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DE1301583B - Process for melting a column made of shaped copper pieces - Google Patents

Process for melting a column made of shaped copper pieces

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Publication number
DE1301583B
DE1301583B DEA43397A DEA0043397A DE1301583B DE 1301583 B DE1301583 B DE 1301583B DE A43397 A DEA43397 A DE A43397A DE A0043397 A DEA0043397 A DE A0043397A DE 1301583 B DE1301583 B DE 1301583B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
furnace
oxygen
copper
fuel
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEA43397A
Other languages
German (de)
Inventor
Phillips Albert John
Baier Richard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
American Smelting and Refining Co
Original Assignee
American Smelting and Refining Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US204413A external-priority patent/US3199977A/en
Application filed by American Smelting and Refining Co filed Critical American Smelting and Refining Co
Publication of DE1301583B publication Critical patent/DE1301583B/en
Pending legal-status Critical Current

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    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/08Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces heated otherwise than by solid fuel mixed with charge
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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Description

1 21 2

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum ist. Die Verbrennung des Brennstoffs wird so geSchmelzen einer Säule aus Kupferformstücken in regelt, daß wenigstens 25 % des Sauerstoffs in wenigeinem Schachtofen in reduzierender Atmosphäre stens 75% des Gemischs verbraucht werden, bevor durch direkte Berührung der Säule mit heißen Ver- letzteres mehr als etwa 15 cm von der Ofenwand in brennungsgasen unter Erzeugung von geschmolzenem 5 den Ofen gewandert ist. Es wird eine Vielzahl geKupfer mit weniger als 0,05 Gewichtsprozent Sauer- trennter Gemische hergestellt, wobei jedes durch stoff, indem heiße Verbrennungsgase, die durch Ver- mehrere von auf dem Ofenmantel in Reihen angebrennung von gasförmigem oder flüssigem Brennstoff ordneten Brennern in den Ofen eingeblasen wird, mit einer zur vollständigen Verbrennung des Brenn- Einer der wichtigsten Vorteile der Erfindung istThe invention relates to methods for is. The combustion of the fuel is thus melted a column of copper fittings in regulates that at least 25% of the oxygen in a little Shaft furnace in a reducing atmosphere at least 75% of the mixture is consumed before by direct contact of the column with hot injuries more than about 15 cm from the furnace wall in combustion gases migrated through the furnace to produce molten 5. A variety of copper is used made with less than 0.05 weight percent sour-separated mixtures, each by material by removing hot combustion gases, which are burned in rows on the furnace shell by several of them gaseous or liquid fuel is blown into the furnace, one of the most important advantages of the invention is one of the most important advantages of the invention

Stoffs unzureichenden Menge an sauerstoffhaltigem io der, daß es ermöglicht wird, Kupferformstücke, ins-Gas erhalten wurden, in den unteren Teil des Ofens besondere Kupferkathoden, in einem senkrechten eingeblasen werden und auf die Formstücke auf- brennstoffbefeuerten Ofen ohne Verunreinigung des treffen und wobei das Gemisch von Brennstoff und Kupfers mit unerwünschten Mengen von Sauerstoff sauerstoffhaltigem Gas vor dem Einblasen in den zu schmelzen. Ein anderer wichtiger Vorteil ist die Ofen gezündet wird. 15 Möglichkeit, daß das Schmelzen ohne Verunreini-Substance inadequate amount of oxygen-containing io that it is possible, copper fittings, ins-gas were obtained, in the lower part of the furnace, special copper cathodes, in a vertical position can be blown in and onto the fittings - fuel-fired furnace without contamination of the meet and wherein the mixture of fuel and copper with undesirable amounts of oxygen oxygen-containing gas before blowing into the melt. Another important benefit is that The furnace is ignited. 15 possibility of melting without impurities

Es sind bisher in der Technik viele Versuche ge- gung des Kupfers mit unerwünschten Mengen von macht worden, Kupferformstücke in einem senk- Schwefel ausgeführt werden kann. Ein weiterer rechten brennstoffbeheizten Schachtofen zu schmel- wichtiger Vorteil ist der, daß Kupferkathoden zu zen. Jedoch waren diese Versuche metallurgisch er- handelsüblichem Kupfer geschmolzen werden könfolglos, da das Kupfer während des Schmelzens mit 20 nen, welches ohne Blasen oder Polen die heutigen unannehmbaren Mengen von Sauerstoff und Schwefel Erfordernisse hinsichtlich des Sauerstoff- und verunreinigt wurde. Um ein besseres Produkt zu er- Schwefelgehalts erfüllt. So soll geschmolzenes hanhalten, wurden Kupferformstücke entweder in elek- delsübliches reines Kupfer zum Gießen weniger als irische Öfen oder in herkömmlichen Rückstrahlungs- etwa 0,05 Gewichtsprozent an Sauerstoff enthalten, öfen geschmolzen, die strahlende Hitze verwenden. 35 und in den meisten Fällen sollte sein Sauerstoff-Das geschmolzene Kupfer wurde dem Blasen und gehalt weniger als 0,35 Gewichtsprozent betragen. Polen unterworfen, um Schwefel und Sauerstoff vor Geschmolzenes Kupfer, welches die Erfordernisse dem Gießen des Kupfers zu entfernen. erfüllt und weniger als 0,01 Gewichtsprozent, vor-So far there have been many attempts in technology against copper with undesirable amounts of made, copper fittings can be executed in a plumbing sulfur. Another Right-hand fuel-heated shaft furnace to melt the important advantage is that copper cathodes too Zen. However, these attempts to melt commercially available copper metallurgically were unsuccessful, since the copper during the smelting with 20 nes, which without bubbles or poles today's unacceptable amounts of oxygen and sulfur oxygen and sulfur requirements has been contaminated. In order to make a better product, he met sulfur content. This is how molten is supposed to hold up, copper fittings were either in the usual pure copper for casting less than Irish stoves or conventional reflective stoves contain about 0.05 percent by weight of oxygen, ovens melted that use radiant heat. 35 and in most cases it should be Oxygen That Molten copper was blowing and content was less than 0.35 weight percent. Poles subjected to sulfur and oxygen before molten copper, which the requirements after pouring the copper. fulfilled and less than 0.01 percent by weight,

Die Erfindung ist besonders nützlich beim Schmel- zugsweise 0,002 Gewichtsprozent oder weniger, zen von Kupferkathoden. 30 Sauerstoff enthält, wird durch das Verfahren nachThe invention is particularly useful in melting, preferably 0.002 percent by weight or less, zen of copper cathodes. 30 contains oxygen, is followed by the procedure

