PROCESSO E APARELHO PARA PRODUZIR METAIS E/OU PRODUTOS
METÁLICOS PRIMÁRIOS A invenção se refere a um processo para produzir metais e/ou produtos metálicos primários, especificamente ferro gusa e/ou produtos primários de ferro gusa, nos quais pelo menos um material de carga contendo metal parcialmente reduzido, especificamente na forma de partículas finas, é introduzido, utilizando transporte pneumático, por intermédio de um fluxo de gás carreador, na forma de um fluxo de meio formado do material de carga e o fluxo de gás carreador, para uma unidade de fundição, especificamente um gaseificador fundidor, para processamento adicional. A invenção também se refere a um aparelho para produzir metais e/ou produtos metálicos primários, especificamente ferro gusa ou produtos primários de ferro gusa, a partir de um material de carga contendo metal, especificamente na forma de partículas finas, tendo uma unidade de fundição para o processamento adicional do material de carga, especificamente um gaseificador fundidor, tendo um dispositivo para o transporte pneumático do material de carga por intermédio de um fluxo de gás carreador. É sabido a partir da técnica anterior que demandas consideráveis são impostas especificamente ao se transportar materiais de processamento, quentes. Além das tensões térmicas sobre os dispositivos transportadores, especificamente o transporte quantitativamente exato constitui uma exigência importante que tem que ser satisfeita pelo sistema transportador para, através de gerenciamento de processo exato, obter produtos com o perfil desejado de propriedades e pouca dispersão com as propriedades.
Especificamente o transporte de materiais contendo metal na forma de partículas finas impõe elevadas demandas ao processo de metalurgia e tecnologia de instalação. Por exemplo, especificamente o transporte de materiais mornos ou quentes impõe demandas adicionais à engenharia da instalação. É conhecida a partir da técnica anterior a utilização do que é conhecido como dispositivo de transporte pneumático para essa finalidade, com o material que deve ser transportado sendo movido por intermédio de um fluxo de gás. WO 03/68994 Al revelou um dispositivo de transporte pneumático desse tipo, o qual revela o transporte de materiais de carga contendo metal por intermédio do gás de processo retirado da unidade de fundição. Nesse caso, contudo, em particular, não há solução em relação a como o material de carga contendo metal deve ser introduzido na unidade de fundição e como obter o controle quantitativo da introdução.
Operando com base na técnica anterior, é um objetivo da invenção prover um processo de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1 e um aparelho de acordo com o preâmbulo da reivindicação 11, que permitem dosagem e distribuição mais exatas dos materiais de carga e, portanto, gerenciamento de processo mais preciso durante a produção de metal ou produtos metálicos primários.
De acordo com a invenção, o objetivo é alcançado, com relação ao processo, por intermédio da cláusula definidora da reivindicação 1, cora relação ao aparelho, pela cláusula definidora da reivindicação 11.
De acordo com a invenção, o material de carga é introduzido na unidade de fundição separada e independentemente em pelo menos dois pontos de introdução, com introdução individual agora sendo possível em cada ponto de introdução. Essa introdução pode ocorrer continuamente ou na forma em pilhas, isto é, em lotes quantitativamente limitados.
Isso realiza uma vantagem significativa, isto é, que a introdução das quantidades parciais do material de carga na unidade de fundição pode ser controlada localmente e quantitativamente, de modo que a distribuição visada dos materiais de carga no gaseificador fundidor se torna possível por intermédio do arranjo de alimentação. Isso oferece vantagens especificamente ao se fornecer materiais de carga na forma de partículas finas. As medidas descritas permitem gerenciamento de processo significativamente menor na unidade de fundição, uma vez que uma distribuição ótima entre o material de carga, e materiais de processo adicionais; tal como, por exemplo, carreadores de carbono; é possibilitada mediante ação de influenciar a distribuição dos materiais de carga. Foi comprovado ser vantajoso que a divisão do fluxo do meio em dois até oito fluxos parciais do meio garante introdução vantajosa. A configuração com uma multiplicidade de pontos de adição independentes garante a alimentação pretendida da unidade de fundição, de modo que uma distribuição controlada do material de carga na unidade de fundição é possível. Tem sido possível determinar a partir dos testes que uma distribuição vantajosa do material de carga e, por exemplo, um carreador de carbono é possível com apenas seis pontos de introdução.
De acordo com uma modalidade vantajosa do processo de acordo com a invenção, antes do fluxo de gás carreador ser separado, o fluxo de meio é dividido em pelo menos dois fluxos parciais independentes do meio, os quais podem ser então processados adicionalmente, separadamente entre si ou podem ser introduzidos na unidade de fundição independentemente um do outro, com o gás carreador parcial sendo separado de cada fluxo parcial de meio antes do material de carga ser introduzido. Divisão em fluxos parciais de meio permite uma melhor influência da introdução de material de carga e, portanto, do gerenciamento do processo. Especificamente, a possibilidade de introdução na forma em lotes em cada ponto, independentemente do outro, permite otimização sistemática do processo mediante exploração da variabilidade do sistema.
