BRPI0711287A2 - method and equipment for anode cooling - Google Patents
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Abstract
METODO E EQUIPAMENTO PAflA RESFRIAMENTO DE AMADOS A presente invenção se refere a um método e equipamento para resfriamento de anodos (4), correlacionado com a fusão (1) de anodos, de modo que na unidade de resfriamento (5), entre as etapas de resfriamento, a água é removida da superfície do anodo, pelo menos, uma vez antes da remoção do anodo (4) da unidade de resfriamento (5).METHOD AND EQUIPMENT FOR NECK COOLING The present invention relates to a method and equipment for anode cooling (4), correlated with anode fusion (1), so that in the cooling unit (5), between the steps of On cooling, water is removed from the anode surface at least once prior to removal of the anode (4) from the cooling unit (5).
Description
"MÉTODO E EQUIPAMENTO PARA RESFRIAMENTO DE ANODOS""METHOD AND EQUIPMENT FOR ANODE COOLING"
A presente invenção se refere a um método eequipamento para resfriamento de anodos, correlacionado como procedimento de fundição de anodo.The present invention relates to an anode cooling method and equipment, correlated as anode casting procedure.
O cobre vesiculado criado na etapa de conversãodo processo pirometalúrgico de cobre é posteriormenterefinado em um forno de anodo, a fim de abaixar o teor deenxofre do cobre vesiculado. Após o tratamento no forno deanodo, o cobre é fundido dentro dos anodos de cobre,mediante derramamento do cobre fundido em moldes defundição. Os anodos de cobre fundido são purificados naeletrólise do cobre dentro dos catodos de cobre, com umteor de cobre superior a 99,99%. Atualmente, o equipamentode fundição de cobre mais amplamente usado compreende umamesa giratória de fundição, onde diversos, normalmente,dezenas de moldes de fundição, são dispostas em um circulo.Geralmente, a mesa de fundição é dotada de uma unidade deresfriamento, onde as peças são resfriadas nos seus moldesde fundição, por exemplo, por meio de água.The vesiculated copper created in the conversion step of the copper pyrometallurgical process is further refined in an anode furnace in order to lower the sulfur content of the vesiculated copper. After treatment in the anode furnace, copper is melted into the copper anodes by pouring molten copper into melting molds. The molten copper anodes are purified by electrolysis of copper within the copper cathodes, with a copper anteror greater than 99.99%. Currently, the most widely used copper casting equipment comprises a rotary casting table, where several, typically dozens of casting molds, are arranged in a circle. The casting table is usually provided with a cooling unit, where the parts are cooled in their foundry molds, for example by means of water.
Numa instalação de fundição de anodo, um anodofundido em um molde não pode ser resfriado, antes dasuperfície se tornar suficientemente sólida. Um anodofundido sob uma temperatura de cerca de 1150 °C deve serresfriado, a fim de tornar possível o seu desprendimento domolde, geralmente, sob uma temperatura de cerca de 700—900 °C. E um método conhecido de resfriamento de anodos,enquanto a mesa de fundição de anodo gira, de modo que noponto em que a mesa giratória de fundição pára, sãodispostos bocais acima dos anodos para pulverização de águade resfriamento sobre a superfície do anodo. Além disso,com relação aos bocais, é disposta uma capela para remoçãodo vapor criado no processo de resfriamento. Umprocedimento conhecido para o resfriamento de anodosconsiste no direcionamento de um jato de água sobre asuperfície do anodo, quando a superfície do anodo seencontra suficientemente solidificada e, conseqüentemente,o jato de água dirigido para o anodo não danifica a suasuperfície. Mediante pulverização de água de resfriamento,a capacidade de resfriamento da mesa de fundição pode serajustada durante mudanças momentâneas na capacidade defundição, de modo que uma desejada quantidade de calor podeser removida dos anodos, antes da suspensão dos mesmos dedentro do tanque de resfriamento. A pulverização da água écontrolada de acordo com a situação da fundição e pode ser,por exemplo, interrompida, se o resfriamento não fornecessário devido a uma interrupção no processo defundição.In an anode casting installation, an anode fused to a mold cannot be cooled before the surface becomes sufficiently solid. An anode fused at a temperature of about 1150 ° C should be cooled to make it possible to detach it generally at a temperature of about 700-900 ° C. It is a known method of cooling the anodes while the anode casting table rotates so that at the point where the casting table stops, nozzles above the anodes are provided for spraying cooling water onto the anode surface. In addition, with respect to the nozzles, a steam removal hood is created in the cooling process. A known anode cooling procedure consists of directing a water jet onto the anode surface when the anode surface is sufficiently solidified and, consequently, the water jet directed towards the anode does not damage its surface. By spraying cooling water, the cooling capacity of the casting table can be adjusted during momentary changes in melting capacity, so that a desired amount of heat can be removed from the anodes before they are suspended inside the cooling tank. Water spraying is controlled according to the situation of the foundry and can be interrupted, for example, if cooling is not necessary due to an interruption in the melting process.
