BRPI0507975B1 - Processo para manter regeneradores e um conduto principal de ar quente que conecta os regeneradores a uma ou mais lanças de injeção de ar quente de um vaso de fusão redutora direta e aparelho para pré-aquecer ar - Google Patents

Description

PROCESSO PARA MANTER REGENERADORES E UM CONDUTO PRINCIPAL

DE AR QUENTE QUE CONECTA OS REGENERADORES A UMA OU MAIS

LANÇAS DE INJEÇÃO DE AR QUENTE DE UM VASO DE FUSÃO REDUTORA

DIRETA E APARELHO PARA PRÉ-AQUECER AR

Campo Técnico Refere-se a presente invenção a uma instalação de fusão redutora direta (redução direta) e um processo de fusão redutora direta para produzir metal fundido a partir de um material de alimentação metalífero, tais como minérios, minérios parcialmente reduzidos e correntes de refugo que contêm metal. 0 termo "redução" é compreendido neste contexto como significando processamento térmico em que ocorrem reações químicas que reduzem material de alimentação metalífero para produzir metal fundido.

Um processo de fusão redutora direta conhecido, que se baseia principalmente em um banho fundido como um meio de reação, e é de uma maneira geral chamado de processo Hlsmelt, encontra-se descrito no pedido Internacional PCT/AU96/00197 (WO 96/31627) e outros pedidos de patente, tais como os pedidos internacionais depositados mais recentemente PCT/AU2004/000473 (W02004/ 090174) e PCT/AU2 004/000472 (W02004/090173) (que focaliza a produção de ferro fundido a partir de finos de minério de ferro) em nome da mesma requerente da presente invenção. 0 processo Hlsmelt inclui as etapas de: (a) formar um banho de metal fundido e de escória em um vaso de redução direta; (b) injetar no banho: (i) um material de alimentação metali- fero, tipicamente óxidos de metais; e (ii) um material carbonáceo sólido, ti- picamente carvão, o qual funciona como um redutor do material de ali- mentação metalifero e como uma fonte de energia; e (c) reduzir o material de alimentação meta- lifero para metal na camada de metal.

No processo Hlsmelt o material de alimen- tação metalifero e o material carbonáceo sólido são in- jetados no banho fundido através de disposições de dis- tribuição de sólidos na forma de lanças, as quais são inclinadas em relação à vertical de maneira a estende- rem-se descendentemente e para dentro através da parede lateral do vaso de redução direta e em uma região infe- rior do vaso de maneira a distribuir pelo menos parte do material sólido para dentro da camada de metal no fundo do vaso. 0 processo Hlsmelt também inclui a pós- combustão de gases de reação, tais como CO e H2, os quais são desprendidos a partir do banho, com um jorro de ar quente, 0 qual pode ser enriquecido com oxigênio, que é injetado em uma região superior do vaso através de pelo menos uma lança de injeção de ar quente que se estende descendentemente e transferir o calor gerado pela pós-combustão para o banho para contribuir para a energia térmica requerida para reduzir os materiais de alimentação metaliferos. 0 ar quente é produzido em regeneradores e é alimentado à lança ou lanças por meio de um conduto principal de ar quente revestido internamente de tijo- los refratários. Os regeneradores consistem de pelo menos dois regeneradores individuais que giram entre duas fases, uma fase de aquecimento e uma fase permuta- dora de calor. Na fase permutadora de calor um regene- rador proporciona ar quente a mais de 1000°C (aqui do- ravante chamado de "ar preaquecido") para a lança de injeção de ar quente, e na fase de aquecimento o rege- nerador regenera o calor dentro da sua construção in- terna por meio da combustão de um combustível e passa- gem dos produtos de combustão através do regenerador. A operação dos regeneradores é coordenada de maneira que existe sempre pelo menos um regenerador na sua fase permutadora de calor e proporcionando ar preaquecido em qualquer ponto no tempo.

Os gases de descarga resultantes da pós- combustão dos gases de reação no vaso são retirados a partir de uma região superior do vaso através de um conduto de gás de descarga. 0 vaso inclui painéis re- frigerados a água, revestidos de refratário na parede lateral e no teto do vaso, e faz-se circular água con- tinuamente através dos painéis em um circuito continuo. 0 processo Hlsmelt possibilita que grandes quantidades de metal fundido, tal como ferro fundido, sejam produzidas mediante redução direta em um único vaso compacto.

Entretanto, a fim de que isto seja conse- guido é necessário suprir ao vaso grandes quantidades de (a) materiais de alimentação sólidos, tais como ma- teriais de alimentação que contêm ferro, material car- bonáceo e fundentes, às lanças de injeção de sólidos e (b) ar preaquecido por intermédio da lança ou lanças de injeção de ar quente. 0 suprimento de materiais de alimentação sólidos e ar preaquecido ao vaso de redução direta de- vem prosseguir durante toda uma campanha de redução, que desejavelmente é de pelo menos 12 meses, e é impor- tante que o suprimento destes materiais deve ser pro- porcionado eficientemente durante o período de uma cam- panha de redução.

Ao final de uma campanha de redução, o va- so de redução direta é paralisado para permitir traba- lho de manutenção, o qual inclui tipicamente um reves- timento parcial ou um revestimento completo do revesti- mento refratário interno do vaso. 0 período de parali- sação pode variar consideravelmente na dependência das circunstâncias, variando desde períodos tão curtos quanto 1 mês até períodos consideravelmente mais lon- gos. Tipicamente, os períodos de paralisação serão de 8 semanas. Preferentemente, o período de paralisação é de tempo o mais curto possível.

Um dos problemas com que se defrontam os operadores do processo Hlsmelt é o de que não é uma op- ção desejável paralisarem-se completamente os regenera- dores que são usados para produzir ar preaquecido para o processo ao final de uma campanha de redução de ape- nas 12-18 meses. Esta é uma situação inteiramente di- ferente daquela com os regeneradores de ar quente usa- dos com altos-fornos. Os altos-fornos tipicamente ope- ram durante 20 anos antes de requererem um novo reves- timento interno e é uma opção viável paralisar comple- tamente os regeneradores de alto-forno depois deste tempo de serviço.

Também não é uma opção prática continuar a operar regeneradores durante uma paralisação de um vaso de redução direta da mesma maneira que os regeneradores operam durante uma campanha de redução, isto é, produ- zindo velocidades de fluxo de ar preaquecido muito al- tas. Especificamente, constitui uma proposição intei- ramente antieconômica operar regeneradores dessa manei- ra enquanto não há produção de metal no vaso de redução direta.