Obwohl das kathodisch abgeschiedene Kupfer der Erfindung erzeugt. Ferner kann geschmolzenes handelsüblich rein ist, abgesehen von unvermeid- Kupfer von geringem Sauerstoffgehalt konsistent erbaren geringen Sulfatmengen, die physikalisch auf zeugt werden, wobei dies ein besonders wesentlicher der Oberfläche der Kathoden haften oder darin ein- Vorteil ist, da es möglich ist, relativ gleichförmige geschlossen sind, werden die Kupferkathoden als 35 Kupfererzeugnisse zu gießen. Auf diese Weise kann solche im allgemeinen nicht verwendet, wegen ihrer z. B. leicht und gleichmäßig mit Phosphor desForm und physikalischen Eigenschaften, insbeson- oxydiertes Kupfer erzeugt werden, welches 0,005 Gedere der Kornstruktur des kathodisch abgeschiede- wichtsprozent Phosphor enthält, um die Desoxydienen Kupfers. Um sie in verwendbare Form zu brin- rung der letzten Spuren von Sauerstoff in dem gen, müssen die Kathoden geschmolzen und das 40 Kupfer zu bewirken.Although the cathodically deposited copper of the invention produces. It can also be melted is commercially pure, apart from the unavoidable copper of low oxygen content small amounts of sulfate that are physically generated, this being a particularly important one adhering to the surface of the cathode or in it is an advantage, since it is possible to obtain relatively uniform are closed, the copper cathodes are cast as 35 copper products. That way you can such generally not used because of their z. B. easily and evenly with phosphorus desform and physical properties, in particular oxidized copper, which is 0.005 Gedere the grain structure of the cathodically deposited weight percent contains phosphorus, around the deoxydienes Copper. In order to bring them into usable form the last traces of oxygen in the gen, the cathodes need to be melted and the 40 copper to effect.

geschmolzene Metall z. B. zu Drahtbarren, Platinen In ähnlicher Weise kann geschmolzenes Kupfermolten metal e.g. B. to wire bars, circuit boards In a similar way, molten copper

und Stäbe und ähnliche Formen gegossen werden, erzeugt werden, das weniger als 0,001 Gewichtsaus denen Halbzeug, wie Bleche, Draht, Rohre und prozent oder 0,0003 Gewichtsprozent Schwefel entanderes mehr hergestellt wird. Ferner ist es, wenn hält. Ferner kann das Verfahren nach der Erfindung aus irgendeinem Grunde das Kupfer mit unzulässi- 45 in der Praxis ausgeführt werden, um eine gewünschte gen Mengen von Sauerstoff und Schwefel während Ausbildung der Oberfläche des gegossenen Kupfers des Schmelzens verunreinigt wird, erforderlich, daß zu schaffen, welche konkav, konvex oder eben sein der Schwefel und Sauerstoff in dem geschmolzenen kann. Dieses Merkmal ist besonders vorteilhaft beim Kupfer auf zulässige Mengen durch Blasen und Gießen von Kupfer in herkömmlichen geschlossenen Polen reduziert wird, bevor das geschmolzene Metall 50 Bodenformen zu Drahtbarren, die eine sogenannte gegossen wird. Niveauausbildung aufweisen, d. h. eine flache oderand rods and similar shapes are cast that are less than 0.001 weight percent from which semi-finished products such as sheets, wire, tubes, and percent or 0.0003 weight percent sulfur entanderes more is produced. Furthermore, it is when holds. Furthermore, the method according to the invention For some reason the copper with impermissible 45 in practice can be executed to a desired gen amounts of oxygen and sulfur while forming the surface of the cast copper of melting, it is necessary to create which are concave, convex or flat the sulfur and oxygen in the melted can. This feature is particularly beneficial in Copper to allowable quantities by blowing and pouring copper in conventional closed Poland is reduced before the molten metal 50 bottom forms into wire bars, which is a so-called is poured. Have a level education, d. H. a flat or

Erfindungsgemäß wird vor dem Einblasen des eine erhöhte (leicht konvexe) Ausbildung.According to the invention, an increased (slightly convex) training is provided before the injection.

Gemisches in den Ofen die Differenz zwischen dem Ein anderer sehr wichtiger Vorteil des VerfahrensMixture in the oven the difference between the Another very important advantage of the process

für das Gemisch vorgesehenen durchschnittlichen nach der Erfindung besteht darin, daß Kupfer in Sauerstoffgehalt und dem höchsten Sauerstoffgehalt, 55 einem senkrechten brennstoffbefeuerten Ofen im der in wenigstens 75% einer quer zur Strömungs- wesentlichen ohne die Erzeugung von Schlacke oder richtung des Gemisches verlaufenden Ebene gefun- die Notwendigkeit der Hinzufügung von Schlacke den wird, auf einem Wert gehalten, der geringer ist oder schlackenbildenden Materialien im Ofen zufor the mixture provided average according to the invention is that copper in Oxygen content and the highest oxygen content, 55 in a vertical fuel-fired furnace in the which in at least 75% of a direction transverse to the flow without the generation of slag or direction of the mixture running level found the need to add slag which is kept at a value that is lower or to slag-forming materials in the furnace

als der Wert K der Gleichung: schmelzen ist. Außerdem ist das Kupfer wenig oderthan the value K of the equation: is melting. Also, the copper is little or no

0 0632.4 6o üDernauPt- nicht durch Eisen verunreinigt, das aus0 0632.4 6o ü Dernau Pt- not contaminated by iron that comes from

K = ..--_?_-—_._-. 5 dem feuerfesten Ofenfutter stammt, und es kann K = .. - _? _ -— _._-. 5 comes from the refractory oven lining, and it can

B + ϋ,υΙΑ Kupfer geschmolzen werden, das weniger als B + ϋ, υΙΑ copper to be melted that is less than

in der A der in dem sauerstoffhaltigen Gas enthal- 0,001 Gewichtsprozent, z. B. 0,0003 Gewichtsprozent tene Volumprozentgehalt an Sauerstoff ist und B das Eisen enthält.in the A contained in the oxygen-containing gas 0.001 percent by weight, e.g. B. 0.0003 weight percent tene volume percentage of oxygen and B contains the iron.

stöchiometrische Sauerstoffvolumen bei 20° C und 65 Ein anderer wesentlicher Vorteil, der durch die Atmosphärendruck ist, das zur vollständigen Ver- Erfindung geschaffen ist, ist der, daß ein gewünschbrennung des Brennstoffgemisches, bezogen auf ein ter Strom von geschmolzenem Kupfer Minuten nach Gas bei 20° C und Atmosphärendruck, erforderlich der Inbetriebnahme des Ofens erhalten werden kann.stoichiometric oxygen volume at 20 ° C and 65 Another significant advantage brought about by the Atmospheric pressure is created for complete invention is that of a desired combustion of the fuel mixture based on a stream of molten copper minutes after Gas can be obtained at 20 ° C and atmospheric pressure, required to start up the furnace.

