EP1103325B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abreinigen gegossener Kupferanoden von anhaftenden Resten einer Kalk- und Schwerspatverkrustung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Abreinigen gegossener Kupferanoden von anhaftenden Resten einer Kalk- und Schwerspatverkrustung Download PDF

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EP1103325B1 EP00123622A EP00123622A EP1103325B1 EP 1103325 B1 EP1103325 B1 EP 1103325B1 EP 00123622 A EP00123622 A EP 00123622A EP 00123622 A EP00123622 A EP 00123622A EP 1103325 B1 EP1103325 B1 EP 1103325B1
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cleaned
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22D30/00—Cooling castings, not restricted to casting processes covered by a single main group
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D31/00—Cutting-off surplus material, e.g. gates; Cleaning and working on castings
    • B22D31/002—Cleaning, working on castings

Definitions

  • the invention relates to a method for cleaning cast copper anodes from adhering residues of lime and heavy spar encrustation, the from the Pouring heat of plates at a temperature of approx. 700 to 900 ° C into an elongated water cooling basin Set in and with it in cycles to a lifting area promoted and, once arrived, with a lifting device hand over a subsequent bundling device for further use become.
  • Copper anodes are usually made on one in the industrial production process Casting carousel created, liquid copper in appropriately shaped molds is poured.
  • the molds are here by means of a z. B. barium sulfate solution, the so - called “lime milk sizing", composed of lime milk and Heavy spar, treated and against washing out and excessive heat transfer protected, the solution also being used as a release agent.
  • the anodes which are still approx. 700 to 900 ° C, are removed from the carousel by means of one arranged on an immediately adjacent cooling basin Lifting device immersed in the pool's water bath. In it the anodes are cyclically transported to a lifting area and by means of a Lifting device passed on to a subsequent bundling device (DE-A-2 309 358).
  • the object of the invention is a method and specify a device suitable for carrying it out, with the help of which thorough cleaning of the anodes before the "electrolysis" production step with economic means in accordance with the cyclical production steps of the production chain, especially when casting and cooling the anodes can be.
  • An embodiment of the method provides that preferred cleaning agents Two wire brushes are used that are aligned horizontally and arranged transversely to the transport direction of the anodes arranged rotation axes and can be driven by a separate electric or hydraulic motor.
  • Another embodiment of the method according to the invention provides that as Detergent, or as an additional cleaning aid, high pressure water jets used and sprayed from fixed-pipe nozzle sticks.
  • the cleaning can be done on both at the same time Flat sides of an anode are made. This saves working time and costs.
  • Another embodiment of the method can be used in a so-called "thermal" Cleaning with dry ice blasting, mixed with dry ice pellets, operated be, due to the quenching process at the extreme temperature difference (+ approx. 100 ° C / approx. -74 ° C) a thermal chipping of Sizing crusts is caused.
  • This cleaning medium can consist of one or several nozzle sticks are sprayed.
  • the method according to the invention can also be characterized in that that compared to fixed cleaning agents such as nozzle sticks or Wire brushes etc. the anodes to be cleaned in a preferably vertical direction stored and stored, and vice versa.
  • the anodes can be used for the cleaning process lifted out of the water bath and in a hanging position - at one-sided cleaning with support from a counterholder - with the intended one Detergent or medium are treated.
  • a device for cleaning cast copper anodes from adhering Remains of a size incrustation in particular for carrying out the process according to the invention
  • a method comprising an anode casting machine in the form of a Casting carousels, with a subordinate water cooling basin in which those with a z.
  • Anodes used and during its passage from the size crust or are cleaned of their remnants, has in the labeling part of claim 9 listed characteristic features.
  • Other configurations the device are provided according to the subclaims.
  • Figures 1 to 3 shows in view, top view and Section III-III an embodiment of a cleaning device according to the invention cast copper anodes 10 of adhering contaminants by a Size incrustation from the casting process.
  • this is subordinate to a casting carousel and comprises a water cooling basin 2 with an end 5 arranged at its feed end Lifting device 22 with means 6 for gripping anodes 10 when they are discharged from the casting carousel and for swiveling in and inserting the anodes 10 in the basin 2.
  • the anodes 10 are placed on a transport device 12, for example a transport link chain 17, filed and with this cyclically through the length of the Beckens 2 promoted.
  • a cleaning agent 7, 7 ' or 13, 13 'equipped cleaning station 11 Approximately in the middle of the pool length is a cleaning agent 7, 7 ' or 13, 13 'equipped cleaning station 11, in which the anodes 10 using the Transport chain 17 are spent.
