VERFAHREN ZUM EINSCHMELZEN VON NE-METALLEN IN EINEM GASBEFEUERTEN SCHACHTOFEN UND SCHACHTOFENANLAGE ZUR DURCHFÜHRUNG DES VERFAHRENS

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einschmelzen von NE-Metallen, insbesondere Kupferkathoden und Kupferschrotte, in einem gasbefeuerten Schachtofen, wobei das einzuschmelzende NE-Metall im Kopfbereich des Schachtofens zugeführt, infolge Schwerkraft nach unten sinkt und mittels mehrerer gasbetriebener Brenner aufgeschmolzen wird. Die Erfindung betrifft ferner eine geeignete Schachtofenanlage zur Durchführung des Verfahrens.

[0002] Ein heute noch in der Praxis zum Einsatz kommender Schachtofen ist aus der US 3 199 977 A und der US 3 366 465 A bekannt. Der Ofen besteht aus einem vertikal angeordneten Ofenschacht mit kreisrundem Querschnitt. Am unteren Ende befindet sich ein flacher, zur Abstichöffnung hin geneigter Boden (Gefälle ca. 16%). Am oberen Ende sitzt eine Abgashaube auf der Ofenöffnung, über die die Ofenabgase abgeführt werden. Die Abgashaube hat eine große Öffnung, durch die Kupfer-Kathoden und Kupferschrott dem Schachtofen zugeführt werden.

[0003] Im unteren Teil des Ofenschachtes verengt sich der Schachtquerschnitt konisch kontinuierlich auf etwa 80% der Querschnittsfläche im oberen Bereich.

[0004] In der Ofenmantelfläche befinden sich in ringförmiger Anordnung acht oder neun Erdgas-Luft-Brenner, die auf einer Höhe liegen. Je nach Ofengröße sind drei oder vier derartiger Brenner-Ringe in unterschiedlichen Höhen (vom Boden aus betrachtet) beabstandet zueinander angeordnet. Der letzte Brennerring ist in einem Fall, z.B. in einer Höhe angeordnet, die 36% der Gesamthöhe beträgt. Auch der vorletzte Brennerring ist oberhalb der konischen Verjüngung, im zylindrischen Teil des Ofenschachtes angebracht,

[0005] Aus der DE 692 30 152 T2 ist eine Verfahrensweise bekannt, mit der die Beheizung des vorgenannten Schachtofens so gesteuert werden kann, dass eine Kupferschmelze entsteht, die nur geringe Mengen an Sauerstoff, Wasserstoff und Schwefel enthält.

[0006] Hierzu wird jeder Brenner mit einem Erdgas-Luft-Gemisch versorgt, das kontinuierlich analysiert wird. Das Analyseergebnis ist ein CO-Wert, der mit einem Sollwert verglichen und dann dazu benutzt wird, das Verhältnis von Erdgas und Luft so zu verändern, dass die Brennerflamme reduzierend eingestellt ist.

[0007] Der Nachteil dieses Ofens besteht darin, dass der feuerungstechnische Wirkungsgrad gering ist. Im praktischen Betrieb (Aufheizen, Anheizen, schlechtere Auslastung) werden nur Werte von knapp über 40% erreicht. Die Betriebkosten dieses Schachtofens sind sehr hoch. Außerdem fällt verfahrensbedingt ein relativ hoher Anteil an CO₂ pro Tonne Kupferschmelze an, wodurch die Umwelt belastet wird.

[0008] Bekannt ist auch ein Schachtschmelzofen (DE 3 603 251 A1) zum Schmelzen von Aluminium oder Aluminiumlegierungen, der aus einem zylindrischen Schacht und einem Ofenherd, der konkav und steil abfallend ausgebildet ist, sowie einem Auslasstrog besteht. Herd und Auslasstrog verlaufen gegen die Absticheinrichtung nach unten geneigt.

[0009] Die Brenner zum Beheizen des Schmelzgutes sind im Herd und im Schacht in verschiedenen Höhen angeordnet. Die Austrittsöffnungen der Brenner sind so gewählt, dass deren Achsen abwärts geneigt verlaufen, um zu verhindern, dass Metalltröpfchen an die gegenüberliegende Wandung bzw. die Brenneröffnung gelangen können. Der Auslasstrog muss mit einem separaten Brenner heiß gehalten werden. Das heiße Metall soll dadurch so schnell wie möglich in Richtung Austritt fließen.

[0010] Im Falle von Kupfer würde sich dies als Nachteil erweisen, weil die Überhitzung (Temperaturdifferenz zwischen Flüssigmetall und Schmelztemperatur) des Metalls sehr gering bleibt.

[0011] Dieser Ofen ist daher zum Schmelzen von Kupfer ungeeignet.

[0012] Da die Schmelztemperatur von Kupfer höher liegt als die von Aluminium, wären auch geringere Wirkungsgrade zu erwarten.

[0013] In der US 3,715,203 A1 wird ein Verfahren zum Schmelzen und Raffinieren von Kupfer und ein Vertikalofen offenbart, welcher sich nach oben und unten hin jeweils verjüngt, wobei oberhalb eines Ofenniveaus durch denselben Kamin sowohl die Abgase aufsteigen als auch die kontinuierliche Beschickung des Ofens mit Kupferstücken erfolgt.

[0014] Die CA 955 399 A1 beschreibt einen Metallschmelzofen mit einer oberen Kaminzone zum Ablassen von Gas, einer Vorheizzone und einer Brennerzone, wobei die Querschnittsfläche der Brennerzone größer als die Querschnittsfläche der Vorheizzone ist und über letztere dem Ofen bereits schmelzendes Material zugeführt wird.

[0015] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Einschmelzen von NE-Metallen in einem gasbefeuerten Schachtofen zu schaffen, das sich im Vergleich zu den bekannten Verfahren durch einen höheren Wirkungsgrad auszeichnet und zu geringeren Umweltbelastungen führt. Ferner soll eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Schachtofenanlage geschaffen werden.

