EP3363919A1 - Verfahren zum herstellen von wasserstoffarmen kupfer und kupferschmelze sowie kupferelement und schmelezofen - Google Patents

Verfahren zum herstellen von wasserstoffarmen kupfer und kupferschmelze sowie kupferelement und schmelezofen Download PDF

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EP3363919A1
EP3363919A1 EP18156596.1A EP18156596A EP3363919A1 EP 3363919 A1 EP3363919 A1 EP 3363919A1 EP 18156596 A EP18156596 A EP 18156596A EP 3363919 A1 EP3363919 A1 EP 3363919A1
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EP
European Patent Office
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copper
less
purge gas
ppm
hydrogen
Prior art date
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Pending
Application number
EP18156596.1A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Olaf Schwedler
Roland Harings
Hendrik Busch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KME MANSFELD GMBH
Original Assignee
MKM Mansfelder Kupfer und Messing GmbH
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00—Obtaining copper
    • C22B15/0026—Pyrometallurgy
    • C22B15/006—Pyrometallurgy working up of molten copper, e.g. refining
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
    • B22D1/002—Treatment with gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/05—Refining by treating with gases, e.g. gas flushing also refining by means of a material generating gas in situ
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/16—Introducing a fluid jet or current into the charge
    • F27D2003/166—Introducing a fluid jet or current into the charge the fluid being a treatment gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D27/00—Stirring devices for molten material
    • F27D2027/002—Gas stirring

Definitions

  • the invention relates to a method for producing hydrogen-poor copper in a smelting furnace with a rotating impeller inserted in a molten copper and a copper melt and a copper element and a melting furnace.
  • the amount of the introduced gas and / or the treatment time is varied.
  • the object of the invention is to improve the prior art.
  • the object is achieved by a method for producing low-hydrogen copper in a melting furnace with a introduced in a molten copper rotary impeller, wherein a purge gas is introduced through the rotating impeller into the molten copper and formed during introduction of the purge gas purge gas bubbles through the rotating impeller in the Copper melt are distributed so that a purge gas treatment of the copper melt takes place and in the copper melt befindaji hydrogen is reduced, wherein during the introduction of the purge gas a Rotational speed of the rotating impeller is less than 200rpm, less than 150rpm, less than 100rpm, less than 60rpm or less than 30rpm.
  • the essence of the invention is based in particular on the fact that a rotating impeller is introduced into the molten copper, through which appropriate purge gases are introduced into the molten copper and distributed through the propeller associated with the impeller.
  • the bubbles in the purge gas in the molten copper then take up the hydrogen accordingly and transport it out of the molten copper by outgassing.
  • a “smelting furnace” is a device in which copper starting materials are liquefied and / or liquid copper, in particular thermal, is treated in order to be applied to the Copper melt to be able to act.
  • the term "copper” is understood in particular to mean a metal or a metal alloy which has at least a proportion of 50% by mass of Cu. Also referred to as copper, the metal or metal alloy, which has a minimum proportion of 99% by mass or even higher purity levels of Cu.
  • low in hydrogen it is meant that the proportion of elemental and / or gaseous hydrogen (H 2 ) to "untreated” copper or untreated copper melt is “reduced” and the number of bubbles or, correspondingly, the size of the bubbles on the surface of copper parts to copper parts untreated copper is reduced.
  • reducing the hydrogen corresponds in particular to reducing the concentration of hydrogen in the copper melt or corresponding downstream products.
  • a "molten copper” is copper or a copper alloy with viscous properties.
  • the copper or correspondingly the copper alloy in the copper melt has a certain viscosity, so that, for example, stirring by means of an agitator (impeller) is possible.
  • purge gas different gases can be used. For example, nitrogen (N 2 ) or CO or mixtures thereof can be used. Also noble gases and other inert gases or gas mixtures can be used become. It is particularly advantageous if the purge gas is substantially free of oil and / or dry.
  • the "purge gas” should no impurities such as hydrogen, moisture (water) u./o. Contain oil, otherwise it could itself become the source of hydrogen for the copper.
  • the "impeller” usually protrudes partially into the molten copper and impresses by means of rotation of the molten copper to a rotation, whereby a mixing of the molten copper takes place. Both the copper melt and the purge gas bubbles are distributed in the copper melt. Thus, the hydrogen in the molten copper has sufficient opportunity to diffuse into the purge gas bubbles.
  • the impeller is thereby formed by a hollow shaft, through which the purge gas is transported, and a stirrer.
