根据独立权利要求1所述的方法来实现本发明的目的，该方法用于测量流入冶金炉中的冷却元件的单独的冷却元件回路中的冷却流体的例如温度、流量或压力的至少一个物理量。

本发明还涉及根据独立权利要求11所述的设备，该设备用于测量流入冶金炉中的冷却元件的单独的冷却元件回路中的冷却流体的例如温度、流量或压力的至少一个物理量。

在从属权利要求中描述了本发明的优选实施例。

根据本发明的设备具有测量管路，其通过居间调节的阀门装置(例如，三通阀)与至少一个冷却元件回路流体连通，以便把冷却流体从冷却元件回路中的供应集管引导到收集集管，选择性地，是通过测量管路引导到收集集管或者避过测量管路引导到收集集管。测量管路包括至少一个测量装置，例如量热计、压力计或者流量计，以用于测量流入测量管路中的冷却流体的物理量，例如，冷却流体的温度、压力或者流量。

当所述测量管路通过阀门装置连接到供应集管和收集集管之间的所有冷却元件回路时，每个冷却元件回路可以借助于阀门装置被容易地逐个连接到测量管路。所获得的优点是：对于每个集管，仅需要一个量热计、压力计和/或流量计，通过量热计、压力计和/或流量计，就可以按顺序测量所有回路。实践中，这能够以成本有效的方式来限定特定冷却元件的热损耗。另外，借助于压力指示器，可以检测可能出现的渗漏以及管路的流动阻力的进展。观察可能渗漏的另一种方式是借助于流量计将各个回路的流量与进入供应集管的总流量进行比较。

所述设备可以是自动化的，以便自动化系统按一定时间间隔有规律地测量每个回路。例如，在具有20个回路的收集集管中，当按一分钟的周期来进行测量时，在24小时内从每个回路获得72个测量结果。在闪速熔炼炉的情况中，单独回路的数量甚至可以达800，在这种情况下，每24小时的总数据量将为57600个热损耗读数。这与早先情况相比在测量精度上是显著的改进，在早先情况中，仅测量进入供应集管的总流量以及收集集管的总流出的总温度。