Alternativamente, também é possível que o material de carga seja dividido em quantidades parciais após o fluxo de gás carreador ter sido separado do fluxo de meio. Essa configuração específica possibilita, por exemplo, acrescentar materiais de carga adicionais antes do material de carga ser introduzido, permitindo introdução conjunta.
De acordo com uma modalidade vantajosa adicional do processo de acordo com a invenção, o gás carreador usado para transportar o material de carga é um gás de natureza interna do processo, especificamente gás de processo a partir da unidade de fundição. O uso de gás de natureza interna do processo em primeiro lugar cria uma solução de baixo custo. Além disso, é possível para o gás de processo, usado como gás carreador, ser circulado, o que também proporciona benefícios. Apenas uma pequena quantidade de gás carreador é exigida, devido ao transporte pneumático do material de carga contendo metal, pelo menos parcialmente reduzido. Alternativamente, como exemplo, também é possível utilizar o gás de processo a partir de um reator de tratamento para transporte.
De acordo com uma modalidade alternativa do processo de acordo com a invenção, o gás carreador usado para transportar o material de carga é um gás de natureza externa do processo, especificamente nitrogênio. Essa alternativa permite que transporte pneumático correspondentemente efetivo seja garantido mesmo se as quantidades disponíveis do gás de processo forem insuficientes. Além disso, frequentemente há quantidades suficientes de nitrogênio pressurizado disponível nas usinas siderúrgicas, de modo que, como resultado, é uma vez mais possível considerar os recursos existentes.
De acordo com uma modalidade adicional, alternativa do processo de acordo com a invenção, um gás carreador adicional além de um gás de natureza interna do processo é usado para transportar o material de carga. Isso constitui uma solução vantajosa, por exemplo, para situações nas quais o gás carreador adicional é usado de tempos em tempos, por exemplo, para aumentar temporariamente a capacidade de transporte. Essa medida também possibilita carregar quantidades relativamente grandes de material de carga na forma em lotes por curtos períodos de tempo, por exemplo, para um recipiente intermediário ou também para transporte para a unidade de fundição.
Foi comprovado ser vantajoso que o material de carga seja introduzido continuamente ou na forma em lotes em um fluxo de gás carreador de uma maneira controlada. Essas duas opções específicas permitem que as condições de processo, respectivas, sejam adaptadas tornando-se o material de carga conformemente disponível. Nesse contexto, é possível manter o fluxo de gás carreador e em cada caso introduzir a quantidade exigida de material de carga no fluxo de gás carreador, seja na forma contínua ou na forma em lotes, isto é, em uma quantidade limitada. Em qualquer dos casos, a introdução ocorre de uma maneira controlada, de modo que alimentação precisa da unidade de fundição é garantida. Além da alimentação quantitativamente exata do material de carga, isso também abrange uma distribuição local exata do material (materiais) de carga na unidade de fundição.
Similarmente foi comprovado ser vantajoso que o próprio transporte pneumático seja realizado continuamente ou na forma em lotes, isto é, adequadamente adaptado ao estado predominante do processo. Isso significa que o fluxo de gás carreador, dependendo da demanda, pode ser mantido continuamente ou comutado conforme apropriado. Esse modo de operação flexível permite que o transporte pneumático seja constantemente adaptado às condições predominantes do processo, de modo que, por exemplo, em situações especiais do processo os custos de operação podem ser economizados mediante adaptação do modo de operação.
De acordo com uma possível configuração do processo de acordo com a invenção, o fluxo de gás carreador que foi separado pode ser introduzido em um reator de tratamento após purificação do gás. Devido às quantidades de gás que são exigidas para transportar o material de carga, é conveniente por razões econômicas e de engenharia do processo utilizar ou explorar adicionalmente o gás carreador. Isso permite que a quantidade de gás carreador que deve ser descarregada seja virtualmente, completamente reutilizada, após purificação adequada, no reator de tratamento.
De acordo com uma configuração vantajosa do processo de acordo com a invenção, a introdução controlada das quantidades parciais do material de carga é efetuada por intermédio de uma remoção visada dos fluxos parciais de gás carreador que foram separados. Remoção controlada do gás carreador parcial após ele ter sido separado cria uma forma efetiva e simples de controlar a quantidade parcial do material de carga que é transportado. Isso permite controle independente das quantidades transportadas parciais por intermédio das quantidades de gás carreador parcial que são removidas.
De acordo com uma modalidade vantajosa do processo de acordo com a invenção, o material de carga ou suas quantidades parciais é/são temporariamente armazenados em um recipiente de armazenamento antes de serem introduzidos na unidade de fundição. Esse armazenamento temporário por um lado permite a introdução em lotes na unidade de fundição e, por outro lado, em virtude do armazenamento, permite que a introdução seja isolada do transporte precedente do material de carga, resultando em gerenciamento de processo mais estável, que também é menos suscetível às falhas ou desvios nos parâmetros individuais do processo.
De acordo com uma modalidade específica do processo de acordo com a invenção, o material de carga ou as suas quantidades parciais é/são submetidos à ação da pressão. Isso envolve o ajuste pretendido da pressão para processamento adicional. Como resultado, é possível a introdução parcialmente simples do material de carga, por exemplo, simplesmente sob a força da gravidade, na unidade de fundição. Além disso, é possível realizar dispositivos de introdução simples, o que significa que válvulas ou unidades de controle complexas, por exemplo, não mais são exigidas.