  • the stirrer can be designed as a propeller stirrer, inclined blade stirrer, disc stirrer, swash plate stirrer, hollow blade stirrer, impeller stirrer, crossbar stirrer, anchor stirrer, blade stirrer, lattice stirrer, helical stirrer or toothed disc stirrer, the purge gas in each case being supplied via the stirrer to the molten copper.
  • the shaft is impressed in particular by means of a motor, a "rotation speed", so that the stirrer and thus the impeller rotate at this rotational speed.
  • Rotation speed is also called revolution speed or rotation speed.
  • this size indicates how many times in a given one Time interval of the body (here the impeller / the shaft) performs a complete rotation.
  • the production of the low-hydrogen copper in a continuous process in particular in a continuous process.
  • the purge gas is substantially free of oil and dry, Ar, N 2 or CO being used as purge gas.
  • the copper melt has a temperature above 1100 ° C.
  • the rotor consists essentially of ceramic, graphite or a ceramic-graphite mixture.
  • additional purge gas can be introduced into the molten copper.
  • the object is achieved by a copper melt which has a hydrogen content of less than 1 ppm, less than 0.8 ppm, less than 0.5 ppm, less than 0.2 ppm or less than 0.1 ppm.
  • a copper melt which has hydrogen concentrations which were previously unreachable with prior art methods.
  • the object is achieved by a copper element, in particular copper profile, which is produced from a previously described copper melt and which has a hydrogen content of less than 1 ppm, less than 0.8 ppm, less than 0.5 ppm, less than 0.2 ppm or less than 0.1 ppm ,
  • the object is achieved by a melting furnace with an impeller, wherein the melting furnace is set up such that a previously described method is performed.
  • a melting furnace 101 for copper has a furnace wall 109, a melting chamber 103 formed by the furnace wall 109, a hollow shaft 105 consisting of a ceramic-graphite mixture with associated impeller stirrer 107, which together form an impeller 106.
  • a purge block 113 with an associated gas access 115 is arranged in the furnace wall 109.
  • the hollow shaft 105 has a cavity 108.
  • the cavity 108 leads to the impeller 107, which has openings 112. Purging gas can thus be introduced into a molten copper in the melting space 103 via a purge gas inlet 110.
  • the present melting furnace 101 is suitable for a continuous production process of copper.
  • copper raw material is introduced into the melting furnace 101 via the inlet 117 and continuously discharged via the melt outlet 111.
  • a copper melt (not shown) is introduced into the melting space 103.
  • a part of the hollow shaft 106 and the impeller 107 are immersed in the molten copper.
  • the hollow shaft 105 is driven by a motor (not shown) and rotated at a speed of 30 rpm. At this time, the impeller 107 mixes the molten copper. Meanwhile, via the purge gas inlet 110, the cavity 108 and the openings 112 of the Impellerrlochers 107 and the inner purge 113 oil-free and dry Nitrogen (N 2 ) introduced. In one alternative, the introduction takes place exclusively via the impeller 106.
  • oxygen (O 2 ) is introduced into the molten copper via the gas inlet 115 of the purging plug 113 and / or the impeller 106.
  • oxygen bubbles form, into which the hydrogen present in the molten copper diffuses and, if necessary, is bound.
  • the thus reduced by the hydrogen molten copper melt is then continuously fed via the melt outlet 111 for further processing to copper elements, such as copper profiles.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von wasserstoffarmem Kupfer in einem Schmelzeofen mit einem in einer Kupferschmelze eingebrachten rotierenden Impeller, wobei durch den rotierenden Impeller hindurch ein Spülgas in die Kupferschmelze eingebracht wird und beim Einbringen des Spülgases entstehende Spülgasbläschen durch den rotierenden Impeller in der Kupferschmelze verteilt werden, sodass eine Spülgasbehandlung der Kupferschmelze erfolgt und in der Kupferschmelze befindlicher Wasserstoff vermindert wird, wobei während des Einbringens des Spülgases eine Rotationsgeschwindigkeit des rotierenden Impellers weniger als 200U/min, weniger als 150U/min, weniger als 100U/min, weniger als 60U/min oder weniger als 30U/min beträgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von wasserstoffarmem Kupfer in einem Schmelzeofen mit einem in einer Kupferschmelze eingebrachten rotierenden Impeller und eine Kupferschmelze sowie ein Kupferelement und ein Schmelzeofen.
