BR112015028423B1

BR112015028423B1 - Método para injetar um material de alimentação sólido através de uma lança de injeção de sólidos, lança de injeção de sólidos, aparelho para suprir um material de alimentação sólido para uma lança de injeção de sólidos e usina de fundição direta

Info

Publication number: BR112015028423B1
Application number: BR112015028423-0A
Authority: BR
Inventors: Jacques Pilote; Rodney James Dry; Mark Preston Davis
Original assignee: Tata Steel Limited
Priority date: 2013-05-16
Filing date: 2014-05-02
Publication date: 2020-03-10
Also published as: EA201592088A1; BR112015028423A8; JP2016522324A; US20160116215A1; BR112015028423A2; CA2910537C; EP2997167A1; WO2014183150A1; CA2910537A1; EA030667B1; EP2997167B1; CN105264094B; CN105264094A; NZ713550A; KR102139683B1; KR20160007544A; US10619927B2; EP2997167A4; PL2997167T3; JP6654133B2

Abstract

resumo patente de invenção: "lança de injeção de sólidos". a presente invenção refere-se a um método para injetar um material de alimentação sólido através de uma lança de injeção de sólidos que inclui criar condições de fluxo em uma passagem de injeção da lança de modo que pelo menos uma parte do material de alimentação que flui ao longo da passagem forme uma zona de tampão entre uma parede de um tubo que define a passagem e o material de alimentação que flui ao longo de uma seção central da passagem.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA INJETAR UM MATERIAL DE ALIMENTAÇÃO SÓLIDO ATRAVÉS DE UMA LANÇA DE INJEÇÃO DE SÓLIDOS, LANÇA DE INJEÇÃO DE SÓLIDOS, APARELHO PARA SUPRIR UM MATERIAL DE ALIMENTAÇÃO SÓLIDO PARA UMA LANÇA DE INJEÇÃO DE SÓLIDOS E USINA DE FUNDIÇÃO DIRETA".

CAMPO DA TÉCNICA

[0001] A presente invenção refere-se à injeção de um material de alimentação sólido através de uma lança de injeção de sólidos.

[0002] A presente invenção se refere, particularmente, ainda que de modo algum exclusivamente, à injeção de um material metalífero sólido, tipicamente, um material metalífero sólido quente, e um material carbonáceo sólido, tipicamente, um material carbonáceo sólido à temperatura ambiente, através de uma lança de injeção de sólidos.

[0003] A presente invenção se refere, particularmente, ainda que de modo algum exclusivamente, à injeção de um material de alimentação sólido selecionado a partir de um ou mais de um dentre um material metalífero sólido, tipicamente, um material metalífero sólido quente, e um material carbonáceo sólido, tipicamente, um material carbonáceo sólido, através de uma lança de injeção de sólidos em um vaso de fundição direta, tal como um vaso de fundição direta à base de banho fundido para produzir metal fundido, tal como ferro, em um processo de fundição direta.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[0004] Um processo de fundição à base de banho fundido conhecido é referido de modo geral como o processo "HIsmelt" e é descrito em um número considerável de patentes e pedidos de patente no nome do requerente.

[0005] O processo HIsmelt é aplicável a material metalífero de fundição de modo geral, mas é particularmente associado à produção de ferro fundido a partir de minério de ferro ou outro material que contém ferro.

[0006] No contexto de produção de ferro fundido, o processo Hlsmelt inclui as etapas de: (a) formar um banho de ferro fundido e escória em uma câmara principal de um vaso de fundição direta; (b) injetar no banho fundido: (i) minério de ferro, tipicamente, na forma de sólidos finos; e (ii) um material carbonáceo sólido, tipicamente, carvão, que atua como um redutor do material de alimentação de minério de ferro e uma fonte de energia; e (c) fundir o minério de ferro em ferro no banho.

[0007] O termo "fundição" é entendido no presente documento para significar o processo térmico em que reações químicas que reduzem os óxidos de metal ocorrem para produzir metal fundido.

[0008] No processo HIsmelt, materiais de alimentação de sólido na forma de material metalífero (que pode ser pré-aquecido) e material carbonáceo e, opcionalmente, material fundente são injetados com um gás carreador no banho fundido através de várias lanças de injeção de sólidos resfriadas a água que são inclinadas na vertical de modo a se estender para baixo e para dentro através da parede lateral da câmara principal do vaso de fundição e em uma região inferior do vaso de modo a distribuir pelo menos parte dos materiais de alimentação de sólidos na camada de metal no fundo da câmara principal. Os materiais de alimentação de sólidos e o gás carreador penetram o banho fundido e fazem com que o metal fundido e/ou escória se projetem em um espaço acima da superfície do banho e forma uma zona de transição. Um sopro de gás que contém oxigênio, tipicamente, ar enriquecido com oxigênio ou oxigênio puro, é injetado em uma região superior da câmara principal do vaso através de uma lança que se estende para baixo para causar a pós-combustão de gases de reação liberados a partir do banho fundido na região superior do vaso. Na zona de transição está uma massa favorável de gotículas ascendentes e, depois disso, gotículas descendentes ou respingos ou correntes de metal fundido e/ou escória que fornecem um meio eficaz para transferir para o banho a energia térmica gerada por gases de reação pós-combustão acima do banho. [0009] Tipicamente, no caso de produção de ferro fundido, quando o ar enriquecido com oxigênio é usado, o ar enriquecido com oxigênio é gerado em estufas de sopro quente e alimentam em uma temperatura da ordem de 1200°C na região superior da câmara principal do vaso. Se oxigênio resfriado de grau técnico é usado, o oxigênio resfriado de grau técnico é tipicamente, alimentado na região superior da câmara principal em ou perto da temperatura ambiente.

[00010] Os gases efluentes que resultam da pós-combustão de gases de reação no vaso de fundição são levados na direção oposta à região superior do vaso de fundição através de um duto de gás efluente. [00011] O vaso de fundição inclui uma câmara principal para material metalífero de fundição e um forno de canais conectado à câmara principal por meio de um forno de canais conexão que permite escoamento de produto de metal contínuo a partir do vaso. A câmara principal inclui seções alinhadas com refratário em um forno inferior e painéis resfriados a água em paredes laterais e um teto da câmara principal. A água é circulada continuamente através dos painéis em um circuito contínuo. O forno de canais opera como uma vedação de sifão preenchida com metal fundido, "despeja" naturalmente o excesso de metal fundido do vaso de fundição conforme o mesmo é produzido. Isso permite que o nível de metal fundido na câmara principal do vaso de fundição seja conhecido e controlado para estar dentro de uma pequena tolerância - que é essencial para segurança de usina.

