[发明专利]一种真空自耗炉结晶器冷却装置及其冷却方法

权利要求书

1.一种真空自耗炉结晶器冷却装置，包括坩埚（1），其特征在于：所述坩埚（1）外壁由内至外依次设置有隔水套（2）、分水套（3）和结晶器壳体（4），所述坩埚（1）外壁和隔水套（2）之间为进水层（7），所述隔水套（2）和分水套（3）之间为存水层（8），所述分水套（3）和结晶器壳体（4）之间为回水层（9）；所述坩埚（1）下方设置有进水口（5），所述进水口（5）与进水排（10）出口相连；所述回水层（9）的回水口（6）的一端设置在结晶器壳体（4）上，所述回水口（6）的另一端与回水排（11）进口相连；所述结晶器壳体（4）下部通过连接口（14）与自循环系统的入口端相连，所述自循环系统的出口端与进水口（5）相连；

所述存水层（8）上端设置有压盖（25），所述压盖（25）的一端与隔水套（2）相连，所述压盖（25）的另一端与分水套（3）通过异型胶圈（13）密封连接；

所述坩埚（1）外壁与隔水套（2）间距为10mm；

所述进水层（7）上端与水汽温度监测系统的一端相连，所述水汽温度监测系统的另一端与回水排（11）相连；

所述水汽温度监测系统包括三通管路（15），所述三通管路（15）包括第一连接口（16）、第二连接口（17）和第三连接口（18），所述第一连接口（16）与进水层（7）上端相连，所述第二连接口（17）与回水排（11）相连，所述第三连接口（18）通过固定座（20）与PT100热电偶（19）相连，所述固定座（20）与第三连接口（18）之间设置有密封垫（21）；

所述第二连接口（17）与回水排（11）之间设置有先导常开电磁阀（22）；

所述自循环系统包括循环水泵（12），所述循环水泵（12）进口端与连接口（14）之间设置有用于监测自循环系统管路内部水压的传感器（23），所述循环水泵（12）出口端与进水口（5）之间设置有单向阀（24）；

所述回水口（6）设置在结晶器壳体（4）外侧壁的中部位置。

2.一种利用权利要求1所述的真空自耗炉结晶器冷却装置的冷却方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，更换坩埚（1），首先，关闭结晶器的进水排（10）与回水排（11），然后关闭先导常开电磁阀（22），最后完成结晶器内坩埚（1）的更换工作；

步骤2，使先导常开电磁阀（22）处于开阀状态，启动水汽温度监测系统，根据现场环境温度，设定水汽温度报警值；

步骤3，打开进水排（10）阀门和回水排（11）阀门，冷却水从进水口（5）进入，充满进水层（7），接着冷却水充满存水层（8），然后充满回水层（9），最后冷却水从回水口（6）流入回水排（11）；

步骤4，待结晶器内进水层（7）冷却水流量和流速均满足额定要求时，结晶器内部开始进行熔炼与结晶操作；结晶器工作过程中实时监测冷却水回水温度，保证回水层（9）中的冷却水温度不超过50℃；

步骤5，当结晶器内部金属结晶过半，冷却水回水温度升至 50℃时，开启自循环系统的循环水泵（12），调整进水层（7）中冷却水的流量和流速达到额定要求；同时，控制回水层（9）中的冷却水温度不超过50℃，直至结晶完毕。