Quando o resfriamento de anodo é desejado de serauxiliado mediante aumento da quantidade de água deresfriamento, o problema resultante inclui as perturbaçõescausadas pela excessiva água de resfriamento. Se umademasiada quantidade de água for pulverizada no primeiroponto de resfriamento com água, será criada uma camada deespuma aquosa isolante sobre a superfície do anodo devidoao efeito de ebulição da água. Caso a água seja adicionadaapós isso, a camada de espuma aquosa criada evita que aágua de resfriamento prossiga sobre a superfície do anodo ea água pulverizada irá apenas participar na preservação dacamada de espuma aquosa. Assim, o problema é que embora oanodo se encontre no molde, a água acumulada sobre asuperfície do anodo não pode ser removida do molde,permanecendo e prejudicando o processo de resfriamento.Após o resfriamento, não deve ser deixada nenhumaquantidade de água sobre a superfície do anodo, pelo fatode prejudicar o seu desprendimento preliminar, isto é, aágua é conduzida sob o anodo, quando da suspensão do anododo molde. Quando o anodo é abaixado de volta no molde, aágua deixada por baixo cria, por exemplo, uma nuvem devapor que prejudica a visibilidade.When anode cooling is desired to be assisted by increasing the amount of cooling water, the resulting problem includes disturbances caused by excessive cooling water. If too much water is sprayed at the first water cooling point, an insulating aqueous foam layer will be created on the anode surface due to the boiling effect of the water. If water is added thereafter, the created aqueous foam layer prevents cooling water from proceeding over the anode surface and the spray water will only participate in preserving the aqueous foam layer. Thus, the problem is that although the anode is in the mold, water accumulated on the anode surface cannot be removed from the mold, remaining and impairing the cooling process. After cooling, no amount of water should be left on the surface of the anode. anode, due to the fact that it may impair its preliminary detachment, that is, water is conducted under the anode when the anode anode is suspended. When the anode is lowered back into the mold, water underneath creates, for example, a slow cloud that impairs visibility.
O objetivo da presente invenção é eliminar osinconvenientes do estado da técnica e implementar um novométodo de proporcionar o resfriamento de um anodo maisefetivo, em correlação com a fundição de anodos. Umparticular objeto da invenção é tornar o resfriamento maisefetivo, mediante remoção da água de resfriamento dassuperfícies de anodos, entre as etapas de resfriamento. Asnovas e fundamentais características da invenção sãoevidentes da descrição das reivindicações anexas.The object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the state of the art and to implement a new method of providing a more effective anode cooling in correlation with anode casting. A particular object of the invention is to make cooling more effective by removing cooling water from the anode surfaces between the cooling steps. The novel and fundamental features of the invention are apparent from the description of the appended claims.
