DE2729184A1 - Schachtofen oder kupolofen sowie verfahren zur kontinuierlichen erschmelzung und raffination von zementkupfer im kupolofen und zugeordneten einrichtungen - Google Patents
Schachtofen oder kupolofen sowie verfahren zur kontinuierlichen erschmelzung und raffination von zementkupfer im kupolofen und zugeordneten einrichtungenInfo
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Description
17 807/8 60/si
Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung
der
COMPANIA DE ACERO DEL PACIFICO S.A. Casella 167D, Santiage, Chile,
mit Niederlassung in: One World Trade Center, Suite 5167, New York, N. Y. 10048, USA
betreffend
Schacht- oder Kupolofen sowie Verfahren zur kontinuierlichen Erschmelzung und Raffination
von Zementkupfer im Kupolofen und zugeordneten Einr^JLchtungen
7098R1/1128
Die Erfindung betrifft einen Schacht- oder Kupolofen sowie ein Verfahren zur kontinuierlichen Erschmelzung
und Raffination von Zementkupfer im Kupolofen und zugeordneten Einrichtungen.
Der Kupolofen weist eine obere Gaskammer, einen mittleren Schachtbereich mit einer Beschickungsvorrichtung für
Koks, einen unteren Herdraum mit Windleitungen für die Luftzuführung, eine Einrichtung zur Vorheizung der Charge
mit erheblicher Wärme aus der oberen Gaskammer, pneumatisch arbeitende Beschickungsinjektoren zur Einführung der vorgewärmten
Charge in den Schachtbereich und eine Gichtgasabführung an der oberen Gaskammer mit einem Wärmetauscher
oder Rekuperator für die Luftvorwärmung auf.
In Betrieb wird das Roh- oder Zementkupfer mit Flußmittel oder Zuschlägen gemischt und in einem Vorwärmer vorgewärmt
und sodann mit einem aufgeheizten Gas in den im Bereich der höchsten Temperatur heißen Koks enthaltenden Schachtofen
eingeführt, um eine schnelle Erschmelzung ohne Staubverluste und Bildung von Metall- und Schlackenphasen zu
erzielen, das Kupfer zur Reinigung zu oxidieren und das Metall dann mit einem Reduktionsmittel zu behandeln, um
hochreines Kupfer zu erhalten.
Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Gewinnung von metallischem
Kupfer mit einer Reinheit von 99,9 % durch direkte Ofenschmelzung und Raffination von Zementkupfer in
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einem speziellen Kupolofen in kontinuierlichem Betrieb. Die Erfindung wird vorteilhaft in Zusammenhang mit dem
kontinuierlichen Verfahren zur Erzeugung von Zementkupfergranulat hoher Reinheit gemäß US-PS 3 874 940 verwendet,
auf die wegen weiterer Einzelheiten insoweit ausdrücklich Bezug genommen wird.
Der Kupolofen ist ein vertikaler Schachtofen, der in der Regel zur Erzeugung von Gußeisen aus Eisenschrott oder
Roheisen verwendet wird und der in seinem unteren Bereich mit Windleitungen und Winddüsen versehen ist. Als Brennstoff
wird metallurgischer Koks verwendet, und der Kupolofen ist an seiner Innenseite mit feuerfestem Material ausgekleidet.
Ein solcher Kupolofen weist drei Hauptteile auf:
Zunächst im unteren Bereich den Herdraum, wo die von der Charge im Schachtbereich absinkende Metallschmelze sich
ansammelt. Dieser Herdraum ist mit einem unteren Abstich versehen, um einen Abfluß der Schmelze zu ermöglichen.
Sodann einen Mittelteil, der unmittelbar über dem Herdraum
liegt und die höchste Ofentemperatur aufweist; am unteren Ende des mittleren Schachtbereiches sind Windleitungen
und Windkästen vorgesehen, durch welche Luft eingeblasen wird.
Schließlich der höchste Abschnitt des Kupolofens oberhalb des mittleren Schachtabschnittes, wo die Beschickungsöffnungen
oder Schütten vorgesehen sind, über die Erz, Koks und Zuschläge bzw. Flußmittel eingeführt werden.