Além disso, o gás usado como um combustí- vel durante a operação normal de regeneradores é usual- mente gás de descarga proveniente do vaso de redução, e este tipicamente não se encontra disponível durante uma paralisação. É conhecido em uma paralisação temporária de um vaso de redução, durante a qual não é requerida a paralisação de ar pré-aquecido proveniente dos regene- radores, continuar a queimar gás na câmara de combustão de um regenerador temporariamente e ventilar o gás queimado através da cúpula do regenerador. Entretanto, isto não mantém o conduto principal de ar quente reves- tido de tijolos refratários em uma condição quente, o que pode conduzir aos problemas com a alvenaria de ti- jolos e com as juntas de expansão no conduto principal de ar quente.

Nas circunstâncias, existe uma necessidade para um processo de custo efetivo que mantenha os rege- neradores e o conduto principal de ar quente no decor- rer de uma paralisação de uma maneira que reduza ao mí- nimo os danos no equipamento. A presente invenção proporciona um proces- so e instalação de custo efetivo e confiável para man- ter os regeneradores e o conduto principal de ar quente durante uma paralisação de um vaso de redução direta.

Exposição da Invenção A presente invenção proporciona um proces- so e um aparelho que mantém regeneradores e um conduto principal de ar quente que conecta os regeneradores a uma lança ou lanças de injeção de ar quente (ou ar quente enriquecido com oxigênio) de um vaso de redução direta no decorrer de uma paralisação do vaso.

Em particular, o processo mantém as tempe- raturas dos regeneradores e do conduto principal de ar quente dentro das faixas de temperaturas que reduzem ao mínimo os danos nos regeneradores e no conduto princi- pal de ar quente.

De acordo com a presente invenção propor- ciona-se um processo para manter os regeneradores e um conduto principal de ar quente que conecta os regenera- dores a uma lança ou lanças de injeção de ar quente (ou ar quente enriquecido com oxigênio) de um vaso de redu- ção direta em um estado quente no decorrer de uma para- lisação do vaso, processo esse que compreende: (a) isolar o conduto principal de ar quen- te em relação à lança ou lanças (ou ar quente enriquecido com oxigênio); (b) operar um queimador de cada regenera- dor utilizando um gás combustível e uma corrente de ar e gerar uma cor- rente de produtos de combustão que fluem ao longo de um percurso de gás do regenerador a partir de uma extre- midade no sentido da uma extremidade oposta do mesmo e desse modo aquecer chicanas refratárias do regenerador em uma fase de aquecimento do regene- rador; e (c) transferir calor proveniente de cada regenerador para o conduto principal de ar quente em uma fase de troca térmica do regenerador pelo suprimen- to de uma corrente de ar para a dita extremidade oposta do percurso de gás e, depois disso, fazer passar suces- sivamente a corrente de ar através do percurso de gás do regenerador e do conduto principal de ar quente, pelo que a corrente de ar é aquecida por troca térmica com chicanas refratá- rias do regenerador e o regenerador é refrigerado por essa troca térmica e a corrente de ar quente resultante aquece o conduto principal de ar quente.

Durante a paralisação do vaso, o objetivo principal é assegurar que os regeneradores e o conduto principal de ar quente sejam mantidos dentro das faixas de temperaturas de operação que evitam danos para os regeneradores e para o conduto principal de ar quente. A requerente constatou que este objetivo pode ser con- seguido pela operação dos regeneradores durante uma pa- ralisação para criar condições de transferência de ca- lor significativamente diferentes daqueles em que as condições de transferência de calor que são requeridas durante operação normal dos regeneradores para fornecer um jorro de ar quente ao vaso de redução direta. A re- querente constatou ainda que as velocidades de escoa- mento volumétrico dos produtos de combustão e ar quente através dos regeneradores são fatores importantes na criação das condições de transferência de calor reque- ridas durante a paralisação. Além disso, a requerente constatou que as velocidades de escoamento volumétrico de produtos de combustão e de ar quente através dos re- generadores podem ser distribuídas pela ventoinha de ar de combustão que é usada convencionalmente para forne- cer ar de combustão ao queimador de um regenerador para a fase de aquecimento do regenerador. Desta maneira, a ventoinha de ar de combustão pode ser usada vantajosa- mente como uma ventoinha de dupla função para fornecer ar para a fase de aquecimento e a fase permutadora de calor durante a paralisação. Além disso, a requerente constatou que uma construção modificada do conduto principal de ar quente é vantajosa para otimizar a ma- nutenção dos regeneradores e do conduto principal de ar quente durante uma paralisação.

Preferentemente o processo inclui coorde- nar a operação da fase de aquecimento e da fase de tro- ca térmica de cada regenerador durante a paralisação de maneira tal que os regeneradores fornecem uma corrente de ar quente contínua ao conduto principal de ar quente durante a paralisação.

Preferentemente a velocidade de escoamento volumétrico dos produtos de combustão produzidos na e- tapa (b) durante a paralisação é relativamente pequena em comparação com a velocidade de escoamento volumétri- co dos produtos de combustão produzidos durante as fa- ses de aquecimento dos regeneradores quando os regene- radores estão operando sob condições de operação nor- mais, com o conduto principal de ar quente conectado à lança ou lanças de injeção de ar quente.

Preferentemente a velocidade de escoamento volumétrico dos produtos de combustão produzidos na e- tapa (b) durante a paralisação é de 50% ou menos da ve- locidade de escoamento volumétrico dos produtos de com- bustão produzidos durante as fases de aquecimento nor- mal dos regeneradores.

Com maior preferência a velocidade de es- coamento volumétrico dos produtos de combustão produzi- dos na etapa (b) durante a paralisação é de 40% ou me- nos da velocidade de escoamento volumétrico dos produ- tos de combustão produzidos durante as fases de aqueci- mento normal dos regeneradores.

Preferentemente a velocidade de escoamento volumétrico do ar quente produzido na etapa (c) durante a paralisação é relativamente pequena comparada à velo- cidade de escoamento volumétrico do ar quente produzido durante as fases de troca térmica dos regeneradores quando estes estão operando sob condições de operação normais com o conduto principal de ar quente conectado à lança ou lanças de injeção de ar quente.