Mediante a invenção, o resfriamento de anodos étornado mais efetivo. De acordo com a invenção, os anodossão resfriados em conexão com o procedimento de fundição,de modo que o metal em fusão é fundido em um molde de umamesa giratória de fundição de anodo, dita mesa giratória defundição de anodo movimentando o anodo fundido em um moldedentro de uma unidade de resfriamento de anodo, onde oanodo é resfriado através de água de alimentação sobre asuperfície do anodo em pelo menos duas etapas, após o que,o resfriamento do anodo é desprendido do molde em umaunidade de desprendimento, de modo que a água deresfriamento é removida pelo menos uma vez da superfície doanodo na unidade de resfriamento entre as etapas deresfriamento, antes da remoção do anodo da unidade deresfriamento. Em cada etapa de resfriamento pode seradicionada uma determinada quantidade de água deresfriamento, de modo que a temperatura do anodo é mantidadentro de uma faixa segura, sem prejudicar o processo defundição mediante maiores adições da água de resfriamento.By the invention, anode cooling is made more effective. According to the invention, the anodes are cooled in connection with the casting procedure, so that the molten metal is cast in a mold of an anode casting turntable, said anode casting turntable by moving the molten anode into a mold inside. of an anode cooling unit, where the anode is cooled through feed water over the anode surface in at least two steps, after which the anode cooling is loosened from the mold in a detachment unit so that the water cools is removed at least once from the anode surface on the cooling unit between the cooling steps, before removing the anode from the cooling unit. At each cooling step a certain amount of cooling water can be added so that the anode temperature is kept within a safe range without harming the melting process by further adding the cooling water.
De acordo com a invenção, a água de resfriamentoé removida da superfície do anodo mediante o direcionamentosobre a superfície de um anodo em movimento, de um jato deum meio reagente, tal como, um jato de água ou um jato dear, através de pelo menos dois bocais, com um adequadoângulo, preferivelmente, um ângulo de 20-50 graus comrelação à superfície do anodo. Mediante pressurização domeio reagente sobre a superfície do anodo, se retira a águade resfriamento excessiva localizada sobre a superfície doanodo, enquanto o anodo se move na mesa giratória defundição de anodo.According to the invention, cooling water is removed from the anode surface by directing it on the surface of a moving anode, a jet of a reagent medium, such as a water jet or a jet, through at least two nozzles with a suitable angle, preferably an angle of 20-50 degrees with respect to the anode surface. By pressurizing the reagent on the anode surface, the excess cooling water located on the anode surface is removed while the anode moves on the anode melt turntable.
De acordo com uma modalidade da invenção, o jatode meio reagente é alimentado sobre a superfície do anodocom uma adequada altura, preferivelmente, uma altura de200-300 milímetros da superfície do anodo.According to one embodiment of the invention, the reagent medium jet is fed onto the anode surface with a suitable height, preferably a height of 200-300 mm from the anode surface.
De acordo com uma modalidade da invenção, naunidade de resfriamento a superfície do anodo é resfriadaatravés da alimentação da água de resfriamento sobre asuperfície do anodo em cinco etapas de resfriamento, demodo que a água é removida da superfície do anodo, pelomenos, duas vezes.According to one embodiment of the invention, in the cooling unit the anode surface is cooled by feeding the cooling water over the anode surface in five cooling steps, whereby water is removed from the anode surface at least twice.
De acordo com a invenção, a água de resfriamentoé removida da superfície do anodo numa direção oposta àdireção rotativa dos anodos na mesa giratória de fundição.Assim, a água de resfriamento removida não prejudica afundição do anodo.According to the invention, the cooling water is removed from the anode surface in a direction opposite to the rotating direction of the anodes on the casting turntable. Thus, the removed cooling water does not impair the anode sinking.
De acordo com uma modalidade preferida dainvenção, a água é alimentada sobre a superfície do anodocom uma vazão de, preferivelmente, 10-120 litros porminuto, sob uma pressão de 3-5 bar, para a remoção da águade resfriamento excessiva.According to a preferred embodiment of the invention, water is fed to the surface of the anodon with a flow rate of preferably 10-120 liters per minute under a pressure of 3-5 bar for the removal of excess cooling water.