Der Kupferstrom kann ebenso schnell angehalten werden. Dieses letztere Merkmal bedeutet einen weiteren wichtigen Vorteil gegenüber bekannten Schmelzverfahren, da es bei den bekannten Verfahren notwendig ist, eine verhältnismäßig große Menge an Kupfer zuerst vollständig zu schmelzen, bevor das Metall nach Bedarf aus dem Schmelzvorrat abgestochen werden kann. Diese Praxis hat schwerwiegende Nachteile und bringt Gefahren mit sich, die sich aus der Notwendigkeit des Haltens einer verhältnismäßig großen Menge von geschmolzenem Metall für verhältnismäßig lange Zeiträume ergeben. Ein weiterer wesentlicher Vorteil des Verfahrens gemäß Erfindung besteht darin, daß die Herstellungskosten des geschmolzenen Kupfers gesenkt werden.The copper flow can be stopped just as quickly. This latter characteristic signifies one Another important advantage over known melting processes, since it is the case with the known processes It is necessary to completely melt a relatively large amount of copper first before the Metal can be tapped from the melt supply as required. This practice has serious ones Drawbacks and dangers arising from the need to hold one result in a relatively large amount of molten metal for relatively long periods of time. Another major advantage of the method according to the invention is that the manufacturing costs of the molten copper can be lowered.

Beim Schmelzen einer Säule aus Kupferformstücken im Ofen gelangt ein Teil des Kupfers nach unten gegen oder in dichter Nähe zu den Ofenwänden. Es ist eine Gasatmosphäre vorhanden, welche unverbrannten Sauerstoff enthält. Diese Faktoren sind von kritischer Bedeutung hinsichtlich der Verunreinigung des geschmolzenen Kupfers mit unerwünschten Sauerstoffmengen. Es wurde gefunden, daß dieser unverbrannte Sauerstoff verringert oder im wesentlichen ausgeschaltet werden kann, wenn die in den Ofen einzublasende Gasatmosphäre vor dem Einblasen gesteuert wird.When a column of shaped copper pieces is melted in the furnace, part of the copper is added down against or in close proximity to the oven walls. There is a gas atmosphere which contains unburned oxygen. These factors are of critical importance in terms of Contamination of the molten copper with undesirable amounts of oxygen. It was found, that this unburned oxygen can be reduced or essentially eliminated when the in The gas atmosphere to be blown into the furnace is controlled prior to blowing.

Zur Entwicklung des Verfahrens gemäß der Erfindung wurden Versuche gemacht, Kupferformstücke in einem Ofen durch direkte Berührung mit heißen Verbrennungsgasen zu schmelzen, die durch Verbrennung von Erdgas mit einer zur vollständigen Verbrennung des Brennstoffs unzureichenden Menge an sauerstoffhaltigem Gas erhalten wurden. Die heißen Verbrennungsgase wurden in den Ofen durch mehrere auf dem Ofenmantel in Reihen angeordneten Brennern eingeblasen.In order to develop the method according to the invention, attempts were made to use copper fittings to melt in a furnace by direct contact with hot combustion gases that pass through Combustion of natural gas in an insufficient amount to completely burn the fuel of oxygen-containing gas. The hot combustion gases were through into the furnace several burners arranged in rows on the furnace shell are blown in.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Gemisch aus Brennstoff und sauerstoffhaltigem Gas als ein oder eine Vielzahl von Strömen in den Ofen eingeblasen werden.In the method according to the invention, the mixture of fuel and oxygen-containing gas can may be blown into the furnace as one or a plurality of streams.

In der nachfolgenden Tabelle sind verschiedene Werte für »K« in der weiter oben angegebenen Gleichung für verschiedene verwendete Brennstoffe mit Luft oder reinem Sauerstoff als sauerstoffhaltigem Gas und die entsprechenden Werte von »ß« aufgeführt.The following table lists various values for "K" in the equation given above for various fuels used with air or pure oxygen as the oxygen-containing gas and the corresponding values for "ß".

Der Wert von »A« für Luft beträgt 21% (d.h. der in Luft enthaltene Volumprozentgehalt an Sauerstoff). Das stöchiometrische Sauerstoffvolumen, das zur vollständigen Verbrennung eines Volumens Erdgas erforderlich ist, ist durch die Gleichung gegeben:The value of "A" for air is 21% (ie the percentage by volume of oxygen contained in air). The stoichiometric volume of oxygen required to completely burn a volume of natural gas is given by the equation:

CH4 + 2O2-CH 4 + 2O 2 -

CO2 + 2H2OCO 2 + 2H 2 O

Daher ist der Wert von »B« gleich 2. Dementsprechend ist der Wert von »K« durch die Gleichung gegeben:Therefore, the value of "B" is 2. Accordingly, the value of "K" is given by the equation:

K = °>0632A = 0,0632-21 K = °> 0632A = 0.0632-21

B + 0,01 Λ 2 + (0,01 · 21) ' B + 0.01 Λ 2 + (0.01 · 21) '

Diese Gleichung ist weiter durch die folgende Bestimmung des Wertes für »K« erläutert, der in der vorstehenden Tabelle gegeben ist, wobei ein flüssiger Brennstoff verwendet wird, der aus einem Gemisch aus Kerosin und Luft besteht. Der Wert für »A« istThis equation is further illustrated by the following determination of the value for "K" given in the table above, using a liquid fuel consisting of a mixture of kerosene and air. The value for "A" is

ao wiederum 21°/o, wie in den vorhergehenden Beispielen angegeben war. Der Wert für »ß« aus der folgenden Gleichung ist 18,5:ao again 21%, as indicated in the preceding examples. The value for "ß" from the following equation is 18.5:

2 C12H26 + 37 O2 -». 24 CO2 + 26 H2O2 C 12 H 26 + 37 O 2 - ». 24 CO 2 + 26 H 2 O

*5 Dementsprechend ist der Wert für »K«: * 5 Accordingly, the value for "K" is:

K = °>0632A 0,0632 · 21 _ K = °> 0632A 0.0632 2 1 _

B + 0,01 Λ ~~ 18,5 + (0,01 · 21) ~ B + 0.01 Λ ~~ 18.5 + (0.01 · 21) ~

0,071.0.071.

Brennstofffuel

CO CO

H2 H 2

MethylalkoholMethyl alcohol

(CH3OH) (CH 3 OH)

Erdgas (angenommenNatural gas (assumed

CH4) CH 4 )

ÄthylalkoholEthyl alcohol

(C2H5OH) (C 2 H 5 OH)

Propan (C3H8) Propane (C 3 H 8 )

Kerosin (angenommenKerosene (assumed

C12H26) C 12 H 26 )

Gasolin, Diesel, öl,
Gasöl oder andere natürliche oder synthetische flüssige Kohlenwasserstoff enthaltende
Brennstoffe
Gasoline, diesel, oil,
Containing gas oil or other natural or synthetic liquid hydrocarbons
Fuels

1,87
1,87
1.87
1.87

0,776
0,60
0.776
0.60

0,414
0,255
0.414
0.255

0,0710.071

0,070.07

für
Sauerstoff
for
oxygen

4,21
4,21
4.21
4.21

2,53
2,11
2.53
2.11

1,58
1,05
1.58
1.05

0,3240.324

0,32 Es wurde gefunden, daß der Verbrennungsgrad für irgendein vorgegebenes Verhältnis von Brennstoff und Sauerstoff durch Vorerhitzung des Gemisches oder des sauerstoffhaltigen Gases erhöht wird.0.32 It has been found that the degree of combustion for any given ratio of fuel and increased oxygen by preheating the mixture or the oxygen-containing gas will.