[0016] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Einschmelzen von NE-Metallen, insbesondere Kupferkathoden und Kupferschrotte, in einem gasbefeuerten Schachtofen, wobei das einzuschmelzende NE-Metall im Kopfbereich des Schachtofens zugeführt, in einem zylindrischen Ofenabschnitt vorgewärmt, in einer sich daran anschließenden Zone mittels mehrerer betriebener Brenner zu Flüssigmetall aufgeschmolzen und das Flüssigmetall aus der Austragsöffnung 19 ausgetragen wird, wobei das einzuschmelzende NE-Metall im Bereich des zylindrischen Ofenabschnittes unter Zuführung von in einer Ebene ringförmig in gleichen radialen Abständen zueinander, an einer Schnittstelle zwischen einer Vorwärmzone und einer Schmelzzone angeordneten Brennern einer ersten Brenneranordnung erzeugter und durch aufsteigende Abgase abgegebener Wärmeenergie aufgeheizt und nachfolgend in der Schmelzzone über in einer Ebene, gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Brenner einer zweiten Brenneranordnung die zum Schmelzen erforderliche Wärmeenergie zugeführt wird, wobei durch die sich an der Schnittstelle an die Vorwärmzone anschließenden Schmelzzone mit in Richtung Ofensohle und Austragsöffnung folgender Verjüngung ein gezieltes Einschmelzen in Richtung Austragsöffnung erfolgt, wobei das Flüssigmetall im Bereich der Ofensohle als Gerinne in Richtung Austragsöffnung abfließt und im Bereich des oberen Wandabschnittes über mindestens einen Brenner einer dritten Brenneranordnung Wärmeenergie eingeleitet wird, um einen sicheren kontinuierlichen Abfluss des Flüssigmetalls aus der Austragsöffnung zu gewährleisten, durch eine Schachtofenquerschnittserweiterung an der Schnittstelle zwischen Vorwärmzone und Schmelzzone eine gleichmäßig konstante Strömung der Abgase in dem zylindrischen Ofenabschnitt erfolgt, wobei eine Abgastemperatur der zur Vorwärmung genutzten Abgase in einer Abgasleitung gemessen und die gemessene Abgastemperatur als Leitgröße zum Steuern und Regeln von Prozessparametern des Schachtofenschmelzbetriebes verwendet wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche.

[0017] Gemäß der vorgeschlagenen Verfahrensweise gelangt das einzuschmelzende Metall (Vorlaufmaterial) zuerst in eine vertikale zylindrische Vorwärmzone. Über eine erste Anordnung von Brennern, die an der Phasengrenze zwischen Vorwärmzone und Schmelzzone im Schachtofen ringförmig in gleichen radialen Abständen zueinander eingebaut sind, sowie durch die durch aufsteigende, heiße Abgase abgegebene Wärmeenergie wird das Vorlaufmaterial aufgeheizt. Die Aufheizung wird so gesteuert, dass das Vorlaufmaterial gleichmäßig aufgeheizt wird, bis auf einen Temperaturbereich nahe der Schmelztemperatur, die im unteren Austrittsbereich der Vorwärmzone erreicht wird. In axialer Richtung des Schmelzofens besteht ein Temperaturgefälle. Die Regulierung der Wärmezufuhr in den Schachtofen wird so abgestimmt, dass in der Vorwärmzone noch kein Schmelzvorgang stattfindet.

[0018] Das weiter nach unten sinkende heiße Vorlaufmaterial wird in der nachfolgenden Schmelzzone vollständig zu Flüssigmetall aufgeschmolzen.

[0019] Der hierzu erforderliche Wärmeeintrag erfolgt über eine zweite Brenneranordnung, wobei die Brenner in einer Ebene gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind, vorzugsweise in einem radialen Versatz zu den Brennern der ersten Anordnung.

[0020] Die Schmelzzone unterscheidet sich in ihrer Ofengeometrie deutlich von der Vorwärmzone. An der Phasengrenze zwischen Vorwärm- und Schmelzzone erfolgt eine Schachtofenquerschnittserweiterung mit anschließender kontinuierlicher Querschnittsverengung des Ofeninnenraumes in Richtung Austragsöffnung. Beispielsweise entspricht die Geometrie des Ofeninnenraumes der Schmelzzone der äußeren Form eines Obelisk.

[0021] Diese spezielle Gestaltung des Ofeninnenraumes in Verbindung mit der gezielten Wärmezuführung ermöglicht ein gezieltes Einschmelzen in Richtung Flüssigmetallaustrag. Im Bereich der Ofensohle fließt das Flüssigmetall als Gerinne in Richtung Austragsöffnung ab.

[0022] Im Bereich der Austragsöffnung wird über eine dritte Brenneranordnung, die aus einem Brenner bestehen kann, ebenfalls Wärmeenergie zugeführt. Diese Maßnahme gewährleistet einen sicheren kontinuierlichen Austrag des Flüssigmetalls aus der Austragsöffnung und eine gegebene Flüssigmetallüberhitzung.

[0023] Während des Betriebes des Schachtofens wird die Temperatur der Abgase am Ofenkopf gemessen und durch Steuerung der Ofenleistung (Schmelzleistung) und/oder durch Veränderung der thermischen Leistung der Brenner so geregelt, dass diese kleiner, höchstens 600 °C wird. Bei bekannten Schachtöfen zum Schmelzen von Kupferschrott liegen die Abgastemperaturen am Kopf des Schachtofens bei über 1000 °C.

[0024] Die erfindungsgemäßen Maßnahmen zur Reduzierung der Abgastemperatur sind für eine wirtschaftliche Betriebsweise von entscheidender Bedeutung. Die spezielle Ofengeometrie wirkt sich vorteilhaft auf eine Absenkung der Abgastemperatur aus, ohne nachteilige Auswirkungen auf die Schmelzleistung. Die Ofengeometrie sorgt für eine gleichmäßig konstante Strömung des Abgases im Ofenschacht. Die vorgeschlagene Verfahrensweise ermöglicht die Erzielung feuerungstechnischer Wirkungsgrade ηf von ca. 0.70. Der Verbrauch an Brenn- bzw. Erdgas, um eine Tonne Kupferschrott zu schmelzen, lässt sich somit in Abhängigkeit der jeweils gewählten Schmelzleistung um ca. 20 bis 25% verringern.

