CN118076851A - 冷却元件以及与冷却元件有关的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于炉(1)的冷却元件(4)包括被构造成指向所述炉(1)的内部(3)的第一侧(7)、与所述第一侧(7)相对并且被构造成背离所述炉的内部(3)的第二侧(8)、以及用于冷却流体循环的冷却流体通道系统(6)。所述冷却元件(4)进一步包括监测通道系统(10)，所述监测通道系统包括至少一个用于压力介质的监测通道(11)。所述监测通道(11)的至少一部分(12)在所述冷却元件(4)的设置于所述第一侧(7)与由所述冷却流体通道系统(10)的最靠近所述第一侧(7)的点(15)限定的平面(14)之间的部分(13)中延伸。

Description

冷却元件以及与冷却元件有关的方法

技术领域

本公开涉及一种炉，更具体地，涉及一种炉的冷却元件。本公开进一步涉及一种与这样的冷却元件有关的方法。

背景技术

关于用于工业目的(特别是在金属制造中)的炉，例如闪速熔炼炉、高炉和电炉或其它冶金反应器，使用冷却元件。冷却元件通常主要由铜制成，因为铜具有良好的导热性。典型地，这些冷却元件由水冷却，因此设置有冷却水通道系统，在这种情况下，热量从炉空间中的耐火砖经由冷却元件的壳体传递至冷却水。工作条件非常恶劣，并且冷却元件尤其会受到炉气氛或熔融接触造成的强烈的腐蚀和侵蚀应变。随着时间的推移，可能在冷却元件中发生磨损和损坏。如果损坏到达冷却水通道系统，则冷却水可能泄漏至炉的内部，这可能导致工艺故障、计划外的服务中断和显著的经济损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的冷却元件以及一种与冷却元件有关的新方法。所述目的通过一种方法和一种冷却元件来实现，所述方法和冷却元件的特征在于独立权利要求中所述的内容。在从属权利要求中公开本公开的一些优选实施例。

本公开基于在冷却元件内部提供监测通道系统的想法。更具体地，当冷却元件安装至炉以供使用时，监测通道系统在冷却流体通道系统与面向炉的内部的表面之间设置于冷却元件内部。

本公开的方法和布置的优点在于，可以在可能的损坏到达冷却流体通道系统之前检测到冷却元件中的磨损。通过这种方式，可以预测修理或更换冷却元件的需求，并且可以根据其它维护需求规划和优化工艺停机时间。此外，本公开提供一种有效的监测布置，所述监测布置具有简单的结构以及比已知解决方案更少的部件和布线。

附图说明

在下文中，将参考附图通过优选实施例更详细地描述本公开，其中：

图1示出炉的细节的横截面；

图2示意性地示出根据一个实施例的冷却元件的横截面；

图3从垂直于图2的方向示意性地示出根据一个实施例的冷却元件的横截面；

图4示出根据一个实施例的由冷却流体通道的最靠近第一侧的点限定的平面；以及

图5示出根据另一个实施例的由冷却流体通道的最靠近第一侧的点限定的平面；

图6示意性地示出由冷却流体通道的最靠近第一侧的点限定的平面与监测通道之间的角度；

图7示意性地示出冷却元件的从冷却元件的一端看到的横截面；

图8示意性地示出图7的冷却元件的在图7中所示的交线方向B-B上看到的放大横截面；

图9示意性地示出冷却元件的从冷却元件的一端看到的横截面；

图10示意性地示出图9的冷却元件的在图9中所示的交线方向B-B上看到的放大横截面；

图11示意性地示出冷却元件的从冷却元件的一端看到的横截面；

图12示意性地示出图11的冷却元件的在图11中所示的交线方向B-B上看到的放大横截面；

图13和14示意性地示出冷却元件的两个不同的实施例的从冷却元件的一端看到的横截面；

图15至23示意性地示出冷却元件的不同的实施例的在图13中所示的交线方向C-C上或在图14中所示的交线方向A-A上看到的放大图；

图24示出冷却布置；

图25示出根据一个实施例的冷却布置的细节；

图26示出与冷却元件有关的方法；以及

图27示出用于监测炉的冷却元件的磨损的方法。

附图仅被提供用于示例说明的目的，因此它们没有被按比例示出，并且没有提供所有相对应的特征。

具体实施方式

图1示出炉1的细节的横截面。对于本领域技术人员来说很明显的是，图1中所示的炉只是其中可以使用本说明书和附图中所公开的冷却元件和方法的不同类型的炉的一个示例，并且被示出以示例说明这样的炉的一些相关术语和典型特征。类似地，对于本领域技术人员来说很明显的是，这样的炉包括本说明书中未提及的多个部件和结构，因为它们与所讨论的解决方案无关。

