NO851451L

NO851451L - GRANULATION.

Info

Publication number: NO851451L
Application number: NO851451A
Authority: NO
Inventors: Peter Harvey; Marian Karol Nieora
Original assignee: Bicc Plc
Priority date: 1984-04-12
Filing date: 1985-04-11
Publication date: 1985-10-14
Also published as: PT80263A; DK165985A; ZA852457B; KR850007220A; DK165985D0; EP0159862A2; ZW6685A1; GB2158736A; AU4094385A; PT80263B; ES8605407A1; IL74982A0; BR8501748A; GB8409574D0; GB8509278D0; JPS60241943A; FI851461A0; ES542153A0; FI851461L

Abstract

En prosess for granulering av metall mottatt i plateform, slik som katodekopper, opererer i to trinn. I det forste (primær kutting) blir platen fremfort og stykker blir tatt fra dens forende kant ved en kutter (5) innbefattende en rotor med i det minste et skjær som samvirker med et fast skjær tvers over hvilket platemetallet blir matet. I den andre operasjon, (fordøyelse) blir stykkene dannet i den første operasjon matet til en granulator (8) (eller til mer enn en granulator) av den art som innbefatter en rotor med i det minste et skjær som samvirker med i det minste et fast skjær for å findele materialet repeterende inntil partiklene er tilstrekkelig små til å passere gjennom en sikt som omgir arbeidssonen. De to operasjonene kan optimaliseres uavhengig av hverandre, og vesentlige energibe-sparelser oppnås sammenlignet med direkte mating av plate-metall til granulatoren (8). I tilfelle av kopper, blir graden av oppvarming, som i konvensjonell granulering kan fore til overflateoksydasjon, vesentlig redusert.A process for granulating metal received in plate form, such as cathode cups, operates in two steps. In the first (primary cutting) the plate is advanced and pieces are taken from its leading edge by a cutter (5) including a rotor with at least one insert which cooperates with a fixed insert across which the sheet metal is fed. In the second operation, (digestion) the pieces formed in the first operation are fed to a granulator (8) (or to more than one granulator) of the kind comprising a rotor with at least one shear which cooperates with at least one solid insert to comminute the material repeatedly until the particles are small enough to pass through a screen surrounding the work zone. The two operations can be optimized independently of each other, and significant energy savings are achieved compared to direct feeding of sheet metal to the granulator (8). In the case of copper, the degree of heating, which in conventional granulation can lead to surface oxidation, is significantly reduced.

Description

Oppfinnelsen vedrører granulering av kopperkatoder og av andre metaller mottatt i flateform. The invention relates to the granulation of copper cathodes and of other metals received in flat form.

Den mest effektive kjente prosess, i det minste for kopperkatoder omtalt i britisk patent nr. 2.021.974B innbefatter findeling av metallplatene ved hjelp av en granulator av den art som innbefatter en rotor med i det minste et skjær som samvirker med i det minste et fast skjær for å findele materialet repeterende inntil partiklene er tilstrekkelig små til å passere gjennom en sikt som avgrenser arbeidssonen. The most effective known process, at least for copper cathodes disclosed in British Patent No. 2,021,974B, involves comminuting the metal sheets by means of a granulator of the type comprising a rotor with at least one shear interacting with at least one fixed shear to comminute the material repetitively until the particles are small enough to pass through a screen that delimits the work zone.

Det vil innses at denne prosess innbefatter to distinkte operasjoner, heretter kalt henholdsvis "primær skjæring" og "for-døyer" hvor den primære skjæring tar stykker (vanligvis smale strimler) fra den førende kant av platematerialet og fordøyer-en gjør vilkårlige kutt gjennom visse stykker repeterende inntil de resulterende korn unnslipper gjennom sikten. It will be appreciated that this process involves two distinct operations, hereinafter referred to respectively as "primary cutting" and "pre-die" where the primary cut takes pieces (usually narrow strips) from the leading edge of the plate material and the die makes arbitrary cuts through certain pieces repetitively until the resulting grains escape through the sieve.

Det er nå oppdaget at en vesentlig forbedring i energivirkningsgraden kan oppnås og skadelig oppvarming av metallet som blir granulert kan sterkt reduseres ved adskillelse mellom den primære skjæring og fordøyeroperasjonen. It has now been discovered that a significant improvement in energy efficiency can be achieved and harmful heating of the metal being granulated can be greatly reduced by separation between the primary cutting and digester operation.

