BRPI0711287A2 - método e equipamento para resfriamento de anodos - Google Patents

Abstract

METODO E EQUIPAMENTO PAflA RESFRIAMENTO DE AMADOS A presente invenção se refere a um método e equipamento para resfriamento de anodos (4), correlacionado com a fusão (1) de anodos, de modo que na unidade de resfriamento (5), entre as etapas de resfriamento, a água é removida da superfície do anodo, pelo menos, uma vez antes da remoção do anodo (4) da unidade de resfriamento (5).

Description

"MÉTODO E EQUIPAMENTO PARA RESFRIAMENTO DE ANODOS"

A presente invenção se refere a um método eequipamento para resfriamento de anodos, correlacionado como procedimento de fundição de anodo.

O cobre vesiculado criado na etapa de conversãodo processo pirometalúrgico de cobre é posteriormenterefinado em um forno de anodo, a fim de abaixar o teor deenxofre do cobre vesiculado. Após o tratamento no forno deanodo, o cobre é fundido dentro dos anodos de cobre,mediante derramamento do cobre fundido em moldes defundição. Os anodos de cobre fundido são purificados naeletrólise do cobre dentro dos catodos de cobre, com umteor de cobre superior a 99,99%. Atualmente, o equipamentode fundição de cobre mais amplamente usado compreende umamesa giratória de fundição, onde diversos, normalmente,dezenas de moldes de fundição, são dispostas em um circulo.Geralmente, a mesa de fundição é dotada de uma unidade deresfriamento, onde as peças são resfriadas nos seus moldesde fundição, por exemplo, por meio de água.

Numa instalação de fundição de anodo, um anodofundido em um molde não pode ser resfriado, antes dasuperfície se tornar suficientemente sólida. Um anodofundido sob uma temperatura de cerca de 1150 °C deve serresfriado, a fim de tornar possível o seu desprendimento domolde, geralmente, sob uma temperatura de cerca de 700—900 °C. E um método conhecido de resfriamento de anodos,enquanto a mesa de fundição de anodo gira, de modo que noponto em que a mesa giratória de fundição pára, sãodispostos bocais acima dos anodos para pulverização de águade resfriamento sobre a superfície do anodo. Além disso,com relação aos bocais, é disposta uma capela para remoçãodo vapor criado no processo de resfriamento. Umprocedimento conhecido para o resfriamento de anodosconsiste no direcionamento de um jato de água sobre asuperfície do anodo, quando a superfície do anodo seencontra suficientemente solidificada e, conseqüentemente,o jato de água dirigido para o anodo não danifica a suasuperfície. Mediante pulverização de água de resfriamento,a capacidade de resfriamento da mesa de fundição pode serajustada durante mudanças momentâneas na capacidade defundição, de modo que uma desejada quantidade de calor podeser removida dos anodos, antes da suspensão dos mesmos dedentro do tanque de resfriamento. A pulverização da água écontrolada de acordo com a situação da fundição e pode ser,por exemplo, interrompida, se o resfriamento não fornecessário devido a uma interrupção no processo defundição.

Quando o resfriamento de anodo é desejado de serauxiliado mediante aumento da quantidade de água deresfriamento, o problema resultante inclui as perturbaçõescausadas pela excessiva água de resfriamento. Se umademasiada quantidade de água for pulverizada no primeiroponto de resfriamento com água, será criada uma camada deespuma aquosa isolante sobre a superfície do anodo devidoao efeito de ebulição da água. Caso a água seja adicionadaapós isso, a camada de espuma aquosa criada evita que aágua de resfriamento prossiga sobre a superfície do anodo ea água pulverizada irá apenas participar na preservação dacamada de espuma aquosa. Assim, o problema é que embora oanodo se encontre no molde, a água acumulada sobre asuperfície do anodo não pode ser removida do molde,permanecendo e prejudicando o processo de resfriamento.Após o resfriamento, não deve ser deixada nenhumaquantidade de água sobre a superfície do anodo, pelo fatode prejudicar o seu desprendimento preliminar, isto é, aágua é conduzida sob o anodo, quando da suspensão do anododo molde. Quando o anodo é abaixado de volta no molde, aágua deixada por baixo cria, por exemplo, uma nuvem devapor que prejudica a visibilidade.

O objetivo da presente invenção é eliminar osinconvenientes do estado da técnica e implementar um novométodo de proporcionar o resfriamento de um anodo maisefetivo, em correlação com a fundição de anodos. Umparticular objeto da invenção é tornar o resfriamento maisefetivo, mediante remoção da água de resfriamento dassuperfícies de anodos, entre as etapas de resfriamento. Asnovas e fundamentais características da invenção sãoevidentes da descrição das reivindicações anexas.