炉1通常包括炉壳体2和在炉壳体内部的炉空间，换句话说炉的内部3，待处理的材料可以被提供于所述炉的内部内。根据一个实施例，炉1用于工业目的。根据一个实施例，炉更具体地被用于金属制造。这样的炉1可以包括闪速熔炼炉、高炉、电炉或另一种类型的冶金反应器。

通常，上述类型的炉(比如图1的炉)包括冷却元件4，所述冷却元件4设置于炉壳体2的指向炉的内部3的一侧上。根据实施例，本说明书中所公开的一个或多个冷却元件4可以设置于炉1的不同部分处。冷却元件4可以完全围绕炉的内部3，一个或多个冷却元件4可以被设置成覆盖炉壳体2的一部分，或者一个或多个冷却元件4可以仅设置于炉1的需要冷却的(一个或多个)特定位置处。作为示例，在炉1包括闪速熔炼炉的实施例中，一个或多个冷却元件4可以设置于反应室、下炉、沉降器和/或上升烟道中。根据另一个实施例，防火衬里5，例如包括防火砖的衬里，被设置成与冷却元件4的指向炉的内部3的表面相连。防火衬里可以包括陶瓷材料。在本说明书中，当使用表述“和/或”时，它指的是所公开的替代方案中的至少一个，换句话说，指的是替代方案中的一个或多个。

根据一个实施例，冷却元件4可以包括铜。根据一个实施例，冷却元件4的体积的至少50％可以由铜组成。更优选地，冷却元件4的体积的至少60％并且最优选地至少70％可以由铜组成。根据一个实施例，除铜之外或代替铜，冷却元件4可以包括其它(一种或多种)材料。

冷却元件4可以由在冷却元件内部循环的冷却流体(冷却液体)冷却。为此目的，冷却流体通道系统6可以设置于冷却元件4内部。因此，热量可以经由冷却元件4的壳体从防火衬里5传递至冷却液体。

冷却元件4包括高百分比的铜(比如体积的50％、60％或70％)的实施例的优点是铜具有特别好的导热性，并且因此冷却元件4可以有效地将热量从指向炉的内部3的表面(例如从防火衬里5)传递至冷却流体通道系统6中的冷却流体。冷却元件4可以设置有槽或脊，并且防火衬里5可以包括例如陶瓷构件，比如由陶瓷或其它类型的材料制成的防火砖。

图2示意性地示出根据一个实施例的冷却元件4的横截面。用于炉1的冷却元件4包括第一侧7和第二侧8，所述第一侧7被构造成指向炉的内部3，所述第二侧8与第一侧7相对并且被构造成背离炉的内部3。换句话说，当冷却元件4安装至炉1时，第一侧7构成冷却元件4的朝向炉的内部3(也称为炉空间)布置的一侧，并且第二侧8构成冷却元件4的朝向炉壳体2布置的一侧。

冷却元件4还包括用于冷却流体循环的冷却流体通道系统6。冷却流体通道系统6包括设置于冷却元件4内部的至少一个冷却流体通道9。根据一个实施例，冷却元件4包括两个或更多个冷却流体通道9。每个冷却流体通道9被构造成接收冷却流体。因此，冷却流体循环可以被构造成在冷却流体通道系统6中发生。冷却流体循环和冷却流体通道在本领域中是已知的，因此在此不详细讨论。

冷却元件4进一步包括监测通道系统10。监测通道系统10包括至少一个用于压力介质的监测通道11。换句话说，监测通道11被构造成接收压力介质。可以监测所述监测通道11中的压力和/或流量，并且数据可以被用于监测冷却元件4的状况，比如磨损。更具体地，所述数据可以被用来检测冷却元件4在指向炉1的内部3并且因此暴露于高温的第一侧7上的磨损。稍后结合其它实施例更详细地描述监测冷却元件4的状况。这样的(一个或多个)监测通道11能够在磨损到达(一个或多个)冷却流体通道9之前检测到磨损。因此，冷却元件4可以例如在存在冷却流体接触炉1的内部3的风险之前被更换或修理。根据一个实施例，监测通道系统10包括用于压力介质的恰好一个监测通道11。

根据实施例，冷却元件4可以例如通过铸造来制造，比如连续铸造、模具铸造或砂型铸造。根据实施例，监测通道11和监测通道系统10可以通过机械加工(比如通过钻孔)或者结合铸造和/或模制形成于冷却元件4中。