I samsvar med oppfinnelsen innbefatter derfor en prosess for granulering av metall mottatt i plateform en første, primær skjæreoperasjon i hvilken platemetallet fremføres og stykker tas fra dens førende kant av en kutter som innbefatter en rotor med i det minste et skjær som samvirker med et fast skjær tvers over hvilket platemetallet blir matet og en andre fordøyelsesoperasjoner i hvilken stykkene formet i den første operasjon blir matet til i det minste en granulator av den art som innbefatter en rotor med i det minste et skjær som samvirker me i det minste et fast skjær for.å findele materialet repeterende inntil partiklene er tilstrekkelig små til å passere gjennom en sikt som avgrenser arbeidssonen. In accordance with the invention, therefore, a process for granulating metal received in sheet form includes a first, primary cutting operation in which the sheet metal is advanced and pieces are taken from its leading edge by a cutter including a rotor with at least one blade that cooperates with a fixed blade across which the sheet metal is fed and a second digesting operation in which the pieces formed in the first operation are fed to at least one granulator of the kind which includes a rotor with at least one shear that cooperates with at least one fixed shear for. to comminute the material repetitively until the particles are sufficiently small to pass through a sieve that delimits the work zone.

Basisutformingen av kutteren (uten sikt) og granulatorenThe basic design of the cutter (without sieve) and the granulator

(med sikt) kan være de samme, men konstruksjonsdetaljene og arbeidsbetingelsene kan optimaliseres for de adskilte operasjoner. Nærmere bestemt: 1. Skjærene til kutteren og granulatoren vil vanligvis begge være delt i retningen parallelt med rotasjonsaksen i seksjoner som er forskjøvet rundt omkretsen for å redusere sjokkbelast-ning, og skjærsegmentene til kutteren kan være kortere enn de til granulatoren for å redusere sjokkbelastningen ytterligere. 2. Ved hvert bestemte punkt langs den aksielle lengde av den respektive maskin, kan antall kutt pr. tidsenhet (som er pro-porsjonal med rotasjonshastigheten, med antallet av roterende skjær og, vanligvis kun for granulatoren med antallet av faste skjær) være høyere for granulatoren enn for kutteren, hvor det derav følger at primær kutting kan være en kontinuerlig operasjon fra start til slutt for hver plate som skal granuleres uten hverken å mate materialet til granulatoren hurtigere enn det kan prosessbehandles eller produsere metallstøv gjennom for lav fremføringshastighet av platematerialet. 3. Skjærvinklene og arbeidsklaringene kan optimaliseres uavhengig for de to operasjoner. 4. En kutter kan hvis ønsket mate to eller flere enn to relativt små granulatorer (eller hvis det skulle være ønskelig, to eller flere kuttere kunne mate en relativt stor granulator). 5. Matearrangementer kunne utformes, hvis ønsket, til å pres-entere relativt lange smale stykker formet ved primær kutting til granulatoren på en slik måte at den vanligste orintering er normalt til skjærene, som reduserer frekvensen av uproduk-tive langsgående kutt; i de fleste tilfeller er dette unød-vendig fordi gtanulatoren kan toppmates, og stykkene som er fri til å rotere tenderer til å bli orientert normalt til skjærene ved virkningen av skjærene selv. (with visibility) may be the same, but the construction details and working conditions may be optimized for the separate operations. Specifically: 1. The blades of the cutter and the granulator will usually both be divided in the direction parallel to the axis of rotation into sections offset around the circumference to reduce shock loading, and the blade segments of the cutter may be shorter than those of the granulator to further reduce shock loading . 2. At each specific point along the axial length of the respective machine, the number of cuts per time unit (which is proportional to the speed of rotation, to the number of rotating blades and, usually only for the granulator to the number of fixed blades) be higher for the granulator than for the cutter, where it follows that primary cutting can be a continuous operation from start to end for each plate to be granulated without either feeding the material to the granulator faster than it can be processed or producing metal dust through too low a feed rate of the plate material. 3. The cutting angles and working clearances can be optimized independently for the two operations. 4. A cutter can, if desired, feed two or more than two relatively small granulators (or if desired, two or more cutters could feed a relatively large granulator). 5. Feed arrangements could be designed, if desired, to present relatively long narrow pieces formed by primary cutting to the granulator in such a way that the most common orientation is normal to the cuttings, which reduces the frequency of unproductive longitudinal cuts; in most cases this is unnecessary because the gtanulator can be top-fed and the pieces free to rotate tend to be oriented normal to the cuttings by the action of the cuttings themselves.

På grunn av disse faktorer kan energivirkningsgraden til prosessen bli signifikant forbedret. Videre er det funnet at de produserte korn, idet minste fra kopperkatoder, ved metoden ifølge oppfinnelsen har en vesentlig høyere bulktetthet enn de fremstilt ved bruk av en enkelt platematergranulator; det er antatt, men har ikke blitt bekreftet, at dette har tilknyt-ning til et høyere forhold av relative isotropiske partikler. Den forøkede bulktetthet fører til ytterligere energibespar-elser når kornene i det etterfølgende blir brukt som innmatning til en ekstruderingsprosess. Due to these factors, the energy efficiency of the process can be significantly improved. Furthermore, it has been found that the grains produced, the smallest from copper cathodes, by the method according to the invention have a significantly higher bulk density than those produced using a single plate feeder granulator; it is assumed, but has not been confirmed, that this is related to a higher ratio of relative isotropic particles. The increased bulk density leads to further energy savings when the grains are subsequently used as feed for an extrusion process.

