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ES3037543T3 - System and method for refining copper alloys - Google Patents

System and method for refining copper alloys

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Publication number
ES3037543T3
ES3037543T3 ES23382565T ES23382565T ES3037543T3 ES 3037543 T3 ES3037543 T3 ES 3037543T3 ES 23382565 T ES23382565 T ES 23382565T ES 23382565 T ES23382565 T ES 23382565T ES 3037543 T3 ES3037543 T3 ES 3037543T3
Authority
ES
Spain
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furnace
copper
refining
oxidizing
reducing
Prior art date
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Active
Application number
ES23382565T
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English (en)
Inventor
Arderiu Oriol Guixà
Puig Gabriel Font
Roig Xavier Closa
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.)
La Farga Yourcoppersolutions SA
Original Assignee
La Farga Yourcoppersolutions SA
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Filing date
Publication date
Application filed by La Farga Yourcoppersolutions SA filed Critical La Farga Yourcoppersolutions SA
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Publication of ES3037543T3 publication Critical patent/ES3037543T3/es
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00—General methods of reducing to metals
    • C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/12—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00—Obtaining copper
    • C22B15/0026—Pyrometallurgy
    • C22B15/0028—Smelting or converting
    • C22B15/003—Bath smelting or converting
    • C22B15/0041—Bath smelting or converting in converters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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Abstract

La invención se refiere a un sistema de refinación de aleación de cobre, que comprende un horno vertical, un horno oxidante, un horno de refinación, un horno reductor y un horno de fundición, dispuestos secuencialmente uno tras otro para el paso a través de los mismos de cobre fundido resultante de una carga de cobre o carga de aleación de cobre introducida en el horno vertical; en donde el horno vertical tiene una capacidad de fusión para la carga de cobre introducida, en donde el horno oxidante está habilitado para intercambiar oxígeno con el cobre fundido procedente del horno vertical, en donde el horno de refinación está habilitado para añadir aditivos al cobre fundido procedente del horno oxidante, en donde el horno reductor está habilitado para reducir el cobre fundido procedente del horno de refinación, en donde el horno de fundición está habilitado para recibir el cobre fundido procedente del horno reductor. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema y procedimiento de afinación de aleaciones de cobre
Objeto de la invención
La presente solicitud de invención tiene por objeto el registro de un sistema y procedimiento de afinación de aleaciones de cobre que incorpora notables innovaciones y ventajas frente a las técnicas utilizadas hasta el momento.
Más concretamente, la invención propone el desarrollo de un sistema y procedimiento de afinación de aleaciones de cobre que, por su particular disposición, permite alcanzar un mayor rendimiento energético y una mayor eficiencia en un proceso de afinación del cobre.
Antecedentes de la invención
Es conocido en el actual estado de la técnica que, debido al cambio climático, es necesaria la implementación de la economía circular y la utilización de productos de mínima huella de carbono en su elaboración.
La sociedad moderna necesita para su desarrollo la utilización de cobre, y actualmente un 35 % del consumo de cobre proviene de material reciclado. Para la recuperación del cobre reciclado en la actualidad existen dos procesos industriales, el pirometalúrgico y el hidrometalúrgico. Sin duda el más eficiente desde el punto de vista medio ambiental es el pirometalúrgico. Se pueden encontrar ejemplos de un método para afinar aleaciones de cobre en los documentos US 551176 A, CN 110004351 A y US 3682623 A.
En la actualidad, existen dos tecnologías pirometalúrgicas para el reciclado de cobre utilizando materia prima con contenidos de cobre superiores al 94 %, que son la utilización del horno tradicional de reverbero o la utilización del denominado "Cosmelt Process", inventado por el mismo solicitante en 2001.
El horno de reverbero se caracteriza por trabajar por fases, es decir fase de carga, fusión, oxidación, afinación, reducción y colada. Para ser eficiente en la fase de afinación, el horno precisa de una gran superficie de cobre líquido.
En un análisis en profundidad de este proceso y con visión de sostenibilidad podemos definir como puntos fuertes en la utilización del horno tradicional de reverbero:
i. - gran capacidad de afinación,
i i . - un solo horno,
iii. - muy buen intercambio entre impurezas y aditivos.
Y como puntos débiles:
i. - baja eficiencia energética en la fusión,
ii. - no es un proceso continuo,
iii. - poco intercambio en las etapas de oxidación y reducción.
iv. - mayor desgaste del refractario por choque térmico superior en el proceso de carga.