监测通道11的至少一部分12在冷却元件的部分13中延伸，所述部分13设置于第一侧7与由冷却流体通道系统6的最靠近第一侧7的点15限定的平面14之间。这例如在图3中示出，图3从垂直于图2的方向示意性地示出根据一个实施例的冷却元件的横截面。这样的实施例的优点在于，与例如点状测量或监测点相比，冷却元件4和冷却流体通道系统6的更大的区域可以被覆盖并且因此被监测。图3示意性地示出的是，监测通道11还可以具有在冷却元件4内部和外部的其它部分。对于本领域技术人员来说很清楚的是，这仅仅是示意性的示例，并且监测通道11可以具有在几个维度上相对于彼此成角度的部分。在附图中示出一些示例。对于本领域技术人员来说也很清楚的是，(一个或多个)冷却流体通道9不一定是直的，相反它们可以具有弯曲的、波浪形的、之字形的或一些其它形状。然而，如本说明书中所述，它们具有限定平面14的点15。

在一个方向或平面上或在一部分内延伸的监测通道11或一些其它结构特征是指在所述方向或平面上或在所述部分内具有相当大的尺寸的结构特征。在本说明书的上下文中，例如，直钻孔被理解为在钻孔的纵向方向上延伸，换句话说，在钻头的向前的运动的方向上延伸，但是不在垂直于纵向方向的方向上延伸，尽管钻孔自然也具有直径。弯曲的监测通道11(比如图15、19或22的监测通道)被认为在弯曲的方向上延伸，在监测通道11的情况下，所述弯曲的方向在垂直于监测通道11的横截面18的每个点处。弯曲的特征可以包括波浪形、圆形或螺旋形特征，比如监测通道11。类似地，在本说明书的上下文中，平面被认为在彼此垂直的两个维度上延伸，但是不在垂直于其它两个维度的第三方向上延伸。因此，例如监测通道11在其延伸方向上具有比监测通道的直径20更大的尺寸。

根据一个实施例，监测通道11的在冷却元件的部分13(所述部分13在第一侧7与由冷却流体通道系统6的最靠近第一侧7的点15限定的平面14之间)中延伸的尺寸可以为监测通道11的直径20的至少10倍，并且优选地为监测通道11的直径20的至少50倍。根据一个实施例，监测通道11的在冷却元件的部分13(所述部分13在第一侧7与由冷却流体通道系统6的最靠近第一侧7的点15限定的平面14之间)中延伸的尺寸可以为冷却流体通道9的长度的至少70％。根据一个实施例，监测通道11的在冷却元件的部分13(所述部分13在第一侧7与由冷却流体通道系统6的最靠近第一侧7的点15限定的平面14之间)中延伸的尺寸可以为至少1米长，优选地至少4米长。根据一个实施例，监测通道11的在冷却元件的部分13(所述部分13在第一侧7与由冷却流体通道系统6的最靠近第一侧7的点15限定的平面14之间)中延伸的尺寸的总和可以为至少1米长，优选地至少4米长。

冷却流体通道系统6的最靠近第一侧7的点15指的是冷却流体通道系统6的(一个或多个)冷却流体通道9之间的界面的三个或更多个点，这些点与第一侧7具有最短距离16，所述最短距离为在横向于第一侧7的方向上测量的。换句话说，最短距离16为从被构造成指向炉的内部3的第一侧7的表面开始测量的。由冷却流体通道系统6的最靠近第一侧7的点15限定的平面14指的是延伸通过所有点15的平面，比如图4中所示出的，或者指的是使用点15作为数据点使用内插法限定的平面，在图5中示意性地示出这样的平面的一个示例。换句话说，平面14可以包括延伸通过点15的平面或代表冷却元件4内的点15的水平的近似平面。因此，监测通道11的至少一部分12在冷却元件的冷却流体通道系统6与第一侧7之间在冷却元件4内部延伸。

监测通道11的部分12也可以被称为监测通道部分12，并且类似地，冷却元件的部分13在本说明书中也可以被称为冷却元件部分13。根据实施例，除了部分12之外，监测通道11还可以包括其它部分，比如延伸到冷却元件4外部的部分和/或在垂直于平面14和/或第一侧7的方向上延伸的部分。