Størrelsen til den roterende kutter kan variere innenfor grensene gitt ved størrelsen på platen som skal granuleres og styrken til dens komponenter, men det kan forventes at diameteren på rotoren vil nesten alltid ligge i området fra 0,25 til 0,5 m; for kuttere innenfor dette område vil det vanligvis foretrekkes et skjærarrangement som frembringer kun et kutt pr. omdreining ved et hvert bestemt punkt langs lengden av kutteren (langs bredden av platen). The size of the rotary cutter can vary within the limits given by the size of the plate to be granulated and the strength of its components, but it can be expected that the diameter of the rotor will almost always be in the range from 0.25 to 0.5 m; for cutters within this range, a cutting arrangement that produces only one cut per revolution at each specific point along the length of the cutter (along the width of the plate).

For å muliggjøre bruken av svært korte skjærsegmenter på kutterrotoren, når krevet eller ønsket, foreslås det bruk av en rotor oppbygget av et flertall plater stablet på hverandre i den aksielle retning hvor i det minste en av platene har i sin omkrets i det minste en lomme for et skjær, hvilken lomme forløper gjennom hele tykkelsen av den plate, hvor et blad blir montert i den lomme ved en enkel skrue og har sine ender i hovedsak i samme plan med hovedflåtene til denne plate; og hvor tilstøtende flater som bærer mot hovedflatene til denne plate også bærer mot enden til skjæret for å .gi ytterligere stivhet til dets innfestning. In order to enable the use of very short cutting segments on the cutter rotor, when required or desired, it is proposed to use a rotor made up of a plurality of plates stacked on top of each other in the axial direction where at least one of the plates has in its circumference at least a pocket for a sheave, which pocket extends through the whole thickness of that plate, a blade being fitted into that pocket by a single screw and having its ends substantially flush with the main rafts of said plate; and where adjacent surfaces bearing against the main surfaces of this plate also bear against the end of the cut to give additional rigidity to its attachment.

De tilstøtende plater, med mindre de er endeplater, kan utstyr-es med skjær ved andre steder rundt omkretsen av rotoren, The adjacent plates, unless they are end plates, may be equipped with shears at other places around the circumference of the rotor,

eller (forutsatt at metallet som skal skjære er tilstrekkelig sprøtt) kan de være avstandsplater ikke utstyr med skjær. or (provided the metal to be cut is sufficiently brittle) they may be spacer plates not equipment with cutting edges.

For å maksimere treghetsmomentet er platene fortrinnsvis mass-ive og i hovedsak sirkulære bortsett fra skjærlommen. To maximize the moment of inertia, the plates are preferably massive and essentially circular apart from the shear pocket.

En ekvivalent rotor i ett stykke kunne bli brukt like effek- An equivalent rotor in one piece could be used just as effectively

tivt men fremstiller visse tilvirkningsvanskeligheter.tive but presents certain manufacturing difficulties.

En lignende rotorutforming kunne brukes i granulatoren også, men i det tilfelle kan det være fordelaktig for omkretsen av hver plate å være forsenket som en hjelp til avbalansering og/ eller for tilveiebringelsen av ytterligere arbeidsvolum mellom rotoren og huset. A similar rotor design could be used in the granulator as well, but in that case it may be advantageous for the circumference of each plate to be recessed as an aid to balancing and/or to provide additional working volume between the rotor and housing.

Avhengig av driftshastigheten på kutteren kan det være ønskelig å avkjøle kutteskjærene for å redusere graden ved hvilke deres skjærkanter blir sløve; siden kontakt med kopper eller annet metall som blir findelt i den primære kutteoperasjon vil være kort, er risikoen for at metallet blir overopphetet relativt liten, men kan ikke alltid være neglisjerbart. Depending on the operating speed of the cutter, it may be desirable to cool the cutting edges to reduce the degree to which their cutting edges become dull; since contact with copper or other metal that is comminuted in the primary cutting operation will be brief, the risk of the metal being overheated is relatively small, but may not always be negligible.

