FI104382B - Laitteisto raakakuparin puhdistamiseksi - Google Patents

Description

104382

Laitteisto raakakuparin puhdistamiseksi

Jakamalla erotettu patenttihakemuksesta 915453.

Keksinnön kohteena on laitteisto konvertointiuunis-5 ta tulevan raakakuparin puhdistamiseksi, joka laitteisto käsittää useita anodiuuneja. Keksinnön kohteena on myös anodiuuni raakakuparin vastaanottamiseksi ja puhdistamiseksi korkeampilaatuiseksi kupariksi.

Kuten kuvioissa 1 ja 2 on kaavamaisesti esitetty, 10 tähän saakka tunnettu kuparin sulatuslaitteisto koostuu useista uuneista. Sulatuslaitteisto käsittää sulatusuunin 1, jossa sulatetaan ja hapetetaan kuparirikasteet, jotka syötetään siihen yhdessä happirikasteisen ilman kanssa metallikiven M ja kuonan S seoksen muodostamiseksi, ero-15 tusuunin 2, jossa erotetaan metallikivi M kuonasta S, konvertterin tai konvertointiuunin 3, jossa hapetetaan erotettu metallikivi M raakakupariksi C ja kuonaksi, ja anodiuuni t 4 ja 4, joissa näin saatu raakakupari C puhdistetaan puhtaamman kuparin tuottamiseksi. Sekä sulatusuuniin 20 1 että konvertointiuuniin 3 on työnnetty syöttökanava 5, joka koostuu kaksoisputkirakenteesta, uunin katon läpi ja kiinnitetty siihen pystysuoraa liikuttelua varten. Kuparirikasteita, happirikasteista ilmaa, juoksutetta jne. syötetään kumpaankin uuniin syöttökanavan 5 läpi. Erotusuuni 25 2 on sähköuuni, joka on varustettu elektrodeilla 6.

Kuten kuviossa 1 on esitetty, sulatusuuni 1, erotusuuni 2 ja konvertointiuuni 3 on sijoitettu siten, että niillä on eri tasot laskevassa järjestyksessä ja ne on liitetty sarjaan kourujen 7A ja 7B avulla siten, että su-30 late lasketaan painovoiman avulla näiden kourujen 7A ja 7B ' v läpi.

Konvertointiuunissa 3 jatkuvasti tuotettua raakakuparia C säilytetään väliaikaisesti kuumanapitouunissa 8 ja otetaan sitten valusankoon 9, joka siirretään nosturin 10 2 104382 avulla anodiuuneille 4 ja raakakupari C kaadetaan niihin yläseinämään muodostetun syöttöaukon kautta.

Näin ollen prosessi toimii konvertointiuuniin 3 saakka jatkuvalla tavalla, kun taas anodiuuneja 4 on käy-5 tettävä panoksittain, sillä kuparin lopullinen koostumus, ts. kuparin laatu on säädettävä niissä. Edellä mainittu kuumanapitouuni 8 on liitetty laitteistoon ajoituksen säätelemiseksi johtuen tästä toimintatapojen erosta.

Kuviossa 2 kirjain L tarkoittaa esimerkkiä valusan-10 gon 9 liikkeen sijainnista, joka valusanko kuljettaa raakakupari sulat teen kuumanapitouunista 8 anodiuuneihin 4. Anodiuuneissa 4 epäpuhtaudet hapetetaan ja poistetaan raakakuparista C ja hapetuksen aikana muodostunut kuparioksidi pelkistetään korkeampilaatuiseksi kupariksi. Tämän jäl-15 keen saatu kupari valetaan anodilevyiksi ja saatetaan elektrolyysipuhdistukseen suuremman puhtauden saamiseksi.

Vaikka edellä kuvatunlaisessa tavanomaisessa sula-tuslaitteistossa toiminnot konvertointiuuniin 3 saakka suoritetaan jatkuvina, puhdistustoimenpiteet anodiuuneilla 20 4 suoritetaan panoksittain. Tämän vuoksi konvertointiuu- nissa 3 tuotettua raakakuparia C on säilytettävä väliaikaisesti kuumanapitouunissa 8. Näin ollen vaaditaan kuuma-napitouunin 8 asentamista. Lisäksi vaaditaan valusanko, nosturi jne. raakakuparin C siirtämiseksi kuumanapitouu-25 nista 8 anodiuuneihin 4. Sitä paitsi suuri määrä energiaa on vaadittu raakakuparin C lämpötilan pitämiseen riittävän korkealla näiden operaatioiden aikana. Tämän seurauksena laitosten asennuskustannukset samoin kuin käyttökustannukset ovat korkeat ja mahdollisuudet sulatuslaitteiston 30 asennuspinta-alan pienentämiseen ovat rajoitetut.

« Tämän lisäksi otettaessa raakakuparisulatetta valu-sankoon tai kaadettaessa sulatetta siitä sulate joutuu putoamaan korkeasta asemasta. Tästä johtuen esiintyy suuri ilmavirtaus, johon liittyy rikkidioksidia ja metallihöyry-35 jä sisältävien kaasujen muodostuminen, joka aiheutuu me- 3 104382 kaanisesta törmäyksestä, ilman äkillisestä laajenemista jne., mikä vaikuttaa haitallisesti ympäristöön. Tämän vuoksi vaaditaan höyryn- ja pölynkeräyslaitteisto, joka on tehokas laajoilla alueilla.

5 Tämän keksinnön tavoitteena on saada aikaan lait teisto konvertointiuunista tulevan raakakuparin puhdistamiseksi, johon laitteistoon on optimaalisesti sijoitettu useita anodiuuneja koko laitteiston asennuspinta-alan pienentämiseksi oleellisesti.

10 Tämän keksinnön tavoitteena on myös Saada aikaan kuparin sulatuslaitteiston parannettu anodiuuni, joka on erityisesti suunniteltu sulatussysteemille, jossa ei ole kuumanapitouunej a.

Keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomais-15 ta, että jokainen anodiuuni sisältää sylinterimäisen uunin rungon, jossa on vaippaosa ja pari päätylevyjä asennettuina vaippaosan molempiin päihin, jolloin uunin runko käsittää akselin ja on sovitettu pyöriväksi mainitun akselin ulottuessa vaakasuoraan; kuumennusvälineet on yhdistetty 20 uunin runkoon uunin sisustan pitämiseksi kohotetussa lämpötilassa; uunin runkoon on yhdistetty käyttösovitelma uunin rungon pyörittämiseksi raakakuparin vastaanotto- ja puhdistusasennon välillä; uunin rungon vaippaosassa on aukko raakakuparin vastaanottamiseksi, joka aukko ulottuu 25 vaippaosalla kehämäisesti ja on järjestetty siten, että mainittu aukko on suunnattu ylöspäin sekä raakakuparin vastaanottoasennossa että mainitussa puhdistusasennossa; ja mainitut anodiuunit on kytketty rinnan siten, että jokaisen anodiuunin yksi pää on suunnattuna konvertointiuu-30 nia kohti, jolloin vierekkäisten anodiuunien vaippaosat • ovat vastakkain.

Keksinnön mukaiselle anodiuunille on tunnusomaista, r että se käsittää sylinterimäisen uunin rungon, jossa on vaippaosa ja pari päätylevyjä asennettuina vaippaosan mo-35 lempiin päihin, jolloin uunin runko käsittää akselin ja on sovitettu pyöriväksi mainitun akselin ulottuessa vaakasuo- 104382 raan; kuumennusvälineet on yhdistetty uunin runkoon uunin sisustan pitämiseksi kohotetussa lämpötilassa; uunin runkoon on yhdistetty käyttösovitelma uunin rungon pyörittämiseksi raakakuparin vastaanotto- ja puhdistusasennon vä-5 Iillä; uunin rungon vaippaosassa on aukko raakakuparin vastaanottamiseksi, joka aukko ulottuu vaippaosalla kehä-mäisesti ja on järjestetty siten, että mainittu aukko on suunnattu ylöspäin sekä raakakuparin vastaanottoasennossa että mainitussa puhdistusasennossa.

10 Keksinnön mukaisen anodiuunin suositeltavat suori tusmuodot on esitetty oheistetuissa patenttivaatimuksissa 2-8.

Keksinnön erään kohdan mukaisesti jokaisessa anodi-uunissa vaippaosa on varustettu pitkänomaisella aukolla, 15 joka kulkee pitkin sen kehää.

Tämän keksinnön erään muun kohdan mukaisesti useita anodiuuneja on sijoitettu yhdensuuntaisesti toistensa kanssa jokaisen uunin toisen pään ollessa suunnattu kohti konvertointiuunia, samalla kun vierekkäisten anodiuunien 20 vaippaosat ovat toisiaan vasten.

Kuvio 1 on kaavamainen poikkileikkauskuvanto tavanomaisesta kuparin sulatuslaitteistosta;

Kuvio 2 on kaavamainen tasokuvanto kuvion 1 laitteistosta; 25 Kuvio 3 on tasokuvanto jatkuvatoimisesta kuparin sulatuslaitteistosta ja siihen liittyvästä keksinnön mukaisesta puhdistuslaitteistosta;

Kuvio 4 on suurennettu tasokuvanto kuvion 3 laitteistossa käytetystä anodiuunista; 30 Kuvio 5 on suurennettu pystysivukuvanto kuvion 4 ί. anodiuunista;

Kuvio 6 on poikkileikkauskuvanto kuvion 4 anodiuunista otettuna pitkin kuvion 4 viivaa VI - VI;

Kuvio 7 on poikkileikkauskuvanto kuvion 4 anodiuu-35 nista otettuna pitkin kuvion 5 viivaa VII - VII; 5 104382

Kuvio 8 on osittain aukileikattu tasokuvanto osasta kuvion 4 anodiuunia;

Kuvio 9 on poikkileikkauskuvanto anodiuunista otettuna pitkin kuvion 8 viivaa IX - IX; 5 Kuviot 10 - 12 ovat poikkileikkauskuvantoja pyöri västä anodiuunista, jotka vastaavat raakakuparin vastaanottovaihetta, hapetusvaihetta ja pelkistysvaihetta samassa j ärj estyksessä,

Kuvio 13 on osittain aukileikattu perspektiiviku-10 vanto valintalaitteesta, jota voidaan käyttää kuvion 3 laitteiston kanssa,

Kuvio 14 on poikkileikkauskuvanto, joka esittää osaa kuvion 13 valintalaitteesta,

Kuviot 15 - 17 ovat kaavamaisia esityksiä, jotka 15 kuvaavat toiminnallista virtausta käytettäessä kuvion 3 laitteistoa,

Kuvio 18 on tasokuvanto, joka esittää esimerkkiä anodiuunien ja raakakuparin kouruvälineen järjestelystä konvertointiuunin yhdistämiseksi anodiuuneihin, ja 20 Kuvio 19 on samantapainen tasokuvanto kuin kuvio 18, mutta se esittää anodiuunien ja niille tarkoitettujen nesteen kulkukanavien edullisempaa järjestelyä.

Kuvio 3 esittää jatkuvatoimista kuparin sulatus-laitteistoa, jossa samoja kirjaimia tai numeroita käyte-25 tään määrittelemään samoja osia tai elimiä kuin kuvioissa 1 j a 2 .