根据一个实施例，监测通道的部分12在以下方向中的至少一个方向上延伸：在平行于平面14的方向上，在平行于第一侧7的表面的至少一部分的方向上，或者在相对于平面14以30度或更小、优选地10度或更小的角度X设置的方向上。换句话说，当冷却元件4安装至炉时，监测通道部分12在平面14与第一侧7、更具体地第一侧7的指向炉的内部3的表面之间延伸。更具体地，监控通道部分12在相对于平面14成30度或更小、优选地10度或更小的角度的方向上，和/或在平行于第一侧7的表面的至少一部分的方向上。在实践中，这意味着监控通道部分12在相对于第一侧7的表面的至少一部分基本上平行或稍微成角度的方向上在平面14与第一侧7之间在冷却元件4内延伸。在图6中示出根据一个实施例的平面14与监测通道11之间的角度X。在图6中，添加一条平行于平面14的线，以更清楚地示出角度X。

在一些实施例中，比如在图2的实施例中，第一侧7的表面可以不是平面的和/或其例如可以由几个相互成角度的区段组成。第一侧7的表面例如可以为脊状的和/或弯曲的。因此，当从第一侧7朝向第二侧8的方向观看时，第一侧7的表面的一部分优选地为第一侧的表面的在监测通道11的位置处或附近的一部分。

图7示意性地示出冷却元件4的从冷却元件的一端看到的横截面，并且图8示意性地示出图7的冷却元件的在图7中所示的方向B-B上看到的放大横截面。类似地，图9示意性地示出冷却元件4的从冷却元件的一端看到的横截面，并且图10示意性地示出图9的冷却元件的在图9中所示的方向B-B上看到的放大横截面。同样类似地，图11示意性地示出冷却元件的从冷却元件的一端看到的横截面，并且图12示意性地示出图11的冷却元件的在图11中所示的交线方向B-B上看到的放大横截面。

根据一个实施例，比如图13的实施例，一个或多个监测通道11可以设置于一个平面中。根据另一个实施例，比如图14的实施例，监测通道11可以设置于两个或更多个平面中。优选地，每个监测通道11的至少一部分12在冷却元件的部分13内延伸，所述部分13设置于第一侧7与由冷却流体通道系统6的最靠近第一侧7的点15限定的平面14之间。图15至23示出如在图13的交线方向C-C上或在图14的交线方向A-A上看到的在冷却元件4中提供监测通道11的几何形状的一些实施例。对于本领域技术人员来说很清楚的是，示出这些是为了示出监测通道11可以如何定位于冷却元件4内的多种方式，并且当在该方向上观看时，监测通道的几何形状的可能的实施例不限于图中所示的实施例。

根据一个实施例，比如图7至图10的实施例，监测通道系统10可以包括两个或更多个用于压力介质的监测通道11。根据另一个实施例，在这样的监测通道系统10中，至少监测通道11中的至少一些的部分12可以在冷却元件4的部分13中延伸，所述部分13设置于第一侧7与由冷却流体通道系统6的最靠近第一侧7的点15限定的平面14之间；并且监测通道的部分12在平行于平面14、平行于第一侧7的表面的至少一部分的方向上延伸，和/或在相对于平面14以30度或更小、优选地10度或更小的角度设置的方向上延伸。根据一个实施例，监测通道11中的至少一些通过设置于冷却元件内部的至少一个连接通道17连接至彼此，以形成监测通道系统10。根据一个实施例，监测通道11中的至少两个通过设置于冷却元件内部的至少一个连接通道17连接至彼此，以形成监测通道系统10。根据一个实施例，连接通道17在垂直于监测通道的方向上延伸，并且在平行于由监测通道限定的平面的平面中延伸。根据另一个实施例，连接通道17的至少一部分在与监测通道成角度的方向上延伸，并且在与由监测通道限定的平面成角度的平面中延伸。根据另一个实施例，连接通道相对于监测通道的角度可以在5至90度、优选地45至90度的范围内。根据另一个实施例，连接通道相对于由监测通道限定的平面的角度在0至45度、优选地0至20度的范围内。根据其它实施例，连接通道17可以以某种其它方式连接监测通道11。在附图中示出一些示例。

根据一个实施例，监测通道11中的至少一些通过设置于冷却元件4外部的至少一个连接通道17连接至彼此，以形成监测通道系统10。根据一个实施例，监测通道11中的至少两个通过设置于冷却元件4外部的至少一个连接通道17连接至彼此，以形成监测通道系统10。

根据一个实施例，在冷却元件中，当在例如图2、8和10中的横截面中观看冷却元件4时，包括监测通道的在冷却元件的部分13(所述部分13设置于第一侧7与由冷却流体通道系统6的最靠近第一侧7的点15限定的平面14之间)中延伸的至少一部分12的监测通道11的数量在冷却流体通道9的数量的0.2至2.0倍、优选地0.8至1.5倍的范围内，最优选地为每个冷却流体通道9一个监测通道。

