BRPI0401753B1 - Reator metalúrgico para a produção de ferro fundido - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “REATOR METALÚRGICO PARA A PRODUÇÃO DE FERRO FUNDIDO” A presente invenção se refere a reatores metalúrgicos, e mais particularmente os assim chamados reatores metalúrgicos “fündidores” adequados para realizar o processo de produção de ferro fundido tomando parte do grupo de processos conhecidos como processos de “redução de fusão de minérios”.

De acordo com este grupo de processos, o ferro fundido é produzido de: um material contendo ferro, por exemplo, minério de ferro e/ou outros óxidos de metal redutíveis tais como manganês, níquel, cromo, etc., onde foi aplicado pré-aquecimento e/ou pré-redução; um material de redução baseado em carbono, por exemplo, carvão; um gás comburente contendo oxigênio, por exemplo, oxigênio industrial. Os produtos do processo são: ferro fundido líquido composto de uma liga de ferro e outros metais com uma lata concentração de carbono em forma de solução; a escória líquida, principalmente composta de óxidos de cálcio, silício, magnésio e alumínio, e um gás contendo frações de tamanho considerável de monóxido de carbono e dióxido de carbono resultantes das reações de redução e combustão. O reator de acordo com a presente invenção é essencialmente composto de uma armação de metal internamente revestida, pelo menos parcialmente, com material refratário e provida, na região de fechamento do topo, com um duto através do qual o material contendo ferro ou outros materiais redutíveis, por exemplo, minério de ferro previamente aquecido a uma alta temperatura e parcialmente reduzido em uma reação de redução direta em estado sólido, por exemplo, uma fornalha de forno rotativo, é introduzida.

Neste reator metalúrgico é requerido para realizar resfriamento eficiente do minério suprido pelo duto ambos para protegê-lo das altas temperaturas e dos danos resultantes dela e para impedir adesão, dentro e fora dele, de materiais semifundidos e escórias que poderíam impedir a descida dos materiais e poderiam afetar negativamente a execução regular do processo. A solução usada de maneira a realizar o referido resfriamento, o que é conhecido como “invólucro de água”, consistindo em circundar este duto com uma cavidade dentro da qual um fluido de resfriamento flui. Esta solução pode ser considerada como sendo adotada a partir de outras aplicações metalúrgicas que são caracterizadas por condições ambientais similares (por exemplo, lanças de oxigênio para conversores de planta de aço) onde este problema é comumente resolvido por resfriamento, usualmente com água, do produto que entra no reator.

Um dos problemas principais destes reatores é aquele de assegurar tanto a descida regular do material de carga no banho de escória básico e a eliminação ou redução a um mínimo de perda de material como resultado da entrada dos gases fluindo para fora do reator.

De acordo com um aspecto característico principal da presente invenção, este problema é resolvido pela provisão, na parte terminal do fundo do referido duto de carregamento de material, uma série de bocais para sopro no gás comprimido, por exemplo, ar, vapor ou nitrogênio, de maneira a criar uma cortina gasosa descendente ao redor da abertura de alargamento de material de carga, que assiste a decida regular do referido material, facilitando sua introdução no banho de escória líquido básica. Além disso, devido à presença destes jatos gasosos, na vizinhança da abertura de alagamento do duto um vácuo dinâmico é criado, este vácuo impedindo qualquer tendência do gás de processo de voltar através do duto durante picos transientes de pressão do reator devido às flutuações naturais no processo.

De acordo com um aspecto adicional da presente invenção, o eixo da parte terminal do referido duto de carregamento material é vantajosamente inclinado com relação ao eixo vertical na direção das paredes do reator e meios são providos de maneira a girar referida parte do duto acerca do eixo vertical de maneira a distribuir o material ferroso de um modo por inteiro ao redor da câmara do reator, de maneira a impedir acumulação dele na zona central onde há maior turbulência, favorecendo ao mesmo tempo a introdução dele no banho de escória líquida básica.

Os reatores de fusão de minério por redução do tipo de acordo com a invenção são geralmente equipados com meios para a injeção do gás comburente, em alguns casos realizados com lanças, que são adequadamente dirigidas e arranjadas pelo menos em dois níveis. No reator de acordo com a presente invenção, via as lanças posicionadas em um nível inferior (zona de redução), a saber, o nível do cadinho reator, ou via lanças adequadas posicionadas na vizinhança dele, carvão de tamanho de grão adequado é soprado na massa de ferro fundido amolecido por meio de um gás transportador adequado.

