FI68424B - Raffineringsugn foer icke-jaernmetaller - Google Patents

Description

rel Μ1. KUULUTUSJULKAISU 68424 LJ υ utläggn,ngsskr,ft

Patentti myönnetty 10 09 1985 Patent aeddelat ; (51) Kv.lk.4/lnt.Cl.4 C 22 B 15/00 // F 27 B 7/32 SUOMI FINLAND (21) Patenttihakemus — Patentansökning 792367 (22) Hakemispäivä — Ansöknlngsdag 27.07.79 (F*) (23) Alkupäivä — Glldghetsdag 27.07.79 (41) Tullut (ulkiseksi — Blivit offendIg 26.02.80

Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon Ja kuul.fulkaisun pvm. — oi 05 85

Patent- och registerstyrelsen ' ' Ansökan Utlagd och ud.skriften publlcerad j . a. a (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begird prioritet 25.08.78

Saksan Li ittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) P 2837160.0 (71) Norddeutsche Affinerie, AIsterterrasse 2, 2000 Hamburg 36,

Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Gerhard Kapel1 , Jesteburg, Klaus Peter Hugk, Hamburg,

Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (7*0 Oy Koister Ab (5*0 Raffinointiuuni ei-rautametalleja varten -Raffineringsugn för icke-järnmetaller Tämä keksintö koskee kierrettävää raffinointiuunia (puhdistus-uunia) ei-rautametalleja varten, jossa uunissa on syöttölaite juoksevaa metallia varten, rajoittava hapettamistila uunin vaippaan sijoitettunne kuonanpoistolaitteineen, väliseinän läpi muodostettu sifoni ja tämäi lautta hapettamistilaan yhdistetty pelkistystila me-tallilaskuaukkoineen.

On tavallista poistaa epäpuhtaudet sulatetusta metallista liek-kiraffinoinnilla siten, että sulatettu metalli sen haihduttamiseksi tai kuonauttamiseksi aluksi hapetetaan, erityisesti ilmalla tai ha-pella ja tämän jälkeen hapettamalla muodostetun ja metalliin liuenneen metallioksidin pelkistämiseksi käsitellään pelkistävästi poola-usaineilla, pulverimaisilla tai juoksevilla pelkistysaineilla taikka pelkistävillä kaasuilla.

Mainitut molemmat prosessit voidaan toteuttaa peräkkäin yhdessä laitteessa, mikä johtaa epäjatkuvaan metallintuotantoon, taik- 2 68424 ka kahdessa erillisessä laitteessa epäjatkuvalla tai jatkuvalla tavalla.

Kuparin raffinoinnissa on tunnettua käyttää kiertyvää rumpu-uunia, joka panostetaan juoksevalla kuparilla ja jossa on hapettamis-tila, kuonanpoistoltila, pelkistystila sekä pystysuoran väliseinän muodostama sifoni hapetustilan ja pelkistystilan erottamiseksi toisistaan. Kuonan poistaminen tapahtuu uunin vaippaan sijoitetusta kuona-aukosta; puhdistettu kupari poistetaan uunin otsapintaan sijoitetusta valupiipusta erilliseen kuljetettavaan kokoamisastiaan(DE-PS 810 432).

Edellä kaaviollisesti kuvatun menetelmän epäkohtana on, että käytön jatkuvuus ei ole mahdollista, koska kokoamisastia sen täyttymisen jälkeen täytyy erikseen viedä valulaitokseen ja tänä aikana täytyy keskeyttää kuparinuunista ottaminen taikka metallisen kuparin raffinointilaitteeseen syöttäminen. Epäkohtana on lisäksi se, että ilmeisesti käytetyillä pienehköillä laitteistoilla ei ole saavutettavissa pitkinä aikaväleinä samana pysyvää kuparinlaatua.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnettujen, erityisesti edellä kuvattujen raffinointiuunien konstruktioon liittyvät epäkohdat ja saada aikaan raffinointiuuni, joka - vähäisin konstruktiivisin kustannuksin - on käytössä yksinertainen, mahdollistaa jatkuvan raffinoinnin ja käytännöllisesti katsoen vakinaisena pysyvän kuparinlaadun saavuttamisen.

Tämä tehtävä ratkaistaan siten, että edellä kuvattu raffinointi-uuni keksinnön mukaisesti muodostetaan sellaiseksi, että metallin laskuaukko 7 sijoitetaan uunin vaippaan kuonanpoistoaukon 5 kanssa samalle sivulle, kuitenkin alemmaksi (syvemmälle).