根据一个实施例，比如根据图2和8的实施例，当从第一侧7朝向第二侧8观看时，每个监测通道11的横截面18可以与冷却流体通道9的横截面19重叠。根据一个实施例，至少一个监测通道11的横截面18与冷却流体通道9的横截面19重叠。根据一个实施例，至少两个或更多个监测通道11的横截面18在每种情况下都与冷却流体通道9的横截面19重叠。根据一个实施例，所有监测通道11的横截面18在每种情况下都与冷却流体通道的横截面19重叠。根据实施例，与冷却流体通道9的横截面19重叠的每个监测通道11的横截面18可以与冷却流体通道9的横截面19部分地或完全地重叠。换句话说，当从第一侧7朝向第二侧8的方向观看时，与冷却流体通道9的横截面重叠的每个监测通道11的整个横截面18可以与冷却流体通道9的横截面19重叠，如在图8的实施例中。根据另一个实施例，比如根据图10的实施例，当从第一侧7朝向第二侧8观看时，每个监测通道11的横截面18不与(一个或多个)冷却流体通道9中的任何一个的横截面19重叠。根据另一个实施例，在冷却元件4中，监测通道11中的一个或多个可以在每种情况下与冷却流体通道9重叠并且一个或多个监测通道11可以如上所述不与冷却流体通道9重叠，比如在图12的实施例中。

根据一个实施例，比如图10的实施例，当从第一侧7朝向第二侧8的方向观看时，一个或多个监测通道11在每种情况下可以设置于部分13内以及设置有两个相邻的冷却液体通道9中间。

根据一个实施例，比如图12的实施例，监测通道11可以设置于两个或更多个平面中。

应当理解的是，图中所示的两个或更多个监测通道11在每种情况下可以连接(即使这在图中未示出)，并且由此形成一个单一的监测通道11，或者它们可以为单独的监测通道11。

根据一个实施例，监测通道11的直径20在6-20mm的范围内，并且更优选地在8-13mm的范围内。

根据一个实施例，监测通道11中的每一个在一端处封闭，并且被构造成在第二端处直接或经由连接通道连接至压力介质供应系统(未示出)。

根据一个实施例，冷却元件4进一步包括至少一个检测器21，所述检测器21连接至监测通道系统10的至少一个监测通道11并且被布置成检测以下量中的至少一个：监测通道系统中的压力、监测通道系统中的压力的改变、监测通道系统中的流量、或监测通道系统中的流量的改变。根据一个实施例，冷却元件4包括连接至监测通道系统10的恰好一个检测器21。根据一个实施例，冷却元件4包括恰好一个监测通道系统10和连接至监测通道系统的恰好一个检测器21。根据一个实施例，检测器21至少包括压力传感器或流量计。

根据一个实施例，在冷却元件4中，监测通道系统10的每个监测通道11适用于具有在0.2至10巴的范围内、优选地在0.4至4巴的范围内的供应压力的压力介质以及包括加压空气、氮气或其它加压气体的压力介质。在实施例中，在比如压力设备指令等法规适用的情况下，供应压力可以在0.2至0.5巴的范围内。

根据一个实施例，冷却元件4为适用于与金属生产工艺相关的炉1中的冷却元件。

图24公开用于炉1的冷却布置22。图25示出根据一个实施例的冷却布置的细节。

根据图24的冷却布置22包括根据本说明书和/或附图中所公开的实施例或这样的实施例的组合的至少一个冷却元件4。根据图24的实施例，冷却布置22进一步包括冷却流体循环装置23和压力介质供应系统24，所述冷却流体循环装置23被布置成使冷却流体在冷却流体通道系统6中循环，所述压力介质供应系统24用于在预定的输入压力和/或流量下在监测通道系统10中提供压力介质。

根据一个实施例，压力介质供应系统24包括用于压力介质的供应管线30，并且用于压力介质的供应管线24设置有压力调节装置25，所述压力调节装置25被布置成将供应管线30的压力降低至预定值。根据一个实施例，预定值在0.2至10巴的范围内，优选地在0.4至4巴的范围内。在实施例中，在比如压力设备指令等法规适用的情况下，预定值可以在0.2至0.5巴的范围内。

