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Title:
COOLING SYSTEM FOR A METALLURGICAL SMELTING FURNACE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/048406
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cooling system for a metallurgical smelting furnace, containing a cooling element (16¿i?; i=1, 2, 3, 4) which is integrated into a wall in the metallurgical smelting furnace and which contains at least one internal cooling refrigerating channel (18¿i?; i=1, 2, 3, 4). A predetermined cool water volume flow (Q¿i?; i=1, 2, 3, 4) passes through said channel, guaranteeing the required cooling performance. The cooling system is embodied in such a way that a static absolute pressure which is less than the atmospheric pressure at the place of installation of the metallurgical smelting furnace is produced in the greater part of the at least one internal cooling channel (18¿i?; i=;1, 2, 3, 4) of said predetermined cooling water flow (Q¿i?; i=1, 2, 3, 4). A preliminarily container (24) for cooling water is arranged at a higher position than the cooling element(s) (16¿i?; i=;1, 2, 3, 4) so that the geodesic superrelevation thereof determines the rest pressure in the cooling circuit.

Inventors:
SCHMELER ROBERT (LU)
Application Number:
PCT/EP2001/014540
Publication Date:
June 20, 2002
Filing Date:
December 11, 2001
Export Citation:
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Assignee:
WURTH PAUL SA (LU)
SCHMELER ROBERT (LU)
International Classes:
C21B7/10; F27D1/12; F27D9/00; F27B1/24; (IPC1-7): C21B7/10; F27B1/24; F27D9/00
Foreign References:
US4603423A1986-07-29
US3966179A1976-06-29
Other References:
DATABASE WPI Section Ch Week 199328, Derwent World Patents Index; Class M24, AN 1993-225744, XP002176038
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1998, no. 03 27 February 1998 (1998-02-27)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 006, no. 073 (C - 101) 8 May 1982 (1982-05-08)
Attorney, Agent or Firm:
Schmitt, Armand (Office Ernest T. Freylinger S.A. B.P. 48 8001 Strassen, LU)
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Claims:
Patentansprüche
1. Kühlsystem für einen metallurgischen Schmelzofen, umfassend : mindestens ein Kühlelement (16j ; i=1, 2,3,4) das in eine Ofenwand des metallurgischen Schmeizofens integriert ist und mindestens einen internen Kühlkanal (1 8i ; i=1, 2,3,4) aufweist, wobei letzterer von einem vorbe stimmten KühlwasserVolumenstrom (Qj ; i=1, 2,3,4) durchströmt wird, der die erforderliche Kühlleistung gewährleistet ; mindestens einen Vorratsbehälter für Kühlwasser ; und mindestens eine Kühlwasserpumpe (54,56) die das im Kühlelement (16i ; i=1, 2,3,4) erhitzte Kühlwasser absaugt und in den Vorratsbehälter zurückpumpt ; wobei das Kühlsystem hydraulisch derart ausgelegt ist, dass im größten Teil des mindestens einen internen Kühlkanals (18, ; i=1, 2,3,4) bei dem vorbe stimmten Kühlwasserstrom (Qi ; i=1, 2,3,4) ein statischer Absolutdruck vor liegt der kleiner als der atmosphärische Druck am Aufstellungsort des me tallurgischen Schmelzofen ist ; dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter für das Kühlwasser durch einen Vorlaufbehälter (24) für Kühlwasser ausgebildet wird, der höher als das mindestens eine Kühlele ment (1 6j ; i=1, 2,3,4) angeordnet ist.
2. Kühlsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Rückkühlvorrichtung (60) die hydraulisch zwischen der mindestens einen Kühlwasserpumpe (54,56) und dem Vorlaufbehälter (24) angeordnet ist.
3. Kühlsystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Entgasungsbehälter (30,130) der hydraulisch zwischen der Kühlwas serpumpe (54,56) und dem mindestens einen Kühlelement (16i ; i=1, 2,3,4) angeordnet ist ; und eine Gasspürvorrichtung (70,134) zum Aufspüren von Ofengasen die sich im Entgasungsbehälter (30,130) aus dem Kühlwasser absondern.
4. Kühlsystem nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Gasraum (33) oberhalb des Kühlwassers im Entgasungsbehälter (30) ; und eine Unterdruckpumpe (32) zum Erzeugen eines atmosphärischen Unter drucks in dem Gasraum (33) oberhalb des Kühlwassers.
5. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Kühlelement (16 ; ; i=1, 2,3,4) eine massive Kühl platte aus Kupfer oder Gusseisen ist.
6. Metallurgischer Schmelzofen umfassend mindestens ein Kühlsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
7. Metallurgischer Schmelzofen nach Anspruch 6, wobei mindestens ein Kühlsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Bodenkühlung des Schmeizofens ausgebildet ist.
Description:
KÜHLSYSTEM FÜR EINEN METALLURGISCHEN SCHMELZOFEN Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem für einen metallurgi- schen Schmelzofen.