[00012] O processo HIsmelt permite que grandes quantidades de ferro fundido, tipicamente, pelo menos 0,5 Mt/a sejam produzidas fundindo-se em um único vaso compacto.

[00013] Com o objetivo de permitir tais níveis de produção, grandes quantidades tanto de material metalífero sólido quanto de material carbonáceo sólido devem ser supridas para o vaso.

[00014] A presente invenção fornece um método eficaz e confiável de coinjeção de material metalífero sólido e material carbonáceo sólido e opcionalmente de material fundente sólido em um vaso de fundição direta.

[00015] A presente invenção também fornece um método eficaz e confiável de lança de injeção de sólidos para coinjeção de material metalífero sólido e material carbonáceo sólido e opcionalmente de material fundente sólido em um vaso de fundição direta.

[00016] A presente invenção também fornece um aparelho e processo eficazes para distribuição de material metalífero sólido e material carbonáceo sólido e opcionalmente de material fundente sólido para um vaso de fundição direta.

[00017] A descrição acima não é para ser tomada como uma admissão do conhecimento geral comum na Austrália ou em outra parte. SUMÁRIO DA DESCRIÇÃO

[00018] A presente invenção é um método para injetar um material de alimentação sólido através de uma lança de injeção de sólidos que inclui criar condições de fluxo em uma passagem de injeção da lança de modo que pelo menos uma parte do material de alimentação que flui ao longo da passagem forme uma zona de tampão entre uma parede de um tubo que define a passagem e o material de alimentação que flui ao longo de uma seção central da passagem.

[00019] A presente invenção também se refere a uma lança de injeção de sólidos que tem a capacidade de criar a zona de tampão acima descrita.

[00020] A seleção apropriada de material de alimentação sólido para a zona de tampão torna possível minimizar o desgaste abrasivo e/ou o choque térmico do tubo, que são problemas sérios potenciais da perspectiva de fornecer uma operação eficaz e confiável da lança de injeção de sólidos sobre uma campanha estendida.

[00021] O material de alimentação de sólido pode ser de qualquer material adequado.

[00022] O material de alimentação sólido pode incluir material metalífero.

[00023] O material de alimentação sólido pode incluir material metalífero e material carbonáceo.

[00024] O material de alimentação sólido pode incluir material metalífero, material carbonáceo, e material fundente.

[00025] A presente invenção se estende a situações nas quais há material metalífero e material carbonáceo injetado por meio da lança. Por exemplo, o material da zona de tampão pode ser de material carbonáceo apenas ou uma mistura de material carbonáceo e material metalífero. O material da seção central pode ser de material metalífero ou uma mistura de material carbonáceo e material metalífero. Tipicamente, o material da seção central é predominantemente, isto é, maior que 70% em peso, de material metalífero. O material carbonáceo pode estar à temperatura ambiente e o material metalífero pode estar quente. Quando o material metalífero é minério de ferro, o minério de ferro pode ser de pelo menos 500°C. O material carbonáceo e o material metalífero pode estar à temperatura ambiente.

[00026] A presente invenção também se estende a situações em que há apenas material metalífero injetado por meio da lança. O material metalífero na zona de tampão pode ser diferente do material metalífero na seção central da passagem. Por exemplo, o material da zona de tampão pode ser um material de sólidos finos e o material da seção central pode ser de material com tamanho de partícula maior, tal como um material granular. O material da zona de tampão pode estar à temperatura ambiente e o material da seção central pode estar como um material quente. Quando o material metalífero é minério de ferro, o minério de ferro pode ser de pelo menos 500°C. O material da zona de tampão e o material da seção central pode estar à temperatura ambiente.

[00027] A presente invenção também se estende a situações e que um material fundente é injetado com material carbonáceo.

[00028] A presente invenção não se limita a situações descritas nos três parágrafos anteriores.

[00029] A seguinte descrição da presente invenção foca na coinjeção de material metalífero e material carbonáceo, mas como será observado a partir dos parágrafos anteriores, a invenção não se limita à coinjeção desses materiais.

[00030] Em que o desgaste abrasivo do tubo devido ao contato com o material metalífero é a maior consideração e o choque térmico do tubo é uma consideração secundária, o material carbonáceo na zona de tampão é uma vantagem visto que o material carbonáceo é tipicamente, menos abrasivo do que o material metalífero.

[00031] Em que o choque térmico do tubo é a maior consideração e o desgaste abrasivo do tubo é uma consideração secundária, a consideração chave é que o material de alimentação na zona de tampão compreende relativamente material frio ou uma mistura de materiais relativamente frios (preferencialmente à temperatura ambiente) comparados à temperatura do material de alimentação na seção central da lança. Portanto, a seleção do material da zona de tampão pode incluir qualquer um ou mais de um dentre material carbonáceo, material metalífero e uma mistura de material carbonáceo e material metalífero, todos preferencialmente à temperatura ambiente.

[00032] A zona de tampão pode ser uma zona contínua.

[00033] A zona de tampão pode ter uma espessura uniforme.

[00034] É notado que a partir de uma perspectiva prática da zona de tampão, pode não ser uma zona contínua e pode não ter uma espessura uniforme. Entretanto, mesmo nessa situação, a partir de um ponto de vista comparativo, a zona de tampão reduzirá os problemas de desgaste abrasivo e/ou de choque térmico (dependendo do material de alimentação seleção) comparado a situações em que não há zona de tampão.

[00035] Também é notado que por fim será feita a mistura dos materiais de alimentação na zona de tampão e a seção central da passagem conforme o fluxo dos materiais de alimentação ao longo da passagem de modo que, eventualmente, haja uma mistura uniforme dos materiais de alimentação que fluem ao longo da passagem.

[00036] O método pode incluir formar a zona de tampão de modo que a mesma se estenda pelo menos parcialmente ao longo do comprimento de uma seção cônica de uma bomba venturi em uma seção do tubo que acelera o material que flui ao longo da passagem.

[00037] O método pode incluir formar a zona de tampão de modo que a mesma se estenda ao longo de todo o comprimento da seção cônica da bomba venturi.

[00038] O método pode incluir formar a zona de tampão de modo que a mesma se estenda ao longo de todo o comprimento da seção cônica da bomba venturi e para a frente da seção cônica.