Como resultado do aumento em pressão antes da introdução do material de carga na unidade de fundição, é possível desacoplar o transporte pneumático ou qualquer armazenamento temporário do material de carga a partir da introdução na unidade de fundição. Nesse caso, o recipiente de armazenamento funciona como uma eclusa entre as partes do processo que operam em diferentes níveis de pressão. A pressão na qual ocorre o transporte pneumático, portanto, pode ser ajustada otimamente, independentemente da pressão de operação da unidade de fundição, sem que ela tenha que ser equiparada com a pressão da unidade de fundição. Isso resulta em processos e partes de instalação que são mais simples de controlar e são menos dispendiosas.
De acordo com uma modalidade alternativa do processo de acordo com a invenção, pelo menos uma adição reduzida, contendo ferro e/ou aditivo é/são introduzidas na unidade de fundição além do material de carga. Essa opção permite que o processo seja influenciado ou corrigido ainda mais bem-sucedidamente. A introdução de pelo menos uma adição e/ou aditivo pode nesse caso ocorrer em conjunto com o material de carga ou separadamente; também é possível utilizar os mesmos pontos de introdução ou dispositivos de introdução. Por exemplo, é possível introduzir alternadamente adições, aditivos, ou material de carga, utilizando os mesmos dispositivos de introdução. Introdução das adições e/ou aditivos no recipiente intermediário mencionado acima e introdução conjunta da mistura de substâncias também é possível, de modo que introdução exata mesmo de uma maneira localmente definida claramente é possível, o que oferece uma solução muito flexível em termos de engenharia de processo. O aparelho de acordo com a invenção, de acordo com a cláusula definidora da reivindicação 11, oferece uma estrutura mais simples a qual é adequada para a realização do processo. Mediante divisão da introdução controlada do material de carga na unidade de fundição em pelo menos dois pontos de introdução e usando os dispositivos de introdução, é possível prover uma instalação robusta que permite flexibilidade completa com relação â introdução independente em diferentes pontos de introdução. Mediante combinação dessas medidas com o dispositivo de separação, é adicionalmente possível aperfeiçoar o processo de fundição especificamente ao se utilizar materiais de carga na forma de partículas finas, e reduzir os problemas de descarga considerável de material miúdo a partir da unidade de fundição em conjunto com o gás do processo. Como as partes móveis são, virtualmente, completamente eliminadas do aparelho, a instalação criada é muito robusta e simples em termos de manutenção. Em sua modalidade mais simples, o dispositivo de introdução é projetado como uma linha a qual, em combinação com uma válvula, permite o controle.
Uma vez que o material de carga pode estar em temperaturas de 800°C, as partes da instalação que entram em contato com o material de carga também podem ser expostas a elevadas tensões térmicas. Isso também dá margem à demanda de um aparelho robusto utilizando engenharia de instalação simples, que é obtida pelo aparelho de divisão descrito.
De acordo com uma configuração específica do aparelho de acordo com a invenção, o dispositivo de divisão é adequado para dividir o fluxo de meio formado a partir do material de carga e fluxo de gás carreador em pelo menos dois fluxos parciais de meio. Os fluxos parciais de meio em cada caso compreendem uma quantidade parcial do material de carga e um fluxo de gás carreador parcial, de modo que eles podem ser tratados adicionalmente em uma base individual. Fluxos de meio podem ser divididos mesmo no caso de materiais de carga quente na forma de partículas finas, e isso pode ser realizado por dispositivos simples e robustos. Dividir, mesmo em um número grande de fluxos de partículas, é possível e, portanto, oferece uma implementação que é simples em termos de engenharia de instalação mesmo para sistemas complexos. Os fluxos parciais de meio também têm a vantagem de que eles podem ser introduzidos na unidade de fundição de formas diferentes, e o uso de dispositivos de separação significa que apenas as quantidades parciais do material de carga são introduzidas. O uso de um dispositivo de divisão sem partes móveis também oferece uma solução operacionalmente confiável.
De acordo com uma configuração vantajosa adicional do aparelho de acordo com a invenção, o dispositivo de divisão pode ser conectado, por intermédio de uma linha, ao dispositivo para carregar pneumaticamente o material de carga e/ou, por intermédio de pelo menos duas, especificamente seis, linhas para a unidade de fundição. Devido à divisão em quantidades parciais do material de carga ou em fluxos parciais de meio, o material de carga pode ser passado para os pontos de introdução da unidade de fundição. Nesse caso, é possível fazer duas conexões fixas, isto é, não há a necessidade de componentes móveis ou flexíveis, e conseqüentemente não há partes da instalação que exigem manutenção intensiva. O dispositivo de divisão pode nesse caso ser configurado de tal modo que ele passa um fluxo de meio composto de gás carreador e material de carga ou alternativamente apenas o material de carga para os pontos de introdução da unidade de fundição. O fornecimento individual e independente para o ponto de introdução é crucial. O número de linhas de alimentação para a unidade de fundição pode depender das exigências específicas de introdução, uma vez que desse modo é possível produzir uma distribuição desejada do material de carga na unidade de fundição. Descobriu-se que é vantajoso prover pelo menos seis linhas de alimentação para a unidade de fundição, uma vez que nesse caso já é possível ajustar uma distribuição vantajosa dos materiais de carga na unidade de fundição.
