专利名称：将阳极送入熔炼反应器中的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如独立权利要求前序部分所限定的用于将阳极送入冶金熔炼反应器中的装置和方法。
背景技术：
在闪速熔炼铜的过程中，干燥的铜精矿与富氧空气和石英砂一起被送入炉中。熔炼过程中所需的能量由硫和铁的氧化而产生。在沉降槽中，随着矿渣和锍沉降到炉底，熔融相与气体分离，从而锍层位于最下面的底部。矿渣的主要任务是以可流动、可排出的形式集结熔炼过程中产生的氧化铁，以及脉石中的硅化物和氧化物。从熔炼炉中获得的锍进一步进行吹炼处理。在吹炼过程中，将氧气吹入熔融物中，这样产生粗铜，即原料铜，其铜含量为99％。剩在矿渣中的铜通过浮选、将高铜矿渣精选物返回到熔炼炉中、或者通过在氧化条件下例如在电炉中处理矿渣来进行回收。吹炼之后粗铜中仍含有一定量的硫，因此要在阳极炉中进行精炼。精炼过程的目的是将硫含量减少到使铜阳极可以被浇铸，精炼之后，铜被浇铸成铜阳极，以用于电解，在电解中，制造铜阴极。
在电解中，铜阳极要随着处理过程而溶解，且铜被沉积到阴极表面。但是整个阳极不能在电解中都被利用，而是会留有未溶解的剩料，即残阳极。通常残阳极会返回到熔炼反应器中，重新熔炼以利用其中所含的铜。
但是，因为在阳极炉处理之后，残阳极含有大量的铜，从能源经济性这一点来说，将残阳极返回到闪速熔炼炉中或其他相应的铜精矿第一级氧化冶炼反应器中并不是很明智的。将残阳极送入转炉中以有利地回收其中所含的铜是公知的。但是，在将尖的片状阳极送入转炉中时，当阳极降入熔融物中时它们显然会引起反应器炉衬的损坏。
从美国专利5 685 892中已知一种用于将残阳极送入铜熔炼中所用的冶金炉中的装置和方法。根据所述公开文件，可通过一个装料组件将残阳极送入该炉中，所述组件设有一个在阳极降入熔融物中时可防止阳极损坏炉底的装置。作为在送入残阳极时保护炉底的手段，该专利描述了阳极端的弯曲和一个通过跃进式导轨结构来改变下降轨迹的旋转机构。阳极的端部被弯曲，且阳极降入与装料组件相连而设的下降斜道中，从而在下降方向上看时使阳极的弯曲部分为下端，且弯曲端点指向装料斜道的顶部。当阳极遇到熔融物表面时，弯曲部分的区域减缓了阳极的浸没。
在美国专利US 5 497 978中，描述了一种用于将残阳极装入转炉中的装置。该专利描述了如何通过装料机构，沿着斜道将残阳极送入转炉中。另外，还描述了如何使用与斜道相连而设的可调闸板，使炉内空间与炉外空气隔绝。
上述现有技术方案的缺点是，结构复杂、且阳极降入熔融物中的下降轨迹较陡。
发明内容
本发明的目的在于引入一种将残阳极送入熔炼反应器中的新颖的解决方案。本发明的特别目的在于将阳极基本完全弯曲时送入熔炼反应器中，这样在阳极的降落过程中，其轨迹被改变，从而使阳极在基本水平的位置与熔融物表面相接触。
本发明的特征在于独立权利要求前序部分所述的内容，本发明其他优选实施例的特征在于其余权利要求中所述的内容。
使用根据本发明的用于将阳极送入冶金熔炼反应器中的方法和装置可以获得许多好处。本发明可以避免现有技术中的缺点。根据本发明，用于将阳极送入冶金熔炼反应器如闪速转炉中的装置包括由至少一件做成的进料斗，以同时将至少一个阳极送入熔炼反应器中，且该装置还包括一个用于弯曲阳极的弯曲单元，从而使基本完全弯曲的阳极被布置成在基本水平位置与熔炼反应器内的熔融物表面相接触。通过使用本发明的装置，可以成批或一个一个地将阳极送入熔炼反应器中，通过将阳极基本完全弯曲，即两侧相对于中心弯曲，可以改变其重力中心，这样在其下降动作时会获得有利的效果。根据本发明的优选实施例，进料斗被布置在熔炼反应器的反应炉身附近。通过将阳极降入到反应炉身附近，使阳极可以相对于熔炼过程在最优区域中获得。
根据本发明的优选实施例，进料斗由顶部和底部两部分做成，从而顶部相对于水平面的倾斜角度要大于底部的倾斜角度。底部与顶部的放置角度不同，就可以有利地改变阳极下降时的轨迹，从而使阳极变为处于水平位置。根据优选实施例，进料斗顶部和底部之间的角度基本为10-30度。根据另一优选实施例，进料斗包括轨迹改变元件，用于改变阳极的轨迹。所用的轨迹改变元件可以是例如跃进式导轨或设在进料斗表面上的相应支架。根据一个优选实施例，进料斗底部和反应器中的熔融物表面之间的距离最好为0.8-1.3m，从而使阳极可以最佳方式降入熔融物中。根据一个优选实施例，用于弯曲阳极的阳极弯曲单元包括位于进料斗上方的四个滚动辊。有利的是，与进料斗相连而设的弯曲单元可以布置成使阳极在降入熔炼反应器之前立即被弯曲。辊的直径为100-500mm，最好是300mm。阳极在弯曲单元中弯曲的曲率半径为1000-3000mm，最好是1500mm。于是可以获得有利于阳极下降的形状，并且与熔融物相接触的弯曲阳极表面减缓了阳极的沉浸。因此，阳极不会损坏炉底。根据本发明的一个优选实施例，阳极布置成一个一个地降入熔炼反应器中。根据另一个优选实施例，阳极布置成几个一批地降入熔炼反应器中。根据一个优选实施例，阳极降入炉中从而阳极夹紧支架即挂耳朝上。根据一个优选实施例，与进料斗相连而设有至少两个闸板元件以防止炉内气氛漏到周围环境中。根据一个优选实施例，进料斗包括对阳极的滑动方向进行引导的元件。所述引导防止了阳极的有害旋转运动。
