BRPI0413147B1

BRPI0413147B1 - Industrial oven

Info

Publication number: BRPI0413147B1
Application number: BRPI0413147-9A
Authority: BR
Inventors: Zulehner Uwe; Rinnhofer Hans
Original assignee: Andritz Maerz Gmbh
Priority date: 2003-08-30
Filing date: 2004-07-08
Publication date: 2017-09-12
Also published as: EP1634027B1; AU2004276428B2; EP1634027A1; ES2271898T5; DE10340087B4; ATE337533T1; US20070042312A1; AU2004276428A1; CN1842687A; EP1634027B2; CN100537785C; BRPI0413147A; WO2005031234A1; CA2536406A1; PL1634027T5; JP4611302B2; JP2007503567A; PL1634027T3; DE502004001291D1; US7846379B2

Abstract

"forno industrial". a presente invenção refere-se a um forno industrial para a fundição e o tratamento a gás de metais não-ferrosos.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "FORNO INDUSTRIAL".

[001] A presente invenção refere-se a um forno industrial para a fusão e o tratamento a gás de metais não-ferrosos.

[002] No estado da técnica são conhecidos diversos tipos de fornos para o tratamento metalúrgico primário e secundário de metais não-ferrosos, por exemplo, de cobre (no caso, por exemplo, para a produção de cobre para anodos ou de cobre blister), chumbo, zinco, estanho, níquel ou alumínio ou ligas destes. Um desses tipos de forno é o chamado forno rotativo, que é utilizado especialmente para a refinação (isto é, oxidação e redução) de cobre. Um outro tipo de forno conhecido é, por exemplo, o chamado forno basculante que é utilizado especialmente para fundir sucatas de cobre, mas também para a refinação da massa fundida obtida delas. Os tipos de fornos correspondentes também são conhecidos para a fusão, para o tratamento e para o processamento de outros metais não-ferrosos.

[003] Fornos rotativos servem especialmente para a refinação de massas fundidas líquidas de metais não-ferrosos que são alimentadas no forno rotativo a partir de um forno de fusão conectado em série. Em parte, também material sólido de retorno é carregado no forno.

[004] Um forno rotativo assemelha-se essencialmente a um tubo de aço, girável em torno do seu eixo longitudinal horizontal, e fechado em ambos os seus segmentos axialmente extremos. No seu lado interno, o tubo é de tal modo revestido com um material refratário que surge um espaço interno livre, de forma cilíndrica.

[005] Este espaço interno cilíndrico forma uma calha no seu lado inferior para a massa fundida de metal não-ferroso onde a massa fundida de metal não-ferroso pode ser tratada, isto é, por exemplo, refinada (oxidada e reduzida), tornada liga ou homogeneizada.

[006] Este processo de tratamento (isto é, especialmente a refi- nação, formação de liga e homogeneização) acontece essencialmente pelo fato de que gás é injetado na massa fundida através de bocais que se encontram abaixo da superfície do banho da massa fundida de metal não-ferroso, os chamados bocais submersos, ou a partir de lanças que imergem na massa fundida de cima para baixo.

[007] O gás para a oxidação de massa fundida de cobre ou de outros metais não-ferrosos é principalmente oxigênio, ar ou um outro gás de reação, por exemplo, gás cloro, sendo que o gás, ao atravessar a massa fundida de metal não-ferroso, reage com materiais estranhos na mesma e, ou se deposita como o produto de reação correspondente na superfície da massa fundida como escória, ou sai do agregado na forma de cinzas volantes ou gás de escape de processo. As cinzas volantes e o gás de escape de processo podem sair do agregado, por exemplo, através da exaustão do gás combustível.

[008] Para uniformizar a massa fundida de metais não-ferrosos, os bocais podem injetar na massa fundida, cumulativamente ou alter-nadamente, um gás inerte, por exemplo, nitrogênio ou argônio, sendo que o gás inerte durante sua travessia da massa fundida de metal não-ferroso mistura e homogeneiza a mesma.

[009] Para a redução de uma massa fundida de metal não-ferroso, um gás de redução é injetado na mesma, por exemplo, gás natural, LPG, amoníaco, hidrogênio ou hidrocarbonetos líquidos (óleos).

[0010] Um tratamento eficiente da massa fundida, no caso, somente pode ocorrer quando um gás atravessa a massa fundida durante um tempo suficiente. Uma vez que o tempo que o gás necessita para subir do ponto de injeção no lado inferior do banho de massa fundida até sua superfície é essencialmente definido pela altura do banho, é necessária uma altura de banho mínima, onde é garantido um tempo de travessia suficiente do gás injetado através do banho.

[0011] Para retirar a massa fundida de metal não-ferroso do forno rotativo, este possui aberturas, das quais pode sair a massa fundida de metal não-ferroso depois de o forno ter sido girado por uma ângulo tão amplo em torno do seu eixo longitudinal, até que a massa fundida de metal não-ferroso tenha alcançada estas aberturas.