As paredes laterais e o fundo do reator são revestidas com material refratário adequado para conter as fases líquidas do processo. Para assegurar a eficiência do processo, uma circulação intensa da escória liquida é requerida entre a zona superior ou zona de oxidação e a zona de fundo ou zona de redução. Esta circulação obviamente envolve um alto grau de troca de calor como resultado de convecção entre a escoria e o revestimento refratário que o contém. Isto, combinado com a agressividade química da escoria líquida com relação a qualquer material refratário com a qual ele entra em contato, é um fator que influencia grandemente a duração do revestimento refratário e, basicamente, na maior parte dos processos de redução de fusão de minério conhecidos é o principal problema não resolvido impedindo a comercialização dele.

De acordo com um aspecto característico adicional da presente invenção, de maneira a superar este problema, elementos de resfriamento são arranjados na seção da parede situada oposta ao banho de escória e a zona de transição de ferro fundido/banho de escória, os referidos elementos sendo pretendidos para remover o calor do banho com uma intensidade tal para causar solidificação da escória e, portanto, impedir erosão do material refratário, a uma profundidade de penetração da referida erosão, conhecida como “linha de congelamento”, ou magnitude aceitável, a saber, suficiente para assegurar a estabilidade estrutural da parede remanescente.

Vantajosamente, estes elementos de resfriamento consistem de placas feitas de metal com uma alta condutividade térmica, por exemplo, cobre formado preferivelmente de um laminado de maneira a tirar vantagem das propriedades mecânicas ótimas e da condutividade térmica aperfeiçoada, comparado ao cobre produzido por meio de fundição, e consistindo de metal sólido no interior da armação e tendo formado nela canais através dos quais o fluido de resfriamento passa no exterior da armação. As dimensões destes elementos tem sido otimizadas de maneira a alcançar vários objetivos: remoção suficiente de calor nas condições especificas de turbulência da escória requerida pelo processo; manutenção da temperatura do metal (cobre) abaixo do valor crítico para a estabilidade de longo termo de suas propriedades metalúrgicas; resistência mecânica suficiente para interagir, sem causar danos, com o material refratário circundante durante cada estágio de operação, incluindo as fases transientes; fácil substituição sem a necessidade de esvaziar o reator; configuração adequada para manutenção do material refratário em posição igualmente quando parcialmente momo; peso inferior (e conseqüentemente custo) por unidade de área superficial da parede resfriada; fácil execução mecânica. A parte de cima do reator, acima do banho líquido, é circundado por paredes metálicas ou refratárias resfriadas e é fechada no topo por uma tampa reffatária ou metálica resfriada tendo formada nela uma abertura para alagamento dos gases produzidos pelo processo e destinado para plantas de purificação e processamento. O gás assim produzido, que contém ainda uma fração de tamanho considerável de monóxido de carbono pode ser usado, por exemplo, como combustível na presença de uma fornalha de fomo rotativo de pré-redução.

Objetivos adicionais e vantagens da presente invenção poderão ser entendidos mais claramente durante leitura da descrição seguinte considerada por meio de um exemplo não limitativo com referência aos desenhos acompanhantes, em que: Fig. 1 é uma vista seccional e em elevação lateral de um reator metalúrgico para a produção de ferro fundido de acordo com a presente invenção, provido centralmente com um duto para suprimento de minério de ferro;

Fig. 2 mostra uma vista seccional e em elevação lateral dos dutos de suprimento de acordo com a Fig. 1;

Fig. 3 mostra uma vista em perspectiva de uma peça terminal anular fixada na extremidade de fundo do duto de suprimento de acordo com a Fig. 2;

Fig. 4 mostra uma vista seccional e em elevação lateral de um parte da extremidade de fundo do duto de acordo com a Fig. 2, com a peça terminal anular associada seccionada ao longo da linha IV-IV na Fig. 3;

Fig. 5 mostra uma vista seccional e em elevação lateral de um parte da extremidade de fundo do duto de acordo com a Fig. 2, com a peça terminal anular associada seccionada ao longo da linha V-V na Fig. 3;

Fig. 6 mostra uma vista seccional e em elevação lateral de uma variante do presente reator metalúrgico para a produção de ferro fundido; e Fig. 7 mostra uma vista de plano do reator metalúrgico de acordo com a Fig. 1, seccionado ao longo da linha Vn-VII na Fig. 1.