Relativ kleine Änderungen in dem Verhältnis Brennstoff zu dem sauerstoffhaltigen Gas bewirken relativ große Änderungen des Verbrennungsgrades, wenn insbesondere flüssige und gasförmige kohlenwasserstoffhaltige Brennstoffe und insbesondere Erdgas verwendet werden.Cause relatively small changes in the ratio of fuel to the oxygen-containing gas relatively large changes in the degree of combustion, especially if liquid and gaseous hydrocarbons Fuels and especially natural gas are used.

Während des Betriebes des Ofens zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde gefunden, daß bei vorherbestimmten reduzierenden Bedingungen vor Einblasen des Gemisches in den Ofen der in dem geschmolzenen Kupfer enthaltene Sauerstoff danach durch die Stärke der in der Ofenatmosphäre herrschenden reduzierenden Bedingungen bestimmt wird. Die Ofenatmosphäre enthält vorzugsweise mindestens 0,5 Gewichtsprozent Wasserstoff oder 0,5 Volumprozent Kohlenmonoxyd, wennDuring the operation of the furnace for carrying out the method according to the invention, it was found that at predetermined reducing conditions before blowing the mixture into the Furnace the oxygen contained in the molten copper thereafter by the strength of the furnace atmosphere prevailing reducing conditions is determined. The furnace atmosphere preferably contains at least 0.5 percent by weight hydrogen or 0.5 percent by volume carbon monoxide, if

ein kohlenwasserstoffhaltiger Brennstoff verwendet V2 wird.a hydrocarbon-containing fuel is used V 2 .

V2 Der Schachtofen kann ein im allgemeinen senkrecht angeordneter Ofen von einer gewünschten 1-1Z2 55 Form oder Größe sein, der eine Säule von irgendeiner gewünschten Größe und Form des zu schmelzenden Kupfers trägt, die sich in dem Ofen nach unten zu bewegt, wenn das Kupfer geschmolzen wird.V 2 The shaft furnace may be a generally vertically arranged furnace of a desired 1- 1 Z 2 55 shape or size that supports a column of any desired size and shape of the copper to be melted that moves downward in the furnace, when the copper is melted.

Es ist z. B. beim Schmelzen von Kupferkathoden 6o vorteilhaft, die Kathoden so in den Ofen einzuführen, daß sie darin in einer willkürlichen AnordnungIt is Z. B. when melting copper cathodes 6o advantageous to introduce the cathodes into the furnace so that they are in it in an arbitrary order

18,5 angeordnet sind.18.5 are arranged.

Es ist gefunden worden, daß ein Erstarren desIt has been found that solidification of the

geschmolzenen Metalls in dem Ofen und ein Verstopfen des Ofenabstichlochs ausgeschaltet oder weitgehend vermindert werden kann, indem man heiße Verbrennungsgase in den unteren Teil desmolten metal in the furnace and clogging of the furnace tap hole or eliminated Can be largely reduced by putting hot combustion gases in the lower part of the

18,5 Ofens lenkt.18.5 furnace directs.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigtThe invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment with reference to the drawing. In the drawings shows

F i g. 1 eine Seitenansicht eines teilweise gezeigten Schachtofens zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,F i g. 1 is a side view of a partially shown shaft furnace for carrying out the invention Procedure,

F i g. 2 eine Schnittansicht nach der Linie 2-2 inF i g. 2 is a sectional view taken along line 2-2 in FIG

Der in F i g. 1 gezeigte Schachtofen 1 weist einenThe in F i g. 1 shown shaft furnace 1 has a

für etwa 15 bis 30 Minuten geheizt, um das feuerfeste Ofenfutter vorzuwärmen. Anschließend wird so viel Kupfer in den Ofen gegeben, daß eine Säule entsteht, die sich bis zur Spitze des Ofens erstreckt. 5 Die Decksteine 40 werden wieder auf die Abstichrinne 3 gesetzt. Danach wird der Ofen geheizt, wobei das geschmolzene Kupfer in dem Ofen nach unten auf den geneigten Boden läuft, von wo es durch das Abstichloch 8 in die Abstichrinne 3 fließt.heated for about 15 to 30 minutes to preheat the refractory oven lining. Then it will be like that put a lot of copper in the furnace to make a column that extends to the top of the furnace. 5 The cap stones 40 are placed on the tapping channel 3 again. The furnace is then heated, whereby the molten copper in the furnace runs down onto the sloping floor, from where it is flows through the tapping hole 8 into the tapping channel 3.

Schacht 2, eine Abstichrinne 3 und eine Rohrleitung io Vor dort kann das geschmolzene Kupfer beispielszur Speisung der Brenner 4 mit einem Gemisch aus weise direkt an geeignete, nicht gezeigte Gießvorrich-Brennstoff und einem sauerstoffhaltigem Gas auf. tungen geliefert werden. Während des Schmelzens Wie in Fig. 2 gezeigt ist, weist der Ofenmantel6 und wird Kupfer intermittierend oder fortlaufend in den der Ofenboden ein feuerfestes Futter 5 auf. Der gas- Ofen gegeben. Auch wird der Druck der Ofenatmoundurchlässige Ofenmantel 6 besteht aus einem ge- 15 Sphäre so hoch gehalten, daß die Ofengase bewirken, eigneten Material, wie Stahl. Der Ofenmantel 6 und daß das flüssige Kupfer durch das Abstichloch 8 das Futter 5 weisen Kanäle 7 für die Brenner 4 auf. fließt und mindestens einen Teil der Abstichrinne 3 Die untere Ofeninnenfläche 9 ist einwärts geneigt, füllt.Shaft 2, a tapping channel 3 and a pipeline io Before there, the molten copper can be used, for example The burner 4 is fed with a mixture of wise direct to suitable Gießvorrich fuel, not shown and an oxygen-containing gas. services are delivered. While melting As shown in Fig. 2, the furnace shell 6 and is copper intermittently or continuously in the the furnace floor has a refractory lining 5. Given the gas furnace. The pressure of the furnace becomes impermeable as well Oven jacket 6 consists of a spherical 15 held so high that the oven gases cause suitable material, such as steel. The furnace jacket 6 and that the liquid copper through the tap hole 8 the chuck 5 have channels 7 for the burners 4. flows and at least part of the tapping channel 3 The lower inner furnace surface 9 is inclined inwardly, fills.

