為了提高熱交換效率，實(shí)現(xiàn)高爐高效、低耗、長(zhǎng)壽的目標(biāo)，冶金機(jī)械設(shè)備大中型高爐爐身冷卻技術(shù)大多采用冷卻壁冷卻方式、冷卻壁結(jié)合冷卻板的混合冷卻方式以及冷卻水密閉循環(huán)方式。
高爐密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)可分為本體系及自動(dòng)控制系統(tǒng)強(qiáng)化系。本體系主要冷卻爐缸、風(fēng)口、爐腹、爐腰和爐身中下部冷卻壁中的豎管。冶金機(jī)械設(shè)備強(qiáng)化系主要冷卻爐底周圍、出鐵口的冷卻壁，爐腹、爐腰和爐身中下部冷卻壁的凸臺(tái)、水平角部管和背部蛇形管，還可冷卻爐身上部。密閉循環(huán)水的路徑為:水處理系統(tǒng)提供的軟水（或純水）經(jīng)循環(huán)水栗加壓后，由給水環(huán)管沿圓周上劃分的四個(gè)區(qū)域進(jìn)行水量分配，冷卻水進(jìn)入冷卻設(shè)備后從下至上冷卻高爐全身。冶金機(jī)械設(shè)備排水首先到達(dá)各區(qū)的排水集管，然后經(jīng)每區(qū)設(shè)置的膨脹罐返回?zé)峤粨Q器，至循環(huán)泵站。
密閉循環(huán)水運(yùn)行監(jiān)視。密閉循環(huán)水運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)在泵的出口設(shè)有壓力計(jì)，以監(jiān)視系統(tǒng)水壓是否處于規(guī)定的范圍之內(nèi)。當(dāng)水壓過(guò)低時(shí)，流速下降，熱量堆集，損壞爐體設(shè)備，因此必須聯(lián)鎖啟動(dòng)備用栗。若壓力在某規(guī)定時(shí)間內(nèi)還未恢復(fù)或繼續(xù)降至低低點(diǎn)，則通知電控系統(tǒng)轉(zhuǎn)入緊急冷卻方式。冶金機(jī)械設(shè)備可將高爐大致劃分成爐缸、出鐵口和爐腹、爐腰、爐身中下部、爐口等多段，對(duì)流量、溫度進(jìn)行監(jiān)視并計(jì)算和監(jiān)視熱負(fù)荷，以便合理調(diào)配水蛩，防止?fàn)t體過(guò)冷或過(guò)熱以及相鄰區(qū)域冷卻不均勻，冶金機(jī)械設(shè)備同時(shí)流量計(jì)還具有冷卻壁檢漏功能。
膨脹罐水位控制。膨脹罐水位控制系統(tǒng)循環(huán)水在膨脹罐內(nèi)短暫停留后，又回到循環(huán)水泵。由于蒸發(fā)、污水排放以及物理、化學(xué)侵蝕等引起漏水，造成膨脹罐水位降低，此時(shí)需進(jìn)行補(bǔ)水。冶金機(jī)械設(shè)備在水位處于低點(diǎn)或低低點(diǎn)時(shí)，調(diào)節(jié)器啟動(dòng)，投入自動(dòng)并調(diào)節(jié)補(bǔ)水鑿，使水位恢復(fù)，調(diào)節(jié)器偏差消失；當(dāng)調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)入手動(dòng)狀態(tài)，等待下一次啟動(dòng)信號(hào)的到來(lái)。補(bǔ)水分為兩種情況：
當(dāng)造成水位下降的原因不是連續(xù)漏水時(shí)，補(bǔ)水量較小，冶金機(jī)械設(shè)備調(diào)節(jié)器在補(bǔ)水初期做了限幅處理，補(bǔ)水調(diào)節(jié)閥打開(kāi)成小開(kāi)度，水位迅速上升到正常水位。
當(dāng)造成水位下降的原因是連續(xù)漏水時(shí)，補(bǔ)水量較大，此時(shí)將補(bǔ)水調(diào)節(jié)閥打開(kāi)成小開(kāi)度，水位并不一定迅速上升，延時(shí)一定時(shí)間后若檢測(cè)到水位仍未恢復(fù)正常，調(diào)節(jié)器則解除限幅、投入自動(dòng)，最終使補(bǔ)水量與泄漏量平衡。