[00039] Basicamente, o método pode incluir selecionar as condições de operação para formar a zona de tampão de modo que a mesma se estenda ao longo do comprimento exigido do tubo para proteger as seções do tubo que são suscetíveis a altos desgastes abrasivo ou choque térmico.

[00040] O método pode incluir estabelecer um fluxo de um material metalífero ao longo da passagem e suprir um fluxo de outro material de alimentação na passagem e uma direção que é transversal, tipicamente, perpendicular, à direção de movimento do material metalífero ao longo da passagem, desse modo, o fluxo de material metalífero desvia o fluxo do outro material de alimentação na passagem para formar a zona de tampão.

[00041] O outro material de alimentação pode ser um material carbonáceo apenas, um material metalífero apenas, ou uma mistura que inclui material carbonáceo e material metalífero. A mistura pode incluir material fundente.

[00042] A presente invenção também fornece um método para injetar material metalífero sólido e material carbonáceo sólido que inclui injetar material metalífero sólido por meio de uma entrada de material metalífero em uma passagem que se estende a partir de uma extremidade posterior para uma extremidade frontal da lança e criar um fluxo de material metalífero ao longo da lança, e injetar material carbonáceo sólido por meio de uma entrada de material carbonáceo na passagem a jusante da entrada de material metalífero até a passagem de modo que pelo menos uma parte do material carbonáceo forme uma zona de tampão entre uma parede de um tubo que define a passagem e o fluxo de material metalífero ao longo da passagem.

[00043] A presente invenção também fornece uma lança de injeção de sólidos que inclui um tubo que define uma passagem para que o material de alimentação sólido seja injetado através do tubo e tem uma entrada para material de alimentação sólido em uma extremidade traseira, uma entrada separada para material de alimentação sólido em uma parede de tubo a jusante da entrada traseira na direção de movimento de material de alimentação ao longo da passagem, e uma saída para descarregar o material de alimentação sólido em uma extremidade frontal, e em que a lança é adaptada para suprir o material de alimentação na passagem por meio da entrada a jusante de modo que pelo menos uma parte do material de alimentação forme uma zona de tampão entre uma parede de um tubo que define a passagem e o material de alimentação que flui ao longo da passagem.

[00044] O material de alimentação de sólido pode ser de qualquer material adequado.

[00045] O material de alimentação sólido pode incluir material metalífero.

[00046] O material de alimentação sólido pode incluir material metalífero e material carbonáceo.

[00047] O material de alimentação sólido pode incluir material metalífero, material carbonáceo, e material fundente.

[00048] Em uso, um sistema de distribuição supre material de alimentação na passagem por meio da entrada de parede de tubo em uma direção que é transversal, tipicamente, perpendicular, a uma direção de movimento de material de alimentação ao longo da passagem, desse modo, o fluxo de material metalífero desvia o fluxo do material de alimentação na passagem por meio da entrada de parede de tubo para formar a zona de tampão.

[00049] A lança pode incluir mais de uma entrada de parede de tubo. [00050] As entradas de parede de tubo podem estar em localizações selecionadas ao redor e/ou ao longo do comprimento da parede de tubo para promover a formação da zona de tampão.

[00051] A pluralidade das entradas de parede de tubo pode ser espaçada ao redor da circunferência da parede de tubo.

[00052] A pluralidade das entradas de parede de tubo pode ser espaçada ao redor da circunferência da parede de tubo na mesma distância da extremidade traseira do tubo de injeção de sólidos.

[00053] A pluralidade das entradas de parede de tubo pode ser espaçada ao redor da circunferência da parede de tubo em distâncias diferentes da extremidade traseira do tubo de injeção de sólidos.

[00054] O tubo de injeção de sólidos pode incluir uma bomba venturi em uma seção posterior do tubo para acelerar o material de alimentação sólido que flui através da bomba venturi, em que a bomba venturi inclui uma seção que se afunila para dentro a partir de uma extremidade traseira mais ampla para uma extremidade frontal mais estreita.

[00055] A seção cônica da bomba venturi pode estar a jusante da entrada traseira e a jusante da entrada de parede de tubo de modo que em funcionamento a zona de tampão se estenda pelo menos parcialmente ao longo do comprimento da seção cônica.

[00056] A seção cônica é uma região de alto desgaste abrasivo devido à aceleração de material metalífero na seção cônica e é, portanto, altamente vantajosa para a zona de tampão se estender pelo menos parcialmente ao longo, e de preferência em todo o caminho ao longo, o comprimento da seção cônica reduz o desgaste abrasivo na seção cônica.

[00057] A influência positiva da zona de tampão pode se estender tão longe quanto possível após a seção cônica no tubo em que o desgaste permanece um problema.

[00058] O tubo de injeção de sólidos pode ter uma área em corte transversal constante ao longo do comprimento do tubo entre a seção cônica da bomba venturi e a extremidade frontal do tubo.

[00059] A lança pode ser uma lança resfriada a água.

[00060] A lança pode incluir um revestimento anular externo que se estende ao longo de uma parte substancialmente do comprimento da lança e um sistema de resfriamento à água alojado no revestimento anular.

[00061] A lança pode incluir um sistema de detecção de punctura que é adaptado para detectar uma mudança de pressão no tubo de injeção de sólidos ou um fluxo de um gás em ou a partir do tubo como um resultado de uma punctura no tubo.

[00062] O sistema de detecção de punctura pode ser conforme descrito no pedido provisório AU 2013901599 no nome do requerente, e a descrição no relatório descritivo da patente alojado com o pedido provisório é incorporada no presente documento por referência cruzada. [00063] O tubo de injeção de sólidos pode estar localizado centralmente na lança.

[00064] O tubo pode compreender uma montagem de um tubo externo de um material estrutural e um tubo interno de um material resistente a desgaste que são unidos juntos.

[00065] O tubo externo pode ser formado a partir de um aço, tal como um aço inoxidável.

[00066] O tubo externo pode ser de pelo menos 1 mm espesso.

[00067] A espessura do tubo externo pode estar na faixa de 3 a 30 mm.

[00068] O tubo interno pode ser formado a partir de um forro resistente a desgaste produzido a partir de ferro fundido branco, tal como ferro fundido branco de ferro-crómio, cerâmica ou uma mistura de ambos.

[00069] O forro resistente a desgaste pode ser de pelo menos 3 mm espesso e de mais preferência pelo menos 5 mm espesso.

[00070] A ligação entre o tubo externo e o tubo interno pode se estender pelo menos substancialmente através de toda a área de superfície da interface entre os dois tubos.