Stand der Technik Die meistens Kühlsysteme für metallurgische Schmeizöfen, sowohl tie- gelförmiger als auch schachtförmiger Bauart, sind heute als geschlossene Kühlwassersysteme ausgebildet. Sie umfassen Kühlelemente die in die Ofen- wände integriert sind und mit Kühlkanälen versehen sind. Eine Pumpe pumpt das Kühlwasser durch die Kühlkanäle der Kühlelemente. Eine statische Druck- haltevorrichtung, wie z. B. ein Behälter mit Gaspolster, gewährleistet hierbei, dass an jeder Stelle der Kühlkanäle ein statischer Druck von einigen Bar vorliegt. Nachfolgend werden solche Kühlsysteme als"Druckkreisläufe"be- zeichnet. Einerseits, wird durch den Überdruck in den Kühlkanälen die Ver- dampfungstemperatur des Kühlwassers heraufgesetzt, was sich positiv auf die Sicherheit des Kühlsystems auswirkt, da eine Dampfbildung die Kühlleistung stark herabsetzt und folglich zu einer lokalen Überhitzung eines Kühlelementes führen kann. Andererseits, ist jedoch auch seit langem gewusst, dass der Einsatz solcher Druckkreisläufe in metallurgischen Öfen nicht ohne Risiko ist.

Selbst bei einer kleinen Leckage werden relativ große Mengen an Kühlwasser in den Schmeizofen eingeleitet, was zu Schäden an einer Feuerfestauskleidung und unter Umständen sogar zu heftigen Explosionen führen kann, falls sich z. B.

Kühlwasser im Schmelzofen ansammelt und anschließend von flüssigem Metall bedeckt wird.

Um diese Risiken auszuschließen, werden auch heute noch an metallurgi- schen Öfen Berieselungskühlungen eingesetzt, wie sie schon seit mehr als hundert Jahren bekannt sind. Letztere können jedoch nie die gleiche Kühlleis- tung wie in die Ofenwand integrierte Kühlelemente erbringen und sind zudem

äußerst problematisch was ihren Unterhalt anbelangt.

Als"moderne"Alternative für Druckkreisläufe wurden Spritzwasserkühl- systeme entwickelt. Letztere umfassen Kühlkästen die in die Ofenwände integriert sind und in einer inneren Kammer Sprühdüsen aufweisen, die das Kühlwasser auf die dem Ofeninnern zugehrte Innenwand der Kammer sprühen.

Hierbei wird der größte Teil des Überdrucks in den Sprühdüsen abgebaut, so dass in den Kühlkästen nur mehr ein geringer Überdruck vorherrscht. Solche Spritzwasserkühlsysteme sind jedoch recht aufwendig herzustellen und bean- spruchen zudem viel Platz in der Ofenwand.