Com referência às figuras acompanhantes e em particular à Fig. 1 delas, 1 denota a armação de metal do reator, tendo uma forma aproximadamente cilíndrica. Esta armação é revestida internamente pelo menos parcialmente com um material refratário R adequado para contenção dos materiais de reação. No reator mostrado é possível distinguir três zonas contendo liquido com uma densidade diminuindo a partir do fundo para cima, a saber, o banho de ferro fundido líquido 2 contido no cadinho 101, na zona de transição 4 pelo ferro fundido 2 e a escória atual 6, ambas contidas dentro de uma armação aproximadamente cilíndrica. A parede do reator possui, formado nela, em nível com a referida camada de transição 4 um orifício 110 comunicando com um poço “calmante” 3 que permite depósito das duas fases 2 e 4 e separação uma da outra como resultado do alagamento, por meio de um diafragma adequado 210 consistindo de duas diferentes seções 10, 10’ do referido poço, para extração das referidas fases a partir do reator. No exemplo mostrado, a referida extração ocorre continuamente, com base no princípio dos “vasos de comunicação” seguido de derramamento das duas fases líquidas 2 e 4 das aberturas de alagamento adequadas 310, 310’ nas paredes do poço 3. O sistema assim planejado é auto- regulador tanto com relação a manutenção do nível total da fase fundida no reator quanto com relação à proporção relativa das duas fases 2 e 4. De fato, a variação no nível total das duas fases dentro do reator, de acordo com o principio de vasos de comunicação, é produzido por um derramamento proporcional maior a partir do poço 3 com um conseqüente rendimento maior do liquido extraído a partir do reator que traz de volta o nível ao valor desejado. Um aumento na proporção relativa de uma das duas fases líquidas dentro do reator produz um deslocamento vertical correspondente produz um deslocamento vertical correspondente da “zona de transição” 4 de tal maneira a favorecer o alagamento de um líquido rico da fase que está prevalecendo naquele momento, assim reajustando a proporção relativa das duas fases para o valor desejado. Uma camada essencialmente consistindo de uma fase de minério 6 é situada acima da zona de transição entre as duas fases líquidas. 12 e 13 denotam lanças para injeção de gás comburente (lança 12) ou um gás em combinação com partículas de carvão (lança 13). A introdução via a lança 13, de um gás comburente e carbono, junto com o gás transportador associado, produz uma turbulência intensa na interface entre as duas fases liquidas, resultando em uma zona de intensa mistura da escória com gotinhas de ferro fundido e partículas de carbono. Esta zona é o local onde a maior parte dos processos de redução ocorrem.

Parte do calor requerido para estas reações (endotérmicas) ocorrerem é provida pela combustão do carbono com o oxigênio injetado dentro da mesma zona. Uma vez que as reações para redução de óxidos de metal podem ocorrer nesta zona, o único produto da combustão de carbono que é termodinamicamente estável é monóxido de carbono. A partir do ponto de vista da energia, é conhecido que a combustão de carbono com CO libera uma quantidade muito menor de energia que carbono com C02.

Conseqüentemente, com este produto de combustão único, a quantidade de carbono que pode ser usada de maneira a manter o processo em termos de energia podería ser muito alta. Por esta razão as lanças 12 são providas em um nível mais alto, as referidas lanças tendo a função de completar a combustão por conversão de pelo menos parte do CO em C02 com a liberação correspondente de energia. Nesta assim chamada zona de “oxidação”, as reações de redução não ocorrem. A presença da escória entre as duas zonas cria uma camada de isolamento que é suficiente para os dois meios (redutor e oxidante) para coexistirem com uma quantidade mínima de interferência. Por outro lado, de maneira a liberar calor na zona de oxidação para ser eficientemente usado ele pode ser transportado na zona de redução sem dispersão em outra parte, por exemplo, nos gases de saída e sem produção de superaquecimento local, o que poderia ser danoso para a vida do reator. Este objetivo pode ser alcançado tanto por assegurar existir uma circulação intensa dentro da fase escória, que cuja circulação é ativada pela introdução de gás comburente a uma pressão alta a partir de ambos os níveis da lança 12 e 13, e por direcionamento das referidas lanças para baixo, de maneira a induzir a circulação necessária da escória. A referida turbulência, além disso, favorece a incorporação da carga ferrosa no banho líquido e sua rápida liquefação.

