本发明涉及冶金炉。更具体地，本发明涉及用于冶金炉的流体冷却系统。
背景技术：
1、已知冶金炉通常包括壳部和顶部。壳部限定了位于放出口过梁下方的放出口，并且顶部限定用于电极的至少一个开口以及用于将原材料进料到炉中的至少一个滑槽的至少一个另外开口。电极夹用于保持电极并通过至少一个开口馈送电极。所述至少一个滑槽可以延伸到由所述壳部限定的腔室中，并且可以在远端终止于滑槽顶端。为了延长现代冶金炉的工作寿命，包括埋弧炉、刷弧炉和dc弧炉(即，具有固定的放出口的非倾斜炉)，需要炉的高强度冷却，更具体地，需要壳部的高强度冷却。
2、在现有技术中，炉壳部的有效冷却是通过使冷却水循环通过焊接到炉壳部的金属包层或夹套上的管道来实现的。冷却水通常在约500kpa(高于通常大气压)的压力下循环通过管道。这样，热量通过传导、热辐射和对流从热的炉壳部传递到管道和冷却水。在被加热的冷却水通过管道再循环之前，允许被加热的冷却水离开管道并流过热交换器进入冷却水存储器。
3、在本领域中已知，炉壳部的位于炉的放出口下方的部分是高风险区域。在这种炉壳部的部分中可能形成裂纹，并且金属、锍或熔渣可能烧穿该炉壳部的部分。在炉壳部的这个高风险区域中，不能使用输送加压冷却水的管道。如果在壳部的该部分中形成裂纹或出现烧穿，则很可能加压冷却水会被迫进入炉腔中。被迫进入炉腔的冷却水会与热的液态金属、锍或熔渣接触，这会引起危险的爆炸。这些爆炸会导致设备损坏、停炉，并且还对炉操作人员的安全造成重大危险。
4、考虑到上述危险，通常在炉壳部的位于炉的放出口下方的部分中使用另选的壳部冷却系统。另选的壳部冷却系统包括空气冷却和喷水冷却系统。与水冷相比，将空气冷却系统用于炉壳部的位于炉放出口下方的部分具有非常低的效率。这是由于水的热导率比空气的热导率高至少20倍。此外，在放出操作期间，空气冷却罩和管道经常被飞溅的金属、锍或熔渣堵塞。喷雾水冷却系统容易在炉壳部上形成水垢，这又导致不良的热传递并显著降低冷却效率。在放出过程中，金属、锍或熔渣的飞溅也会导致喷嘴和集水通道堵塞。
5、从上面可以明显看出，在本领域中仍然需要能够较有效和安全地对炉的某些关键部件或部分进行冷却的流体冷却系统和冷却方法。此类关键部件或部分包括但不限于：壳部的位于炉的放出口下方的部分；放出口过梁；顶部的位于用于电极的至少一个开口的区域中的部分；用于电极的密封件；电极夹以及朝向至少一个滑槽的远端的区域。
6、发明目的
7、本发明的目的是提供冶金炉和冷却冶金炉的部分的方法，申请人相信利用该冶金炉和方法可以至少部分地克服上述缺点，或者可以提供已知冶金炉和冷却方法的有用另选方案。
技术实现思路
1、根据本发明，提供了一种冶金炉，所述冶金炉包括壳部和顶部，所述壳部限定了放出口，并且所述顶部限定了用于电极的至少一个开口和用于至少一个滑槽的至少一个另外开口，所述至少一个滑槽用于将原材料进料到所述炉中，以及
2、-用于所述炉的第一部分的至少第一流体冷却系统；
3、所述至少第一流体冷却系统包括：
4、o与所述容器的所述第一部分处于热交换关系的管道，所述管道具有用于接收冷却流体的入口和用于从所述管道排出所述冷却流体的出口；
5、o用于产生所述管道内的负压的泵，所述泵具有与所述管道的所述出口流体流动连通的入口和用于从所述泵排出加压冷却流体的出口；以及
6、o冷却流体存储器，所述冷却流体存储器具有与所述泵的所述出口处于流体流动连通的入口和与所述管道的所述入口处于流体流动连通的出口，
7、其中，所述泵将所述冷却流体从所述冷却流体存储器抽吸通过所述管道的所述入口并且离开所述管道的所述出口，以将热量从所述炉的所述第一部分传递到流过所述管道的所述冷却流体。
8、所述炉的所述第一部分可以包括以下中的至少一项：所述壳部的位于所述炉的所述放出口下方的部分；放出口过梁；所述顶部的在所述至少一个开口的区域中的部分；用于所述电极的密封件；电极夹以及朝向所述至少一个滑槽的远端的区域。
9、所述冷却流体可以是具有约190℃的高沸点温度的无水冷却剂流体。
10、另选地，所述冷却流体可以包括水和水基冷却剂中的一种，所述水基冷却剂具有约130℃至140℃的高沸点温度。
11、所述管道可以被设置成旋绕(coiled)构造和蜿蜒(serpentine)构造中的一种。
12、所述管道可以由导热材料制成。所述导热材料可以是金属，例如铜、不锈钢或具有合适传热系数的任何其他金属。
13、所述泵可以是抽吸泵。合适的抽吸泵的一个示例是正排量泵(positivedisplacement pump)。
14、所述冶金炉可以包括热交换器，所述热交换器与所述泵的所述出口以及所述冷却流体存储器的所述入口流体流动连通。所述热交换器用于在已经通过管道和泵的冷却流体被供给到冷却流体存储器之前降低该冷却流体的温度。
15、所述热交换器可以包括通过闭路水冷系统来冷却的板式热交换器。
16、所述冷却流体存储器可以相对于管道入口定位成使得位于所述冷却流体存储器中的冷却流体的顶面处于与所述管道的所述入口相同的高度或处于低于所述管道的所述入口的高度。
17、在一些优选实施方式中，所述炉的所述第一部分包括所述壳部的位于所述炉的所述放出口下方的所述部分。
18、所述壳部可以包括金属包层，并且所述管道可以通过焊接接头来附接到所述金属包层。在其他实施方式中，所述管道可以是以下中的一项：嵌入在所述壳部中；以及一体地形成在所述炉的所述壳部内。