Preferentemente a velocidade de escoamento volumétrico do ar quente produzido na etapa (c) durante a paralisação é de 50% ou menos da velocidade de escoa- mento volumétrico do ar quente produzido durante as fa- ses de troca térmica normais dos regeneradores.

Com maior preferência a velocidade de es- coamento volumétrico do ar quente produzido na etapa (c) durante a paralisação é de 40% ou menos da veloci- dade de escoamento volumétrico do ar quente produzido durante as fases de troca térmica normais dos regenera- dores.

Preferentemente o processo inclui utilizar a mesma ventoinha ou ventoinhas para fornecer as cor- rentes de ar para cada regenerador durante as fases de aquecimento e de troca térmica do regenerador durante a paralisação.

Preferentemente o ar quente produzido na etapa (c) é ventilado através de um meio de respiradou- ro conectado ao conduto principal de ar quente.

Preferentemente o meio de respiradouro fi- ca localizado próximo a uma extremidade dianteira do conduto principal de ar quente, isto é, a extremidade que está conectada à lança ou lanças de injeção de ar quente.

Preferentemente o gás combustível é gás natural. 0 processo poderá compreender, durante a paralisação, etapas adicionais às etapas descritas an- teriormente.

Por exemplo, o processo pode compreender uma outra etapa de transferência de calor proveniente de um ou mais regeneradores pelo suprimento de uma cor- rente de ar para a extremidade oposta do percurso de gás do regenerador ou regeneradores e depois disso fa- zer passar sucessivamente a corrente de ar através do percurso de gás e depois disso ventilar a corrente de ar sem fazer passar o ar através do conduto principal de ar quente, pelo que a corrente de ar é aquecida por troca térmica com chicanas refratárias do regenerador ou regeneradores e o regenerador ou regeneradores são resfriados por meio dessa troca térmica. Esta etapa de processo é apropriada em situações onde a temperatura do conduto principal de ar quente se encontra dentro de uma faixa de temperatura adequada e não é requerida mais transferência de calor para o conduto principal de ar quente; e o regenerador ou regeneradores em questão estão acima de uma temperatura de paralisação minima e podem acomodar mais transferência de calor para a cor- rente de ar. Com maior preferência, esta etapa de pro- cesso inclui ventilar a corrente de ar quente proveni- ente do regenerador ou regeneradores pela passagem da corrente através dos condutos principais de ar quente de suprimento de gás de descarga para o regenerador ou regeneradores. A titulo de exemplo adicional, o processo pode compreender uma outra etapa de "engarrafamento" de um ou mais dos regeneradores sem exceção durante um pe- ríodo de tempo durante a paralisação. Tal como ocorre com o parágrafo precedente, esta etapa de processo é apropriada em situações onde a temperatura do conduto principal de ar quente está dentro de uma faixa de tem- peratura adequada e não é necessária maior transferên- cia de calor para o conduto principal de ar quente nes- sa oportunidade; e o regenerador ou regeneradores em questão estão acima de uma temperatura de paralisação mínima.

Em qualquer situação, a duração das etapas de processo descritas anteriormente durante a paralisa- ção será determinada pela referência a um conjunto de fatores, incluindo os fatores discutidos nos parágrafos precedentes.

Tipicamente, cada regenerador tem uma câ- mara permutadora de calor principal que é atulhada com chicanas refratárias e a dita seção extrema oposta do percurso de gás está em uma seção inferior da câmara e estende-se em um percurso tortuoso ascendentemente a- través das chicanas. Tipicamente ainda, as chicanas são suportadas em uma grade de metal na seção inferior da câmara. É importante que a fase de aquecimento du- rante uma paralisação não aqueça a grade de suporte das chicanas para temperaturas nas quais a grade pode per- der resistência mecânica apreciável; isto é, perda de resistência mecânica em uma extensão em que a integri- dade estrutural interna das chicanas refratárias é com- prometida.

Em uma situação dessas, preferencialmente o processo inclui a operação da fase de aquecimento de cada regenerador durante a paralisação até a temperatu- ra na seção inferior da câmara principal, e com maior preferência a grade de suporte de chicanas, se aproxi- mar, mas não alcançar, da temperatura sob a qual a gra- de de suporte de chicanas perde resistência mecânica apreciável.

Tipicamente, a grade de suporte das chica- nas é formada a partir de ferro fundido. 0 ferro fun- dido começa a perder a resistência mecânica em uma ex- tensão que é a causa de preocupações sob temperaturas superiores a 350°C.

Nessas situações, preferentemente o pro- cesso inclui a operação da fase de aquecimento de cada regenerador durante a paralisação até a temperatura na seção inferior da câmara principal do regenerador se aproximar de, mas não alcançar, 350°C. A titulo de um outro exemplo, tipicamente, cada regenerador inclui uma seção de cúpula que é re- vestida internamente com tijolos de silica. Os tijolos de silica sofrem uma mudança de fase a 875°C que resul- ta em uma mudança de volume e é indesejável nesta base resfriar a seção de cúpula para temperaturas da ordem ou inferiores à temperatura de mudança de fase durante a paralisação.

De acordo com uma situação na qual um ou mais dos regeneradores inclui tijolos de silica na se- ção de cúpula, preferencialmente o processo inclui con- trolar o processo durante a paralisação de uma forma tal que a temperatura da seção de cúpula do regenerador ou dos regeneradores permaneça acima da temperatura de mudança de fase. A título de um outro exemplo, tipicamente, o conduto principal de ar quente inclui uma pluralidade de seções revestidas de tijolos refratários e uma plu- ralidade de juntas de expansão que interligam as seções revestidas de tijolos. Em tal situação, a ciclagem térmica pode provocar danos à alvenaria de tijolos e às juntas e é indesejável nesta base.

Conseqüentemente, preferentemente o pro- cesso inclui controlar o processo durante a paralisação de forma tal que haja ciclagem de temperatura mínima dentro do conduto principal de ar quente.