  • Bei der Herstellung von Kupferteilen, wie beispielsweise Halbzeugen, verursacht ursprünglich in der Kupferschmelze befindlicher Wasserstoff Blasen an der Oberfläche der Kupferteile. Um entsprechende Qualitäten bereitzustellen, bei denen die Blasen vermindert sind oder entsprechend nicht auftreten, werden hergestellte Kupferelemente, wie beispielsweise Halbzeug, mit dem Auge nach derartigen Blasen untersucht und entsprechend aussortiert. Diese Verfahren sind sowohl zeitaufwendig als auch schlecht reproduzierbar.
  • Allgemeine Informationen zur Behandlung von Kupferschmelzen können Friedrich und Kräutlein; Melt Treatment of Copper and Aluminium - The Complex Step before Casting. in Metallurgija - Journal of Metallurgy 2006, 251 - 266, entnommen werden.
  • Es ist bekannt, in einer Schmelze durch Einfügen von Gasblasen den Wasserstoffgehalt der Schmelze zu verringern. Dabei stehen unterschiedliche Möglichkeiten des Einbringens von Gasblasen zur Verfügung. Zum einen mittels eines Impellers, durch den das Gas geführt und durch Rotieren in die Kupferschmelze eingebracht wird, zum anderen durch Spülsteine, welche im unteren Bereich eines Kupferschmelzeofens angeordnet sind oder unter Verwendung einer Spülgaslanze, welche in die Kupferschmelze eingeführt wird und über die Gasblasen der Kupferschmelze zugeführt werden können. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Gasblasen möglichst klein sind und/oder in großer Anzahl vorliegen. Dadurch kann auf die Reaktionsfläche Einfluss genommen werden, da Wasserstoff aus dem Kupfer in die einzelnen Gasblasen hineindiffundiert.
  • Um die Qualität des hergestellten Kupfers in Bezug auf den Wasserstoffgehalt zu erhöhen, wird nach dem Stand der Technik die Menge des eingebrachten Gases und/oder die Behandlungsdauer variiert.
  • Aufgabe der Erfindung ist es den Stand der Technik zu verbessern.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Herstellen von wasserstoffarmem Kupfer in einem Schmelzeofen mit einem in einer Kupferschmelze eingebrachten rotierenden Impeller, wobei durch den rotierenden Impeller hindurch ein Spülgas in die Kupferschmelze eingebracht wird und beim Einbringen des Spülgases entstehende Spülgasbläschen durch den rotierenden Impeller in der Kupferschmelze verteilt werden, sodass eine Spülgasbehandlung der Kupferschmelze erfolgt und in der Kupferschmelze befindlicher Wasserstoff vermindert wird, wobei während des Einbringens des Spülgases eine Rotationsgeschwindigkeit des rotierenden Impellers weniger als 200U/min, weniger als 150U/min, weniger als 100U/min, weniger als 60U/min oder weniger als 30U/min beträgt.
  • Der Kern der Erfindung beruht insbesondere darauf, dass in die Kupferschmelze ein rotierender Impeller eingebracht wird, durch welchen entsprechende Spülgase in die Kupferschmelze eingebracht und durch den zum Impeller zugehörigen Propeller verteilt werden. Die in der Kupferschmelze befindlichen Bläschen aus dem Spülgas nehmen dann entsprechend den Wasserstoff auf und transportieren diesen durch Ausgasen aus der Kupferschmelze heraus.
  • Überraschender Weise hat sich gezeigt, dass dieser Effekt bei Rotationsgeschwindigkeit unterhalb von 200U/min oder bei Werten darunter deutlich verbessert ist. Hervorragende Resultate werden insbesondere bei Rotationsgeschwindigkeiten von 60U/min bis 30U/min erzeugt.
  • Eine Erklärung dieses Effekts könnte sein, dass - im Gegensatz zu Rotationsgeschwindigkeiten des Standes der Technik von 300U/min oder mehr - eingebrachte Spülgasbläschen seltener miteinander kollidieren. Dies führt dazu, dass Spülgasbläschen sich seltener mit anderen Spülgasbläschen zu Spülgasblasen vereinen und dadurch die Reaktionsoberfläche vermindert wird.
    • Folgendes Begriffliche sei erläutert:
  • Ein "Schmelzeofen" ist eine Vorrichtung, in der Kupferausgangsmaterialien verflüssigt und/oder flüssiges Kupfer, insbesondere thermisch, behandelt wird, um auf die Kupferschmelze einwirken zu können. Unter dem Begriff "Kupfer" wird insbesondere ein Metall oder eine Metalllegierung verstanden, welche wenigstens einen Anteil von 50 Masse-% Cu aufweisen. Auch wird als Kupfer das Metall oder die Metalllegierung bezeichnet, welche einen Mindestanteil von 99 Masse-% oder noch höhere Reinheitsgehalte an Cu aufweist.
