BR0204820B1 - aparelho para injetar gás em um vaso metalúrgico. - Google Patents

Description

APARELHO PARA INJETAR GÁS EM UM VASO METALÚRGICO

Campo Técnico

A presente invenção proporciona um aparelho adequado para injetar gás em um vaso. Ela tem aplicação particular, porém não exclusiva, a um aparelho para injetar um fluxo de gás dentro de um vaso metalúrgico sob condições de alta pressão. Esse vaso metalúrgico poderá ser, por exemplo, um vaso de redução em que é produzido metal fundido por meio de um processo de redução direta.

Um processo de redução direta conhecido, o qual é baseado em uma camada de metal fundido como um meio de reação, e é geralmente chamado de processo HIsmelt, encontra-se descrito no pedido internacional PCT/AU96/00197 (WO 96/31627) em nome da mesma requerente da presente invenção.

0 processo HIsmelt, tal como se encontra descrito no pedido internacional, compreende:

(a) formar um banho de ferro fundido e de escória em um vaso;

(b) injetar no banho:

(i) um material de alimentação metalifero, tipicamente óxidos de metais; e

ii) um material carbonáceo sólido, tipicamente carvão, o qual funciona como um redutor dos óxidos de me- tais e como uma fonte de energia; e (c) reduzir o material de alimentação meta- lifero a metal na camada de metal.

Da maneira que é utilizado neste contexto, o termo "redução" é compreendido como significando um processamento térmico em que reações químicas que redu- zem óxidos de metais ocorrem para produzirem metal lí- quido .

O processo HIsmelt também compreende a pós-combustão de gases de reação, tais como CO e H2, desprendidos a partir do banho no espaço situado acima do banho com gás que contém oxigênio e transferir o ca- lor gerado pela pós-combustão para o banho, de maneira a contribuir para a energia térmica requerida para re- duzir os materiais de alimentação metalíferos.

0 processo Hismelt também inclui a forma- ção de uma zona de transição no espaço situado acima da superfície inativa nominal do banho, em que existe uma massa favorável de respingos ou de gotículas ou de cor- rentes ascendentes e, depois disso, descendentes, de metal e/ou de escória fundidos, que proporcionam um meio efetivo para transferir para o banho a energia térmica gerada pelos gases de reação de pós-combustão acima do banho.

No processo HIsmelt, o material de alimen- tação metalífero e o material carbonáceo sólido são in- jetados para dentro da camada de metal através de um número de lanças/algaravizes, os quais ficam inclinados em relação à vertical de uma maneira a estenderem-se descendentemente e para dentro através da parede late- ral do vaso de redução e para dentro da região inferior do vaso, de uma maneira tal a distribuírem os materiais sólidos para dentro da camada de metal no fundo do va- so. Para se promover a pós-combustão dos gases de rea- ção na parte superior do vaso, um jato de ar quente, o qual poderá ser enriquecido com oxigênio, é injetado na região superior do vaso através da lança de injeção de ar quente que se estende descendentemente. Para se promover a pós-combustão efetiva dos gases na parte su- perior do vaso, é desejável que o jato de ar quente de entrada saia da lança com um movimento de redemoinho. Para que isto seja conseguido, a extremidade de saída da lança pode ser equipada com guias de fluxo internas para transmitirem um movimento de redemoinho apropria- do. As regiões superiores do vaso podem alcançar tem- peraturas da ordem de 2000°C e o ar quente pode ser distribuído para a lança sob temperaturas da ordem de 1100-140°C. Conseqüentemente, a lança deverá ser capaz de suportar temperaturas extremamente elevadas, tanto internamente quanto nas paredes externas, particular- mente na extremidade de distribuição da lança que se projeta dentro da zona de combustão do vaso. A presen- te invenção proporciona uma construção de lança que possibilita que os componentes relevantes sejam refri- gerados internamente a água e operem em um ambiente de temperatura muito elevada. Exposição da Invenção