und der Ofenboden 10 ist gegen die Abstichöffnung 8 Im folgenden werden Beispiele für das nach derand the furnace bottom 10 is against the tap opening 8. The following are examples of the after

geneigt, welche in die Abstichrinne 3 übergeht. Der ao Erfindung durchgeführte Verfahren angegeben. Schacht 2 ist mit einer Öffnung 15 zum Beschicken . ■ , ,inclined, which merges into the tapping channel 3. The ao invention carried out method specified. Shaft 2 has an opening 15 for loading. ■,,

des Ofens versehen, wobei diese Öffnung 15 durch Beispiel 1of the furnace, this opening 15 being replaced by example 1

eine Tür 16 verschließbar ist. Zur Wasserkühlung Es wurde ein Ofen der in Fig. 1 und 2 gezeigtena door 16 is lockable. For water cooling, an oven as shown in Figs. 1 and 2 was used

des Schachtbodens ist ein Rohrgerüst 17 vorgesehen, Art verwendet, der mit herkömmlichen feuerfesten welches mit Kühlwasser aus einer nicht gezeigten 35 Aluminiumsilikatsteinen ausgekleidet war. Der Bo-Quelle gespeist wird. An dem oberen Schachtende den des Ofens war geneigt, um zu gewährleisten, daß ist eine Klappe 18 vorgesehen, die zwecks Aufrecht- geschmolzenes Kupfer aus dem Ofen ohne Sammerhaltens eines gewünschten Druckes während des lung als Schmelzbad darin abfließt. Weder der Schmelzverfahrens geschlossen ist. Der Teil des Brennstoff noch das sauerstoffenthaltende Gas wur-Schachtes über der Tür 16 dient als Vorerhitzungs- 30 den vorgewärmt.of the shaft bottom a tubular frame 17 is provided, type used with conventional refractory which was lined with cooling water from a not shown aluminum silicate brick. The Bo source is fed. At the upper end of the shaft the furnace was inclined to ensure that A flap 18 is provided to allow upright molten copper from the furnace without holding it together a desired pressure during the development as a melt pool flows in it. Neither that Fusion is closed. The part of the fuel still contains the oxygen-containing gas was shaft Above the door 16 serves as a preheating 30 which is preheated.

abschnitt und ist mit einem ringförmigen Kanal 20 Als Brennstoff wurde Erdgas und als sauerstoff-section and is provided with an annular channel 20 Natural gas was used as fuel and oxygen

aus Stahl versehen, welcher an seiner Außenfläche haltiges Gas wurde Luft verwendet. Das an den Ofen von einer Isolierung 21 umgeben ist. Aus einem Ge- gelieferte Brennstoffgemisch enthielt 18,85 Volumbläse 19 wird Luft mit gewünschtem Druck durch prozent Sauerstoff. Der Ofen wurde für etwa 30 Midas Rohr 22 an die Verzweigung 23 geführt, von wo 35 nuten vorgeheizt, um das feuerfeste Ofenfutter zu sie abwärts zwischen dem Kanal 20 und dem erwärmen. Dann wurden Kupferkathoden in den Schacht 2 in die Verzweigung 24 strömt, welche Ofen gegeben, so daß eine Säule entstand. Während ebenfalls von einer Isolierung umgeben ist. Dabei des Schmelzens wurden weitere Kathoden zugegeben, wird die Luft erwärmt und strömt von der Verzwei- um die Spitze der Säule in der Höhe der oberen gung 24 durch isolierte Rohre 25 und 26 zu den iso- 40 Teile des Ofens zu halten. Anschließend wurden die lierten Verzweigungen 27 und 28, aus welchen sie Brenner beheizt.made of steel, the gas containing air on its outer surface was used. That on the stove is surrounded by insulation 21. One supplied fuel mixture contained 18.85 volume fans 19 becomes air at the desired pressure through percent oxygen. The oven was on for about 30 midas Pipe 22 led to the junction 23, from where 35 grooves are preheated to the refractory furnace lining heat them down between the channel 20 and the. Then copper cathodes were placed in the Shaft 2 flows into branch 24, which furnace is given, so that a column was formed. While is also surrounded by insulation. During the melting process, further cathodes were added, the air is heated and flows from the branch around the top of the column at the level of the top supply 24 through insulated pipes 25 and 26 to keep the iso- 40 parts of the furnace. Then the lated branches 27 and 28, from which it heats the burner.

mit einem gewünschten Druck an die einzelnen Innerhalb 5 Minuten nach Beginn der Beheizungwith a desired pressure to the individual within 5 minutes after the start of heating

Brenner 4 durch isolierte Rohre 29 geführt wird. der Brenner auf ihre Betriebskapazität begann ge-Der vorzugsweise gasförmige Brennstoff aus einer schmolzenes Kupfer aus dem Abstichloch 8 zu nicht gezeigten Quelle wird von einem Gebläse 37 45 fließen; in V2 Stunde nach Beginn dieser Beheizung mit einem gewünschten Druck durch das isolierte lieferte der Ofen durchschnittlich 121 geschmolzenes Rohr 30, welches mit dem Erhitzer 31 versehen ist, Kupfer pro Stunde. Dabei wurden in Zeitabständen gedrückt. Der Erhitzer kann dabei beispielsweise Proben der Ofenatmosphäre entnommen. Analysen einen Wärmeaustauscher einschließen, der entweder dieser Proben zeigten, daß die Ofenatmosphäre elektrisch erzeugte Wärme oder heiße Verbrennungs- 50 2,07 Volumprozent Wasserstoff enthielt. An dem produkte verwendet. Der so vorgewärmte Brennstoff Abstichloch wurden Proben des geschmolzenen strömt dann durch isolierte Rohre 32 und 33 zu iso- Kupfers entnommen, wobei festgestellt wurde, daß lierten Verzweigungen 34 und 35 und wird dann
durch isolierte Rohre 36 mit dem gewünschten Druck
an die einzelnen Brenner 4 geführt, die ebenfalls zur 55
Vermeidung von Wärmeverlusten isoliert sein können.
Burner 4 is passed through insulated tubes 29. the burner started to its operating capacity. The preferably gaseous fuel from a molten copper from the tap hole 8 to source not shown will flow by a fan 37 45; In two and a half hours after the start of this heating at a desired pressure through the insulated one, the furnace delivered an average of 121 molten pipe 30, which is provided with the heater 31, copper per hour. Thereby were pressed at time intervals. The heater can, for example, take samples of the furnace atmosphere. Analyzes included a heat exchanger showing either of these samples that the furnace atmosphere contained electrically generated heat or hot combustion 50 2.07 volume percent hydrogen. Used on the products. From the fuel tap hole thus preheated, samples of the molten material were then taken through insulated pipes 32 and 33 to iso-copper, whereby it was found that branched branches 34 and 35 and is then taken
through insulated pipes 36 at the desired pressure
to the individual burners 4, which are also part of the 55th
Can be insulated to avoid heat loss.