[00071] A ligação entre o tubo externo e o tubo interno no caso de forro metálico pode ser uma ligação metalúrgica.

[00072] O tubo pode ser de pelo menos 2 m longo.

[00073] O tubo pode ter um diâmetro interno mínimo de 50 mm.

[00074] O tubo pode ter um diâmetro interno máximo de 300 mm.

[00075] O tubo pode ter um diâmetro externo máximo de 400 mm.

[00076] A presente invenção também fornece um aparelho para suprir um material de alimentação sólido para uma lança de injeção de sólidos que inclui: (a) um sistema de distribuição de material de alimentação sólido para suprir material de alimentação sólido para a entrada na extremidade traseira da lança de injeção de sólidos descrita acima, o sistema de distribuição inclui uma unidade de armazenamento/dispensação e uma linha de suprimento de sólidos para suprir material metalífero a partir da unidade de armazenamento/dispensação para a lança; e (b) um sistema de distribuição para suprir material de alimentação sólido para a entrada na parede de tubo da lança de injeção de sólidos descrita acima, o sistema de distribuição inclui uma unidade de armazenamento/dispensação e uma linha de suprimento de sólidos para suprir o outro material de alimentação a partir da unidade de armazenamento/dispensação para a lança.

[00077] O material de alimentação de sólido pode ser de qualquer material adequado.

[00078] O material de alimentação sólido pode incluir material metalífero.

[00079] O material de alimentação sólido pode incluir material metalífero e material carbonáceo.

[00080] O material de alimentação sólido pode incluir material metalífero, material carbonáceo, e material fundente.

[00081] A presente invenção também fornece um aparelho para suprir pelo menos um material metalífero sólido para uma lança de injeção de sólidos que inclui: (a) um sistema de distribuição de material metalífero sólido para suprir material metalífero sólido para a lança de injeção de sólidos descrita acima, o sistema de distribuição inclui uma unidade de armazenamento/dispensação e uma linha de suprimento de sólidos para suprir material metalífero a partir da unidade de armazenamento/dispensação para a lança; e (b) um sistema de distribuição para suprir outro material de alimentação sólido para a lança de injeção de sólidos descrita acima, o sistema de distribuição inclui uma unidade de armazenamento/dispensação e uma linha de suprimento de sólidos para suprir o outro material de alimentação a partir da unidade de armazenamento/dispensação para a lança.

[00082] O outro material de alimentação pode ser um material carbonáceo apenas, um material metalífero apenas, ou uma mistura de material carbonáceo e material metalífero.

[00083] O material metalífero pode ser minério de ferro, de preferência sólidos finos de minério de ferro.

[00084] Quando o material metalífero sólido é minério de ferro, de preferência o minério de ferro está em uma temperatura de pelo menos 500°C na linha de suprimento de sólidos.

[00085] O material carbonáceo sólido pode ser carvão.

[00086] A presente invenção fornece adicionalmente uma usina de fundição direta que inclui um vaso de fundição direta que tem a lança de injeção de sólidos descrita acima.

[00087] A presente invenção também fornece uma usina de fundição direta que inclui: (a) um vaso de fundição direta que tem a lança de injeção de sólidos acima descrita para injetar material metalífero sólido e material carbonáceo sólido no vaso; e (b) o aparelho de suprimento de material acima descrito. [00088] A usina pode incluir uma unidade pré-tratamento para material metalífero sólido de aquecimento.

[00089] O material metalífero sólido pode ser minério de ferro, de preferência sólidos finos de minério de ferro.

[00090] Quando o material metalífero sólido é minério de ferro, de preferência o minério de ferro está em uma temperatura de pelo menos 500°C na linha de suprimento de sólidos.

[00091] O material carbonáceo sólido pode ser carvão.

[00092] A presente invenção fornece adicionalmente um processo de fundição direta à base de banho fundido para produzir um metal fundido a partir de um material de alimentação metalífero sólido, caracterizado pelo fato de que inclui injetar um material de alimentação sólido selecionado a partir de um ou mais de um dentre um material metalífero sólido e um material carbonáceo sólido em um banho fundido em um vaso de fundição direta por meio da lança de injeção de sólidos.

[00093] Um exemplo de um material metalífero é o minério de ferro. [00094] O minério de ferro pode ser de sólidos finos de minério de ferro.

[00095] O minério de ferro pode ser pré-aquecido a uma temperatura de pelo menos 600°C.

[00096] O processo pode incluir injetar material metalífero, material carbonáceo, um material fundente ou qualquer outro material sólido no vaso de fundição que contém um banho de material fundido na forma de metal fundido e escória fundida e gerar um banho/fonte de escória por meio de emissão de gás no banho fundido e gerar um gás efluente e material metalífero de fundição no banho fundido e formar metal fundido.

[00097] O processo pode incluir pré-aquecer o material metalífero combustando-se um gás combustível em uma temperatura de menos que 300°C, sendo que o gás combustível é produzido a partir do gás efluente descarregado do vaso de fundição. O gás combustível pode ser um gás combustível produzido a partir de gás efluente quente liberado do vaso de fundição e resfriado à temperatura de menos que 300°C.

[00098] Quando o material metalífero sólido é minério de ferro e o material carbonáceo sólido é carvão, o processo pode compreender suprir um total de pelo menos 160 t/h de minério e pelo menos 70 t/h de carvão para o vaso de fundição direta.

[00099] O processo pode incluir suprir material metalífero sólido aquecido e material carbonáceo sólido para o vaso de fundição direta por meio da lança com uma queda de pressão de 0,1 MPa a 0,2 MPa (1,0 a 2,0 bar) (g).

[000100] A presente invenção também fornece um processo para fundição direta de material metalífero sólido e produção de metal fundido que inclui: (a) formar um banho de metal fundido e escória em um vaso de fundição direta; (b) suprir material metalífero sólido e material carbonáceo sólido no vaso, que inclui suprir qualquer um ou mais de um dentre material metalífero sólido e material carbonáceo sólido por meio da lança de injeção de sólidos acima descrita que se estende no vaso; (c) injetar o gás que contém oxigênio no vaso e gases combustíveis de pós-combustão gerados no vaso; e (d) fundir material metalífero sólido em metal fundido no banho.

[000101] O material metalífero sólido pode ser minério de ferro, de preferência sólidos finos de minério de ferro.

[000102] Quando o material metalífero sólido é minério de ferro, de preferência o minério de ferro está em uma temperatura de pelo menos 500°C na linha de suprimento de sólidos.