De acordo com uma configuração vantajosa do aparelho de acordo com a invenção, o dispositivo para transportar pneumaticamente (3) é direcionado substancialmente para cima, como visto na direção de transporte. Isso permite que depósitos ou aglomeração sejam evitados.
De acordo com uma configuração possível do aparelho de acordo com a presente invenção, o dispositivo para carregar pneumaticamente o material de carga pode ser conectado ao reator de tratamento por intermédio de pelo menos uma linha. A linha de conexão permite que material de carga contendo metal, pelo menos parcialmente reduzido seja transportado, com uma vantagem principal, isto é, a utilização do conteúdo de energia do material de carga para o processo de fundição e, portanto, um processo o qual é mais eficiente como um todo, sendo obtido pela opção de transportar material de carga quente. Combinar uma unidade de fundição com um reator de tratamento produz vantagens que são conhecidas por si, isto é, o uso de um material de carga contendo metal quente, por exemplo, pré-reduzido, uma vez que o processo eficiente em termos de energia pode ser usado para o processamento. As propriedades da unidade de processo podem ser utilizadas de forma bem-sucedidas e vantajosamente especificamente ao se processar transportadores de metal na forma de partículas finas. Especificamente, conectar o reator de tratamento a uma unidade de fundição por intermédio de um dispositivo, para transporte pneumático dos transportadores de metal que foram convertidos no reator de tratamento em unidade de fundição, conduz a uma instalação altamente vantajosa para realização do processo de produção.
Devido à ligação ao reator de tratamento, é possível utilizar o gás de processo a partir do reator de tratamento para transportar o material de carga. Devido à situação de pressão no reator de tratamento, é possível fazer uso do transporte do material de carga pelo gás de processo do reator de tratamento na pressão de operação desse último, oferecendo uma solução não-dispendiosa que é simples em termos da instalação. O material de carga pode ser introduzido no dispositivo diretamente ou por intermédio de equipamento separado, de modo que um modelo de planta apropriado é possível dependendo do processo e exigências.
De acordo com uma configuração específica do aparelho de acordo com a invenção, um dispositivo de separação, especificamente um ciclone, é provido para pelo menos um dos fluxos parciais de meio, com o propósito de separar a quantidade parcial do material de carga a partir do fluxo de gás carreador parcial. Dividir o fluxo de meio em fluxos parciais de meio permite que esses fluxos parciais sejam tratados adicionalmente, independentemente um do outro. Instalar um dispositivo de separação para pelo menos um dos fluxos parciais de meio possibilita prover quantidades parciais do material de carga que estão então disponíveis para introdução em uma unidade de fundição sob demanda. Nesse contexto, é concebível que fluxos parciais individuais de meio sejam introduzidos diretamente na unidade de fundição, enquanto que para alguns dos fluxos parciais de meio o gás carreador é separado antes da introdução. Essa medida possibilita, por exemplo, combinar a introdução na forma em lotes com a introdução contínua, de modo que o transporte contínuo é produzido em alguns pontos de introdução e a introdução em lotes é produzida em outros. O uso de um ciclone possibilita a criação de uma instalação vantajosamente simples que se baseia em um conceito comprovado.
De acordo com uma configuração vantajosa do aparelho de acordo com a invenção, o pelo menos um dispositivo de separação pode ser conectado, por intermédio de linhas, à unidade de fundição, para que o material de carga seja introduzido, se apropriado, em um dispositivo de tratamento de gás, especificamente um dispositivo de purificação a úmido, para purificar o fluxo de gás carreador, e a um dispositivo de divisão. O tratamento de fluxo de gás parcial o qual foi separado em um dispositivo de tratamento de gás permite que o gás carreador seja tratado de tal modo que ele pode ser reutilizado no processo total ou em etapas individuais do processo. O tratamento pode, por exemplo, ser um tratamento a úmido, tal como, por exemplo, uma esfregação, que remove poeira e outras partículas finas. Conseqüentemente, o ciclone pode ser conectado ao dispositivo de tratamento de gás por intermédio de uma linha de descarga de gás, enquanto que o material de carga o qual foi separado pode ser alimentado à unidade de fundição por intermédio de uma linha. O fluxo parcial de meio é alimentado ao dispositivo de separação por intermédio de uma linha, o que significa que todas as linhas de conexão são feitas sem partes móveis, produzindo uma instalação simples e confiável.