  • Unter "wasserstoffarm" wird verstanden, dass der Anteil an elementaren und/oder gasförmigem Wasserstoff (H2) gegenüber unbehandeltem Kupfer oder unbehandelter Kupferschmelze "vermindert" ist und die Anzahl der Blasen oder entsprechend die Größe der Blasen an der Oberfläche von Kupferteilen gegenüber Kupferteilen aus unbehandeltem Kupfer verringert ist. Somit entspricht ein "Vermindern" des Wasserstoffs insbesondere der Verringerung der Konzentration an Wasserstoff in der Kupferschmelze oder entsprechender nachgelagerter Produkte.
  • Eine "Kupferschmelze" ist Kupfer oder eine Kupferlegierung mit viskosen Eigenschaften. Im Gegensatz zu festem Kupfer oder festen Kupferlegierungen weist das Kupfer oder entsprechend die Kupferlegierung in der Kupferschmelze eine gewisse Viskosität auf, sodass beispielsweise ein Rühren mittels eines Rührwerks (Impellers) möglich ist.
  • Als "Spülgas" können unterschiedliche Gase eingesetzt werden. So kann beispielsweise Stickstoff (N2) oder CO oder Mischungen daraus verwendet werden. Auch Edelgase und andere inerte Gase oder Gasmischungen können eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Spülgas im Wesentlichen ölfrei und/oder trocken ist. Das "Spülgas" sollte keine Verunreinigungen wie Wasserstoff, Feuchte (Wasser) u./o. Öl enthalten, da es sonst selbst zur Wasserstoffquelle für das Kupfer werden könnte.
  • Der "Impeller" ragt zumeist teilweise in die Kupferschmelze hinein und prägt mittels Rotation der Kupferschmelze eine Rotation auf, wodurch ein Durchmischen der Kupferschmelze erfolgt. Dabei werden sowohl die Kupferschmelze als auch die Spülgasbläschen in der Kupferschmelze verteilt. Somit hat der in der Kupferschmelze befindliche Wasserstoff ausreichend Möglichkeit, in die Spülgasbläschen hinein zu diffundieren. Der Impeller wird dabei durch eine hohle Welle, durch welche das Spülgas transportiert wird, und einen Rührer gebildet. Dabei kann der Rührer als Propellerrührer, Schrägblattrührer, Scheibenrührer, Taumelscheibenrührer, Hollow-Blade-Rührer, Impellerrührer, Kreuzbalkenrührer, Ankerrührer, Blattrührer, Gitterrührer, Wendelrührer oder Zahnscheibenrührer ausgestaltet sein, wobei jeweils insbesondere das Spülgas über den Rührer der Kupferschmelze zugeführt wird.
  • Der Welle wird insbesondere mittels eines Motors eine "Rotationsgeschwindigkeit" aufgeprägt, sodass der Rührer und somit der Impeller mit dieser Rotationsgeschwindigkeit rotieren. Rotationsgeschwindigkeit wird auch Umdrehungsgeschwindigkeit oder Drehgeschwindigkeit genannt. Allgemein gibt diese Größe an, wie oft in einem bestimmten Zeitintervall der Körper (hier der Impeller/die Welle) eine vollständige Rotation durchführt.
  • In einer Ausführungsform erfolgt das Herstellen des wasserstoffarmen Kupfers in einem kontinuierlichen Verfahren, insbesondere in einem Durchlaufverfahren.
  • Somit ist es auch möglich beim kontinuierlichen Herstellungsverfahren im Durchlaufverfahren Kupferschmelzen mit verringertem Wasserstoffgehalt herzustellen. Produkte, welche auf dieser Schmelze basieren weisen kaum noch Bläschen auf und es können entsprechende Qualitäten hergestellt werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Spülgas im Wesentlichen ölfrei und trocken ist, wobei als Spülgas Ar, N2 oder CO eingesetzt wird.
  • Um eine entsprechende Viskosität zu erreichen, weist die Kupferschmelze eine Temperatur oberhalb von 1100°C auf.
  • In einer weiteren Ausgestaltung besteht der Rotor im Wesentlichen aus Keramik, Graphit oder einer Keramik-Graphit-Mischung.