Um das Metall zu erschmelzen, wird im Kupolofen die Strahlungshitze
einer weißglühenden Koks-Einsatzsäule verwendet,
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die gasdurchlässig ist. Der Ofen ist mit Systemen zur Einleitung und Aufrechterhaltung der Verbrennung versehen,
und Luft wird durch die Windleitungen eingeblasen. Koks und Eisenschrott oder sonstiges Einsatzmaterial werden
durch die Beschickungsöffnungen absatzweise alternierend eingebracht und sinken fortschreitend mit dem Verbrauch
des Brennstoffes zum mittleren Schachtbereich hin ab, wo die vollständige Erschmelzung des Metalles in dieser
Hochtemperatürzone erfolgt. Das geschmolzene Metall tropft
durch den weißglühenden Koks und lagert sich im Herdraum ab.
In einem üblichen Kupolofen kann Zementkupfer nicht erschmolzen werden, da das Zementkupfer bei der Beschickung
durch die oberen Beschickungsöffnungen durch den Gichtgasstrom, der im Bereich der Verbrennungszone erzeugt wird,
aus dem Ofen herausgeblasen würde. Darüberhinaus können auch nicht intermittierend wesentliche Mengen an Kupferzement
eingeführt werden, da infolge der feinen Granulatausbildung die Gasdurchlässigkeit der weißglühenden Einsatzsäule
vermindert oder zerstört würde, so daß der Ofen erlischt. Theoretisch könnte zwar brikettiertes Zementkupfer absatzweise
wechselnd mit Koks eingeführt werden, in der Praxis ist dieser Weg jedoch nicht gangbar, da durch die zusätzlichen
Kosten zur Erzeugung der Zementbriketts die Gesamtkosten in einen unwirtschaftlichen Bereich steigen würden.
Nach der vorliegenden Erfindung wird der mit Flußmittel gemischte Zement direkt in den mittleren Schachtbereich des
Kupolofens eingeführt, wodurch die erläuterten Nachteile bei einer Beschickung durch die oberen Beschickungsöffnungen
hindurch vermieden werden und der normale Betrieb
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-tr-
des Ofens nicht behindert wird. Hierzu sind besondere Abwandlungen gegenüber einem üblichen Kupolofen erforderlich,
die die Erschmelzung und Raffinierung des Zementkupfers in einem kontinuierlichen Prozeß ermöglichen.
Hauptaufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kupolofen
für eine insbesondere kontinuierliche Erschmelzung und Raffination von Zementkupfer brauchbar zu machen und ein
Verfahren zur Erschmelzung und Raffination von Zementkupfer unter Verwendung eines solchen Kupolofens anzugeben,
Die bereits weiter oben in ihren Prinzipien erläuterte Lösung der Aufgabe ergibt sich durch die kennzeichnenden
Merkmale der Ansprüche 1 und 9, während die Ansprüche 2 bis 8 bzw. 10 bis 14 vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung zum Inhalt haben.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung: Es zeigt:
Fig. 1 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen
Kupolofens,
Fig. 2 ebenfalls teilweise im Schnitt eine Seitenansicht eines zusammen mit dem Kupolofen gemäß Fig. 1 einsetzbaren
Vorherdes und
Fig. 3 eine Stirnansicht des Vorherdes gemäß Fig. 2.
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Wie anhand der Darstellung in Fig. 1 ohne weiteres ersichtlich ist, wird erfindungsgemäß ein üblicher
Kupolofen 10 zunächst durch einen Gemischvorwärmer 12 mit einem Metalltrog 14 ergänzt, der an der Oberseite
über dem Ofen 10 vorgesehen ist. Der Trog 14 wird indirekt durch den aufsteigenden Strom der heißen Gase, die
durch Verbrennung im Inneren des Ofens erzeugt werden, gewärmt. Die Verbrennungs- oder Gichtgase fließen durch
einen schrägen seitlichen Rekuperationsschacht 16, der an der Seite des Kupolofens unmittelbar unterhalb des
Bodens des Troges 14 angesetzt ist. Die Beschickung mit Koks erfolgt durch eine Beschickungsöffnung 18 an
der Seite des Kupolofens unmittelbar unter der oberen Gaskammer 20, von der der Rekuperationsschacht 16 abgeht.