I granulatoren brukt for fordøyelsesoperasjonen, kan på den andre side den vesentlige oppholdstid føre til stigning i temperaturen" i metallet, og avkjøling vil nesten alltid være nødvendig. Konveksjonsavkjøling ved bruk av en luftstrøm tvung-et nedad gjennom granulatorkammeret for slik å utgå gjennom sikten og/eller en vannstrøm pumpet gjennom passasjer i rotoren og maskinhuset, kan være adekvate for å unngå overoppheting av granulatene, men ellers foretrekkes det bruk av fordampnings-avkjøling. Dette krever innføring inn i granulatoren av en passende mengde av i det minste en inert flyktig substans. Mengden er fordelaktig slik at varmen som genereres i granuler-ingsprosessen, pluss en hver innstrømming av omgivende luft, er tilstrekkelig til å fordampe (eller sublimere) i hovedsak hele den flyktige substans; og i tilfelle av koppergranuler-ing bør den også være slik at fordampning (eller sublimering) . av den flyktige substans er tilstrekkelig til å holde temperaturen av den hovedsakelige del av kopperet fra å stige over 80°C (og fortrinnsvis 70°C) for en hver signifikant tidslengde. In the granulator used for the digestion operation, on the other hand, the substantial residence time may cause a rise in the temperature of the metal, and cooling will almost always be necessary. Convection cooling using an air stream forced downwards through the granulator chamber to exit through the sieve and /or a stream of water pumped through passages in the rotor and machine housing may be adequate to avoid overheating of the granules, but otherwise the use of evaporative cooling is preferred.This requires the introduction into the granulator of a suitable quantity of at least one inert volatile substance The amount is advantageously such that the heat generated in the granulation process, plus any inflow of ambient air, is sufficient to vaporize (or sublimate) substantially all of the volatile matter; and in the case of copper granulation, it should also be so that evaporation (or sublimation) of the volatile substance is sufficient to maintain the temperature of the main any part of the copper from rising above 80°C (and preferably 70°C) for any significant length of time.

Det er mange flyktige substanser som kan teknisk være tilfredsstillende, men med hensyn til miljømessige og økonomiske be- grensninger av den foretrukkede substand vann (fri for skade-lige forurensninger), flytende nitrogen, karbondioksyd og useparert flytende luft. There are many volatile substances that can be technically satisfactory, but with regard to environmental and economic limitations of the preferred substance water (free from harmful contaminants), liquid nitrogen, carbon dioxide and unseparated liquid air.

Av disse er vann betraket som best fordi det er lett tilgjenge-lig, billig, nødvendiggjør ikke isolerte lagringsbeholderé og har et kokepunkt over arbeidstemperaturen, vil fordampe fortrinnsvis når og hvor temperaturen til kopperoverflaten er høyest (skjønt det vil forstås at mye, eller i noen tilfelle all fordampning kan finne sted separat fra kopperoverflåtene). Of these, water is considered the best because it is readily available, cheap, does not require insulated storage containers and has a boiling point above the working temperature, will evaporate preferentially when and where the temperature of the copper surface is highest (although it will be understood that much, or in some case all evaporation can take place separately from the copper surfaces).

Deionisert eller på annen måte renset vann kan matees til granulatoren som en væske (eller frossen) film på overflaten til kopperet, f.eks. ved å mate beisede katoder som fortsatt er våte med rensevann og/eller ved å påføre en vannstrøm på kopperet nær ved punktet hvor det første kutt er gjort; altern-ativt, eller hvis en større mengde av flyktige substanser krev-es, kan vann (eller en av alternativene omtalt) bli innsprøytet separat inn i granulatoren og/eller inn i luftstrømmen som Deionized or otherwise purified water can be fed to the granulator as a liquid (or frozen) film on the surface of the cup, e.g. by feeding pickled cathodes still wet with cleaning water and/or by applying a stream of water to the copper near the point where the first cut is made; alternatively, or if a larger quantity of volatile substances is required, water (or one of the alternatives mentioned) can be injected separately into the granulator and/or into the air stream which

entrer den, fortrinnsvis som en fin dusj.enter it, preferably as a nice shower.

Det kan være ønskelig å overvåke matrhastigheten av kopperet til granulatoren og/eller kraften som nyttes ved den og å just-ere matehastigheten på vannet eller andre flyktige substanser samsvarende. Jevn fordeling er viktig da det er uønskelig for selv noen få korn å fremkomme våte. It may be desirable to monitor the feed rate of the copper to the granulator and/or the power used by it and to adjust the feed rate of the water or other volatile substances accordingly. Even distribution is important as it is undesirable for even a few grains to appear wet.

Oppfinnelsen vil bli ytterligere beskrevet gjennom et eksempel med henvisning til de vedlagte tegninger, hvor: Fig. 1 er et skjematisk sideriss av et anlegg for å utføre The invention will be further described through an example with reference to the attached drawings, where: Fig. 1 is a schematic side view of a plant for performing

oppfinnelsen,the invention,

fig. 2 er en perspektivskisse av en rotor for en kutter egnet fig. 2 is a perspective sketch of a rotor for a cutter suitable

for bruk i utførelsen av oppfinnelsen,for use in carrying out the invention,

fig. 3 er et sideriss av den samme rotor,fig. 3 is a side view of the same rotor,

fig. 4 er en endeskisse av den samme rotor,fig. 4 is an end view of the same rotor,

fig. 5 og 6 er tverrsnitt langs linjene V-V og VI-VI i fig. 3 fig. 5 and 6 are cross-sections along lines V-V and VI-VI in fig. 3

henholdsvis, med noen detaljer utelatt for klarhet, og fig. 7 er en halvskjematisk tverrsnittsskisse gjennom en annen utførelse for rotoren i en kutter egnet for bruk til utførelse av oppfinnelsen, som også viser det samvirkene faste skjær. respectively, with some details omitted for clarity, and Figs. 7 is a semi-schematic cross-sectional sketch through another embodiment of the rotor in a cutter suitable for use in carrying out the invention, also showing the cooperating fixed shear.