Es ist weiterhin anzumerken, dass manche Teile von metallurgischen Schmelzöfen aus Sicherheitsgründen auch heute noch überhaupt nicht gekühlt werden. Dies ist zum Beispiel der Fall für den Boden eines Lichtbogenofens wie er in Elektrostahlwerken eingesetzt wird.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, im Kühlsystem eines metallurgi- schen Schmeizofens einen Unterdruck zu erzeugen. Hierdurch soll verhindert werden, dass im Falle einer kleinen Undichtheit des Kühlelements Kühlwasser in den Schmeizofen eindringen kann. Eine solche Lösung ist zum Beispiel bereits 1984 in der US 4,603,423 im Zusammenhang mit der Wandkühlung eines Lichtbogenofens beschrieben worden. Dieses Kühlsystem umfasst eine Speisepumpe, einen Vorratsbehälter für Kühlwasser, ein Druckreduzierventil, parallel geschaltete Kühleiemente, eine Saugpumpe und einen Gasabscheider.

Die Speisepumpe pumpt das Kühlwasser aus dem Vorratsbehälter über das Druckreduzierventil in die Kühlelemente, wobei der Druck hinter dem Druckre- duzierventil kleiner als der Atmosphärendruck sein soll. Die Saugpumpe soll das Kühlwasser dann durch die Kühlelemente saugen und anschließend über den Gasabscheider zurück in den Vorratsbehälter drücken. Ein ähnliches Unterdruckkühlsystem ist in der JP 09 287733 beschrieben.

Dass solche Unterdruckkühlsysteme sich in metallurgischen Schmelzöfen bis jetzt nicht durchsetzen konnten, ist höchstwahrscheinlich dadurch bedingt, dass man ihre Sicherheit anzweifelt. In der Tat können bereits kleine Druck-

schwankungen zu Überhitzungen in den Kühlelementen führen.

Aufgabe der Erfindung Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein zuverlässiges Kühisystem für einen metallurgischen Schmelzofen vorzuschlagen, das eine größere Sicherheit als bekannte Druckkreisläufe aufweist, eine größere Kühlleistung als eine klassische Berieselungskühlung gewährleistet, den Einsatz von kompakte- ren und einfacheren Kühlelementen als bekannte Spritzwasserkühlsysteme ermöglicht und sicherer als die bis jetzt vorgeschlagenen Unterdruckkühlsyste- me ist. Diese Aufgabe wird durch ein Kühlsystem nach Anspruch 1 gelöst.

Kennzeichnung der Erfindung Ein erfindungsgemäßes Kühlsystem für einen metallurgischen Schmelz- ofen umfasst mindestens ein Kühlelement das in eine Ofenwand des metallur- gischen Schmeizofens integriert ist. Die Bezeichnung"Ofenwand"umfasst hierbei sowohl die seitlichen Wände des Schmeizofens, als auch den Boden oder Deckel des Schmelzofens. Das mindestens eine Kühlelement weist mindestens einen internen Kühlkanal auf, der von einem vorbestimmten Kühlwasser-Volumenstrom durchströmt wird, welcher die erforderliche Kühl- leistung gewährleistet. Das Kühlsystem umfasst zusätzlich mindestens einen Vorratsbehälter für Kühlwasser ; und mindestens eine Kühlwasserpumpe die das im Kühlelement erhitzte Kühlwasser absaugt und in den Vorratsbehälter zurückpumpt. Das Kühlsystem ist hierbei hydraulisch derart ausgelegt, dass im größten Teil des mindestens einen internen Kühlkanals bei dem vorbestimmten Kühlwasserstrom ein statischer Druck vorliegt der kleiner als der atmosphäri- sche Druck am Aufstellungsort des metallurgischen Schmeizofens ist. In anderen Worten, in dem mindestens einem Kühlelement besteht kein Über- druck des Kühlwassers gegenüber dem Umgebungsdruck. Dies bedeutet, dass im Falle einer kleinen Undichtheit des Kühlelements kein Kühlwasser in den Schmelzofen eindringen kann. Es wird vielmehr Umgebungsluft, bzw. Ofengas

durch die Undichtheit in den internen Kühlkanal des Kühlelements eingesaugt.