De acordo com a presente invenção propor- ciona-se igualmente um aparelho para preaquecimento de ar para uma instalação de redução direta para produzir metal fundido a partir de um material de alimentação metalífero, aparelho esse que compreende: (a) uma pluralidade de regeneradores para produzirem correntes de ar preaquecido para uma instalação de redução direta; (b) um conduto principal de ar quente para fornecer ar preaquecido proveniente dos regeneradores para um meio de in- jeção de gás que se estende dentro de um vaso de redução direta quando a instalação está operando e produzir metal fundido a partir de um material de alimentação metalifero no vaso quando a instalação está operando sob condições de operação normais; (c) um meio de suprimento de gás combustível para fornecer gás combustível a um queimador de cada regenerador durante condições de operação normais da ins- talação e durante uma paralisação do vaso; (d) um primeiro meio de suprimento de ar pa- ra fornecer ar (i) ao queimador de ca- da regenerador durante uma fase de a- quecimento do regenerador durante con- dições de operação normais da instala- ção, e (ii) para o queimador de cada regenerador durante uma fase de aque- cimento do regenerador durante a para- lisação do vaso; (e) um segundo meio de suprimento de ar para fornecer a a cada regenerador durante uma fase de troca térmica do regenera- dor durante condições de operação nor- mais da instalação; (f) um respiradouro no conduto principal de ar quente para permitir que correntes de ar quente geradas na fase de troca térmica de cada regenerador fluam pro- venientes do conduto principal de ar quente depois de fluírem através do conduto principal de ar quente e de aquecerem o mesmo.

Preferentemente, o respiradouro inclui um tampão de extremidade que fecha uma extremidade de saí- da do respiradouro quando um processo de redução direta está operando e é removido do respiradouro quando ocor- re uma paralisação do vaso.

Preferencialmente, o respiradouro define um percurso em serpentina situado entre o conduto prin- cipal de ar quente e a extremidade de saída do respira- douro. 0 propósito do percurso em serpentina é o de evitar exposição de linha direta do tampão de extremi- dade ao calor radiante proveniente do conduto principal de ar quente durante operação de um processo de redução direta quando o tampão está na posição e fecha a extre- midade de saída.

Preferentemente, o respiradouro estende-se horizontalmente para fora a partir do conduto principal de ar quente e, então, ascendentemente e para dentro para uma posição situada acima do conduto principal de ar quente e, depois disso, ascendentemente para a ex- tremidade de saída. 0 termo "horizontalmente" é compreendido neste contexto como incluindo disposições que se encon- tram situadas dentro de 15° acima ou abaixo de uma dis- posição horizontal.

Preferentemente, o respiradouro fica loca- lizado próximo a uma extremidade dianteira do conduto principal de ar quente, isto é, a extremidade que está conectada à lança ou lanças de injeção de ar quente.

Preferentemente, o primeiro meio de supri- mento de ar é adaptado para fornecer ar a uma entrada separada de cada regenerador durante uma fase de troca térmica do regenerador durante uma paralisação do vaso quando o segundo meio de suprimento de ar não está em condição operacional.

Preferentemente, o aparelho compreende um meio de válvula que permite que o primeiro meio de su- primento de ar seja comutado do fornecimento de ar ao queimador de cada regenerador para a entrada separada do regenerador, tal como possa ser requerido durante uma paralisação do vaso.

De acordo com a presente invenção propor- ciona-se também uma instalação de redução direta para produzir metal fundido a partir de um material de ali- mentação metalífero que compreende: (a) um vaso de redução direta para conter um banho de metal fundido e escória e um espaço de gás acima do banho; (b) uma disposição de alimentação de sóli- dos para fornecer material de alimenta- ção sólido para dentro do vaso; (c) uma disposição de injeção de gás que se estende descendentemente para dentro do vaso para injetar ar preaquecido para dentro do espaço de gás acima do banho; (d) um meio de conduto de gás de descarga para facilitar o escoamento de gás de descarga proveniente do vaso para fora do vaso; (e) uma disposição para corrida de metal e de escória para sangrar metal e escória fundidos do banho e transportar esse metal fundido para fora do vaso; e (f) o aparelho descrito anteriormente para preaquecimento de ar para o vaso.

Descrição Breve dos Desenhos Concretizações da presente invenção encon- tram-se descritas adiante de forma mais detalhada com referência aos desenhos anexos, dos quais: A Figura 1 representa um diagrama que i- lustra os componentes principais de uma concretização de uma instalação de redução direta de acordo com a presente invenção, os quais são relevantes para a des- crição da concretização. A Figura 2 representa uma elevação lateral do vaso de redução direta da instalação anterior. A Figura 3 representa uma seção vertical através do conduto principal de ar quente e do respira- douro do conduto principal de ar quente da instalação anterior, com o respiradouro disposto para operação de um processo de redução direta. A Figura 4 representa uma seção vertical através do conduto principal de ar quente e do respira- douro do conduto principal de ar quente da instalação anterior, com o respiradouro disposto para paralisação da instalação; e A Figura 5 representa uma seção vertical através do regenerador da instalação anterior; e A Figura 6 representa um diagrama que i- lustra os componentes principais de uma outra concreti- zação de uma instalação de redução direta de acordo com a presente invenção, os quais são relevantes para a descrição da concretização.

Descrição Detalhada das Concretizações A descrição seguinte encontra-se exposta no contexto da redução de finos de minério de ferro pa- ra produzir ferro fundido de acordo com o processo HIs- melt tal como descrito no pedido de patente internacio- nal PCT/AU96/00197 mencionado anteriormente. A exposi- ção do relatório de patente depositado com o pedido in- ternacional fica incorporada neste contexto por refe- rência remissiva. A instalação de redução direta ilustrada nas figuras inclui um vaso de redução direta 11, dois regeneradores 27 para produzir correntes de ar quente, um conduto principal de ar quente 29 para fornecer as correntes de ar quente provenientes dos regeneradores 27 para o vaso 11, uma ventoinha de jato de ar frio 31, conduto de suprimento de jato de ar frio 38 e linhas de transferência de jato de ar frio 37 para fornecer ar sob pressão aos regeneradores 27 durante operação nor- mal dos regeneradores 27, duas ventoinhas de ar de com- bustão 35 e linhas de transferência de ar de combustão 39a e 39b para fornecer ar sob temperatura e pressão ambiente aos regeneradores 27 durante a operação normal do vaso e também durante uma paralisação do vaso 11.

As linhas de transferência 37, 39a e 39b incluem válvu- las de controle para controlar o fluxo de ar através das linhas. 0 vaso 11 é do tipo descrito em detalhes nos pedidos de patentes internacionais PCT/AU2004/ 000473 (W02004/090174) e PCT/AU2004/000472 (W02004/ 090173), e a exposição nos relatórios de patente depo- sitados com esses pedidos fica incorporada neste con- texto por referência remissiva.