  • the anodes 10 in cooperation with the cleaning agents, e.g. rotating wire brushes 20 or high-pressure spray nozzles on nozzle sticks 7, 7 ', preferably in the event of a misfire Transport cycle, thoroughly cleaned.
  • the anodes 10 when interacting with the detergents in the vertical direction with the help of mechanical elements - e.g. a hydraulic cylinder 14 - relative to fixed Cleaning agents 13, 13'- moved up and down. Or become the anodes held, and the cleaning agents 13, 13 'moved up and down relative to these, as shown in FIG. 1.
  • the Cleaning station 11 according to e.g. Fig. 3 guides 8 and a slidable thereon Carriage 9 and an actuator 14, e.g. an extendable and retractable hydraulic cylinder ready.
  • a link chain is particularly useful as a transport element in the water bath of basin 2 17 of the transport device 12, each with a deflection (18) and a drive station 19 proven, which are best seen in Figure 1.
  • roller brushes 20 are ideal for cleaning as cleaning agents proven, as shown in Figures 1 and 3.
  • high pressure spray nozzles with e.g. fixed-pipe nozzle sticks 7, 7 ', in particular as shown in Fig. 2, are preferred when using Blasting media very effective in anode cleaning.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abreinigen gegossener Kupferanoden von anhaftenden Resten einer Kalk- und Schwerspatverkrustung, wobei die aus der Gießhitze noch ca. 700 bis 900 °C heißen Platten in ein längliches Wasserkühlbecken Zeingesetzt und darin bei taktweisem Transport zu einem Aushebebereich gefördert und, an diesem angekommen, mit einer Aushebeeinrichtung an eine anschließende Bündelungsvorrichtung zur weiteren Verwendung übergeben werden.
Kupferanoden werden im industriellen Produktionsablauf üblicherweise auf einem Gießkarussell erzeugt, wobei flüssiges Kupfer in entsprechend geformte Kokillen gegossen wird. Die Kokillen werden hierbei mittels einer z. B. Bariumsulfatlösung, der sogenannten "Kalkmilchschlichte", zusammengesetzt aus Kalkmilch und Schwerspat, behandelt und gegen Auswaschen sowie zu intensiven Wärmeübergang geschützt, wobei die Lösung auch als Trennmittel eingesetzt wird.
Nach dem Erstarren werden die noch ca. 700 bis 900 °C heißen Anoden vom Karussell mittels einer auf einem unmittelbar anschließenden Kühlbecken angeordneten Abhebevorrichtung in das Wasserbad des Beckens eingetaucht. Darin werden die Anoden taktweise zu einem Aushebebereich transportiert und mittels einer Aushebevorrichtung an eine anschließende Bündelungsvorrichtung weitergegeben (DE-A-2 309 358).
Im Interesse einer zügigen Weiterverarbeitung müssen dabei die Seitenflächen bzw. eine derselben, die aus dem Gießprozeß mit einer Kalkschwerspatkruste, der sogenannten "Schlichte" belegt sind, gründlich derart abgereinigt werden, daß nur noch unwesentliche Rest der Verkrustung zurückbleiben, je weniger, je besser.
Falls die Verkrustung oder Teile davon im nachgeschalteten Produktionsschritt, der Elektrolyse, nicht oder nur unvollkommen beseitigt sind, schlägt sich bei der Reinstkupfererzeugung die "Schlichte" im Elektrolyseschlamm nieder. Dieser mußte bisher dann mit äußerst großem zeitlichen und entsprechend finanziellem Aufwand aus dem Elektrolyseschlamm getrennt werden.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zu dessen Durchführung geeignete Vorrichtung anzugeben, mit deren Hilfe eine gründliche Abreinigung der Anoden vor dem Produktionsschritt "Elektrolyse" mit wirtschaftlichen Mitteln im Einklang mit den taktweisen Produktionsschritten der Produktionskette, insbesondere beim Gießen und Kühlen der Anoden, erreicht werden kann.
Zur Lösung der Aufgabe wird bei einem Verfahren der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art mit der Erfindung vorgeschlagen, daß die Anoden beim Durchlauf durch das Wasserkühlbecken in eine Reinigungsstation eingebracht, darin im Stillstand wenigstens eines Transporttaktes in Relativbewegungen zu einem Reinigungsmittel versetzt, dabei Reste der Schlichtekruste abgereinigt, und anschließend bei wieder einsetzendem taktweisem Transport zur Ausheberichtung am austragsseitigen Ende des Wasserkühlbeckens weitertransportiert werden.