Mediante a invenção, o resfriamento de anodos étornado mais efetivo. De acordo com a invenção, os anodossão resfriados em conexão com o procedimento de fundição,de modo que o metal em fusão é fundido em um molde de umamesa giratória de fundição de anodo, dita mesa giratória defundição de anodo movimentando o anodo fundido em um moldedentro de uma unidade de resfriamento de anodo, onde oanodo é resfriado através de água de alimentação sobre asuperfície do anodo em pelo menos duas etapas, após o que,o resfriamento do anodo é desprendido do molde em umaunidade de desprendimento, de modo que a água deresfriamento é removida pelo menos uma vez da superfície doanodo na unidade de resfriamento entre as etapas deresfriamento, antes da remoção do anodo da unidade deresfriamento. Em cada etapa de resfriamento pode seradicionada uma determinada quantidade de água deresfriamento, de modo que a temperatura do anodo é mantidadentro de uma faixa segura, sem prejudicar o processo defundição mediante maiores adições da água de resfriamento.

De acordo com a invenção, a água de resfriamentoé removida da superfície do anodo mediante o direcionamentosobre a superfície de um anodo em movimento, de um jato deum meio reagente, tal como, um jato de água ou um jato dear, através de pelo menos dois bocais, com um adequadoângulo, preferivelmente, um ângulo de 20-50 graus comrelação à superfície do anodo. Mediante pressurização domeio reagente sobre a superfície do anodo, se retira a águade resfriamento excessiva localizada sobre a superfície doanodo, enquanto o anodo se move na mesa giratória defundição de anodo.

De acordo com uma modalidade da invenção, o jatode meio reagente é alimentado sobre a superfície do anodocom uma adequada altura, preferivelmente, uma altura de200-300 milímetros da superfície do anodo.

De acordo com uma modalidade da invenção, naunidade de resfriamento a superfície do anodo é resfriadaatravés da alimentação da água de resfriamento sobre asuperfície do anodo em cinco etapas de resfriamento, demodo que a água é removida da superfície do anodo, pelomenos, duas vezes.

De acordo com a invenção, a água de resfriamentoé removida da superfície do anodo numa direção oposta àdireção rotativa dos anodos na mesa giratória de fundição.Assim, a água de resfriamento removida não prejudica afundição do anodo.

De acordo com uma modalidade preferida dainvenção, a água é alimentada sobre a superfície do anodocom uma vazão de, preferivelmente, 10-120 litros porminuto, sob uma pressão de 3-5 bar, para a remoção da águade resfriamento excessiva.

De acordo com a invenção, o equipamento inclui umsistema de desidratação constituído, pelo menos, de doisbocais posicionados de modo adjacente, para alimentação deum meio reagente, tal como, água ou ar, sobre a superfíciedo anodo. Vantajosamente, o posicionamento do sistema dedesidratação é ajustável. Se a disposição de acordo com ainvenção for usada para o resfriamento com água de anodos,não haverá aumento de custos no equipamento de fundição,pelo fato de que a água poderá ser reciclada e a mesma águapoderá ser usada para resfriamento do anodo e para o seudescascamento.De acordo com uma modalidade da invenção, oequipamento inclui dois sistemas de desidratação dispostossucessivamente, ambos os quais sendo dotados de bocais nomínimo em uma fila, de modo que a distância entre as filasde jatos efetivos sucessivos é, preferivelmente, de 50-200milímetros.

A invenção será agora descrita em maioresdetalhes fazendo-se referência aos desenhos anexos, nosquais:

- a figura 1 ilustra um equipamento de fundição de anodo;

- a figura 2 ilustra uma seção transversal da figura 1,vista na direção A; e

- a figura 3 ilustra um resfriamento de anodo, de acordocom a invenção.

As figuras 1, 2 e 3 ilustram um equipamento, deacordo com a invenção, para resfriamento de anodos. Umequipamento de fundição de anodo(1) inclui uma mesagiratória de fundição de anodo (2), em cujos moldes (3) osanodos (4) são fundidos. Quando o metal em fusão, tal como,cobre, é fundido em um molde (3), sua temperatura é deaproximadamente 1150aC. Após o anodo ser fundido, ele étransferido junto com a rotação da mesa giratória defundição de anodo (2) para a etapa seguinte de fundição deanodo, isto é, para a etapa de resfriamento. Na unidade deresfriamento (5) , a superfície (6) do anodo (4) éresfriada, a fim de abaixar sua temperatura antes deseparar o anodo do molde. A unidade de resfriamento (5) édotada de uma capela (7), através da qual os vaporescriados durante o processo de resfriamento são removidos.Na unidade de resfriamento (5) , sobre a superfície (6) doanodo (4) , se alimenta uma quantidade de água deresfriamento (8) , mediante jatos de água superiores (9)posicionados acima dos anodos. Na medida em que a mesagiratória de fundição de anodo (2) gira, o anodo é levadopara ser resfriado na etapa seguinte de resfriamento, senecessário. Após passar pela unidade de resfriamento, oanodo prossegue para a etapa de desprendimento (10) , onde oanodo é desprendido do molde (3), quando a temperatura doanodo é de 700-900 graus. Depois, o anodo (4) é transferidopara a etapa de resfriamento e purificação (21) e, quandonecessário, para posterior tratamento.