Com referência inicialmente à Figura 2, o vaso 11 é dotado de uma soleira 13, um corpo geralmente cilíndrico 15 que se estende ascendentemente a partir da soleira, uma abóbada anular 17, uma câmara de gás de saída 19, um conduto de gás de saída 21 para descarre- gar os gases de saída, uma ante-soleira 23 para descar- regar metal fundido continuamente e um furo de corrida (não ilustrado) para descarregar escória fundida duran- te a redução. O vaso 11 também inclui uma lança para in- jeção de ar quente 41, para distribuir um jato de ar quente dentro da região superior do vaso 11. A lança fica posicionada centralmente para estender-se descen- dentemente através da câmara de gás de saida 19 em uma região superior do corpo 15. Somente uma seção superi- or da lança de injeção de ar quente 41 é visível na Fi- gura 2. A lança é conectada ao conduto principal de ar quente 29.

Com referência às figuras de uma maneira geral, o vaso 11 também é dotado de uma pluralidade de lanças de injeção de sólidos (não ilustradas) que se estendem descendentemente e para dentro através de a- berturas (não ilustradas) formadas nas paredes laterais do corpo inferior 15 para injeção de finos de minério de ferro; material carbonáceo sólido e fundentes arras- tados em um gás carreador deficiente em oxigênio para dentro do vaso. 0 conduto de gás de saída 21 do vaso 11 transporta o gás de saída para fora do vaso 11. o gás de saída é fracionado em duas correntes, com uma cor- rente seguindo para os regeneradores 27 e a outra cor- rente seguindo para uma estação de tratamento (não i- lustrada) para preaquecimento do minério de ferro ali- mentado ao vaso 11. 0 conduto de gás de saída 21 in- clui uma primeira seção suavemente inclinada 21a que se estende a partir do corpo superior 19 do vaso 11 e uma segunda seção estendida verticalmente 21b que se esten- de a partir da primeira seção 21a. 0 conduto principal de ar quente 29 é um conduto revestido internamente de tijolos refratários que, tipicamente, tem pelo menos 75 m de comprimento, de seção transversal circular - tal como ilustrada nas Figuras 2 a 4. 0 conduto principal de ar quente 29 inclui um respiradouro 61 junto à sua extremidade de jusante, próximo à lança de injeção de ar quente 41. A Figura 3 ilustra o respiradouro 61 quan- do ele é preparado para operação do processo Hlsmelt, e a Figura 4 ilustra o respiradouro 61 quando ele é pre- parado durante uma paralisação do processo Hlsmelt. A diferença principal entre as duas dispo- sições é que a disposição da Figura 3 inclui um tampão de extremidade 91 que veda o respiradouro 61 durante a operação do processo Hlsmelt e a disposição da Figura 4 inclui uma seção de joelho 94 que substitui o tampão de extremidade 91 durante um período de paralisação. 0 propósito da seção de joelho 94 é a de encaminhar o fluxo de ar quente proveniente do respiradouro 61 para fora do equipamento nas proximidades do respiradouro; e para impedir que ocorra escoamento de água para dentro do respiradouro 61.

Uma outra diferença reside no fato de que na disposição da Figura 4, uma placa de obturação (não ilustrada) é tipicamente instalada no conduto principal de ar quente 29 adjacente à lança de jato de ar quente 41 durante uma paralisação do processo Hismelt. A pla- ca de obturação serve para isolar o conduto principal de ar quente 29 em relação à lança de jato de ar quente 41 e assegurar assim que todo o fluxo de ar quente for- necido ao conduto principal de ar quente durante uma paralisação do vaso, tal como mais adiante, flua atra- vés do respiradouro 61.

Com referência às Figuras 3 e 4, o respi- radouro 61 define um percurso em serpentina para o ar quente fluir do conduto principal de ar quente 29 para a atmosfera durante condição inoperante do vaso. 0 propósito do percurso em serpentina é o de evitar expo- sição de linha direta do tampão de extremidade 91 ao calor radiante proveniente do conduto principal de ar quente 29 durante a operação do processo Hismelt quando o tampão 91 está na posição. 0 respiradouro 62 inclui uma seção com a forma de "U" a qual é dotada de um braço 68 que se es- tende horizontalmente para fora a partir do conduto principal de ar quente 27, uma base 65 que se estende verticalmente para cima, e um outro braço 67 que se es- tende horizontalmente para dentro, para uma posição a- cima do conduto principal de ar quente 27. 0 respira- douro 61 também inclui uma seção vertical 69 que se es- tende ascendentemente a partir do braço 67 da seção em forma de "U".

Nas disposições ilustradas nas Figuras 3 e 4, o braço 68 e metade da base 65 da seção em forma de "U" do respiradouro 61 são revestidos com tijolos re- fratários. 0 restante do respiradouro 61 inclui um re- vestimento interno de um material fusível.

Em uma operação de redução de acordo com o processo Hismelt, o vaso 11 contém um banho de ferro e escória fundidos que inclui uma camada de metal fundido e uma camada de escória fundida na camada de metal. Um gás carreador adequado transporta finos de minério de ferro, carvão e fundente para dentro do banho fundido através de lanças de injeção de sólidos. 0 impulso dos materiais sólidos e do gás carreador faz com que os ma- teriais sólidos penetrem na camada de metal no vaso 11. 0 carvão é desvolatilizado e desse modo produz gás na camada de metal. Carbono dissolve-se parcialmente no metal e permanece parcialmente como carbono sólido. Os finos de minério são reduzidos para metal e a reação de redução gera monóxido de carbono. Os gases transporta- dos para a camada de metal e gerados pelas reações de desvolatilização e redução produzem ascensão flutuante significativa de metal fundido, carbono sólido e escó- ria (arrastados para a camada de metal como uma conse- qüência da injeção de sólidos /gás) que gera movimento ascendente de respingos, gotículas e correntes de metal fundido, carbono sólido e escória. Estes respingos, gotículas e correntes arrastam escória quando os mesmos se movimentam através da camada de escória. A ascensão flutuante de metal fundido, de carbono sólido e escória provocam uma agitação substancial da camada de escória no vaso, com o resultado de que a camada de escória tem o seu volume expandido. Além disso, o movimento ascen- dente dos respingos, gotículas e correntes de metal fundido, de carbono sólido e de escória estende-se den- tro do espaço acima do banho fundido e forma uma zona de transição. A injeção de ar quente realizada por meio da lança de injeção de ar quente 41 promove a pós- combustão dos gases de reação, tais como monóxido de carbono e hidrogênio (que são liberados durante a des- volatilização de carvão e reações de redução), na parte superior do vaso. Os gases de saída provenientes da pós-combustão dos gases de reação no vaso são retirados da parte superior do vaso através do conduto de gás de saída 21. 0 metal quente que é produzido durante uma operação de redução é descarregado do vaso 11 através do sistema de vazamento de metal que inclui a ante- soleira 23. A pós-combustão dos gases de reação gera calor substancial e uma proporção do calor transfere-se para os respingos, gotículas e correntes de metal fun- dido, carbono sólido e escória e o calor transfere-se para o banho fundido quando os respingos, gotículas e correntes retornam ao banho. 0 calor transferido para o banho facilita as reações de redução endotérmicas no banho.