Anlegget på fig. 1 fremstiller kopperkorn for bruk, etter passende varmebehandling, som innmatning for en kontinuerlig friksjonsaktivert ekstruderingsprosess (Conform) for tilvirk-ning av kopperwire. The plant in fig. 1 produces copper grains for use, after suitable heat treatment, as feed for a continuous friction-activated extrusion process (Conform) for the manufacture of copper wire.

Innmatningen til anlegget i fig. 1 består i seg selv av kopperkatoder, vanligvis et areal på 1 m<2>og tykkelse opptil 20 eller 22 mm (14 dagers katoder, det er katoder av den tykkelse akku-mulert ved 14 dagers kontinuerlig avsetning under konvensjonell kopperraffinering og strømtetthet og andre tilstander). Etter beising, vasking og en hver nødvendig forbehandling The input to the plant in fig. 1 itself consists of copper cathodes, usually an area of 1 m<2> and thickness up to 20 or 22 mm (14 day cathodes, that is cathodes of the thickness accumulated by 14 days of continuous deposition under conventional copper refining and current density and other conditions). After pickling, washing and any necessary pre-treatment

(ikke vist) blir katodene anbragt i en stabel 1 på en støtte 2. Ved passende intervaller, blir individuelle katoder tatt fra stabelen ved en løftemekanisme 3 og overført (på tvers til planet av figuren) på et matebord 50. En vedder 4 fremfører nå og skyver katoden under fjærbelastet eller på annen måte for-spente gripeinnretninger (som motstår tipping eller inntrek-ning av katodene) og gjennom en. enkel utsparing inn til en roterende kutter 5 som utfører den primære kutteoperasjon. Kutteren har et enkelt kontinuerlig fast skjær som katoden hviler på ved inngangsutsparingen og et enkelt skjær delt i korte segmenter fordelt rundt rotoren; hvor dette fremstiller primære kuttestykker overveiende med lengder omtrent like med lengden til skjærsegmentene, bredder (eller tykkelser) likt med tykkelsen til katoden (en dimensjon som varierer betraktelig, både fra katode til katode og mellom forskjellige deler av den samme katode) og tykkelser (eller bredder) hvis katoden er tynn lik med avstanden som katoden fremføres pr. omdreining av kutterrotoren (denen dimensjon er også utsatt for å variere signifikant, særlig ved begynnelsen og slutten av katoden). (not shown) the cathodes are placed in a stack 1 on a support 2. At suitable intervals, individual cathodes are taken from the stack by a lifting mechanism 3 and transferred (transverse to the plane of the figure) onto a feed table 50. A bettor 4 now advances and pushes the cathode under spring-loaded or otherwise biased grippers (which resist tipping or retraction of the cathodes) and through a. single recess into a rotary cutter 5 which performs the primary cutting operation. The cutter has a single continuous fixed blade on which the cathode rests at the entrance recess and a single blade divided into short segments distributed around the rotor; where this produces primary cutting pieces predominantly with lengths approximately equal to the length of the cutting segments, widths (or thicknesses) equal to the thickness of the cathode (a dimension which varies considerably, both from cathode to cathode and between different parts of the same cathode) and thicknesses (or widths) if the cathode is thin equal to the distance that the cathode is advanced per revolution of the cutter rotor (this dimension is also liable to vary significantly, especially at the beginning and end of the cathode).

Når katoden er oppbrukt, trekker vedderen 4 seg tilbake og matesyklusen repeteres, hvor kutteren 5 går på tomgang inntil vedderen igjen fremføres tilstrekkelig langt til å skyve kopper inn til den. When the cathode is used up, the ram 4 retracts and the feeding cycle is repeated, with the cutter 5 idling until the ram is again advanced far enough to push cups into it.

I mellomtiden faller de primære kuttestykker dannet i kutteren 5 straks inn i en samlekasse 6 som slipper de ut til et paternosterverk 7 (vist skjematisk) som leverer dem til i det minste en granulator 8, som kan være av en fullstendig konvensjonell utførelse - en Cumberland modell 37 granulator med sin stand-ard samlekasse er tilfredsstillende. Meanwhile, the primary cuttings formed in the cutter 5 immediately fall into a collecting box 6 which discharges them to a paternoster plant 7 (shown schematically) which delivers them to at least one granulator 8, which may be of a completely conventional design - a Cumberland model 37 granulator with its standard collecting box is satisfactory.

