تُحقق وحدة الأكسدة والاختزال في فرن النحاس الدوار المائل إزالة فعالة للشوائب وتكرير النحاس في النحاس المنصهر من خلال مرحلتين رئيسيتين: الأكسدة والاختزال. ويتلخص مبدأ عملها فيما يلي:

المرحلة الأولى: الأكسدة

وسط الأكسدة: يُختار الهواء المضغوط أو الهواء المُخصب بالأكسجين كوسط للأكسدة. يوفر الهواء المُخصب بالأكسجين كمية أكبر من الأكسجين، مما يُعزز تأثير الأكسدة.

عملية التشغيل: يُمال جسم الفرن بزاوية معينة باتجاه جانب الصب، مما يسمح بغمر فتحات الأكسدة تحت المعدن المنصهر. بعد ذلك، يُضخ الهواء المضغوط أو الهواء المُخصب بالأكسجين إلى النحاس المنصهر عبر قنوات نظام الأكسدة والاختزال لبدء عملية الأكسدة.

عملية التفاعل: عند درجات حرارة عالية، تتفاعل الشوائب الموجودة في النحاس المنصهر، مثل الرصاص والزنك والنيكل والقصدير، كيميائيًا مع الأكسجين المُضخّ لتكوين أكاسيدها. تتحد هذه الأكاسيد مع عوامل التخميد المضافة مسبقًا، مثل الكوارتز (SiO₂)، لتكوين الخبث. ونظرًا لاختلاف الكثافة والخواص الأخرى بين الخبث والنحاس المنصهر، يتم فصلهما، مما يحقق الغرض من إزالة الشوائب.

المرحلة الثانية: مرحلة الترميم

إجراء التشغيل: يُثبّت جسم الفرن المائل بزاوية مناسبة، ويُضخّ وسطٌ خاصٌّ في النحاس المنصهر عبر قناة الهواء لنظام الأكسدة والاختزال. يتحلل هذا الوسط تحت ظروف درجات الحرارة العالية، مُنتجًا غازات مُختزلة.

عملية التفاعل: تتفاعل الغازات المختزلة مع أكسيد النحاس (CuO) ومكونات أخرى في النحاس المنصهر، مما يقلل محتوى الأكسجين تدريجيًا. خلال هذه العملية، تتولد نواتج غازية مثل ثاني أكسيد الكربون (CO₂) وبخار الماء (H₂O). تُطرد هذه الغازات فورًا من الفرن عبر نظام العادم، مما ينتج عنه في النهاية نحاس منصهر نقي نسبيًا.

بفضل جهاز الأكسدة والاختزال الفريد وطريقة التشغيل العلمية، يلعب فرن صهر النحاس الدوار المائل دورًا حيويًا في مجال صهر النحاس، مما يوفر ضمانًا قويًا لإنتاج منتجات نحاسية عالية الجودة ويعزز بقوة التنمية المستدامة لصناعة صهر النحاس.