熔炼炉冷却，水池挖多大好？

yemaojiang

熔炼炉离不开冷却系统，大多数采用水冷。即冷却塔加水池方式。很多时候我们把冷却塔交给了冷却塔的生产厂家，要求冷却塔厂家保证冷效达到要求。但自己在做水池的时候却犯难了，水池挖多大好？ 下面我从熔炼炉冷却系统为什么需要水池来讲解如何计算水池的容积。
先我们看看没有水池的冷却系统：循环水从熔炼炉出来，进入冷却塔，然后再由循环泵重新送回熔炼炉。

在系统正常运行的情况下，这样的循环系统没有任何问题，冷却塔能保证冷水源源不断地冷却炉体。我们把这种形式的冷却系统称为硬循环。硬循环系统在熔炼炉运行中存在很大的风险。当熔炼炉在工作状态下，突然停电，这样的硬循环冷却系统对于熔炼炉可以说是致命的。

下面我们来分析硬循环冷却系统对于熔炼炉为什么是致命的。在突发情况下，比如突然停电。停电后，冷却塔风机停止运转，冷效大大降低，甚至几乎为零。而熔炼炉中，仍然存在大量的高温液态金属。虽然炉体已经断电停止加热，但这部分高温的液态金属溶液，会向炉体散发大量热量。因此，管路中的冷却水温度会急剧升高。当水温升高到沸点之后，管路系统中会产生大量气体，造成爆炸事故。
我们可以分析，造成水温升高的原因就是炉体中的液态金属向炉体散热导致的，因此我们在管路中引进水池，就可以解决这个问题。水池的作用就是，用水池中的水，来吸收炉体停电后炉体中剩余的热量。


既然我们知道了水池的目的，这样计算水池的容积就容易多了。根据能量守恒定理，我们只要知道熔炼炉停电以后还会散发多少热量，就可以计算水池容积了。
假定熔炼炉每次熔化金属的质量为5吨，材质为铁。我们先计算这5吨的金属从高温液态逐渐降温到常温需要散发多少热量。
铁的比热容，C铁＝0.48KJ/Kg℃
铁的质量，M铁＝5000Kg
铁从高温到低温的温差，△T铁＝1500℃
Q炉＝C铁M铁△T铁＝0.48×5000×1500＝3600000KJ
也就是说这么多热量需要水池带走，用多少水才能带走呢？
假设水温正常运行情况下水温32℃，紧急情况下水温不超过80℃，则△T水＝48℃。
M水＝Q炉/（C水△T水）＝3600000/（4.2×48）＝17857Kg
根据上面我们就可算出水池的水量大约为18吨，也就是18立方米。
由于本人才疏学浅，以上理论计算方法仅供参考。如果有不同意见和见解，欢迎一起讨论。