DE1783117B1 - Abstichofen - Google Patents

Description

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Verfahren zur kontinuierlichen Raffination von Me- ofen 1 umfaßt eine Stahlhülle 4, die mit einer geeigtallen in einem einzigen Ofen verwendet werden, bei neten feuerfesten Auskleidung 5 ausgekleidet und an dem man nicht-raffiniertes Metall in eine Raffinier- der Stahlhülle 6 des Schmelz- und Konverterofens 2 kammer des Ofens einführt, das Metall durch die befestigt ist, vorzugsweise derart, daß er zur Wartung Raffinierkammer zu einem Auslaß fließen läßt, ein 5 und Reparatur des Abstichlochofens oder des Kupoxydierendes Gas in der Raffinierkammer in aufein- ferabstichloches abnehmbar ist. Die feuerfeste Ausanderfolgenden Stellen entlang desselben, sowie kleidung 5 des Abstichlochofens 2 ist derart einge-Flußmittel in die Raffinierkammer einführt, die baut, daß sich eine zylindrische, konische oder ellip-Schlacke in einer Schlackeabsetzkammer abfließen soide Kammer 7 axial mit dem Abstichloch ergibt, läßt und das raffinierte Metall aus dem Abstichloch io so daß der Flamme aus der Brenneröffnung 8 und der Raffinierkammer austritt, wobei der Abstichofen den Verbrennungsgasen auf ihrem Weg zur Auslaßam Auslaßende des Abstichloches angebracht ist. öffnung 9 für das Verbrennungsgas eine spiralige Be-Auf diese Weise wird bei Schmelz-, Konvertier- wegung erteilt werden kann. Die Brenneröffnung 8 oder Raffinationsverfahren mit diesem Ofen ein Tem- und der Abgasauslaß 9 liegen vorzugsweise tangential peraturprofil längs der Achse des Abstichloches ein- 15 zur Kammer 7 im Abstichlochofen. Es kann jeder gegestellt, und entsprechende Profile werden über die eignete gasgefeuerte oder ölgefeuerte Brenner in der umgebende feuerfeste Auskleidung parallel zum Ab- Brenneröffnung 8 verwendet werden. Die feuerfeste stichloch eingestellt, wobei die Endtemperaturen (am Auskleidung am Boden des Abstichlochofens ist so Ende herrschenden Temperaturen) dieser Profile geneigt, daß schmelzflüssiges Kupfer, das aus dem durch die Temperatur des Abstichlochofens und die 20 Abstichloch austritt, frei durch den Abstichlochofen Temperatur des geschmolzenen Kupfers in der Vor- und nach außen in eine geeignete Pfanne, Form, oder richtung zum kontinuierlichen Schmelzen und Kon- ein entsprechendes Aufnahmegefäß, fließt. Vorzugsvertieren bestimmt werden. Wenn alle das Tempera- weise wird der Abstichlochofen mit einer Schiebeturprofil im Abstichloch ausmachenden Tempera- tür 10 am vorderen Ende ausgestattet, wobei die Tür türen wesentlich über dem Schmelzpunkt von Kup- 25 mit einem Schlitz 11 versehen ist, welcher den Zufer liegen, fließt Kupfer frei und kontinuierlich aus gang zum Verstopfen des Abstichloches und das Ausdem Abstichloch, ohne daß die Gefahr des Einfrie- fließen des geschmolzenen Kupfers aus dem Abstichrens im Abstichloch oder an dessen Auslaß besteht. lochofen gestattet. An der Tür 10 ist auch ein Hand-Das Temperaturprofil im Abstichloch kann kontrol- griff 13 vorgesehen, um das Schieben zu erleichtern, liert werden, um ein Ventil vom Gefrier-Schmelztyp 30 Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß die feuerzu bilden, wenn ein intermittierendes Abstechen feste Auskleidung, welche das Kupferabstichloch 3 von Kupfer erforderlich ist. Kupfer im Abstichloch umgibt, und in Form von einem Abstichblock 12 oder wird erhitzt, wodurch eine Änderung des Zustandes mehreren Abstichblöcken 12 vorliegen kann, eine von festem Kupfer zu flüssigem Kupfer bewirkt wird, hohe Wärmeleitfähigkeit haben sollte, damit das Temdas durch das Abstichloch fließen kann, wenn man 35 peraturprofil im Abstichloch schnell auf Temperatur-Kupfer aus dem Ofen zur kontinuierlichen Schmel- änderungen anspricht, die im Abstichlochofen bezung und Konvertierung abstechen will. Wenn man wirkt werden.