Bei den Relativbewegungen werden bspw. die mit Schlichteteilen überzogenen Seiten einer Anode über eine Anodenplattenlänge nach oben - und im Zusammenwirken mit einem Reinigungsmittel, z.B. einer rotierenden Drahtbürste - wieder die gleiche Strecke nach unten bewegt, wobei sie zum zweitenmal vom Reinigungsmittel erfaßt, dabei gründlich von Schlichteresten befreit, und danach bei wieder einsetzendem Transporttakt weiterbewegt, wobei zugleich am Beckenende eine vorherige fertige Anode aus dem Kühlbecken ausgetragen, und am Aufgabeende eine ungereinigte, frisch gegossene Elektrode in das Becken eingesetzt wird.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht dabei vor, daß als Reinigungsmittel bevorzugt zwei Drahtbürsten verwendet werden, die mit horizontal ausgerichteten und quer zur Transportrichtung der Anoden angeordneten Rotationsachsen ausgestattet und von einem separaten Elektro- oder Hydromotor antreibbar sind.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung sieht vor, daß als Reinigungsmittel, oder als zusätzliches Reinigungshilfsmittel, Hochdruckwasserstrahlen verwendet und aus festverrohrten Düsenstöcken versprüht werden. Dabei können die Abstände zwischen Drahtbürsten bzw. Düsenstöcken und einer abzureinigenden Anodenfläche für eine optimale Reinigungswirkung nach Erfahrung bzw. Erprobung eingestellt werden. Die Abreinigung kann zugleich an beiden Flachseiten einer Anode vorgenommen werden. Das erspart Arbeitszeit und Kosten.
Eine andere Ausgestaltung des Verfahrens kann bei einer sogenannten "thermischen" Reinigung mit Trockeneisstrahlen, untermischt mit Trockeneispellets, betrieben werden, wobei infolge des Abschreckvorgangs bei der extremen Temperaturdifferenz (+ ca. 100 °C / ca. -74 °C) ein thermisch bedingtes Abplatzen von Schlichtekrusten verursacht wird. Dieses Reinigungsmedium kann aus einem oder mehreren Düsenstöcken versprüht werden.
Dabei kann das erfindungsgemäße Verfahren auch dadurch gekennzeichnet sein, daß gegenüber fest angeordneten Reinigungsmitteln wie Düsenstöcke bzw. Drahtbürsten etc. die abzureinigenden Anoden in bevorzugt vertikaler Richtung ab- und aufbewegt werden, et vice versa.
Dabei können die Anoden in bevorzugter Ausführung des Verfahrens zum Reinigungsprozeß aus dem Wasserbad ausgehoben und in hängender Position - bei einseitiger Abreinigung mit Abstützung durch einen Gegenhalter - mit dem vorgesehenen Reinigungsmittel bzw. Medium, behandelt werden.
Eine Vorrichtung zum Abreinigen gegossener Kupferanoden von anhaftenden Resten einer Schlichteverkrustung, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, umfassend eine Anodengießmaschine in Form eines Gießkarussells, mit nachgeordnetem Wasserkühlbecken in welches die mit einer z. B. Bariumsulfatlösung als Schlichte gegen Auswaschen der Gießform sowie in der Funktion eines Trennmittels behandelten, eine Schlichteverkrustung aufweisenden Anoden eingesetzt und bei dessen Durchlauf von der Schlichtekruste bzw. von deren Resten gereinigt werden, weist die im Kennzeichnungsteil von Anspruch 9 aufgeführten kennzeichnenden Merkmale auf. Weitere Ausgestaltungen der Vorrichtung sind entsprechend den Unteransprüchen vorgesehen.
Einzelheiten, zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigen:
Figur 1
eine Seitenansicht eines Schnittes der Vorrichtung nach der Schnittebene 11-11 in Fig. 2,
Figur 2
die Vorrichtung in Draufsicht,
Figur 3
einen Schnitt der Vorrichtung gemäß der Schnittebene III-III in Fig. 2.
Die Zusammenschau der Figuren 1 bis 3 zeigt in Ansicht, Draufsicht und im Schnitt III-III eine erfindungsgemäße Ausführung einer Vorrichtung zum Abreinigen gegossener Kupferanoden 10 von anhaftenden Verunreinigungen durch eine Schlichteverkrustung aus dem Gießprozeß.