De acordo com uma configuração alternativa do aparelho de acordo com a invenção, uma válvula de controle para controlar o fluxo parcial de meio é provida na linha entre o dispositivo de separação e o dispositivo de tratamento de gás. A válvula de controle na linha para remover o gás carreador a partir do dispositivo de separação proporciona uma forma muito eficaz, a qual é simples em termos de engenharia de instalação, de controlar o fluxo de meio e, portanto, a quantidade parcial do material de carga que é carregado. Isso permite controle independente das quantidades de transporte parciais mediante intervenção correspondente por intermédio da quantidade de gás carreador removida do dispositivo de separação para o dispositivo de tratamento de gás, sem quaisquer válvulas ou elementos de controle eles próprios tendo que ser colocados em contato com o fluxo de meio, o que significa que os problemas de desgaste com os elementos de controle desse tipo também não aparecem.
De acordo com uma configuração específica do aparelho de acordo com a invenção, o dispositivo de tratamento de gás pode ser conectado por intermédio de uma linha a uma linha de saída de gás do processo a partir da unidade de fundição, para purificar o gás de processo a partir da unidade de fundição. Essa conexão permite um tratamento de gás combinado vantajoso e, portanto, produz uma instalação compacta. Mediante retorno dos resíduos de tratamento, por exemplo, para a unidade de fundição, é possível evitar os materiais de refugo residual e, portanto, os custos.
De acordo com uma configuração adicional do aparelho de acordo com a invenção, um dispositivo de introdução compreende um recipiente de armazenamento, o qual pode ser submetido à aplicação de pressão, para introduzir o material de carga o qual foi separado e/ou as suas quantidades parciais na unidade de fundição e/ou pelo menos uma válvula para a introdução controlada do material de carga. Devido ao transporte individual das quantidades parciais do material de carga, é possível que a quantidade parcial seja disponibilizada independentemente em cada ponto de introdução, para permitir a introdução em lotes e contínua na unidade de fundição.
Essa modalidade específica da invenção possibilita desacoplar a introdução do material de carga na unidade de fundição do transporte do material de carga, de modo que além das opções funcionais adicionais, maior confiabilidade do processo também é obtida. Devido â possibilidade de aumentar a pressão é possível que todas as partes do aparelho as quais são usadas para transportar o material de carga ou interagir com o mesmo, sejam operadas individualmente em diferentes níveis de pressão. Mediante adaptação da pressão imediatamente antes da introdução do material de carga, é possível, por exemplo, que o dispositivo de transporte pneumático e o dispositivo de separação sejam operados em uma pressão que é ótima para essas unidades, de modo que elas não têm que ser adaptadas com relação à pressão de operação. Devido ao armazenamento temporário em um recipiente de armazenamento, além da quantidade, também é possível que a introdução baseada em tempo na unidade de fundição seja adaptada precisamente em cada ponto de introdução, a interação com uma válvula produzindo uma instalação simples e não-dispendiosa.
De acordo com uma configuração possível do aparelho de acordo com a invenção, a válvula é projetada como uma válvula de deslizamento ou uma válvula pneumática, especificamente uma válvula L de autobloqueio. As válvulas desse título provaram ser vantajosas uma vez que acima de tudo as tensões de temperatura e abrasão específicas são importantes ao se controlar os fluxos de material em instalações metalúrgicas. Conseqüentemente, é necessário prover dispositivos que possam lidar com essas demandas. Válvulas de corrediça provaram ser vantajosas para controle, uma vez que, devido ao fato de ter uma estrutura simples, elas oferecem elevada segurança operacional. As válvulas L também provaram ser vantajosas devido à estrutura simples das mesmas. As válvulas desse tipo compreendem um tubo de transporte no formato de L duplo. Se o fluxo de gás carreador é desligado, o material de carga permanece na seção média do tubo, resultando em uma ação de autobloqueio. Se o comprimento da seção média do tubo e o material de carga o qual permanece no mesmo são dimensionados apropriadamente, é possível obter uma ação de bloqueio efetiva. A estrutura simples provê uma confiabilidade do processo de válvula muito elevada. Uma elevada capacidade de resistir às tensões térmicas é uma conseqüência adicional desse modelo.
Uma configuração vantajosa do aparelho de acordo com a invenção provê um recipiente separador, ao qual pressão pode ser aplicada, para receber o fluxo de meio, cujo recipiente separador pode ser conectado ao dispositivo para transporte pneumático e também pode ser conectado, em pelo menos dois pontos de introdução, se apropriado por intermédio de pelo menos duas linhas, tal como a unidade de fundição. O recipiente separador de acordo com a invenção cria confiabilidade de processo adicional. É possível que o transporte do material de carga seja completamente desacoplado da introdução na unidade de fundição. Nesse caso, o volume do separador é selecionado para ser suficientemente elevado para que alimentação adequada da unidade de fundição seja possível mesmo no caso de falhas de transporte. Alternativamente a função do separador pode ser usada de tal modo que o material de carga seja transportado apenas para o recipiente separador de tempos em tempos e sob demanda. Conectar o recipiente separador à unidade de fundição por intermédio de linhas em pelo menos dois pontos de introdução produz um aparelho estável e simples. Uma modalidade com pelo menos seis conexões entre o recipiente separador e a unidade de fundição provou ser vantajoso, de modo que é possível a alimentação localmente variável da unidade de fundição.