De acordo com a invenção proporciona-se um aparelho para injetar gás em um vaso, o qual inclui:

um conduto de fluxo de gás que se estende desde uma extremidade traseira até uma extremidade di- anteira para descarregar o gás a partir do conduto;

uma estrutura tubular central alongada que se estende pelo interior do conduto de fluxo de gás partindo da sua extremidade traseira no sentido e para a sua extremidade dianteira;

uma pluralidade de aletas de direcionamen- to de fluxo dispostas em torno da estrutura tubular central adjacente à extremidade dianteira do conduto para transmitirem redemoinho a um fluxo de gás para a extremidade dianteira de um conduto, a extremidade di- anteira da estrutura central e a extremidade dianteira do conduto cooperando entre si para formarem um bocal anular para fluxo de gás proveniente do conduto com re- demoinho transmitido pelas ditas aletas;

passagens de água de refrigeração dentro da estrutura tubular central para fluxo de água de re- frigeração para diante através da estrutura central a partir da sua extremidade traseira para a sua extremi- dade dianteira e para refrigerar internamente essa ex- tremidade dianteira e, então, retornar de volta através da estrutura central para a sua extremidade traseira.

A extremidade dianteira do conduto poderá ser formada como uma formação de ponta anular oca e o conduto de fluxo de gás poderá incluir passagens de a- limentação e retorno de água de refrigeração de ponta de conduto para alimentação de água de refrigeração pa- ra diante ao longo do conduto para dentro da ponta de conduto e retorno dessa água de refrigeração de volta ao longo do conduto.

A superfície periférica interior do condu- to poderá ser revestida com material refratário.

Preferentemente a estrutura tubular cen- trai define uma passagem de fluxo de água central para escoamento de água para diante através dessa estrutura diretamente para a extremidade dianteira da estrutura central e uma passagem de fluxo de água anular disposta em torno da passagem central para retorno do fluxo de água proveniente da extremidade dianteira da estrutura central, de volta para a extremidade traseira dessa es- trutura .

A estrutura tubular central poderá compre- ender um tubo central que proporciona a passagem de fluxo de água central e um outro tubo disposto em torno do tubo central de maneira tal a definir a referida passagem de fluxo de água anular entre os tubos.

Preferentemente a estrutura central inclui uma blindagem externa de isolamento de calor para re- tardar a transferência de calor proveniente do gás no conduto de fluxo de gás para dentro das passagens de água de refrigeração na estrutura central.

A blindagem de isolamento de calor poderá ser compreendida por uma pluralidade de segmentos tubu- lares de material de isolamento de calor, dispostos ponta com ponta para formarem a blindagem térmica como um tubo substancialmente continuo, o qual fica estendi- do desde a extremidade traseira até à extremidade dian- teira da estrutura central, em torno de um vão livre anular que fica disposto imediatamente dentro da blin- dagem de calor.

O referido vão livre poderá ser formado entre a blindagem de calor tubular e o outro tubo que define a parede externa da passagem de fluxo de retorno de água anular.

Preferencialmente os referidos segmentos tubulares da blindagem de calor são suportados de forma a acomodarem expansão longitudinal de cada segmento in- dependentemente do outro desses segmentos.

A extremidade dianteira da estrutura cen- tral poderá incluir uma parte de bico abaulado, provido internamente de uma única passagem de água de refrige- ração em espiral, adequada para receber água provenien- te da passagem de fluxo de água central na estrutura central na ponta do bico e encaminhar essa água em um único fluxo em torno e para trás ao longo do bico, para refrigerar o bico com uma única corrente de água de re- frigeração coerente.

O aparelho poderá incluir uma entrada de gás para introdução de gás quente na extremidade tra- seira do conduto, a entrada de gás compreendendo um corpo refratário, o qual define uma primeira passagem de gás tubular que fica alinhada com e que se estende diretamente para a extremidade traseira do conduto, e uma segunda passagem de gás tubular, disposta transver- sal à primeira passagem, destinada a receber gás quente e dirigir o mesmo para a primeira passagem, de maneira que o gás quente e quaisquer partículas arrastadas no mesmo colidem na parede refratária da primeira passa- gem, sendo o fluxo de gás submetido a uma mudança de direção quando do seu deslocamento da primeira passagem para a segunda passagem.

A primeira e segunda passagens de fluxo de gás poderão ser essencialmente normais uma à outra.