[0012] Os fornos rotativos são bem apropriados para o tratamento acima mencionado de massa fundida de metal não-ferroso por meio de injeção de gás, porém, não para a fusão de sucatas de metal não-ferroso ou material sólido na massa a ser fundida. Pois uma fusão / dissolução rápida e eficiente de sucatas de metal não-ferroso somente seria possível com eficiência nas áreas superiores da massa fundida de metal não-ferroso, que são aquecidas diretamente pelos queimadores que se encontram acima da massa fundida de metal não-ferroso dentro do interior livre. Devido à altura mínima do banho necessária, as sucatas de metal não-ferroso afundam pelo menos parcialmente na massa fundida de metal não-ferroso, de modo que as sucatas de metal não-ferroso na sua totalidade não podem ser fundidas ou não se dissolvem de modo rápido e eficiente.

[0013] Para a fusão de sucatas de metais não-ferrosos precisa-se, então, um forno adicional. O respectivo forno para a fusão de sucatas de metal não-ferroso ou de material sólido utilizado ao lado do forno de cuba é especialmente o chamado forno de câmara de revérbero (estacionário) ou o forno basculante (basculável). Neste último são fundidas as sucatas de metal não-ferroso em uma altura do banho relativamente baixa e com grande superfície de banho da massa fundida de metal não-ferroso. Uma refinação suficiente ou outro tratamento da massa fundida de metal não-ferroso através de bocais submersos no banho é possível, basculando se o forno, porém, devido a pouca altura do banho é relativamente ineficiente. Para se retirar a massa fundida de metal não-ferroso do forno basculante, o mesmo pode ser basculado por poucos graus de ângulo.

[0014] A presente invenção tem a tarefa de colocar à disposição um forno industrial onde um metal não-ferroso, por exemplo, cobre, por um lado, pode ser tratado com gás de modo eficiente, isto é, pode ser refinado e misturado, e por outro lado, também pode ser fundido a partir de sucatas.

[0015] Para a solução desta tarefa, a presente invenção coloca à disposição um forno industrial para fundir e tratar a gás metais não-ferrosos com as seguintes características: - Um corpo de aço; - Um revestimento refratário disposto no lado interno do corpo de aço que envolve um espaço interno livre; - Pelo menos um dispositivo para o abastecimento do espaço interno com gás; - Pelo menos um queimador para o aquecimento do espaço interno; - O forno pode ser girado por um ângulo de no mínimo 40° em torno de um eixo giratório horizontal; - O espaço interno possui uma área de seção transversal não circular.

[0016] A presente invenção baseia-se no entendimento de que os fornos rotativos até agora utilizados para o tratamento a gás de metais não-ferrosos precisam ser otimizados no sentido de que tanto o passo de processo de fusão como também a refinação e o tratamento a gás podem cada um ser realizado de modo mais eficiente, quando o espaço interno do forno possui uma seção transversal não circular.

[0017] Pois, ao passo que a relação entre a superfície de banho do banho de metal não-ferroso e sua profundidade no movimento de rotação de um forno rotativo de acordo com o estado da técnica - devido à seção transversal circular da área de seção transversal do es- paço interno - permanece sempre constante também durante a rotação do forno em torno do seu eixo longitudinal, esta relação pode ser alterada no caso de um forno cujo espaço interno possui uma área de seção transversal não circular, através de uma rotação do forno em torno do seu eixo giratório.

[0018] Em particular, a área de seção transversal de tal forno pode ser dimensionada de tal modo que o forno pode ser girado para uma primeira posição onde a relação da superfície do banho de uma massa fundida de metal não-ferroso (a seguir brevemente denominada de "massa fundida de metal") que se encontra no espaço interno e sua profundidade é maior (a seguir também denominado de "posição de fusão") do que em uma segunda posição do forno (a seguir também denominado de "posição de tratamento a gás"), para onde o forno também pode ser girado.

[0019] A posição de fusão destaca-se pelo fato de que com o volume constante da massa fundida a relação entre a superfície do banho da massa fundida e a altura do banho (ou o volume) é maior do que na posição de tratamento a gás.

[0020] Através de um giro do forno em torno do seu eixo giratório, o forno pode ser girado a partir da sua posição de fusão para sua posição de tratamento a gás e de volta. De preferência é previsto que o forno pode ser girado por meio de um giro de 90° em torno do seu eixo giratório da sua posição de fusão para sua posição de tratamento a gás e de volta; de acordo com a presente invenção, porém, constatou-se que a partir de um giro de 40°já pode ser obtid a uma alteração suficiente da relação entre a superfície do banho da uma massa fundida de metal existente no espaço interno e sua profundidade (ou volume), de modo que um metal não-ferroso pode ser fundido na posição de fusão de modo eficiente, e depois de um giro de 40°, pode ser tratada na posição de tratamento a gás.

[0021] De acordo com o presente pedido é previsto, portanto, que o forno industrial de acordo com a presente invenção é apoiado de modo a poder ser girado por um ângulo de pelo menos 40fem torno do eixo giratório horizontal. De acordo com isso, o forno também pode ser girável ao redor de um ângulo giratório de pelo menos 50°, 70°, 90°, 120°, 160° ou 180°. Uma vez que a capacidade de rot ação do forno também é necessária para poder colocar o forno em uma posição onde a massa fundida de metal possa ser conduzida para fora saindo por uma abertura (posição de escoamento), o forno também pode ser girável, por exemplo, em torno de um ângulo entre 40° e 120° ou entre 70° e 120°, para poder girá-lo entre a posição de f usão e a posição de tratamento a gás e de volta, e para ser girável em torno de um ângulo entre 40°e 180°ou entre 90°e 180° para poder gir á-lo de ida e de volta entre a posição de fusão e a posição de escoamento.