De acordo com uma configuração vantajosa do aparelho de acordo com a invenção, um dispositivo de introdução compreende um recipiente de armazenamento que pode ser conectado por intermédio de uma linha ao recipiente separador, sendo possível que o gás transportador a partir do recipiente separador seja aplicado ao recipiente de armazenamento.
Além da função de separação, o recipiente separador também pode realizar a função do dispositivo de separação, de modo que o fluxo de meio que é distribuído pelo dispositivo de transporte pneumático possa ser introduzido no recipiente de separação, então o fluxo de gás carreador pode ser separado e o material de carga pode ser dividido e introduzido na unidade de fundição através de pelo menos duas linhas de alimentação. A introdução de cada uma da pelo menos duas quantidades parciais de materiais de carga pode ocorrer por intermédio de um recipiente de armazenamento, em cada caso disposto entre o recipiente separador e a unidade de fundição, e válvulas associadas, de modo que uma função de armazenamento adicional e separação do ajuste de pressão a partir do recipiente separador são possíveis. A modalidade específica cria uma linha de compensação de pressão entre o recipiente separador e os pelo menos dois recipientes de armazenamento, de tal modo que é possível alimentar os recipientes de armazenamento mediante mudança da compensação de pressão entre as unidades e aumento de pressão no recipiente de armazenamento até a pressão combinando com a unidade de fundição.
De acordo com uma modalidade específica do aparelho de acordo com a invenção, pelo menos um dispositivo de alimentação, compreendendo um recipiente de alimentação e/ou uma eclusa, é provido para introduzir adições contendo metal e/ou aditivos, na unidade de fundição, preferivelmente por intermédio do recipiente separador e/ou do dispositivo de introdução. Além do material de carga, freqüentemente é necessário alimentar meios auxiliares de processo adicionais à unidade de fundição. Dispositivos dedicados são providos com essa finalidade, permitindo um fornecimento controlado de adições e/ou aditivos. O fornecimento nesse caso pode ser realizado mediante introdução separada na unidade de fundição ou em conjunto com o material de carga. É preferível que as adições e/ou aditivos sejam introduzidos na unidade de fundição junto com o material de carga, em cujo caso essas substâncias são adicionadas ao material de carga, por exemplo, no recipiente separador ou no dispositivo de introdução.
De acordo com uma configuração possível do aparelho de acordo com a invenção, um dispositivo desviador para distribuir ou posicionar o material de carga na unidade de fundição é provido em pelo menos um ponto de introdução, no qual o material de carga e, se apropriado, adições e/ou aditivos são introduzidos na unidade de fundição. Esse dispositivo especial permite a introdução pretendida e ainda mais bem-sucedida do material de carga na unidade de fundição, uma vez que o dispositivo desviador cria uma forma adicional de posicionar o material de carga na unidade de fundição. Dispositivos desviadores usados podem, por exemplo, incluir calhas giratórias, as quais permitem que o material de carga seja distribuído a partir do ponto de introdução respectivo.
De acordo com uma configuração adicional do aparelho de acordo com a invenção, o dispositivo de divisão provido é um distribuidor dinâmico para distribuir ou posicionar o material de carga e quaisquer adições e/ou aditivos na unidade de fundição. O distribuidor pode ser conectado, por intermédio de uma linha de alimentação, ao dispositivo de separação, se apropriado, ao recipiente de armazenamento ou ao recipiente separador e, por intermédio de pelo menos duas linhas, à unidade de fundição. O distribuidor dinâmico, em virtude de um elemento desviador ativo, permite o fornecimento individual para pontos de introdução individuais na unidade de fundição ou no recipiente separador ou alternativamente para um dispositivo de armazenamento. O distribuidor dinâmico se baseia em um dispositivo desviador móvel, tal como, por exemplo, uma calha, e uma pluralidade de linhas de descarga e constitui uma forma adicional de dividir o material de carga e fornecer o mesmo independentemente por intermédio de pontos de introdução separados.
De acordo com uma possível configuração do aparelho de acordo com a invenção, pelo menos um dispositivo de adição o qual pode ser submetido â aplicação de pressão, especificamente um recipiente de adição, e pelo menos uma válvula para a introdução contínua ou em lotes do material de carga no fluxo de gás carreador são providos entre o reator de tratamento e o dispositivo para transporte pneumático. Além da adição direta e contínua do material de carga no dispositivo para transporte pneumático, comprovou-se ser vantajoso que isso seja realizado por um dispositivo dedicado o qual pode ser submetido à aplicação de pressão. Desse modo é possível compensar diferentes níveis de pressão, por exemplo, entre o reator de tratamento e o dispositivo para transporte pneumático. Uma configuração específica provê pelo menos um recipiente de adição e uma válvula para adição controlada do material de carga no dispositivo de transporte pneumático. Esses dispositivos também permitem adição súbita do material de carga, de modo que mesmo quantidades contactas de material de carga podem ser transportadas. Além disso, isso permite a adição muito precisa mediante introdução em lotes.