El "Cosmelt Process" se caracteriza por trabajar en continuo. La carga y fusión se realizan en un horno vertical de alta eficiencia energética, con la puerta de carga en la parte superior y los mecheros en la parte baja del horno. El horno está lleno de material reciclado, fundiendo en la parte baja y transfiriendo el cobre líquido a un conjunto de cajas de afinación con la incorporación de aditivos y con tapones porosos para la inyección de oxígeno para la oxidación del baño. El conjunto de cajas trabaja en continuo hasta alimentar dos hornos de homogenización y reducción del cobre líquido purificado que trabajan alternativamente para mantener el flujo constante de cobre liquido purificado.
En un análisis en profundidad de este proceso de "Cosmelt Process" y con visión de sostenibilidad podemos definir como puntos fuertes:
i. - proceso continuo,
ii. - gran eficiencia energética en la fusión,
iii. - larga vida del material refractario.
Y como puntos débiles:
i. - Poca capacidad de oxidación,
ii. - capacidad limitada de afinación solo puede utilizarse material reciclado de altos contenidos de cobre,
iii. - Imposibilidad de evacuar escoria del horno vertical,
iv. - varias unidades de hornos.
La presente invención, gracias a su particular disposición, contribuye a mejorar el rendimiento energético y a una mayor eficiencia en los procesos de tratamiento de cobre reciclado conocidos en el estado de la técnica.
Descripción de la invención
La presente invención se ha desarrollado con el fin de proporcionar un sistema de afinación de aleaciones de cobre que comprende un horno vertical, un horno oxidador, un horno de afinación, un horno reductor y un horno de colada, estando dispuestos secuencialmente uno a continuación del otro en este orden y vinculados mutuamente para el paso a su través de cobre fundido resultante de una carga de cobre o aleación de cobre introducida en el horno vertical; en donde el horno vertical tiene una capacidad de fusión de la carga de cobre introducida, en donde el horno oxidador está habilitado para un intercambio de oxígeno con el cobre fundido procedente del horno vertical, en donde el horno de afinación está habilitado para añadir aditivos al cobre fundido procedente del horno oxidador, en donde el horno reductor está habilitado para reducir el cobre fundido procedente del horno de afinación, en donde el horno de colada está habilitado para recibir el cobre fundido procedente del horno reductor.
Adicionalmente, el sistema de afinación de aleaciones de cobre, el horno vertical y el horno de colada tienen capacidad de salida en continuo del cobre fundido, y el horno oxidador, el horno de afinación y el horno reductor están previstos para su llenado y vaciado en discontinuo.
El sistema de afinación de aleaciones de cobre, el horno oxidador, el horno de afinación y el horno reductor tienen una misma capacidad volumétrica, que es seis veces superior a la capacidad volumétrica del horno vertical y dos veces superior a la capacidad volumétrica del horno de colada.
Adicionalmente, en el sistema de afinación de aleaciones de cobre, el horno oxidador tiene una disposición donde resulta una relación entre la superficie (S) libre del cobre fundido y la altura (A) del mismo cobre fundido igual a ocho. Adicionalmente, en el sistema de afinación de aleaciones de cobre, el horno de afinación tiene una disposición donde resulta una relación entre la superficie (S) libre del cobre fundido y la altura (A) del mismo cobre fundido superior a quince.
Adicionalmente, en el sistema de afinación de aleaciones de cobre, el horno reductor tiene una disposición donde resulta una relación entre la superficie (S) libre del cobre fundido y la altura (A) del mismo cobre fundido igual a dos. Como alternativa, en el sistema de afinación de aleaciones de cobre, el horno vertical admite la introducción de la carga de cobre por su parte superior, y la salida por un lateral inferior de cobre líquido y escoria resultantes de la fusión de la carga de cobre.
Como alternativa, en el sistema de afinación de aleaciones de cobre, el horno oxidador incorpora una inyección de oxígeno mediante lanzas o tapones porosos.
Como alternativa, en el sistema de afinación de aleaciones de cobre, el horno de afinación incorpora tapones porosos.
Como alternativa, en el sistema de afinación de aleaciones de cobre, el horno reductor incorpora una inyección de agente reductor mediante lanzas o tapones porosos.