[000103] O material carbonáceo sólido pode ser carvão.

[000104] Quando o material metalífero sólido é minério de ferro e o material carbonáceo sólido é carvão, o processo pode compreender suprir um total de pelo menos 160 t/h de minério e pelo menos 70 t/h de carvão para o vaso de fundição direta.

[000105] O processo pode compreender suprir material metalífero sólido aquecido e material carbonáceo sólido para o vaso de fundição direta por meio da lança com uma queda de pressão de 0,1 MPa a 0,2 MPa (1,0 a 2,0 bar) (g).

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[000106] A invenção é descrita adicionalmente a título de exemplo, apenas com referência aos desenhos em anexo, em que: A Figura 1 é um corte transversal vertical através de um vaso de fundição direta que forma parte de uma modalidade de uma usina de fundição direta em concordância com a presente invenção; e A Figura 2 é uma vista esquemática que ilustra a modalidade acima mencionada da usina de fundição direta; A Figura 3 é uma vista em corte transversal parcialmente diagramática de uma seção superior de uma modalidade de uma lança de injeção de sólidos mostrada nas Figuras 1 e 2 com contornos de temperatura para o minério quente e carvão/cal à temperatura ambiente injetados por meio da lança; e A Figura 4 é a vista em corte transversal parcialmente diagramática mostrada na Figura 3 com faixas de carvão que ilustram o fluxo de carvão através da lança.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES

[000107] A Figura 1 mostra um vaso de fundição direta 11 que é adequado, particularmente para executar o processo HIsmelt conforme descrito a título de exemplo no Pedido de Patente Internacional PCT/AU96/00197 (WO 1996/031627) no nome do requerente.

[000108] A seguinte descrição está no contexto de fundição de sólidos finos de minério de ferro para produzir ferro fundido em concordância com o processo HIsmelt.

[000109] Será observado que a prese nte invenção é aplicável à fundição de qualquer material metalífero, que inclui minérios, minérios parcialmente reduzidos, e correntes de fluxo de desgaste que contêm metal por meio de qualquer processo de fundição direta adequado à base de banho fundido e não é confinado ao processo HIsmelt. Também será observado que os minérios podem estar na forma de sólidos finos de minério de ferro.

[000110] A seguinte descrição foca na coinjeção de material metalífero e material carbonáceo por meio de uma lança de injeção de sólidos, mas conforme será observado a partir do supracitado, a invenção não se limita à coinjeção desses materiais e também se estende à injeção de material metalífero sem material carbonáceo.

[000111] A seguinte descrição foca na coinjeção de material metalífero e material carbonáceo para minimizar o desgaste abrasivo e o choque térmico de uma lança de injeção de sólidos. Entretanto, conforme será observado a partir do supracitado, a invenção não é tão limitada e se estende a situações em que a minimização do desgaste abrasivo é uma consideração principal comparada à minimização do choque térmico e vice-versa.

[000112] O vaso 11 tem um canal que inclui uma base 12 e lados 13 formados a partir de tijolos refratários, paredes laterais 14, que formam um barril geralmente cilíndrico que se estende para cima a partir dos lados 13 do canal e um teto 17. Os painéis resfriados a água (não mostrados) são fornecidos para transferir calor a partir das paredes laterais 14 e do teto 17. O vaso 11 é dotado adicionalmente de um forno de canais 19, através do qual o metal fundido é continuamente descarregado durante a fundição, e um orifício da torneira 21, através do qual a escória fundida é periodicamente descarregada durante a fundição. O teto 17 é dotado de uma saída 18 através do qual os gases efluentes do processo são descarregados.

[000113] No uso do vaso 11 para fundir sólidos finos de minério de ferro para produzir ferro fundido em concordância com o processo Hlsmelt, o vaso 11 contém um banho fundido de ferro e escória, que inclui uma camada 22 de metal fundido e uma camada 23 de escória fundida na camada de metal 22. A posição da superfície quiescente nominal da camada de metal 22 é indicada pela seta 24. A posição da superfície quiescente nominal da camada de escória 23 é indicada pela seta 25. O termo "superfície quiescente" é entendido para significar a superfície quando não há injeção de gás e sólidos no vaso 11.

[000114] O vaso 11 é dotado de lanças de injeção de sólidos 27 que se estendem para baixo e para dentro através de aberturas (não mostradas) nas paredes laterais 14 do vaso e na camada de escória 23. As lanças de injeção de sólidos 27 são descritas em mais detalhes em relação às Figuras 3 e 4. Duas lanças de injeção de sólidos 27 são mostradas na Figura 1. Entretanto, pode ser observado que o vaso 11 pode ter qualquer número adequado de tais lanças 27. Em uso, sólidos finos de minério de ferro aquecidos e carvão à temperatura ambiente (e fundentes, tipicamente, cal) são arrastados em um gás carreador adequado (tal como um gás carreador deficiente em oxigênio, tipicamente, nitrogênio) e são supridos separadamente para as lanças 27 e co-injetados através das extremidades de saída 28 das lanças 27 no banho fundido e de preferência na camada de metal 22. A seguinte descrição está no contexto que o gás carreador para os sólidos finos de minério de ferro e carvão é nitrogênio.

[000115] As extremidades de saída 28 das lanças de injeção de sólidos 27 estão acima da superfície da camada de metal 22 durante a operação do processo. Essa posição das lanças 27 reduz o risco de dano através do contato com metal fundido e também torna possível resfriar as lanças por resfriamento à água interno forçado, conforme descrito mais abaixo, sem risco significativo de a água entrar em contato com o metal fundido no vaso 11.

[000116] O vaso 11 também tem uma lança de injeção de gás 26 para distribuição de um sopro de ar quente em uma região superior do vaso 11. A lança 26 se estende para baixo através do teto 17 do vaso 11 na região superior do vaso 11. Em uso, a lança 26 recebe um fluxo de ar quente enriquecido com oxigênio através de um duto de distribuição de gás quente (não mostrado), que se estende a partir de uma estação de suprimento de gás quente (também não mostrada).

[000117] A Figura 2 mostra esquematicamente uma modalidade de uma usina de fundição direta em concordância com a invenção na medida que a usina é relacionada com o suprimento de sólidos finos de minério de ferro aquecidos e carvão à temperatura ambiente para uma lança de injeção de sólidos 27.

[000118] A usina inclui o vaso de fundição direta 11 mostrado na Figura 1.