Kuten aikaisemman tekniikankin sulatuslaitteiston tapauksessa, kuvion 3 mukainen jatkuvatoiminen kuparin sulatuslaitteisto sisältää sulatusuunin 1 kuparirikastei-30 den sulattamiseksi ja hapettamiseksi tarkoituksena tuottaa * : metal likiven M ja kuonan S seosta, erotusuunin 2 metalli- kiven M erottamiseksi kuonasta S, konvertointiuunin 3 kuo-' nasta S erotetun metallikiven M hapettamiseksi tarkoituk sena tuottaa raakakuparia, ja useita anodiuuneja 4 konver-35 tointiuunissa 3 näin tuotetun raakakuparin puhdistamiseksi s 104382 puhtaammaksi kupariksi. Sulatusuuni 1, erotusuuni 2 ja konvertointiuuni 3 on sijoitettu niin, että niillä on eri tasot laskevassa järjestyksessä ja sulatteen kouruväline, joka koostuu kallistetuista kouruista 7A ja 7B, jotka muo-5 dostavat kulkukanavat sulatteelle, on liitetty laitteistoon edellä mainittujen kolmen uunin yhdistämiseksi sarjaan. Näin ollen sulate lasketaan sulatusuunista 1 kourun 7A läpi erotusuuniin 2 ja erotusuunista 2 kourun 7B läpi konvertointiuuniin 3. Sitä paitsi sekä sulatusuunissa 1 10 että konvertointiuunissa 3 useita syöttökanavia 5, joista kukin koostuu kaksoisputkirakenteesta, on työnnetty uunin katon läpi ja kiinnitetty siihen pystysuoraa liikuttelua varten ja kuparirikasteet, happirikasteinen ilma, juoksute jne. syötetään uuniin näiden syöttökanavien 5 läpi. Sitä 15 paitsi erotusuuni 2 koostuu sähköuunista, joka on varustettu useilla elektrodeilla 6.

Kuvatussa toteutusmuodossa kaksi anodiuunia 4 on sijoitettu yhdensuuntaisesti toistensa kanssa ja konvertointiuuni 3 on yhdistetty näihin anodiuuneihin 4 kouruvä-20 lineen tai kokoonpanon 11 avulla, joka muodostaa nesteen kulkukanavat raakakuparisulatteelle. Kouruväline 11, jonka läpi konvertointiuunissa 3 tuotettu raakakupari siirretään anodiuuneihin 4, sisältää ylävirtauksen pääkourun 11A, joka on yhdistetty toisesta päästään konvertointiuunin 3 25 poistoaukkoon ja viettää alaspäin konvertointiuunista 3 poispäin, ja parin alavirran haarakouruja 11B ja 11B, jotka haarautuvat erilleen pääkourusta 11A ja jotka on kallistettu alaspäin pääkourusta 11A poispäin ja on yhdistetty päistään anodiuuneihin 4 ja 4.

30 Sitä paitsi väline 12, joka saattaa pääkourun 11A

• „ nesteyhteyteen toisen kanssa haarakouruista 11B, on sijoitettu pääkourun 11A ja haarakourujen 11B liitoskohtaan.

Tällä välineellä 12 voi olla mikä tahansa rakenne. Yksinkertaisimmassa muodossaan se osa kustakin haarakourusta 35 11B, joka on pääkouruun 11A johtavan liitoksen vieressä, 104382 voidaan muodostaa siten, että sen pohja on jonkin verran matala, ja valettavaa tulenkestoista materiaalia tai sen kappale voidaan valaa sen haarakourun 11B matalaan osaan, jota ei ole määrä käyttää.

5 Edellä kuvattua rakennetta olevan välineen sijasta raakakuparin kulkukanavan vaihto voidaan suorittaa sopivalla valintavälineellä, joka on kiinnitetty raakakuparin kouruvälineeseen. Kuviot 13 ja 14 esittävät esimerkkiä tällaisesta valintakokoonpanosta. Tässä kuvatussa esimer-10 kissä kallistetussa pääkourussa 11A on avoin alavirran pää ja pari haarakouruja 11B on liitetty toisiinsa vaakasuoralla osalla 11C, jonka yläpuolelle pääkourun 11A alavirran pää on sijoitettu. Valintakokoonpano käsittää parin sulkulaitteita 40, jotka on sijoitettu haarakourujen HB 15 ylävirran päähän. Kumpikin sulkulaite 40 sisältää sulkule-vyn 41, joka on tehty samasta materiaalista kuin sulate ja sijoitettu pystysuoraan haarakourussa 11B olevan nesteen kulkukanavan sulkemiseksi, nostovälineen (ei esitetty), joka on yhdistetty sulkulevyyn 41 sen yläpäästä koukun 42 20 ja vaijerin avulla, sulkulevyyn 41 yhdistetyn syöttöputken 43a jäähdytysaineen syöttämiseksi sulkulevyn 41 ja sulku-levyyn 41 yhdistetyn poistoputken 43b jäähdytysaineen poistamiseksi sulkulevystä 41. Kuten kuviosta 14 parhaiten nähdään, sulkulevystä 41, joka on muodoltaan samantapainen 25 kuin haarakourun kulkukanavan poikkileikkaus, on muodostettu hieman pienempi kuin haarakourun HB poikkileikkaus ja se on varustettu nesteen kulkukanavalla 41a, joka on muodostettu tarkoituksellisesti sen läpi ja jossa on vastakkaiset päät 41b ja 41c, jotka avautuvat sulkulevyn 41 30 yläosaan. Syöttö- ja poistoputket 43a ja 43b on tiivistet-tävästi ja irrotettavasti yhdistetty päätyaukkoihin 41b ja 41c samassa järjestyksessä ja tuettu koukulla 42 liitos-elimen 44 kautta. Haarakourun 11B sulkemiseksi käyttäen edellä kuvattua sulkulaitetta 40 jäähdytysaine johdetaan 35 syöttöputkesta 43a nesteen kulkukanavaan 41a. Tämän jäi- 8 104382 keen nostolaite käynnistetään sulkulevyn 41 saamiseksi liikkumaan alaspäin haarakourun 11B raakakuparin kulkuka-navan sulkemiseksi. Tässä tilanteessa, vaikka sulkulevyn 41 ja haarakourun 11B väliin on muodostunut pieni rako, 5 raon läpi virtaava sulate jähmettyy nopeasti, kun se saatetaan kosketukseen sulkulevyn 41 kanssa ja jähmettynyt raakakupari tukkii raon kohdassa S niin, että haarakourun kulkukanava sulkeutuu täysin. Sitä paitsi avattaessa haa-rakouru 11B jäähdytysaineen syöttö sulkulevyyn 41 keskey-10 tetään ensin ja sitten syöttö- ja poistoputket 43a ja 43b irrotetaan sulkulevystä 41. Kun syöttö- ja poistoputket 43a ja 43b irrotetaan, rakoon juuttunut jähmettynyt raaka-kupari S sulaa sulatteen siirtämästä lämmöstä johtuen ja saadaan virtaamaan alaspäin haarakourun 11B läpi. Näin 15 ollen nostolaite nostaa sulkulevyn 41 ylös.