Procedimiento de afinación de aleaciones de cobre, que comprende las siguientes etapas sucesivas:
a. Fusión de una carga de cobre y su transformación en cobre líquido,
b. Oxidación del cobre líquido,
c. Afinación del cobre líquido,
d. Reducción del cobre líquido,
e. Colada del cobre líquido.
En el procedimiento de afinación de aleaciones de cobre, la fusión, la oxidación, la afinación, la reducción y la colada tienen lugar respectivamente en un horno vertical, un horno oxidador, un horno de afinación, un reductor y un horno de colada, en donde el horno oxidador, el horno de afinación y el horno reductor tienen una misma capacidad volumétrica, que es seis veces superior a la capacidad volumétrica del horno vertical y dos veces superior a la capacidad volumétrica del horno de colada.
Adicionalmente, en el procedimiento de afinación de aleaciones de cobre, la oxidación tiene lugar en un horno oxidador que tiene una disposición donde resulta una relación entre la superficie (S) libre del cobre fundido y la altura (A) del mismo cobre fundido igual a ocho.
Adicionalmente, en el procedimiento de afinación de aleaciones de cobre, la afinación tiene lugar en un horno de afinación que tiene una disposición donde resulta una relación entre la superficie (S) libre del cobre fundido y la altura (A) del mismo cobre fundido superior a quince.
Adicionalmente, en el procedimiento de afinación de aleaciones de cobre, la reducción tiene lugar en un horno reductor que tiene una disposición donde resulta una relación entre la superficie (S) libre del cobre fundido y la altura (A) del mismo cobre fundido igual a dos.
Adicionalmente, en el procedimiento de afinación de aleaciones de cobre, la fusión, la oxidación, la afinación, la reducción y la colada tienen lugar respectivamente en un horno vertical, un horno oxidador, un horno de afinación, un reductor y un horno de colada, en donde la capacidad de tratamiento en toneladas por hora del horno oxidador, del horno de afinación y del horno reductor es la misma y seis veces superior a la capacidad de tratamiento en toneladas por hora del horno vertical y dos veces superior a la capacidad de tratamiento en toneladas por hora del horno de colada.
Adicionalmente, en el procedimiento de afinación de aleaciones de cobre, el horno vertical descarga el cobre líquido en el horno oxidador en continuo, el horno oxidador descarga el cobre líquido en el horno de afinación cada seis horas, el horno de afinación descarga el cobre líquido en el horno reductor cada seis horas, el horno reductor descarga el cobre líquido en el horno de colada cada tres horas y el horno de colada entrega el cobre líquido en continuo.
Adicionalmente, el procedimiento de afinación de aleaciones de cobre se lleva a cabo mediante un sistema de afinación de aleaciones de cobre descrito.
Gracias a la presente invención, se consigue mejorar el rendimiento energético y una mayor eficiencia en los procesos de tratamiento de cobre reciclado conocidos en el estado de la técnica.
Otras características y ventajas del sistema y procedimiento de afinación de aleaciones de cobre resultarán evidentes a partir de la descripción de una realización preferida, pero no exclusiva, que se ilustra a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos que se acompañan.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una vista esquemática de una realización preferida del sistema de afinación de aleaciones de cobre de la presente invención.
La Figura 2 es una vista esquemática de un horno vertical en una realización preferida del sistema de afinación de aleaciones de cobre de la presente invención.
La Figura 3 es una vista esquemática de un horno oxidador en una realización preferida del sistema de afinación de aleaciones de cobre de la presente invención.
La Figura 4 es una vista esquemática de un horno de afinación en una realización preferida del sistema de afinación de aleaciones de cobre de la presente invención.
La Figura 5 es una vista esquemática de un horno reductor en una realización preferida del sistema de afinación de aleaciones de cobre de la presente invención.
La Figura 6 es una vista esquemática de una realización preferida del procedimiento de afinación de aleaciones de cobre de la presente invención.
Descripción de una realización preferida
La presente invención se refiere a un sistema de afinación de aleaciones de cobre que, por su particular disposición, permite aportar notables ventajas al estado de la técnica.
Tal y como se muestra esquemáticamente en la figura 1, el sistema de afinación de aleaciones de cobre comprende un horno vertical 1, un horno oxidador 2, un horno de afinación 3, un horno reductor 4 y un horno de colada 5, que están dispuestos secuencialmente uno a continuación del otro en este orden, y vinculados entre sí para permitir el paso a su través de cobre fundido 12 resultante de una carga de cobre 11, aleación de cobre o chatarra de cobre introducida en el horno vertical 1.