補(bǔ)水調(diào)節(jié)器應(yīng)帶有手動(dòng)、自動(dòng)切換功能。由于溫度升高、補(bǔ)水量過(guò)多等，造成膨脹罐水位升高，此時(shí)PLC自動(dòng)開(kāi)啟排放閥；水位下降到正常水位后，排放閥關(guān)閉。冶金機(jī)械設(shè)備當(dāng)水質(zhì)被污染時(shí)，手動(dòng)打開(kāi)排放閥。冶金機(jī)械設(shè)備通過(guò)排放掉部分污水、補(bǔ)充新水的方法，可提高循環(huán)水水質(zhì)，使之達(dá)到水質(zhì)要求。
膨脹罐壓力控制。膨脹罐壓力控制系統(tǒng)由于高爐爐體溫度較高，溶解在循環(huán)水中的氧氣會(huì)對(duì)冷卻設(shè)備內(nèi)的冷卻水管產(chǎn)生強(qiáng)烈的氧化作用。冶金機(jī)械設(shè)備為阻止氧氣進(jìn)入，在膨脹罐內(nèi)充入氮?dú)猓挂珒?nèi)壓力高于罐外壓力，以隔絕循環(huán)水與空氣的接觸。在膨脹罐頂部設(shè)有壓力計(jì)，通過(guò)調(diào)節(jié)充氮量可維持膨脹罐內(nèi)壓力在幾百帕上下。另外，冶金機(jī)械設(shè)備為了將罐內(nèi)的水蒸氣排出，將手動(dòng)蝶閥開(kāi)啟成一小開(kāi)度進(jìn)行排放，此時(shí)若要維持罐內(nèi)壓力，必須連續(xù)地充氮?dú)?；同時(shí)，罐內(nèi)氮?dú)獾膲毫Σ槐睾芫_，允許有一定的波動(dòng)，可選擇帶有死區(qū)的調(diào)節(jié)器。冶金機(jī)械設(shè)備只有在壓力出現(xiàn)較大波動(dòng)時(shí)才改變調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度。若罐內(nèi)水位發(fā)生急劇升高或充入氮?dú)獾膲毫Σ▌?dòng)過(guò)大時(shí)，罐內(nèi)壓力可能會(huì)出現(xiàn)陡然上升的現(xiàn)象，此時(shí)順控器自動(dòng)打開(kāi)排放閥泄壓。冶金機(jī)械設(shè)備壓力恢復(fù)至正常后，自動(dòng)關(guān)閉排放閥。
高爐密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)可分為本體系及自動(dòng)控制系統(tǒng)強(qiáng)化系。本體系主要冷卻爐缸、風(fēng)口、爐腹、爐腰和爐身中下部冷卻壁中的豎管。冶金機(jī)械設(shè)備強(qiáng)化系主要冷卻爐底周圍、出鐵口的冷卻壁，爐腹、爐腰和爐身中下部冷卻壁的凸臺(tái)、水平角部管和背部蛇形管，還可冷卻爐身上部。密閉循環(huán)水的路徑為:水處理系統(tǒng)提供的軟水（或純水）經(jīng)循環(huán)水栗加壓后，由給水環(huán)管沿圓周上劃分的四個(gè)區(qū)域進(jìn)行水量分配，冷卻水進(jìn)入冷卻設(shè)備后從下至上冷卻高爐全身。冶金機(jī)械設(shè)備排水首先到達(dá)各區(qū)的排水集管，然后經(jīng)每區(qū)設(shè)置的膨脹罐返回?zé)峤粨Q器，至循環(huán)泵站。
密閉循環(huán)水運(yùn)行監(jiān)視。密閉循環(huán)水運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)在泵的出口設(shè)有壓力計(jì)，以監(jiān)視系統(tǒng)水壓是否處于規(guī)定的范圍之內(nèi)。當(dāng)水壓過(guò)低時(shí)，流速下降，熱量堆集，損壞爐體設(shè)備，因此必須聯(lián)鎖啟動(dòng)備用栗。若壓力在某規(guī)定時(shí)間內(nèi)還未恢復(fù)或繼續(xù)降至低低點(diǎn)，則通知電控系統(tǒng)轉(zhuǎn)入緊急冷卻方式。冶金機(jī)械設(shè)備可將高爐大致劃分成爐缸、出鐵口和爐腹、爐腰、爐身中下部、爐口等多段，對(duì)流量、溫度進(jìn)行監(jiān)視并計(jì)算和監(jiān)視熱負(fù)荷，以便合理調(diào)配水蛩，防止?fàn)t體過(guò)冷或過(guò)熱以及相鄰區(qū)域冷卻不均勻，冶金機(jī)械設(shè)備同時(shí)流量計(jì)還具有冷卻壁檢漏功能。