De acordo com a invenção, o equipamento inclui umsistema de desidratação constituído, pelo menos, de doisbocais posicionados de modo adjacente, para alimentação deum meio reagente, tal como, água ou ar, sobre a superfíciedo anodo. Vantajosamente, o posicionamento do sistema dedesidratação é ajustável. Se a disposição de acordo com ainvenção for usada para o resfriamento com água de anodos,não haverá aumento de custos no equipamento de fundição,pelo fato de que a água poderá ser reciclada e a mesma águapoderá ser usada para resfriamento do anodo e para o seudescascamento.De acordo com uma modalidade da invenção, oequipamento inclui dois sistemas de desidratação dispostossucessivamente, ambos os quais sendo dotados de bocais nomínimo em uma fila, de modo que a distância entre as filasde jatos efetivos sucessivos é, preferivelmente, de 50-200milímetros.According to the invention, the apparatus includes a dehydration system consisting of at least two adjacent nozzles for feeding a reagent medium, such as water or air, onto the anode surface. Advantageously, the positioning of the dehydration system is adjustable. If the arrangement according to the invention is used for anode water cooling, there will be no increase in costs for the foundry equipment, as water can be recycled and water can be used for anode cooling and its peeling. According to one embodiment of the invention, the apparatus includes two dispossessively dehydration systems, both of which are provided with nozzles at least one row, so that the distance between successive effective jet rows is preferably 50-200 millimeters.
A invenção será agora descrita em maioresdetalhes fazendo-se referência aos desenhos anexos, nosquais:The invention will now be further described with reference to the accompanying drawings, in which:
- a figura 1 ilustra um equipamento de fundição de anodo;Figure 1 illustrates anode casting equipment;
- a figura 2 ilustra uma seção transversal da figura 1,vista na direção A; eFigure 2 illustrates a cross section of Figure 1, viewed in direction A; and
- a figura 3 ilustra um resfriamento de anodo, de acordocom a invenção.Figure 3 illustrates an anode cooling according to the invention.
As figuras 1, 2 e 3 ilustram um equipamento, deacordo com a invenção, para resfriamento de anodos. Umequipamento de fundição de anodo(1) inclui uma mesagiratória de fundição de anodo (2), em cujos moldes (3) osanodos (4) são fundidos. Quando o metal em fusão, tal como,cobre, é fundido em um molde (3), sua temperatura é deaproximadamente 1150aC. Após o anodo ser fundido, ele étransferido junto com a rotação da mesa giratória defundição de anodo (2) para a etapa seguinte de fundição deanodo, isto é, para a etapa de resfriamento. Na unidade deresfriamento (5) , a superfície (6) do anodo (4) éresfriada, a fim de abaixar sua temperatura antes deseparar o anodo do molde. A unidade de resfriamento (5) édotada de uma capela (7), através da qual os vaporescriados durante o processo de resfriamento são removidos.Na unidade de resfriamento (5) , sobre a superfície (6) doanodo (4) , se alimenta uma quantidade de água deresfriamento (8) , mediante jatos de água superiores (9)posicionados acima dos anodos. Na medida em que a mesagiratória de fundição de anodo (2) gira, o anodo é levadopara ser resfriado na etapa seguinte de resfriamento, senecessário. Após passar pela unidade de resfriamento, oanodo prossegue para a etapa de desprendimento (10) , onde oanodo é desprendido do molde (3), quando a temperatura doanodo é de 700-900 graus. Depois, o anodo (4) é transferidopara a etapa de resfriamento e purificação (21) e, quandonecessário, para posterior tratamento.Figures 1, 2 and 3 illustrate an anode cooling apparatus according to the invention. Anode casting equipment (1) includes an anode casting mesagiratory (2), in whose molds (3) the anodes (4) are fused. When the molten metal, such as copper, is molten in a mold (3), its temperature is approximately 1150 ° C. After the anode is melted, it is transferred together with the rotation of the anode casting turntable (2) to the next anode casting step, that is, to the cooling step. In the cooling unit (5), the surface (6) of the anode (4) is cooled in order to lower its temperature before removing the anode from the mold. The cooling unit (5) is provided with a chapel (7), through which vapors created during the cooling process are removed.In the cooling unit (5), on the surface (6) of the anode (4), a amount of cooling water (8) by means of upper water jets (9) positioned above the anodes. As the anode casting mesagiratory (2) rotates, the anode is brought to be cooled in the next cooling step, if necessary. After passing through the cooling unit, the anode proceeds to the detachment step (10), where the anode is detached from the mold (3), when the anode temperature is 700-900 degrees. Then, the anode (4) is transferred to the cooling and purification step (21) and, if necessary, for further treatment.