[0022] O forno possui pelo menos um dispositivo para o abastecimento com gás do espaço interno, por exemplo, bocais imersos no banho com cuja ajuda pode ser tratada a massa fundida de metal não-ferroso existente no espaço interno na posição de tratamento a gás. Cumulativamente, o forno pode possuir pelo menos um outro dispositivo para a alimentação de gás no espaço interno através do qual a massa fundida de metal não-ferroso também possa ser tratada na posição de fusão.

[0023] Com um volume constante da massa fundida de metal, a área de seção transversal do forno pode ser dimensionada da tal modo que a massa fundida de metal - possui na posição de fusão do forno uma superfície do banho tão grande e uma profundidade de banho tão pequena, que pode ser fundida sucata de metal não-ferroso e que - na posição de tratamento a gás possui uma altura de banho tão alta que o gás que nessa posição é injetado através dos bo- cais para o abastecimento com gás no espaço interno no lado inferior do banho para dentro do banho de massa fundida de metal, atravessa o banho de massa fundida de metal durante um tempo suficientemente longo, para poder tratar o mesmo (isto é, especialmente refinar, ligar e misturar o mesmo).

[0024] Uma vez que o forno pode ser girado da posição de fusão para a posição de tratamento a gás e de volta, o forno de acordo com a presente invenção pode ser utilizado simultaneamente como forno para a fusão e também para o tratamento a gás de metais não-ferrosos.

[0025] O forno de acordo com a presente invenção pode a princípio possuir uma área de seção transversal qualquer, não circular -sendo que a área de seção transversal fica em um plano geométrico, vertical em relação ao eixo giratório.

[0026] A área de seção transversal pode ser igual em todo o comprimento do espaço interno do forno ou também pode ser diferente. Por exemplo, a área de seção transversal pode possuir formas diferentes em diversos pontos do espaço interno, sendo que estas áreas da seção transversal diferentes podem converter-se uma na outra ao longo de linhas retas ou curvadas.

[0027] De acordo com uma forma de execução pode ser previsto que o espaço interno do forno - por exemplo, em uma ou nas duas extremidades axiais - uma área de seção transversal circular que respectivamente em direção ao centro do forno se converte em uma área de seção transversal não circular. O espaço interno do forno pode de acordo com isso também apenas em segmentos possuir uma área de seção transversal não circular.

[0028] Em virtude de uma área de seção transversal não circular, o espaço interno do forno possui (necessariamente) diâmetros diferentes. Nisso pode ser previsto que a área de seção transversal possui precisamente um diâmetro máximo e precisamente um diâmetro mínimo que, por exemplo, ao longo de linhas retas ou curvadas podem converter-se um no outro. Se o diâmetro máximo e o diâmetro mínimo se convertem um no outro ao longo de uma linha reta, esta área de seção transversal corresponde a um losango. Se no diâmetro máximo e o diâmetro mínimo se convertem um no outro (continuamente) ao longo de linhas curvadas, a área de seção transversal corresponde a uma elipse ou a um oval.

[0029] O diâmetro máximo e o diâmetro mínimo da área de seção transversal podem ter um ângulo de 90°, um em relaç ão ao outro, de acordo com uma forma de execução preferida; a princípio, porém, ambos os diâmetros podem ter um qualquer ângulo em uma relação ao outro, por exemplo, um ângulo entre 30° e 90°, entr e 60° e 90° ou entre 80° e 90° (as indicações de ângulo acima mencio nadas referem-se respectivamente ao ângulo menor englobado entre ambos os diâmetros).

[0030] Além da área de seção transversal já mencionada elíptica, oval ou em forma de losango que o espaço interno do forno possa possuir, este também pode possuir, por exemplo, uma área de seção transversal em forme de pêra ou poligonal. Como área de seção transversal poligonal, o espaço interno pode possuir, por exemplo, uma área de seção transversal triangular, retangular, pentagonal ou hexa-gonal.

[0031] De preferência, porém, o espaço interno do forno de acordo com a presente invenção pode possuir uma área de seção transversal elíptica ou oval. No caso de uma área de seção transversal elíptica ou oval do espaço interno, o mais comprido dos dois eixos principais da elipse ou do oval pode ser mais comprido, por exemplo, entre 1,2 e 3 ou entre 1,6 e 2,4 vezes do que o eixo principal mais curto.

[0032] De acordo com uma forma de execução preferida é previsto que o diâmetro máximo da área de seção transversal do espaço interno seja horizontal na posição de fusão do forno. Em outras palavras: na posição de fusão, a superfície do banho de uma massa fundida de metal no espaço interno do forno vai paralelamente ao diâmetro máximo. Mas também pode ser utilizada qualquer outra posição que seja favorável para a fusão ou a refinação.

[0033] De acordo com uma outra forma de execução preferida pode ser previsto que o diâmetro mínimo da área de seção transversal do espaço interno seja disposto horizontal mente na posição de tratamento a gás do forno. Em outras palavras: na posição de tratamento a gás, a superfície do banho de uma massa fundida de metal presente no espaço interno vai paralelamente ao diâmetro mínimo.

[0034] Em um espaço interno com uma área de seção transversal elíptica ou oval, o mais comprido dos dois eixos principais vai horizontalmente na posição de fusão do forno, sendo que na posição de tratamento a gás do forno, o mais curto dos eixos principais vai horizontalmente.