Sitä paitsi muiden kourujen 7A ja 7B lisäksi edellä mainitut raakakuparikourut 11A ja 11B on varustettu kansilla ja niihin on liitetty lämpöä ylläpitävät laitteet, kuten polttimet ja/tai laitteet ympäröivän atmosfäärin 20 säätelemiseksi, jolloin näiden kourujen läpi alaspäin virtaava sulate pysyy korkeassa lämpötilassa hermeettisesti suljetussa tilassa.

Kuten kuvioissa 4 - 6 on parhaiten esitetty, jokainen anodiuuni 4 sisältää sylinterimäisen uunirungon 21, 25 jossa on vaippaosa 21b ja pari päätylevyjä 21a asennettuna vaippaosan 21b vastakkaisiin päihin, joka vaippaosa on varustettu parilla sen päälle kiinteästi asennettuja vanteita 22 ja 22. Useita tukipyöriä 23 on asennettu alustalle ottamaan vastaan vanteet 22 niin, että uunin runko 21 30 on tuettu pyöritettävästi sen akselin ympäri, joka on si-joitettu vaakasuoraan. Hammasvyö 24a on asennettu uunin rungon 21 toiseen päähän ja on sovitettu yhteen vetoham-maspyörän 24b kanssa, joka on yhdistetty vetolaitteistoon 25, joka on sijoitettu uunin rungon 21 viereen niin, että 35 uunin runko 21 soveltuu pyöritettäväksi vetolaitteiston 25 ' avulla.

Ϊ 4 104382

Lisäksi, kuten kuvioissa 4 ja 5 on esitetty, poltin 26, joka pitää uunissa olevan sulatteen korkeassa lämpötilassa, on asennettu toiselle päätylevyistä 21a ja pari hormeja 27 ja 27 on asennettu vaippaosaan 21b ilman tai 5 happirikasteisen ilman puhaltamiseksi uunin runkoon 21. Sitä paitsi kuoriosa 21b on varustettu laskureiällä 28, joka on vastapäätä toista hormeista 27, ja anodiuunissa puhdistettu kupari puretaan laskureiästä 28 valulaittteis-toon, jossa kupari valetaan anodi1evyiksi. Sitä paitsi 10 syöttöaukko 29 kappaleiden, kuten anodiromun lisäämiseksi uuniin, on asennettu vaippaosaan 21b sen yläosan keskelle. Tämän lisäksi, kuten kuviossa 6 on esitetty, muodoltaan yleisesti elliptinen poistoaukko 30 on muodostettu vaippa-osan 21b yläosaan vastapäätä poltinta 26. Poistoaukko 30 15 jatkuu vaippaosan 21b kehän suunnassa kohdasta, joka määrittelee uunin huipun, kun se on tavallisessa asennossaan.

Suojakupu 31, joka on liitetty poistokanavan päähän, on asennettu niin, että se peittää tämän poistoaukon 30. Tarkemmin sanoen, kuten kuviossa 7 on parhaiten esi-20 tetty, suojakupu 31 jatkuu siten, että se peittää koko sen ulkokehän vyöhykkeen, joka vastaa poistoaukon 30 kulma-asemaa, jonka aukon kulma muuttuu, kun uunin runko 21 pyörii. Sitä paitsi, kuten kuviossa 9 on esitetty, jokainen haarakouru 11B, jossa raakakupari virtaa, on työnnetty j 25 suojakuvun 31 sivulevyn läpi sillä tavoin, että kourun 11B

pää 11C sijaitsee poistoaukon 30 yläpuolella. Suojakupu 31 samoin kuin kourun 11B pää 11C on varustettu vesijäähdytteisillä vaipoilla J.

Nyt kuvataan sulatusoperaatioita, joissa käytetään 30 edellä mainittua jatkuvatoimista kuparin sulatuslaitteis- .* toa.

Ensiksi rakeisia materiaaleja, kuten kuparirikasteita, puhalletaan sulatusuuniin 1 syöttökanavien 5 kautta yhdessä happirikasteisen ilman kanssa. Uuniin 1 täten pu- f 35 halletut kuparirikasteet hapettuvat osittain ja sulavat johtuen hapettumisessa kehittyneestä lämmöstä siten, että 10 104382 muodostuu metallikiven M ja kuonan S seos, metallikiven sisältäessä kuparisulfidia ja rautasulfidia pääaineosina ja sen ominaispainon ollessa korkea, kun taas kuona koostuu sivukivimineraalista, rautaoksideista jne. ja sillä on 5 alempi ominaispaino. Metallikiven M ja kuonan S seos valuu ulos sulatusuunin 1 poistoaukosta IA kourun 7A läpi ero-tusuuniin 2.

Erotusuuniin 2 valunut metallikiven M ja kuonan S seos erottuu kahdeksi sekoittumattomaksi metallikiven M ja 10 kuonan S kerrokseksi johtuen ominaispainoeroista. Näin erotettu metallikivi M virtaa ulos lapon 2A läpi, joka on liitetty erotusuunin 2 poistoaukkoon ja juoksutetaan kon-vertointiuuniin 3 kourun 7B läpi. Kuona S lasketaan pois laskureiästä 2B ja rakeistetaan vedellä ja poistetaan su-15 latussysteemin ulkopuolelle.