Diese ist in der Produktionskette bspw. einem Gießkarussell nachgeordnet und umfaßt ein Wasserkühlbecken 2 mit einer an seinem Aufgabeende 5 angeordneten Hubeinrichtung 22 mit Mitteln 6 zum Ergreifen von Anoden 10 bei deren Austrag aus dem Gießkarussell und zum Einschwenken sowie zum Einsetzen der Anoden 10 in das Becken 2.
Darin werden die Anoden 10 auf eine Transporteinrichtung 12, bspw. eine Transport-Laschenkette 17, abgelegt und mit dieser taktweise durch die Länge des Beckens 2 gefördert.
Etwa in der Mitte der Beckenlänge befindet sich eine mit Reinigungsmitteln 7, 7' bzw. 13, 13' ausgestattete Reinigungsstation 11, in die die Anoden 10 mit Hilfe der Transportkette 17 verbracht werden. Darin angekommen, werden die Anoden 10 im Zusammenwirken mit den Reinigungsmitteln, z.B. rotierenden Drahtbürsten 20 oder Hochdruck-Sprühdüsen an Düsenstöcken 7, 7', bevorzugt bei aussetzendem Transporttakt, gründlichst abgereinigt. Zu diesem Zweck werden die Anoden 10 beim Zusammenwirken mit den Reinigungsmitteln in vertikaler Richtung mit Hilfe von mechanischen Elementen - z.B. einem Hydraulikzylinder 14 - relativ zu feststehenden Reinigungsmitteln 13, 13'- auf- und abbewegt. Oder die Anoden werden festgehalten, und die Reinigungsmittel 13, 13' relativ zu diesen auf- und abbewegt, wie dies die Figur 1 zeigt. Für jeweils eine dieser Ausführungen hält die Reinigungsstation 11 gemäß z.B. Fig. 3 Führungen 8 und einen daran gleitbaren Schlitten 9 sowie ein Betätigungsorgan 14, z.B. einen aus- und einfahrbaren Hydraulikzylinder bereit.
Als Transportorgan im Wasserbad des Beckens 2 hat sich besonders eine Laschenkette 17 der Transporteinrichtung 12 mit je einer Umlenk- (18) und einer Antriebsstation 19 bewährt, die bestens aus der Figur 1 erkennbar sind. Und weiterhin haben sich für die Abreinigung als Reinigungsmittel 13 Walzenbürsten 20 bestens bewährt, wie dies die Figuren 1 und 3 zeigen.
Aber auch Hochdruck-Sprühdüsen mit z.B. festverrohrten Düsenstöcken 7, 7', insbesondere gemäß Darstellung in Fig. 2, sind bei Verwendung eines bevorzugten Strahlmittels bei der Anodenabreinigung sehr effektiv.
Liste der Bezugszeichen
1
Aushebebereich
2
Wasserkühlbecken
3
Aushebeeinrichtung
4
Austragsseitiges Ende
5
Aufgabeende
6
Mittel zum Ergreifen
7
Düsenstock
8
Führungen
9
Schlitten
10
Kupferanoden
11
Reinigungsstation
12
Transporteinrichtung
13
Reinigungsmittel / 13'
14
Mittel zur Erzeugung einer Relativbewegung
15
Einhausung
16
Absaugung
17
Laschenkette
18
Umlenkstation
19
Antriebsstation
20
Walzenbürsten
21
Motor
22
Schwenkvorrichtung
23
Wasserüberlauf
24
Achse
25
Achse
26
Haken

Claims (14)

  1. Verfahren zum Abreinigen gegossener Kupferanoden (10) von anhaftenden Resten einer Schlichteverkrustung, wobei die aus der Gießhitze noch ca. 700 bis 900 °C heißen Platten in ein längliches Wasserkühlbecken (2) eingesetzt und darin bei taktweisem Transport zu einem Aushebebereich (1) gefördert und, an diesem angekommen, mit einer Aushebeeinrichtung (3) an eine anschließende Bündelungsvorrichtung zur weiteren Verwendung übergeben werden,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden (10) beim Durchlauf durch das Wasserkühlbecken (2) in eine Reinigungsstation (11) eingebracht, darin im Stillstand wenigstens eines Transporttaktes in Relativbewegungen zu wenigstens einem Reinigungsmittel (13, 13') versetzt, dabei Reste der Schlichtekruste abgereinigt, und anschließend bei wieder einsetzendem taktweisen Transport zur Aushebeeinrichtung (3) am austragseitigen Ende (4) des Wasserkühlbeckens (2) weitertransportiert werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß als Reinigungsmittel wenigstens zwei Drahtbürsten (20) verwendet werden, die mit horizontal ausgerichteten und quer zur Transportrichtung der Anoden (10) angeordneten Rotationsachsen ausgestattet und von einem separaten Elektro- bzw. Hydraulikmotor (21) antreibbar sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß als Reinigungsmittel, oder als zusätzliches Reinigungshilfsmittel Hochdruckwasserstrahlen verwendet und aus festverrohrten Düsenstöcken (7, 7') versprüht werden.