Granulatoren 8 blir avkjølt ved å blåse gjennom den 1 m<3>/sek. luft inn i hvilke deionisert vann kan innsprøytes i en fin dusj ved en grad av 1 liter for hver 30 kg kopper. Dette er tilstrekkelig til å holde den gjennomsnittlige korntemperatur nede ved omkring 40°C og i hovedsak hvert korn under 70°C, og unngår i hovedsak anløping, mens det på den andre side varmen som genereres er tilstrekkelig til å fordampe alt vannet og etterlater kornene tørre. Kornene tømmes ut konvensjonelt via samlekassen 9, et andre paternosterverk 10, sikteapparat 51 (hvilke separerer for store korn for resirkulering til granulatoren og de findelte for uttømming) og magnetisk separasjons-apparat 11 til en beholder 12. The granulator 8 is cooled by blowing through it at 1 m<3>/sec. air into which deionized water can be injected in a fine shower at the rate of 1 liter for every 30 kg cups. This is sufficient to keep the average grain temperature down to around 40°C and essentially every grain below 70°C, essentially avoiding tarnishing, while on the other hand the heat generated is sufficient to evaporate all the water leaving the grains dare. The grains are emptied conventionally via the collection box 9, a second paternoster work 10, screening device 51 (which separates oversized grains for recycling to the granulator and the finely divided ones for discharge) and magnetic separation device 11 into a container 12.

Den foretrukkede form for kutter 5 blir bygd ved å modifisere en Cumberland modell 43 granulator slik at den har kun et fast skjær (lokalisert direkte under inngangsutsparingen for kopper-katodene) og et dreiende skjær fordelt med korte segmenter rundt rotoren. To egnede rotorkonstruksjoner er vist. The preferred form of cutter 5 is constructed by modifying a Cumberland Model 43 granulator so that it has only a fixed blade (located directly below the entrance recess for the copper cathodes) and a rotating blade spaced in short segments around the rotor. Two suitable rotor designs are shown.

Den relativt konvensjonelle rotor i fig. 2-6 er av en konstruksjon i ett stykke og er best anskueliggjort som en sylind-er med hoveddeler av sin overflate maskinert bort for å danne ti segmenter 13-22 som er identiske i form, men hvor hver har en egen orientering. Som det best ses i fig. 5 er segmentene omgitt av fem plane hovedflater 23-25, en del 28 av den om skrevne sylindriske flate, og mindre flate overflater 30 og 31 som er ved rette vinkler til hverandre og danner en lomme inn i hvilke et skjærsegment 32 er festet med et par skruer 33. Flatene 23 til 27 danner fem av seks sideflater av symmetriske (men ikke regulære) heksagonale prismer med to vinkler på 72° The relatively conventional rotor in fig. 2-6 are of one-piece construction and are best visualized as a cylinder with major portions of its surface machined away to form ten segments 13-22 which are identical in shape but each having a separate orientation. As can best be seen in fig. 5, the segments are surrounded by five planar main surfaces 23-25, a part 28 of the inscribed cylindrical surface, and smaller flat surfaces 30 and 31 which are at right angles to each other and form a pocket into which a shear segment 32 is fixed with a pair of screws 33. Faces 23 to 27 form five of six side faces of symmetrical (but not regular) hexagonal prisms with two angles of 72°

(ved 34 og 35) og fire på 54°.(at 34 and 35) and four at 54°.

Segmentene 13 og 14 er relativt forskjøvet om hverandre ved 180° og danner således tilsammen et heksagonalt prisme med to fremspring 36, 37 som danner anslag for deres respektive skjærsegmenter 32, 38. Rotorsegmentene 15 og 16 danner et lignende par forskjøvet 72° med hensyn til det første par osv. for de andre tre par 17 og 18 (forskjøvet 144° med hensyn til det første par), 19 og 20 (216°) og 21 og 22 (288°). Resultatet er at et kutt gjøres ved et punkt langs lengden av rotoren for hver dreining på 36° (en tiende del av en omdreining), men hos-liggende kutt er alltid godt separert i tid. For klarhet er fig. 4 kun markert med segmentnummerne for slik å klart frem-bringe rekkefølgen i hvilken skjærene kutter. The segments 13 and 14 are relatively offset from each other by 180° and thus together form a hexagonal prism with two projections 36, 37 which form stops for their respective shear segments 32, 38. The rotor segments 15 and 16 form a similar pair offset by 72° with respect to the first pair, etc. for the other three pairs 17 and 18 (offset by 144° with respect to the first pair), 19 and 20 (216°) and 21 and 22 (288°). The result is that a cut is made at a point along the length of the rotor for every turn of 36° (one tenth of a turn), but adjacent cuts are always well separated in time. For clarity, fig. 4 only marked with the segment numbers in order to clearly show the order in which the cutters cut.

