FI73242C - Saett att gjuta smaelt, metallhaltigt slagg medelst en form. - Google Patents

Description

73242

TAPA SULAN, METALLI PITO ISEN KUONAN VALAMISEKSI MUOTILLA

Tämä keksintö kohdistuu erikoisesti ei-rautametallien sulatuksessa sivutuotteena syntyvän ei-rautametallipitoisen kuonan valamiseksi yläpuolisella, pohjattomalla muotilla edullisesti niin, että kuonaan jääneen ei-rautametallin talteensaanti jatkokäsittelynä tapahtuvassa vaahdotus-5 prosessissa antaa hyvän tuloksen. Erityisesti tapa soveltuu kuparisulatossa syntyvän kuparipitoisen kuonan käsittelyyn.

Valumenetelmää voidaan menestyksellä käyttää muunkin sulan valamiseen haluttuun yksinkertaiseen muotoon esim. kuljetusta ja/tai varastointia varten.

10 Esitettävällä keksinnöllä saavutetaan parannettu taloudellinen tulos valu- ja jäähdytysvaiheessa muihin tunnettuihin menetelmiin verrattuna suuria tonnimääriä valettaessa.

Hyvän tuloksen saavuttaminen vaahdotusprosessissa edellyttää arvomine-raalien korkeaa puhtaaksijauhautumisastetta, jonka edellytyksenä on 15 mineraalikiteiden selvärajaisuus ja kohtuullisen suuri raekoko (10 - 200 p m).

Kiteytymisen ja riittävän kiteenkasvun edellytyksenä on sulan kuonan riittävän hidas jäähtyminen kiinteäksi (alle 800 - 900°C), jonka jälkeen loppujäähdytys voidaan tehdä nopeasti jatkaen esim. vesijäähdytyksellä 20 tai ns. patajäähdytyksessä.

Jauhatusenergia on rikastusprosessissa yleensä huomattava (8-16 kWh/t) ja kuparikuonalla perinteisesti vielä suurempi (22 - 50 kWh/t), koska vaaditaan erittäin hieno jauhatusaste. Hyvin kiteytynyt ja vedellä jäähdytetty kuona on hauras ja jauhatusenergia siten pienempi kuin 25 huonosti kiteytyneellä kuonalla, jossa lisäksi tarvitaan hienompi jauhatus. Hitaasti jäähtyneellä kuonalla saadaan parempi rikastustulos.

Ennestään tunnetaan mm. menetelmä, jonka mukaisesti kuona valetaan kuonaojiin. Kuonaojan pohjalla on hiekkaa ja seulottua hienoa kuona-mursketta, joka estää kuonan sekoittumista hiekkaan. Muutaman tunnin 30 2 73242 vapaan jäähtymisen jälkeen kuonaa jäähdytetään vesisuihkuilla jäähty-misen nopeuttamiseksi.

Valettaessa kuonaa kuonaojiin kuonaa tulee jaksottain ja lopullinen paksu (500 - 700 mm) valu muodostuu kerroksista, joista kukin on erik-5 seen nopeasti jähmettynyt ennen seuraavan kuonasulaerän saapumista. Tämä sen vuoksi, että sula leviää suurelle pinta-alalle vain 100 -- 150 mm:n kerrokseksi. Lopullisen valun valmistuttua ojaan nopeutetaan jäähtymistä vesisuihkutuksella. Vesisuihkutus aiheuttaa myös valun haurastumista, joka helpottaa jatkokäsittelyssä tapahtuvaa 10 hienontamista.

Valujen irrotus ja kaivuu ojista on erittäin kallista ja kalustoa kuluttavaa. Samoin ojien kunnostus suurine materiaalisiirtoineen. Ojien pohjapetimateriaaliksi tarvitaan lisäksi seulottua hienoa (make-up) kuonamursketta.