根据一个实施例，冷却布置22包括根据结合冷却元件4的实施例公开的实施例或实施例的组合的至少一个检测器21。检测器21然后可以被构造成检测监测通道系统10中的压力和/或流量。冷却布置可以进一步包括监测单元26，所述监测单元26用于确定是否满足与检测器检测到的量相关的预定状况。根据一个实施例，所测量的量可以包括以下至少一项：监测通道系统中的压力和监测通道系统中的流量。根据一个实施例，预定状况包括以下至少一项：检测到的压力降低至预定值或预定值以下，检测到的流量增加至预定值或预定值以下，检测到的压力降低预定阈值，或检测到的流量增加预定阈值。

根据一个实施例，检测器21被构造成连续地或以预定的时间间隔监测所述监测通道系统10中的压力和/或流量。

根据一个实施例，冷却布置22进一步包括设置于用于压力介质的供应管线24中的限流装置27，并且其中检测器21设置于限流装置27的下游。

根据一个实施例，监测通道系统10的监测通道11中的至少一个设置有能够打开和关闭(一个或多个)监测通道11中的压力介质流的阀28。根据另一个实施例，监测通道系统10的每个监测通道11设置有能够打开和关闭监测通道中的压力介质流的阀28。在这样的实施例中，当在监测通道系统10中识别出事故时，可以更精确地定位事故的来源。例如，当满足与检测器检测到的量相关的状况时，可以一次一个地关闭(一个或多个)阀，并且可以通过监测所测量的量来定位引起所述状况的监测通道11或其一部分。更具体地，当通过关闭相对应的阀28来关闭至引起所述状况的监测通道11或其一部分的压力介质流时，由检测器21检测到的压力开始增加。

根据一个实施例，冷却布置22包括两个或更多个冷却元件4和恰好一个检测器21。根据一个实施例，具有一个监测单元26和一个检测器21的一个冷却布置22可以用来监测两个或更多个冷却元件4。在这样的实施例中，冷却元件4的监测通道11通过流体连接件而连接至彼此。

根据一个实施例，炉1可以包括根据本说明书和/或附图中所公开的实施例或实施例的组合的至少一个冷却元件4和/或冷却布置22。根据一个实施例，炉1为与金属生产工艺相关的炉。

图26公开一种与用于炉1的冷却元件4有关的方法。冷却元件4包括根据本说明书和/或附图中所公开的实施例或实施例的组合的冷却元件。

根据图26的方法包括通过经由冷却流体循环装置23使冷却流体在冷却流体通道系统6中循环来冷却41冷却元件4；以及通过压力介质供应系统在至少一个监测通道11中提供43压力介质。根据一个实施例，冷却元件4包括根据结合冷却元件4和/或冷却布置22的实施例公开的实施例或实施例的组合的至少一个检测器21；以及用于确定是否满足与检测器21检测到的量相关的预定状况的监测单元26。因此，所述方法可以进一步包括连续地或以预定的时间间隔监测所述监测通道系统10中的压力或流量，并且响应于监测单元确定满足预定状况而检测冷却元件4的磨损。根据一个实施例，预定状况可以包括以下至少一项：检测到的压力降低至预定值或预定值以下，检测到的流量增加至预定值或预定值以下，检测到的压力降低预定阈值，或者检测到的流量增加预定阈值。

根据一个实施例，冷却元件4进一步包括能够打开和关闭(一个或多个)监测通道11中的压力介质流的一个或多个阀28。根据一个实施例，(一个或多个)阀28可以设置于监测通道系统10的监测通道11中的至少一个中。然后，所述方法可以进一步包括一次一个或几个地打开和关闭(一个或多个)阀28，以定位引起控制系统通道中的压力和/或流量的下降的磨损。

根据一个实施例，监测单元26可以被构造成生成向操作者指示磨损的信号。

图27公开一种用于监测用于炉1的冷却元件4的磨损的方法，其中冷却元件4包括根据本说明书和/或附图中所公开的实施例或实施例的组合的冷却元件。

图27的方法包括在至少一个监测通道11中提供51压力介质；为冷却元件4提供53连接至监测通道系统10的至少一个监测通道11的至少一个检测器21；将检测器21连接55至监测单元26，所述监测单元26用于确定是否满足与检测器检测到的量相关的预定状况；连续地或以预定的时间间隔监测57监测通道系统10中的压力或流量，并且响应于监测单元确定满足预定状况而检测冷却元件4的磨损。

Claims (36)