Kun kuonanpoistoaukko ja metallin laskuaukko sijoitetaan uunin vaipan samalle sivulle ja kun raffinointiuuni on muodostettu kierrettäväksi (pyöriväksi) on saatu mahdolliseksi suorittaa hapettamis-ja pelkistämiskäsittely laajalti mielivaltaisella täyttöasteella, niin että raffinointiuuni samanaikaisesti toimii myös kokoamissäi-liönä, eli sillä on huomattava puskurikapasiteetti metallin syötön ja metallin poislaskun suhteen. Niinpä voidaan esimerkiksi raffi-nointiuunin kiertoliikkeellä siihen suuntaan, jossa kuonanpoistolai-te ja metallinlaskuaukko tulevat korkeammalle tasolle, ottaa metallia pelkistys- ja hapettamiskäsittelyyn, kun on poistettava vähemmän metallia kuin mitä syöttö vastaa tai kun ei poisteta lainkaan metallia. Toiselta puolen, jos on toivottavaa raffinointiuunin sellainen käyttötapa, jossa on poistettava enemmän puhdistettua metallia kuin mitä 3 68424 syöttö vastaa taikka halutaan laskea pois puhdistettua metallia syötön ollessa ohimenevästi katkenneena, on tämä mahdollista pelkällä kiertoliikkeellä vastakkaiseen suuntaan. Keksinnön mukainen raffinointiuuni on käytettävissä alueella noin 30 - 100 % sen suurimmasta mahdollisesta täyttöasteesta.

Eräs huomattava lisäetu perustuu siihen, että laitetta käyttöön otettaessa raffinointiprosessi voidaan aloittaa jo vähäisellä täyttöasteella, siis suhteellisen lyhyen odotusajan kuluttua.

Keksinnön mukaisen raffinointuunin käyttö, mitä tulee hapetta-mis- ja pelkistyskäsittelyyn, tapahtuu sinänsä tunnettuun tapaan. Hapettamiseen voidaan käyttää ilmaa, hapella rikastettua ilmaa tai teknisesti puhdasta happea, pelkistykseen tunnettuja poolausaineitä, kuten jauhemaisia ja juoksevia pelkistysaineita,hiilimonoksidia, reformoituja tai ei-reformoituja hiilivetyjä. Reaktanssien syöttö voi tapahtua suuttimien, mahdollisesti suutinrivien kautta taikka puhallusputkilla, jotka voivat olla esimerkiksi vesijäähdytteisiä.

Keksinnön eräs edullinen edelleenkehitysmuoto saadaan siten, että metallinlaskuaukolla on uunin vaippaan rakennettu, käytännöllisesti katsoen kohtisuorasti uunin akseliin nähden kulkeva, pidät-teellä suljettava laskukotelo. Käyttämällä pidätettä venttiilinä voidaan varsin tarkasti säädellä ulosjuoksevaa kuparimäärää.

Keksinnön eräs toinen edullinen edelleenkehitysmuoto perustuu siihen, että raffinointiuuni varustetaan uunin akselin ympäri pystysuunnassa kääntyvällä kippilaitteella. Täten saadaan mahdolliseksi erityisesti se että kuonanpoistolaitteen ja metallin laskuaukon tasot ja siten kuonakerroksen paksuus voidaan optimaalisella tavalla sovittaa kulloisiinkin käyttöolosuhteisiin.

Edelleen on mahdollista sijoittaa juoksevan metallin tuloaukkoa vastapäätä olevalle otsasivulle ainakin yksi poltin, jolloin on mahdollista asetella ei ainoastaan raffinointiuunin tarpeellista lämpötilaa vaan myös polttoaine-ilma-suhdetta muuttamalla asetella uunin atmosfääriä hapettavasti tai pelkistävästi.

Keksinnön sellaiseen suoritusmuotoon, jossa juoksevan metallin syöttölaite on johdettu keskelle otsasivua sijoitetun, uunin poisto-kaasuaukon lävitse kulkevaksi, liittyy etuna se, että uunin poisto-kaasut luovuttavat osan lämmöstään sisäänvirtaavalle metallille ja täten saadaan aikaan parempi lämmön hyväksikäyttö.

4 68424

Keksinnön mukainen raffinointiuuni sopii kaikkien ei-rauta-metallien käsittelyyn, jotka tarvitsevat aluksi hapettamiskäsitte-lyn ja sen jälkeen pelkistyskäsittelyn. Merkittävä käyttö on kuparin raffinoinnissa.

Keksintöä selitetään seuraavassa lähemmin oheisissa piirustuksissa kuvattuun suoritusesimerkkiin liittyen.

Kuvio 1 esittää kaaviollisesti sivukuvaa raffinointiuunista.

Kuvio 2 esittää leikkausta raffinointiuunista.

Kuvion 1 mukaiseen raffinointuuniin 1 kuuluu hapettamistila 2 ja pelkistystila 3, jotka ovat yhteydessä toisiinsa sifonin muodostavan väliseinän 4 kautta. Kuonanpoistamislaitetta on merkitty viitenumerolla 5. Siihen kuuluu kuonapato 6. Viitemerkillä 7 on osoitettu metallin laskuaukkoa, joka on varustettu poistolaatikolla 8 ja piäänteellä 18. Metallin tulo tapahtuu syöttölaitteen 9 kautta, joka on johdettu poistokaasukanavan 10 lävitse. Viitenumerolla 11 on merkitty poltinta. Raffinointiauunin 1 pyörintäliike aikaansaadaan teloilla 12, jotka ovat johdetut juoksurenkailla 13. Viitenumero 14 osoittaa suutinta hapettavien kaasujen syöttämiseksi, viitenumero 15 osoittaa suutinta pelkistävien kaasujen syöttämiseksi.