A estrutura tubular central poderá esten- der-se centralmente através da primeira passagem de fluxo de gás da disposição de entrada de gás e para trás além da entrada de gás. A extremidade traseira da estrutura central poderá ser então localizada atrás da entrada de gás e ser provida de acoplamentos de água para o fluxo da água de refrigeração para a estrutura central e proveniente da mesma. Descrição Breve dos Desenhos

A fim de que a invenção possa ser mais am- plamente exposta, uma concretização particular será descrita em detalhes com referência aos desenhos ane- xos, nos quais:

A Figura 1 representa uma seção vertical através de um vaso de redução direta que incorpora um par de lanças de injeção de sólidos e uma lança de in- jeção de jato de ar quente construída de acordo com a invenção.

A Figura 2 representa uma seção longitudi- nal através da lança de injeção de ar quente.

A Figura 3 representa uma seção longitudi- nal, em uma escala ampliada, através da parte frontal de uma estrutura central da lança.

As Figuras 4 e 5 ilustram a construção de uma extremidade de bico dianteiro da estrutura central.

A Figura 6 representa uma seção longitudi- nal através da estrutura central.

A Figura 7 mostra um detalhe na região 8 da Figura 6.

A Figura 8 representa uma seção pela linha 8-8 na Figura 7; e

A Figura 9 representa uma seção pela linha 9-9 na Figura 7.

Descrição Detalhada da Concretização Preferida

A Figura 1 ilustra um vaso de redução di- reta adequado para operação pelo processo HIsmelt tal como se encontra descrito no pedido de patente interna- cional PCT/AU96/00197. 0 vaso metalúrgico encontra-se assinalado de uma maneira geral por 11 e é dotado de uma soleira que inclui uma base 12 e lados 13 formados a partir de tijolos refratários; paredes laterais 14 que formara um corpo geralmente cilíndrico que se esten- de ascendentemente a partir dos lados 13 da soleira e que inclui uma seção de corpo superior 15 e uma seção de corpo inferior 16; um teto 17; uma saida 18 para ga- ses de descarga; uma ante-soleira 19 para descarregar metal fundido continuamente; e um furo de corrida 21 para descarregar escória fundida.

Em uso, o vaso contém um banho fundido de ferro e escória que inclui uma camada 22 de metal fun- dido e uma camada 23 de escória fundida na camada de metal 22. A seta assinalada pelo número 24 indica a posição da superfície em repouso nominal da camada de metal 22 e a seta assinalada pelo número 25 indica a posição da superfície em repouso nominal da camada de escória 23. O termo "superfície em repouso" é compre- endido como significando a superfície onde não ocorre injeção de gás e sólidos no vaso.

O vaso é equipado com uma lança de injeção de ar quente que se estende descendentemente 26 para distribuição de um jato de ar quente em uma região su- perior do vaso e duas lanças de injeção de sólidos 27 que se estendem descendentemente e para dentro através das paredes laterais 14 e dentro da camada de escória 23 para injeção de minério de ferro, material carboná- ceo sólido, e fundentes arrastados em um gás de trans- porte deficiente em oxigênio para dentro da camada de metal 22. A posição das lanças 27 é selecionada de uma maneira tal que as suas extremidades de saída 28 ficam dispostas acima da superfície da camada de metal 22 du- rante a operação do processo. Esta posição das lanças reduz o risco de danos provocados pelo contacto com me- tal fundido e também torna possível refrigerar as lan- ças por meio de refrigeração com água interna forçada, sem risco significativo da água entrar em contacto com o metal fundido no vaso.