den Fluß von Kupfer aus dem Abstichloch anhalten Als Beispiel wurde ein Versuchsofen mit einem will, wird der Abstichlochbrenner klein gedreht, um Abstichlochofen versehen, dessen Außenabmaße die Abstichlochtemperatur zu vermindern, und ein 40 45,7 · 45,7 · 45,7 cm (18 · 18 · 18") betrugen und der Tonpfropfen oder ein Metallpfropfen, der ent- einen Innenraum von praktisch zylindrischer Form weder manuell oder mechanisch betätigt wird, wird mit einem Durchmesser von etwa 30,5 cm (12") aufzum Abdichten des Abstichloches und zur Unter- wies. Der Abstichlochofen war axial zu einem Abbrechung des Fließens von Kupfer verwendet, das stichloch und am äußeren Ende desselben angeordsich dann im Abstichloch nahe dessen äußerem Ende 45 net, das Teil ernes Ofens bildete, welcher geschmolverfestigt. Wenn man wieder Abstechen will, wird die zenes Kupfer enthielt. Das Abstichloch hatte einen Temperatur des Ofenabstichloches vergrößert, der Durchmesser von 19 mm (³A") und eine Länge von Ton- oder Metallpfropfen wird herausgenommen und 22,9 cm (9") und war in einem Chrommagnesitdas Kupfer im Abstichloch wieder geschmolzen und stein ausgebildet. Der Abstichlochofen war mit fließt durch das Abstichloch. Es sei betont, daß der 5° einem Brenner mit einer Gasbrennkapazität von obenerwähnte Stopfen nur den Kupferfluß anfänglich 35 280 kcal/Std (140 000 B.t.u./h) versehen. Bei ananhält und daß danach das Einfrieren des Kupfers fänglich kaltem Abstichlochofen wurde ein Kupferim Abstichloch als Ergebnis der Abnahme der Tem- stab, der sich durch die Länge des Abstichloches erperatur des Abstichlochofens die Hauptschranke für streckte, herausgeschmolzen, und Kupfer begann den weiteren Fluß des Kupfers darstellt. 55 6 Stunden nach dem Anheizen des Abstichlochofens Die Erfindung wird nun ausführlicher an Hand herauszufließen. Es wurde jedoch festgestellt, daß der Zeichnung beschrieben, worin: die Aufheizzeit stark von der Anfangstemperatur des Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht einer Ausfüh- Äbstichlochofens abhing. Wenn der Abstichlochofen rungsform des Abstichlochofens, der am Auslaßende beim Aufheizen noch heiß war, beispielsweise nach des Kupferabstechloches eines Ofens zur kontinuier- 60 dem Abstechen und Verstopfen, verstrichen nur 1 liehen Schmelzung und Konvertierung von Kupfer- bis 5 Minuten, bevor das verfestigte Kupfer im Abkonzentraten eingebaut ist, darstellt, und stichloch schmolz und das Fließen von Kupfer be-F i g. 2 eine Schnittansicht des Abstichlochofens gann. Bei den Versuchen wurde das Fließen von Kupvom Ende her ist. fer angehalten, indem die Temperatur des Abstichln F i g. 1 und 2 ist der Abstichlochofen gezeigt, 65 lochof ens vermindert und das Abstichloch mit einem der auf einen Ofen 2 zur kontinuierlichen Schmelzung kleinen extrudierten Tonpfropfen oder mit einem und Konvertierung am Auslaßende des Kupferab- wassergekühlten konischen Stahlstopfen verschlossen stichlochofens 3 aufgesetzt ist. Der Abstichloch- wurde. Bei den meisten Prüfungen wurden die Stop-