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß Abstände zwischen Drahtbürsten (20) bzw. Düsenstöcken (7, 7') und einer abzureinigenden Fläche einer Anode (10) für eine optimale Reinigungswirkung nach der Erfahrung eingestellt werden.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Abreinigung gleichzeitig an beiden Flachseiten einer Anode (10) vorgenommen wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß bei einem sogenannten "thermischen" Reinigungsverfahren Trockeneisstrahlen, mit Pellets untermischt, bei Drücken von wenigstens 10 bar, aus einem fest verrohrten Düsenstock (7, 7') gegen mindestens eine zu reinigende Flachseite einer Anodenplatte (10) gesprüht werden.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber fest angeordneten Reinigungsmitteln wie Düsenstöcke (7, 7') oder Drahtbürsten (20) etc. die abzureinigenden Anoden (10) in bevorzugt vertikaler Richtung ab- und aufbewegt werden, et vice versa.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß Anoden (10) zum Reinigungsprozeß aus dem Wasserbad ausgehoben und in hängender Position - bei einseitiger Reinigung mit Abstützung durch einen Gegenhalter - mit Reinigungsmittel, (13, 13') behandelt werden.
  9. Vorrichtung zum Abreinigen gegossener Kupferanoden (10) von anhaftenden Resten einer Schlichteverkrustung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-8, umfassend eine Anodengießmaschine in Form eines Gießkarussells, mit nachgeordnetem Wasserkühlbecken (2), in welches die mit einer z. B. Bariumsulfatlösung als Schlichte gegen Auswaschen sowie als Trennmittel behandelten, eine Kalk + Schwerspatverkrustung aufweisenden Anoden (10) eingesetzt und bei dessen Durchlauf von der Schlichtekruste bzw. von deren Resten gereinigt werden, und
    eine dem Wasserkühlbecken (2) zugeordnete, an dessen Aufgabeende (5) angeordnete Schwenkeinrichtung (22) mit Mitteln (6) zum Ergreifen und Einsetzen der Anoden (10) in das Becken (2),
    eine Transporteinrichtung (12, 17) zum taktweisen Fördern von Anoden (10) durch die Länge des Beckens (2),
    eine Aushebeeinrichtung (3) am austragsseitigen Ende (4) des Beckens
    gekennzeichnet durch
    die folgenden Elemente:
    eine mit Reinigungsmitteln (7, 7'; 13, 13') ausgestattete Reinigungsstation (11), etwa im mittleren Bereich des Beckens (2) angeordnet,
    Mittel (14) zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen einer abzureinigenden Anode (10) und Reinigungsmitteln (7, 7'; 13, 13') an bzw. in der Reinigungsstation (11),
    eine Einhausung (15) der Reinigungsstation mit Absaugung (16) zum Anschluß an eine vorhandene Maschinenabsaugung.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung (12) eine endlose Laschenkette (17) mit einer Umlenk- und einer Antriebsstation (18, 19) ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß als Reinigungsmittel mit Stahlborsten bestückte Walzenbürsten (20) an einem mittels Führungen (8) in der Reinigungsstation (11) auf- und abbewegbaren Schlitten (9) angeordnet sind.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Walzenbürsten (20), oder für sich allein, an dem aufund abbewegbaren Schlitten (9) Düsenstöcke (7, 7') angeordnet und für Zuführung eines Hochdruckreinigungsmediums an bewegliche Schläuche angeschlossen sind.
  13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß alternativ Reinigungsmittel (13, 13') feststehend angeordnet, und abzureinigende Anoden (10) mit dem Schlitten (9) relativ zu diesem auf- und abbewegbar sind.
  14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsstation (11) seitlich neben dem Becken (2) auf einem Fundament angeordnet und mit einem oberen Ausleger in die Mitte des Beckens (2) einschwenkbar ausgebildet ist.
EP00123622A 1999-11-25 2000-10-28 Verfahren und Vorrichtung zum Abreinigen gegossener Kupferanoden von anhaftenden Resten einer Kalk- und Schwerspatverkrustung Expired - Lifetime EP1103325B1 (de)

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