Konvertointiuuniin 3 laskettua metallikiveä M hapetetaan edelleen happirikasteisella ilmalla, jota puhalletaan syöttökanavien 5 läpi, ja kuona S poistetaan siitä. Näin ollen metallikivi M konvertoidaan raakakupariksi C, 20 jonka puhtaus on noin 98,5 % ja lasketaan poistoaukosta 3A raakakuparin pääkouruun 11A. Sitä paitsi konvertointiuu-nissa 3 erottuneella kuonalla S on suhteellisen korkea kuparipitoisuus. Tämän vuoksi sen jälkeen, kun kuona S on purettu poistoaukosta 3B, se rakeistetaan vedellä, kuiva-• 25 taan ja kierrätetään uudelleen sulatusuuniin 1, jossa se sulatetaan uudelleen.

Pääkouruun 11A laskettu raakakupari C virtaa toisen läpi haarakouruista 11B ja 11B, joka on etukäteen saatettu nesteyhteyteen pääkourun 11A kanssa valamalla valukappale 30 toiseen haarakouruun ja se lasketaan ulos poistoaukon 30 läpi vastaavaan anodiuuniin 4. Kuvio 10 esittää anodiuunin 4 pyöritettyä asemaa, jota ylläpidetään vastaanotto-operaation aikana.

Kun raakakuparin C vastaanotto-operaatio on saatu 35 päätökseen, vetolaitteisto 25 käynnistetään uunin rungon li 104382 21 pyörittämiseksi määrätyn kulmamäärän kuvion 11 esittämään asemaan, jossa hormit 27 sijaitsevat sulatteen pinnan alla. Tässä asemassa ilmaa tai happirikasteista ilmaa puhalletaan ensin hormien 27 läpi uunin runkoon 21 raakaku-5 parin C hapettumisen saamiseksi tapahtumaan määrätyksi ajaksi, mikä saa kuparin rikkipitoisuuden lähestymään määrättyä tavoitearvoa. Edelleen pelkistysainetta, joka sisältää hiilivedyn ja ilman seosta pääaineosana, syötetään uunin runkoon 21 pelkistysoperaation suorittamiseksi niin, 10 että kuparin happipitoisuus saadaan lähestymään määrättyä tavoitearvoa. Edellä mainittujen operaatioiden aikana tuotettu tyhjennetty kaasu otetaan talteen johtamalla poisto-kaasu poistoaukon 30 ja suojakuvun 31 läpi tyhjennyskaasu-kanavaan ja käsittelemällä sitä sopivasti. Kuona S pure-15 taan syöttöaukosta 29.

Konvertointiuunista 3 laskettu raakakupari C puhdistetaan näin ollen puhtaammaksi kupariksi anodiuunissa 4. Tämän jälkeen vetolaitteisto 25 käynnistetään jälleen uunin rungon 21 pyörittämiseksi edelleen määrätyn kulman 20 verran, kuten kuviossa 12 on esitetty, ja sula kupari puretaan laskuaukon 28 läpi. Näin saatu sula kupari siirretään anodikourua käyttäen anodin valumuottiin ja valetaan anodilevyiksi, jotka siirretään sitten seuraaviin elektrolyyttisiin puhdistuslaitoksiin.

\ 25 Kuten edellä kuvattiin, tämän keksinnön jatkuvatoi misessa kuparin sulatuslaitteistossa raakakuparin C siirto konvertointiuunista toiseen anodiuuneista 4 suoritetaan suoraan kouruvälineen 11 läpi, joka määrittelee nesteen kulkureitit raakakuparisulatteelle. Tämän vuoksi ei vaadi-30 ta mitään kuumanapitouunia eikä luonnollisesti myöskään kuumanapitouunin kuumennusoperaatioita vaadita. Lisäksi koska mitään siirtolaitteita, kuten valusankoja, nosturia jne., ei tarvita, kuparin sulatuslaitteiston kokonaisasen-nusalaa voidaan oleellisesti pienentää. Sitä paitsi, koska 35 sellaisia laitteita, kuten kuumanapitouunia, valusankoja, 104382 nosturia jne., ei tarvita, näiden laitosten asennuskuluja samoin kuin käyttökustannuksia voidaan alentaa.

Sitä paitsi, koska raakakuparin C siirto konver-tointiuunista 3 anodiuuneihin 4 suoritetaan suoraan raaka-5 kuparin kouruvälineellä 11, on verrattain helppoa pitää raakakupari C oleellisesti hermeettisesti suljetussa tilassa siirron aikana. Näin ollen muodostuu hyvin vähän rikkidioksidia ja metallihöyryjä sisältäviä kaasuja ja näiden kaasujen vuotaminen, joka vaikuttaa haitallisesti 10 ympäristöön, voidaan estää etukäteen. Lisäksi raakakuparin C lämpötilavaihtelut voidaan minimoida.

Sitä paitsi edellä mainitussa kuparin sulatuslait-teistossa haarakourun 11B poistoaukko 11C, joka kouru toimii raakakuparisulatteen nesteen kulkutienä, on sijoitettu 15 anodiuunin 4 poistoaukon 30 yläpuolelle ja tämä poistoaukko 30 ei toimi vain uunin rungosta 21 purettavan tyhjen-nyskaasun poistokohtana, vaan myös raakakuparin C syöttö-kohtana. Lisäksi suojakupu 31, joka on yhdistetty poisto-kanavaan, on rakennettu niin, että se peittää koko sen 20 ulkokehän vyöhykkeen, joka vastaa poistoaukon 30 kulma-asemaa, jonka aukon kulma muuttuu, kun uunin runko 21 pyörii. Näin ollen, koska poistoaukko 30, joka on todella ehdottoman välttämätön, toimii raakakuparisulatteen syöt-töaukkona, laitteiston rakenteesta tulee erittäin yksin-• " 25 kertainen. Sitä paitsi, koska jokaisen haarakourun 11B

poistokohtaa 11C kuumennetaan polttimen 26 poltossa tuotetun pakokaasun korkean lämpötilan avulla, ei ole välttämätöntä käyttää mitään lämpöä säilyttäviä laitteita.