Com referência à Figura 5, cada regenera- dor 27 é de uma forma convencional e inclui um queima- dor (não representado) e uma estrutura cilíndrica apru- mada (com um topo arredondado 81) formado a partir de uma camisa de metal externa 83 e um revestimento inter- no de tijolos refratários 85 e uma divisória vertical interna 87 que divide a estrutura em uma câmara de com- bustão 51 em um lado da divisória e uma câmara permuta- dora de calor principal 57 no outro lado da divisória. A câmara permutadora de calor 57 e a câmara de combus- tão 51 são interligadas por uma seção abaulada 55. Em conjunto, a câmara permutadora de calor 57, a seção a- baulada 55, e a câmara de combustão 51, definem uma trajetória de gás através do regenerador.

Durante uma fase de aquecimento de cada regenerador 27 quando o vaso 11 está realizando a redu- ção, o queimador produz uma corrente de produtos de combustão que passa para a câmara de combustão 51 e as- cendentemente através da câmara de combustão 51 para a seção abaulada 55 do regenerador 27. Os produtos de combustão então fluem descendentemente através de uma rede de chicanas refratárias na câmara permutadora de calor principal 57 do regenerador 27 e aquece os empi- lhamentos. Depois disso, os produtos de combustão ago- ra mais frios fluem provenientes do regenerador 27 por meio de uma abertura 59 em uma seção inferior da câmara permutadora de calor 57. A seção inferior da câmara permutadora de calor 57 é formada como uma câmara de pressão 64 para facilitar o escoamento de gás. Neste contexto, o regenerador 27 inclui uma grade disposta horizontalmente 63 suportada por colunas 65 que susten- tam os empilhamentos. A grade 63 e as colunas 65 são formadas a partir de ferro fundido.

Durante a fase de aquecimento de cada re- generador 27, quando o vaso 11 se encontra operando na função de redução, o gás combustível na forma de gás de saída descarregado a partir do vaso 11 é alimentado ao queimador (não representado) e ar de combustão sob tem- peratura ambiente é fornecido ao queimador por meio da ventoinha de ar de combustão 35 e da linha de transfe- rência 39b para o regenerador 27 (Figura 1) e os produ- tos de combustão produzidos pelo queimador aquecem o regenerador 27.

Em uma fase de troca térmica de cada rege- nerador 27 quando o vaso 11 se encontra em operação de redução, o queimador não é operado e uma corrente de ar é dirigida através do regenerador 27 na direção oposta à corrente de produtos de combustão. Especificamente, ar é alimentado à abertura 59 no regenerador 27 e escoa ascendentemente a partir da câmara de pressão 64 atra- vés da câmara permutadora de calor 57. A corrente de ar é aquecida por troca térmica com as chicanas quando a corrente de ar flui através da câmara permutadora de calor 57. 0 ar quente flui em torno da seção abaulada 51 e deixa a câmara por meio da abertura de vento quen- te 71 em uma seção inferior da câmara de combustão 51. A abertura de vento quente 71 está conectada ao conduto principal de ar quente 29.

Durante a fase de troca térmica de cada regenerador 27 quando o vaso 11 se encontra em operação de redução, ar sob pressão (chamado de "vento frio") é alimentado à linha de transferência 37 para o regenera- dor 27 (Figura 1) a partir da ventoinha de vento frio 31, que é uma ventoinha de alta pressão que pode dis- tribuir taxas de ar pressurizado de alto escoamento. A corrente de ar aquecido resultante que sai do regenera- dor 27 através da abertura de vento quente 71 é chamada de "vento quente" ou "jato de ar quente". 0 vento quente flui ao longo do conduto principal de ar quente 29 para a lança de injeção de ar quente 41 no vaso de redução direta 11.

Tipicamente, o processo Hlsmelt requer um fluxo constante de ar quente a uma temperatura de 1200°C quando o vaso 11 se encontra em redução. Para que isto seja conseguido, o refratário na seção abaula- da 55 de cada regenerador 27 é aquecido a temperaturas superiores a 1200°C durante as fases de aquecimento de cada regenerador 27, de maneira que o jato de ar quente inicial proveniente do regenerador 7 tem uma temperatu- ra acima dos 1200°C requeridos. O jato de ar frio é fornecido ao regenerador 27 até a sua temperatura cair para 1200°C, depois do que o regenerador reingressa na fase de aquecimento e jato de ar quente é obtido a par- tir do outro regenerador 27. Para se conseguir uma temperatura de jato de ar quente constante de 1200°C, uma certa parte do jato de ar frio é misturada com o jato de ar quente por meio de uma válvula de mistura 43 (vide a concretização da Figura 6) de forma que a tem- peratura média do jato de ar quente é dos requeridos 1200 °C.

Durante uma operação de redução o processo Hlsmelt requer quantidades substanciais de ar quente.

Consequentemente, a ventoinha de jato de ar frio 31 de- ve ser capaz de produzir uma taxa de escoamento de ar substancial para os regeneradores 27 e então através dos mesmos e ao longo do conduto principal de ar quente 29 para a lança de injeção de ar quente 41. Além dis- so, os regeneradores 27 e o conduto principal de ar quente 29 devem ser de dimensão substancial a fim de acomodar a grande taxa de escoamento de ar. Tipicamen- te, a ventoinha de jato de ar frio 31 distribui aproxi- madamente 110.000 Nm3/h de ar pressurizado sob aproxi- madamente 170 kPa (manométricos) . O jato de ar frio pode ser enriquecido com aproximadamente 30.000 Nm3/h de oxigênio, de maneira tal que os regeneradores produ- zem aproximadamente 140.000 Nm3/h de ar quente que é alimentado ao conduto principal de ar quente e vaso de redução durante a operação normal. As ventoinhas de ar de combustão distribuem aproximadamente 74.000 Nm3/h de ar sob uma pressão de aproximadamente 13 kPa (manomé- tricos} .