De acordo com a invenção, uma quantidadeexcessiva de água de resfriamento é removida da superfíciede anodo (6) , pelo menos, uma vez entre as etapas deresfriamento (11-15) que ocorrem na unidade de resfriamento(5) . Uma etapa de resfriamento é entendida como sendo umaetapa em que a água de resfriamento é pulverizada sobre asuperfície do anodo durante um tempo necessário, atravésdos jatos de água superiores (9) . De acordo com amodalidade, após a fundição, o anodo é levado para a etapade resfriamento (11) , onde uma quantidade de água deresfriamento é pulverizada sobre a superfície do anodo (6)para o seu resfriamento. De acordo com a modalidade, após aetapa de resfriamento (11), uma excessiva quantidade deágua de resfriamento é removida da superfície do anodo,antes da próxima etapa de resfriamento (12) . 0 dispositivopara remoção da água de resfriamento, isto é, o sistema dedesidratação (16), é, pelo menos, parcialmente posicionadono espaço deixado entre os moldes (3) dispostos na mesagiratória de fundição de anodo. A água de resfriamento (8)é removida da superfície do anodo (6) mediantepressurização, por exemplo, através de uma bomba, queproporciona o bombeamento de uma quantidade de água sobre asuperfície do anodo, de modo que tal quantidade de águadesloque a água de resfriamento da superfície do anodo.

Em conexão com o equipamento, é disposta umaconexão de água (22), a partir da qual a água para uso nojato superior e para o sistema de desidratação (16) podeser tomada. De acordo com a modalidade, a água épressurizada em uma tubulação (17) ou elemento similar, seestendendo ao longo da largura do anodo (4) , através daqual a água é posteriormente alimentada para os bocais(18) . Os bocais, por exemplo, bocais de ventilação oubocais planos, alimentam a água, preferivelmente, a umavazão de, pelo menos, 10 litros por minuto (=Vmin) , emjatos sob uma adequada pressão, tal como, 3-5 bar, sobre asuperfície de um anodo em movimento, na medida em que osmoldes prosseguem numa seqüência, por exemplo, de 1-2moldes, na mesa giratória de fundição. Ao mesmo tempo,devido ao efeito da cortina aquosa (19) criada pela águapressurizada, a quantidade excessiva de água localizadasobre a superfície do anodo é retirada sobre o lado opostoda superfície de anodo (6) , em relação à direção deprosseguimento (20) do anodo. Assim, o anodo (4) épraticamente seco antes da próxima etapa de resfriamento(12) , pelo que a água de resfriamento pode ser adicionadae, dessa forma, o processo de resfriamento pode serincrementado.

De acordo com uma modalidade, um anodo éresfriado em cinco diferentes etapas de resfriamento (11-15), em cujo caso a água de resfriamento é removida dasuperfície do anodo em duas etapas, após a primeira etapade resfriamento (11) e imediatamente antes da remoção doanodo da unidade de resfriamento (5) , após a última etapade resfriamento (15) . Obviamente, a água de resfriamentopode ser removida da superfície do anodo dentro do escopodas modalidades da invenção, também, depois de cada etapade resfriamento com água (11-15) . De acordo com umamodalidade, a água é alimentada sobre a superfície do anodoa uma distância (G) , a qual, de acordo com a modalidade,está localizada a 200-300 milímetros da superfície doanodo, de modo que o efeito de descascamento criado pelacortina aquosa alimentada (19) se torna mais vantajoso. Umasolução vantajosa para uma efetiva remoção da água deresfriamento é colocar os bocais com uma disposição deângulo (B) de 20-50 graus, em relação à superfície (6) doanodo em movimento.

No sistema de desidratação (16), os bocais (18)podem também ser dispostos para a água de alimentação emdiversas filas, em cujo caso, o número de tubulações (17)pode ser também de dois ou mais. Quando necessário, umaparte dos bocais (18) pode ser tirada de uso, podendo serutilizada apenas uma parte dos anodos. Na figura 3 émostrado como a tubulação (17) e os bocais (18) sãodispostos com relação ao molde (3). 0 ângulo (D) entre osistema de desidratação (16) e o jato de água superior (9)pode variar, de acordo com o aspecto de que a água deresfriamento a ser removida é dirigida por meio da cortinaaquosa de descascamento de anodo (19).

Para um especialista versado na técnica, éevidente que as diversas modalidades da invenção não serestringem aos exemplos descritos acima, podendo variardentro do escopo das reivindicações anexas.