Sitä paitsi, koska poistoaukko 30 on muodostettu 30 niin, että se jatkuu vaippaosan 21b kehän suunnassa, su-.' latteen panostaminen on mahdollista silloinkin, kun anodi- uunia 4 pyöritetään määrätyn kulman verran. Tämän vuoksi hapetus voidaan suorittaa rinnakkain raakakuparin vastaanoton kanssa. Sitä paitsi verrattuna tapaukseen, jossa kou-35 ru on työnnetty päätylevyn 21a läpi, uunin rungossa olevaa aukkopinta-alaa voidaan pienentää. Lisäksi mitään häiriötä

_ · · I

13 104382 ei tapahdu kourun 11B ja uunin rungon 21 välillä silloinkaan, kun uunin runkoa 21 pyöritetään.

Sitä paitsi, koska kourun 11B pää 11C on varustettu vesijäähdytysvaipalla J, kourun lujuus kasvaa sitä jääh-5 dyttämällä, joten kourun kestoaika pitenee.

Kuvatussa toteutusmuodossa käytetään kahta anodiuu-nia 4 ja konvertointiuunissa 3 tuotettu raakakupari lasketaan toiseen niistä kourun kautta, jonka valintalaite 12 valitsee. Tämän seurauksena, samalla kun toiseen anodiuu-10 neista 4 vastaanotetaan uusi raakakuparin C panos, raaka-kupari C, joka on aikaisemmin vastaanotettu toiseen anodi-uuniin 4, saatetaan hapetukseen ja pelkistykseen ja valetaan anodilevyiksi.

Seuraavaksi kuvataan tyypillisiä toimintamalleja 15 vaiheille, joihin liittyy raakakuparin C vastaanotto näihin kahteen anodiuuniin 4 ja 4, hapetus,pelkistys ja valu, viitaten kuvioissa 15 - 17 esitettyihin aikatauluihin.

Sopivan mallin valinta riippuu suuresti jatkuvan sulatus-prosessin kapasiteetista, ts. sulatusuunin sulatuskapasi-20 teetin ja anodiuunien säilytys- ja puhdistuskapasiteettien välisestä tasapainotuksesta.

Kuvio 15 vastaa tapausta, jossa anodiuunien kapasiteetit ylittävät konvertointiuunin kapasiteetin.

Samalla kun raakakuparia C vastaanotetaan toiseen • 25 anodiuuniin (a) , aikaisemmassa vaiheessa vastaanotettu raakakupari C saatetaan hapetus-, pelkistys-, valu- ja muihin näihin liittyviin operaatioihin toisessa anodiuu-nissa (b). Tässä mallissa hapetus kestää kaksi tuntia ja valuoperaatio neljä tuntia. Lisäksi kestää puoli tuntia 30 puhdistaa hormit hapetusoperaation ja pelkistysoperaation ' . välissä ja yhden tunnin järjestää valuoperaatio pelkis tysoperaation ja valuoperaation välissä, samalla kun kestää puoli tuntia selkeyttää valu valuoperaation ja seuraa-van panoksen vastaanoton aloituksen välillä. Näin ollen 35 kestää kymmenen tuntia vastaanotetun raakakuparin puhdis- 14 104382 tuksesta seuraavan raakakuparipanoksen vastaanoton valmistelun loppuunsaattamiseen.

Toisaalta vastaanotto-operaatio kestää kaksitoista tuntia ja toiminta-aika edellä kuvatussa anodiuunissa on 5 lyhyempi kuin vastaanottoaika. Tämän vuoksi riittävästi aikaa on käytettävissä valuoperaation loppuunsaattamisesta seuraavan panoksen vastaanottamiseen.

Kuvio 1.6 vastaa tapausta, jossa anodiuunin ja kon-vertointiuunin kapasiteetit ovat yleisesti tasapainossa, 10 ts. tapausta, jossa kapasiteetit ennen konvertointiuunia ovat suurempia kuin kuvion 15 tapauksessa. Tässä mallissa kokonaisaika, joka vaaditaan hapetus-, pelkistys- ja va-luoperaatioon ja muihin sekalaisiin työtehtäviin, kuten hormien puhdistukseen, valun järjestelyyn tai puhdistuk-15 seen valua varten, on sama kuin edellä mainitussa mallissa ja on kymmenen tuntia. Kuitenkin panoksen vastaanottoon anodiuuniin vaadittu aika on myös kymmenen tuntia, joten mitään odotusaikaa ei ole käytettävissä anodiuuneilla.

Kuvio 17 esittää mallia, jota voidaan soveltaa, kun 20 anodiuunien kapasiteetit ovat pienemmät kuin konvertoin-tiuunin. Tässä tapauksessa puhdistuskapasiteetin parantamiseksi raakakuparin C hapettaminen suoritetaan rinnakkain raakakuparin vastaanoton kanssa vastanotto-operaation viimeisessä vaiheessa. Tarkemmin sanoen raakakuparin vastaan-25 otto anodiuuniin saadaan päätökseen 8,5 tunnissa, kun taas kestää 9,5 - 10 tuntia hapettamisesta puhdistukseen valua varten. Näin ollen vaadittua toiminta-aikaa säästetään lämmittämällä vastanotto-operaatio ja hapettamisoperaatio.

Nämä vastaanotto- ja hapettamisoperaatiot suorite-30 taan sen jälkeen, kun uunin runko 21 on siirretty kuvion .· 10 asemasta kuvion 11 asemaan ja niitä jatketaan jopa raa kakuparin vastaanoton loppuunsaattamisen jälkeen.

Edellä mainituilla menettelyillä vastaanottoa ja hapettamista suoritetaan rinnakkain toistensa kanssa si-35 ten, että raakakuparin puhdistusaika lyhenee limitysajan verran. Tämän vuoksi anodiuunin kapasiteetti nousee ja kun m m 15 104382 sulatuskapasiteetteja edellisissä vaiheissa nostetaan, kokonaistuotantonopeus vastaavasti kasvaa.