Bedingt durch das Ansaugen von Ofengas kann eine direkte Leckageüberwa- chung mittels Gasdetektoren erfolgen. Hierdurch wird die allgemeine Sicherheit für Mensch und Maschine wesentlich verbessert. Durch die Zwangsführung des Kühlwassers durch interne Kühlkanäle der Kühlelemente werden die bekannten Nachteile einer Berieselungskühlung beseitigt. Die für das erfindungsgemäße Kühlsystem benötigten Kühlelemente sind zudem weitaus kompakter und billiger herzustellen als Spritzwasser-Kühlkästen. Es bleibt anzumerken, dass das erfindungsgemäße Kühlsystem für metallurgische Schmelzöfen von sowohl tiegelförmiger, als auch schachtförmiger Bauart geeignet ist. Es ist hierbei möglich nur einen Teil der Ofenkühlung als Unterdrucksystem auszugestalten.

So kann z. B. die Ofenkühlung in einem besonders gefährdeten Bereich eines metallurgischen Schmeizofens als erfindungsgemäßes Unterdrucksystem, der übrige Teil des Ofens jedoch als klassisches Überdrucksystem ausgelegt sein.

Das erfindungsgemäße Kühlsystem weist zudem einen Vorlaufbehälter für Kühlwasser auf, der oberhalb des mindestens einen Kühlelements angeordnet ist und in dem Atmosphärendruck vorherrscht. Dieser Vorlaufbehälter versorgt das mindestens eine Kühtetement mit Kühlwasser und gibt, durch seine geodätische Überhöhung, den Ruhedruck, bzw. Vordruck, im Kühlkreis vor. Er bildet zudem ein Ausdehnungsgefäß für das Kühlwasser aus. Durch die statische Festlegung des Vordrucks werden gefährliche Druckschwankungen im Kühlsystem weitgehend vermieden. Hierdurch wird die Sicherheit des erfindungsgemäßen Kühlsystems, im Vergleich zu bekannten Unterdruckkühl- systemen, wesentlich verbessert.

Mit einem erfindungsgemäßen Kühisystem ist es zum Beispiel möglich ei- ne sichere Bodenkühlung für einen metallurgischen Lichtbogenofen zu schaf- fen. Ein erfindungsgemäßes Kühlsystem kann ebenfalls vorteilhaft als Deckel- kühlung eines solchen metallurgischen Lichtbogenofens eingesetzt werden. Am Hochofen eignet sich das erfindungsgemäße Kühlsystem u. a. vorteilhaft für die Bodenkühlung. In all diesen Fällen ist die große Leckagesicherheit des erfin- dungsgemäßen Kühlsystems von besonderer Bedeutung.

Das Kühlsystem ist im Normalfall als geschlossener Kreislauf ausgebildet.

Das heißt, es weist eine Rückkühlvorrichtung und mindestens eine Kühlwas- serpumpe auf. Letztere saugt das im Kühlelement erhitzte Kühlwasser ab und pumpt es über die mindestens eine Rückkühlvorrichtung in den Vorlaufbehälter zurück. Es ist jedoch ebenfalls möglich, das Kühlsystem als offenen Kühlkreis zu betreiben, das heißt den Vorlaufbehälter mit Frischwasser zu versorgen und den warmen Rücklauf zu abzuführen.

Zwischen Kühlwasserpumpe (n) und Kühlelement (en) ist vorteilhaft ein Entgasungsbehälter angeordnet. Eine Gasspürvorrichtung ermöglicht es Ofengase aufzuspüren, die sich im Entgasungsbehälter aus dem Kühlwasser absondern und die auf eine Undichtheit des Kühlsystems im Ofenbereich hindeuten.

In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst dieser Entgasungsbehälter einen Gasraum oberhalb des Kühlwassers und eine Unterdruckpumpe zum Erzeugen eines atmosphärischen Unterdrucks in diesem Gasraum.

In einem erfindungsgemäßen Kühlsystem sind vorteilhaft massive Kühl- platten aus Kupfer oder Gusseisen als Kühlelemente einsetzbar. Rohrpaneele und Rohrschlangen sind in manchen Bereichen eines Schmelzofens jedoch nicht ausgeschlossen und zudem besonders kostengünstig.