Zementkupfer und Flußmittel werden über einen Trichter 13 in den Trog 14 eingeführt. Das Gemisch wird mittels
einer Drehscheibe oder eines Rührarmes 22 homogenisiert, der durch einen üblichen Motor in einem Gehäuse 24 angetrieben
wird. Versuche haben gezeigt, daß das Gemisch in dem Vorwärmer eine für die Zwecke im Rahmen der Erfindung,
die weiter unten noch näher erläutert sind, ausreichende Temperatur erreicht. Das Gemisch wird kontinuierlich
durch ein Vertikalrohr 26 in den Trichter einer Windform 30 eingeführt, wenn es durch den Rührarm
22 zur Seite gedrückt wird.
Die Windform zur Einführung von Luft und Gemisch weist den Aufnahmetrichter 28 auf, in den das Gemisch von dem
Trog 14 über das Vertikalrohr 26 fällt, «und besitzt einen konischen Boden, der an ein Düsenrohr 23 angeschlossen
ist, welches in das Innere des Kupolofens 10 führt. Heiß-
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wind durchströmt das Rohr 32 und reißt das Gemisch mit sich, welches aus dem Trichter 28 in das Rohr 32 hineinfällt.
Die Lage der Windform oder Beschickungsform 30 ist von wesentlicher Bedeutung und sollte bei etwa 45 bis 50 %
der Schachthöhe liegen. Wenn das Gemisch zu hoch eingeführt wird, so wird der Zement ausgeblasen; wenn die Beschickung
zu niedrig erfolgt, so kann ungeschmolzenes Zementkupfer in den Herdraum gelangen. Das Gemisch wird in der Einsatzsäule
aus weißglühendem Koks verteilt, wo es schnell schmilzt und flüssig in den Herdraum abtropft, von wo ein kontinuierlicher
Auslauf über eine Rinne 34 in einen Vorherd 36 erfolgt, der direkt unter dem Ausgang der Rinne 34 angeordnet
ist.
Der schräge seitliche Rekuperatxonsschacht 16 leitet die Verbrennungs- oder Gichtgase aus der Gaskammer 20 ab, die
direkt unter dem Metalltrog 14 angeordnet ist. Die Abmessungen des Rekuperationsschachtes werden in üblicher Weise
auf die Eigenschaften des Kupolofens 10 abgestimmt, wobei eine Neigung zwischen 30° und 45° gewählt wird, um die
Ansammlung jeglicher mitgerissener Partikel darin und ihre Rückführung in den Ofenschacht durch Schwerkraft zu
erleichtern oder um solche Partikel durch eine Klappe 17 oder dergleichen abführen zu können.
Zur Vorwärmung des über das Rohr 32 in die Beschickungsvorrichtung 30 geblasenen Windes ist im Inneren des Rekuperationsschachtes
16 eine Wärmetauschschlange 38 vorgesehen, deren Abmessungen gemäß den Spezifikationen des
gewünschten Betriebes auf übliche Weise festgelegt werden. Der Heißwind wird über ein nicht näher dargestelltes, übliches
Gebläse durch eine Leitung 40 geblasen, in der
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Heizschlange 38 durch die latente Wärme der den Rekuperationsschacht
16 durchströmenden Gicltgase aufgeheizt und als Heißwind über die Leitung 32 der Beschickungsvorrichtung
30 und dem Kupolofen 10 zugeführt. Eine zweite Heizschlange 42 ist im Rekuperationsschacht 16 angeordnet, um zuvor vergastes,
verflüssigtes Gasöl aufzuheizen, welches unter Druck durch eine Leitung 44 gefördert wird. Auch die Abmessungen
der Heizschlange 42 werden gemäß der Spezifikation des gewünschten Betriebes auf übliche Weise bestimmt. Das
heiße Erdgas wird immer noch unter Druck über eine Leitung 46 abgeführt und auf übliche Weise zur Verwendung bei der
Reduktion des Metalles dem Vorherd 36 zugeführt. Die Vorwärmung des Gases erfolgt zur Gewährleistung einer wirksameren
Reduktion im Vorherd 36.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist in der üblichen Weise
ein kippbarer Vorherd 36 vorgesehen, der fahrbar und an seiner Innenseite mit einer feuerfesten Auskleidung 47
versehen ist. Ein üblicher Brenner 48 ist an einer der Wände vorgesehen, um die Badtemperatur aufrecht zu erhalten.