1.一种用于炉的冷却元件，所述冷却元件包括：

第一侧，所述第一侧被构造成指向所述炉的内部，

第二侧，所述第二侧与所述第一侧相对并且被构造成背离所述炉的内部，

用于冷却流体循环的冷却流体通道系统，所述冷却流体通道系统包括设置于所述冷却元件内部的至少一个冷却流体通道，其特征在于，

所述冷却元件进一步包括监测通道系统，所述监测通道系统包括至少一个用于压力介质的监测通道，所述监测通道的至少一部分在所述冷却元件的设置于所述第一侧与由所述冷却流体通道系统的最靠近所述第一侧的点限定的平面之间的部分中延伸，

其中所述监测通道的所述至少一部分在以下方向中的至少一个方向上延伸：在平行于所述平面的方向上，在平行于所述第一侧的表面的至少一部分的方向上，或者在相对于所述平面以30度或更小的角度设置的方向上。

2.根据权利要求1所述的冷却元件，其中，所述冷却元件包括两个或更多个冷却流体通道。

3.根据权利要求1或2所述的冷却元件，其中，所述监测通道系统包括两个或更多个用于压力介质的监测通道，所述监测通道中的至少一些的至少一部分在所述冷却元件的设置于所述第一侧与由所述冷却流体通道系统的最靠近所述第一侧的点所限定的所述平面之间的所述部分中延伸，

并且其中所述监测通道的所述至少一部分在以下方向中的至少一个方向上延伸：在平行于所述平面的方向上，在平行于所述第一侧的表面的至少一部分的方向上，或者在相对于所述平面以30度或更小的角度设置的方向上。

4.根据权利要求3所述的冷却元件，其中，所述监测通道中的至少一些通过设置于所述冷却元件内部的至少一个连接通道连接至彼此，以形成所述监测通道系统。

5.根据权利要求4所述的冷却元件，其中，所述连接通道在垂直于所述监测通道的方向上延伸，并且在平行于由所述监测通道限定的平面的平面中延伸。

6.根据权利要求3所述的冷却元件，其中，所述监测通道中的至少一些通过设置于所述冷却元件外部的至少一个连接通道连接至彼此，以形成所述监测通道系统。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的冷却元件，其中，包括监测通道的在所述冷却元件的所述部分中延伸的至少一部分的监测通道的数量在冷却流体通道的数量的0.2至2.0倍的范围内，所述冷却元件的所述部分设置于所述第一侧与由所述冷却流体通道系统的最靠近所述第一侧的点限定的平面之间。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的冷却元件，其中，当从所述第一侧朝向所述第二侧观看时，每个监测通道的横截面与冷却流体通道的横截面重叠。

9.根据权利要求1至7中的任一项所述的冷却元件，其中，当从所述第一侧朝向所述第二侧观看时，每个监测通道的横截面不与一个或多个所述冷却流体通道中的任何一个的横截面重叠。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的冷却元件，其中，所述监测通道的直径在6-20mm的范围内。

11.根据权利要求1至10中的任一项所述的冷却元件，其中，所述监测通道的直径在8-13mm的范围内。

12.根据权利要求1至11中的任一项所述的冷却元件，其中，所述监测通道中的每一个在一端处封闭，并且被构造成在第二端处直接或经由连接通道连接至压力介质供应系统。

13.根据权利要求1至12中的任一项所述的冷却元件，其中，所述冷却元件进一步包括至少一个检测器，所述检测器连接至所述监测通道系统的至少一个监测通道并且被布置成检测以下量中的至少一个：所述监测通道系统中的压力、所述监测通道系统中的压力的改变、所述监测通道系统中的流量、或所述监测通道系统中的流量的改变。

14.根据权利要求13所述的冷却元件，其中，所述冷却元件包括连接至所述监测通道系统的恰好一个检测器。

15.根据权利要求13或14所述的冷却元件，其中，所述冷却元件包括恰好一个监测通道系统和连接至所述监测通道系统的恰好一个检测器。

16.根据权利要求13至15中的任一项所述的冷却元件，其中，所述检测器至少包括压力传感器或流量计。

17.根据权利要求1至16中的任一项所述的冷却元件，其中，所述监测通道系统的每个监测通道适用于具有在0.2至10巴的范围内的供应压力的压力介质以及包括加压空气、氮气或其它加压气体的压力介质。

18.根据权利要求1至17中的任一项所述的冷却元件，其中，所述冷却元件适用于与金属生产工艺相关的炉。

19.一种用于炉的冷却布置，其特征在于，所述冷却布置包括：

至少一个根据权利要求1至18中的一项所述的冷却元件；

冷却流体循环装置，所述冷却流体循环装置被布置成使冷却流体在所述冷却流体通道系统中循环；以及

压力介质供应系统，所述压力介质供应系统用于在以下至少一项下在所述监测通道系统中提供压力介质：在预定的输入压力和流量下。

20.根据权利要求19所述的冷却布置，其中，所述压力介质供应系统包括用于压力介质的供应管线，并且所述用于压力介质的供应管线设置有压力调节装置，所述压力调节装置被布置成将所述供应管线的压力降低至预定值。

