[发明专利]用于冷却阳极的方法和设备

说明书

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，该设备包括脱水系统，该脱水系统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，脱水系统的位置可调节。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系统，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