[0025] Die Zuführung von Wärmeenergie in die Vorwärmzone und Schmelzzone kann separat (getrennte Heizzonen) voneinander geregelt werden. Dadurch kann die Feuerungsleistung gezielt auf die Qualität und Beschaffenheit des Vorlaufmaterials abgestimmt werden. Die am Schachtofenkopf gemessene Abgastemperatur wird als Leitgröße zur Steuerung und Regelung der Prozessparameter (des Schachtofenschmelzbetriebes) verwendet, durch Verknüpfung der Feuerungsleistungsregelung je Heizzone, der Steuerung des Beschickungspegelstandes sowie der Steuerung der mechanischen Abgasableitung. Wie bereits erwähnt, wird die Temperatur der zur Vorwärmung genutzten Abgase in der Abgasleitung gemessen und auf einen Wert von kleiner/gleich 600 °C eingestellt.

[0026] Der Ofenraumdruck im Kopfbereich des Schachtofens kann durch Veränderung der Förderleistung zur Abgasabsaugung auf einen Wert < Nullniveau eingeregelt werden.

[0027] Über die in der Vorwärmzone vorgesehene erste Anordnung an Brennern können 40 bis 50% und über die in der Schmelzzone vorgesehene zweite und dritte Anordnung an Brennern 50 bis 60% der Gesamtfeuerungsleistung zugeführt werden.

[0028] Die Ofenabgase werden abgesaugt und einer Abgasnachbehandlung unterzogen. Entsprechend der Betriebsweise kann die Abwärme der anfallenden Abgase primär oder sekundär genutzt werden.

[0029] Insbesondere zum sauerstoffarmen Einschmeizen von Kupfer wird die Gasbefeuerung aller Brenner über eine Gas/Luft/Verhältnisregelung vorgenommen.

[0030] Eine geeignete Schachtofenanlage zum Einschmelzen von NE-Metallen, insbesondere Kupferkathoden und Kupferschrotte, ist durch folgende Merkmale charakterisiert:

a) einer unterhalb der Beschickungsöffnung vertikal angeordneten Vorwärmzone mit einem zylindrischen Ofeninnenraum, dessen Ofenvolumen 60 bis 80% des Gesamtvolumens des Schachtofens beträgt,

b) einer sich an die Vorwärmzone anschließenden Schmelzzone, die eine Schachtofenquerschnittserweiterung mit einer Verjüngung in Richtung Flüssigmetallaustragsöffnung besitzt, wobei die Schmelzzone durch eine in Fließrichtung leicht geneigt angeordnete ebene Ofensohle, an deren Ende sich die Austragsöffnung befindet, begrenzt ist,

c) einer ersten Anordnung gasbefeuerter Brenner, die an der Phasengrenze zwischen Vorwärmzone und Schmelzzone in der zylindrischen Wandung in einer Ebene ringförmig angeordnet ist und

d) einer zweiten Anordnung gasbefeuerter Brenner, die im unteren Bereich der Schmelzzone In der Wandung in einer Ebene angeordnet Ist,

e) in dem gegenüberliegend zur Ofensohle angeordneten Wandabschnitt eine dritte Anordnung mit mindestens einem gasbefeuerter Brenner vorgesehen ist, wobei

die vertikale Achse der Brenner in Richtung vertikaler Mittelachse Schachtofen geneigt ist, und

f) einer Messeinrichtung für die Abgastemperatur sowie einer computergestützten Steuer-und Regeleinheit mindestens zur Veränderung der Vorlaufmaterialmenge und/oder Feuerleistung der Brenner der ersten und/oder zweiten Brenneranordnung,
wobei die Schachtofenanlage eine Schachtofenquerschnittserweiterung an der Schnittstelle zwischen der Vorwärmzone und der Schmelzzone aufweist, sodass eine gleichmäßig konstante Strömung von Abgasen im zylindrischen Ofeninnenraum erreichbar ist, und die gemessene Abgastemperatur in einer Abgasleitung als Leitgröße zum Steuern und Regeln von Prozessparametern für eine gesamte Prozesssteuerung der Schachtofenanlage verwendbar ist.

[0031] Die Höhe bzw. Länge der Vorwärmzone beträgt ca. 4D bis 6D, wobei D der lichte Innendurchmesser des Ofenschachtes ist.

[0032] Die Höhe der Schmelzzone, bezogen auf die Mittelachse des Schachtofens liegt im Bereich von ca. 1D bis 1,5D.

[0033] Die Länge der Ofensohle ab Mittelachse Schachtofen beträgt ca. 1,07D bis 1,2D.

[0034] Die in der Wandung der Vorwärmzone angeordneten Brenner sind in Achsrichtung in einem Winkel von ca. 8 bis 15° nach unten geneigt angeordnet.

[0035] Die in der Wandung von Vorwärmzone und Schmelzzone angeordneten Brenner sind als erste Anordnung und zweite Anordnung in ihren Ebenen zueinander radial versetzt.

[0036] Die Beschickungsöffnung ist verschließbar und am Kopf des Schachtofens ist eine unter Saugkraft stehende Abgasleitung mit einer Temperaturmesseinrichtung vorgesehen.

[0037] Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1

eine erfindungsgemäße Schachtschmelzofenanlage in vereinfachter schematischer Darstellung, als Längsschnitt,

Fig. 2

den mittleren und unteren Teil des Schachtschmelzofens gemäß Fig. 1 in perspektivischer Darstellung,

Fig. 3

den unteren Teil des Schachtschmelzofens gemäß Fig. 1 als Längsschnitt,

Fig. 4

einen Schnitt gemäß der Linie B-B in Fig. 3,

Fig. 5

einen Schnitt gemäß der Linie A-A in Fig. 3 und

Fig. 6

die Einzelheit X in Fig. 4 als Längsschnitt.

[0038] Die in Fig. 1 gezeigte Schachtschmelzofenanlage besteht aus einem gasbeheizten Schachtofen 1 und einem Schachtofen-Oberteil 2 mit einer Beschickungsschleuse 3 und einem Schacht 4 zur Zuführung von einzuschmelzendem Material, wie Kupferkathoden und Kupferschrott, sowie einer Abgasleitung bzw. Abgaskanal 5. In die Abgasleitung 5 sind eine Notesse 6 und ein Saugzug 7 eingebunden. Außerdem ist in der Wandung der Abgasleitung ein Temperaturfühler 8 installiert, mit dem die Abgastemperatur gemessen wird. Die gemessenen Werte werden an eine computergestützte, nicht weiter gezeigte Steuer- und Regeleinheit übermittelt, auf die nachfolgend noch kurz eingegangen wird.