Ein Deckel 50, der an seiner Innenseite mit feuerfestem Material ausgekleidet ist, ist mit einem üblichen Gasauslaß
52 versehen. Der Vorherd 36 ist mit einem Eintropfloch versehen, durch welches die Metallschmelze aus der Rinne
34 des Kupolofens einströmt, und mit einer Abgußöffnung 56.
Die Vorherde 36 sind kippbar, um durch die Kippbewegung das bereits raffinierte Kupfer in Formen abgießen zu können,
und sind verfahrbar, so daß sie zur Aufnahme der Metallschmelze aus dem Kupolofen und zur Raffinierung abwechselnd
zur Verfügung stehen, die in den Vorherden selbst
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vorgenommen wird. In Fig. 2 sind weiterhin weitere übliche
Bauteile verfahrbarer und kippbarer Vorherde veranschaulicht, wie etwa die Brennerschläuche, das Fahrgestell,
die Räder, die Kippwelle, der Kippgriff usw. Fig. 3 ist eine Stirnansicht des Vorherdes, welche diese weiteren
Bestandteile am besten veranschaulicht.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die kontinuierliche Erschmelzung und Raffination folgendermaßen:
Zunächst wird der Kupolofen auf übliche Weise hochgefahren, bis er seine Betriebstemperatur erreicht, wobei Koks über
die Beschickungsöffnung 18 eingeführt wird. Zur Vorheizung wird mit der Beschickung von Zementkupfer und Zuschlägen
in den Trog 14 begonnen. Der Rührarm 22 homogenisiert das Gemisch, welches durch das Vertikalrohr 26 nach unten fällt
und dort die Windform 30 erreicht. Ober das Gebläse wird Luft in der Leitung 40 gefördert, in der Heizschlange 38
vorgeheizt und schließlich über das Rohr 32 in die Winddüse 30 gefördert, welche gleichzeitig das Gemisch aus dem Trichter
28 erhält. Das Gemisch aus Zement und Flußmittel wird unter Druck zusammen mit der Luft durch die Heißwinddüse
in den mittleren Schachtbereich des Ofens eingeblasen, wo die höchste Temperatur in der weißglühenden Kokssäule
herrscht, die im Ofeninneren langsam absinkt. Wie Versuche gezeigt haben, führt, der innige Kontakt des Kupferzementes
mit dem weißglühenden Koks zu einer ersten Reduktionsphase, welche Oberflächenoxide vom Zement entfernt und so eine
leichte Erschmelzung des Metalls und minimale Staubverluste infolge der Gasströmung im Ofen gewährleistet. Im Falle
sehr fein verteilter oder alter Zemente, bei denen Öberschußoxide auftreten, wird ein Reduktionsmittel wie feine
Kohle im Trog 14 dem Gemisch zugesetzt.
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Der Zement fällt in die weißglühenden Kokssäule, schmilzt und tropft als Flüssigkeit in den Herdraum des Kupolofens.
Nach der Erfahrung erfährt das Metall eine erste Oxidation beim Passieren des Bereichs vor den Düsen 58 des Kupolofens,
weshalb der Raffinationsprozeß in einem ersten Schritt bereits im Kupolofen selbst beginnt. Das geschmolzene
Kupfer erreicht dann den Herdraum des Kupolofens, wo der kontinuierliche Auslauf über die offene Rinne erfolgt.
