SE456892B - Saett att gjuta anoder, varvid man utnyttjar en gjutform som har en gjutformshaallighet i baade sin topp- och bottenyta och som vaendes periodiskt - Google Patents

Description

"456 892 - 10 '15 20 25 30 35 2 visar en tvärsektion genom en med inre kylkanaler försedd version av gjutformen enligt fig 3.

Föreliggande uppfinning ligger generellt i ett system och ett tillhörande förfarande för gjutning av anoder i en metallgjutform eller -kokill. Mera speciellt avser'uppfinningen en ny anodgjutformsutformning och -användning. Gjutformen eller kokillen har ytligt liggande formháligheter på sin topp- och bottensida för mottagning av smält anodmaterial. Det smälta anodmaterialet gjutes i den vid toppänden liggande formhàligheten, och stel: ningen av anodmaterialet accelereras genom kylning av gjutformen från dess bottenyta genom påsprutning av ett kylmedel (t ex kylvatten) eller genom kylning av gjutformen medelst ett inre system av kylkanaler. Perio- disk vändning av gjutformen sà att topp- och bottenytorna byter plats, minskar uppkomsten av kastningar och formför- ändringar hos gjutformen och förlänger gjutformens livs- längd.

Anodmaterial, som vanligtvis gjutes i anodgjutformar av kopparkokilltyp, inbegriper oren nickel, oren koppar och oren nickelsulfid, vilka material därefter utsättes för elektrobehandling för alstring av kommersiellt rent metallmaterial.

Fig l och 2 visar ett förenklat schema-över anod- gjutsystemet. En skänk ll uppbäres av pelare 12 vid ett gjutställe. Det smälta anodmaterialet (icke visat) strömmar kontinuerligt in i skänken ll och gjutes perio- diskt av denna i gjutformarna 13 med dubbla formhàlig- heter. I beroende av vridbordets eller gjuthjulets 14 storlek har 16-28 gjutformar 13 fastsatts mellan vrid- bordets armar 15. Sprutmunstycken 16 är placerade under vridbordet 14 och är medelst rör 17 anslutna till en ventil 18, som reglerar tillflödet av kylmedel. Sedan det smälta anodmaterialet har gjutits i formen 13, rote- rar vridbordet till ett rotationsläge, vid vilket gjut- formen kyles medelst en dusch av kylmedel. Kylningen av gjutformen sker genom besprutning av gjutformens 10. 15 20 25 30 35 456 892 3 bottenyta under nästföjande 5-12 gjutformslägen, allt i beroende av gjuthjulets eller -vridbordets storlek.

Som ett alternativ kan kylvatten inmatas i inre kanaler i gjutformen (icke visade i fig 1 och 2), när en på lämpligt sätt utformad gjutform befinner sig i de posi- tioner, där duschning med kylmedel utnyttjas.

Fig l och 2 är förenklade och schematiska, och det inses att andra konventionella anordningar kan ut- nyttas i stället för gjutskänken ll och gjuthjulet 14.

Särdraget hos föreliggande uppfinning är den vändbara gjutformen 13 med dubbla formhâligheter, såsom visas i fig 3, 3A och 3B. Som visas i dessa figurer har koppar- gjutformen 13 en bottenyta 19 och en toppyta 20. Båda ytorna har var sin likadant utformad anodgjutformshálig- het 21. En integrerad del av varje gjutformshålighet är två urtagningar för anodöron 22. Under anodproduktio- nen med hjälp av en gjutform, som har den i fig 3A visade utformningen, gjutes det smälta anodmaterialet i topp- gjutformshàligheten och sprutas vatten mot gjutformens bottenyta. Gjutformen vändes periodiskt, när eller före en maximalt tolererbar kastning hos gjutformen uppkom- mit. Sedan gjutformen har vänts, har gjutformen benägenhet att utsättas för kastning i motsatt riktning men lång- sammare. Pâ detta sätt kommer gjutformskastningen att korrigeras. Samma vändningsförfarande utnyttjas, när en gjutform med den i fig 3B visade tvärsektionen utnytt- jas. Vid denna gjutform strömmar kylvattnet genom kanaler 23 i stället för att det sprutas mot bottenytan 21.

Problemet med formkastning är detsamma som när vatten sprutas mot bottenytan 21, eftersom värmeströmningen genom gjutformsmetallen i båda fallen sker väsentligen vinkelrätt mot gjutformens toppyta.

Uppfinningen har ett viktigt användningsområde i områden, där massproduktion av gjutstycken sker, t ex inom kopparraffinaderierna. I beroende av raffinaderi- storleken gjutes 0,2-1,5 x 106 anoder varje år. Anod- gjutning sker normalt i ett gjuthjul eller vridbord, 456 892 ï 10 15 20 25 30 35 4 som är utrustat med 16-28 gjutformar. Varje gjutform består av koppar. Formen är vanligtvis ca 25 cm tjock och väger ca 2700 kg. Vid känd teknik har endast topp- sidan av gjutformen försetts med en formhålighet med en utformning, som svarar mot den färdiga anodens form.

Smält koppar (ca ll50°C) gjutes i denna gjutformhålig- het, och när gjuthjulet långsamt rör sig, kommer kopparn att stelna. De stelnade anoderna, som fortfarande har rödvärme, avlägsnas sedan från gjutformen med ett avdrag- ningssystem 22, varpå anoderna kyles i en vattentank 23.

