[发明专利]炉子和使炉子冷却的方法

权利要求书

1.一种炉子，其中在氧化条件下在该炉子中进行高温过程，所述炉子包括由金属制成的外壳、一个或多个在所述外壳上形成的或与所述外壳连接的冷却槽、和炉衬，所述炉衬包括衬垫衬里和工作衬里，所述衬垫衬里包括与所述外壳内壁相邻设置的相对高的热导率层，所述工作衬里在相对高的热导率层的内部设置。

2.根据权利要求1所述的炉子，其中所述工作衬里靠着所述衬垫衬里设置。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的炉子，其中所述衬垫衬里的热导率显著高于所述工作衬里的热导率，或者所述衬垫衬里的热导率类似于或高于所述外壳的热导率。

4.根据前述权利要求中任一项所述的炉子，其中所述衬垫衬里包括石墨层或者由包括石墨的材料制成的层或者基于碳的材料的层。

5.根据权利要求4所述的炉子，其中所述衬垫衬里包括石墨层。

6.根据前述权利要求中任一项所述的炉子，其中所述一个或多个冷却槽焊接到所述外壳的外表面。

7.根据前述权利要求中任一项所述的炉子，其中所述炉子包括顶部浸入式喷枪炉子。

8.根据前述权利要求中任一项所述的炉子，其中相对高热导率的衬垫衬里遍及全部所述炉子的衬里设置。

9.根据权利要求1～7中任一项所述的炉子，其中所述相对高热导率的衬垫衬里仅设置于所述炉子的一个或多个部分。

10.根据权利要求4所述的炉子，其中石墨层或由包括石墨的材料制成的层或石墨材料的层或基于碳的材料的层包括胶合或接合或者以其它方式附着到所述炉子的外壳内表面的多个石墨瓦、或者石墨砖、或者由包括石墨的材料或石墨材料制成的瓦或砖、或者基于碳的材料的层。

11.根据权利要求4或权利要求10所述的炉子，其中所述石墨层或由包括石墨的材料制成的层或石墨材料的层或基于碳的材料的层具有30～250mm，更合适的50～100mm，甚至更合适的约70mm的厚度。

12.根据前述权利要求中任一项所述的炉子，其中所述工作衬里具有大于所述衬垫衬里的厚度的厚度。

13.使炉子冷却的方法，在所述炉子中在氧化条件下进行高温过程，所述方法包括提供炉子，所述炉子包括由金属制成的外壳、一个或多个在所述外壳上形成的或与所述外壳连接的冷却槽、和炉衬，所述炉衬包括与所述外壳内壁相邻设置的相对高热导率的衬垫衬里和在该衬垫衬里内部设置的工作衬里；在该炉子中运行所述过程和使冷却水通过所述冷却槽以冷却该炉子。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述过程以炉子气氛中大于10-9atm的氧气分压运行。

15.根据权利要求13或权利要求14所述的方法，其中所述衬垫衬里的热导率显著高于基于耐火材料的工作衬里的热导率。

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述衬垫衬里的热导率类似于或高于所述外壳热导率。

17.根据权利要求13～16中任一项所述的方法，其中所述衬垫衬里包括石墨层，或者由包括石墨的材料制成的层，或者石墨材料或包括石墨的材料的层，或者基于碳的材料的层。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述石墨层、或者石墨材料或包括石墨的材料的层、或者基于碳的材料的层中达到的最高温度不超过500℃，优选不超过400℃，更优选不超过250℃。

19.根据权利要求13～18中任一项所述的方法，其中对于在正常操作条件和新的工作衬里来说以5kW/m²的速率从所述炉子除去热量；对于磨损的工作衬里来说以最高达25kW/m²的速率从所述炉子除去热量，并且对于在极端运行条件和局部失效的工作衬里来说不超过120kW/m²的局部热通量。

20.根据权利要求13～19中任一项所述的方法，其中冷却水以每m²炉子壳面积1～2m³/h的平均速率流过所述冷却槽；并且所述冷却槽中的最小速度为1m/s，优选高于2m/s。

21.根据权利要求13～20中任一项所述的方法，其中所述炉子外部钢壳的外表面温度为40～80℃。