De maneira a impedir o efeito negativo na turbulência acima mencionada na duração do revestimento refratário, na região tanto da zona de transição de metal-escória 4 e na zona de escória 6, uma serie de placas de resfriamento 11 feitas de metal tendo uma condutividade térmica alta são providas, sendo adequadamente montadas no próprio revestimento refratário, como descrito abaixo.

Fig. 7 mostra uma vista plana da seção transversal, ao longo da linha VII-VII da Fig. 1, a zona mediana 201 do reator 1. Esta zona mediana cilíndrica 201 é revestida com uma série de blocos 501 de material refratário adequado para contenção das fases líquidas do processo. Como mencionado, a eficiência do processo requer uma circulação intensa da escória líquida entre a zona de oxidação superior e a zona de redução do fundo. Esta circulação obviamente implica uma troca térmica alta entre a escória e o revestimento refratário que a contém. Isto, junto com a agressividade química da escória líquida com relação a qualquer material refratário com o que ela faz contato, influencia grandemente a duração do revestimento refratário e, basicamente, na maior parte dos processos de redução de fusão de minério já conhecidos, constituem o problema principal não resolvido impedindo estes processos de serem comercializados.

De maneira a superar este problema, no reator de acordo com a presente invenção, a seção da parede situada oposta ao banho de escória e a zona de transição ferro fundido/banho de escória é provida com elementos de resfriamento 11 pretendida para remover o calor a partir do banho com uma intensidade tal a causar solidificação da escória e, portanto parar a erosão do material refratário, a um profundidade de penetração da referida erosão, conhecida como “linha de congelamento”, de magnitude aceitável, a saber, suficiente para assegurar a estabilidade estrutural da parede remanescente.

Estes elementos de resfriamento consistem de placas feitas de metal com uma alta condutividade térmica 11, por exemplo, placas de cobre, formadas preferivelmente de um laminado e consistindo de metal sólido dentro da armação e tendo formado nelas canos 23 através dos quais o fluido de resfriamento, por exemplo, água passa no exterior da armação. O desenho destes elementos tem sido otimizado de maneira a alcançar vários objetivos: remoção suficiente de calor nas condições de turbulência de escória específica pelo processo; mantendo a temperatura do metal (cobre) abaixo do valor crítico para a estabilidade de longo termo de suas propriedades metalúrgicas; resistência mecânica suficiente para interação, sem causar danos, com o material refratário circundante durante cada estágio de operação, incluindo as fases transientes; total segurança com relação a vazamentos acidentais de refrigerante; fácil substituição sem a necessidade de esvaziar o reator; configuração adequada para manutenção do material refratário em posição ffeqüentemente quando parcialmente morno; peso inferior (e conseqüentemente custo) por unidade da área superficial da parede resfriada; fácil execução mecânica.

As referidas placas 11 são vantajosamente alojadas dentro dos receptáculos na parede refratária 501. Uma pasta refratária com uma alta condutividade térmica é arranjada no espaço livre entre as referidas placas e a referida parede, a referida pasta formando uma camada 601 capaz de assegurar contato firme e conseqüente transmissão ótima de calor entre a placa e a parede. Uma camada 701 de material de isolamento, que protege a referida armação de metal de temperatura excessivamente alta, é arranjada entre a parede 501 e a armação de metal externa 801.