De acordo com uma configuração vantajosa do aparelho de acordo com a invenção, um aparelho transportador, especificamente um parafuso transportador, e/ou um ejetor é/são providos em vez da válvula. A descarga a partir do recipiente de adição para o dispositivo de transporte pneumático é efetuada por intermédio de um parafuso transportador, produzindo um aparelho confiável e não-dispendioso. O parafuso transportador é adequado, especificamente, para a adição contínua do material de carga. O uso de um ejetor, similar ao princípio de uma bomba de jato de água, faz com que o material de carga seja introduzido no fluxo de gás carreador, e deslocado pela ação de aspiração do fluxo de gás carreador. Isso obvia a necessidade de dispositivos de acionamento e comutação temperamentais para a adição do material de carga. Isso também oferece uma solução vantajosa com relação ao desgaste.
De acordo com uma configuração adicional do aparelho de acordo com a invenção, pelo menos um dispositivo de adição e um recipiente a montante para aumentar a pressão, são providos, permitindo uma alimentação semelhante à eclusa com material de carga e um aumento em pressão. Esse arranjo permite que o dispositivo de alimentação e o recipiente sejam operados em conjunto similarmente às eclusas. Após o recipiente superior ter sido preenchido, ele é desconectado do reator de tratamento por intermédio de uma válvula e o material de carga é introduzido no recipiente de adição. Após os dois recipientes terem sido desconectados por intermédio de uma válvula, após ajuste de pressão adequada, é possível efetuar a adição ao dispositivo de transporte pneumático.
De acordo com uma configuração do aparelho de acordo com a invenção, pelo menos dois dispositivos de adição conectados em paralelo são providos para enchimento e esvaziamento alternados dos dispositivos de adição. Essa configuração é vantajosa especificamente para a alimentação contínua, uma vez que uma adição contínua do material de carga pode ser implementada mediante enchimento e esvaziamento alternados dos recipientes de adição.
De acordo com uma configuração alternativa do aparelho de acordo com a invenção, o dispositivo para transporte pneumático tem pelo menos uma linha de alimentação para um gás carreador adicional. É vantajoso prover gás carreador adicional especificamente em processos onde o gás de processo não está disponível em quantidade ou qualidade suficiente. Nesse caso, o gás carreador adicional pode ser pego de uma fonte de gás externa ou de uma rede de abastecimento e alimentado ao dispositivo de transporte pneumático. Isto é realizado por uma linha de alimentação para o dispositivo de transporte pneumático. A invenção é explicada em mais detalhe com referência às figuras a seguir e com base em possíveis modalidades vantajosas. No desenho: A Figura 1 mostra o aparelho de acordo com a invenção com o dispositivo de adição, dispositivo de divisão e recipiente de armazenamento, dispositivo de separação e dispositivo de tratamento de gás, A Figura 2 mostra o dispositivo de adição com ej etor, A Figura 3 mostra o dispositivo de adição com dispositivos de adição paralelos, A Figura 4 mostra transporte direto por intermédio de um gás de processo; A Figura 5 mostra uma configuração com um recipiente separador, A Figura 6 mostra uma configuração alternativa para a modalidade mostrada na Figura 5, A Figura 7 mostra uma modalidade com um dispositivo desviador, A Figura 8 mostra uma modalidade com um dispositivo de separação dinâmica. A Figura 1 ilustra uma possível configuração da invenção. O material de carga é pelo menos parcialmente reduzido no reator de tratamento 1 e alimentado por intermédio do dispositivo de adição 2 ao dispositivo de transporte pneumático 3. O dispositivo de adição 2 compreende dois recipientes de adição 4a e 4b, os quais são conectados ao reator de tratamento e um ao outro por intermédio de linhas 5 e 6. Uma válvula 7 é provida para separar os dois recipientes de adição 4a, 4b. Uma válvula 8 a qual é projetada como uma válvula L de autobloqueio é provida para desconexão a partir do dispositivo de transporte pneumático 3. Uma linha de alimentação 9 para o gás carreador é provida na válvula 8. Os dois recipientes de adição 4a e 4b podem ser submetidos â aplicação de pressão a partir do gás carreador por intermédio das linhas 9a. O dispositivo de transporte pneumático 3 é conectado ao dispositivo de separação 10 o qual permite que o fluxo de meio seja dividido em fluxos parciais de meio. O número de linhas 11 pode ser selecionado de acordo com as exigências de processo, com até mesmo seis linhas 11 permitindo alimentação vantajosa da unidade de fundição 12. O dispositivo de divisão é conectado por intermédio das linhas 11 em cada caso a um dispositivo de separação 13 que separa o gás carreador a partir do material de carga. Por intermédio de uma linha, o material de carga é introduzido na unidade de fundição 12 através de um dispositivo de introdução 14, em cada caso compreendendo um recipiente de armazenamento 15 e uma válvula 16. A introdução em uma pluralidade de pontos de introdução permite que uma distribuição vantajosa do material de carga 12a na unidade de fundição 12 seja conseguida. 