[0035] O espaço interno do forno pode possuir, por exemplo, a forma de um cilindro com uma área de seção transversal qualquer não circular. De preferência, o espaço interno do forno possui a forma de um cilindro com uma área de seção transversal elíptica ou oval. Nesta última forma do espaço interno, o eixo do cilindro pode ser paralelo ao eixo giratório do forno.

[0036] De acordo com uma forma de execução é previsto que o espaço interno possui a forma de um elipsóide.

[0037] O forno possui pelo menos um dispositivo para o abastecimento com gás no espaço interno (a seguir denominado de "dispositivo de abastecimento com gás"). O gás serve para o tratamento da massa fundida de metal, isto é, especialmente para a refinação, formação de liga ou mistura da mesma. Tal dispositivo de abastecimento com gás pode consistir respectivamente de um ou vários bocais, por exemplo, bocais sub-banho ou pedras de circulação, respectivamente conhecidos do estado da arte para o tratamento de uma massa fundida de metal. Os bocais ou as pedras de circulação podem respectivamente ser solicitado com gás individualmente ou em grupos.

[0038] Para a oxidação da massa fundida de metal no espaço interno do forno, a massa fundida de metal pode receber através do dispositivo de abastecimento com gás um gás de reação, especialmente, por exemplo, ar, oxigênio, gás cloro ou misturas destes.

[0039] Para melhorar a mistura (homogeneização) ou a uniformização da massa fundida de metal, um gás inerte, por exemplo, nitrogênio ou argônio podem ser insuflados na massa fundida de metal cumulativamente ou alternadamente.

[0040] Além disso, para uma redução da massa fundida de metal, qualquer gás de redução apropriado, por exemplo, gás natural, LPG, amoníaco, hidrogênio ou hidrocarbonetos líquidos (óleos) pode ser insuflado na massa fundida de metal.

[0041] Os dispositivos de abastecimento com gás podem se encontrar no espaço interno especialmente em duas áreas: - Por um lado, os dispositivos de abastecimento com gás (em seguida também denominados apenas de "dispositivos de abastecimento com gás em posição de tratamento a gás"), podem se encontrar no espaço interno em uma área que se encontra na posição de tratamento a gás abaixo da superfície do banho do banho de massa fundida. Estes dispositivos de abastecimento com gás em posição de tratamento a gás são previstos para acrescentar gás à massa fundida de metal na posição de tratamento a gás. De preferência pode ser previsto que os dispositivos de abastecimento com gás em posição de tratamento a gás se encontram na posição de fusão acima da superfície do banho do banho de massa fundida. - Por outro lado, os dispositivos de abastecimento com gás (a seguir também denominados de "dispositivos de abastecimento com gás em posição de fusão") podem se encontrar no espaço interno em uma área que na posição de fusão se encontra abaixo da superfície do banho do banho de massa fundida. Estes dispositivos de abastecimento com gás em posição de fusão são previstos para acrescentar gás à massa fundida de metal na posição de fusão. De preferência pode ser previsto que os dispositivos de abastecimento com gás em posição de fusão em posição de tratamento a gás se encontram acima da superfície do banho de massa fundida.

[0042] Com a ajuda dos dispositivos de abastecimento com gás em posição de fusão pode ser obtida uma pré-refinação ou uma pré-mistura da massa fundida de metal já na posição de fusão do forno.

[0043] Os dispositivos de abastecimento com gás podem se encontrar no espaço interno ao longo de um percurso, isto é, ao longo de uma linha.

[0044] De preferência, os dispositivos de abastecimento com gás estão dispostos ao longo de vários percursos.

[0045] Estes percursos podem ir, por exemplo, essencialmente paralelamente entre si e, por exemplo, cada vez essencialmente paralelamente ao eixo giratório.

[0046] Tanto os dispositivos de abastecimento com gás em posição de fusão como também os dispositivos de abastecimento com gás em posição de tratamento a gás podem respectivamente se encontrar no espaço interno ao longo de um ou vários percursos. Os dispositivos de abastecimento com gás em posição de tratamento a gás podem estar dispostos, por exemplo, ao longo de vários trechos de tal modo que se encontram no espaço interno de modo deslocado um em relação ao outro; assim sendo, o gás pode ser introduzido na massa fundida de metal não-ferroso de modo muito uniformemente distribuído. O mesmo se aplica à disposição dos dispositivos de abastecimento com gás em posição de fusão.

[0047] De preferência pode ser previsto que a área onde os dispositivos de abastecimento com gás em posição de tratamento a gás se encontram no espaço interno e a área, onde os dispositivos de abastecimento com gás em posição de fusão se encontram no espaço interno estão dispostos em um ângulo giratório definido, de modo deslocado um em relação ao outro (como ponto de referência para a determinação do ângulo giratório é definido em uma área seu eixo central que vai paralelamente ao eixo giratório). Nisso pode ser previsto que estas duas áreas estão dispostas, por exemplo, a um ângulo giratório entre 5o e 180°, de modo deslocado uma em relação à outra, isto é, por exemplo, também por um ângulo giratório entre 30° e 170° ou por um ângulo giratório entre 70°e 150°.