Figurenaufstellung im folgenden wird nun eine Ausgestaltung der Erfindung anhand der bei- liegenden Figuren beschrieben. Es zeigen : FIG. 1 : ein Schaltschema eines erfindungsgemäßen Kühisystems ; FIG. 2 : ein schematische Darstellung einer Ausgestaltungsvariante eines Entgasungsbehälters für das Kühlsystems nach FIG. 1.

Beschreibung einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung anhand der Figuren FIG. 1 zeigt ein stark vereinfachtes Schaltschema eines Kühlsystems für einen metallurgischen Schmelzofen. Mit dem Bezugszeichen 10 ist ein Kühl- kreis des Schmeizofens bezeichnet. Dieser Kühlkreis 10 umfasst einen Kühl- wasser-Vorlaufkollektor 12 und einen Kühlwasser-Rücklaufkollektor 14. Zwi- schen Kühlwasser-Vorlaufkollektor 12 und Kühlwasser-Rücklaufkollektor 14 sind mehrere Kühlelemente 16j (i=1, 2,3,4) geschaltet. Bei den gezeigten Kühlelementen 16s (i=1, 2,3,4) handelt es sich z. B. um massive Kühlplatten aus Kupfer oder Gusseisen mit integrierten Kühlkanälen 18 ; (i=1, 2,3,4) für das Kühlwasser. Diese Kühlplatten 16j (i=1, 2,3,4) sind innerhalb eines äußeren Ofenpanzers angebracht und meistens von einer Ofenauskleidung aus einem Feuerfestmaterial bedeckt. Es bleibt anzumerken, dass der Fachmann solche Kühlelemente 16i (i=1, 2,3,4) auch noch als sogenannte"Staves"kennt.

Jedes Kühlelement 16j (i=1, 2,3,4) weist in seinem Vorlaufanschluss ein Ventil 20z (i=1, 2,3,4) und in seinem Rücklaufanschluss ein Ventil 22j (i=1, 2,3, 4) auf. Diese Ventile 20j und 22j ermöglichen es das entsprechende Kühlele- ment 16j aus dem Kühlkreis 10 zu isolieren. Mindest eines der beiden Ventile 20j und 22j ist ebenfalls dazu ausgelegt um eine Feinabstimmung der Druck- verluste in dem entsprechenden Kühlelement 16j (i=1, 2,3,4) zu ermöglichen.

In FIG. 1 sind die Kühlelemente 16j (i=1, 2,3,4) alle parallel geschaltet. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass der Kühlkreis 10 auch in Reihe geschaltete Kühlelemente umfassen kann.

Das Bezugszeichen 24 bezeichnet einen Vorlaufbehälter für Kühlwasser der oberhalb des Kühlwasser-Vorlaufkollektors 12 angeordnet ist. Dieser Vorlaufbehälter 24 steht über eine Entlüftungsleitung 25 mit der Atmosphäre in Verbindung, so dass oberhalb des Kühlwassers im Vorlaufbehälter 24 Atmo- sphärendruck im vorherrscht. Über eine Vorlaufleitung 26 kann das Kühlwasser aus dem Vorlaufbehälter 24 in den tieferliegenden Kühlwasser-Vorlaufkollektor 12 einströmen. Eine Entleerungsleitung 27 ermöglicht es den Vorlaufbehälter

24 bei Bedarf in einen Abflusskanal 28 zu entleeren. In diese Entleerungslei- tung 27 mündet ebenfalls eine Überlaufvorrichtung 29 ein.

Das Bezugszeichen 30 in FIG. 1 bezeichnet einen geschlossenen Entga- sungsbehälter in den das Kühlwasser aus dem Rücklaufkollektor 14 einströmt.

An diesen Entgasungsbehälter 30 ist eine Unterdruckpumpe 32 angeschlossen.