[0039] Zur Beschickungsschleuse 3 gehört mindestens ein Schleusentor 9 mit Schieber 9a. Über das Schleusentor 9 wird die Öffnung des Beschickungsschachtes 4 verschlossen.

[0040] Der Schachtofen 1 besteht aus einem vertikal angeordneten, zylindrischen Ofenschacht 10a, als Vorwärmzone 10, an den sich ein Abschnitt 11a anschließt, der die Schmelzzone 11 bildet. Der Innenraum der Vorwärmzone 10 Ist zylindrisch. Der Innenraum der Schmelzzone 11 hat eine sich stetig nach unten, in Richtung Ofensohle 18, vergrößernde Erweiterung, die z.B. die Form eines Obelisken hat. Der Ofeninnenraum verjüngt sich in der Flüssigmetallzone in Richtung Flüssigmetallaustrag 19.

[0041] Die Höhe eines Schachtofens 1 beträgt in etwa das 5 bis 7,5-fache des Innendurchmessers D. Die Höhe bzw. Länge der Vorwärmzone beträgt 4D bis 6D, wobei D der lichte Innendurchmesser des Ofenschachtes Ist und z.B. 1,5 bis 2 m beträgt.

[0042] Das Ofenvolumen der Vorwärmzone beträgt ca. 80 bis 90% des Gesamtofenvolumens. Die Vorwärmzone 10 ist ausschließlich als zylindrischer Raum mit konstantem Innendurchmesser D ausgeführt.

[0043] An der Phasengrenze zwischen Vorwärmzone 10 und Schmelzzone 11 befindet sich eine erste ringförmige Brenneranordnung 12, die aus neun gasbetriebenen Brennem 13 besteht, die in gleichen radialen Abständen (jeweils 40°) zueinander in einer Ebene angeordnet sind, wie in den Figuren 1 bis 3 zu sehen ist. Wie in Fig. 6 gezeigt, sind die einzelnen Brenner 13 so angeordnet, dass die Brennerachsen leicht nach unten, in Richtung Ofensohle 18 zeigen. In der Zeichnung sind die Brenner 13 nicht detailliert dargestellt, sondern nur die entsprechenden Einsätze zur Aufnahme der Brenner angedeutet.

[0044] Die Schmelzzone 11 beginnt unmittelbar nach der Brenneranordnung 12 und Ist nach unten durch eine ebene Ofensohle 18 begrenzt, die leicht geneigt in Fließrichtung verläuft. Am vorderen, tiefsten Ende der Ofensohle 18 befindet sich die Austragsöffnung 19 für das Flüssigmetall. Die hintere Wand 16 der Schmelzzone ist halbkreisförmig, wie insbesondere in den Figuren 2 und 4 zu sehen ist. Die vordere Wand 14 des Schachtofens 1 geht in den oberen Wandabschnitt 20 über, welcher in etwa parallel zur Ofensohle 18 verläuft. Die sich unten an der hinteren Wand 16 anschließenden Seitenwände 17 verlaufen konisch verjüngt in Richtung Austragsöffnung 19. Die Ofensohle 18 hat z.B. einen tropfenförmigen Querschnitt, wie in Fig. 4 zu sehen.

[0045] Im unteren Bereich der Schmelzzone 11, oberhalb der Ofensohle 18, ist eine zweite Brenneranordnung 21 vorgesehen, bestehend aus zehn Brennern 22. Die Brenner 22 sind in gleichen Abständen zueinander in einer Ebene angeordnet (Figuren 1 bis 3). Die im halbreisförmigen Abschnitt 16 angeordneten Brenner 22 sind in einem radialen Abstand von 36° angeordnet. Bezogen auf die Brenner 13 der ersten Brenneranordnung 12 sind die Brenner 22 um die Hälfte des radialen Abstandes versetzt (Fig. 3). In der zugehörigen Zeichnung sind nur die Brennereinsätze zu sehen.

[0046] Zusätzlich ist in dem oberen Wandabschnitt 20 noch eine dritte Brenneranordnung 23 vorgesehen, die z.B. nur aus einem Brenner 24 besteht. Über diesen Brenner 24 wird im Dauerbetriebszustand dem Bereich in unmittelbarer Nähe der Austragsöffnung 19 so viel Wärmeenergie zugeführt, dass das Flüssigmetall kontinuierlich abfließen kann. Gegebenenfalls kann über diesen Brenner 24 auch eine Überhitzung des Flüssigmetaligerinnes erzeugt werden. Dieser Brenner 24 ist in Richtung zur Mittelachse des Schachtofens 1 geneigt (Fig. 1) und so angeordnet, dass ein möglicher Einlauf von Flüssigmetall weitgehend ausgeschlossen ist.

[0047] Der gezeigte Schachtofen 1 ist insgesamt mit zwanzig Brennern ausgerüstet. Durch die versetzte Anordnung der Brenner 13 und 22 der ersten und zweiten Brenneranordnungen 12 und 21 wird im Betriebszustand eine kontinuierliche Querschnittswärmebelastung erzielt, die sich günstig auf den Schmelzprozess auswirkt.

[0048] Bezogen auf eine Auslegung des gasbeheizten Schachtschmelzofens mit einer Schmelzleistung von 30 t/h (Kupferkathoden und Kupferschrotte) ist von folgenden charakteristischen Ofendaten auszugehen:

• Gesamthöhe des Schachtofens: 5 bis 7,5 fache des lichten Schachtofendurchmessers, bezogen auf Leerrohrgeschwindigkeit im Normzustand,
• Lichter Ofenschachtdurchmesser 1,5 m bis 2 m,
• Anzahl der Brenner 20 Stück (Anordnung wie vorstehend),
• Brennerleistung je Brenner ≤ 450 kW (ohne primäre Abwärmerückführung),
• Brenngas: Erdgas H.

[0049] Nachfolgend wird die Verfahrensweise näher erläutert.

