CN101437638B - 用于冷却阳极的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及与阳极铸造(1)相关的用于冷却阳极(4)的方法和设备，使得在冷却单元(5)中，在冷却步骤之间，在从冷却单元(5)移出阳极(4)之前水从阳极表面被去除至少一次。

Description

用于冷却阳极的方法和设备
技术领域
本发明涉及与阳极铸造相关的用于冷却阳极的方法和设备。
背景技术
在火法炼铜过程的转化步骤中产生的粗铜在阳极炉中进一步精炼，以便降低粗铜中的硫成分。在阳极炉处理之后，通过将熔融铜注入铸模，铜被铸造成铜阳极。铸铜阳极在铜电解中精制成为铜含量超过99.99％的铜阳极。目前，广泛应用的阳极铸造设备包括转动的铸造工作台，在铸造工作台上，一些铸模通常是几十个铸模按圆形排列。通常，铸造工作台设置有冷却单元，在冷却单元中，工件在它们的铸模中通过例如水被冷却。
在阳极铸造设备中，在铸模中铸造的阳极不能在表面充分固化之前被冷却。温度约1150℃的铸造阳极必须被冷却以便能够从铸模中脱离，通常在大约700-900℃的温度脱离。已知的方法是在阳极铸造工作台转动的同时冷却阳极，使得在铸造轮停止的位置，在阳极上方设置喷嘴用于向阳极表面喷洒冷却水。此外，与喷嘴相关，设置了排气罩用于排除在冷却过程中产生的蒸汽。当阳极表面充分固化后，已知通过将水射流引导到阳极表面上来冷却阳极，因此被引导到阳极的水射流不会损伤阳极表面。通过喷洒冷却水，在铸造能力瞬间改变的过程中能够调整铸造工作台的冷却能力，使得在将阳极提入冷却槽之前，能够从阳极消除期望的热量。根据铸造情况控制水的喷洒，并且例如，如果由于铸造过程中断而不需要冷却的时候，也能够中断水的喷洒。
当希望通过增加冷却水的量来增强阳极冷却的时候，所产生的问题是由于过多的冷却水引起扰动。如果太多的水喷洒在第一水冷却点，由于沸水的作用就会有隔热的水泡沫层形成在阳极表面上。如果在此之后添加水，产生的水泡沫层就会阻止冷却水前进到阳极表面上，并且喷洒的水只参与保持水泡沫层。因而，问题是当阳极在铸模中的时候，积聚在阳极表面上的水不能从铸模去除，而是保持干扰冷却过程。在冷却之后，不应该有任何水残留在阳极表面上，因为残留的水将干扰阳极的初步脱离，即，当从铸模提起阳极的时候水会流到阳极的下面。当阳极降回到铸模中时，留在其下面的水产生例如干扰视线的蒸汽雾。
发明内容
本发明的目的在于消除现有技术的缺点，并且实现与阳极铸造有关的使阳极冷却更有效的新方法。本发明的特殊目的在于，在冷却步骤之间通过将冷却水从阳极表面去除而使冷却更加有效。
通过本发明，使阳极的冷却更加有效。根据本发明，与铸造相关的阳极被冷却，使得熔融金属在阳极铸造轮的铸模中被铸造，所述阳极铸造轮将在铸模中铸造的阳极移动到阳极冷却单元内，在阳极冷却单元内，在至少两个步骤中通过将水提供到阳极表面上来使阳极被冷却，冷却后，阳极在脱离单元中从铸模脱离，使得在冷却步骤之间，在冷却单元中，在从冷却单元移出阳极之前冷却水从阳极表面被去除至少一次。在每个冷却步骤中能够添加冷却水的量，使得通过添加甚至更大量的冷却水，阳极温度保持在安全范围内，而不干扰铸造过程。根据本发明，通过利用相对于阳极表面成合适角度优选成20-50度角度的至少两个喷嘴将介质射流例如水射流或空气射流引导到移动阳极的表面上，冷却水从阳极表面被去除。通过加压施加到阳极表面上的介质，当阳极在阳极铸造轮中移动的时候该介质剥离位于阳极表面上的过多冷却水。根据本发明的实施例，介质射流以距阳极表面合适的高度优选200-300毫米的高度被提供到阳极表面上。根据本发明的实施例，在冷却单元中，通过在五个冷却步骤中将冷却水提供到阳极表面使得水从阳极表面被去除至少两次来冷却阳极表面。根据本发明，冷却水沿着与铸造轮中阳极的转动方向相反的方向从阳极表面被去除。因而，被去除的冷却水不干扰阳极铸造。根据本发明的优选实施例，以优选10-120升每分钟的流量、3-5巴的压力将水提供到阳极表面上，用于去除过多的冷却水。根据本发明，该设备包括脱水***，该脱水***由至少两个相邻地设置的喷嘴构成，用于将冷却介质例如水或空气提供到阳极表面上。有利地是，脱水***的位置可调节。如果根据本发明的该设置用于水冷阳极，则没有增加冷却设备的成本，因为水能够被回收，并且同样的水既可以用于冷却也可以用于阳极剥离。根据本发明的实施例，该设备包括连续设置的两个脱水***，二者都设置有至少一排喷嘴，使得在连续有效的射流排之间的距离优选为50-200毫米。