Beim Verlassen der Auslauföffnung hält der Kontakt des flüssigen Kupfers mit der Atmosphäre an und wird daher
die beim Passieren der Windleitung begonnene Oxidationsreduktion fortgesetzte
Das flüssige Metall und die Schlacke fallen über das Tropfloch 34 in den Vorherd 36. Die Badtemperatur im Vorherd
wird durch den Brenner 48 aufrechterhalten. Wenn eine Kupfermenge in der Größenordnung von etwa einem
Viertel des Gesamtfassungsvermögens der Vorherdes angesammelt worden ist, so beginnt die Oxidation des Kupfers.
Hierzu wird eine Injektionsdüse 60 an einen Schlauch angeschlossen, der Luft, Sauerstoff oder ein übliches Luft-Sauerstoff-Gemisch
einbläst und dabei die direkte Oxidation der restlichen Unreinheiten des Metalles einleitet, die
auf übliche Weise gesteuert wird. Die Hauptverunreinigung ist Eisen, welches beim Oxidationsprozeß von der Schlacke
unter Bildung von Silikaten abgebunden wird. Der Fortschritt der Oxidation wird durch Bruchproben (sample
fracture) bestimmt, wie dies an sieht bekannt ist, sowie durch periodische Spülung zur Beseitigung von Unreinheiten.
Im Bad werden das flüssige Kupfer und die* Schlacke durch
den Unterschied im spezifischen Gewicht getrennt, wie dies an sich bekannt ist.
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Wenn der Vorherd gefüllt ist, so wird er vom Kupolofen abgezogen und durch einen anderen Vorherd ersetzt, der
das weitere aus dem Ofen ausströmende flüssige Metall aufnimmtο Die gesamte Schlacke wird von dem oxidierten
Bad im Vorherd abgenommen und eine Holzkohleschicht aufgelegt. Danach wird eine übliche Injektionsdüse eingeführt,
die an das Rohr 46 angeschlossen wird, durch welche das Reduktionsgas unter Druck strömt. Das Reduktions
gas wird bei 800° C in der Heizschlange 42 gekrackt.
Die Teilkrackung des Gases wird durch die kurze, leuchtende Flamme angezeigt, wie dies an sich bekannt ist
und wie dies für die Reduktionsphase im Vorherd erforderlich ist* Diese abschließende Phase des erfindungsgemäßen
Verfahrens und ihre Dauer wird durch übliche Bruchproben bestimmt.
Wenn die Reduktionsphase beendet ist, so ist das Kupfer raffiniert und wird sodann in üblicher Weise in Formen
abgegossen. Der Vorherd kann dann zum Kupolofen zurückkehren und dort in einem neuen Arbeitszyklus wieder
Schmelze aufnehmen.
Während einer ersten Phase wurden Versuche durchgeführt, um den Schmelzprozeß des Kupfers in einem Schachtofen
experimentell zu verfizieren, die Betriebsbedingungen einzustellen und die Betriebsparameter zu optimieren.
Dabei wurden lediglich geringe Einsatzmengen an Kupferzement verwendet, da nur ein Vorherd zur Aufnahme des ge
schmolzenen Kupfers zur Verfügung stand. Die typischen
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Werte dieser Arbeitsweise sind nachfolgend wiedergegeben.
Beschickung: 200 kg Zementkupfer, 68 - 80 % Cu und 8 - 12 % Fe
26 kg SiO- (13 % des Zementeinsatzes) als Flußmittel bzw. Zuschlag
13 kg NajCO- (6,5 % des Zementeinsatzes) als
Flußmittel bzw. Zuschlag
Der Ofen arbeitete bei einer üblichen Temperatur von etwa
1300° C, die mittels des Brenners 48 auch im Vorherd aufrechterhalten wurde. Der Vorwärmer für die Charge erzielte
eine Vorwärmung der Charge auf etwa 100 bis 120° C, was zufriedenstellend war. Luft aus der Heizschlange 38 wurde
auf etwa 600° C bis 700° C aufgeheizt.