[0050] Die Brenner des Schachtofens 1 werden mit Erdgas H als Brenngas betrieben. Die Parameter dieses Brenngases sind allgemein bekannt. Zur Einhaltung eines sauerstoffarmen Einschmelzens erfolgt die Befeuerung über die Brenner 12, 21 und 24 mit einer Gas-Luft-Verhältnisregelung. Gegebenenfalls kann auch noch eine Verbrennungsluftvorerwärmung erfolgen.

[0051] Das zu schmelzende Vorlaufmaterial (Kupferkathoden, Kupferschrotte) wird aus einer Beschickungsschleuse 3 in den zylindrischen Ofenschacht 4 entsprechend der jeweils geforderten Schmelzleistung abgesenkt.

[0052] In der Vorwärmzone 10 wird das zugeführte Vorlaufmaterial durch die spezifische Feuerungsleistung der ringförmig angeordneten Brenner 13 der ersten Brenneranordnung 12 und der aufsteigenden heißen Abgase auf Temperaturen nahe Schmelzpunkt aufgeheizt. Da die Abgase entsprechende Wärme an das Vorlaufmaterial abgeben, wird deren Temperatur gesenkt. Durch die Absaugung der Abgase (mechanische Abgasableitung) wird im Bereich der Vorwärmzone 10 eine auf den gesamten Ofenquerschnitt bezogene kontinuierliche Abgasumströmung des Vorlaufmaterials erreicht. Gleichzeitig wird somit auch der Ofenrauminnendruck geregelt. Die Regelung ist so vorzunehmen, dass die Nulldruckebene im Bereich der Schnittstelle zwischen Vorwärmzone 10 und Schmelzzone 11 liegt, insbesondere, um Falschluftansaugungen über den Flüssigmetallaustritt zu vermeiden. Verfahrenstechnisch wird somit sichergestellt, dass das Abgas gleichmäßig abströmt und keinen größeren Temperaturschwankungen unterworfen ist.

[0053] Dadurch wird die Abgastemperatur als Leitgröße bzw. wesentlicher Regelparameter für die gesamte Prozessteuerung des Schmelzofens verwendet.

[0054] Die Abgastemperatur wird mittels Temperaturfühler 8 am oberen Ende der Vorwärmzone 10 kontinuierlich gemessen und durch mengenmäßige Veränderung bzgl. der Zuführung von Vorlaufmaterial (Schmelzleistung) und/oder Veränderung der Feuerungsleistung, insbesondere der Brenner 13 an der Phasengrenze zwischen Vorwärmzone 10 und Schmelzzone 11, so eingestellt, dass die tatsächliche Abgastemperatur im Dauerbetrieb möglichst unter und höchstens 600 °C beträgt. Der Vorteil der vergleichsweise niedrigen Abgastemperatur besteht in einer erheblich kostenmindernden Nachbehandlung (Reinigung) des Abgases. Zusätzlich kann das anfallende Abgas noch als Sekundärenergie wirtschaftlich genutzt werden.

[0055] In der Schmelzzone 11 wird das zugeführte vorgewärmte Vorlaufmaterial geschmolzen, die hierzu erforderliche Wärmeenergiezuführung erfolgt über die beiden Gasbrenneranordnungen 12 und 21. Die vorgeschlagene Ofengeometrie, insbesondere die Schachtofenquerschnittserweiterung 15 mit nachfolgender kontinuierlicher Verjüngung durch die Seitenwände 17, sorgt für ein über den Querschnitt kontinuierliches Einschmelzen sowie einer gleichmäßigen und annähernd konstanten Temperaturverteilung im Flüssigmetall. Das zu Flüssigmetall geschmolzene Vorlaufmaterial sammelt sich als Gerinne auf der leicht schräg geneigten Ofensohle 18 und fließt am Ende der Ofensohle über die Austragsöffnung 19 ab.

[0056] Die geometrische Auslegung der Schmelzzone 11 in Verbindung mit der Anordnung der Brenner, insbesondere des Brenners 24, ermöglichen einen kontinuierlichen und konstanten Flüssigmetallaustrag.

[0057] Über die Steuer- und Regeleinheit wird ausgehend von der momentan gemessenen Abgastemperatur die aktuelle Schmelzleistung ermittelt und angezeigt. Auch der aktuelle Verbrauch an Erdgas wird für jeden Brenner gesondert angezeigt sowie als Gesamtverbrauchswert. Liegt die gemessene Abgastemperatur oberhalb von 600 °C, so wird zuerst berechnet, ob eine Korrektur über die Anpassung der Füllhöhe im Schacht erfolgen kann. Ist dies nicht möglich, so muss die Feuerungsleistung angepasst werden.

[0058] Sowohl die Vorwärmzone als auch die Schmelzzone können technologisch unabhängig voneinander geregelt werden.