La carga de cobre 11 introducida en el sistema de afinación de aleaciones de cobre de la invención y el cobre fundido 12 resultante de su fusión en el horno vertical 1 sigue, por tanto, un recorrido secuencial atravesando el horno vertical 1, el horno oxidador 2, el horno de afinación 3, el horno reductor 4 y el horno de colada 5 en este orden.
Tal y como se aprecia en la figura 1, el horno vertical 1 se encuentra dispuesto al principio del sistema de afinación de aleaciones de cobre de la invención, y es donde se introduce la carga de cobre 11 que se ha de tratar, y tiene una capacidad de fusión de dicha carga de cobre 11 introducida para su transformación en cobre líquido 12. En la figura 2 se representa una posible disposición del horno vertical 1, con una introducción de la carga de cobre 11 por su parte superior, y una salida en continuo de cobre líquido 12 resultante de su fusión y escoria 13 por un lateral inferior.
A continuación, el cobre líquido 12 procedente de la misma carga de cobre 11 fundido pasa al horno oxidador2, que está habilitado para un intercambio de oxígeno con el cobre líquido 12 fundido procedente del horno vertical 1. Seguidamente, el cobre líquido 12 pasa al horno de afinación 3, que está a su vez habilitado para añadir aditivos al cobre líquido 12 procedente del horno oxidador 2.
Posteriormente, el cobre líquido 12 pasa al horno reductor 4, que está habilitado para reducir el cobre líquido 12 procedente del horno de afinación 3.
Finalmente, el cobre líquido 12 pasa al horno de colada 5, que está habilitado para recibir el cobre líquido 12 procedente del horno reductor 4, y su entrega en continuo.
El sistema de afinación de aleaciones de cobre de la invención propuesta tiene, además, una serie de particularidades.
Por una parte, el horno oxidador 2, el horno de afinación 3 y el horno reductor 4 tienen una misma capacidad volumétrica.
Además, dicha misma capacidad volumétrica del horno oxidador 2, del horno de afinación 3 y del horno reductor 4 es seis veces superior a la capacidad volumétrica del horno vertical 1 y, simultáneamente, es dos veces superior a la capacidad volumétrica del horno de colada 5. Por tanto, la capacidad volumétrica del horno de colada 5 es tres veces superior a la del horno vertical 1.
Por otra parte, tal y como se aprecia esquemáticamente en la figura 3, el horno oxidador 2 tiene una disposición donde resulta una relación entre la superficie libre S de la carga de cobre líquido 12 fundido y la altura A de la misma carga de cobre líquido 12 fundido igual a ocho, es decir, S(m2)/A(m) = 8, utilizando obviamente unidades coherentes de superficie y altura, en este caso metros.
Este detalle del horno oxidador 2 aporta la ventaja de suponer una gran capacidad de intercambio de oxígeno con cobre, así como una superficie suficiente para el intercambio del cobre con los fundentes. El horno oxidador 2 también puede incorporar una inyección de oxígeno por lanzas o tapones porosos para permitir un buen escoriado. Igualmente, según se aprecia esquemáticamente en la figura 4, el horno de afinación 3 tiene una disposición donde resulta una relación entre la superficie libre S del cobre líquido 12 y la altura A de la misma carga de cobre líquido 12 superior a quince, es decir, S(m2)/A(m)>15, utilizando obviamente unidades coherentes de superficie y altura, en este caso metros.
Este detalle del horno de afinación 3 aporta la ventaja de una gran capacidad de intercambio superficial, con poca altura de cobre líquido 12 y gran sección, con gran facilidad de escoriado y gran movimiento del cobre a través de tapones porosos, permitiendo la carga de aditivos y un buen escoriado automático.
Asimismo, también se aprecia en la figura 5, que el horno reductor 4 tiene una disposición donde resulta una relación entre la superficie libre S del cobre líquido 12 fundido y la altura A de la misma carga de cobre fundido igual a dos, es decir, S(m2)/A(m) = 2, utilizando obviamente unidades coherentes de superficie y altura, en este caso metros. Este detalle del horno reductor 4 supone la ventaja de una gran capacidad de intercambio de reducción, con una gran altura de cobre líquido 12 y poca sección. El horno reductor 4 también puede presentar una inyección de agente reductor mediante lanzas o tapones porosos.