  • Um die Spülgaskonzentration und insbesondere die Anzahl der Spülgasbläschen zu erhöhen, kann zusätzlich Spülgas in die Kupferschmelze eingebracht werden.
  • Dies kann durch einen "schmelzeseitigen Begasungszugang" erfolgen. Dies kann beispielsweise durch sogenannte Spülsteine erfolgen, welche häufig bodenseitig am Behälter des Schmelzeofens angeordnet sind, oder auch durch Spülgaslanzen, welche von oben in die Kupferschmelze eingeführt werden und deren Spülgasauslass bodennah angeordnet wird.
  • In einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst, durch eine Kupferschmelze, welche einen Wasserstoffanteil kleiner 1ppm, kleiner 0,8ppm, kleiner 0,5ppm, kleiner 0,2ppm oder kleiner 0,1ppm aufweist.
  • Somit kann eine Kupferschmelze bereitgestellt werden, welche Wasserstoffkonzentrationen aufweist, welche mit Verfahren des Standes der Technik bisher nicht erreichbar waren.
  • In einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein Kupferelement, insbesondere Kupferprofil, welches aus einer zuvor beschrieben Kupferschmelze hergestellt ist und welches einen Wasserstoffanteil kleiner 1ppm, kleiner 0,8ppm, kleiner 0,5ppm, kleiner 0,2ppm oder kleiner 0,1ppm aufweist.
  • Zudem wird die Aufgabe gelöst durch einen Schmelzeofen mit einem Impeller, wobei der Schmelzeofen derart eingerichtet ist, dass ein zuvor beschriebenes Verfahren durchgeführt wird.
  • Im Weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt die
    • Figur 1
    eine stark schematische Schnittdarstellung eines Schmelzeofens für Kupfer.
  • Ein Schmelzeofen 101 für Kupfer weist eine Ofenwand 109, ein durch die Ofenwand 109 gebildeten Schmelzeraum 103, einen aus einer Keramik-Graphit-Mischung bestehende Hohlwelle 105 mit zugehörigen Impellerrührer 107 auf, welche gemeinsam einen Impeller 106 bilden. Bodenseitig und somit schmelzeseitig ist in der Ofenwand 109 ein Spülstein 113 mit einem zugehörigen Gaszugang 115 angeordnet.
  • Die Hohlwelle 105 weist einen Hohlraum 108 auf. Der Hohlraum 108 führt bis zum Impellerrührer 107, welcher Öffnungen 112 aufweist. Über einen Spülgaseingang 110 kann somit Spülgas in eine Kupferschmelze im Schmelzeraum 103 eingebracht werden.
  • Vorliegender Schmelzeofen 101 ist für ein kontinuierliches Herstellungsverfahren von Kupfer geeignet. Dabei wird über den Einlass 117 Kupferrohmaterial in den Schmelzeofen 101 eingebracht und kontinuierlich über den Schmelzeauslass 111 abgeführt.
  • Vorliegend sei eine Kupferschmelze (nicht dargestellt) in dem Schmelzeraum 103 eingebracht. Ein Teil der Hohlwelle 106 sowie der Impellerrührer 107 sind in der Kupferschmelze eingetaucht.
  • Die Hohlwelle 105 wird von einem Motor (nicht dargestellt) angetrieben und rotiert mit einer Geschwindigkeit von 30U/min. Dabei durchmischt der Impellerrührer 107 die Kupferschmelze. Währenddessen wird über den Spülgaseingang 110, den Hohlraum 108 und den Öffnungen 112 des Impellerrührers 107 sowie über den innenliegenden Spülstein 113 ölfreier und trockener Stickstoff (N2) eingebracht. In einer Alternativen erfolgt das Einbringen ausschließlich über den Impeller 106.
  • Dadurch werden in der Kupferschmelze Stickstoffbläschen gebildet, in welche der Wasserstoff (H2) diffundiert. Die Stickstoffbläschen steigen nach oben und verlassen mit dem innenliegenden (hineindiffundierten) Wasserstoff die Kupferschmelze.
  • Alternativ oder ergänzend wird über den Gaszugang 115 des Spülsteins 113 und/oder dem Impeller 106 Sauerstoff (O2) in die Kupferschmelze eingebracht. Auch hier entstehen Sauerstoffbläschen, in welche der in der Kupferschmelze befindliche Wasserstoff hineindiffundiert und ggf. gebunden wird.
  • Die so um den Wasserstoff verringerte Kupferschmelze wird dann kontinuierlich über den Schmelzeauslass 111 der weiteren Verarbeitung zu Kupferelementen, wie beispielsweise Kupferprofile, zugeführt.