Kuviossa 2 on kuvattu metallin laskuaukko 7, poistolaatikko 8 pidättimineen 18, suutin 15 pelkistävien kaasujen syöttämistä varten, kaasun poistolaite 10, telat 12 ja yksi juoksukehä 13. Erityisesti on kaaviollisesti kuvattu raffinointiuunia 1 uunin akseliin nähden pystysuorassa suunnassa liikuttava kippilaite 16. Viitenumerolla 17 on kuvattu laskuaukon 7 suljettavaa ja avattavaa aukkoa.

Suoritusesimerkki

Esimerkiksi otetussa raffinointiuunissa 1 on kokonaispituus 9,50 ja sisähalkaisija 3,50 m. Hapettamistilan 2 pituus on 6,50 m ja pelkistämistilan pituus 3,00 m. Raffinointuunin 1 maksimaalinen täyttöaste on 250 t, minkä määrää otsasivun keskelle sijoitettu poistokaasukanava 10.

Polttimolla 11 esikuumennetun raffinointiuunin 1 käyttöönotossa virtaa uuniin syöttölaitteen 9 kautta 30 t/h kuilu-uunissa sulatettua kuparia. Täytön ollessa 80 t voidaan hapettamiskäsittely aloittaa kuonanpoistolaitteen 5 ollessa käännettynä tätä vastaavalle syvyy- 3 delle. Tätä varten viedään 200 Nm /h ilmaa suuttimen 14 kautta.

5 68424

Kupari virtaa väliseinään 4 sijoitetun aukon lävitse pelkistämis-tilaan 3, jossa samoin suhteellisen lyhyen ajan kuluttua voidaan aloittaa pelkistämisprosessi. Tätä varten viedään suuttimen 15 kautta 600 Nm3/h metaania.

Lisääntyvä kuparimäärä otetaan huomioon raffinointiuunin 1 vastaavalla kiertoliikkeellä. Samanaikaisesti otetaan kuonanpoistolait-teen 5 kautta ylijuoksulla kuonapadon 6 ylitse jatkuvasti tai lyhyin väliajoin kuonaa 1000 kg/h.

Sen jälkeen kun raffinointiuuni 1 on täytetty 250 tonnilla kuparia, aloitetaan anodien valli. Tätä varten avataan laskuaukko 7 ja poistolaatikon 8 pidäte 18. Valuteho on 50 t/h ja on täten suurempi kuin kuparinsyöttö. Kuparin poisto suoritetaan raffinointi-uunia 1 vastaavasti kiertämällä sillä tavoin, että kuonanpoistolait-teen 5 kautta edelleen jatkuvasti tai lyhyin välein voidaan poistaa kuonaa.

6 tunnin kuluttua pysäytetään valu täytön ollessa 130 t 4 tunniksi, minkä johdosta kuparimäärä raffinointiuunissa jälleen nousee 250 tonniksi.

Johtuen vakinaisesta kuparinsyötöstä , jolla on käytännöllisesti katsoen sama laatu, voidaan koko kuvatun koetoiminnan ajan pitää hapettamistilaan 2 ja pelkistystilaan 3 viedyt kaasumäärät vakioina.

Claims (5)

68424 6

1. Pyöritettävä raffinointiuuni ei-rautametalleja varten, jossa uunissa on syöttölaite juoksevaa metallia varten, rajoittava hapettamistila uunin vaippaan sijoitettuina kuonanpoistoaukkoineen, väliseinän lävitse muodostettu sifoni ja tämäi kautta hapettamisti-laan yhteydessä oleva pelkistystila metallin laskuaukkoineen, t u n-n e t tu siitä, että metallin laskuaukko (7) on sijoitettu uunin vaippaan kuonanpoistoaukon (5) kanssa samalle sivulle kuitenkin alempana (syvemmällä) sijaitsevaksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen raffinointiuuni, tunnet-t u siitä, että metallin laskuaukossa (7) on uunin vaippaan rakennettu, käytännöllisesti katsoen kohtisuoraan uuninakseliin nähden kulkeva, pidättimellä (18) suljettava poistolaatikko (8).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen raffinointiuuni, t un-n e t tu siitä, että siinä on uunin akselia pystysuorassa suunnassa liikuttava kippilaite (16).

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen raffinointiuuni, t u n n e t tu siitä, että juoksevan metallin syöttöaukkoa vastapäätä olevalle otsasivulle on sijoitettu ainakin yksi poltin (11).

5. Patenttivaatimuksen 1, 2, 3 tai 4 mukainen raffinointiuuni, tunnet tu siitä, että juoksevan metallin syöttölaite (9) on johdettu raffinointuuunin (1) otsasivuun keskeisesti sijoitetun poistokaasuaukon lävitse.