De acordo com a invenção, uma quantidadeexcessiva de água de resfriamento é removida da superfíciede anodo (6) , pelo menos, uma vez entre as etapas deresfriamento (11-15) que ocorrem na unidade de resfriamento(5) . Uma etapa de resfriamento é entendida como sendo umaetapa em que a água de resfriamento é pulverizada sobre asuperfície do anodo durante um tempo necessário, atravésdos jatos de água superiores (9) . De acordo com amodalidade, após a fundição, o anodo é levado para a etapade resfriamento (11) , onde uma quantidade de água deresfriamento é pulverizada sobre a superfície do anodo (6)para o seu resfriamento. De acordo com a modalidade, após aetapa de resfriamento (11), uma excessiva quantidade deágua de resfriamento é removida da superfície do anodo,antes da próxima etapa de resfriamento (12) . 0 dispositivopara remoção da água de resfriamento, isto é, o sistema dedesidratação (16), é, pelo menos, parcialmente posicionadono espaço deixado entre os moldes (3) dispostos na mesagiratória de fundição de anodo. A água de resfriamento (8)é removida da superfície do anodo (6) mediantepressurização, por exemplo, através de uma bomba, queproporciona o bombeamento de uma quantidade de água sobre asuperfície do anodo, de modo que tal quantidade de águadesloque a água de resfriamento da superfície do anodo.According to the invention, an excessive amount of cooling water is removed from the anode surface (6) at least once between the cooling steps (11-15) that occur in the cooling unit (5). A cooling step is understood as a step in which cooling water is sprayed onto the anode surface for a necessary time through the upper water jets (9). According to the mode, after casting, the anode is taken to the cooling stage (11), where an amount of cooling water is sprayed onto the anode surface (6) for cooling. According to the embodiment, after the cooling step (11), an excessive amount of cooling water is removed from the anode surface prior to the next cooling step (12). The device for removal of cooling water, i.e. the dewatering system (16), is at least partially positioned in the space left between the molds (3) disposed in the anode casting table. Cooling water (8) is removed from the anode surface (6) by pressurizing, for example through a pump, which provides for pumping a quantity of water over the anode surface, so that such amount of water displaces the cooling water. of the anode surface.
Em conexão com o equipamento, é disposta umaconexão de água (22), a partir da qual a água para uso nojato superior e para o sistema de desidratação (16) podeser tomada. De acordo com a modalidade, a água épressurizada em uma tubulação (17) ou elemento similar, seestendendo ao longo da largura do anodo (4) , através daqual a água é posteriormente alimentada para os bocais(18) . Os bocais, por exemplo, bocais de ventilação oubocais planos, alimentam a água, preferivelmente, a umavazão de, pelo menos, 10 litros por minuto (=Vmin) , emjatos sob uma adequada pressão, tal como, 3-5 bar, sobre asuperfície de um anodo em movimento, na medida em que osmoldes prosseguem numa seqüência, por exemplo, de 1-2moldes, na mesa giratória de fundição. Ao mesmo tempo,devido ao efeito da cortina aquosa (19) criada pela águapressurizada, a quantidade excessiva de água localizadasobre a superfície do anodo é retirada sobre o lado opostoda superfície de anodo (6) , em relação à direção deprosseguimento (20) do anodo. Assim, o anodo (4) épraticamente seco antes da próxima etapa de resfriamento(12) , pelo que a água de resfriamento pode ser adicionadae, dessa forma, o processo de resfriamento pode serincrementado.In connection with the equipment, a water connection (22) is arranged from which water for use in the upper jet and the dewatering system (16) can be taken. According to the embodiment, water is pressurized into a pipe (17) or similar element extending along the anode width (4), through which water is subsequently fed to the nozzles (18). The nozzles, for example, ventilation nozzles or flat nozzles, preferably supply water at a flow rate of at least 10 liters per minute (= Vmin) in jets under suitable pressure, such as 3-5 bar, on the surface. of a moving anode as the molds proceed in a sequence, for example, 1-2 molds, on the casting turntable. At the same time, due to the effect of the water curtain (19) created by the pressurized water, the excessive amount of water located on the anode surface is removed on the opposite side of the anode surface (6), relative to the anode following direction (20). . Thus, the anode (4) is practically dried before the next cooling step (12), whereby the cooling water can be added and thus the cooling process can be increased.