Mit folgenden Durchsätzen und Werten wurde gearbeitet:
Windeinblasung zusammen mit der
Zementeinführung: 540 - 570 l/min (19-20 ft3/min)
bei einem Druck von 2 at
Oxidationsluft: 225 l/min (8 ft3/min)
Flüssiggas (Gasöl): 0,33 kg/min
Vorwärmkoks: 35 - 40 kg
Schmelzkoks: 50 - 60 kg
Körnigkeit des verwendeten
Kokses: 100 % zwischen 21 + 31
(5 bis 7,5 cm)
Die einzelnen Phasen wurden in folgenden Zeitspannen ausgeführt:
Beschickung des Ofens mit den schmelzbaren
Stoffen: 40-60 min
Oxidation im Vorherd: 15-20 min
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In der durchgeführten Versuchsserie wurde die Reduktion mit Polstämmen und Gas mit und ohne Vorwärmung durchgeführt.
Die dabei verwendeten Zeitspannen waren:
Polstämme: 35 - 45 min
nicht vorgewärmtes Gas: 30 - 40 min
vorgewärmtes Gas 4-10 min
Es konnte festgestellt werden, daß bei der Reduktion mit Polstämmen und nicht vorgewärmtem Gas die dabei auftretende
endotherme Reaktion das Bad schnell abgekühlt hat. Bei einer Verwendung von vorgewärmtem Erdgas bei etwa 800° C
zur Reduktion war dies anders, da beobachtet werden konnte, daß das Bad nicht abkühlte, sondern im Gegenteil in der
Temperatur anstieg. Es versteht sich, daß das Gassystem zur Vermeidung von Explosionsrisiken vor der Einblasung
von Luft gereinigt werden muß.
Die ersten Erfahrungen waren folgendermaßen: Die Schmelzgeschwindigkeit lag bei 260 kg/h an Gesamteinsatz.
Bei frischem, hochreinem Zementkupfer kann diese Schmelzgeschwindigkeit etwa 220 kg/h oder mehr an raffiniertem
Kupfer ergeben. Die Koksbeschickungsmenge lag bei 22 bis 25 % des Gesamteinsatzes.
Dieser Wert ergab sich für die Versuchsanlage, wobei eine niedrigere Koks-Beschickungsrate bei Verwendung in industriellem
Ausmaß zu erwarten ist. Diese Verbrauchswerte umfassen nicht den Vorwärmkoks für das Bett, da dieser eine feste
Menge darstellt.
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-Υί-
Insgesamt wurde Kupfer mit einem Reinheitsgrad von 99,9 %
zuverlässig erhalten.
Durch Massenberechnungen wurde bestimmt, daß der größte Verlust bei 5 % des Kupfereinsatzes lag. Dieser Wert kann
als Maximum angesehen werden, da Kupferspritzer oder Kupferteilchen nachgewiesen werden konnten, die in der Auskleidung
eingebettet zurückblieben oder in schwierig zu entdeckenden Spritzern, wobei die geringen Durchsatzmengen
im Versuchsbetrieb diese Verluste prozentual stärker ins Gewicht fallen lassen als ein industrieller Betrieb unter
quasi stationären Bedingungen.
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Leerseite
Claims (14)
1. Schacht- oder Kupolofen mit einer oberen Gaskammer, einem mittleren Schachtbereich mit einer Beschickungsvorrichtung für Koks und einem unteren Herdraum mit
Windleitungen und Winddüsen, gekennzeichnet durch eine Vorwärmeinrichtung (12) für die Charge unter Ausnutzung
wesentlicher Wärme aus der oberen Gaskammer (20), durch eine pneumatisch arbeitende Einblaseinrichtung (30) zur
Einführung der vorgewärmten Charge in den mittleren Schachtbereich und durch eine mit der Gaskammer (20)
in Verbindung stehende Gichtgas-Ableitungseinrichtung (16) mit darin angeordneten Wärmetauschern (18, 42).
2. Kupolofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmeinrichtung (12) einen Trog (14) oder dergl.
aufweist, der in indirektem Wärmeaustausch mit der oberen Gaskammer (20) steht, weiter eine Einrichtung (22)
zum Rühren und Homogenisieren der Charge im Trog und schließlich eine mit Schwerkraft arbeitende Einrichtung
(26) zur Transportierung der vorgewärmten Charge zur Einblaseinrichtung (30) aufweist.
3. Kupolofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einblaseinrichtung (30) für die Charge eine
DruckluftquelIe (40) aufweist, die mit dem Wärmetauscher
(38) in Verbindung steht, weiterhin einen luftbetriebenen
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ORIGINAL INSPECTED
Injektor für die Charge und eine Einrichtung zum Transport der vorgewärmten Charge von der Vorwärmeinrichtung
(12) zum Injektor aufweist und schließlich eine Einrichtung (32) zum Transport von Luft vom
Wärmetauscher (38) zum Injektor aufweist.
4. Kupolofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gichtgas-Ableitvorrichtung als Rekuperationsschacht (16) ausgebildet ist, der
in einem Winkel zwischen 30 und 45° gegenüber der Horizontalen geneigt ist.
5. Kupolofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorherd (36) zur Aufnahme von
Metall und Schlacke aus dem Herdraum des Kupolofens vorgesehen ist und daß der Vorherd eine Einlauföffnung
(52) sowie eine Auslauföffnung (54), einen Brenner (48)
zur Aufrechterhaltung einer gewünschten Metalltemperatur im Vorherd und einen Injektor (60) für Fluid aufweist.
6. Kupolofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorherd (36) fahrbar ist.
7. Kupolofen nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektor (60) eine mit dem Wärmetauscher (42)
in Verbindung stehende Fluidquelle, eine mit dem Innenraum des Vorherdes (36) in Verbindung stehende Fluid-Injektionsdüse
(60) und eine Einrichtung (44) zur Verbindung des Wärmetauschers (42) mit der« Düse (60) aufweist.
8. Kupolofen nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einblaseinrichtung (30) für die
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Charge bei 45 bis 50 % der Höhe des Ofens vorgesehen ist.
9. Verfahren zur Raffination von Zementkupfer in einem
Kupolofen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zementkupfer mit gewünschten
Zuschlägen gemischt und das so gebildete Gemisch in der Vorwärmeinrichtung erwärmt wird, daß eine
Säule aus weißglühendem Einsatzkoks im Kupolofen aufrechterhalten wird, daß das Gemisch mit einem vorgewärmten
Gas im Bereich der höchsten Temperatur in den Kupolofen injiziert wird, um eine schnelle Erschmelzung des Gemisches
ohne wesentliche Staubverluste und Bildung von Phasen aus Schmelze und Schlacke zu erzielen, daß die
Metallphase zum Austreiben von Unreinheiten in die Schlacke oxidiert wird, daß die Schlacke abgenommen
und das Metall mit einem Reduktionsmittel (reductant) bedeckt wird, daß das Metall mit einem Reduktionsmittel
zur Erzeugung von Kupfer mit hohem Reinheitsgrad behandelt wird und daß das Kupfer gewonnen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung und Vorwärmung in Wärmetausch mit dem
Kupolofen vorgenommen werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidation mit einem Fluid durchgeführt
wird, welches durch Luft, mit Sauerstoff angereicherte Luft oder im wesentlichen reinem Sauerstoff gebildet ist,
daß die Zuschläge Kieselerde, Soda, Glas oder Mischungen hiervon sind, daß das erste das Metall bedeckende Reduktionsmittel
Holzkohle ist und daß das weitere Behandlungs-Reduktionsmittel vorgewärmtes Kohlenwasserstoffgas
ist.
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12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidation, die Reduktion und
die Gewinnung im Vorherd durchgeführt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kohlenwasserstoffgas Erdgas mit einer Tempera-
tür von etwa 800° C ist.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Vorherden in Verbindung mit
einem einzigen Kupolofen eingesetzt wird.
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