    • Bezugszeichenliste
    • 101
    Schmelezofen
    103
    Schmelezraum
    105
    Hohlwelle
    106
    Impeller
    107
    Impellerrührer
    109
    Ofenwand
    110
    Spülgaseingang
    111
    Schmelezauslass
    112
    Öffnungen
    113
    Spülstein
    115
    Gaszugang
    117
    Einlass

Claims (10)

  1. Verfahren zum Herstellen von wasserstoffarmem Kupfer in einem Schmelzeofen (101) mit einem in einer Kupferschmelze eingebrachten rotierenden Impeller (106), wobei durch den rotierenden Impeller hindurch ein Spülgas in die Kupferschmelze eingebracht wird und beim Einbringen des Spülgases entstehende Spülgasbläschen durch den rotierenden Impeller in der Kupferschmelze verteilt werden, sodass eine Spülgasbehandlung der Kupferschmelze erfolgt und in der Kupferschmelze befindlicher Wasserstoff vermindert wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des Einbringens des Spülgases eine Rotationsgeschwindigkeit des rotierenden Impellers weniger als 200U/min, weniger als 150U/min, weniger als 100U/min, weniger als 60U/min oder weniger als 30U/min beträgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellen des wasserstoffarmen Kupfers in einem kontinuierlichen Verfahren, insbesondere Durchlaufverfahren, erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülgas Öl-frei, Wasser-frei, Wasserstoff-frei und/oder trocken ist.
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülgas, Ar, N2, oder CO ist.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferschmelze eine Temperatur oberhalb von 1100°C aufweist.
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor im Wesentlichen aus Keramik, Graphit oder einer Keramik-Graphit-Mischung besteht.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Spülgas in die Kupferschmelze eingebracht wird.
  8. Kupferschmelze, welche einen Wasserstoffanteil kleiner 1ppm, kleiner 0,8ppm, kleiner 0,5ppm, kleiner 0,2ppm oder kleiner 0,1ppm aufweist.
  9. Kupferelement, insbesondere Kupferprofil, welches aus einer Kupferschmelze nach Anspruch 8 hergestellt ist und welches einen Wasserstoffanteil kleiner 1ppm, kleiner 0,8ppm, kleiner 0,5ppm, kleiner 0,2ppm oder kleiner 0,1ppm aufweist.
  10. Schmelzeofen mit einem Impeller, wobei der Schmelzeofen derart eingerichtet ist, dass ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchführbar ist.
EP18156596.1A 2017-02-15 2018-02-14 Verfahren zum herstellen von wasserstoffarmen kupfer und kupferschmelze sowie kupferelement und schmelezofen Pending EP3363919A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020215085A1 (de) 2020-05-14 2021-11-18 Sms Group Gmbh Gasinjektionsvorrichtung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0499236A (ja) * 1990-08-08 1992-03-31 Mitsubishi Materials Corp 極低酸素銅の製造法
US5160693A (en) * 1991-09-26 1992-11-03 Eckert Charles E Impeller for treating molten metals
JPH1192837A (ja) * 1997-09-19 1999-04-06 Kobe Steel Ltd 銅合金の精錬方法
US6689310B1 (en) * 2000-05-12 2004-02-10 Paul V. Cooper Molten metal degassing device and impellers therefor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0499236A (ja) * 1990-08-08 1992-03-31 Mitsubishi Materials Corp 極低酸素銅の製造法
US5160693A (en) * 1991-09-26 1992-11-03 Eckert Charles E Impeller for treating molten metals
JPH1192837A (ja) * 1997-09-19 1999-04-06 Kobe Steel Ltd 銅合金の精錬方法
US6689310B1 (en) * 2000-05-12 2004-02-10 Paul V. Cooper Molten metal degassing device and impellers therefor

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FRIEDRICH; KRÄUTLEIN: "Melt Treatment of Copper and Aluminium - The Complex Step before Casting", METALLURGIJA - JOURNAL OF METALLURGY, 2006, pages 251 - 266
YAN LIU ET AL: "Intensification of Bubble Disintegration and Dispersion by Mechanical Stirring in Gas Injection Refining", ISIJ INTERNATIONAL, vol. 49, no. 1, 1 January 2009 (2009-01-01), JP, pages 17 - 23, XP055489084, ISSN: 0915-1559, DOI: 10.2355/isijinternational.49.17 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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