RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP 2318559 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: 04.09.2009 09811082.8 (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: 22.10.2014 Europejski Biuletyn Patentowy 2014/43 EP 2318559 B1 (13) (51) T3 Int.Cl. C22B 15/14 (2006.01) C22B 9/00 (2006.01) F27B 7/10 (2006.01) F27B 7/20 (2006.01) F27B 7/33 (2006.01) B22D 41/22 (2006.01) (54) Tytuł wynalazku: Piec anodowy do rafinacji miedzi (30) Pierwszeństwo: 05.09.2008 CH 14222008 (43) Zgłoszenie ogłoszono: 11.05.2011 w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2011/19 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: 31.03.2015 Wiadomości Urzędu Patentowego 2015/03 (73) Uprawniony z patentu: Stopinc Aktiengesellschaft, Hünenberg, CH (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP 2318559 T3 HEINRICH AMSLER, Greppen, CH KURT ACKERMANN, Ballwil, CH KLAUS GAMWEGER, Leoben, AT BERND HANDLE, Wien, AT (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Rafał Witek WTS RZECZNICY PATENTOWI WITEK, ŚNIEŻKO I PARTNERZY ul. R. Weigla 12 53-114 Wrocław Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).
Opis [0001] Wynalazek dotyczy pieca anodowego według części przedznamiennej zastrz. 1, służącego do rafinacji miedzi. [0002] Piece anodowe do rafinacji miedzi, w których przetopiona miedź jest oczyszczana za pomocą rafinacji ogniowej w miedź anodową i następnie miedź jest odlewana w postaci anod, są znane. Anody są poddawane dalszej obróbce za pomocą elektrolizy. Jakość anod wpływa w sposób zasadniczy na pobór prądu, a zatem na wydajność elektrolizy. [0003] Jak wiadomo, piec anodowy do rafinacji miedzi zawiera obrotowy wokół osi poziomej bęben, w którym stop miedzi o zawartości 95-98% CU jest doprowadzany w dwóch etapach do czystości około 99%, przy czym najpierw odbywa się utlenianie niepożądanych elementów dodatkowych (przede wszystkim siarki), a następnie w etapie redukcji zostaje ponownie obniżony znaczny wzrost zawartości tlenu na skutek procesu utleniania. Miedź jest odlewana przez umieszczony na obwodzie bębna piecowego otwór spustowy. Podczas odlewania bęben pieca obraca się stopniowo w celu regulowania prędkości odlewania i uwzględnienia obniżającego się poziomu kąpieli roztopionego metalu. Wynikają z tego pewne wady. Z powodu umiejscowienia otworu wylewowego - bardzo blisko powierzchni kąpieli wylewa się również żużel, co wpływa ujemnie na jakość anod. Ponadto wysokość spadku miedzi ze spustu do systemu rynnowego jest wysoka, a zatem dochodzi do ponownego przyjmowania usuniętego wcześniej mozolnie tlenu, co również powoduje pogorszenie jakości anod. Dodatkowo dochodzi do silnego zanieczyszczenia środowiska z powodu rozpryskiwania się miedzi, przy czym odnotowuje się także straty materiałowe. [0004] W procesie wyładowywania materiału z pieca obrotowego według publikacji DE-A-32 04 034, materiał poddaje się obróbce cieplnej. W tym piecu obrotowym przewidziano rynnę wylewową oraz zawór otwierająco-odcinający. Wskazany tam zawór odcinający nie daje możliwości kontrolowanego odlewania. [0005] Niniejszy wynalazek ma na celu dostarczenie pieca anodowego wyżej wskazanego typu, służącego do rafinacji miedzi, który umożliwia wydajną produkcję anod o lepszej jakości. [0006] Zgodnie z wynalazkiem cel ten osiągnięto za pomocą służącego do rafinacji miedzi pieca anodowego o cechach zastrz. 1. [0007] W piecu anodowym według wynalazku, służącym do rafinacji miedzi, w związku z obniżającym się również ciśnieniem hydrostatycznym wraz z obniżającym się poziomem kąpieli metalowej, w celu regulowania prędkości przepływu miedzi nie uwzględnia się dokręcania bębna piecowego, lecz regulację wypływającej ilości za pomocą przesuwnego zamknięcia umieszczonego na wylewie spustowym z bębna pieca. Poprzez obrót bębna piecowego wylew spustowy może zostać doprowadzony z położenia znajdującego się