Edellä esitetyissä kuvioissa 15 - 17 esitetyt aikataulut ovat vain esimerkkejä toiminnoista anodiuuneilla ja 5 sopivia eri malleja voidaan valita riippuen anodiuunien lukumäärästä ja kapasiteetista ja vastaavien operaatioiden kestoajasta. Sitä paitsi mitä tulee kuvion 17 vastaanottoja hapettamisoperaatioiden limitysaikaan, se on määritettävä sopivasti ottaen huomioon raakakuparin tuotantono-10 peus, hapettamiskapasiteetti anodiuunissa jne.

Sitä paitsi edellä mainitussa toteutusmuodossa kaksi anodiuunia 4 ja 4 on sijoitettu rinnakkain toistensa kanssa. Näin ollen kun vielä yksi anodiuuni on määrä asentaa varalle, lisäuuni voidaan yksinkertaisesti sijoittaa 15 näiden kahden uunin rinnalle varustamalla se raakakuparin lisähaarakourulla ja valintavälineellä.

Anodiuunien ja näihin liitettyjen raakakuparin kou-ruvälineiden järjestelyä selostetaan yksityiskohtaisesti.

Kuvio 18 esittää esimerkkiä anodiuunien järjeste-20 lyistä, joissa kaksi anodiuunia 4A ja 4B ja yksi vara-ano-diuuni 4C on sijoitettu sillä tavoin, että niiden akselit ovat linjassa keskenään ja raakakuparin kouruväline 11 on sijoitettu siten, että se liittää konvertointiuunin 3 ja kunkin anodiuunin 4A - 4C yhteen. Tarkemmin sanoen kaksi ·' 25 anodiuunia 4A ja 4B, jotka toimivat säännöllisesti, on sijoitettu siten, että niiden poistoaukot 30 ovat vastapäätä toisiaan, kun taas vara-anodiuuni 4C on sijoitettu niin, että sen poistoaukko 30 on kyseisen kahden anodiuunin vieressä. Raakakuparin kouruväline 11 koostuu pääkou-30 rusta 11A, joka on yhdistetty toisesta päästään konver-' . tointiuuniin 3, parista haarakouruja 11B, joiden kummankin toinen pää on yhdistetty pääkouruun 11A ja toinen pää on yhdistetty vastaavan anodiuunin 4A tai 4B poistoaukkoon. Sitä paitsi lisähaarakouru 11C, jonka toinen pää on yhdis-35 tetty vara-anodiuunin 4C poistoaukkoon, on yhdistetty toisesta päästään edellä mainitusta kahdesta haarakourusta I* 104382 HB viereisen ylävirtausosaan. Sen valintavälineen 12 lisäksi, joka on yhdistetty pääkourun 11A ja haarakourujen 11B väliseen liitokseen, toinen valintaväline 12A on sijoitettu lisäkourun 11C ja siihen liitetyn haarakourun 11B 5 väliseen liitokseen. Piirroksissa numero 45 tarkoittaa valusankoa, joka vastaanottaa uunin rungon 21a syöttöau-kosta puretun kuonan.

Edellä esitetyissä järjestelyissä oikean anodiuunin 4B ja vasemman anodiuunin välinen etäisyys on kuitenkin 10 suurempi kuin anodiuunin pituussuuntainen pituus. Tämän vuoksi konvertointiuunia 3 ja anodiuuneja yhdistävistä kouruista tulee liian pitkät. Lisäksi koska poistoaukko 30 ja sulatteen laskureikä 28 on sijoitettu toisiaan vastapäätä anodiuunin pituuden suhteen, näiden kahden vierek-15 käisen anodiuunin laskureikien 28 välinen etäisyys tulee myös suureksi. Tästä johtuen myös valukouruista 46, jotka yhdistävät valulaitteiston 47 ja anodiuunit toisiinsa, tulee pitkät. Näin ollen koska raakakuparin kourut 11 samoin kun valukourut 46 ovat pitkiä, sulatuslaitteistoa ei 20 voida tehdä tiiviiksi eikä asennuspinta-alaa voida pienentää. Sitä paitsi, kun kourukulkuteiden pituudet ovat suuret, niihin liitettävien polttimien lukumäärä kasvaa ja kourujen rakenteesta tulee sekava. Tämän vuoksi käyttökustannukset samoin kuin työ, joka vaaditaan kourujen pitämi-• ' 25 seen hermeettisesti suljetussa tilassa, kasvavat.

Edellä esitetyn valossa on edullisempaa, että anodiuunit ja niihin yhdistetyt kouruvälineet on sijoitettu kuviossa 19 esitetyllä tavalla. Tässä järjestyksessä, kuten asianlaita on ensimmäisessä toteutusmuodossa, kaksi 30 anodiuunia 4A ka 4B on sijoitettu yhdensuuntaisesti tois-tensa kanssa ja vara-anodiuuni 4C on sijoitettu yhdensuuntaisesti näiden kahden uunin 4A ja 4B kanssa, mutta sitä on siirretty jonkin verran kohti valulaitteistoa 47. Raakakuparin kouruväline 11 koostuu pääkourusta 11A, joka on 35 yhdistetty toisesta päästään konvertointiuuniin 3, ja parista haarakouruja 11B, joiden kummankin toinen pää on ' 17 104382 yhdistetty pääkouruun 11A ja toinen pää on yhdistetty vastaavan anodiuunin 4A tai 4B poistoaukkoon 30. Sitä paitsi lisähaarakouru 11C, jonka toinen pää on yhdistetty vara-anodiuunin 4C poistoaukkoon 30, on yhdistetty toisesta 5 päästään edellä mainituista kahdesta haarakourusta 11B viereisen ylävirtausosaan. Valintavälineen 12 lisäksi, joka on yhdistetty pääkourun 11A ja haarakourujen 11B väliseen liitokseen, toinen valintaväline 12A on sijoitettu lisäkourun 11C ja siihen yhdistetyn haarakourun HB väli-10 seen liitokseen.