De acordo com uma modalidade, um anodo éresfriado em cinco diferentes etapas de resfriamento (11-15), em cujo caso a água de resfriamento é removida dasuperfície do anodo em duas etapas, após a primeira etapade resfriamento (11) e imediatamente antes da remoção doanodo da unidade de resfriamento (5) , após a última etapade resfriamento (15) . Obviamente, a água de resfriamentopode ser removida da superfície do anodo dentro do escopodas modalidades da invenção, também, depois de cada etapade resfriamento com água (11-15) . De acordo com umamodalidade, a água é alimentada sobre a superfície do anodoa uma distância (G) , a qual, de acordo com a modalidade,está localizada a 200-300 milímetros da superfície doanodo, de modo que o efeito de descascamento criado pelacortina aquosa alimentada (19) se torna mais vantajoso. Umasolução vantajosa para uma efetiva remoção da água deresfriamento é colocar os bocais com uma disposição deângulo (B) de 20-50 graus, em relação à superfície (6) doanodo em movimento.According to one embodiment, an anode is cooled in five different cooling steps (11-15), in which case cooling water is removed from the anode surface in two steps after the first cooling step (11) and immediately before removal. anode of the cooling unit (5) after the last cooling step (15). Of course, the cooling water can be removed from the anode surface within the embodiments of the invention also after each water cooling step (11-15). According to one embodiment, water is fed over the anode surface at a distance (G) which, according to the embodiment, is located at 200-300 millimeters from the anode surface, so that the peeling effect created by the aqueous curtain fed (19) becomes more advantageous. An advantageous solution for effective cooling water removal is to place the nozzles with an angle (B) arrangement of 20-50 degrees relative to the surface (6) of the moving anode.
No sistema de desidratação (16), os bocais (18)podem também ser dispostos para a água de alimentação emdiversas filas, em cujo caso, o número de tubulações (17)pode ser também de dois ou mais. Quando necessário, umaparte dos bocais (18) pode ser tirada de uso, podendo serutilizada apenas uma parte dos anodos. Na figura 3 émostrado como a tubulação (17) e os bocais (18) sãodispostos com relação ao molde (3). 0 ângulo (D) entre osistema de desidratação (16) e o jato de água superior (9)pode variar, de acordo com o aspecto de que a água deresfriamento a ser removida é dirigida por meio da cortinaaquosa de descascamento de anodo (19).In the dewatering system 16, the nozzles 18 may also be arranged for feed water in several rows, in which case the number of pipes 17 may also be two or more. When necessary, a portion of the nozzles (18) may be taken out of use, and only part of the anodes may be used. In Figure 3 it is shown how the pipe (17) and the nozzles (18) are arranged with respect to the mold (3). The angle (D) between the dewatering system (16) and the upper water jet (9) may vary according to the aspect that the cooling water to be removed is directed through the anode peeling water curtain (19). .
Para um especialista versado na técnica, éevidente que as diversas modalidades da invenção não serestringem aos exemplos descritos acima, podendo variardentro do escopo das reivindicações anexas.It will be apparent to one skilled in the art that the various embodiments of the invention will not be limited to the examples described above and may vary within the scope of the appended claims.
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