Ansprüche

1. Verfahren zum Einschmelzen von NE-Metallen, insbesondere Kupferkathoden und Kupferschrotte, in einem gasbefeuerten Schachtofen, wobei das einzuschmelzende NE-Metall im Kopfbereich des Schachtofens (1) zugeführt, in einem zylindrischen Ofenabschnitt (10a) vorgewärmt, in einer sich daran anschließenden Zone mittels mehrerer betriebener Brenner zu Flüssigmetall aufgeschmolzen und das Flüssigmetall aus der Austragsöffnung 19 ausgetragen wird, wobei das einzuschmelzende NE-Metall im Bereich des zylindrischen Ofenabschnittes (10a) unter Zuführung von in einer Ebene ringförmig in gleichen radialen Abständen zueinander, an einer Schnittstelle zwischen einer Vorwärmzone (10) und einer Schmelzzone (11) angeordneten Brennern (13) einer ersten Brenneranordnung (12) erzeugter und durch aufsteigende Abgase abgegebener Wärmeenergie aufgeheizt und nachfolgend in der Schmelzzone (11) über in einer Ebene, gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Brenner (22) einer zweiten Brenneranordnung (21) die zum Schmelzen erforderliche Wärmeenergie zugeführt wird, wobei durch die sich an der Schnittstelle an die Vorwärmzone (10) anschließenden Schmelzzone (11) mit in Richtung Ofensohle (18) und Austragsöffnung (19) folgender Verjüngung ein gezieltes Einschmelzen in Richtung Austragsöffnung (19) erfolgt, wobei das Flüssigmetall im Bereich der Ofensohle (18) als Gerinne in Richtung Austragsöffnung (19) abfließt und im Bereich des oberen Wandabschnittes (20) über mindestens einen Brenner (24) einer dritten Brenneranordnung (23) Wärmeenergie eingeleitet wird, um einen sicheren kontinuierlichen Abfluss des Flüssigmetalls aus der Austragsöffnung (19) zu gewährleisten, durch eine Schachtofenquerschnittserweiterung an der Schnittstelle zwischen Vorwärmzone (10) und Schmelzzone (11) eine gleichmäßig konstante Strömung der Abgase in dem zylindrischen Ofenabschnitt (10a) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abgastemperatur der zur Vorwärmung genutzten Abgase in einer Abgasleitung (5) gemessen und durch Veränderung der Ofenleistung und/oder thermischen Leistung auf einen Wert von ≤ 600 °C eingestellt wird und die gemessene Abgastemperatur als Leitgröße zum Steuern und Regeln von Prozessparametern des Schachtofenschmelzbetriebes verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung von Wärmeenergie in die Vorwärmzone (10) und Schmelzzone (11) und in die Zone des Flüssigmetallaustrages separat voneinander geregelt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass über die in der Vorwärmzone (10) vorgesehenen Brenner (13) der ersten Brenneranordnung (12) 40 bis 50% der Gesamtfeuerungsleistung zugeführt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass über die in der Schmelzzone (11) vorgesehenen Brenner (22, 24) der zweiten und dritten Brenneranordnung (21, 23) 50 bis 60% der Gesamtfeuerungsleistung zugeführt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofenraumdruck im Kopfbereich des Schachtofens (1) durch Veränderung der Förderleistung zur Abgasabsaugung auf einen Wert < Nullniveau eingeregelt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum sauerstoffarmen Einschmelzen von Kupfer die Gasbeheizung aller Brenner (13, 22, 24) über eine Gas/Luft/Verhältnisregelung vorgenommen wird.

7. Schachtofenanlage zum Einschmelzen von NE-Metallen, insbesondere Kupferkathoden und Kupferschrotte, mit folgenden Merkmalen:

a) einer unterhalb einer Beschickungsöffnung (4) vertikal angeordneten Vorwärmzone (10) mit einem zylindrischen Ofeninnenraum, dessen Ofenvolumen 60 bis 80% des Gesamtvolumens des Schachtofens (1) beträgt,

b) einer sich an einer Schnittstelle an die Vorwärmzone (10) anschließenden Schmelzzone (11), die sich in Richtung Austragsöffnung (19) verjüngt, wobei die Schmelzzone (11) durch eine in Fließrichtung leicht geneigt angeordnete ebene Ofensohle (18), an deren unterem Ende sich die Austragsöffnung (19) befindet, begrenzt ist,

c) einer ersten Brenneranordnung (12) mit gasbetriebenen Brennern (13), die an der Schnittstelle zwischen Vorwärmzone (10) und Schmelzzone (11) in der zylindrischen Wandung in einer Ebene ringförmig angeordnet ist,

d) einer zweiten Brenneranordnung (21) mit gasbetriebenen Brennern (22), die im unteren Bereich der Schmelzzone (11) in einer Ebene in der Ofenwandung angeordnet ist,

e) einer dritten Brenneranordnung (23) mit mindestens einem gasbetriebenen Brenner (24), die in dem gegenüberliegend zur Ofensohle (18) angeordneten oberen Wandabschnitt (20) angeordnet ist, wobei die vertikale Achse der Brenner (24) in Richtung zur vertikalen Mittelachse (X) des Schachtofens (1) geneigt ist, und

f) einer Messeinrichtung für die Abgastemperatur sowie einer computergestützten Steuer-und Regeleinheit mindestens zur Veränderung der Vorlaufmaterialmenge und/oder Feuerleistung der Brenner der ersten und/oder zweiten Brenneranordnung (12, 21),
wobei die Schachtofenanlage eine Schachtofenquerschnittserweiterung (15) an der Schnittstelle zwischen der Vorwärmzone (10) und der Schmelzzone (11) aufweist, sodass eine gleichmäßig konstante Strömung von Abgasen im zylindrischen Ofeninnenraum erreichbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessene Abgastemperatur in einer Abgasleitung (5) als Leitgröße zum Steuern und Regeln von Prozessparametern für eine gesamte Prozesssteuerung der Schachtofenanlage verwendbar ist.

8. Schachtofenanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (Länge) der Vorwärmzone (10) 4D bis 6D beträgt, wobei D der lichte Innendurchmesser des Ofenschachtes ist.

9. Schachtofenanlage nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Schmelzzone (11), bezogen auf die Mittelachse (X) des Schachtofens (1) 1D bis 1,5D beträgt, wobei D der lichte Innendurchmesser des Ofenschachtes ist.

10. Schachtofenanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Ofensohle (18) ab Mittelachse (X) des Schachtofens (1) 1,07D bis 1,2D beträgt, wobei D der lichte Innendurchmesser des Ofenschachtes ist.

11. Schachtofenanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Wandung der Vorwärmzone (10) angeordneten Brenner (13) in Achsrichtung in einem Winkel von 8 bis 15° nach unten, in Richtung Ofensohle (18), geneigt angeordnet sind,

12. Schachtofenanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Wandung von Vorwärmzone (10) und Schmelzzone (11) angeordneten Brenner (13, 22) ersten und zweiten Brenneranordnung (12, 21) in ihren Ebenen zueinander radial versetzt sind.

13. Schachtofenanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschickungsöffnung (4) verschließbar ist und am Kopf des Schachtofens (1) eine unter Saugkraft stehende Abgasleitung (5) mit einer Temperaturmesseinrichtung (8) vorgesehen ist.