根据本发明用于将阳极送入冶金熔炼反应器如闪速转炉中的方法，通过由至少一个部件制成的进料斗同时将至少一个阳极送入熔炼反应器中，且所述阳极还通过弯曲单元被弯曲，从而阳极被基本完全弯曲且在基本水平位置与熔炼反应器中的熔融物表面相接触。根据本方法的一个优选实施例，该弯曲单元由四个直径为100-500mm的滚动辊制成。根据一个优选实施例，阳极在弯曲单元中被弯曲成使所获得的阳极曲率半径为基本上1000-3000mm。根据一个优选实施例，阳极一个一个地被降入熔炼反应器中。根据一个优选实施例，阳极几个一批地被降入熔炼反应器中。根据本方法的一个优选实施例，阳极降入炉中从而使阳极夹紧支架即挂耳朝上。通过使用本发明的装置和方法，阳极可以以非常简单和快速且不会干扰吹炼过程本身的方式送入熔炼反应器中。
下面将参考附图更详细地描述本发明。
图1示出了根据本发明的装置。
具体实施例方式
图1示出了根据本发明用于将残阳极送入冶金熔炼反应器2中的装置1和方法。本发明的装置放在熔炼反应器如闪速转炉的反应炉身附近，位于炉子电弧结构3上方。在反应炉身附近，具有高温，其增强了阳极的快速熔炼。
电解中剩余的未溶解阳极4在被送入熔炼反应器2中之前被弯曲。阳极可以在电解装置中电解之后马上进行弯曲，也可以被运送到与熔炼反应器相连的地方进行弯曲。在根据图1的一个示例中，用于弯曲阳极的弯曲单元5紧邻熔炼反应器如闪速转炉设置。在落入熔炼反应器之前，阳极在弯曲单元5中进行处理。弯曲单元包括所需数量的滚动辊6。在图中示出的是四个，且阳极在所述辊之间被弯曲。阳极4例如沿着独立的进给线被送入该弯曲单元，阳极一个一个地或者几个一批地从进给线引导以被弯曲。辊6的直径优选为300mm。阳极在弯曲过程中产生的曲率半径可以调整，且最好为1500mm。滚动辊可以由例如液压操作，在此情况下辊中所包括的一个液压辊可在应力下被打开。当阳极的最厚部分即其挂耳落入到辊之间时，该辊由于导向其上的应力而被打开，并使已弯好的阳极不受压。换句话说，辊只弯曲阳极本体段。阳极垂直部分在基本垂直的方向上从两辊之间拉出，从而其夹紧支架即挂耳15朝上，阳极基本完全被弯曲。这样，阳极的重力中心就很好地被改变了，其进一步影响所述阳极的下降动作。阳极可成批弯曲也可一个一个地弯曲。
根据示例，在弯曲单元中弯曲的阳极降入进料斗7中，通过进料斗，阳极在重力作用下落到熔炼反应器2中的熔融物8中。有利的是，进料斗处于倾斜位置，且它包括两个部分，即顶部9和底部10。进料斗7构造成使其底部10相对于水平线形成较小角度，而顶部9形成较大角度。由于底部的不同倾斜度，当接触到料斗的底部时，垂直力被导向到阳极上，这影响了阳极的轨迹。最好顶部和底部之间的角度为20度。进料斗底部的角度偏转会改变阳极的动量，其将阳极变为水平位置。在箭头方向上，垂直力将朝下的阳极末端11变为朝炉子向上。这样，优选地在水平方向上，一个阳极或一批阳极下降到熔融物8的表面上。防止了由下降的阳极碰撞而对炉子底衬所产生的任何损坏，因为阳极并不是垂直下降并直接导入到底部。
进料斗包括两个闸板元件，如闸板12和14，以防止炉中的气氛漏到周围环境中。与上闸板12相连处布置有一个接收件13，当阳极降入进料斗7中时用于接收阳极。在阳极靠在接收件上时，上闸板打开，但是下闸板14仍关闭。当阳极下降通过上闸板时，上闸板关闭，然后下闸板14打开，阳极自由落下经过下闸板14。此时，阳极落入到设在进料斗终端处的更倾斜表面上，此处它受到垂直力作用，其轨迹被改变。如果必要时，进料斗可以设有用于引导阳极滑动方向的元件，所述元件按需要的方式向下引导阳极，以防止阳极在进料斗中不受控制地旋转。
对于本领域普通技术人员而言，很显然本发明的各种优选实施例并不限于上述的例子，而是可以在权利要求所限的范围内作改变。
权利要求
