CN105219977A - 铜阳极炉及其运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及铜阳极炉及其运行方法。具体而言，铜阳极炉有可绕水平轴摆动的炉筒(2)，其中铜熔液借助于火焰提纯净化为阳极铜。这个炉筒(2)设有完成净化铜浇铸用的出口(10)。在炉筒(2)的出口(10)上安排滑动封闭部(20)，后者至少包括一个固定的耐火封闭部(21)以及可与此相对移动的耐火滑动板(22)。通过滑动板(22)的移动可以缩小或关闭炉筒(2)的出口并以此可以控制铜的流出量。该滑动封闭部(2)可以防止对阳极质量有害的矿渣被吸入铸件。

Description

铜阳极炉及其运行方法
技术领域
本发明涉及铜阳极炉及其运行方法。
背景技术
已知铜阳极炉，其中铜熔液借助于火焰精炼净化为阳极铜，并接着，把铜铸入阳极模。阳极借助于电解进一步处理。阳极的质量对电流消耗有重大影响，因此影响电解的经济性。
如所周知，铜阳极炉包括一个可绕水平轴摆动的炉筒，其中含有95-98%Cu的铜熔液经两个阶段达到约99%的纯度，其中首先氧化不希望有的杂质(首先是硫)，接着，在还原阶段上进一步降低由于氧化而急剧上升的氧含量。铜通过安排在炉筒圆周上的出铜口浇铸。浇铸时炉筒一下下地再旋转，以便调节浇铸速度，并考虑下降的熔液液位。因此有几个缺点。由于出铜口的位置非常接近炉底面，会放出矿渣，以此损害阳极的质量。此外，铜从出铜口到沟槽系统的下落高度大，致使其重新吸收以前艰难地排除的氧，这同样导致阳极质量的退化。此外，喷溅出来的铜严重地污染环境，其中还造成材料损失。
发明内容
本发明的任务在于，创造一种前述类型的使有效地制造阳极质量得到改善的阳极成为可能的铜阳极炉。
根据本发明，提供了具有能绕水平轴线摆动的炉筒(2)的铜阳极炉，其中铜熔液借助于火焰精炼净化为阳极铜，其中，所述炉筒(2)包括圆柱形钢筒(2)以及位于所述圆柱形钢筒(2)内侧的耐火衬壁(4)而且具有用于浇铸净化后的铜用的出口(10)；
在所述炉筒(2)的出口(10)上设有滑动封闭部(20)，所述滑动封闭部(20)包括至少一个固定的耐火封板(21)以及能与之相对移动的耐火滑动板(22)，由此通过所述耐火滑动板(22)的移动可以节流或关闭所述炉筒(2)的放出口，并以此控制铜的流出量；
其中，在所述炉筒(2)的出口范围内设有耐火穿孔石(11)以及与其相连的耐火轴套(13)，所述耐火穿孔石(11)和耐火轴套(13)分别形成放出孔(12,14)，其中所述耐火穿孔石(11)的放出孔(12)呈圆锥形地向所述耐火轴套(13)的方向缩小并形成流入角；其中，在浇铸位置，所述炉筒(2)的所述出口(10)几乎竖直向下地正好处于用于浇铸阳极的沟槽之上的低位并且在整个浇铸过程期间停留在此位置；并且
其中，所述耐火轴套(13)的放出孔(14)呈圆锥形地向所述耐火穿孔石(11)扩大或者具有至少一个呈圆锥形地向所述耐火穿孔石(11)变宽的部分；
其中，通过所述耐火滑动板(22)的滑动单元(24)的移动并且借助所述耐火滑动板(22)的滑动封闭部(20)来控制铜熔液的流动速度；
其中，所述耐火轴套(13)位于所述耐火穿孔石(11)内朝向所述炉筒(2)外部的那一侧；
其中所述耐火穿孔石(11)的放出孔(12)从所述耐火轴套(13)的放出孔(14)通到所述耐火穿孔石(11)的朝向所述炉筒(2)内部的那一侧，并且所述耐火穿孔石(11)的放出孔(12)在紧邻所述炉筒(2)内侧以更大的横截面积呈锥形；并且
其中，设置至少一个固定的耐火封板(21)以及可与此相对移动的耐火滑动板(22)，其中通过所述滑动板(22)的移动可以节流或关闭所述放出口，并可以因此控制铜的流出量。