2 powyżej kąpieli roztopionego metalu, w którym znajduje się on podczas obróbki przetopu miedzi, w położenie odlewania, w którym znajduje się on korzystnie nisko, bezpośrednio nad rynnami, w celu wylania anod i w którym to położeniu spustowym pozostaje on podczas całego procesu wylewania. Jest przy tym korzystne, że anodom nie zagraża wciąganie do odlewu żużla, który wpływa negatywnie na ich jakość. [0008] Ponadto wysokość spadku miedzi z wylewu do systemu rynnowego jest mała, a zatem nie następuje rozpryskiwanie miedzi. Tym samym ulegają znacznemu zmniejszeniu nie tylko koszty czyszczenia, ale powoduje to również znacznie mniejsze straty miedzi. Zaoszczędzona ilość miedzi nie musi być już ponownie przetapiana, co oznacza także zmniejszenie emisji CO 2. [0009] Ze względu na mniejszą wysokość spadku zostaje też znacznie zmniejszone niepożądane ponowne wchłanianie tlenu, który został wcześniej mozolnie usunięty, co również wpływa pozytywnie na jakość anod. [0010] Kolejna zaleta pieca anodowego do rafinacji miedzi, wyposażonego w przesuwne zamknięcie na wylewie bębna piecowego polega na tym, że w niebezpiecznej sytuacji można natychmiast wykonać zatrzymanie awaryjne. [0011] Wynalazek zostanie wyjaśniony bardziej szczegółowo poniżej na podstawie rysunku. Pokazuje to: Fig. 1 przykład wykonania pieca anodowego według wynalazku, służącego do rafinacji miedzi, w przekroju pionowym. [0012] Na fig. 1 pokazano piec anodowy do rafinacji miedzi, który zawiera bęben 2 obrotowy wokół osi poziomej A. Bęben 2 posiada cylindryczną osłonę stalową 3 oraz ogniotrwałą okładzinę 4. Bęben 2 jest wypełniany poprzez otwór wpustowy 5 stopem miedzi o zawartości CU 95-98%, przy czym bęben jest napełniany maksymalnie do 60% swojej pojemności. W znany, i dlatego nieopisany szczegółowo sposób, stop miedzi jest oczyszczany w bębnie 2 za pomocą rafinacji ogniowej w miedź anodową o zawartości CU około 99%. Przy tym najpierw odbywa się utlenianie niepożądanych pierwiastków ubocznych (głównie siarki), a następnie, w fazie redukcji, ponownie obniża się gwałtowny wzrost zawartości tlenu podczas procesu utleniania. [0013] Bęben 2 pieca jest wyposażony na swoim obwodzie w wylew 10, który służy do odlewania oczyszczonej miedzi do systemu rynnowego, niewidocznego na rysunku. W obszarze wylewu, w ogniotrwałej okładzinie 4, znajduje się ogniotrwała kształtka muszlowa 11, która posiada otwór wylotowy 12 oraz przylegającą do niego ogniotrwałą tuleję 13 z otworem wylotowym 14. Otwór wylotowy 12 jest ukształtowany w taki sposób, że zwęża się on w kierunku tulei 13 i tworzy odpowiedni kąt wlotowy. Otwór wylotowy 14 ogniotrwałej tulei
3 13 rozszerza się stożkowo w kierunku kształtki muszlowej 11 lub posiada co najmniej jedną część rozszerzającą się stożkowo w kierunku kształtki muszlowej 11. [0014] Na wylewie 10 bębna 2 jest według wynalazku umieszczone przesuwne zamknięcie 20, które zawiera nieruchomą ogniotrwałą płytę zaworową 21 oraz przesuwną w stosunku do niej ogniotrwałą płytę przesuwną 22. Nieruchoma ogniotrwała płyta zaworowa 21 jest zamocowana w zamontowanej na bębnie 2 obudowie 23 i przylega szczelnie do ogniotrwałej tulei 13. Ogniotrwała płyta przesuwna 22 jest utrzymywana w jednostce przesuwnej 24. Poprzez przesunięcie jednostki przesuwnej 24 i osadzonej w niej płyty przesuwnej 22, wylew z bębna piecowego 2, utworzony przez otwory wylotowe 12, 14, może zostać doprowadzony z położenia otwartego widocznego na fig. 1 w położenie dławiące lub zamykające. [0015] Zamiast zamknięcia przesuwnego zawierającego tylko jedną nieruchomą płytę zaworową można oczywiście zastosować również takie z dwiema nieruchomymi płytami zaworowymi i umieszczoną między nimi przestawnie płytą przesuwną. [0016] Duży kąt wlotowy ogniotrwałej kształtki muszlowej 11 i ukształtowanie ogniotrwałej tulei 13 (stożkowa część otworu wylotowego 14) przyczyniają się ponadto do tego, że w pobliże przesuwnego zamknięcia 20 jest doprowadzana bardzo duża ilość gorącej miedzi, co przy zasuniętym zamknięciu przesuwnym 20 zapobiega skłonności miedzi do krzepnięcia w kanale