El sistema de afinación de aleaciones de cobre de la presente invención previene de los inconvenientes de los procesos pirometalúrgicos conocidos en el estado de la técnica, y permite un funcionamiento y fundición continúa denominada por parte del propio solicitante fundidora circular de cobre (CCS,Circular Copper Smelter),y permite procesar cobre circular de todo tipo con un mínimo de cobre contenido del 94 %, incorporando las ventajas y eliminando las limitaciones de los procesos actuales conocidos en el estado de la técnica (reverbero y "Cosmelt Process").
El sistema de afinación de aleaciones de cobre de la presente invención optimiza cada horno en función de la fase que es necesaria para la purificación del cobre circular, obteniendo así un mayor rendimiento energético y una mayor eficiencia en cada proceso de afinación del cobre.
En la figura 2 se puede apreciar en mayor detalle el horno vertical 1, en donde se aprecia la carga de cobre 11 a tratar en su parte superior, y una salida de cobre líquido 12 y escoria 13 por un lateral inferior. Los mecheros de combustión 14 están desplazados hacia atrás y permitiendo generar una balsa de cobre líquido 12 que facilita el traslado y salida de la escoria 13 hacia el horno de oxidador 2.
En el caso por ejemplo de desear afinar en continuo X toneladas/hora de reciclado de cobre en el sistema de afinación de aleaciones de cobre de la invención, la capacidad de tratamiento de fusión del horno vertical 1 será entonces de X toneladas/hora.
Por lo tanto, y de acuerdo con el detalle referido anteriormente de que la capacidad volumétrica del horno oxidador 2, del horno de afinación 3 y del horno reductor 4 es seis veces superior a la capacidad volumétrica del horno vertical 1, la capacidad de tratamiento del horno oxidador 2 es 6X, considerando a X como la capacidad de tratamiento en continuo en toneladas/hora de afinar reciclado de cobre por el horno vertical 1. El horno oxidador 2 recibe en continuo el cobre líquido 12 desde el horno vertical 1, y se vacía y entrega el cobre líquido 12 al horno de afinación 3 cada seis horas.
A continuación, el horno de afinación 3, también con capacidad de tratamiento de 6X, tras recibir la carga de cobre líquido 12 desde el horno oxidador 2, sufre un vaciado del cobre líquido 12 hacia el horno reductor 4 cada seis horas.
La capacidad de tratamiento del horno reductor 4 también es igualmente de 6X, recibiendo cobre líquido 12 desde el horno de afinación 3 cada seis horas.
Sin embargo, teniendo en cuenta que la capacidad volumétrica del horno de colada 5 es la mitad que la del horno reductor 4, el horno de colada 5 tiene una capacidad de tratamiento de 3X.
Por lo tanto, el horno reductor 4 descarga el cobre líquido 12 al horno de colada 5 cada tres horas, y el cobre líquido 12 sale posteriormente del horno de colada 5 de forma continua.
Es decir, el horno vertical 1 y el horno de espera y colada 5 están dispuestos para un funcionamiento y una transferencia del cobre líquido 12 en continuo, mientras que el horno de oxidación 2, el horno de afinación 3 y el horno reductor 4 están dispuestos para un llenado y vaciado discontinuos.
La invención también incluye un procedimiento de afinación de aleaciones de cobre. En una realización, dicho procedimiento de la invención puede ser también llevado a cabo mediante el uso del sistema de afinación de aleaciones de cobre descrito anteriormente y también incluido en la invención.
El procedimiento de afinación de aleaciones de cobre incluido en la invención comprende las siguientes etapas sucesivas, tal y como se representa esquemáticamente en la figura 6:
a. Fusión 100 de una carga de cobre 11 y su transformación en cobre líquido 12,
b. Oxidación 101 del cobre líquido 12,
c. Afinación 102 del cobre líquido 12,
d. Reducción 103 del cobre líquido 12,
e. Colada 104 del cobre líquido 12.
El dicho procedimiento de afinación de aleaciones de cobre, la fusión 100, la oxidación 101, la afinación 102, la reducción 103 y la colada 104 tienen lugar respectivamente en un horno vertical 1, un horno oxidador 2, un horno de afinación 3, un reductor 4 y un horno de colada 5, en donde el horno oxidador 2, el horno de afinación 3 y el horno reductor 4 tienen una misma capacidad volumétrica, que es seis veces superior a la capacidad volumétrica del horno vertical 1 y dos veces superior a la capacidad volumétrica del horno de colada 5.