根据本发明的一实施例，耐火轴套(13)的放出孔(14)向穿孔石(11)呈圆锥形地扩大或者具有至少一个呈圆锥形地向穿孔石(11)变宽的部分。
根据本发明的另一实施例，最好设置带有气体接头的在滑动板(22)中的冲洗塞，在滑动封闭部(20)封闭时借其向放出口(14)鼓入氩气。
根据本发明，提供了运行本发明的铜阳极炉的方法，设有滑动封闭部(20)的出口(10)通过炉筒(2)绕其轴线(A)的摆动，从处于在铜熔液处理期间其所处的熔池上面的位置，置于在整个浇铸过程期间它所停留的浇铸位置。
在按照本发明的铜阳极炉上，为了调节铜的流出速度不是通过炉筒的再旋转考虑同样随着熔液液位下降而下降的流体静压，而是借助于安排在炉筒的出口的滑动封闭部控制该流出量。该出口可通过该炉筒从处于熔池上面的在铜熔液处理期间其所处的位置摆动到有利地其处于紧靠地在用于阳极浇铸的沟槽上面的在低位处的浇铸位置，而且它在整个浇铸过程期间停留在该浇铸位置上。这时有利的是，不会面临矿渣被有害于阳极质量地进入铸件的危险。
另外，铜从出口进入沟槽系统的下落高度小，使铜不溅出。因此，不仅净化费用少得多，而且引起的铜损失也少得多。节省的铜量不必再次熔化，这还意味CO2排放量降低。
由于下落高度较小，不希望有的以前艰难地排除的氧的重新吸收少得多，并因此阳极质量得以改善。
按照本发明的在炉筒的出口上设有滑动封闭部的铜阳极炉的另一个优点在于，出现危险时可以立即紧急停止。
附图说明
现将参照附图对本发明作较详细的说明。附图中：
图1以竖直截面表示按照本发明的铜阳极炉的一个实施例。
具体实施方式
在图1中显示铜阳极炉1，它有一个可绕水平轴线摆动的炉筒2。该炉筒2有一个圆柱形钢筒3以及耐火衬壁4。在该炉筒2中通过装入孔5填充带有95-98%Cu的铜熔液，其中最多填充炉筒容积的60%。该铜熔液在该炉筒2中以本身已知的，因此不再更详细地描述的方法借助于火焰精炼净化至有约99%Cu的阳极铜。这时，首先氧化不希望有的杂质(首先是硫)，接着，在还原阶段上再次降低通过氧化而急剧上升的氧含量。
该炉筒2在其圆周上设有出口10，用来把净化后的铜浇铸入附图中没有示出的沟槽系统。在耐火衬壁4的出口范围内有一块具有放出孔12的耐火穿孔石11，以及一个相连的带有放出孔14的耐火轴套13。构造该穿孔石11放出孔12，从而其向轴套13缩小并形成相应的流入角。该耐火轴套13的放出孔14呈圆锥形地向穿孔石11扩大或者具有至少一个呈圆锥形向穿孔石11变宽的部分。
按照本发明，在炉筒2的出口10上安排一个滑动封闭部20，它包括一个固定的耐火封板21以及一个可与此相对移动的耐火滑动板22。该固定的耐火封板21固定在安装于炉筒2上的外壳23上，并密封地靠于耐火轴套13上。该耐火滑动板22有一个滑动单元24。通过滑动单元24和装入其中的滑动板22的移动，可以该炉筒2的由放出孔12,14形成的放出口从图1所示的打开位置移动到节流位置或关闭位置。
当然，可以用带有两个固定封板和一个可在它们之间移动地安排的滑动板的滑动封板来代替只有一个固定封板的滑动封闭部。
耐火穿孔石11大的入口角和耐火轴套13(放出孔14的圆锥形部)的形成有利用：把尽可能多的热铜引到滑动封闭部20附近，以此减小在滑动封闭部20封闭时铜在浇铸通道中凝固的倾向。
在滑动封闭部20封闭时最好还通过设置在该滑动板22内带有气体接头的冲洗塞(Spuelstopfen)将氩气(对此不再赘述鼓入放出口)，从而附带地防止铜在放出口处这样的冻结。