spustowym. [0017] Takiemu zastyganiu miedzi w wylocie można zapobiec dodatkowo w ten sposób, że podczas zasunięcia zamknięcia przesuwnego 20, za pomocą przewidzianego korzystnie w płycie przesuwnej 22 zaworu przedmuchowego z przyłączem gazowym, jest wdmuchiwany do wylotu argon, co nie jest pokazane szczegółowo. [0018] Podczas obróbki przetopionej miedzi, wyposażony w przesuwne zamknięcie 20 wylew 10 znajduje się w położeniu znajdującym się nad kąpielą z roztopionego metalu. Do odlewu jest on doprowadzany poprzez obrót bębna 2 w położenie spustowe, w którym znajduje się on nisko, bezpośrednio nad rynnami do odlewania anod i w którym pozostaje on podczas całego procesu odlewania. Obniżające się wraz z obniżającym się poziomem kąpieli roztopionego metalu ciśnienie hydrostatyczne jest uwzględniane nie poprzez nakręcanie bębna w celu wyregulowania prędkości przepływu miedzi (prędkości spustu), lecz prędkość przepływu jest sterowana za pomocą zamknięcia przesuwnego 20, poprzez przestawienie jednostki przesuwnej 24. Wynika z tego kilka znaczących korzyści. [0019] Dzięki temu, że wylew 10 zawsze znajduje się w niskim położeniu, unika się wciągania do wylewu żużla, który ma negatywny wpływ na jakość anod. [0020] Ponadto wysokość spadku miedzi z wylewu w system rynnowy jest mała, a zatem nie następuje rozprysk miedzi. Zmniejsza to w dużym stopniu nie tylko koszty czyszczenia, ale także powoduje znacznie mniejsze straty miedzi. A zatem na przykład w przypadku 120- tonowego pieca anodowego można odlać o 100-120 ton miesięcznie więcej anod.
4 Zaoszczędzona ilość miedzi nie musi zostać ponownie przetopiona, co oznacza również zmniejszenie emisji CO 2. [0021] Ze względu na mniejszą wysokość spustu zmniejsza się w znacznej mierze także niepożądana ponowna absorpcja tlenu mozolnie wcześniej usuniętego i tym samym ulega poprawie jakość anod. Możliwa jest również całkowita izolacja od tlenu atmosferycznego za pomocą rur ochronnych. [0022] Kolejna zaleta pieca anodowego według wynalazku, służącego do rafinacji miedzi, wyposażonego na wylewie w przesuwne zamknięcie, polega na tym, że w sytuacji niebezpiecznej można natychmiast wykonać zatrzymanie awaryjne.
5 Zastrzeżenia patentowe 1. Piec anodowy do rafinacji miedzi z obrotowym wokół osi poziomej bębnem (2), zawierającym cylindryczną osłonę stalową (3) i ogniotrwałą okładzinę (4), w którym przetopiona miedź za pomocą rafinacji ogniowej jest oczyszczana do miedzi anodowej oraz posiadającym wylew (10) do odlewania oczyszczonej miedzi, znamienny tym, że na wylewie (10) bębna piecowego (2) jest umieszczone przesuwne zamknięcie (20), które zawiera co najmniej jedną nieruchomą ogniotrwałą płytę zaworową (21) oraz przesuwalną w stosunku do niej ogniotrwałą płytę przesuwną (22), w którym poprzez przesunięcie płyty przesuwnej (22) można zdławić, względnie zamknąć wylew z bębna piecowego (2), a zatem można regulować ilość odlewanej miedzi, w którym zaprojektowano w bębnie (2), w obszarze wylewu (2), ogniotrwałą kształtkę muszlową (11) oraz przylegającą do niej ogniotrwałą tuleję (13), które tworzą każdorazowo otwór wylotowy (12, 14), przy czym otwór wylotowy (12) kształtki muszlowej (11) zwęża się stożkowo w kierunku tulei (13) tworząc kąt wlotowy, i przy czym w położeniu spustowym wylew (10) znajduje się nisko, mniej więcej pionowo w dół, bezpośrednio nad rynnami do odlewania anod, a otwór wylotowy (14) ogniotrwałej tulei (13) rozszerza się stożkowo w kierunku kształtki muszlowej (11) lub posiada co najmniej jedną część rozszerzającą się stożkowo w kierunku kształtki muszlowej (11).
6
7 DOKUMENTY WYMIENIONE W OPISIE Lista wymienionych przez zgłaszającego dokumentów została dołączona wyłącznie dla informacji czytającego i nie jest częścią europejskiego dokumentu patentowego. Została zestawiona z największą starannością, Europejski Urząd Patentowy nie bierze jednak żadnej odpowiedzialności za ewentualne błędy lub braki. Dokumenty patentowe wymienione w opisie: DE 3204034 A [0004]