Jeder Brenner 4 ist gasdicht in einen Schachtofen
eingesetzt. Dadurch wird verhindert, daß Luft in das
Each burner 4 is gas-tight in a shaft furnace
used. This prevents air from entering the

Ofeninnere durch die Kanäle 7 strömen kann. Es ist 60 von jedem Brenner genommen, eine Anzahl von Brennern in dieser Weise im Ofen- Die Proben enthielten Sauerstoffmengen von 18,58Furnace interior can flow through the channels 7. It's taken 60 from each burner, a number of burners in this manner in the furnace - the samples contained oxygen levels of 18.58

mantel in einer Anzahl von Reihen angeordnet. Bei bis 19,02 Volumprozent. Das Verhältnis des Brennder Vorbereitung zum Anfahren des Ofens werden Stoffs zu der an die einzelnen Brenner gelieferten die Decksteine 40 teilweise entfernt, und die gesamte Luft wurde dann so eingestellt, daß die Gasproben Innenfläche der Abstichrinne 3 wird mit Gasbrennern 65 von jedem Brenner 18,80 Volumprozent Sauerstoff beheizt, um zu gewährleisten, daß das anfänglich enthielten. Nach dieser Einstellung blieb der Wassergeschmolzene Metall aus dem Ofen, ohne zu erstar- stoffgehalt der Ofenatmosphäre an der Spitze und ren, abfließen kann. Der Ofen selbst wird ebenfalls dem Boden des Ofens im wesentlichen unverändertjacket arranged in a number of rows. At up to 19.02 percent by volume. The relationship of the burner Preparing to start up the furnace will be fabric to be delivered to the individual burners the capstones 40 were partially removed, and all air was then adjusted so that the gas samples The inner surface of the tapping channel 3 is oxygenated by gas burners 65 from each burner to 18.80 percent by volume heated to ensure that initially contained. After this setting, the water-molten metal remained out of the furnace without solidifying the furnace atmosphere at the top and bottom ren, can flow away. The furnace itself is also essentially unchanged from the bottom of the furnace

diese Proben mehr als 0,05%, nämlich 0,069 Gewichtsprozent Sauerstoff enthielten.these samples contained more than 0.05%, namely 0.069% by weight oxygen.

Beispiel 2Example 2

Das im Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde
wiederholt, und es wurden die gleichen Ergebnisse
erhalten. Ferner wurden Proben des Gasgemischs
The procedure described in Example 1 was followed
repeated and the results were the same
obtain. Samples of the gas mixture were also taken

bei 2,17 Volumprozent. Es wurde jedoch gefunden, daß der Sauerstoffgehalt des geschmolzenen Kupfers auf 0,083% zunahm.at 2.17 percent by volume. However, it has been found that the oxygen content of the molten copper increased to 0.083%.

Es wurden dann Gasproben an verschiedenen Punkten in jedem Brenner genommen. Die Analyse der Proben zeigte eine weite Variation des Gesamtsauerstoffgehalts. Der niedrigste Gesamtsauerstoffgehalt betrug 18,62 Volumprozent, wogegen der höchste Gesamtsauerstoffgehalt mit 19,6 Volumprozent festgestellt wurde.Gas samples were then taken at various points in each burner. The analysis the samples showed wide variation in total oxygen content. The lowest total oxygen content was 18.62 percent by volume, while the highest total oxygen content was 19.6 percent by volume was established.

Dann wurde eine Lochplatte in jedem Brenner quer zum Weg des Luftstroms verschoben, und das Verhältnis von an die Brenner geliefertem Brennstoff zu Luft wurde auf 18,80 Volumprozent eingestellt. Anschließend blieb die Zufuhrmenge von Erdgas und Luft an den Ofen im wesentlichen unverändert, wobei der Wasserstoffgehalt der Ofenatmosphäre an der Spitze und dem Boden des Ofens im wesentlichen bei 2,04 Volumprozent blieb. Jedoch wurde gefunden, daß der Sauerstoff in dem geschmolzenen Kupfer so weit reduziert wurde, daß es 0,0079 Gewichtsprozent Sauerstoff enthielt. Ferner enthielt das Kupfer weniger als 0,0007 Gewichtsprozent Schwefel und weniger als 0,001 Gewichtsprozent Eisen. Auch bildete sich während des Schmelzvorgangs keine Schlacke.Then a perforated plate in each burner was moved across the path of the air flow, and that The ratio of fuel to air delivered to the burners was set at 18.80 percent by volume. Subsequently, the amount of natural gas and air supplied to the furnace remained essentially unchanged, wherein the hydrogen content of the furnace atmosphere at the top and bottom of the furnace is substantially remained at 2.04 volume percent. However, it was found that the oxygen in the molten Copper was reduced so that it contained 0.0079 weight percent oxygen. It also contained Copper less than 0.0007 weight percent sulfur and less than 0.001 weight percent iron. Even No slag was formed during the melting process.

Beispiel 3Example 3

Es wurde ein kleiner Ofen mit einem einzigen Brenner verwendet. Der Mantel und Boden des Ofens waren mit herkömmlichen feuerfesten Aluminiumsilikatsteinen ausgekleidet und durch ein Stahlgehäuse umgeben. Der Ofenboden war leicht gegen das Abstichloch geneigt. Während des Schmelzvorgangs war der Ofen teilweise abgedeckt.A small oven with a single burner was used. The mantle and bottom of the furnace were lined with conventional refractory aluminum silicate bricks and a steel casing surround. The furnace floor was inclined slightly towards the tap hole. During the melting process the stove was partially covered.

Die Brenner wurden eingestellt, wobei die Beheizung mit einem Gemisch aus Erdgas als Brennstoff und Luft als sauerstoffhaltiges Gas erfolgte. Proben des Gasgemischs, die quer zum Strömungsweg in dem Brenner entnommen wurden, zeigten eine Differenz im Gesamtsauerstoffgehalt von weniger als 0,01.The burners were discontinued, with heating using a mixture of natural gas as fuel and air as an oxygen-containing gas took place. Samples of the gas mixture taken across the flow path in the burner showed a difference in total oxygen content of less than 0.01.

Danach wurde der Ofen beheizt und eine Kupferkathode so in den Ofen gestellt, daß sie 30 cm von der Ofenwand entfernt war, in welcher der Brenner angeordnet war. Der Brenner wurde dann auf volle Heizung gestellt, wobei unvorgewärmtes Erdgas und Luft an den Brenner geliefert wurden. Dieses Brennstoffgemisch enthielt 18,80 Volumprozent Sauerstoff. In weniger als 5 Minuten begann geschmolzenes Kupfer durch das Abstichloch zu fließen. Während des Versuchs wurden Proben des geschmolzenen Kupfers am Abstichloch entnommen. Die Analyse der Proben ergab einen Sauerstoffgehalt in dem Kupfer von weniger als 0,01 Gewichtsprozent.The furnace was then heated and a copper cathode was placed in the furnace so that it was 30 cm from the furnace wall in which the burner was arranged was removed. The burner was then full Heating provided, with unheated natural gas and air supplied to the burner. This fuel mixture contained 18.80 percent by volume oxygen. Melting started in less than 5 minutes Copper to flow through the tap hole. During the experiment, samples of the molten Copper removed at the tapping hole. Analysis of the samples revealed an oxygen content in the Copper of less than 0.01 weight percent.

Dieser Versuch wurde wiederholt, wobei eine Kathode so in den Ofen gestellt wurde, daß die Entfernung der Kathode von der Ofenwand 15 cm betrug. Die Analysen ergaben in dem geschmolzenen Kupfer 0,039 Gewichtsprozent Sauerstoff.This experiment was repeated with a cathode placed in the furnace so that it could be removed the cathode was 15 cm from the furnace wall. The analyzes showed in the molten Copper 0.039 weight percent oxygen.