Estas placas 11, ver, por exemplo, a seção transversal da placa 1U, cada tendo uma parte que se estende da armação de metal do reator e dentro da qual o cano 23 para circulação de um refrigerante é inserido, usualmente água. Este sistema permite: remoção, a partir do banho, de um fluxo térmico especifico muito alto sem danificar as placas atuais e o material refratário; manutenção do fluxo térmico trocado entre a água e a placa do poço abaixo do valor crítico no qual a ebulição começa; impedir qualquer risco de derramamento acidental dentro do reator, igualmente nos casos de danos da parte da placa que é mais exposta ao estresse causado pelo processo; devido ao fato que o cano de fluxo de água 23 é mantido no exterior da armação 1 do reator; fácil inspeção e substituição das placas 11; quando necessário, deslizamento das placas 11 na manutenção com qualquer expansão térmica da parede, assegurando um bom contato entre a placa 11 e o material refratário. O espaço livre 5 do volume interno do reator acima do banho líquido forma uma zona para “resfriamento” do gás produzido pelo processo a partir da poeira de carbono e gotículas, permitindo a descarga dele do reator com cargas reduzidas de material suspenso. Nesta zona, os estresses termo- químico no revestimento interno são menores que aqueles das zonas líquidas. Portanto as paredes laterais e o pulo da referida zona podem ser designados usando técnicas convencionais tais como resfriamento por “peneira de água” direto no exterior da armação ou resfriamento indireto por meio de uma “parede membrana” (consistindo de canos de resfriamento de água de aço soldados juntos para formar uma parede contínua). No exemplo mostrado, as paredes laterais desta zona são revestidos com uma camada uniforme de material reffatário R, enquanto a tampa 401 é feita usando a técnica de parede de membrana. Esta tampa possui, estendendo-se a partir dela, uma chaminé 8 para remoção das fumaças de exaustão destinada para plantas para processamento adicional e um duto 9 que é posicionado centralmente e a partir do qual o minério de ferro é alimentado ao reator.

Fig. 2 mostra uma seção transversal através de uma porção do duto 9 para alimentação de minério de ferro ao reator. Este duto 9 compreende: canal central (109) para suprimento do referido minério; um primeiro invólucro exterior 309 coaxial com o referido duto central 109 e conectado a um cano 14 para suprimento de um fluido de resfriamento (usualmente água); um segundo invólucro exterior 509 coaxial com o referido primeiro invólucro 309 e conectado a um cano para sopro no gás sob pressão, por exemplo ar, vapor e nitrogênio; um terceiro invólucro exterior 509 coaxial com o referido segundo invólucro 409 e conectado a um cano 16 para descarga do fluido resfriado, e uma biqueira anular 209 de fundo, para fechamento dos vários invólucros 309, 409, 509 para a proposta descrita abaixo. O fluido de resfriamento possui a função de tanto proteger o duto 9 das altas temperaturas e dos danos resultantes dela e de impedir adesão, no interior e exterior dele, de material semi-amolecido e escória que poderia impedir a descida do material e afetar negativamente a execução regular do processo.

Com referência à Fig. 3, isto mostra uma biqueira anular 209 que é fixada na extremidade de fundo do referido duto 9. Esta biqueira anular 209 possui uma flange de fundo 609 na qual uma luva 709 é integralmente formada, a referida luva tendo ao longo do total de seu perímetro circular uma série de orifícios diretos radiais 17 que são formados transversalmente com relação à parede lateral associada e que conecta junto as cavidades 309 e 509 para circulação do fluido de resfriamento, e uma série de orifícios verticais ou bocais 18 comunicando com a cavidade 409 para sopro no gás comprimido.

Estes orifícios diretos 17 são arranjados em uma certa distância de cada outro e um bocal 18 são providos entre cada par de referidos orifícios diretos horizontais 17. A proposta dos referidos bocais 18 é aquela de criação de uma cortina gasosa descendente ao redor da abertura para alagamento do material carregado que facilita a descida própria do referido material, facilitando sua introdução no banho de escória líquida básica e impedindo ou reduzindo a um mínimo a perda de material como um embarque resultante pelos gases fluindo para forma do reator. A presença dos jatos gasosos produz na vizinhança da abertura de alagamento do duto um vácuo dinâmico que impede qualquer tendência dos gases do processo de fluírem de volta através do duto durante picos de pressão transiente do reator devido às flutuações normais no processo.

Fig. 4 mostra um seção transversal através do duto 9, na vizinhança da biqueira anular 209 e oposto a qualquer um dos orifícios diretos horizontais 17, ao longo da linha IV-IV na Fig. 3. Nesta Figura, é possível observar a trajetória de fluxo do fluido de resfriamento no duto 9 que, introduzido via o cano de suprimento correspondente 14 mostrado na Fig. 2, primeiramente desce ao longo do invólucro interno 309, passa através dos orifícios diretos horizontais 17 do cabeçote anular 209, eleva-se de novo ao longo do invólucro exterior 509 e finalmente emerge a partir do cano de descarga 16 na Fig. 2. A flange de fimdo 609 desta biqueira anular 209 é fixada por meio de soldas 19 para a extremidade de fundo da parede exterior do invólucro exterior 509 e para a borda de fundo da parede do canal central 109, enquanto a luva superior 709 da referida biqueira anular é fixada por meio de outras soldas 20 às paredes do invólucro mediano 409.