Letztere erzeugt einen atmosphärischen Unterdruck in einem Gasraum 33 oberhalb des Kühlwassers. Es ist weiterhin hervorzuheben, dass der Entga- sungsbehälter 30 durch eine Trennwand 34 in ein Dekantierbecken 36 und ein Absaugbecken 38 unterteilt ist. In das Dekantierbecken 36 strömt das Kühlwas- ser über eine Rücklaufleitung 40 ein, wobei sich ein Großteil der vom Kühlwas- ser transportierten Festpartikel im Dekantierbecken 36 absetzt. Da der Kühl- wasserspiegel im Entgasungsbehälter 30 leicht höher als die Trennwand 34 ist, strömt das Kühlwasser in das Absaugbecken 38 über und kann hier in eine Saugleitung 42 einströmen. Bei der Unterdruckpumpe 32 kann es sich z. B. um eine mit Druckluft betriebene Strahlpumpe handeln. Das Bezugszeichen 44 bezeichnet eine Druckluftquelle (d. h. einen Druckluftkompressor oder ein Druckluftverteilernetz) an den die Strahlpumpe 32 zwecks Erzeugen eines Saugluftstrahls angeschlossen ist. Dieser Saugluftstrahl saugt einen Unterdruck in dem Entgasungsbehälter 30. Wie weiterhin in FIG. 1 gezeigt, kann der Ausgang der Strahlpumpe 42 mittels einer Abluftleitung 46 an einen Wasserab- scheider 48 angeschlossen werden, in dem aus dem Entgasungsbehälter 30 mitgerissenes Kühlwasser aus der Abluft abgeschieden wird. Dieser Wasserab- scheider 48 kann z. B. oberhalb des Vorlaufbehälters 24 angeordnet sein, so dass das abgeschiedene Kühlwasser über eine Leitung 50 durch Schwerkraft in den Vorlaufbehälter 24 zurückgeführt werden kann.

Die Absaugleitung 42 ist an eine tieferliegende Druckerhöhungsstation 52 angeschlossen, die zum Beispiel zwei parallel geschaltete Pumpen 54 und 56 umfasst, wobei jeweils eine der Pumpen 54,56 in Betrieb ist und die andere in Reserve ist. Falls die Pumpen 54,56 Kreiselpumpen sind, muss der vorhande- ne NPSH-Wert der Anlage natürlich größer als der erforderliche NPSH-Wert der

Kreiselpumpen sein. Deshalb müssen die Kreiselpumpen ggf. eine gewisse Höhe unter dem Entgasungsbehälter 30 angeordnet sein. Um einen tiefen Pumpenschacht zu vermeiden, können allerdings auch Pumpen eingesetzt werden die wenig kavitationsanfällig sind.

Die Pumpen 54,56 sind also saugseitig über die Absaugleitung 42 mit dem Entgasungsbehälter 30 verbunden. Druckseitig sind sie über eine Druck- leitung 58 mit dem Vorlaufbehälter 24 verbunden. In diese Druckleitung 58 ist ein Rückkühler 60 für das Kühlwasser eingebaut. Die Pumpen 54,56 pumpen folglich das Kühlwasser aus dem Entgasungsbehälter 30 durch den Rückkühler 60 in den Vorlaufbehälter 24 zurück. Mit dem Bezugszeichen 62 ist eine Frischwasserleitung bezeichnet, mittels der Wasserverluste kompensiert werden können oder ein Wasseraustausch vorgenommen werden kann.

Entsprechend einem wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Kühlsystem hydraulisch derart ausgelegt, dass im größten Teil der Kühlkanäle 18 ! bei einem vorbestimmten Kühlwasserstrom ein statischer Druck vorliegt der kleiner als der atmosphärische Druck am Aufstellungsort des metallurgischen Schmelzofen ist. In FIG. 1 bezeichnet Q ; (i=1, 2,3,4) jeweils den vorbestimm- ten Kühlwasserstrom der in dem jeweiligen Kühlelement 16 ; (i=1, 2,3,4) erforderlich ist um die gewünschte Wärmemenge bei einer vorgegebenen Vorlauf-und Rücklauftemperatur des Kühlwassers abzuführen. Die Zuleitungen zu den einzelnen Kühlelementen 16j werden derart ausgelegt, dass im Eintritt der Kühlkanäle 181 ein leichter Unterdruck vorliegt. Das Kühlwasser durchquert die Kühlkanäle 181 von oben nach unten. In den Kühlkanälen 18j kann der statische Druck durch lokale und lineare Druckverluste (Verlustenergie), den Kanalquerschnitt (Geschwindigkeitsenergie) und das Gefälle (Positionsenergie) beeinflusst werden. Hierzu ist anzumerken, dass Druckverluste und eine Reduzierung des Kanalquerschnitts eine Erhöhung des Unterdrucks bewirken (d. h. der statische Absolutdruck nimmt ab), ein Gefälle jedoch eine Abnahme des Unterdrucks bewirkt (d. h. der statische Absolutdruck nimmt zu). Um ein langsames Ansteigen des Unterdrucks vom Vorlaufanschluss zum Rücklaufan-