A construção da lança de injeção de ar quente 26 encontra-se ilustrada nas Figuras 2 - 9. Conforme ilustrado nestas figuras, a lança 2 6 compreen- de um conduto alongado 31 que recebe ar quente através de uma estrutura de entrada de gás 32 e injeta o mesmo dentro da região superior do vaso. A lança inclui uma estrutura tubular central alongada 33 que se estende dentro do conduto de fluxo de gás 31 a partir da sua extremidade traseira para a sua extremidade dianteira. Adjacente à extremidade dianteira do conduto, a estru- tura central 33 sustenta uma série de quatro aletas de transmissão de redemoinho 34 para transmitirem redemoi- nho ao fluxo de gás que sai do conduto. A extremidade dianteira da estrutura central 33 é dotada de um bico abaulado 35 que se projeta para diante além da ponta 36 do conduto 31, de maneira que a extremidade dianteira do corpo central e a ponta inclinada do conduto coope- ram entre si para formarem um bocal anular para fluxo divergente de gás a partir do conduto com redemoinho transmitido pelas aletas 34. As aletas 34 ficam dis- postas segundo uma formação helicoidal de quatro entra- das e ficam num ajuste deslizante dentro da extremidade dianteira do conduto. A parede da parte principal do conduto 31 que se estende descendentemente a partir da entrada de gás 32 é internamente refrigerada a água. Esta seção do conduto é compreendida de uma série de três tubos de aço concêntricos 37, 38, 39 que se estendem até à parte extrema dianteira do conduto onde eles são conectados à ponta de conduto 36. A ponta de conduto 36 é de forma- ção anular oca e é refrigerada a água internamente pela água de refrigeração que é alimentada e retornada atra- vés das passagens previstas na parede do conduto 31. Especificamente, água de refrigeração é alimentada a- través de uma entrada 41 e coletor de entrada anular 42 em uma passagem de fluxo de água anular interna 43 de- finida entre os tubos 38, 39 do conduto até o interior oco da ponta de conduto 36 através de aberturas espaça- das circunferencialmente na ponta. A água é retornada a partir da ponta através de aberturas espaçadas cir- cunferencialmente em uma passagem de fluxo de retorno de água anular externa 44 definida entre os tubos 37, 38 e de volta para trás até uma saida de água 45 pre- vista na extremidade traseira da seção refrigerada a água do duto 31.

A seção refrigerada a água do conduto 31 é revestida internamente com revestimento refratário in- terno 46 que se ajusta dentro do tubo de metal recôndi- to 39 do conduto e estende-se através da ponta refrige- rada a água 36 do conduto. A periferia interna da pon- ta de conduto 36 fica geralmente nivelada com a super- fície interna do revestimento refratário que define a passagem de fluxo efetiva para gás através do conduto. A extremidade dianteira do revestimento refratário tem uma seção de diâmetro levemente reduzido 47 que recebe as aletas de redemoinho 34 com um estreito ajuste des- lizante. Para trás da seção 47 o revestimento refratá- rio é de diâmetro levemente maior para permitir que a estrutura central 33 seja inserida descendentemente a- través do conduto na montagem da lança até que as ale- tas de redemoinho 34 alcancem a extremidade dianteira do conduto onde elas são orientadas para estreito en- caixe com a seção refratária 47 por uma raia refratária afilada 48 que localiza e orienta as aletas para dentro da seção refratária 47.

A extremidade dianteira da estrutura cen- tral 33 que suporta as aletas de redemoinho 34 é refri- gerada a água internamente por meio de água de refrige- ração alimentada para diante através da estrutura cen- tral proveniente da extremidade traseira para a extre- midade dianteira da lança e, então, retornada para trás ao longo da estrutura central para a extremidade tra- seira da lança. Isto possibilita um fluxo muito forte de água de refrigeração diretamente para a extremidade dianteira da estrutura central e para o bico abaulado 35 em particular que é submetido a fluxo térmico muito alto na operação da lança.

A estrutura central 33 compreende tubos de aço concêntricos interno e externo 50, 51 formados por segmentos de tubo, dispostos ponta com ponta e soldados entre si. 0 tubo interno 50 define uma passagem de fluxo de água central 52 através do qual a água flui para diante através da estrutura central desde uma en- trada de água 53 na extremidade traseira da lança, até ao bico extremo frontal 35 da estrutura central e uma passagem de retorno de água anular 54 definida entre os dois tubos através dos quais a água de refrigeração re- torna proveniente do bico 35 de volta através da estru- tura central para uma saída de água 55 na extremidade traseira da lança.