21.根据权利要求20所述的冷却布置，其中，所述预定值在0.2至10巴的范围内。

22.根据权利要求19至21中的任一项所述的冷却布置，其中，所述冷却布置包括根据权利要求13至16中的至少一项所述的冷却元件的至少一个检测器，所述检测器被构造成检测以下至少一项：所述监测通道系统中的压力或流量；以及

监测单元，所述监测单元用于确定是否满足与所述检测器检测到的量相关的预定状况，

其中所测量的量包括以下至少一项：所述监测通道系统中的压力和所述监测通道系统中的流量。

23.根据权利要求22所述的冷却布置，其中，所述预定状况包括以下至少一项：检测到的压力降低至预定值或预定值以下，检测到的流量增加至预定值或预定值以下，检测到的压力降低预定阈值，或检测到的流量增加预定阈值。

24.根据权利要求22或23所述的冷却布置，其中，所述检测器被构造成连续地或以预定的时间间隔监测所述监测通道系统中的压力和流量中的至少一个。

25.根据权利要求19至24中的任一项所述的冷却布置，其中，所述冷却布置进一步包括设置于用于压力介质的供应管线中的限流装置，并且所述检测器设置于所述限流装置的下游。

26.根据权利要求19至25中的任一项所述的冷却布置，其中，所述监测通道系统的监测通道中的至少一个设置有能够打开和关闭一个或多个所述监测通道中的压力介质流的阀。

27.根据权利要求26所述的冷却布置，其中，所述监测通道系统的每一个监测通道都设置有能够打开和关闭所述监测通道中的压力介质流的阀。

28.根据权利要求19至27中的任一项所述的冷却布置，其中，所述冷却布置包括两个或更多个冷却元件和恰好一个检测器。

29.一种炉，所述炉包括以下至少一个：根据权利要求1至18中的任一项的至少一个冷却元件或根据权利要求19至27中的任一项的冷却布置。

30.根据权利要求28所述的炉，其中，所述炉为与金属生产工艺相关的炉。

31.一种与用于炉的冷却元件有关的方法，其中，所述冷却元件包括根据权利要求1至18中的任一项的冷却元件，

其中所述方法包括：

通过经由冷却流体循环装置使冷却流体在所述冷却流体通道系统中循环来冷却所述冷却元件；以及

通过压力介质供应系统在至少一个监测通道中提供压力介质。

32.根据权利要求30所述的方法，其中，所述冷却元件包括：

根据权利要求13至16中的任一项所述的冷却元件的至少一个检测器，以及

用于确定是否满足与所述检测器检测到的量相关的预定状况的监测单元，

并且所述方法进一步包括：

连续地或以预定的时间间隔监测所述监测通道系统中的压力或流量，以及

响应于所述监测单元确定满足所述预定状况而检测所述冷却元件的磨损。

33.根据权利要求31所述的方法，其中，所述预定状况包括以下至少一项：检测到的压力降低至预定值或预定值以下，检测到的流量增加至预定值或预定值以下，检测到的压力降低预定阈值，或检测到的流量增加预定阈值。

34.根据权利要求31或32所述的方法，其中，所述冷却元件进一步包括能够打开和关闭一个或多个所述监测通道中的压力介质流的阀，所述阀设置于所述监测通道系统的监测通道中的至少一个中，并且

其中所述方法进一步包括一次一个或几个地打开和关闭一个或多个所述阀，以定位引起以下至少一项的下降的磨损：所述控制系统通道中的压力或流量。

35.根据权利要求31至33中的任一项所述的方法，其中，所述监测单元被构造成生成向操作者指示磨损的信号。

36.一种用于监测用于炉的冷却元件的磨损的方法，其中，所述冷却元件包括根据权利要求1至18中的任一项所述的冷却元件，

其特征在于，所述方法包括：

在所述至少一个监测通道中提供压力介质；

为所述冷却元件提供连接至所述监测通道系统的至少一个监测通道的至少一个检测器；

将所述检测器连接至监测单元，所述监测单元用于确定是否满足与所述检测器检测到的量相关的预定状况，

连续地或以预定的时间间隔监测所述监测通道系统中的压力或流量，以及

响应于所述监测单元确定满足所述预定状况而检测所述冷却元件的磨损。