schluss bei einem gleichbleibenden Kanalquerschnitt zu bewirken, muss z. B. die Verlustenergie leicht schneller ansteigen als die Positionsenergie abnimmt.

Eine sehr genaue Berechnung des vorhandenen statistischen Druckes an jeder Stelle des Kühikreises 10 ist unbedingt notwendig um das Kavitations- problem in den Griff zu bekommen. Mit modernen Computerprogrammen für die Berechnung von Strömungen in Rohrleitungen ist dies für den Fachmann jedoch kein Problem. Um eine ausreichende Sicherheit gegen Kavitation in den Kühlkanälen zu erreichen, soll der statische Absolutdruck an keiner Stelle des Kühikreises 10 kleiner als kPp sein, wobei k ein Sicherheitsfaktor größer als 1 ist, und Po der Verdampfungsdruck des Kühlwassers bei maximaler Kühlwas- sertemperatur ist. So kann man z. B. davon ausgehen, dass bei einer maxima- len Rücklauftemperatur des Kühlwassers von 40°C, der statische Absolutdruck an keiner Stelle des Kühikreises tiefer als 0.4 bar sein soll.

Der Unterdruck in den Kühlelementen 16j (i=1, 2,3,4) gewährleistet, dass bei einer kleinen Undichtheit im Kühlkreis 10 kein Kühlwasser in den Schmelz- ofen austritt. Es werden vielmehr Luft oder Ofengase durch die Undichtheit in den Kühlkreis 10 eingesaugt. Mit dem Bezugszeichen 70 ist in FIG. 1 ein Gasdetektor bezeichnet, der auf Ofengase anspricht, die sich im Falle einer Undichtheit im Kühlkreis 10 in dem Gasraum 33 des Entgasungsbehälters 30 sammeln. Über diesen Gasdetektor 70 erhält der Ofenbetreiber relativ rasch eine zuverlässige Angabe, dass sich eine Undichtheit im Kühlkreis 10 gebildet hat.

Falls der Entgasungsbehälter 30 wesentlich tiefer als der Rücklaufkollektor 14 angeordnet werden kann, kann gegebenenfalls auf die Unterdruckpumpe 32 verzichtet werden. Fig. 2 zeigt einen solchen Entgasungsbehälter 130. Er ist eine gewisse geodätische Höhe H unter dem Rücklaufkollektor 14 angeordnet und mit diesem über eine Rücklaufleitung 40 mit geringen Druckverlusten verbunden, so dass der statische Absolutdruck des Kühlwassers in der Rück- laufleitung 40 stark ansteigt und im Rücklaufkollektor 14 leicht größer als der Atmosphärendruck ist. Die Entgasung des Entgasungsbehälters 30 kann

folglich über ein einfaches Entlüftungsventil 132 zur Atmosphäre erfolgen. Mit dem Bezugszeichen 134 ist in FIG. 2 ein Gasdetektor bezeichnet, der auf Ofengase anspricht, die sich im Falle einer Undichtheit im Kühlkreis 10 vor dem Entlüftungsventil 132 des Entgasungsbehälters 130 sammeln, bis das Entlüf- tungsventil öffnet. Auch über diesen Gasdetektor 132 erhält der Ofenbetreiber relativ rasch eine zuverlässige Angabe, dass sich eine Undichtheit im Kühlkreis 10 gebildet hat.