[0048] Em outras palavras, se o forno se encontrar, por exemplo, na posição de fusão (e assim sendo, os dispositivos de abastecimento com gás em posição de fusão em uma posição, onde podem de tal modo estar dispostos abaixo da massa fundida de metal que podem de modo otimizado abastecer a massa fundida de metal com gás de tratamento) o forno precisa ser girado em torno do seu eixo giratório por um ângulo giratório acima indicado, até que ele se encontra na posição de tratamento a gás (e assim sendo, os dispositivos de abastecimento com gás em posição de tratamento a gás em uma posição, onde podem de tal modo estar dispostos abaixo da superfície do banho da massa fundida de metal, que podem levar o gás de tratamento à massa fundida de metal de modo otimizado).

[0049] Os dispositivos de abastecimento com gás em posição de tratamento a gás podem ser dispostos em ou na vizinhança e um dos dois pontos de interseção do diâmetro máximo da área de seção transversal do espaço interno com a parede do espaço interno voltada para o espaço interno, consistindo de um revestimento refratário. Desse modo, a massa fundida de metal na posição de tratamento a gás pode receber gás de tratamento na área da maior profundidade do banho.

[0050] Do mesmo modo podem os dispositivos de abastecimento com gás em posição de fusão ser dispostos em ou na vizinhança de um dos dois pontos de interseção do diâmetro mínimo da área de seção transversal do espaço interno com a parede do espaço interno voltada para o espaço interno, consistindo de um revestimento refratário. Assim sendo, o gás de tratamento pode ser levado á massa fundida de metal na posição de fusão na área da maior profundidade do banho.

[0051] O eixo giratório pode atravessar o espaço interno do forno.

[0052] Se o espaço interno possuir a forma de um cilindro, o eixo giratório do forno pode ir coaxialmente ao eixo do cilindro. De acordo com uma outra forma de execução é previsto que o eixo giratório vai de modo deslocado ao eixo do cilindro do espaço interno.

[0053] Para o aquecimento do espaço interno do forno, este possui pelo menos um queimador. O ou os queimadores podem se encontrar no espaço interno em uma superfície lateral do espaço interno axi-almente no lado final (queimadores de parede lateral), ou em uma área axialmente no lado final do corpo de aço (queimadores de teto). Os queimadores de teto podem se encontrar no espaço interno em uma área vizinha à face lateral do espaço interno.

[0054] Se o eixo giratório do forno atravessar o espaço interno do forno, pode ser previsto que o ou os queimadores de parede lateral se encontram no espaço interno em uma das duas faces laterais axialmente no final onde o eixo giratório corta o revestimento.

[0055] Nisso pode ser previsto que o ou os queimadores de parede lateral ou de teto são previstos somente em uma das duas áreas axialmente finais, e na outra extremidade axial do espaço interno, é disposto um dispositivo para a exaustão dos gases combustíveis do espaço interno. Este dispositivo para a retirada dos gases pode se encontrar para dentro espaço interno ou na superfície lateral do espaço interno ou na superfície do corpo do espaço interno. Nesta forma de execução, os gases combustíveis são introduzidos no espaço interno do forno em uma área axialmente final, e retirados na outra extremidade.

[0056] Como queimadores podem ser utilizados quaisquer queimadores, adequados de acordo com o estado da técnica.

[0057] Como alternativa, no lugar de um queimador pode ser utilizado um dispositivo para a fusão por indução de um metal não-ferroso.

[0058] O forno de acordo com o presente pedido pode possuir pelo menos uma abertura que se abre de fora para dentro do espaço interno para o abastecimento com um metal não-ferroso do espaço interno. Esta abertura pode ser dimensionada de tal modo que o espaço interno pode receber, através dessa abertura, tanto uma massa fundida de metal e também sucata de metal.

[0059] O forno industrial pode possuir pelo menos uma das seguintes outras aberturas que se encontram de fora para dentro no espaço interno: Uma abertura para a saída de um metal não-ferroso líquido do espaço interno para fora, ou uma abertura de escória, através da qual escória pode ser retirada do espaço interno.

[0060] Também pode ser previsto que o forno através de uma única abertura tanto é abastecido com um metal não-ferroso como também pode ser retirado dele um metal não-ferroso líquido.

[0061] Aberturas podem ser fechadas de tal modo através de um elemento de fecho que também a massa fundida de metal líquida não pode escapar através delas do espaço interno para fora quando a massa fundida de metal no espaço interno se encontra sobre este elemento de fecho, por exemplo, quando o elemento de fecho ou a abertura se encontra abaixo da superfície do banho.

[0062] O forno industrial de acordo com o presente pedido é mantido junto por um corpo de aço externo.

[0063] O corpo de aço pode possuir qualquer área de seção transversal, por exemplo, uma elíptica, oval, circular ou poligonal (isto é, por exemplo, uma área de seção transversal retangular ou octogonal).

[0064] Para girar o forno de acordo com o presente pedido ao redor do seu eixo longitudinal, a princípio, pode ser utilizado o estado da técnica conhecido para girar ou bascular um forno para o tratamento de metais não-ferrosos.

[0065] Se o corpo de aço - pelo menos na sua área inferior - possuir uma área de seção transversal circular, ele pode ser apoiado em um leito de rolos, e através de uma rotação nos rolos, pode ser girado em torno do seu eixo giratório.