Fig. 7 viser en alternativ konstruksjon i hvilken rotoren er oppbygget av et antall plater stablet sammen i en aksiell retning. Kun tre av platene er vist, en i heltrukne linjer og de tilstøtende i brutte linjer. Bortsett fra endeplatene, hvilke kan være enkle sirkulære skiver, er alle platene identiske i form, men alle avviker i orientering. Platen 38 vist med hele linjer er hovedsakelig sirkulær, men er eksentrisk montert med sitt senter ved 39 mens rotasjonsaksen til rotoren er ved 40. En forsenkning for skjæret 41 er formet ved dets anslagsflate 42 ved posisjonen av maksimal radius og formet for å skape arbeidsklaring i fremkant av skjæret; hvor den aksielle lengde til hvert skjærsegment er i det vesentlige den samme som tykkelsen til platen. Dybden X til skjæret er slik relatert til eksentrisiteten av platene at tilstøtende plater 43, 44 (sent-trert ved 45 og 46 henholdsvis) bærer på respektive ender av skjærsegmentet 41, og muliggjør således det å bli stivt montert med kun en skrue 47. Dette tillater bruk av skjærsegmenter omkring halvparten så lange som minimumskravet for utførelsen i fig. 2-6. Fig. 7 shows an alternative construction in which the rotor is made up of a number of plates stacked together in an axial direction. Only three of the plates are shown, one in solid lines and the adjacent ones in broken lines. Apart from the end plates, which may be simple circular discs, all the plates are identical in shape, but all differ in orientation. The plate 38 shown in full lines is substantially circular but is eccentrically mounted with its center at 39 while the axis of rotation of the rotor is at 40. A recess for the cutting edge 41 is formed at its abutment face 42 at the position of maximum radius and shaped to create working clearance in leading edge of the cut; where the axial length of each shear segment is substantially the same as the thickness of the plate. The depth X of the cut is so related to the eccentricity of the plates that adjacent plates 43, 44 (centered at 45 and 46 respectively) bear on respective ends of the cutting segment 41, thus enabling it to be rigidly mounted with only one screw 47. This allows the use of shear segments about half as long as the minimum requirement for the design in fig. 2-6.

Fig. 7 viser også det faste skjær 48 av kutteren og en kopper-katode eller annen plate 49 idet den fremføres til en kutte-posisjon. Fig. 7 also shows the fixed blade 48 of the cutter and a copper cathode or other plate 49 as it is advanced to a cutting position.

EksempelExample

Kvantitative resultater er ennå ikke tilgjengelige fra den foretrukne anleggsform beskrevet så langt. Med følgende eksempel, basert på foreløpig arbeide med eksisterende anlegg, er gitt for å indikere potensiale til oppfinnelsen. Quantitative results are not yet available from the preferred plant form described so far. With the following example, based on preliminary work with existing facilities, is given to indicate the potential of the invention.

En granulator oppbygget som beskrevet og vist gjennom eksempel-et i søkerens europeiske patentansøkning nr. 94258 (en Cumberland modell 37 granulator med et modifisert matearrangement for å motta platetilførsel) ble brukt konvensjonelt for å gran-ulere kopper halvkatoder nominelt med 500 m bredde og 1 m lengde og som varierte i tykkelse i området 5-12 mm. To faste skjær og tre roterende skjær, hver delt i fem 180 mm lange forskjøvede segmenter ble anordnet. Den nominelle rotor-hastighet var 600 omdreininger/minutt. Halvkatodene ble matet med den kortere ende førende, ved en hastighet på 100 mm/sek. for en periode på et sekund ved intervall på 20 sek. Nominelle 3 mm korn ble fremstilt ved bruk av en 6,5 mm sikt ved en hast ighet på omkring 500 kg/time. Det midlere faktiske energiforbruk var omkring 66 kWh/tonn og den midlere temperatur på de utgående korn, når driften var uten avkjøling, var 175°C. Det er antatt at en betraktelig andel av varmen genereres i kopperstykker som blir fanget (en eller flere ganger) mellom et roterende skjær og den førende kant av kopperkatoden som ligger over det faste skjær som gjør de primære skjær og således gjør det skjær mer eller mindre ineffektivt i den påfølg-ende granulering. Bulktettheten til kornene ble funnet å vari- A granulator constructed as described and exemplified in Applicant's European Patent Application No. 94258 (a Cumberland Model 37 granulator with a modified feed arrangement to receive plate feed) was used conventionally to granulate copper half cathodes nominally 500 m wide and 1 m length and which varied in thickness in the range of 5-12 mm. Two fixed shears and three rotating shears, each divided into five 180 mm long staggered segments were provided. The nominal rotor speed was 600 revolutions/minute. The half cathodes were fed with the shorter end leading, at a speed of 100 mm/sec. for a period of one second at an interval of 20 sec. Nominal 3 mm grains were produced using a 6.5 mm sieve at a rate of about 500 kg/hour. The average actual energy consumption was around 66 kWh/ton and the average temperature of the outgoing grains, when the operation was without cooling, was 175°C. It is believed that a considerable proportion of the heat is generated in pieces of copper which are caught (one or more times) between a rotating shear and the leading edge of the copper cathode lying above the fixed shear which makes the primary shears and thus makes that shear more or less ineffective in the subsequent granulation. The bulk density of the grains was found to vary

ere i området 3,3 - 3,6 tonn/m3 .are in the range of 3.3 - 3.6 tonnes/m3.