A extremidade de bico 35 da estrutura cen- tral 33 compreende um corpo de cobre interno 61 ajusta- do dentro de um corpo de bico abaulado externo 62, i- gualmente formado de cobre. A peça de cobre interna 61 é formada com uma passagem de fluxo de água central 63 para receber água proveniente da passagem central 52 da estrutura 33 e encaminhar a mesma para a ponta do bico. A extremidade de bico 35 é formada com nervuras salien- tes 64 que se ajustam estreitamente dentro do corpo de bico 62 para definirem uma única passagem de fluxo de água de refrigeração contínua 65 entre a seção interna 61 e o corpo de bico externo 62. Conforme ilustrado com particularidade nas Figuras 4 e 5, as nervuras 64 são conformadas de maneira tal que a única passagem contínua 65 estende-se como segmentos de passagem anu- lar 66 interligados por segmentos de passagem 67 que se inclinam de um segmento anular para o seguinte. Assim, a passagem 65 estende-se desde a ponta do bico segundo uma espiral que, muito embora não sendo de formação he- licoidal regular, desenvolve-se em espiral em torno e de volta ao longo do bico para sair na extremidade tra- seira do bico na passagem de retorno anular formada en- tre os tubos 51, 52 da estrutura central 33.

O fluxo de água de refrigeração forçado em uma única corrente coerente através da passagem em es- piral 65 que se estende em torno e de volta ao longo da extremidade de bico 35 da estrutura central assegura extração de calor eficiente e evita o desenvolvimento de "pontos quentes" no bico que poderiam ocorrer na e- ventualidade de se deixar dividir a água de refrigera- ção em correntes separadas no bico. Na disposição i- lustrada, a água de refrigeração é restringida em uma única corrente a partir do momento em que ela entra na extremidade de bico 35 até ao momento em que ela sai da extremidade de bico.

A estrutura interna 33 é provida de uma blindagem de calor externa 69 para proteção contra transferência de calor proveniente do fluxo de gás quente de entrada no conduto 31 para dentro da água de refrigeração que flui dentro da estrutura central 33. Se submetida às temperaturas muito altas e altos fluxos de gás requeridos em uma instalação de redução em gran- de escala, uma blindagem refratária sólida poderá pro- porcionar apenas curto serviço. Na construção ilustra- da, a blindagem 69 é formada de luvas tubulares de ma- terial cerâmico comercializadas sob o nome UMCO. Estas luvas ficam dispostas ponta com ponta para formarem uma blindagem de cerâmica continua que circunda um vão li- vre 70 entre a blindagem e o tubo exterior 51 da estru- tura central. Em particular, a blindagem poderá ser feita de segmentos tubulares de UMCO 50 que contém, em peso, 0,05 a 0,12% de carbono, 0,5 a 1% de silício, um máximo de 0,5 a 1% de manganês, 0,02% de fósforo, 0,02% de enxofre, 27 a 29% de cromo, 48 a 52% de cobalto e o equilíbrio essencialmente de ferro. Este material pro- porciona excelente blindagem térmica, mas está sujeito a expansão térmica significativa sob altas temperatu- ras. Para tratar deste problema, os segmentos tubula- res individuais da blindagem térmica são formados e montados conforme se encontra ilustrado nas Figuras 6- 9 para lhes permitir expandirem-se longitudinalmente independentemente uns dos outros, ao mesmo tempo em que mantêm uma blindagem substancialmente contínua durante o tempo todo. Conforme ilustrado nessas figuras, as luvas individuais são montadas em tiras de localização 71 e suportes de placa 72 ajustados ao tubo externo 51 da estrutura central 33, sendo a extremidade traseira de cada tubo de blindagem escalonada em 73 para se a- justar sobre o suporte de placa com uma folga extrema 74 para permitir expansão térmica longitudinal indepen- dente de cada tira. Tiras anti-rotação 75 também pode- rão ser fixadas a cada luva para ajustagem em torno de uma das tiras de localização 71 no tubo 52 a fim de im- pedir a rotação das luvas de blindagem.

Gás quente é distribuído ao conduto 31 a- través da seção de entrada de gás 32. 0 gás quente po- derá ser ar enriquecido com oxigênio proporcionado a- través de fornos de aquecimento a uma temperatura da ordem de 1200°C. Este ar deve ser distribuído através dos condutos revestidos de refratário e ele captará a- reia refratária que poderá provocar sérios problemas de erosão se distribuído a alta velocidade diretamente na seção refrigerada a água principal do conduto 31. A entrada de gás 32 é projetada de maneira a possibilitar que o conduto receba distribuição de ar quente de alto volume com partículas refratárias, ao mesmo tempo em que reduz ao mínimo os danos da seção refrigerada a á- gua do dito. A entrada 31 compreende um corpo 81 em forma de "T" moldado como uma unidade em um material refratário de difícil desgaste e localizado dentro de uma camisa externa de metal de parede fina 82. O corpo 81 define uma primeira passagem tubular 83 alinhada com a passagem central do conduto 31 e uma segunda passagem tubular 84 normal à passagem 83 para receber o fluxo de ar quente distribuído a partir de fornos de aquecimento (não representados). A passagem 83 fica alinhada com a passagem de fluxo de ar do conduto 31 e está conectada à mesma através de uma passagem central 85 em uma peça de conexão de refratário 86 da entrada 32.