También en dicho procedimiento de afinación de aleaciones de cobre, el horno oxidador 2 donde tiene lugar la oxidación 101 tiene una disposición donde resulta una relación entre la superficie (S) libre del cobre fundido 12 y la altura (A) del mismo cobre fundido 12 igual a ocho.
También en el mismo procedimiento de afinación de aleaciones de cobre, el horno de afinación 3, donde tiene lugar la afinación 103, tiene una disposición donde resulta una relación entre la superficie (S) libre del cobre fundido 12 y la altura (A) del mismo cobre fundido 12 superior a quince.
También en el mismo procedimiento de afinación de aleaciones de cobre, la reducción 104 tiene lugar en un horno reductor 4 que tiene una disposición donde resulta una relación entre la superficie (S) libre del cobre fundido 12 y la altura (A) del mismo cobre fundido 12 igual a dos.
En este procedimiento de afinación de aleaciones de cobre de la invención, la fusión 100, la oxidación 101, la afinación 102, la reducción 103 y la colada 104 tienen lugar respectivamente en un horno vertical 1, un horno oxidador 2, un horno de afinación 3, un reductor 4 y un horno de colada 5, en donde la capacidad de tratamiento en toneladas por hora del horno oxidador 2, del horno de afinación 3 y del horno reductor 4 es la misma y seis veces superior a la capacidad de tratamiento en toneladas por hora del horno vertical 1 y dos veces superior a la capacidad de tratamiento en toneladas por hora del horno de colada 5.
Además, en el procedimiento de afinación de aleaciones de cobre de la invención, el horno vertical 1 descarga el cobre líquido 12 en el horno oxidador 2 en continuo, el horno oxidador 2 descarga el cobre líquido 12 en el horno de afinación 3 cada seis horas, el horno de afinación 3 descarga el cobre líquido 12 en el horno reductor 4 cada seis horas, el horno reductor 4 descarga el cobre líquido 12 en el horno de colada 5 cada tres horas, y el horno de colada 5 entrega el cobre líquido 12 en continuo.
El procedimiento de afinación de aleaciones de cobre de la invención también se puede llevar a cabo en el sistema de afinación de aleaciones de cobre también incluido en la misma invención.

Claims (16)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de afinación de aleaciones de cobre, caracterizado por que comprende un horno vertical (1), un horno oxidador (2), un horno de afinación (3), un horno reductor (4) y un horno de colada (5) que están dispuestos secuencialmente uno a continuación del otro en este orden y vinculados entre sí para permitir el paso a su través de cobre fundido (12) resultante de una carga de cobre (11) o una carga de aleación de cobre introducida en el horno vertical (1); en donde el horno vertical (1) tiene una capacidad de fusión de la carga de cobre (11) introducida, en donde el horno oxidador (2) está habilitado para un intercambio de oxígeno con el cobre fundido (12) procedente del horno vertical (1), en donde el horno de afinación (3) está habilitado para añadir aditivos al cobre fundido (12) procedente del horno oxidador (2), en donde el horno reductor (4) está habilitado para reducir el cobre fundido (12) procedente del horno de afinación (3), en donde el horno de colada (5) está habilitado para recibir el cobre fundido (12) procedente del horno reductor (4); en donde el horno oxidador (2), el horno de afinación (3) y el horno reductor (4) tienen una misma capacidad volumétrica, que es seis veces superior a la capacidad volumétrica del horno vertical (1) y dos veces superior a la capacidad volumétrica del horno de colada (5).
2. El sistema de afinación de aleaciones de cobre según la reivindicación 1, en donde el horno vertical (1) y el horno de colada (5) tienen capacidad de salida en continuo del cobre fundido (12), y el horno oxidador (2), el horno de afinación (3) y el horno reductor (4) están previstos para su llenado y vaciado en discontinuo.
3. El sistema de afinación de aleaciones de cobre según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el horno oxidador (2) tiene una disposición donde este horno oxidador (2) está configurado para trabajar con una relación entre la superficie (S) libre del cobre fundido (12) y la altura (A) del mismo cobre fundido (12) igual a ocho.