附图说明
参考附图，更详细地描述本发明，其中
图1示出阳极铸造设备；
图2示出沿着方向A观察时图1的横截面；以及
图3示出根据本发明的阳极冷却。
具体实施方式
图1、2和3示出了用于阳极冷却的根据本发明的设备。阳极铸造设备1包括阳极铸造轮2，在阳极铸造轮2的铸模3中阳极4被铸造。当熔融金属，例如铜，在铸模3中被铸造的时候，其温度约为1150℃。在阳极被铸造之后，阳极随着阳极铸造轮2的转动被传送到下一个阳极铸造步骤，即，到达冷却步骤。在冷却单元5中，阳极4的表面6被冷却，以便在阳极从铸模脱离之前降低其温度。冷却单元5设置有排气罩7，在冷却过程中产生的蒸汽通过排气罩7被去除。在冷却单元5中，通过设置在阳极上方的上部喷水管9将冷却水8供给到阳极4的表面6上。如果必要的话，随着阳极铸造轮2转动，阳极被传送以便在下一个冷却步骤中被冷却。在经过冷却单元之后，阳极前进到达脱离步骤10，在这里阳极从铸模3脱离，同时阳极温度为700-900度。然后，阳极4被进一步传送到冷却和精制步骤21，并且在必要的时候，传送到进一步的处理步骤。
根据本发明，在冷却单元5中进行的冷却步骤11-15之间，过多的冷却水从阳极表面6被去除至少一次。一个冷却步骤被理解为是通过上部喷水管9将冷却水以必要的时间喷洒在阳极表面上的步骤。根据该实例，在铸造后阳极被传送到冷却步骤11，在这里冷却水被喷洒在阳极表面6上用于冷却阳极。根据该实例，在冷却步骤11之后，在下一个冷却步骤12之前过多的冷却水从阳极表面去除。用于去除冷却水的装置，即脱水***16，至少部分地设置在阳极铸造轮上的铸模3之间留下的空间中。通过将水加压(例如用泵)施加到阳极表面上以使得该加压水从阳极表面去除冷却水，冷却水8从阳极表面6被去除。与该设备相关，设置水管路连接22，到上部喷水管和到脱水***16的水能够从水管路连接22获得。根据该实例，在沿着阳极4的宽度延伸的管17或类似物中水被加压，通过该管17或类似物水被进一步提供到喷嘴18。当铸模在铸造轮中前进一个序列例如1-2个铸模的时候，喷嘴例如扇形喷嘴或扁平喷嘴优选以至少10升每分钟(＝l/min)的流量将水以合适压力(例如3-5巴)射流的形式提供到移动阳极的表面上。同时，由于加压水形成的水帘19的作用，位于阳极表面上的过多的水被剥离到相对于阳极前进方向20而言的阳极表面6的相反侧。因而，在到达下一个冷却步骤12之前，阳极4几乎是干的，并且可以添加冷却水从而可增强冷却过程。根据实例，在五个不同的冷却步骤11-15中冷却阳极，在这种情况下，在第一水冷却步骤11之后，以及在最后冷却步骤15之后即将从冷却单元5移出阳极之前，在两个步骤中将冷却水从阳极表面去除。显然，在本发明的实施例的范围内，可在每个水冷却步骤11-15之后将冷却水从阳极表面去除。根据实例，水在离阳极表面距离C处提供到阳极表面上，根据该实例距离C为200-300毫米，使得供给的水帘19产生的剥离效果最有利。有效地去除冷却水的有利方案是相对于移动阳极的表面6以20-50度的角度B设置喷嘴。
在脱水***16中，喷嘴18也能够设置成几排来提供水，在这种情况下，管17的数量也可以是两个或更多个。在必要的时候，部分喷嘴18可以不被使用，并且可以只对部分阳极使用。在图3中，示出管17和喷嘴18相对于铸模3的布置方式。根据将要被去除的冷却水被剥离水帘19所引导的位置，脱水***16和上部喷水管9之间的角度D能够改变。
对于本领域的技术人员而言，显然，本发明的各种实施例不限于上述的实例，而是可以在所附的权利要求的范围内变化。

Claims (17)