O ar quente distribuído para a entrada 32 passa através da passagem tubular 84 do corpo 81 e co- lide na parede refratária de difícil desgaste do corpo refratário espesso 82 que é resistente à erosão. 0 fluxo de gás então muda de direção para fluir em ângu- los retos para baixo através da passagem 83 do corpo 81 em forma de "T" e da passagem central 85 da peça de transição 86 e para dentro da parte principal do condu- to. A parede da passagem 83 poderá ser afilada na di- reção do fluxo de avanço de maneira a acelerar o fluxo para dentro do conduto. Ela poderá, por exemplo, ser afilada para um ângulo incluído da ordem de 7o. O cor- po refratário de transição 86 é afilado na espessura para coincidir com a parede espessa do corpo de refra- tário 81 em uma extremidade e o revestimento refratário muito mais fino 48 da seção principal do conduto 31. Ele é conseqüentemente, também, refrigerado a água a- través de uma camisa de água de refrigeração anular 87 através da qual se faz circular água de refrigeração através de uma entrada 88 e uma saída 89. A extremida- de traseira da estrutura central 33 estende-se através da passagem tubular 83 da entrada de gás 32. Ela fica localizada dentro de iam tampão de revestimento de re- fratário 91 que fecha a extremidade traseira da passa- gem 83, a extremidade traseira da estrutura central 33 estendendo-se para trás a partir da entrada de gás 32 para a entrada de fluxo de água 53 e saída 55.

O aparelho ilustrado tem a capacidade de injetar altos volumes de gás quente dentro do vaso de redução 26 a alta temperatura. A estrutura central 33 tem a capacidade de distribuir grandes volumes de água de refrigeração rapidamente e diretamente para a seção de bico da estrutura central e o fluxo forçado dessa água de refrigeração em um fluxo de refrigeração não dividido em torno da estrutura de bico possibilita ex- tração de calor muito eficiente da extremidade diantei- ra da estrutura central. 0 fluxo de água independente para a ponta do conduto também possibilita extração de calor eficiente dos outros componentes de fluxo de ca- lor elevado da lança. A distribuição do fluxo de ar quente para uma entrada em que ele colide com uma pare- de espessa de uma câmara ou passagem refratária antes de fluir descendentemente para dentro do conduto possi- bilita que altos volumes de ar contaminado com areia refratária sejam manipulados sem erosão muito séria do revestimento refratário e blindagem térmica da seção principal da lança.

Claims (15)

1. Aparelho para injetar gás em um vaso metalúrgico, caracterizado pelo fato de que inclui: um conduto de fluxo de gás (31) que se estende desde uma extremidade traseira até uma extremidade dianteira a partir da qual se realiza a descarga de gás a partir do conduto; uma estrutura tubular central (33) alongada que se estende pelo interior do conduto de fluxo de gás (31) partindo da sua extremidade traseira no sentido e para a sua extremidade dianteira; uma pluralidade de aletas (34) de direcionamento de fluxo dispostas em torno da estrutura tubular central (33) adjacente à extremidade dianteira do conduto para transmitirem redemoinho a um fluxo de gás para a extremidade dianteira de um conduto, a extremidade dianteira da estrutura central (33) e a extremidade dianteira do conduto (31) cooperando entre si para formarem um bocal anular para fluxo de gás proveniente do conduto (31), com redemoinho transmitido pelas ditas aletas (34); passagens de água de refrigeração no interior da estrutura tubular central (33) para promover fluxo de água de refrigeração para diante, através da estrutura central (33), a partir da sua extremidade traseira para a sua extremidade dianteira e para refrigerar internamente essa extremidade dianteira e, então, para retornar de volta através da estrutura central (33) para a sua extremidade traseira.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a extremidade dianteira do conduto (31) é formada como uma configuração de ponta anular oca (36) e o conduto de fluxo de gás (31) inclui passagens de alimentação (41) e retorno (44) de água de refrigeração de ponta de conduto para alimentação de água de refrigeração para diante ao longo do conduto para dentro da ponta de conduto e retorno dessa água de refrigeração de volta ao longo do conduto.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a superfície periférica interior do conduto (31) encontra-se revestida com material refratário (46).

4. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a estrutura tubular central (33) define uma passagem de fluxo de água central (52) para escoamento de água para diante através dessa estrutura, diretamente para a extremidade dianteira da estrutura central e uma passagem de fluxo de água anular (54) disposta em torno da passagem central para retorno do fluxo de água proveniente da extremidade dianteira da estrutura central, de volta para a extremidade traseira dessa estrutura.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a estrutura tubular central (33) compreende um tubo central (50) que proporciona a passagem de fluxo de água central (52) , e um outro tubo (51) disposto em torno do tubo central (50) de maneira tal a definir a referida passagem de fluxo de água anular (54) entre os tubos.

6. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a estrutura central (33) inclui uma blindagem externa de isolamento de calor (69), para retardar a transferência de calor proveniente do gás no conduto de fluxo de gás (31) para dentro das passagens de água de refrigeração na estrutura central (33).

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a blindagem de isolamento de calor (69) inclui uma pluralidade de segmentos tubulares de material de isolamento de calor, dispostos ponta com ponta para formarem a blindagem térmica como um tubo continuo, o qual fica estendido desde a extremidade traseira até à extremidade dianteira da estrutura central (33), em torno de um vão livre (70) anular que fica disposto imediatamente dentro da blindagem de calor (69).

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o referido vão livre (70) encontra-se ser formado entre a blindagem de calor (69) tubular e o outro tubo (51) que define a parede externa da passagem de fluxo de retorno de água anular.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que os referidos segmentos tubulares da blindagem de calor (69) são suportados de maneira tal a acomodarem expansão longitudinal de cada segmento independentemente do outro desses segmentos.

10. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a extremidade dianteira da estrutura central (33) inclui uma parte de bico abaulado (35), o qual é provido internamente de uma única passagem de água de refrigeração em espiral, adequada para receber água proveniente da passagem de fluxo de água central (63) na estrutura central (33) na ponta do bico e encaminhar essa água em um único fluxo em torno e para trás ao longo do bico (35), para refrigerar o bico com uma única corrente de água de refrigeração coerente.

11. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de ser dotado de uma entrada de gás (32) para introdução de gás quente na extremidade traseira do conduto (31), a entrada de gás incluindo um corpo refratário (81), o qual define uma primeira passagem de gás tubular (83) que fica alinhada com e que se estende diretamente para a extremidade traseira do conduto (31) , e uma segunda passagem de gás tubular (84), disposta transversal à primeira passagem (83), destinada a receber gás quente e dirigir o mesmo para a primeira passagem, de maneira que o gás quente e quaisquer partículas arrastadas no mesmo colidem na parede refratária da primeira passagem, sendo o fluxo de gás submetido a uma mudança de direção quando do seu deslocamento da primeira passagem para a segunda passagem.

12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a primeira e segunda passagens de fluxo de gás (83, 84) ficam dispostas normais uma à outra.

13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que a estrutura tubular central (33) estende-se centralmente através da primeira passagem de fluxo de gás (83) da disposição de entrada de gás e para trás, além da entrada de gás (32).

14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a extremidade traseira da estrutura central (33) fica localizada atrás da entrada de gás (32) e é provida de acoplamentos de água para o fluxo da água de refrigeração para a estrutura central e proveniente da mesma.

15. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o aparelho se encontra montado em um teto (17) do vaso metalúrgico que é adaptado para conter um banho de metal derretido e escória e um espaço de gás acima do banho, sendo que o dito aparelho se estende para baixo através do teto (17), sendo a extremidade traseira do conduto de fluxo de gás (31) posicionada acima do teto (17) e a extremidade dianteira do conduto localizada no espaço de gás para injetar um fluxo de gás para o espaço de gás sob condições de temperatura acima da temperatura ambiente.