[000119] A usina também inclui uma unidade pré-tratamento 34 na forma de um pré-aquecedor para aquecer os sólidos finos de minério de ferro, tipicamente, a uma temperatura de pelo menos 600°C. O pré-aquecedor pode ser de qualquer tipo adequado de pré-aquecedor.

[000120] A usina também inclui um sistema de distribuição de minério para suprir sólidos finos de minério de ferro para as lanças 27.

[000121] O sistema de distribuição de minério inclui (a) uma unidade de armazenamento/dispensação de minério 32 para armazenar e dispensar os sólidos finos de minério de ferro aquecidos e (b) uma linha de suprimento de minério 36 para suprir minério aquecido a partir da unidade de armazenamento/dispensação de minério 32 para as lanças 27.

[000122] A unidade de armazenamento/dispensação de minério 32 é construída para armazenar e dispensar os sólidos finos de minério de ferro aquecidos arrastados no gás carreador nitrogênio. A unidade de armazenamento/dispensação de minério 32 pode ser na forma de uma pluralidade de compartimentos que permitem que sólidos finos de minério de ferro aquecidos sejam transferidos a partir de condições atmosféricas padrão para um ambiente de gás carreador pressurizado. Entretanto, para os propósitos da presente invenção, a unidade de armazenamento/dispensação de minério 32 pode ser considerada como uma única unidade.

[000123] Em uso, os sólidos finos de minério de ferro são alimentados para o pré-aquecedor 34 a partir de uma pilha de estocagem (não mostrada) e o pré-aquecedor aquece os sólidos finos. O pré-aquecedor 34 é disposto para aquecer os sólidos finos de modo que os sólidos finos estejam em uma temperatura de pelo menos 500 °C e tipicamente, da ordem de 600 °C a 700 °C no ponto de injeção no vaso 11. Os gases efluentes podem ser supridos a partir da saída 18 para o pré-aquecedor 34, de modo que o calor possa ser transferido dos gases efluentes para os sólidos finos de minério de ferro. O pré-aquecedor 34 é disposto para suprir os sólidos finos de minério de ferro aquecidos para a unidade de armazenamento/dispensação de minério 32.

[000124] A linha de suprimento de minério 36 para transportar os sólidos finos de minério de ferro aquecidos a partir da unidade de armazenamento/dispensação 32 para a lança 27 inclui (a) uma primeira seção 48 que carrega os sólidos finos para uma localização próxima do vaso 11, (b) uma seção que se estende para cima 42 que circula os sólidos finos a partir de uma posição que está no nível aproximadamente da base 12 do vaso 11 para pelo menos a altura da lança 27, e (c) uma seção que se estende para baixo 46 que conecta a linha a uma entrada de minério na lança 27. A seção 46 é formada para estar co-axial com a lança 27 quando em uma posição de operação conforme mostrado na Figura 2. A entrada de minério na lança 27 e a construção geral da lança 27 são descritas em mais detalhe em relação às Figuras 3 e 4.

[000125] A usina também inclui um sistema de distribuição de carvão para suprir carvão para as lanças 27.

[000126] O sistema de distribuição de carvão inclui (a) uma unidade de armazenamento/dispensação de carvão 38 que recebe o carvão de uma pilha de estocagem (não mostrada) e armazena e dispensa o carvão mediante temperatura ambiente e (b) uma linha de suprimento 40 para transportar o carvão a partir da unidade de armazenamento/dispensação de carvão 38.

[000127] Em uso, o carvão à temperatura ambiente é descarregado a partir da montagem de dispensa de carvão 38 carreado pelo gás carreador nitrogênio e transferido por meio da linha de suprimento de carvão 40 para a lança 27.

[000128] A unidade de armazenamento/dispensação de carvão 38 pode ser na forma de uma pluralidade de compartimentos que permitem que o carvão seja transferido a partir de condições atmosféricas padrão para um ambiente de um gás carreador nitrogênio pressurizado. Entretanto, para os propósitos da presente invenção, a montagem de dispensa de carvão 38 pode ser considerada para ser uma única unidade.

[000129] A linha de suprimento de carvão 40 é conectada a uma entrada de carvão na lança 27. A entrada de carvão na lança 27 e a construção geral da lança 27 são descritas em mais detalhe em relação às Figuras 3 e 4. Tipicamente, o sistema de distribuição de carvão supre carvão e material fundente, tal como cal.

[000130] A Figura 3 é uma vista em corte transversal parcialmente diagramática de uma seção superior da lança de injeção de sólidos 27 mostrada nas Figuras 1 e 2 com contornos de temperatura para os sólidos finos de minério de ferro quente e carvão (e cal) à temperatura ambiente injetados por meio da lança 27.

[000131] A Figura 4 é a vista em corte transversal parcialmente diagramática mostrada na Figura 3 com faixas de carvão que ilustram o fluxo de carvão através da lança 27.

[000132] Com referência às Figuras 3 e 4, a lança 27 inclui um tubo 60 que define uma passagem 62 para o material de alimentação sólido a ser injetado através do tubo 60 e para sair da lança 27 por meio da extremidade de saída 28 da lança mostrada nas Figuras 1 e 2.

[000133] O tubo 60 tem uma bomba venturi identificada, de modo geral, pelo numeral 52 em uma seção de extremidade superior do tubo 60 para acelerar o material de alimentação sólido que flui através da bomba venturi. A bomba venturi 52 inclui uma seção de extremidade traseira mais ampla 56, uma seção de extremidade frontal mais estreita da bomba venturi 58, e uma seção 54 que se afunila para dentro a partir da seção mais ampla 56 para a seção mais estreita 58.

[000134] O restante do tubo 60 que se estende a partir da bomba venturi 52 para a extremidade frontal 28 da lança 27 tem um corte transversal uniforme.

[000135] O tubo 60 tem uma entrada 64 para sólidos finos de minério de ferro aquecidos em uma extremidade traseira do tubo 60 e um par de entradas separadas opostas diametricamente 66 para o carvão no tubo 60 a jusante da entrada de minério 64. As entradas de carvão 66 são formadas na seção mais ampla 56 da bomba venturi 52. A entrada de minério 64 e as entradas de carvão 66 são dispostas para criar as condições de fluxo na passagem 62 de modo que em uso pelo menos uma parte do carvão suprido na passagem 62 por meio das entradas de carvão 66 forme uma zona de tampão 70 entre a parede de tubo e os sólidos finos de minério de ferro que fluem e uma seção central da passagem 62. O carvão é menos abrasivo do que os sólidos finos de minério de ferro e, portanto, a zona de tampão 70 reduz o desgaste abrasivo do material que forma a parede de tubo 60. Além disso, nas situações em que os sólidos finos de minério de ferro estão quentes e o carvão está em uma temperatura ambiente, como é o caso na modalidade descrita, a zona de tampão 70 minimiza o choque térmico que poderia reduzir a vida útil da parede de tubo.