Under stelningen av kopparn kyles gjutformarna från bottensidan med hjälp av vattenduschar eller också kyles gjutformarna invändigt medelst ett system av vattenkana- ler.

Den upprepade verkan av gjutningen av het, smält koppar på toppsidan av en med endast en formhàlighet försedd gjutform och kylningen av denna gjutform med vatten väsentligen fràn formens bottensida resulterar i en gradvis skeende kastning hos gjutformen. Omràdena för anodens öron och hörn i gjutformen kommer gradvis att lyftas upp, och gjutformen antager en konkav form.

Den resulterande anoden får den formförvrängda gjutfor- mens utformning och kommer gradvis att få högre vikt samtidigt som anodöronens tjocklek minskar. Ändringen av anodformen påverkar på motsatt sätt det efterföljande elektroraffineringsförfarandet och dessutom ökar mängden returskrot från anoderna. Många av de företag, som fram- ställer kopparanoder på ett gjuthjul, tolererar en viss grad av gjutformsuppträdande men ersätter sedan gjut- formen med en ny. Vissa andra företag, som gjuter anoder med s k Baltimore-öron, kan inte tåla kastningar eller formförändringar hos gjutformen. Dessa gjutformar riktas periodiskt genom upprepad stötpàverkan med hjälp av en stålkula (ca 450 kg), som får falla fràn en nivá av ca 3 m. Detta är ett mycket invecklat förfarande, som resulterar i sprickbildning i formhåligheten och i en förkortning av gjutformens livslängd. Vissa andra 10 15 20 25 30 35 456 892 5 företag utnyttjar dyra hydrauliska pressar för att rikta anoderna och anodöronen eller utnyttjar dyrbara slip- maskiner för att slipa anodöronen och sålunda kompensera för gjutformskastningen.

Genom föreliggande uppfinning kan gjutstyckets 'fysiska form regleras med mycket snäva toleranser. När man använder en gjutform med dubbla formhàligheter såsom antydes i fig 3, kan värmeflödets riktning vändas genom vändning av gjutformen, och härigenom kommer kastningen av gjutformen att regleras. Gjutformens livslängd föfl länges, och eventuella utvecklade formsprickor kommer att tillslutas.

För närvarande har tre typer av gjutformar med dubbla formhåligheter provats under fabriksförhállanden.

Resultaten vid tidpunkten för ansökningen är följande: Gjutform nr 1 2 3 Antal månader i drift 6,5 4,0 3,5 Vikten av de anoder, som gju- tits på båda sidorna av gjutformen (ton) 954 590 509 Antalet vändningar av gjutfor- men för att hålla gjutforms-^ kastningen i området 12 mm 4 5 4 Fram till tidpunkten för ansökningen var alla tre gjutformarna i gott driftstillstànd och producerade anoder. Som jämförelse kan nämnas att medellivslängden för en gjutform, som har endast en gjutformshàlighet, är 550-750 ton gjutna anoder. Därefter måste en med en gjutformshâlighet försedd gjutform skrotas antingen på grund av skador i formhàligheten eller på grund av överdriven kastning hos formen (-12 till -14 mm).

Vid en provserie med föreliggande uppfinning fram- ställdes kopparanoder, och erfarenheten av denna prov- serie visar att en form med dubbla formhâligheter enligt föreliggande uppfinning bör vändas ca 4-6 ggr för varje ca 900 ton gjutet anodmaterial. Om man följer denna praxis, kan gjutformens kastning regleras inom ett tole- 456 892 10 15 6 ransomrâde av 12 mm. Genom att öronstorleken hos de gjutna anoderna är likformig, kan man uppnå högre ström- verkningsgrad i kopparelektroraffineringsanläggningen, varjämte returskrotmängden blir mindre och gjutformslivs- längden längre.

Vid beskrivningen av gjutformen med dubbla formhå- ligheter enligt uppfinningen har nämnts, att den består av koppar. Det inses, att gjutformar enligt föreliggande uppfinning kan framställas av vilken som helst metall, som har en god värmeledningsförmàga och god motstånds: förmåga mot termiska chocker.

Enligt bestämmelserna har speciella utföringsformer av uppfinningen beskrivits. Fackmannen inser emellertid att modifikationer är möjliga inom ramen för patentkraven och att vissa särdrag av uppfinningen ibland han med fördel utnyttjas utan motsvarande användning av andra särdrag.

Claims (4)

10 15 456 892 PATENTKRAV

1. Sätt att gjuta anoder för elektroraffineringsända- mål, vid vilket smält anodmaterial gjutes i en gjutforms- hålighet pà en toppyta av en som ett metallblock utformad gjutform och vid vilket anodmaterialet kyles och svalnar i gjutformen genom att ett värmeflöde upprättas väsent- k ä n n 6 2 ligen vinkelrätt mot gjutformens toppyta, t e c k n a t därav, att man vid förfarandet utnyttjar en gjutform, som har en gjutformshålighet i vardera av sina topp- och bottenytor och att gjutformen periodiskt vändes vid tillfällen före den tidpunkt, då kastning av gjutformen överskrider föreskrivna toleranser.

2. Sätt enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k - n a t därav, att gjutformen utgöres av en gjutform av ett kopparblock.

3. Sätt enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k - n a t därav, att anodmaterialet väljes ur gruppen koppar, nickel och nickelsulfid.

4. Sätt enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k - n a t därav, att anodmaterialet är koppar.