Edellä esitetyin järjestelyin vierekkäisten anodi-uunien välinen etäisyys on melko pieni ja tästä johtuen vierekkäisten poistoaukkojen välimatka on saatu minimiin. Näin ollen poistoaukkoihin yhdistettyjen raakakuparin kou-15 rujen pituudet ovat oleellisesti pienentyneet. Lisäksi, koska vierekkäisten anodiuunien 4A ja 4B laskureiät 28 voidaan sijoittaa toisiaan vastapäätä, myös valukouruja 46 voidaan lyhentää. Tämän vuoksi sulatuslaitteistosta voidaan tehdä kompakti, mikä johtaa asennuspinta-alan oleel-20 liseen pienenemiseen. Sitä paitsi, koska laitteistoon lii tettävien polttimien lukumäärä laskee ja kourujen rakenteesta tulee yksinkertainen, käyttökustannukset samoin kuin työ, joka vaaditaan kourujen pitämiseen hermeettisesti suljetussa tilassa, pienenevät. Edellä esitetyssä vie-; 25 rekkäisten anodiuunien välinen tila voi näyttää pieneltä, mutta on riittävä, jotta käyttöhenkilöt voivat suorittaa tarvittavat toiminnot, kuten hormien vaatiman työn, vastaanotto- ja purkaustyöt anodiuunien vieressä.

On selvää, että monet tämän keksinnön muunnokset ja 30 vaihtelut ovat mahdollisia edellä esitettyjen ohjeiden valossa. Tämän vuoksi on ymmärrettävä, että oheisten patenttivaatimusten suojapiirin puitteissa tämä keksintö voidaan toteuttaa muulla tavoin kuin erityisesti on kuvattu .

Claims (8)

18 104382

1. Laitteisto konvertointiuunista (3) tulevan raakakuparin puhdistamiseksi, joka laitteisto käsittää useita 5 anodiuuneja (4A - 4C), tunnettu siitä, että jokainen anodiuuni (4A - 4C) sisältää sylinterimäi-sen uunin rungon (21), jossa on vaippaosa (21b) ja pari päätylevyjä (21a) asennettuina vaippaosan molempiin päihin, jolloin uunin runko käsittää akselin ja on sovitettu 10 pyöriväksi mainitun akselin ulottuessa vaakasuoraan, kuumennusvälineet (26) on yhdistetty uunin runkoon uunin sisustan pitämiseksi kohotetussa lämpötilassa, uunin runkoon (21) on yhdistetty käyttösovitelma (25) uunin rungon pyörittämiseksi raakakuparin vastaanot-15 to- ja puhdistusasennon välillä, uunin rungon vaippaosassa (21b) on aukko (30) raakakuparin vastaanottamiseksi, joka aukko ulottuu vaippa-osalla kehämäisesti ja on järjestetty siten, että mainittu aukko on suunnattu ylöspäin sekä raakakuparin vastaanotto-20 asennossa että mainitussa puhdistusasennossa, ja mainitut anodiuunit (4A - 4C) on kytketty rinnan siten, että jokaisen anodiuunin yksi pää on suunnattuna konvertointiuunia (3) kohti, jolloin vierekkäisten anodi-uunien vaippaosat (21b) ovat vastakkain.

2. Anodiuuni raakakuparin vastaanottamiseksi ja puhdistamiseksi korkeampilaatuiseksi kupariksi, tunnettu siitä, että se käsittää sylinterimäisen uunin rungon (21) , jossa on vaippa-osa (21b) ja pari päätylevyjä (21a) asennettuina vaippa-30 osan molempiin päihin, jolloin uunin runko käsittää akselin ja on sovitettu pyöriväksi mainitun akselin ulottuessa vaakasuoraan, kuumennusvälineet (26) on yhdistetty uunin runkoon uunin sisustan pitämiseksi kohotetussa lämpötilassa, 19 104382 uunin runkoon on yhdistetty käyttösovitelma (25) uunin rungon pyörittämiseksi raakakuparin vastaanotto- ja puhdistusasennon välillä, uunin rungon vaippaosassa (21b) on aukko (30) raa-5 kakuparin vastaanottamiseksi, joka aukko ulottuu vaippa- osalla kehämäisesti ja on järjestetty siten, että mainittu aukko on suunnattu ylöspäin sekä raakakuparin vastaanotto-asennossa että mainitussa puhdistusasennossa.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen anodiuuni, 10 tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää suojakuvulla (31) varustetun poistoaukon (30) poistokaasun poistamiseksi, joka suojakupu on sovitettu peittämään poisto-aukon (30) suhteessa uunin rungon tiettyyn pyörimisaluee-seen, jolloin raakakuparin vastaanottoaukko (30) toimii 15 poistokaasun poistoaukkona.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen anodiuuni, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää kouruvä-lineen (11) raakakuparin syöttämistä uunin runkoon (21) varten mainitun aukon (30) kautta, joka kouruväline sisäl- 20 tää päätyosan (11C), joka on sijoitettu uunin rungon aukon (30) yläpuolelle ja jossa on vesijäähdytysvaippa (J).

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen anodiuuni, tunnettu siitä, että uunin runko (21) muodostuu yhdestä kammiosta. • 25 6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen anodiuuni, tunnettu siitä, että vaippaosa (21b) lisäksi käsittää laskureiän (28) mainitun korkeampilaatuisen kuparin poistamiseksi.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen anodiuuni, 30 tunnettu siitä, että vaippaosa (21b) lisäksi kä- ’ sittää ainakin yhden hormin (27) ilman tai happirikastei- sen ilman puhaltamiseksi uunin runkoon (21), joka hormi on ’ sijoitettu laskureikään (28) nähden vastakkaisesti.

8. Patenttivaatimuksen 2 mukainen anodiuuni, 35 tunnettu siitä, että kuumennusvälineet (26) on yhdistetty uunin rungon päätylevyyn (21a). • · 104382 20