Os regeneradores 27 também operam durante uma paralisação do vaso 11 a fim de manter a temperatu- ra nos regeneradores 27 e no conduto principal de ar quente 29.

Especificamente, cada regenerador 27 opera com fases de aquecimentos e de troca térmica durante uma paralisação do vaso. Estas fases mantêm a tempera- tura dos regeneradores 27 dentro de uma faixa de tempe- raturas requeridas e transferem calor para o conduto principal de ar quente 29 para manter a temperatura do conduto principal de ar quente 29 dentro de uma faixa de temperatura requerida.

Durante a fase de aquecimento de cada re- generador 27 quando o vaso 11 está paralisado (e não há gás de saída disponível como uma fonte de energia), gás natural é fornecido ao queimador a partir de uma fonte (não ilustrada) por meio do conduto principal de gás natural 91 e uma linha de transferência 93; e ar de combustão sob temperatura ambiente é fornecido ao quei- mador por meio da ventoinha de ar de combustão 35 e da linha de transferência 39b (Figura 1) e os produtos de combustão produzidos pelo queimador aquecem o regenera- dor 27. Tipicamente, os produtos de combustão aquecem a seção abaulada 55 do regenerador 27 para temperaturas da ordem de 1250°C. A fase de aquecimento continua até a temperatura da grade de suporte 63 de ferro fundido para as chicanas dispostas horizontalmente e as colunas 65 se aproximar de, mas não alcançar, 350°C. A base para a seleção da temperatura de 350°C é que o ferro fundido começa a perder resistência mecânica apreciável acima desta temperatura.

Durante a fase de troca térmica de cada regenerador 27 durante uma paralisação do vaso 11 o ja- to de ar frio fornecido à abertura 59do regenerador 27 por meio da ventoinha de jato de ar frio 31 quando o vaso 11 está em fase de redução é substituído por ar sob temperatura e pressão ambiente. Este ar é forneci- do à linha de transferência 37 a partir da ventoinha de ar de combustão 35 para o regenerador 27 por meio da linha de transferência 39a (Figura 1). A corrente de ar quente resultante sai dos regeneradores 27, por meio da abertura de jato de ar quente 71, e flui ao longo do conduto principal de ar quente 29 para o respiradouro 61 de onde ele é descarregado. A corrente de ar quente aquece o conduto principal de ar quente 29 de forma que a temperatura no conduto principal de ar quente 29 fica acima de uma temperatura mínima predeterminada. A ven- toinha de ar de combustão 35 distribuí uma taxa de ar de escoamento suficiente para atender aos requisitos de transferência de calor durante uma paralisação. A fase de troca térmica continua até a seção abaulada 55 do regenerador esfriar para 900°C. Sob temperaturas abai- xo desta temperatura os tijolos de sílica na seção a- baulada 55 sofrem uma alteração de fase que resulta em uma alteração de volume indesejável dos tijolos.

Preferentemente, a sincronização das fases de aquecimento e de troca térmica para os dois regene- radores 27 durante uma paralisação é controlada de uma maneira tal que não haja sobreposição destas fases e, assim, um regenerador 27 opera na fase de aquecimento enquanto o outro regenerador opera na fase de troca térmica e vice-versa. 0 processo também inclui uma etapa opcio- nal de desviar as correntes de ar aquecido produzidas nas fases de troca térmica dos regeneradores 27 para fora do conduto principal de ar quente 29 em situações onde o conduto principal de ar quente está dentro de uma faixa de temperatura requerida e não é necessário maior aquecimento. 0 processo também inclui uma etapa opcio- nal de engarrafamento dos regeneradores em conjunto, novamente em situações nas quais os regeneradores e o conduto principal de ar quente 29 estão dentro de uma faixa de temperatura requerida e não há necessidade de maior aquecimento. A Figura 6 ilustra uma concretização al- ternativa, muito embora não constitua a única alterna- tiva possível, para a concretização da Figura 1. As duas concretizações incluem ventoinhas de ar de combus- tão. Entretanto, na Figura 1 as ventoinhas operam in- dependentemente e alimentam linhas de transferência de ar de combustão 39a e 39b separadas. Na Figura 6, as ventoinhas operam de forma a alimentarem um único con- duto principal de ar de combustão 42 que então alimenta as linhas de transferência de ar de combustão 39a e 39b. Isto proporciona uma certa redundância no sistema de ar de combustão e permite a manutenção nas ventoi- nhas durante uma campanha de redução. Isto também per- mite que as ventoinhas operem em série, de forma que pode ser proporcionado um fluxo de ar combinado.

Muitas modificações podem ser feitas nas concretizações da presente invenção descritas anterior- mente sem com isso se escapar do espirito e escopo da invenção. A titulo de exemplo, muito embora a pre- sente invenção fosse descrita no contexto de um proces- so de redução direta, pode ser facilmente apreciado que o processo descrito para manter os regeneradores e o conduto principal de ar quente não fica a ele limitada e estende-se a regeneradores e condutos principais de ar quente que são utilizados em outras aplicações.

Claims (18)

1. Processo para manter regeneradores e um conduto principal de ar quente (29) que conecta os regeneradores (27) a uma ou mais lanças de injeção de ar quente (41) de um vaso de fusão redutora direta (11) em um estado quente no decorrer de uma paralisação do vaso (11), caracterizado pelo fato de compreender: (a) isolar o conduto principal de ar quente (29) em relação a uma ou mais lanças de injeção de ar quente (41) ; (b) operar um queimador de cada regenerador (27) utilizando-se um gás combustível e uma corrente de ar e gerar uma corrente de produtos de combustão que fluem ao longo de um percurso de gás (57, 55, 51) do regenerador (27) a partir de uma extremidade no sentido da extremidade oposta do mesmo e desse modo aquecer chicanas refratárias do regenerador em uma fase de aquecimento do regenerador; e (c) transferir calor proveniente de cada regenerador (27) para o conduto principal de ar quente (29) em uma fase de troca térmica do regenerador (27) pelo suprimento de uma corrente de ar para a extremidade oposta do percurso de gãs (57, 55, 51) e, depois disso, fazer passar sucessivamente a corrente de ar através do percurso de gás (57, 55, 51) do regenerador (27) e do conduto principal de ar quente (29), pelo que a corrente de ar é aquecida por troca térmica com chicanas refratárias do regenerador (27) e o regenerador (27) é refrigerado por essa troca térmica e a corrente de ar quente resultante aquece o conduto principal de ar quente (29).