膨脹罐水位控制。膨脹罐水位控制系統(tǒng)循環(huán)水在膨脹罐內(nèi)短暫停留后，又回到循環(huán)水泵。由于蒸發(fā)、污水排放以及物理、化學(xué)侵蝕等引起漏水，造成膨脹罐水位降低，此時(shí)需進(jìn)行補(bǔ)水。冶金機(jī)械設(shè)備在水位處于低點(diǎn)或低低點(diǎn)時(shí)，調(diào)節(jié)器啟動(dòng)，投入自動(dòng)并調(diào)節(jié)補(bǔ)水鑿，使水位恢復(fù)，調(diào)節(jié)器偏差消失；當(dāng)調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)入手動(dòng)狀態(tài)，等待下一次啟動(dòng)信號(hào)的到來(lái)。補(bǔ)水分為兩種情況：
當(dāng)造成水位下降的原因不是連續(xù)漏水時(shí)，補(bǔ)水量較小，冶金機(jī)械設(shè)備調(diào)節(jié)器在補(bǔ)水初期做了限幅處理，補(bǔ)水調(diào)節(jié)閥打開(kāi)成小開(kāi)度，水位迅速上升到正常水位。
當(dāng)造成水位下降的原因是連續(xù)漏水時(shí)，補(bǔ)水量較大，此時(shí)將補(bǔ)水調(diào)節(jié)閥打開(kāi)成小開(kāi)度，水位并不一定迅速上升，延時(shí)一定時(shí)間后若檢測(cè)到水位仍未恢復(fù)正常，調(diào)節(jié)器則解除限幅、投入自動(dòng)，最終使補(bǔ)水量與泄漏量平衡。
補(bǔ)水調(diào)節(jié)器應(yīng)帶有手動(dòng)、自動(dòng)切換功能。由于溫度升高、補(bǔ)水量過(guò)多等，造成膨脹罐水位升高，此時(shí)PLC自動(dòng)開(kāi)啟排放閥；水位下降到正常水位后，排放閥關(guān)閉。冶金機(jī)械設(shè)備當(dāng)水質(zhì)被污染時(shí)，手動(dòng)打開(kāi)排放閥。冶金機(jī)械設(shè)備通過(guò)排放掉部分污水、補(bǔ)充新水的方法，可提高循環(huán)水水質(zhì)，使之達(dá)到水質(zhì)要求。
膨脹罐壓力控制。膨脹罐壓力控制系統(tǒng)由于高爐爐體溫度較高，溶解在循環(huán)水中的氧氣會(huì)對(duì)冷卻設(shè)備內(nèi)的冷卻水管產(chǎn)生強(qiáng)烈的氧化作用。冶金機(jī)械設(shè)備為阻止氧氣進(jìn)入，在膨脹罐內(nèi)充入氮?dú)猓挂珒?nèi)壓力高于罐外壓力，以隔絕循環(huán)水與空氣的接觸。在膨脹罐頂部設(shè)有壓力計(jì)，通過(guò)調(diào)節(jié)充氮量可維持膨脹罐內(nèi)壓力在幾百帕上下。另外，冶金機(jī)械設(shè)備為了將罐內(nèi)的水蒸氣排出，將手動(dòng)蝶閥開(kāi)啟成一小開(kāi)度進(jìn)行排放，此時(shí)若要維持罐內(nèi)壓力，必須連續(xù)地充氮?dú)?；同時(shí)，罐內(nèi)氮?dú)獾膲毫Σ槐睾芫_，允許有一定的波動(dòng)，可選擇帶有死區(qū)的調(diào)節(jié)器。冶金機(jī)械設(shè)備只有在壓力出現(xiàn)較大波動(dòng)時(shí)才改變調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度。若罐內(nèi)水位發(fā)生急劇升高或充入氮?dú)獾膲毫Σ▌?dòng)過(guò)大時(shí)，罐內(nèi)壓力可能會(huì)出現(xiàn)陡然上升的現(xiàn)象，此時(shí)順控器自動(dòng)打開(kāi)排放閥泄壓。冶金機(jī)械設(shè)備壓力恢復(fù)至正常后，自動(dòng)關(guān)閉排放閥。