Fig. 7 mostra uma outra seção através do duto 9 na vizinhança da biqueira anular 209 e oposta a qualquer um dos bocais verticais 18, ao longo da linha V-V na Fig. 3. Este gás sob pressão suprido pelo cano associado 15 na Fig. 2 desce ao longo deste invólucro mediano 409 e finalmente emerge da biqueira anular 209 do referido duto 9 através dos referidos bocais 18.

Fig. 6 mostra uma variante do reator metalúrgico de acordo com a invenção. De acordo com esta variante, o duto 9 para suprimento de minério quente pré-reduzido e soprado no gás sob pressão é composto de uma seção superior vertical 9’ e uma seção de fundo 9” tendo uma certa inclinação com relação à referida seção vertical 9”. A referida seção inclinada 9” é provida no fundo, em uma maneira inteiramente similar aquela descrita acima, com a biqueira anular 209 que possui orifícios diretos horizontais 17 para circulação do fluido refrigerante e bocais 18 para sopro no gás comprimido, e ambas as referidas seções 9’ e 9” do referido duto 9 sendo providas com invólucro interno 309 e invólucro externo 509 para a passagem da água de resfriamento e com o invólucro mediano 409 para sopro no gás comprimido. A seção vertical 9’ do referido duto 9 é conectada, por meio de meios de transmissão conhecidos 21, a um motor 22 tendo a função de causar rotação da referida seção 9’ e portanto também a referida seção inclinada 9” integrada com ela.

Devido à rotação do duto de suprimento 9, o minério é descarregado da seção inclinada 9” contra as paredes laterais do reator, ao invés da zona central; desta modo o movimento da escória líquida 6 ativada pelas lanças 12 e 13 favorecem por um lado a incorporação do minério pré-reduzido no referido banho de escória 6 e por outro lado reduz a um mínimo o risco de arraste de partículas finas do referido minério dentro do duto de evacuação de gás 8 bem como refluxo dos gases de processo dentro do duto de suprimento 9, uma vez que os referidos gases são principalmente emitidos a partir da zona central do reator. Além disso, o minério que, durante a rotação do duto 9, se acumula contra as paredes internas do reator também possui uma função protetora impedindo a corrosão do revestimento de material refratário das referidas paredes.

Obviamente, a presente invenção não é limitada as concretizações ilustradas e descritas, mas compreende todas aquelas variantes e concretizações caindo dentro do escopo da inventiva substancialmente como reivindicado abaixo.

Assim, por exemplo, a parte terminal do duto 9, que é colocada a girar pelo motor 22, como descrito com referência à Figura 6 nos desenhos, ao invés de ser provido com uma seção de duto inclinado 9”, é provido com um defletor que é arranjado dentro dele e integrado com o próprio duto 9 e que desvia a trajetória d queda do material ferroso na direção da parede lateral.

Claims (16)

1. - Reator metalúrgico para a produção de ferro fundido, compreendendo: uma armação de metal (1) intemamente revestida com material refratário; uma zona inferior para conter metal fundido, uma zona mediana (201) para conter escória e uma zona superior (301) para ser essencialmente livre de metal fundido e escória; uma primeira série de lanças (13) para injetar gás comburente e carvão de tamanho de partícula adequado dentro da zona inferior do reator metalúrgico; uma segunda séries de lanças (12) para introdução de gás comburente, dentro da zona mediana (201) do reator metalúrgico; um duto (9) para introdução de material ferroso dentro do reator metalúrgico; caracterizado pelo fato de que: uma abertura de escoamento de minério em uma parte terminal inferior do referido duto (9) é disposta de modo a introduzir material ferroso a alta temperatura dentro da zona superior (301) do reator metalúrgico; o referido material ferroso sendo introduzido dentro do reator metalúrgico por força gravitacional; o referido duto (9) é provido com meios de resfriamento adequados; e o referido duto (9) é provido adicionalmente com bicos (18) para soprar gás comprimido na zona superior (301) do reator metalúrgico, os referido bicos sendo dispostos em uma parte terminal inferior do referido duto (9).