4. El sistema de afinación de aleaciones de cobre según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el horno de afinación (3) tiene una disposición donde este horno de afinación (3) está configurado para trabajar con una relación entre la superficie (S) libre del cobre fundido (12) y la altura (A) del mismo cobre fundido (12) superior a quince.
5. El sistema de afinación de aleaciones de cobre según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el horno reductor (4) tiene una disposición donde este horno reductor (4) está configurado para trabajar con una relación entre la superficie (S) libre del cobre fundido (12) y la altura (A) del mismo cobre fundido (12) igual a dos.
6. El sistema de afinación de aleaciones de cobre según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el horno vertical (1) está configurado para admitir la introducción de la carga de cobre (11) por su parte superior, y la salida por un lateral inferior de cobre líquido (12) y escoria (13) resultantes de la fusión de la carga de cobre (11).
7. El sistema de afinación de aleaciones de cobre según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el horno oxidador (2) incorpora una inyección de oxígeno mediante lanzas o tapones porosos.
8. El sistema de afinación de aleaciones de cobre según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el horno de afinación (3) incorpora tapones porosos.
9. El sistema de afinación de aleaciones de cobre según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el horno reductor (4) incorpora una inyección de agente reductor mediante lanzas o tapones porosos.
10. Un procedimiento de afinación de aleaciones de cobre, caracterizado por que comprende las siguientes etapas sucesivas:
a. Fusión (100) de una carga de cobre (11) y su transformación en cobre líquido (12),
b. Oxidación (101) del cobre líquido (12),
c. Afinación (102) del cobre líquido (12),
d. Reducción (103) del cobre líquido (12),
e. Colada (104) del cobre líquido (12);
en donde la fusión (100), la oxidación (101), la afinación (102), la reducción (103) y la colada (104) tienen lugar respectivamente en un horno vertical (1), un horno oxidador (2), un horno de afinación (3), un reductor (4) y un horno de colada (5), en donde el horno oxidador (2), el horno de afinación (3) y el horno reductor (4) tienen una misma capacidad volumétrica, que es seis veces superior a la capacidad volumétrica del horno vertical (1) y dos veces superior a la capacidad volumétrica del horno de colada (5).
11. El procedimiento de afinación de aleaciones de cobre según la reivindicación 10, en donde la oxidación (101) tiene lugar en un horno oxidador (2) tiene una disposición donde resulta una relación entre la superficie (S) libre del cobre fundido (12) y la altura (A) del mismo cobre fundido (12) igual a ocho.
12. El procedimiento de afinación de aleaciones de cobre según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 11, en donde la afinación (103) tiene lugar en un horno de afinación (3) que tiene una disposición donde resulta una relación entre la superficie (S) libre del cobre fundido (12) y la altura (A) del mismo cobre fundido (12) superior a quince.
13. El procedimiento de afinación de aleaciones de cobre según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en donde la reducción (104) tiene lugar en un horno reductor (4) que tiene una disposición donde resulta una relación entre la superficie (S) libre del cobre fundido (12) y la altura (A) del mismo cobre fundido (12) igual a dos.
14. El procedimiento de afinación de aleaciones de cobre según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, en donde en donde la fusión (100), la oxidación (101), la afinación (102), la reducción (103) y la colada (104) tienen lugar respectivamente en un horno vertical (1), un horno oxidador (2), un horno de afinación (3), un reductor (4) y un horno de colada (5), en donde la capacidad de tratamiento en toneladas por hora del horno oxidador (2), del horno de afinación (3) y del horno reductor (4) es la misma y seis veces superior a la capacidad de tratamiento en toneladas por hora del horno vertical (1) y dos veces superior a la capacidad de tratamiento en toneladas por hora del horno de colada (5).
15. El procedimiento de afinación de aleaciones de cobre según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, en donde el horno vertical (1) descarga el cobre líquido (12) en el horno oxidador (2) en continuo, en donde el horno oxidador (2) descarga el cobre líquido (12) en el horno de afinación (3) cada seis horas, en donde el horno de afinación (3) descarga el cobre líquido (12) en el horno reductor (4) cada seis horas, en donde el horno reductor (4) descarga el cobre líquido (12) en el horno de colada (5) cada tres horas, y en donde el horno de colada (5) entrega el cobre líquido (12) en continuo.
16. El procedimiento de afinación de aleaciones de cobre según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 15, que se lleva a cabo mediante un sistema de afinación de aleaciones de cobre según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
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