[000136] Pode haver qualquer número e disposição adequados de entradas de carvão 66. As entradas de carvão 66 podem estar na mesma posição ao longo do comprimento do tubo 60 e/ou em intervalos espaçados ao longo do comprimento do tubo 60.

[000137] As localizações e número das entradas de carvão 66 são selecionados em relação à entrada de minério 64 e os parâmetros de injeção (as taxas de fluxo volumétricas, as velocidades de injeção, as distribuições de tamanho de partícula, etc.) para o carvão e para os sólidos finos de minério de ferro de modo que o fluxo de sólidos finos de minério de ferro na passagem 62 desvie o transversal, tipicamente, perpendicular fluxo de carvão na passagem 62 por meio das entradas de carvão 66 de modo que a direção de fluxo suficiente do carvão injetado seja desviada para formar a zona de tampão 70.

[000138] A seção cônica 54 da bomba venturi é uma região de alto desgaste abrasivo devido a aceleração de materiais de alimentação na seção cônica e é, portanto, altamente vantajosa para a zona de tampão 70 se estender pelo menos parcialmente ao longo, e de preferência em todo o caminho ao longo, o comprimento da seção cônica 54 reduz o desgaste abrasivo na seção cônica 54.

[000139] Basicamente, o método pode incluir selecionar as condições de operação, tal com as taxas de fluxo de injeção e velocidades de injeção, para formar a zona de tampão 70 de modo que a mesma se estenda ao longo do comprimento exigido do tubo para proteger as seções do tubo que são suscetíveis a altos desgastes abrasivo e choque térmico.

[000140] As figuras 3 e 4 incluem contornos de temperatura que ilustram a temperatura na lança 27 na modalidade descrita em que há injeção de sólidos finos de minério de ferro quentes e carvão à temperatura ambiente. É evidente que a temperatura na zona de tampão 70 é consideravelmente mais baixa que na seção central da passagem 62.

[000141] A Figura 4 também inclui as faixas que ilustram as trajetórias de movimento de carvão na passagem 62. Em particular, a Figura ilustra como o fluxo para frente de sólidos finos de minério de ferro na passagem 62 desvia o fluxo de carvão na passagem mediante as condições de injeção particulares para a Figura.

[000142] As vantagens fornecidas pela zona de tampão 70 reduzem as atuais exigências para materiais de alta resistência a desgaste e resistentes a choque térmico para a parede de tubo, que tende a ser uma taxa limitada de materiais dispendiosos, e abre para a possibilidade de uso de uma taxa mais ampla de materiais menos dispendiosos.

[000143] É notado que a partir de uma perspectiva prática da zona de tampão 70, pode não ser uma zona contínua e pode não ter uma espessura uniforme e pode haver sólidos finos de minério de ferro na zona. Entretanto, mesmo nessa situação, a partir de um ponto de vista comparativo, a zona de tampão 70 conforme descrita em relação às Figuras 3 e 4 vai reduzir os problemas de desgaste abrasivo e choque térmico comparado a situações em que não há zona de tampão e uma mistura de sólidos finos de minério de ferro e carvão que flui ao longo da passagem 62.

[000144] Também é notado que por fim será feita a mistura dos materiais na zona de tampão 70 e uma seção central da passagem 62 conforme o fluxo dos materiais ao longo da passagem 62 de modo que haja uma mistura uniforme de sólidos finos de minério de ferro e carvão que fluem ao longo da passagem 62.

[000145] Muitas modificações podem ser feitas para a modalidade da lança de injeção de sólidos da presente invenção descrita em relação às Figuras sem se separar do espírito e do escopo da invenção.

[000146] A título de exemplo, ainda que a modalidade da lança de injeção de sólidos seja descrita no contexto do processo de fundição direta HIsmelt, pode ser prontamente observado que a presente invenção não é tão limitada e se estende a qualquer processo de fundição à base de banho fundido.

[000147] A título de exemplo, ainda que a modalidade da lança de injeção de sólidos seja descrita no contexto da fundição de minério de ferro, pode ser prontamente observado que a presente invenção não se limita a esse material e se estende a qualquer material metalífero adequado.

[000148] A título de exemplo, ainda que a modalidade da lança de injeção de sólidos seja descrita no contexto de injeção de materiais de alimentação de sólidos na forma ou de minério de ferro e de material carbonáceo, pode ser prontamente observado que a presente invenção não é tão limitada e se estende à injeção de qualquer material de alimentação adequado.

[000149] Na descrição supracitada da invenção, exceto quando o contexto exige o contrário devido à linguagem expressa ou implicação necessária, o termo "compreender" ou variações, tais como "compreende" ou "que compreende" são usadas em um sentido inclusivo, isto é, para especificar a presença dos recursos estabelecidos, mas não para impedir a presença ou a adição de recursos adicionais em várias modalidades da invenção.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Método para injetar um material de alimentação sólido através de uma lança de injeção de sólidos (27), caracterizado pelo fato de que inclui criar condições de fluxo pelo suprimento de um material de alimentação para dentro da passagem (62) em uma direção que é transversal, tipicamente perpendicular, a uma direção de movimento do material de alimentação ao longo de um seção central da passagem (62) da lança (27), de modo que pelo menos uma parte do material de alimentação que flui ao longo da passagem (62) forme uma zona de tampão (70) entre uma parede de um tubo (60) que define a passagem (62) e o material de alimentação que flui ao longo da seção central da passagem (62).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material de alimentação inclui material metalífero e opcionalmente material carbonáceo e opcionalmente material de fundente.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o material da zona de tampão (70) é (a) material carbonáceo apenas, (b) uma mistura de material carbonáceo e material metalífero ou (c) uma mistura de material carbonáceo, material metalífero e material fundente.