2. - Reator, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido gás comprimido é ar, vapor de água, nitrogênio ou uma mistura dos mesmos.

3. - Reator, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os referidos bicos (18) são dispostos de tal modo que o referido gás comprimido forma uma cortina gasosa descendente em tomo da referida abertura de escoamento.

4. - Reator, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido duto (9) compreende: um canal central (109) para o fornecimento de minério pré-reduzido; e uma invólucro para soprar gás comprimido, o referido invólucro (409) sendo coaxial com o referido canal central (109) e conectado a um tubo (15) para fornecimento do referido gás comprimido.

5. - Reator, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o referido duto (9) compreende na parte terminal inferior uma biqueira anular (209) apresentando uma série de orifícios de passagem verticais (18) alinhados com o referido invólucro (409) para soprar gás comprimido.

6. - Reator, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que: o referido canal central (109) é circundado por um primeiro invólucro de resfriamento (309) coaxial com o referido canal central (109); e o referido invólucro (409) para sopro de gás comprimido é circundado por um segundo invólucro (509) coaxial com o referido invólucro (409) para sopro de gás comprimido, os referidos primeiro e segundo invólucros (309, 509) sendo conectados respectivamente a um cano (14) para suprimento e um cano (16) para descarga de água de resfriamento em qualquer seqüência.

7. - Reator, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a referida biqueira anular (209) compreende uma flange de fundo (609) e uma luva superior (709) que têm, formados nela, os referidos orifícios de passagem verticais (18) e uma série de orifícios de passagem horizontais (17) para a passagem de água de resfriamento a partir do referido primeiro invólucro (309) para o referido segundo invólucro (509) ou vice versa, na referida luva superior (709) dos referidos orifícios de passagem horizontais (17) alternando com os referidos orifícios de passagem verticais (18) e a referida flange de fundo (609) sendo passada através pelos referidos orifícios de passagem verticais (18).

8. - Reator, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido duto (6) é provido de uma primeira seção superior vertical (9’) e uma segunda seção de fundo (9”) que é inclinada com relação a referida primeira seção superior (9’) e projeta-se dentro da referida zona superior (301) da armação (1), a referida segunda seção de fundo (9”) sendo disposta de modo a desviar a queda de material ferroso em direção a parede lateral, o referido duto (9) sendo feito para girar por um motor (22) conectado, por meio de meios de transmissão adequados (21), a referida primeira seção superior vertical (9’).

9. - Reator, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parte terminal inferior do duto vertical (9) é feita para girar por um motor (22) conectado a ela por meio de meios de transmissão adequados, a referida parte terminal inferior sendo provida de um defletor que é disposto dentro dela e integral com o referido duto (9), o referido defletor sendo disposto de modo a desviar a trajetória de queda do material ferroso na direção da parede lateral do compartimento de reator (5).

10. - Reator, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a referida zona mediana (201) da armação (1) é alinhada intemamente com uma parede de material refratário, receptáculos para receber placas (11) feitas de metal condutor de calor sendo formados na referida parede (501), as referidas placas sendo providas em seus lados dirigidos em direção a parte externa do reator com meios de trocares de calor para resfriamento do mesmo.

11. - Reator, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a referida parede compreende blocos refratários pré-formados.

12. - Reator, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que as referidas placas são placas de cobre.

13. - Reator, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que as referidas placas são compostas de laminado de cobre.

14. - Reator, de acordo com as reivindicações de 1 a 13, caracterizado pelo fato de que cada das referidas placas de resfriamento de cobre (11) compreende pelo menos um cano (23) para circulação de água de resfriamento, posicionado do lado de fora da armação (1) do reator.

15. - Reator, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14, caracterizado pelo fato de que a parede do reator compreende, a partir do interior em direção ao exterior do reator, uma parede reffatária (501), uma camada de enchimento (601) entre placas e parede, uma camada (701) de material de isolamento e um revestimento de metal externo (801).

16. - Reator, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 15, caracterizado pelo fato de que as referidas lanças (12) e/ou (13) são preferivelmente dirigidas para baixo de modo a ativar a circulação necessária da escória.