Claims (17)

1. Método de resfriamento de anodos (4),correlacionado com a fundição de anodos (1) , no qual ometal fundido é submetido à fundição no molde (3) de umamesa giratória de fundição de anodo (2) , dita mesagiratória de fundição de anodo conduzindo o anodo no moldedentro de uma unidade de resfriamento (5) , onde o anodo (4)é resfriado mediante alimentação de água sobre a superfíciedo anodo (6), em pelo menos duas etapas, após o que oresfriamento do anodo (4) é desprendido do molde em umaunidade de desprendimento (10), caracterizado pelo fato deque na unidade de resfriamento (5) , disposta entre asetapas de resfriamento, a água de resfriamento é removida,pelo menos, uma vez da superfície do anodo, antes daremoção do anodo (4) da unidade de resfriamento (5) .

2. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que a água de resfriamento éremovida da superfície do anodo (6) mediante direcionamentode um jato de um meio reagente (19) sobre a superfície deum anodo móvel em um adequado ângulo, preferivelmente, emum ângulo (B) de 20-50 graus com relação à superfície do anodo.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de que o jato do meio reagente (19)é água.

4. Método, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de que o jato do meio reagente (19)é ar.

5. Método, de acordo com as reivindicações 2, 3ou 4, caracterizado pelo fato de que o jato do meioreagente (19) é alimentado sobre a superfície do anodo comuma adequada altura (C) , preferivelmente, numa altura de200-300 mm da superfície (6) do anodo (4).

6. Método, de acordo com as reivindicações 2, 3ou 4, caracterizado pelo fato de que o jato do meioreagente (19) é alimentado através de um adequado número debocais (18), vantajosamente, pelo menos, dois bocais.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que na unidade de resfriamento(5), a superfície do anodo (6) é resfriada pela água dealimentação sobre a superfície do anodo nas etapas deresfriamento (11, 12, 13, 14, 15), de modo que a água deresfriamento é removida da superfície do anodo, pelo menos,duas vezes.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que a água de resfriamento éremovida da superfície do anodo numa direção oposta àdireção rotativa (20) do anodo, na mesa giratória defundição de anodo (2).

9. Método, de acordo com as reivindicações 3, 5, 6, 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que a velocidade daágua suprida é, preferivelmente, de 10-120 litros porminuto, numa pressão de 3-5 bar.

10. Equipamento para resfriamento de anodos (4),correlacionado com a fundição de anodos, em cujo caso amesa giratória de fundição de anodo (2) inclui um molde (3)no qual o metal da fusão pode ser fundido, e cujo anodopode ser ainda transferido para uma unidade de resfriamento(5), onde o anodo pode ser resfriado mediante pulverizaçãode água de resfriamento sobre a superfície do anodo em pelomenos duas etapas, após o que o anodo (4) pode serdesprendido do molde (3), caracterizado pelo fato de que oequipamento inclui meios para remoção da água deresfriamento da superfície do anodo (6), antes da remoçãodo anodo da unidade de resfriamento (5).

11. Equipamento, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o equipamento inclui umsistema de desidratação (16), que se constitui, pelo menos,de dois bocais (18) posicionados de modo adjacente paraalimentação do meio reagente, tal como, água ou ar, sobre asuperfície do anodo (6).

12. Equipamento, de acordo com a reivindicação-11, caracterizado pelo fato de que o sistema dedesidratação (16) inclui meios (17, 22) para levar o meioreagente para dentro dos bocais (18).

13. Equipamento, de acordo com as reivindicações-11 ou 12, caracterizado pelo fato de que o sistema dedesidratação (16) é, pelo menos, parcialmente disposto noespaço deixado entre os moldes (3) providos na mesagiratória de fundição de anodo (2).

14. Equipamento, de acordo com as reivindicações-11, 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que os bocais (18)são posicionados com um determinado adequado ângulo (B) ,por exemplo, iam ângulo de 20-50 graus, com relação àsuperfície do anodo (6).

15. Equipamento, de acordo com as reivindicações-11 ou 12, caracterizado pelo fato de que o ângulo (D), entre o sistema de desidratação (16) e o jato de águasuperior (9) provido na unidade de resfriamento, pode sermodificado na direção horizontal.

16. Equipamento, de acordo com as reivindicações-11, 12, 13, 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que os bocais (18) são dispostos em uma adequada distância (C),preferivelmente, numa distância de 200-300 mm da superfíciedo anodo (6), na direção vertical.

17. Equipamento, de acordo com quaisquer dasreivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o equipamento inclui dois sistemas de desidratação (16),dispostos em sucessão, ambos os quais sendo dotados debocais em pelo menos uma fila, de modo que a distânciaentre as filas de jatos sucessivamente efetivas é,preferivelmente, de 50-200 mm.