[0066] De acordo com uma outra forma de execução, o forno pode ser apoiado de modo basculante e através de um dispositivo basculan-te, por exemplo, um dispositivo basculante hidráulico, pode ser bascu-lado em torno do apoio.

[0067] No lado interno do corpo de aço é disposto um revestimento refratário que cerca o espaço interno livre. Para a escolha do material refratário deste revestimento refratário é possível recorrer ao estado da arte conhecido para o revestimento de fornos para o tratamento de metais não-ferrosos. Podem ser utilizados, por exemplo, tijolos de magnésia - cromo, tijolos de silicato de alumínio ou tijolos de carbone-to de silício.

[0068] De preferência, o revestimento refratário é disposto no corpo de aço de modo auto-suspenso. Uma disposição auto-suspensa correspondente de material refratário é conhecido, por exemplo, do estado da técnica para o fornecimento de fornos rotativos ou de fornos tubulares rotativos (para a queima de clínquer de cimento). No caso, os tijolos não precisam ser fixados através de possíveis elementos de fixação no corpo de aço que os cerca, e sim, eles se apoiam mutuamente na forma de um arco de 360°. Assim sendo, o forno pode ser girado 360° em torno do seu eixo longitudinal.

[0069] O forno industrial de acordo com o presente pedido pode ser utilizado para o tratamento de qualquer metal não-ferroso, por exemplo, de cobre, chumbo, níquel, alumínio, estanho ou zinco ou ligas destes. De preferência, porém, ele será utilizado para o tratamento de cobre.

[0070] Todas as características apresentadas no presente pedido do forno industrial de acordo com o presente pedido podem ser livremente combinadas entre si, precisamente e individualmente ou em combinação.

[0071] Outras características do forno podem ser obtidas dos demais documentos do pedido, especialmente também das figuras.

[0072] Um exemplo de execução do forno de acordo com o pedido é explicado detalhadamente na descrição seguinte das figuras.

[0073] Elas mostram, em apresentação fortemente esquematiza-da: [0074] A figura 1 mostra uma vista do forno do lado ao longo de um corte paralelo ao eixo giratório.

[0075] A figura 2 mostra uma vista do forno de cima ao longo de um corte na linha B - B segundo a figura 1, paralelamente ao eixo giratório.

[0076] A figura 3 mostra uma vista do forno do lado ao longo de um corte na linha A - A segundo a figura 1, verticalmente ao eixo giratório.

[0077] A figura 4 mostra uma vista do forno de acordo com a figura 3, porém, girado por um ângulo de 90°.

[0078] A figura 5 mostra uma vista do forno segundo a figura 3, porém, girado por um ângulo de 147°.

[0079] O forno que na figura 1 leva a referência 1 possui essencialmente a forma externa de um cilindro, com uma área de seção transversal oval, sendo que o eixo do cilindro vai coaxial ao eixo giratório D do forno 1.

[0080] Na figura 1 o forno 1 encontra-se na posição de fusão.

[0081] O forno 1 possui um corpo de aço externo 3 em cujo lado interno é disposto um revestimento refratário 5 de um material de magnésia - cromo que cerca um espaço interno livre I.

[0082] O espaço interno I também possui a forma de um cilindro com uma área de seção transversal oval, sendo que o eixo do cilindro vai coaxial ao eixo giratório D do forno 1.

[0083] Em uma das suas superfícies laterais 7r axialmente finais (na figura 1, a direita), dois queimadores de parede lateral 9, 11 se encontram no espaço interno I (na figura 1 somente é visível o queimador 11). Na superfície lateral 7I oposta, uma abertura 13 se abre no espaço interno, através da qual os gases combustíveis de escape e os produtos de reação tais como pó volante e gás de escape de processo podem ser retirados do espaço interno I.

[0084] O espaço interno I forma uma calha no seu lado inferior onde se encontra uma massa fundida de cobre 15 marcada por sombreado.

[0085] A superfície lateral do forno 1 possui várias aberturas 171, 17r, 19 que respectivamente se passam através do corpo de aço 3 e do revestimento refratário 5 para dentro do espaço interno I.

[0086] Na posição de fusão de acordo com a figura 1, as aberturas 13, 171, 17r, 19 e os queimadores 9, 11 se encontram para dentro do espaço interno I acima da superfície 15o do banho de massa fundida 15.

[0087] Através das aberturas 171, 17r o forno 1 pode ser abastecí- do com uma massa fundida de cobre e / ou com sucata de cobre. As aberturas 171, 17r encontram-se na área lateral da superfície lateral.

[0088] A abertura 19 serve para escoar a massa fundida de cobre 15 do espaço interno I do forno 1. A abertura 19 encontra-se na área superior da superfície lateral.

[0089] A figura 2 mostra o forno 1 segundo a figura 1, visto de cima, e precisamente ao longo da linha de corte B-B segundo a figura 1.

[0090] Vê-se que os dois queimadores de parede lateral 9, 11 se encontram no espaço interno I lateralmente deslocado em relação ao eixo giratório D.

[0091] A figura 3 que mostra uma vista do forno 1 em um corte ao longo da linha A - A segundo a figura 1, torna-se visível a área de seção transversal oval do espaço interno I.

[0092] O eixo principal mais curto (diâmetro mínimo) da área de seção transversal do espaço interno I é marcado com dmin, e seu eixo principal mais comprido (diâmetro máximo) leva a referência dmax. O eixo principal mais comprido dmax e o eixo principal mais curto dmin formam entre si um ângulo de 90°.