15 Eräs toinen tunnettu menetelmä on kuvattu US-patenttijulkaisussa 4 046 323, jossa kuonan valu tapahtuu noin 40 tonnin patoihin ja jäähdytys tapahtuu ilma- ja vesijäähdytyksenä. Jähmettynyt iso kuonavalu-kappale kaadetaan padoista maahan. Jos valu on vielä sisältä sula ja juoksevassa muodossa, se ei kestä kaatoa ja/tai pudotusta, vaan sula 20 kuona valuu maahan ja jäähtyy nopeasti ehtimättä kiteytyä riittävästi. Kun pataan valettu valukappale jäähdytetään täysin kiinteäksi padassa ja saadaan hauraaksi ja rikkonaiseksi vedellä jäähdyttämällä, ja kaadetaan sen jälkeen padasta maahan, ei sulan valumisvaaraa ole. Tämä edellyttää kuitenkin vähintään 15 - 24 h jäähdyttämisaikaa padassa tehos-25 tetusta vesijäähdytyksestä huolimatta, koska lämmönsiirto kuonasta muodostuneen valukappaleen sisäosasta on hidas.

Edelläkuvattu menetelmä vaatii erittäin suuret jäähdytyspatainvestoinnit patojen korkean hinnan ja tarvittavan suuren lukumäärän vuoksi, koska padassaoloaika on em. pituinen. Menetelmä lienee kannattavuuden 20 rajoilla tai rajan alapuolella, kun huomioidaan myös käyttökustannukset kalliiden patojen uusimisineen.

3 73242

Nyt kehitetyn uuden menetelmän avulla voidaan päästä edellä mainittujen menetelmien haitoista. Keksinnön olennaiset tunnusmerkit käyvät ilmi vaatimuksesta 1.

Tämän uuden menetelmän mukaisesti kuona valetaan ylhäältäpäin tasaisel-0 la kuonamurskepohjalla sijaitsevaan, hieman ylöspäin suippenevaan, esim. katkaistun kartion muotoiseen muottiin. Kartiokkuus muotissa on päästöä varten. Muotti on siis pohjaton ja on yläosastaan ainakin osaksi avoin.

Murskepohjan hienorakeinen (esim. 0-100 mm) materiaali muodostuu ^0 itsestään jäähtyvän valun haurastuessa ja murentuessa lämpökutistumi-sen ja sisäisten jännityserojen vuoksi viimeistään kuonaa pois siirrettäessä, joten erillistä seulontaa ei välttämättä tarvita, kuten ojavalussa. Tarvitaan vain valupohjan tasaus samalla kauhakuormaajalla, jolla kuonavalut siirretään pois esim. murskaukseen ennen valumuotin ^0 asettamista uudelleen alustalle. Valumuotti tiivistyy alareunasta murskealustaan omalla painollaan.

Valumuotin koko voidaan optimoida tarvittavan jäähtymisajan, tilantarpeen, käsittelysysteemin, sulan kuljetusastian koon yms. perusteella.

20 Jos halutaan tehdä pienempiä valukappaleita, voidaan useampi muotti ryhmitellä muottikasetiksi ja valaa hitaasti jäähtyviä täysiä kuona-kakkuja tarpeen mukaan, koska muuten ei iso muotti aina tule täyteen riippuen sulaton kuonanlaskutilanteesta (määrästä). Nopeasti jäähtyneen kuonan osuus ei näin ollen paljoa kasva. Nopeammin jäähtynyttä kuonaa 20 syntyy siis vain valukappaleen pinnalle kuoreksi. Pienellä kappaleella tarvitaan ohuempi ja isolla paksumpi kuori. Pintakuoren osuus koko valun massasta on joka tapauksessa pieni ja suhteessa suunnilleen samansuuruinen niin pienellä kuin isollakin kappaleella. Valtaosa materiaalista jäähtyy riittävän hitaasti tehostetusta vesijäähdytyksestä 20 huolimatta kuonan hitaan lämmönsiirron johdosta.