1.一种与阳极铸造(1)相关的用于冷却阳极(4)的方法，其中熔融金属在阳极铸造轮(2)的铸模(3)中被铸造，所述阳极铸造轮将铸模中的阳极传送进入冷却单元(5)，在冷却单元(5)中，在至少两个冷却步骤中，通过将水提供到阳极表面(6)上来冷却阳极(4)，在冷却之后，将阳极(4)在脱离单元(10)中从铸模脱离，其特征在于，在冷却单元(5)中，在冷却步骤之间，在从冷却单元(5)移出阳极(4)之前将冷却水从阳极表面去除至少一次。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过将介质射流(19)相对于阳极表面成20-50度的角度(B)引导到移动阳极的表面上，将冷却水从阳极表面(6)去除。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，介质射流(19)是水。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，介质射流(19)是空气。
5.根据权利要求2、3或4所述的方法，其特征在于，将介质射流(19)以距阳极(4)的表面(6)200-300毫米的高度(C)提供到阳极表面上。
6.根据权利要求2、3或4所述的方法，其特征在于，通过至少两个喷嘴(18)来提供介质射流(19)。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在冷却单元(5)中，通过在五个冷却步骤(11、12、13、14、15)中将水提供到阳极表面上以使得冷却水从阳极表面被去除至少两次来冷却阳极表面(6)。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，沿着与在阳极铸造轮(2)中的阳极的转动方向(20)相反的方向将冷却水从阳极表面去除。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，以3-5巴的压力、10-120升每分钟的流量提供水。
10.一种与阳极铸造相关的用于冷却阳极(4)的设备，其中，阳极铸造轮(2)包括铸模(3)，在铸模(3)中能够铸造熔融金属，并且阳极能够进一步被传递到冷却单元(5)，在冷却单元(5)中，在至少两个步骤中通过将冷却水喷洒在阳极表面上阳极可以被冷却，随后，阳极(4)能够从铸模(3)脱离，其特征在于，该设备包括用于在冷却步骤之间、在从冷却单元(5)移出阳极之前从阳极表面(6)去除冷却水的装置。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，该设备包括脱水***(16)，脱水***(16)由至少两个相邻地设置的喷嘴(18)构成，喷嘴用于将介质供给到阳极表面(6)上，该介质是水或空气。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，脱水***(16)包括用于将介质传送到喷嘴(18)中的装置(17、22)。
13.根据权利要求11或12所述的设备，其特征在于，脱水***(16)至少部分地布置在设置在阳极铸造轮(2)上的铸模(3)之间留出的空间中。
14.根据权利要求11或12所述的设备，其特征在于，喷嘴(18)相对于阳极表面(6)成20-50度的角度(B)设置。
15.根据权利要求11或12所述的设备，其特征在于，在脱水***(16)和设置在冷却单元中的上部喷水管(9)之间的角度(D)能够沿水平方向改变。
16.根据权利要求11或12所述的设备，其特征在于，喷嘴(18)沿着竖直方向距阳极表面(6)200-300毫米的距离(C)设置。
17.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，该设备包括连续设置的两个脱水***(16)，这两个脱水***都设置有至少一排喷嘴，使得连续的有效射流排之间的距离为50-200毫米。
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