[0093] O eixo giratório D do forno 1 fica verticalmente em relação ao plano do desenho e cruza este no ponto de interseção dos dois eixos principais dmin, dmax da área de seção transversal.

[0094] Conforme explicado anteriormente, o forno 1 na figura 3 encontra-se na sua posição de fusão. De acordo com isso, o eixo principal mais comprido dmax da área de seção transversal do espaço interno I vai horizontalmente, e o eixo principal mais curto dmin vai verticalmente.

[0095] Avizinhado com o ponto de interseção inferior 21 entre o eixo principal mais curto dmin e a parede do espaço interno I voltada para o espaço interno I - formada pelo revestimento refratário 5 - estende-se uma área S, onde se encontram no espaço interno I vários dispositivos de abastecimento com gás em posição de fusão tendo a forma de bocais 23, 25.

[0096] Os dispositivos de abastecimento com gás em posição de fusão 23, 25 estão dispostos de tal modo que uma parte deles com seus pontos de abertura 23m se encontram ao longo de um primeiro trecho, e a outra parte deles, com seus pontos de abertura 25m, se encontram ao longo de um segundo trecho no espaço interno I. Os pontos de abertura 23m, 25m, no caso, estão dispostos de modo deslocado entre si de trecho para trecho. Na figura 3, ambos os trechos vão verticalmente em relação ao plano do desenho, atravessando o ponto de abertura 23m ou 25m.

[0097] Ambos os trechos vão paralelamente ao eixo giratório D. Para a melhor visibilidade, o decurso dos pontos de abertura 23m, 25m é indicado na figura 2 - sendo que os pontos de abertura ficam abaixo do plano do desenho na figura 2.

[0098] Avizinhado com um ponto de interseção 27 (no caso, o esquerdo) entre o eixo principal mais comprido dmax e a parede do espaço interno I voltada para o espaço interno I, estende-se uma área R, onde vários dispositivos de abastecimento com gás em posição de tratamento a gás em forma de bocais 29, 31 se encontram no espaço interno I de modo correspondente como os dispositivos de abastecimento com gás em posição de fusão 23, 25.

[0099] Os dois trechos, ao longo dos quais estão dispostos os pontos de abertura 29m, 31 m dos dispositivos de abastecimento com gás em posição de tratamento a gás 29, 31, vão também paralelamente ao eixo giratório D.

[00100] Ao passo que os pontos de abertura 29m, 31 m dos dispositivos de abastecimento com gás em posição de tratamento a gás 29, 31 de acordo com a figura 3 se encontram acima de superfície 15o do banho de massa fundida 15 no espaço interno I, os pontos de abertura 23m, 25m dos dispositivos de abastecimento com gás em posição de fusão 23, 25 na posição de fusão de acordo com a figura 3 se encontram logicamente abaixo da superfície 15o do banho de massa fundida 15 no espaço interno I.

[00101] A área onde os dispositivos de abastecimento com gás em posição de fusão 23, 25 se encontram no espaço interno I, e a área, onde os dispositivos de abastecimento com gás em posição de tratamento a gás 29, 31 se encontram no espaço interno I, estão deslocadas entre si na figura 3 por um ângulo giratório α de 130°.

[00102] Para fins de ilustração, os dispositivos de abastecimento com gás em posição de tratamento a gás 29, 31 estão mostrados na figura 2. Uma primeira parte dos dispositivos de abastecimento com gás em posição de tratamento a gás - com a referência 29 - fica em um plano levemente acima do plano do desenho, uma outra parte dos dispositivos de abastecimento com gás em posição de tratamento a gás - com a referência 31 - fica, deslocado em relação aos primeiros, em um outro plano, acima do plano anteriormente mencionado.

[00103] A posição dos queimadores 9, 11 e da abertura 13 é indicada por círculos.

[00104] Na figura 3 vê-se bem que a massa fundida de metal 15 com uma grande superfície do banho 15o voltada para o espaço interno I possui ao mesmo tempo apenas uma pequena profundidade de banho. Devido a isto, os gases combustíveis presentes na parte livre do espaço interno I estão em contato direto com a superfície do banho 15o que em posição de fusão é relativamente grande da massa fundida de metal 15. De modo correspondente, a massa fundida de metal 15 pode ser aquecida de modo muito rápido e eficiente, e assim sendo, a sucata de cobre pode ser fundida de modo rápido e eficiente.

[00105] Ao mesmo tempo a massa fundida de metal 15 pode receber o gás para o tratamento da massa fundida de metal através dos dispositivos de abastecimento com gás em posição de fusão 23, 25, porém, uma vez que a massa fundida de metal possui somente uma altura de banho relativamente baixa, os gases injetados na massa fundida de metal 15 fluem relativamente rapidamente até a superfície do banho 15o da massa fundida de metal 15 e permanecem apenas um tempo relativamente curto na massa fundida de metal 15, de modo que não pode ocorrer um tratamento eficiente da massa fundida de metal 15.

[00106] Para poder tratar a massa fundida de metal 15 de maneira eficiente, o forno 1 é colocado na posição de tratamento a gás. Para tal, o forno 1 é girado da sua posição de fusão de acordo com a figura 3, 90° em torno do seu eixo giratório D contra o se ntido horário, até que ele se encontra na sua posição de tratamento a gás mostrada na figura 4.