Granulatoren ble nå modifisert for prosessdrift ifølge den fore-liggende oppfinnelse ved å fjerne sikten (derved omvandle den til en kutter) og innpasse i hovedsak kun et skjær til rotoren; hvor dette bladet ble delt i femten 65 mm lange segmenter for-skjøvet rundt hele omkretsen til rotoren (overlappende aksielt ved omkring 2 mm). The granulator was now modified for process operation according to the present invention by removing the sieve (thereby converting it into a cutter) and fitting essentially only a blade to the rotor; where this blade was divided into fifteen 65 mm long segments offset around the entire circumference of the rotor (overlapping axially by about 2 mm).

Halvkatodene ble nå matet ved en hastighet på 35 mm/sek., kontinuerlig med nødvendig unntak for å innføre nye halvkatoder. Denne primære kutteoperasjon fremstilte stykker gjennom-snittlig 65 mm lange med 5 - 12 mm bredde ved 3 mm tykkelse ved en gjennomgangsgrad på omkring 800 kg/time med et gjennom-snittlig energiforbruk på omkring 200 kWh/tonn med kun en moderat temperaturstigning. The half-cathodes were now fed at a rate of 35 mm/sec., continuously with the necessary exception to introduce new half-cathodes. This primary cutting operation produced pieces averaging 65 mm long by 5-12 mm wide by 3 mm thick at a throughput of about 800 kg/hour with an average energy consumption of about 200 kWh/ton with only a moderate temperature rise.

Halvparten av disse stykker (400 kg/time) ble matet til en ikke modifisert Cumberland modell 37 granulator med det samme skjær arrangement som i granulatorene ifølge søkerens europeiske patentsøknad referert til ovenfor, men med en konvensjonell samlekassemater. Alt kopperet ble granulert til en nominell partikkelstørrelse på 3 mm med et energiforbuk på ca. 30 kWh/ tonn (som utgjør en total på 50 kWh/tonn for de kombinerte kutte- og granuleringsoperasjoner, en reduksjon på 24%); Half of these pieces (400 kg/hour) were fed to an unmodified Cumberland Model 37 granulator with the same shear arrangement as in the granulators of applicant's European patent application referred to above, but with a conventional header box feeder. All the copper was granulated to a nominal particle size of 3 mm with an energy advance of approx. 30 kWh/tonne (making a total of 50 kWh/tonne for the combined cutting and granulating operations, a reduction of 24%);

med ingen avkjøling er temperaturen på i hovedsak alle utgående kopperkorn under 90°C, slik at relativt lite avkjøling treng for å eliminere risikoen for overflateoksydasjon. Bulktettheten på disse korn var omkring 4,3 til 4,5 tonn/m3 . with no cooling, the temperature of essentially all outgoing copper grains is below 90°C, so that relatively little cooling is needed to eliminate the risk of surface oxidation. The bulk density of these grains was around 4.3 to 4.5 tonnes/m3.

I granuleringsoperasjonen, fungerte begge de faste blader med sammenlignbar effektivitet; og fordi mateposisjonen er ved toppen av rotoren er risikoen for at store kopperstykker blir fanget i klaringen mellom sikten og rotoren signifikant redusert . ' In the granulation operation, both fixed blades worked with comparable efficiency; and because the feed position is at the top of the rotor, the risk of large pieces of copper being caught in the clearance between the sieve and the rotor is significantly reduced. '

Claims

1. Process for granulating metal received in a sheet form including a first, primary cutting operation in which the sheet metal is advanced and pieces are taken from its leading edge by a cutter including a rotor having at least one blade cooperating with a fixed blade across which the sheet metal is fed, and a second digestion operation in which the pieces formed in the first operation are comminuted by a granulator of the type comprising a rotor with at least one shear which cooperates with at least one fixed shear to comminute the material repetitively until the particles are sufficiently small to pass through a screen surrounding the work zone, characterized in that the cutter and the granulator are separate and distinct machines.

2. Method according to claim 1, characterized in that it includes the use of a cutter with cutting segments shorter than those of the granulator.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the number of cuts per time unit is higher in the granulator than in the cutter.

4. Method according to claim 3, characterized in that the primary cutting operation is continuous.

5. Method according to one or more of the preceding claims, characterized by evaporative cooling of the granulator.

6. The use in a process according to one or more of the preceding claims, characterized in that the cutter has a rotor with essentially only a blade made up of segments distributed around its circumference.

7. The use in a process according to one or more of claims 1-5, characterized in that a cutter or a granulator which has a rotor made up of a plurality of plates stacked on top of each other in the axial direction, where at least one of the plates has in its circumference at least one pocket for a shim, which pocket extends through the entire thickness of said plate, a shim being mounted in said pocket by a single screw and having its ends substantially flush with the principal surfaces of said plate; and adjacent plates bearing against the main surfaces of this plate also bear against the ends of the cut to give additional rigidity to its assembly.

8. Process for granulating copper cathodes according to one or more of the preceding claims.

9. Copper grains, characterized by the fact that they were actually manufactured and are the direct product of the process required in one or more of the preceding claims.