4. Método, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o material da seção central é (a) material metalífero, (b) uma mistura de material carbonáceo e material metalífero ou (c) uma mistura de material carbonáceo, material metalífero e material fundente.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o material da seção central é predominantemente, isto é, maior que 70% em peso de material metalífero.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado pelo fato de que o material carbonáceo está à temperatura ambiente e o material metalífero está quente.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado pelo fato de que o material carbonáceo e o material metalífero estão à temperatura ambiente.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a zona de tampão pode ser uma zona contínua e tem uma espessura uniforme.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que inclui formar a zona de tampão (70) de modo que a mesma se estenda pelo menos parcialmente ao longo do comprimento de uma seção cônica (54) de uma bomba venturi (52) em uma seção do tubo (60) que acelera o material de alimentação que flui na passagem (62).

10 . Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato que inclui formar a zona de tampão (70) de modo que a mesma se estenda ao longo de todo o comprimento da seção cônica (54) da bomba venturi (52).

11 . Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato que inclui formar a zona de tampão (70) de modo que a mesma se estenda ao longo de todo o comprimento da seção cônica (54) da bomba venturi (52) e para a frente da seção cônica (54).

12 . Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que inclui estabelecer um fluxo de material de alimentação na forma de material metalífero ao longo da passagem (62) e suprir um fluxo de outro material de alimentação na passagem (62) e uma direção que é transversal, tipicamente, perpendicular, à direção de movimento do material metalífero ao longo da passagem (62) através da qual o fluxo de material metalífero desvia o fluxo do outro material de alimentação na passagem (62) para formar a zona de tampão (70).

13 . Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o outro material de alimentação é um material carbonáceo apenas, um material metalífero apenas ou uma mistura que inclui material carbonáceo e material metalífero.

14 . Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material de alimentação inclui material metalífero sólido e material carbonáceo sólido, o método inclui injetar um material metalífero sólido por meio de uma entrada (64) de material metalífero na passagem (62) e criar um fluxo de material metalífero ao longo da lança (27), e injetar material carbonáceo sólido por meio de uma entrada de material carbonáceo na passagem (62) a jusante da entrada de material metalífero de modo que pelo menos uma parte do material carbonáceo forme a zona de tampão (70) entre a parede do tubo (60) e o material metalífero que flui ao longo da passagem (62).

15 . Lança de injeção de sólidos, caracterizada pelo fato de que inclui um tubo (60) que define uma passagem (62) para que o material de alimentação sólido seja injetado através do tubo (60) e tem uma entrada (64) para material de alimentação sólido em uma extremidade traseira, uma entrada separada (66) para material de alimentação sólido em uma parede de tubo (60) a jusante da entrada traseira (64) na direção de movimento de material de alimentação ao longo da passagem (62), e uma saída (18) para descarregar o material de alimentação sólido em uma extremidade frontal, e em que a lança (27) é adaptada para suprir o material de alimentação na passagem (62) por meio da entrada a jusante (66) de modo que pelo menos uma parte do material de alimentação forme uma zona de tampão (70) entre uma parede de um tubo (60) que define a passagem (62) e o material de alimentação que flui ao longo da passagem (62).

16 . Lança, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato que inclui mais que uma entrada de parede de tubo (66).

17 . Lança, de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizada pelo fato de que as entradas de parede de tubo (66) são localizações selecionadas ao redor e/ou ao longo do comprimento da parede de tubo para promover a formação da zona de tampão (70).

18 . Lança, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 17, caracterizada pelo fato de que a pluralidade das entradas de parede de tubo (66) é espaçada ao redor da circunferência da parede de tubo.

19 . Lança, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 18, caracterizada pelo fato de que a pluralidade das entradas de parede de tubo (66) é espaçada ao redor da circunferência da parede de tubo na mesma distância da extremidade traseira do tubo de injeção de sólidos (60).

20 . Lança, de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de que a pluralidade das entradas de parede de tubo (66) é espaçada ao redor da circunferência da parede de tubo em distâncias diferentes da extremidade traseira do tubo de injeção de sólidos (60).

21 . Lança, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 20, caracterizada pelo fato de que o tubo de injeção de sólidos (60) inclui uma bomba venturi (52) em uma seção posterior (56) do tubo (60) para acelerar o material de alimentação sólido que flui através da bomba venturi (52), em que a bomba venturi (52) inclui uma seção (54) que se afunila para dentro a partir de uma extremidade traseira mais ampla para uma extremidade frontal mais estreita.

22 . Lança, de acordo com a reivindicação 21, caracterizada pelo fato de que a seção cônica (54) da bomba venturi (52) está a jusante da entrada traseira e a jusante da entrada de parede de tubo (66) de modo que em uso a zona de tampão (70) se estenda pelo menos parcialmente ao longo do comprimento da seção cônica (54).

23 . Aparelho para suprir um material de alimentação sólido para uma lança de injeção de sólidos, caracterizado pelo fato de que inclui: (a) um sistema de distribuição de material de alimentação sólido para suprir material de alimentação sólido para a entrada na extremidade traseira da lança de injeção de sólidos (27), como definida em qualquer uma das reivindicações 15 a 22, em que o sistema de distribuição inclui uma unidade de armazenamento/dispensação e uma linha de suprimento de sólidos para suprir material metalífero a partir da unidade de armazenamento/dispensação para a lança (27); e (b) um sistema de distribuição para suprir material de alimentação sólido para a entrada na parede de tubo da lança de injeção de sólidos (27), comodefinida em qualquer uma das reivindicações 15 a 22, em que o sistema de distribuição inclui uma unidade de armazenamento/dispensação e uma linha de suprimento de sólidos para suprir o outro material de alimentação a partir da unidade de armazenamento/dispensação para a lança (27).

24 . Aparelho para suprir pelo menos um material metalífero sólido para uma lança de injeção de sólidos, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que inclui: (a) um sistema de distribuição de material metalífero sólido para suprir material metalífero sólido para a lança de injeção de sólidos (27), como definida em qualquer uma das reivindicações 15 a 22, em que o sistema de distribuição inclui uma unidade de armazenamento/dispensação e uma linha de suprimento de sólidos para suprir material metalífero a partir da unidade de armazenamento/dispensação para a lança (27); e (b) um sistema de distribuição para suprir outro material de alimentação para a lança de injeção de sólidos (27), como definida em qualquer uma das reivindicações 15 a 22, em que o sistema de distribuição inclui uma unidade de armazenamento/dispensação e uma linha de suprimento de sólidos para suprir o outro material de alimentação a partir da unidade de armazenamento/dispensação para a lança (27).

25 . Usina de fundição direta, caracterizada pelo fato que inclui um vaso de fundição direta que tem a lança de injeção de sólidos (27), como definida em qualquer uma das reivindicações 15 a 22.