Der Versuch wurde wiederholt, wobei die Kupferkathode 30 cm von der Ofenwand entfernt gesetzt wurde. In diesem Fall enthielt das Gemisch aus unvorgewärmtem Erdgas und Luft 18,6 Volumprozent Sauerstoff. Analysen des geschmolzenen Kupfers ergaben einen Sauerstoffgehalt von 0,035 Gewichtsprozent. The experiment was repeated with the copper cathode placed 30 cm from the furnace wall became. In this case, the mixture of unheated natural gas and air contained 18.6 percent by volume Oxygen. Analyzes of the molten copper showed an oxygen content of 0.035 percent by weight.

Beispiel 4Example 4

Das im Beispiel 3 beschriebene Verfahren wurde in einer Reihe von Versuchen wiederholt, wobei verschiedene Verhältnisse von Erdgas zu Luft eingestellt wurden, die in der folgenden Tabelle aufgeführt sind. Die Kathodenteile in jedem Versuch wurden 30 cm von der Ofenwand entfernt angeordnet. Bei Versuch Nr. 6 wurde der Kathodenteil im Innern des Ofens in aufrechter Stellung vor dem Brenner und 23 cm von der Ofenwand angebracht. Bei jedem Versuch wurde eine Gasprobe 15 cm im Innern des Ofens in der Längsachse des Brenners entnommen. Diese Gasproben wurden auf unverbrannten Sauerstoff analysiert; auch wurde der Verbrennungsgrad bestimmt. Es wurden ferner Proben des jeweils geschmolzenen Kupfers entnommen und auf den Sauerstoffgehalt analysiert. Die Ergebnisse sind aus der folgenden Tabelle ersichtlich, wobei die Gehalte an Sauerstoff und Wasserstoff in Volumprozent angegeben sind.The procedure described in Example 3 was repeated in a series of experiments, with various Ratios of natural gas to air have been set, which are listed in the following table are. The cathode parts in each experiment were placed 30 cm from the furnace wall. at Experiment No. 6 was the cathode portion inside the furnace in the upright position in front of the burner and 23 cm from the furnace wall. In each experiment, a gas sample was placed 15 cm inside the Taken from the furnace in the longitudinal axis of the burner. These gas samples were based on unburned oxygen analyzed; the degree of combustion was also determined. There were also samples of each melted Copper removed and analyzed for oxygen content. The results are off The table below shows the oxygen and hydrogen contents in percent by volume are.

Versuch 1Attempt 1 Versuch 2Attempt 2 Versuch 3Attempt 3 Versuch 4Attempt 4 Versuch 5Attempt 5 Versuch 6Trial 6 O2 vor der Zündung %
Unverbranntes O2, 15 cm von der
Ofenwand %
O 2 before ignition%
Unburned O 2 , 15 cm from the
Furnace wall%
18,90
1,70
91
18.90
1.70
91
18,78
2,16
88V2
18.78
2.16
88V2
18,67
5,59
70
18.67
5.59
70
18,62
4,38
76Vg
18.62
4.38
76Vg
18,61
5,24
72
18.61
5.24
72
18,55
13,4
27V2
18.55
13.4
27V2
Verbrennungsgrad, 15 cm von der
Ofenwand %
Degree of burn, 15 cm from the
Furnace wall%
0,01
1,0
0.01
1.0
0,005
2,55
0.005
2.55
0,015
4,00
0.015
4.00
0,029
4,80
0.029
4.80
0,035
5,00
0.035
5.00
0,047
5,65
0.047
5.65
Sauerstoff in Kupfer, nach Ge
wicht %
Oxygen in copper, according to Ge
weight%
Ofenatmosphäre, Wasserstoff .. %Furnace atmosphere, hydrogen ..%

Beispiel 5Example 5

Es wurde ein Ofen gemäß Beispiel 1 verwendet. Es wurden gleichmäßig in der Ofenwand verteilte Brenner angeordnet.An oven according to Example 1 was used. It was evenly distributed in the furnace wall Burner arranged.

Als Brennstoff wurde nicht vorgewärmtes Propan und nicht vorgewärmte Luft als sauerstoffhaltiges Gas verwendet. Dieses Gemisch enthielt vor Zündung 19,90 Volumprozent Gesamtsauerstoff. Vor dem Schmelzvorgang wurde die erwähnte Lochplatte in jedem Brenner so verschoben, bis der maximale Gesamtsauerstoffgehalt, der in der Ebene quer zur Strömungsrichtung gefunden wurde, weniger als 19,95 Volumprozent betrug.The fuel used was propane that was not preheated and air that was not preheated as oxygen Gas used. Before ignition, this mixture contained 19.90 percent by volume of total oxygen. before During the melting process, the aforementioned perforated plate in each burner was shifted until the maximum Total oxygen content found in the plane transverse to the direction of flow is less than 19.95 percent by volume.

Zur Erwärmung des Ofenfutters wurde der Ofen für etwa 20 Minuten geheizt. Dann wurden Kupferkathoden in den Ofen gegeben, die unter einem Winkel von etwa 60° zur Horizontalen angeordnet wurden. Während des Schmelzens wurden Kathoden nachgefüllt. Das Kupfer wurde in einer Menge vonThe oven was heated for about 20 minutes to heat the oven lining. Then there were copper cathodes placed in the oven at an angle of about 60 ° to the horizontal became. Cathodes were refilled during melting. The copper was in an amount of

909534/320909534/320

41 pro Stunde geschmolzen. Es wurden Proben des aus dem Ofen austretenden geschmolzenen Kupfers in Graphitformen entnommen. Die Analysen der Proben zeigten, daß der Sauerstoffgehalt geringer als 0,005 Gewichtsprozent war.41 melted per hour. Samples of the molten copper emerging from the furnace in graphite molds. The analyzes of the Samples showed that the oxygen content was less than 0.005 weight percent.

Beispiel 6Example 6

aus dem Ofen austretende Kupfer enthielt 0,002 Gewichtsprozent Sauerstoff.Copper exiting the furnace contained 0.002 weight percent oxygen.

Das Eisen in dem Kupfer in den vorhergehendenThe iron in the copper in the previous ones

Beispielen wurde durch ein spektrographisches Verfahren bestimmt. Gasproben, die weniger als etwa Volumprozent Sauerstoff enthielten, wurden mit einem Massenspektrograph analysiert.Examples were determined by a spectrographic method. Gas samples that are less than about Oxygen by volume were analyzed with a mass spectrograph.

Der in der Zeichnung 2 dargestellte Ofen wurde so konstruiert, daß er 18 Brenner aufwies, die gleichmäßig verteilt in vier Reihen angeordnet wurden. Dabei enthielten die beiden unteren Reihen je sechs Brenner. Die Mittellinie der unteren Brenner lag 18 cm über dem höchsten Punkt des schrägen Ofenbodens. Der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Reihe betrug 50 cm, wobei der Abstand zwischen der zweiten Reihe und der dritten Reihe 60 cm und zwischen der dritten und der vierten Reihe ebenfalls 60 cm betrug.The furnace shown in drawing 2 was constructed so that it had 18 burners that were uniform distributed in four rows. The two lower rows each contained six Burner. The center line of the lower burners was 18 cm above the highest point of the inclined furnace floor. The distance between the first and the second row was 50 cm, the distance being 60 cm between the second row and the third row and between the third and fourth row was also 60 cm.