Claims

1. A method for melting non-ferrous metals, in particular copper cathodes and copper scrap in a gas-fired shaft furnace, wherein the non-ferrous metal to be melted is introduced in the head region of the shaft furnace (1), pre-heated in a cylindrical furnace section (10a), melted into a liquid metal in an adjacent area by means of several operated burners and the liquid metal is discharged through the discharge opening (19), wherein the non-ferrous metal to be melted is heated up, in the region of the cylindrical furnace section (10a), by supplying thermal energy, generated by a burner arrangement (12) of burners (13), annularly disposed at identical radial intervals in a plane at an intersection of a preheating area (10) and a melting area (11), and emitted by rising exhaust gases, and in a subsequent melting area (11), the thermal energy required for melting is introduced by way of burners (22) of a second burner arrangement (21) disposed in a plane in an evenly distributed manner around the circumference, wherein a targeted melting in the direction of the discharge opening (19) is carried out by way of the melting area (11), adjacent, at the intersection, to the preheating area (10), and of the following tapering in the direction of the furnace floor (18) and the discharge opening (19), wherein, in the region of the furnace floor (18), the liquid metal flows, in a channel, in the direction of the discharge opening (19) and thermal energy is introduced in the region of the upper wall section (20) by way of at least one burner (24) of a third burner arrangement (23), in order to ensure a reliable continuous outflow of the liquid metal out of the discharge opening (10), a consistently even flow of the exhaust gases occurring in the cylindrical furnace section (10a) by way of a cross-section expansion at the intersection between the preheating area (10) and the melting area (11), characterized in that an exhaust gas temperature of the exhaust gases used for preheating is measured in an exhaust gas pipe (5) and adjusted to a value of ≤ 600 °C by modifying the furnace output and/or thermal output and the measured exhaust gas temperature is used as a command variable for open-loop and closed-loop control of process parameters of the shaft furnace melting operation.

2. The method according to claim 1, characterized in that the introduction of thermal energy into the preheating area (10) and melting area (11) and into the area of discharge of the liquid metal are closed-loop controlled separately.

3. The method according to one of the claims 1 or 2, characterized in that 40 to 50% of the total furnace output is supplied by way of the burners (13) of the first burner arrangement (12) provided in the preheating area (10).

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that 50 to 60% of the total furnace output is supplied by way of the burners (22, 24) of the second and third burner arrangement (21, 23) provided in the melting area (11).

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the furnace chamber pressure in the head region of the shaft furnace (1) is closed-loop controlled by modifying the extraction rate for the exhaust gas extraction to a value < zero.

6. The method according to one of the claims 1 to 5, characterized in that for low-oxygen melting of copper, the gas firing of all the burners (13, 22, 24) is carried out by closed-loop controlling a gas/air ratio.

7. A shaft furnace facility for melting non-ferrous metals, in particular copper cathodes and copper scraps, with the following features:

a) a preheating area (10), disposed vertically under a feed opening (4), with a cylindrical furnace internal chamber, whose furnace volume amounts to 60 to 80% of the entire volume of the shaft furnace (1),

b) a melting area (11) adjacent, at an intersection, to the preheating area (10), and tapering in the direction of the discharge opening (19), wherein the melting area (11) is confined by a flat furnace floor (18), which is slightly inclined in the flow direction and at the bottom end of which the discharge opening (19) is located,

c) a first burner arrangement (12) with gas-fired burners (13), which are annularly disposed in a plane in the cylindrical wall at the intersection between the preheating area (10) and the melting area (11),

d) a second burner arrangement (21) with gas-fired burners (22), which are disposed in a plane in the furnace wall in the lower region of the melting area (11),

e) a third burner arrangement (23) with at least one gas-fired burner (24), which is disposed in the upper wall section (20) disposed opposite to the furnace floor (18), wherein the vertical axis of the burners (24) is inclined in the direction of the vertical center axis (X) of the shaft furnace (1), and

f) a measurement device for the exhaust temperature and a computer-assisted open-loop and closed-loop control unit at least for changing the amount of original material and/or the firing output of the burners of the first and/or second burner arrangement (12, 21),
wherein the shaft furnace facility features a shaft furnace cross-section expansion (15) at the intersection between the preheating area (10) and the melting area (11), so that a consistently constant flow of exhaust gases in the cylindrical furnace inner chamber can be achieved, characterized in that the exhaust gas temperature measured in the exhaust gas pipe (5) can be used as a command variable for closed-loop and open-loop control of process parameters for total process control of the shaft furnace facility.

8. The shaft furnace facility according to claim 7, characterized in that the height (length) of the preheating area (10) amounts to 4D to 6D, wherein D is the clear internal diameter of the furnace shaft.

9. The shaft furnace facility according to one of the claims 7 or 8, characterized in that the height of the melting area (11), with regard to the center axis (X) of the shaft furnace (1), amounts to 1D to 1.5D, wherein D is the clear internal diameter of the furnace shaft.

10. The shaft furnace facility according to one of the claims 7 to 9, characterized in that the length of the furnace floor (18) from the center axis (X) of the shaft furnace (1) amounts to 1.07D to 1.2D, wherein D is the clear internal diameter of the shaft furnace.

11. The shaft furnace facility according to one of the claims 7 to 10, characterized in that the burners (13) disposed in the wall of the preheating area (10) are disposed at an inclination in the direction of the axis at an angle of 8 to 15° downward in the direction of the furnace floor (18).

12. The shaft furnace facility according to one of the claims 7 to 11, characterized in that the burners (13, 22) of the first and second burner arrangements (12, 21) disposed in the wall of the preheating area (10) and the melting area (11) are disposed in their planes in a radially offset manner.

13. The shaft furnace facility according to one of the claims 7 to 12, characterized in that the feed opening (4) is closable and an exhaust pipe (5) with a temperature measurement device (8), which is subjected to a suction force, is provided at the head of the shaft furnace (1).