12a denota uma posição com material de carga compacto, enquanto que as regiões intermediárias são preenchidas com outros materiais, tal como, por exemplo, um carreador de carbono ou misturas de materiais. A válvula 16 pode ser vantajosamente projetada como uma válvula L de autobloqueio. O dispositivo de separação 13 é conectado, por intermédio de uma linha 17 que inclui uma válvula 18, a uma linha 19 para descarregar o gás de processo a partir da unidade de fundição 12. Por intermédio de uma linha 20, o gás carreador e o gás de processo a partir da unidade de fundição 12 são alimentados juntos a um dispositivo de tratamento de gás 21. Os sólidos são separados no ciclone 22 e alimentados à unidade de fundição por intermédio do recipiente de armazenamento 23. O gás purificado pode ser passado por intermédio de uma linha 24 para o reator de tratamento 1. O reator de tratamento 1 tem uma linha 25 para descarregar gás de processo. A Figura 2 mostra uma variante no dispositivo de adição 2, na qual um transportador de parafuso 26 é provido em vez da válvula. Esse transportador é usado para a descarga controlada do material de carga, com o material de carga sendo introduzido no fluxo de gás carreador por intermédio de um ejetor 27. A Figura 3 mostra uma configuração vantajosa do dispositivo de adição 2, no qual há dois recipientes adicionais 4a e 4b dispostos em paralelo entre si. Os dois recipientes de adição 4a e 4b podem ser alimentados alternadamente com material de carga por intermédio de uma linha de alimentação, a qual pode ser dividida em duas linhas de conexão 26 e 27 com as válvulas associadas 28 e 29. Isso permite adição contínua do material de alimentação ao dispositivo de transporte pneumático 3. A adição ao fluxo de gás carreador pode ser efetuada, por exemplo, por intermédio de transportadores de parafuso 30 e 31. A Figura 4 ilustra transporte direto do material de carga a partir do reator de tratamento 1 para um dispositivo de separação 10. Gás carreador adicional pode ser introduzido no dispositivo de transporte pneumático 3 por intermédio de uma linha de alimentação 32. O dispositivo de transporte pneumático pode ser separado do reator de tratamento 1 por intermédio de uma válvula 33, de modo que o transporte pode ser controlado desse modo. O gás carreador o qual foi retirado no dispositivo de separação 13 é alimentado a um dispositivo de esfregação a úmido 34, e o gás purificado e os sólidos ou pastas são descarregados a partir do processo por intermédio das linhas 35 e 36, respectivamente. A Figura 5 mostra uma configuração específica da invenção, na qual um recipiente separador 37 é provido. Além de sua função como um separador, esse recipiente de separação também atua como um dispositivo de divisão, de modo que o fluxo de meio é alimentado por intermédio do dispositivo de transporte pneumático 3 sem divisão anterior do fluxo de gás carreador. Essa divisão ocorre então após a introdução no recipiente separador 37, cuja parte inferior é formada de tal modo que o material de carga é separado em quantidades parciais. O material de carga é introduzido por intermédio, em cada caso, de um recipiente de armazenamento 15 e em cada caso, duas válvulas 16 e 38, das quais a válvula 16 voltada para a unidade de fundição pode ser designada como uma válvula L de autobloqueio 16a ou como uma válvula de corrediça 16b. O gás carreador e o gás de processo são alimentados a um dispositivo de tratamento de gás por intermédio da linha de descarga de gás carreador 39 e da linha 19 para descarregar o gás de processo a partir da unidade de fundição 12. A mistura de gás purificada pode ser alimentada ao reator de tratamento 1 por intermédio de uma linha 24. Um dispositivo de alimentação 40, compreendendo um recipiente de alimentação 41, uma eclusa 43 e válvulas associadas 42 e 44, é provido para uso de adições ou aditivos. As adições ou aditivos, portanto, podem ser misturados com o material de carga antes de esse último ser introduzido; modalidades com introdução separada na unidade de fundição também são possíveis. A Figura 6 mostra uma variante da Figura 5, na qual os materiais de carga são transportados para o recipiente separador 37 utilizando um dispositivo de transporte 3 operado pelo gás de processo a partir do reator de tratamento 1 e opcionalmente gás carreador adicional. Como o recipiente separador é operado em uma pressão inferior a da unidade de fundição, é necessário que os materiais de carga sejam submetidos à aplicação de pressão antes deles serem introduzidos na unidade de fundição 12. Isso ocorre nos recipientes de armazenamento 15, embora o aparelho de aumento de pressão não seja ilustrado em mais detalhe aqui. Os recipientes de armazenamento, após serem carregados, podem ser trabalhados com o gás carreador por intermédio das linhas 4 5 e então ter a pressão outra vez aliviada, de modo que eles podem ser recompletados com material de carga. O gás carreador o qual é extraído do recipiente separador é tratado em um dispositivo de esfregação a úmido 34, e o gás purificado e os sólidos ou pastas são descarregados do processo por intermédio das linhas 35 e 36, respectivamente. A Figura 7 ilustra um dispositivo desviador especial 46 para introduzir os materiais de carga na unidade de fundição 12. Esse dispositivo desviador permite o posicionamento adicional dos materiais de carga na unidade de fundição 12.
De acordo com a Figura 8, há um distribuidor dinâmico central 47, o qual é conectado aos pontos de introdução por intermédio das linhas 48 e é suprido com material de carga por intermédio de um dispositivo de armazenamento 15.