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de incluir coordenar a operação da fase de aquecimento e da fase de troca térmica de cada regenerador (27) durante a paralisação, de maneira que os regeneradores (27) fornecem uma corrente de ar quente contínua ao conduto principal de ar quente (29) durante a paralisação.

3. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a velocidade de escoamento volumétrico dos produtos de combustão produzidos na etapa (b) durante a paralisação é de 50% ou menos da velocidade de escoamento volumétrico dos produtos de combustão produzidos durante as fases de aquecimento normal dos regeneradores (27).

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a velocidade de escoamento volumétrico do ar quente produzido na etapa (c) durante a paralisação é de 50% ou menos da velocidade de escoamento volumétrico do ar quente produzido durante as fases de troca térmica normais dos regeneradores (27) .

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de incluir utilizar a mesma ventoinha ou ventoinhas (35) para fornecer as correntes de ar para cada regenerador (27) durante as fases de aquecimento e de troca térmica do regenerador (27) durante a paralisação.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o ar quente produzido na etapa (c) é ventilado através de um meio de respiradouro (61) conectado ao conduto principal de ar quente (29).

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que o gás combustível é gás natural.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caracteri z ado pelo fato de compreender uma etapa adicional de transferência de calor proveniente de um ou mais regeneradores (27) pelo suprimento de uma corrente de ar para a extremidade oposta do percurso de gás (57, 55, 51) do regenerador ou regeneradores (27) e, depois disso, fazer passar sucessivamente a corrente de ar através do percurso de gás (57, 55, 51) e depois disso ventilar a corrente de ar sem fazer passar o ar através do conduto principal de ar quente (29), pelo que a corrente de ar é aquecida por troca térmica com chicanas refratárias do regenerador ou regeneradores (27); e o regenerador ou regeneradores são resfriados por meio dessa troca térmica.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8, carac terizado pelo fato de compreender uma etapa adicional de "engarrafar" um ou mais dos regeneradores (27) sem exceção durante a paralisação.

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que uma grade de suporte das chicanas (63) é formada a partir de ferro fundido; e o processo inclui operar a fase de aquecimento de cada regenerador durante a paralisação até a temperatura na seção inferior da câmara principal do regenerador (27) se aproximar de, mas não alcançar, 350°C.

11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que cada regenerador (27) inclui uma seção de cúpula (81) que é revestida internamente com tijolos de sílica (85); e o processo inclui controlar o processo durante a paralisação, de uma forma tal que a temperatura da seção de cúpula (81) do regenerador ou regeneradores (27) permaneça acima de 900°C.

12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que o conduto principal de ar quente (29) inclui uma pluralidade de seções revestidas de tijolos refratários e uma pluralidade de juntas de expansão que interligam as seções revestidas de tijolos; e o processo inclui controlar o processo durante a paralisação de uma forma tal que haja ciclagem de temperatura mínima dentro do conduto principal de ar quente (29).

13. Aparelho para preaquecimento de ar para uma instalação de fusão redutora direta para produzir metal fundido a partir de um material de alimentação metalífero e para realizar o processo conforme definido nas reivindicações 1 a 12, caracter! zado pelo fato de compreender: (a) uma pluralidade de regeneradores (27) para produzirem correntes de ar preaquecido para uma instalação de fusão redutora direta; (b) um conduto principal de ar quente (29) para fornecer ar preaquecido proveniente dos regeneradores (27) para um meio de injeção de gás (41) que se estende dentro de um vaso de fusão redutora direta (11) quando a instalação está operando e produzir metal fundido a partir de um material de alimentação metalífero no vaso (11) quando a instalação está operando sob condições de operação normais; (c) um meio de suprimento de gás combustível para fornecer gás combustível a um queimador de cada regenerador (27) durante condições de operação normais da instalação e durante uma paralisação do vaso (11); (d) um primeiro meio de suprimento de ar (35) para fornecer ar (i) ao queimador de cada regenerador (27) durante uma fase de aquecimento do regenerador (27) durante condições de operação normais da instalação, e (ü) ao queimador de cada regenerador durante uma fase de aquecimento do regenerador durante a paralisação do vaso; (e) um segundo meio de suprimento de ar (31) para fornecer a cada regenerador durante uma fase de troca térmica do regenerador durante condições de operação normais da instalação; e (f) um respiradouro (61) no conduto principal de ar quente (29) para permitir que correntes de ar quente geradas na fase de troca térmica de cada regenerador (27) fluam provenientes do conduto principal de ar quente depois de fluírem através do conduto principal de ar quente e de aquecerem o mesmo.

14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o respiradouro inclui um tampão de extremidade (92) que fecha uma extremidade de salda do respiradouro (61) quando um processo de fusão redutora direta está operando e é removido do respiradouro (61) quando ocorre uma paralisação do vaso.

15. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que o respiradouro (61) define um percurso em serpentina situado entre o conduto principal de ar quente (29) e a extremidade de saída do respiradouro (61); para evitar exposição de linha direta do tampão de extremidade (92) ao calor radiante proveniente do conduto principal de ar quente (29) durante operação de um processo de fusão redutora direta quando o tampão (92) está na posição e fecha a extremidade de saída.

16. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13, 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que o respiradouro (61) estende-se horizontalmente para fora a partir do conduto principal de ar quente (29) e, então, ascendentemente e para dentro para uma posição situada acima do conduto principal de ar quente (29) e, depois disso, ascendentemente para a extremidade de saída.

17. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13, 14, 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que o primeiro meio de suprimento de ar (35) é adaptado para fornecer ar a uma entrada separada (59) de cada regenerador (27) durante uma fase de troca térmica do regenerador (27) durante uma paralisação do vaso (11), quando o segundo meio de suprimento de ar não está em condição operacional.

18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de compreender adícionalmente um meio de válvula que permite que o primeiro meio de suprimento de ar (35) seja comutado do fornecimento de ar ao queimador de cada regenerador (27) para a entrada separada (59) do regenerador (27), tal como possa ser requerido durante uma paralisação do vaso.