Valetun kuonan pintaosan jäähdyttäminen suoritetaan esim. vesisuihku-tuksella vain niin kauan, jotta valun ulkopinnalle muottia vasten on 4 73242 muodostunut riittävän paksu ja luja kuori pitämään vielä sisältä sulassa tilassa oleva valu koossa ja muotti voidaan nostaa pois uuteen paikkaan uutta valua varten. On erikoisesti siis huomattava, että valukappaletta ei siirretä muotin mukana eikä kaadeta tässä menetelmässä, vaan se jää 5 vapaasti alustalleen. Näin muottia tarvitaan selvästi lyhyempi aika (esimerkiksi alle puolet) kuin tunnetuissa vastaavissa menetelmissä. Näin samalla muottimäärällä päästään suurempaan kapasiteettiin ja muottikustannukset pienenevät huomattavasti.

Muottijäähdytyksen ja sen jälkeen tapahtuvan jäähtymisen yhteinen aika 10 määräytyy jäähdytystavasta ja -tarpeesta. Kiinteän kuoren koossa pitämä valukappale jäähtyy edelleen esim. vedellä nopeutettuna sisäosan silti jäähtymättä liian nopeasti kuonan huonon lämmönjohtokyvyn vuoksi. Vesijäähdytyksellä valukappale samalla haurastuu murskauksen helpottamiseksi jatkossa kuten nykyäänkin tunnetusti tehdään.

15 Valumuotti voidaan edullisesti valmistaa teräslevystä kalliin, mutta yleisesti käytetyn valuteräspadan/muotin sijasta. Muotti voidaan myös valmistaa kaksinkertaiseksi, jolloin muotin seinämien väliin voidaan sijoittaa nestejäähdytys, ja tällöin myös lämmön talteenotto on mahdollista.

20 Jäähdytystä voidaan siis suorittaa suihkuttamalla vettä muotin ulko puolelle tai suihkuttamalla vettä ulkopuolelta tai sivuilta muotin ja jäähtyessään kutistuvan valukappaleen pinnan väliseen rakoon. Lisäksi, kuten edellä todettiin, jäähdytys voi tapahtua myös kaksikerroksisen muotin välitilassa virtaavan siirtonesteen avulla.

25 Keksinnön mukaisessa menetelmässä valu - jäähdytys - valun purku -ja alustan tasaus uutta muotin sijoitusta ja valua varten voidaan edullisesti suorittaa esim. siltanosturiradan alla järjestettynä siten, että valut etenevät vyöhykkeenä, jota seuraa jäähtymisvyöhyke, valujen poisto- ja alustan tasausvyöhyke juuri ennen uutta muotin sijotusta 30 valuvyöhykkeen etenemissuunnassa rengas (tiilenpottouunin) -kierron tapaan. Menetelmälle on edullista myös se, että sula voidaan valaa suoraan valupadasta yhden ja saman kuljetusnosturin, edullisesti sulaton siltanosturin avulla nosturiradan alla ilman erillistä kaato-vaunua.

35

Claims (8)

1. Tapa sulan ei-rautametallipitoisen kuonan valamiseksi muotin avulla, tunnettu siitä, että korkeassa lämpötilassa oleva ei-rautame-tallipitoinen sula valetaan pohjattomaan, ylöspäin suippenevaan muottiin, joka yläosastaan on ainakin osaksi avoin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa tunnettu siitä, että sula valetaan kuonamurskepohjalla sijaitsevaan muottiin.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että muotin oma paino tiivistää muotin alareunan alustaansa.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että muottiin valetusta sulasta syntyvää valukappaletta jäähdytetään suihkuttamalla vettä muotin ja jäähtyessään kutistuvan valukappaleen pinnan väliseen rakoon.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että muottiin valettua sulaa jäähdytetään kaksinkertaisen muotin seinämien välissä virtaavan siirtonesteen avulla.

5 73242

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että muotti voidaan nostaa pois syntyneen valukappaleen päältä heti valukappaleen pinnan jähmettymisen jälkeen valukappaletta siirtämättä.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että valussa käytettävät muotit ryhmitellään usemman muotin käsittäviksi kaseteiksi.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että muotti valmistetaan teräslevystä.