[00107] Na posição de tratamento a gás de acordo com a figura 4, o eixo principal mais curto dmin é horizontal, e os pontos de abertura 29m, 31 m dos dispositivos de abastecimento com gás em posição de tratamento a gás 29, 31 ficam abaixo da superfície do banho 15o, ao passo que os pontos de abertura 23m, 25m dos dispositivos de abastecimento com gás em posição de fusão 23, 25 ficam acima da superfície do banho 15o.

[00108] Na posição de tratamento a gás a massa fundida de metal 15 pode agora receber o gás de tratamento através dos dispositivos de abastecimento com gás em posição de tratamento a gás 29, 31, sendo que uma refinação efetiva ou uma mistura completa é obtida pelo fato de que a altura do banho é relativamente alta, e o gás percorre desde os pontos de abertura 29m, 31 m da injeção de gás até a superfície do banho 15o um caminho relativamente longo através da massa fundida de metal 15, tendo, portanto, à disposição um tempo relativamente longo para o tratamento efetivo da massa fundida de metal 15.

[00109] Em um giro do forno 1 em torno do eixo giratório por mais 57° contra o sentido horário (isto é, em torno de u m ângulo giratório de na sua totalidade 147°em relação à posição de fusão) o forno 1 encontra-se na sua posição de fusão de acordo com a figura 5. Nessa posição, o ponto de abertura 19m da abertura 19 para o escoamento da massa fundida de metal do espaço interno I e sua saída no lado externo do forno 1 encontram-se abaixo da superfície do banho da massa fundida de metal, de modo que a massa fundida de metal pode ser escoada do espaço interno I do forno 1.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Forno industrial para a fusão e o tratamento a gás de metais não-ferrosos, compreendendo, a) um corpo de aço (3); b) um revestimento refratário (5) disposto no lado interno do corpo de aço (3) que cerca um espaço interno livre (I); c) dispositivos (23, 25, 29, 31) para o abastecimento do espaço interno (I) com gás, que ao longo de um trecho desembocam no espaço interno (I); d) pelo menos um queimador (9, 11) para o aquecimento do espaço interno (I); e) o forno (1) pode ser girado por um ângulo de no mínimo 40°em torno de um eixo giratório (D) horizontal; f) o espaço interno (I) possui a forma de um cilindro com uma área de seção transversal elíptica ou oval, caracterizado por, g) os dispositivos (23, 25, 29, 31) para o abastecimento do espaço interno (I) com gás estão dispostos em ou próximo a um ou dois pontos de interseção do diâmetro máximo da área da seção transversal do espaço interior (I) com a parede do espaço interno (I) feita de revestimento refratário voltado para o espaço interior (I).

2. Forno industrial de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o mais comprido dos dois eixos principais da elipse ou do oval é 1,2 e 3 vezes mais comprido do que o eixo principal mais curto dos dois eixos principais.

3. Forno industrial de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o eixo do cilindro transcorrer paralelamente com o eixo giratório (D).

4. Forno industrial de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o eixo giratório (D) passar através do espaço interno (I).

5. Forno industrial de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o eixo giratório (D) ficar no eixo do cilindro.

6. Forno industrial de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o eixo giratório (D) ficar deslocado em relação ao eixo do cilindro.

7. Forno industrial de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o/os queimadores (9, 11) se encontrarem em uma face lateral (7r) axialmente no final do espaço interno (I) ou em uma área axialmente no final do revestimento refratário (5), por exemplo, também como queimadores de teto, no espaço interno (I).

8. Forno industrial de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por na outra face lateral (71) axialmente no final do espaço interno (I) ou na outra área axialmente no final do corpo de aço (3) ser disposto um dispositivo (13) para a exaustão dos gases combustíveis do espaço interno (I).

9. Forno industrial de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se encontrarem no espaço interno (I) dispositivos (23, 25, 29, 31) para o abastecimento do espaço interno (I) com gás, os quais estão dispostos em duas áreas (S, R) que em relação do eixo giratório (D) estão dispostas de modo deslocado uma em relação à outra.

10. Forno industrial de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por as duas áreas (S, R) estarem dispostas de modo deslocado uma em relação à outra em um ângulo giratório entre 5°e 180°.

11. Forno industrial de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por as duas áreas (S, R) estarem dispostas de modo deslocado uma em relação á outra em um ângulo giratório entre 30° e 170°.

12. Forno industrial de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por possuir pelo menos uma abertura (171, 17r) que se abre de fora para dentro do espaço interno (I) para o abastecimento com um metal não-ferroso para o espaço interno (I).

13. Forno industrial de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por possuir pelo menos uma abertura (19) que se abre de fora para dentro do espaço interno (I) para o escoamento de um metal não-ferroso líquido do espaço interno (I) para fora.

14. Forno industrial de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a face externa do corpo de aço (3) possuir essencialmente a forma de superfície lateral de um cilindro circular, de um cilindro com uma área de seção transversal elíptica ou de um cilindro com uma área de seção transversal oval.

15. Forno industrial de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o revestimento refratário (5) ser do tipo auto-suspenso no corpo de aço (3).

16. Forno industrial de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser girável em trono do eixo giratório (D) por um ângulo de pelo menos 50°ou de pelo menos 70°.