Es wurde Erdgas als Brennstoff und Luft als ao sauerstoffhaltiges Gas verwendet. Die Luft wurde im Kanal 20 und das Erdgas in dem Erhitzer 31 vorgewärmt. Das Brennstoffgemisch enthielt vor der Zündung 18,82 Volumprozent Gesamtsauerstoff. Vor dem Schmelzvorgang wurde die erwähnte Lochplatte in jedem Brenner so verschoben, bis der maximale Gesamtsauerstoffgehalt, der in Ebene quer zur Strömungsrichtung jedes Brenners gefunden wurde, geringer als 18,90 Volumprozent war.It was natural gas as fuel and air as ao oxygen-containing gas is used. The air was preheated in the duct 20 and the natural gas in the heater 31. The fuel mixture contained 18.82 percent total oxygen by volume prior to ignition. before During the melting process, the aforementioned perforated plate in each burner was shifted until the maximum The total oxygen content found in the plane transverse to the direction of flow of each burner is lower than was 18.90 percent by volume.

Der Ofen wurde mit Kupferkathoden beschickt. Die Brenner wurden dann für etwa Va Stunde geheizt, um das feuerfeste Material zu erwärmen. Danach wurden die Brenner mit voller Heizkapazität gefahren. Dabei enthielt die Ofenatmosphäre !Volumprozent Wasserstoff, wobei der Druck im Bereich des Ofenbodens so groß war, daß das geschmolzene Kupfer durch Abstichloch 8 in die abgedeckte Rinne 3 floß. Der Ofen erreichte seinen vollen Schmelzgrad in 15 Minuten.The furnace was loaded with copper cathodes. The burners were then heated for about half an hour, to heat the refractory material. After that, the burners were at full heating capacity drove. The furnace atmosphere contained 1 volume percent hydrogen, with the pressure in the range of the furnace floor was so large that the molten copper through the tap hole 8 into the covered channel 3 raft. The furnace reached its full melting point in 15 minutes.

Proben des geschmolzenen Kupfers zeigten, daß es weniger als 0,005 Gewichtsprozent Sauerstoff und weniger als 0,0005 Gewichtsprozent jeweils Eisen und Schwefel enthielt.Samples of the molten copper showed that it was less than 0.005 weight percent oxygen and contained less than 0.0005 weight percent each of iron and sulfur.

Beispiel 7Example 7

4545

Das Verfahren nach Beispiel 3 wurde wiederholt, wobei Kerosin als Brennstoff und Luft als sauerstoffhaltiges Gas benutzt wurde. Die Ofenatmosphäre enthielt 2,64 Volumprozent Wasserstoff. Der Verbrennungsgrad während der Zeit, in der das Brennstoffgemisch von der Ofenwand 15 cm in das Ofeninnere wanderte, betrug mehr als 99%. Es wurde keine Differenz in dem Gesamtsauerstoffgehalt quer zur Strömungsrichtung festgestellt. Das geschmolzeneThe process of Example 3 was repeated, using kerosene as the fuel and air as the oxygen-containing one Gas was used. The furnace atmosphere contained 2.64 percent by volume hydrogen. The degree of burn during the time in which the fuel mixture migrated from the furnace wall 15 cm into the furnace interior was more than 99%. It was no difference was found in the total oxygen content across the direction of flow. The melted one

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zum Schmelzen einer Säule aus Kupferformstücken in einem Schachtofen in reduzierender Atmosphäre durch direkte Berührung der Säule mit heißen Verbrennungsgasen unter Erzeugung von geschmolzenem Kupfer mit weniger als 0,05 Gewichtsprozent Sauerstoff, indem heiße Verbrennungsgase, die durch Verbrennung von gasförmigem oder flüssigem Brennstoff mit einer zur vollständigen Verbrennung des Brennstoffs unzureichenden Menge an sauerstoffhaltigem Gas erhalten wurden, in den unteren Teil des Ofens eingeblasen werden und auf die Formstücke auftreffen und wobei das Gemisch von Brennstoff und sauerstoffhaltigem Gas vor dem Einblasen in den Ofen gezündet wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einblasen des Gemischs in den Ofen die Differenz zwischen dem für das Gemisch vorgesehenen durchschnittlichen Sauerstoffgehalt und dem höchsten Sauerstoffgehalt, der in wenigstens 75% einer quer zur Strömungsrichtung des Gemischs verlaufenden Ebene gefunden wird, auf einem Wert gehalten wird, der geringer ist als der Wert K der Gleichung:1. A method for melting a column of copper fittings in a shaft furnace in a reducing atmosphere by direct contact of the column with hot combustion gases to produce molten copper with less than 0.05 percent by weight oxygen by using hot combustion gases produced by combustion of gaseous or liquid fuel an insufficient amount of oxygen-containing gas for complete combustion of the fuel were obtained, are blown into the lower part of the furnace and hit the fittings and wherein the mixture of fuel and oxygen-containing gas is ignited before blowing into the furnace, characterized in that before blowing the mixture into the furnace, the difference between the average oxygen content intended for the mixture and the highest oxygen content found in at least 75% of a plane extending transversely to the direction of flow of the mixture is maintained at a value, d it is less than the value K of the equation: K =K = 0,0632Λ
B + 0,01 A
0.0632Λ
B + 0.01 A
in der A der in dem sauerstoffhaltigen Gas enthaltene Volumprozentgehalt an Sauerstoff ist und B das stöchiometrische Sauerstoffvolumen bei 2O0C und Atmosphärendruck ist, das zur vollständigen Verbrennung des Brennstoffgemischs, bezogen auf ein Gas bei 2O0C und Atmosphärendruck, erforderlich ist, und daß die Verbrennung des Brennstoffs so geregelt wird, daß wenigstens 25% des Sauerstoffs in wenigstens 75% des Gemischs verbraucht werden, bevor letzteres mehr als etwa 15 cm von der Ofenwand in den Ofen gewandert ist.in which A is the Volumprozentgehalt contained in the oxygen-containing gas of oxygen and B is the stoichiometric volume of oxygen at 2O 0 C and atmospheric pressure, for the complete combustion of the fuel mixture, based on a gas at 2O 0 C and atmospheric pressure, is required, and that the Combustion of the fuel is controlled so that at least 25% of the oxygen in at least 75% of the mixture is consumed before the latter has migrated more than about 15 cm from the furnace wall into the furnace.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl getrennter Gemische hergestellt wird, wobei jedes durch mehrere von auf dem Ofenmantel in Reihen angeordneten Brennern in den Ofen eingeblasen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a plurality of separate mixtures each by several of them arranged in rows on the furnace shell Burners is blown into the furnace. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
DEA43397A 1962-06-22 1963-06-21 Process for melting a column made of shaped copper pieces Pending DE1301583B (en)

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