在铜熔液处理期间设有滑动封闭部20的出口10处于位于熔池上面的位置。为了进行浇铸，其通过把炉筒2摆动被置于浇铸位置，在浇铸位置其在紧靠地在用于阳极浇铸的沟槽上面的低位，并其在整个浇铸过程期间停留在此位置上。为了调节铜的流出速度(浇铸速度)，不通过炉筒2的再旋转考虑同样随着熔液液位下降而下降的流体静压，而是通过滑动单元24的移动借助滑动封闭部20控制流动速度。这带来几个重大的优点。
以此，使该出口10总是处于低位，因此不会面临铸件引入对阳极质量有害的矿渣的危险。
另外，铜从出口10到沟槽系统的下落高度小，因此铜不会溅出。以此不仅净化费用少得多，而且引起的铜损失也少得多。因此，例如，在一个每月120吨的阳极炉上，可以多浇铸100-120吨阳极。节省的铜量不必再次熔化，这又意味降低CO2的排放量。
通过较小的下落高度使不希望的重新吸收以前艰难地排除的氧少得多，因此阳极质量得以改善。还可能借助于屏蔽管(Schattenrohres)完全隔离空气的氧。
按照本发明在炉筒的出口上设有滑动封闭部的铜阳极炉的另一个优点在于，出现危险时可以立即紧急停止。

Claims (4)

1.具有能绕水平轴线摆动的炉筒(2)的铜阳极炉，其中铜熔液借助于火焰精炼净化为阳极铜，其中，所述炉筒(2)包括圆柱形钢筒(3)以及位于所述炉筒(2)内侧的耐火衬壁(4)而且具有用于浇铸净化后的铜用的出口(10)；
在所述炉筒(2)的出口(10)上设有滑动封闭部(20)，所述滑动封闭部(20)包括至少一个固定的耐火封板(21)以及能与之相对移动的耐火滑动板(22)，由此通过所述耐火滑动板(22)的移动可以节流或关闭所述炉筒(2)的放出口，并以此控制铜的流出量；
其中，在所述炉筒(2)的出口范围内设有耐火穿孔石(11)以及与其相连的耐火轴套(13)，所述耐火穿孔石(11)和耐火轴套(13)分别形成放出孔(12,14)，其中所述耐火穿孔石(11)的放出孔(12)呈圆锥形地向所述耐火轴套(13)的方向缩小并形成流入角；其中，在浇铸位置，所述炉筒(2)的所述出口(10)几乎竖直向下地正好处于用于浇铸阳极的沟槽之上的低位并且在整个浇铸过程期间停留在此位置；并且
其中，所述耐火轴套(13)的放出孔(14)呈圆锥形地向所述耐火穿孔石(11)扩大或者具有至少一个呈圆锥形地向所述耐火穿孔石(11)变宽的部分；
其中，通过所述耐火滑动板(22)的滑动单元(24)的移动并且借助所述出口(10)的滑动封闭部(20)来控制铜熔液的流动速度；
其中，所述耐火轴套(13)位于所述耐火穿孔石(11)内朝向所述炉筒(2)外部的那一侧；
其中所述耐火穿孔石(11)的放出孔(12)从所述耐火轴套(13)的放出孔(14)通到所述耐火穿孔石(11)的朝向所述炉筒(2)内部的那一侧，并且所述耐火穿孔石(11)的放出孔(12)在紧邻所述炉筒(2)内侧的那一侧以更大的横截面积呈锥形；并且
其中，设置至少一个固定的耐火封板(21)以及可与此相对移动的耐火滑动板(22)，其中通过所述滑动板(22)的移动可以节流或关闭所述炉筒(2)的放出口，并可以因此控制铜的流出量。
2.按照权利要求1的铜阳极炉，其特征在于，耐火轴套(13)的放出孔(14)向穿孔石(11)呈圆锥形地扩大或者具有至少一个呈圆锥形地向穿孔石(11)变宽的部分。
3.按照权利要求1的滑动封闭部，其特征在于，最好设置带有气体接头的在滑动板(22)中的冲洗塞，在滑动封闭部(20)封闭时借其向放出口(14)鼓入氩气。
4.运行按照权利要求1至3中任一项的铜阳极炉的方法，其特征在于，设有滑动封闭部(20)的出口(10)通过炉筒(2)绕其轴线(A)的摆动，从处于在铜熔液处理期间其所处的熔池上面的位置，置于在整个浇铸过程期间它所停留的浇铸位置。
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