Revendications

1. Procédé pour fondre des métaux non ferreux, en particulier des cathodes en cuivre et des débris de cuivre, dans un four vertical au gaz, dans lequel le métal non ferreux à fondre est introduit dans la région du sommet du four vertical (1), préchauffé dans une section de four cylindrique (10a), fondu à l'état de métal liquide dans une zone adjacente à celle-ci au moyen de plusieurs brûleurs en fonctionnement et le métal liquide est évacué par l'ouverture de décharge (19), dans lequel le métal non ferreux à fondre est chauffé dans la région de la section de four cylindrique (10a) par l'apport d'énergie thermique, générée par des brûleurs (13) d'un premier ensemble de brûleurs (12) disposés en cercle, dans un plan, à des distances radiales égales les uns des autres, à l'intersection d'une zone de préchauffage (10) et d'une zone de fusion (11), et émise par des gaz de combustion ascendants, puis, dans la zone de fusion (11), l'énergie thermique nécessaire à la fusion est fournie par des brûleurs (22) d'un deuxième ensemble de brûleurs (21) disposés dans un plan et distribués de manière uniforme sur la circonférence, dans lequel une fusion ciblée en direction de l'ouverture de décharge (19) est réalisée au moyen de la zone de fusion (11) adjacente à la zone de préchauffage (11) au niveau de l'intersection, suivie d'un amincissement dans la direction du fond du four (18) et de l'ouverture de décharge (19), dans lequel le métal liquide s'écoule dans la région du fond du four (18) dans une rigole en direction de l'ouverture de décharge (19), et de l'énergie thermique est introduite dans la région de la section de paroi supérieure (20) par au moins un brûleur (24) d'un troisième ensemble de brûleurs (23), afin de garantir un écoulement continu fiable du métal liquide par l'ouverture de décharge (19), et dans lequel un écoulement constant uniforme des gaz de combustion est réalisé dans la section de four cylindrique (10a) au moyen d'un élargissement de section transversale du four vertical au niveau de l'intersection entre la zone de préchauffage (10) et la zone de fusion (11), caractérisé en ce que une température de gaz de combustion des gaz de combustion utilisés pour le préchauffage est mesurée dans un conduit de gaz de combustion (5) et réglée sur une valeur ≤ 600 °C par modification de la puissance du four et/ou de la puissance thermique, et la température de gaz de combustion mesurée est utilisée comme valeur de référence pour le contrôle et la régulation de paramètres de processus des opérations de fusion du four vertical.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les apports d'énergie thermique dans la zone de préchauffage (10) et la zone de fusion (11) et dans la zone de décharge du métal liquide sont régulés séparément.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que 40 à 50% de la puissance calorifique totale est apportée par les brûleurs (13) du premier ensemble de brûleurs (12) disposés dans la zone de préchauffage (10).

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que 50 à 60% de la puissance calorifique totale est apportée par les brûleurs (22, 24) des deuxième et troisième ensemble de brûleurs (21, 23) disposés dans la zone de fusion (11).

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la pression de chambre de combustion dans la région du sommet du four vertical (1) est réglée sur une valeur < au niveau zéro par modification de la puissance d'extraction pour l'extraction des gaz de combustion.

6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que pour la fusion pauvre en oxygène de cuivre, le chauffage au gaz de tous les brûleurs (13, 22, 24) est réalisé en régulant le rapport gaz/air.

7. Installation de four vertical pour la fusion de métaux non ferreux, en particulier de cathodes en cuivre et de débris de cuivre, présentant les caractéristiques suivantes :

a) une zone de préchauffage (10) avec une chambre intérieure de four cylindrique disposée verticalement sous une ouverture de chargement (4), dont le volume de four représente 60 à 80% du volume total du four vertical (1),

b) une zone de fusion (11), adjacente à la zone de préchauffage (10) au niveau d'une intersection, s'amincissant dans la direction de l'ouverture de décharge (19), la zone de fusion (11) étant limitée par un fond de four (18) plat disposé de manière légèrement inclinée dans la direction d'écoulement, à l'extrémité inférieure duquel se trouve l'ouverture de décharge (19),

c) un premier ensemble de brûleurs (12) avec des brûleurs à gaz (13), disposés dans un plan en cercle dans la paroi cylindrique, au niveau de l'intersection entre la zone de préchauffage (10) et la zone de fusion (11),

d) un deuxième ensemble de brûleurs (21) avec de brûleurs à gaz (22) qui sont disposés dans un plan dans la paroi du four dans la zone inférieure de la zone de fusion (11),

e) un troisième ensemble de brûleurs (23) avec au moins un brûleur à gaz (24), disposé dans la section de paroi supérieure (20) disposée en face du fond de four (18), l'axe vertical des brûleurs (24) étant incliné en direction de l'axe central (X) du four vertical (1), et

f) un dispositif de mesure pour la température des gaz de combustion ainsi qu'une unité de contrôle et régulation assistée par ordinateur, au moins pour la modification de la quantité de matériau initial et/ou de la puissance de combustion des brûleurs du premier et/ou deuxième ensemble de brûleurs (12, 21),
dans lequel l'installation de four vertical présente un élargissement de section transversale de four vertical (15) au niveau de l'intersection entre la zone de préchauffage (10) et la zone de fusion (11), de sorte qu'un écoulement constant uniforme de gaz de combustion dans la chambre interne cylindrique du four peut être réalisé, caractérisée en ce que la température de gaz de combustion mesurée dans le conduit de gaz de combustion (5) peut être utilisée en tant que valeur de référence pour le contrôle et la régulation de paramètres de processus pour un contrôle général des processus dans l'installation de four vertical.

8. Installation de four vertical selon la revendication 7, caractérisé en ce que la hauteur (longueur) de la zone de préchauffage (10) est de 4D à 6D, où D est le diamètre interne libre de la cuve du four.

9. Installation de four vertical selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que la hauteur de la zone de fusion (11) par rapport à l'axe central (X) du four vertical (1) est de 1D à 1,5D, où D est le diamètre interne libre de la cuve du four.

10. Installation de four vertical selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la longueur du fond du four (18) à partir de l'axe central (X) du four vertical (1) est de 1,07D à 1,2D, où D est le diamètre interne libre de la cuve du four.

11. Installation de four vertical selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que les brûleurs (13) disposés dans la paroi de la zone de préchauffage (10) sont disposés de manière inclinée, dans la direction de l'axe, selon un angle de 8 à 15° vers le bas, en direction du fond du four (18).

12. Installation de four vertical selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que les brûleurs (13, 22) des premier et second ensemble de brûleurs (12, 21) disposés dans la paroi de la zone de préchauffage (10) et de la zone de fusion (11) sont décalés radialement les uns par rapport aux autres dans leurs plans.

13. Installation de four vertical selon l'une des revendications 7 à 12, caractérisé en ce que l'ouverture de chargement (4) peut être fermée et qu'un conduit de gaz de combustion (5) avec un dispositif de mesure de température (8) soumis à une force d'aspiration est disposé au sommet du four vertical (1).

Zeichnung