19、进一步根据本发明，所述冶金炉可以还包括用于所述炉的第二部分的至少第二流体冷却系统，所述炉的所述第二部分包括以下中的另一项：所述壳部的位于所述炉的所述放出口下方的所述部分；所述放出口过梁；所述顶部的位于所述至少一个开口的区域中的所述部分；用于所述电极的密封件；所述电极夹以及朝向所述至少一个滑槽的远端的所述区域，所述至少第二流体冷却系统包括：
20、-与所述第二部分处于热交换关系的管道，所述管道具有用于接收冷却流体的入口和用于从所述管道排出所述冷却流体的出口；
21、-用于产生所述管道内的负压的泵，所述泵具有与所述管道的出口流体流动连通的入口和用于从所述泵排出加压冷却流体的出口；以及
22、-冷却流体存储器，所述冷却流体存储器具有与所述泵的出口处于流体流动连通的入口以及与所述管道的入口处于流体流动连通的出口，
23、其中，所述泵将所述冷却流体从所述冷却流体存储器抽吸通过所述管道的所述入口并且离开所述管道的所述出口，以将热量从所述容器的所述第二部分传递到流过所述管道的冷却流体。
24、因此，设想可以使用多个流体冷却系统来冷却该炉的各个部分。这些流体冷却系统中的各系统可以彼此独立地工作。因此，在这样的实施方式中，各个流体冷却系统可以具有其自己的泵、热交换器和冷却流体存储器。多个这样的冷却系统可以提高操作该炉的安全性。
25、壳部的另一部分或其余部分可以通过利用处于正压力下的冷却流体的常规冷却系统来冷却。
26、本发明的范围内还包括一种冷却冶金炉的第一部分的方法，所述第一部分具有与所述第一部分处于热交换关系的管道，所述管道具有用于接收来自冷却流体存储器的冷却流体的入口和用于排出所述冷却流体的出口，所述方法包括：
27、-在所述管道内产生负压，使得所述冷却流体被从所述冷却流体存储器抽吸通过所述管道的所述入口并且在所述管道的所述出口处排出；
28、-允许所排出的冷却流体的温度降低；以及
29、-将所排出的冷却流体供给到所述冷却流体存储器。
1.一种冶金炉，所述冶金炉包括壳部和顶部，所述壳部限定了放出口，并且所述顶部限定了用于电极的至少一个开口和用于至少一个滑槽的至少一个另外开口，所述至少一个滑槽用于将原材料进料到所述炉中，以及
2.根据权利要求1所述的冶金炉，其中，所述炉的所述第一部分包括以下中的至少一项：所述壳部的位于所述炉的所述放出口下方的部分；放出口过梁；所述顶部的在所述至少一个开口的区域中的部分；用于所述电极的密封件；电极夹以及朝向所述至少一个滑槽的远端的区域。
3.根据权利要求1和2中的任一项所述的冶金炉，其中，所述冷却流体是具有约190℃的高沸点温度的无水冷却剂流体。
4.根据权利要求1和2中的任一项所述的冶金炉，其中，所述冷却流体包括水和水基冷却剂中的一种，所述水基冷却剂具有约130℃至140℃的高沸点温度。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的冶金炉，其中，所述管道被设置成旋绕构造和蜿蜒构造中的一种。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的冶金炉，其中，所述管道由导热材料制成。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的冶金炉，其中，所述泵是抽吸泵。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的冶金炉，所述冶金炉包括热交换器，所述热交换器与所述泵的所述出口且与所述冷却流体存储器的所述入口流体流动连通。
9.根据权利要求8所述的冶金炉，其中，所述热交换器包括通过闭路水冷系统来冷却的板式热交换器。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的冶金炉，其中，所述冷却流体存储器相对于管道入口定位成使得位于所述冷却流体存储器中的冷却流体的顶面处于与所述管道的所述入口相同的高度或处于低于所述管道的所述入口的高度。
11.根据权利要求2至10中的任一项所述的冶金炉，其中，所述炉的所述第一部分是所述壳部的位于所述炉的所述放出口下方的所述部分。
12.根据权利要求11所述的冶金炉，其中，所述壳部包括金属包层，并且其中，所述管道通过焊接接头来附接到所述金属包层。
13.根据权利要求11所述的冶金炉，其中，所述管道是以下中的一项：嵌入在所述壳部中；以及一体地形成在所述炉的所述壳部内。
14.根据权利要求11至13中的任一项所述的冶金炉，所述冶金炉包括用于所述炉的第二部分的至少第二流体冷却系统，所述炉的所述第二部分包括以下中的一项：所述放出口过梁；所述顶部的位于所述至少一个开口的区域中的所述部分；用于所述电极的密封件；所述电极夹以及朝向所述至少一个滑槽的远端的所述区域，所述至少第二流体冷却系统包括：
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的冶金炉，其中，所述炉的另一部分由利用处于正压力下的冷却流体的冷却系统来冷却。
16.一种冷却冶金炉的第一部分的方法，所述第一部分具有与所述第一部分处于热交换关系的管道，所述管道具有用于接收来自冷却流体存储器的冷却流体的入口和用于排出所述冷却流体的出口，所述方法包括：