fen mechanisch nach dem Aufheizen des Abstichlochofens entfernt, und zwar gerade vor der Zeit, wo man abstechen wollte, was durch Schmelzen des Kupfers im Abstichloch erfolgte. Bei einigen Versuchen ließ man zu, daß der Tonpropfen durch das frisch geschmolzene Kupfer im Abstichloch herausgedrückt wurde. Die maximale Temperatur des Abstichlochofens betrug etwa 1150⁰C (2100⁰F) und die Fließgeschwindigkeiten des Kupfers betrugen 68 bis 136 kg/min.

Die obige Verbesserung in der Aufgabe und im Abstich ist deutlich eine wichtige Entwicklung des kontinuierlichen Schmelzens und Konvertierens von Kupferkonzentraten zu metallischem Kupfer.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 lichen Schmelz- und Konvertierungsverfahren hoch- Patentansprüche: gradig exotherme Reaktionen im Bad und letzteres stellt eine Wärmequelle dar, die noch wichtiger ist

1. Abstichofen zur Regelung der Temperatur als diejenige, die durch Strahlung von der Verbrendes Abstichloches eines Schmelz-, Konvertier- 5 nungsflamme, von den Verbrennungsgasen und von oder Raffinationsofens mit länglicher Ofenkam- den Wänden der Vorrichtung zur kontinuierlichen mer, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzung und Konvertierung geliefert wird, wobei Abstichofen (1) am Metallauslaufende des Ofens sich das Bad in direktem Kontakt mit der zu schmel-(2) abnehmbar befestigt, eine Kammer (7) mit zenden Charge befindet.

dem Abstichloch des Ofens (2) ausgerichtet, eine io Es wurde gefunden, daß die Abstichmethoden, die feuerfeste Auskleidung (5) um die Kammer (7), üblicherweise bei Konvertern, Anodenöfen, Drahteine äußere Hülle (4) um die feuerfeste Ausklei- baumöfen und dergleichen in Gebrauch sind, für die dung (5), ein Brenner zur Beheizung der Kammer Verwendung in Verbindung mit einer kontinuier-(7) sowie ein Auslaß (11) zum Ablassen des Me- liehen Schmelz- und Konvertiervorrichtung nicht tails vorgesehen sind. 15 praktisch sind; ebensowenig viele der Methoden, die

2. Abstichofen nach Anspruch 1, dadurch ge- zum Abstechen von anderen geschmolzenen Materiakennzeichnet, daß der Boden der Kammer (7) lien als Kupfer aus metallurgischen Öfen üblich sind, des Abstichofens (1) nach unten gegen den Me- Das Vorliegen einer Schicht von geschmolzenem tallauslaß (11) des Abstichofens (1) hin geneigt Sulfid und einer Schicht von Schlacke über dem ist. 20 Kupfer in einer kontinuierlichen Schmelz- und Kon-

3. Abstichofen nach Anspruch 1 und 2, da- Vertiervorrichtung verhindert die Anwendung der durch gekennzeichnet, daß die Kammer (7) des herkömmlichen Abstichmethoden durch Überlaufen. Abstichofens (1) in der senkrechten Ebene einen Überdies ist beim intermittierenden oder kontinuierpraktisch kreisförmigen Querschnitt hat und der liehen Abstechen die zulässige Fließgeschwindigkeit Brenner so angeordnet ist, daß der Brenner- 25 von Kupfer klein im Vergleich zu derjenigen, die flamme aus der Brenneröffnung (8) um die Wand erhalten würde, wenn der Ofen weniger häufig abgeder Kammer eine spiralige Bewegung erteilt wer- stachen würde. Es ist daher notwendig, ein Abstichden kann. loch mit kleinem Durchmesser zu verwenden, was

4. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach von selbst die Anwendung einiger herkömmlicher AbAnspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß 30 Stichmethoden verhindert. Die geringe Fließgeschwinman die Temperatur des Abstichloches so ein- digkeit von Kupfer in Verbindung mit einem verreguliert, daß das Metall beim Abstich im flüs- hältnismäßig hohen Kupferschmelzpunkt würde auch sigen Zustand gehalten und festes Metall gebildet dazu führen, daß Kupfer zum Abkühlen und zur wird, wenn der Abstich beendet werden soll. Verfestigung im Abstichloch neigt und den weiteren

35 Fluß von Kupfer verhindert.

Es wurde nun gefunden, daß die Probleme des

kontinuierlichen Abstechens von Kupfer aus einer

Vorrichtung zur kontinuierlichen Schmelzung und

Konvertierung von Kupferkonzentraten und -erzen,

40 aber auch bei der Raffination, überwunden werden

Die Erfindung betrifft einen Abstichofen zur Re- können, indem man einen Abstichofen vorsieht, der gelung der Temperatur des Abstichloches eines mit einem Brenner oder mit mehreren Brennern verSchmelz-, Konvertier- oder Raffinationsofens mit sehen ist, und am äußeren Ende oder Auslaßende länglicher Ofenkammer sowie ein Verfahren zu des- des Kupferabstichloches liegt, und somit das Abstichsen Betrieb. 45 loch und die umgebende feuerfeste Auskleidung, die

Eine neuere Entwicklung sind kontinuierliche im Abstichofen freiliegen, auf eine Temperatur erhitzt Schmelz- und Konvertierverfahren, bei denen die werden, die willkürlich kontrolliert werden kann, Schmelzgeschwindigkeit beträchtlich höher sein kann und zwar von einer Temperatur wesentlich über dem als im herkömmlichen Flammofen. In letzterem er- Schmelzpunkt des Kupfers bis herab auf etwa hält die Charge auf den Beschickungslagen Hitze vor 50 650² C.

allem durch Strahlung von der Verbrennungsflamme, Der Abstichofen ist dadurch gekennzeichnet, daß

von den Ofengasen und von den Ofenwandungen, und am Metallauslaufende des Ofens abnehmbar beder thermische Wirkungsgrad ist nicht groß. Obwohl festigt, eine Kammer mit dem Abstichloch des Ofens wenig oder keine Wärme im geschmolzenen Bad ge- ausgerichtet, eine feuerfeste Auskleidung um die bildet wird, stellt das Bad eine Quelle gespeicherter 55 Kammer, eine äußere Hülle um die feuerfeste Aus-Wärme dar, und das Aufgeben von feuchtem Kon- kleidung, ein Brenner zur Beheizung der Kammer zentrat auf die Badoberfläche wurde schon vorge- sowie ein Auslaß zum Ablassen des Metalls vorgeschlagen, z. B. in der USA.-Patentschrift 2 657 990. sehen sind.

Es wurde auch vorgeschlagen, z. B. in der USA.- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der

Patentschrift 3 222 162, daß die Schmelzgeschwin- 60 Boden der Kammer des Abstichofens nach unten gedigkeiten im herkömmlichen Flammofen erhöht wer- gen den Metallauslaß des Abstichofens hin geneigt, den können, indem geschmolzenes Material vom Bad Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform auf die Beschickungslagen gespritzt bzw. gegossen hat die Kammer 7 des Abstichofens in der senkrechwird, wobei das geschmolzene Material im wesent- ten Ebene einen praktisch kreisförmigen Querschnitt liehen überhitzt und das Aufspritzen oder Schütten 65 und der Brenner ist so angeordnet, daß der Brennerdurch Einblasen von sauerstoffreichem Gas in das flamme aus der Brenneröffnung um die Wand der Bad in der Nähe der Beschickung bewirkt wird. Kammer eine spiralige Bewegung erteilt werden kann.

Im Gegensatz dazu erfolgen bei einem kontinuier- Der Abstichofen kann auch mit Vorteil bei einem