1.一种将阳极送入冶金熔炼反应器(2)如闪速转炉中的装置，所述装置包括由至少一个部件制成的进料斗(7)，用于同时将至少一个阳极(4)送入熔炼反应器中，所述装置还包括一个用于弯曲阳极的弯曲单元(5)，其特征在于，基本上完全弯曲的阳极(4)布置成在基本上水平位置与熔炼反应器中的熔融物(8)表面相接触。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述进料斗(7)布置在熔炼反应器(2)的反应炉身的正好附近。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述进料斗(7)由两个部件做成，即顶部(9)和底部(10)，从而顶部相对于水平面的倾斜角度比底部大。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，进料斗(7)的顶部(8)和底部(10)之间的角度A基本上为10-30度。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述进料斗(7)设有一个轨迹改变元件，以改变阳极的轨迹。
6.根据权利要求3、4或5所述的装置，其特征在于，所述进料斗(7)的底部(10)和反应器内熔融物(8)表面之间的距离最好为0.8-1.3m。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述用于弯曲阳极的弯曲单元(5)包括位于进料斗(7)上方的四个滚动辊(6)。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述滚动辊(6)的直径为100-500mm。
9.根据权利要求1、7或8所述的装置，其特征在于，在弯曲单元(5)中弯曲的阳极曲率半径为基本上1000-3000mm。
10.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述阳极(4)布置成一个一个地降入熔炼反应器(2)中。
11.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的装置，其特征在于，所述阳极(4)布置成几个一批地降入熔炼反应器(2)中。
12.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述阳极(4)布置成降入熔炼反应器(2)中，从而阳极夹紧支架即挂耳(15)朝上。
13.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，与所述进料斗(7)相连而设有至少两个闸板元件(12、14)，以防止炉中气氛漏到周围环境中。
14.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述进料斗(7)设有用于引导阳极(4)的滑动方向的元件。
15.一种将阳极送入冶金熔炼反应器(2)如闪速转炉中的方法，从而通过由至少一个部件制成的进料斗(7)同时将至少一个阳极(4)送入熔炼反应器中，所述阳极还通过一个弯曲单元(4)被弯曲，其特征在于，所述阳极(4)基本上完全弯曲，且其在基本水平位置上与熔炼反应器中的熔融物(8)表面相接触。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述弯曲单元(5)包括直径为100-500mm的四个滚动辊(6)。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，在所述弯曲单元(5)中，阳极被弯曲成使所获得的阳极曲率半径基本上为1000-3000mm。
18.根据权利要求15、16或17所述的方法，其特征在于，所述阳极(4)一个一个地降入熔炼反应器(2)中。
19.根据权利要求15、16或17所述的方法，其特征在于，所述阳极(4)几个一批地降入熔炼反应器(2)中。
20.根据权利要求15、16、17、18或19所述的方法，其特征在于，所述阳极(4)降入熔炼反应器(2)中从而使阳极夹紧支架即挂耳(15)朝上。
全文摘要
本发明涉及一种将阳极送入冶金熔炼反应器(2)如闪速转炉中的装置，所述装置包括由至少一个部件制成的进料斗(7)，用于同时将至少一个阳极(4)送入熔炼反应器中，所述装置还包括一个用于弯曲阳极的弯曲单元(5)，从而基本上完全弯曲的阳极(4)布置成在基本上水平位置上与熔炼反应器中熔融物(8)的表面相接触。本发明还涉及一种将阳极送入冶金熔炼反应器(2)中的方法。
文档编号F27B13/02GK1666074SQ03815972
公开日2005年9月7日 申请日期2003年6月12日 优先权日2002年7月5日
发明者卡斯珀·科科宁, 亚尔莫·科斯基马, 萨图·于尔克宁 申请人:奥托库姆普联合股份公司