MXPA97001288A - Horno de cuba para la reduccion directa de oxidos - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un horno de cuba para la reducción deóxidos, que comprende:un medio de cuba que tiene un medio de pared que define una entrada deóxido, una zona de precalentamiento y pre-reducción, corriente abajo de la entrada delóxido, una de reducción corriente abajo de la zona de pre-calentamiento y de pre-reducción, una zona de transmición abajo de la zona de reducción, y una zona de descarga abajo de la zona de transición;una de reformación de gas anular dentro del medio de pared, la zona de reformación de gas anular tiene una superficie interior, la superficie interior tieneuna catalizador para reformar un gas que contiene metano en un gas reformado en la zona de reformación de gas anular;y un medio de paso para comunicar el gas reformado en la zona de reformación con la zona de reducción, por lo que losóxidos en la zona de reducción son reducidos por el gas reformado.

Description

HORNO DE CUBA PARA LA REDUCCIÓN DIRECTA DE ÓXIDOS.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con un horno de cuba mejorado para la reducción directa de óxidos, especialmente óxidos de fierro. Convencionalmente, los hornos de cuba son utilizados para tratar óxidos de metal tales como óxidos de fierro a temperaturas elevadas con un material de reducción, tal como gas reductor rico en hidrógeno o monóxido de carbono, para reducir los óxidos y por lo tanto producir un producto metalizado tal como fierro reducido a una salida de descarga del horno de cuba. Típicamente, el gas reductor que va a ser introducido en el horno de cuba es producido en un reactor externo, conocido como un modificador, donde el metano y otros gases naturales son reformados en gases de reducción ricos en hidrogeno y monóxido de carbono para utilizarse en el tratamiento de óxidos en el horno de cuba. Otros hornos de r uba convencionales implican la creación de gases de reducción en la reacción real o zonas de reducción del horno. Permanece la necesidad de un horno de cuba para la reducción directa de óxidos, los cuales no requieren equipo modificado! o reformador externo, adicional o reactores, y el cual reduzca el consumo de energía requerido utilizando reformadores ineficaces o reacciones de reformación. Por lo tanto, el objeto principal de la presente invención es el de proporcionar un horno de cuba para la reducción directa de óxidos, el cual incluye una zona de reformaje para reformar metano y/o gases naturales en gases de reducción que van a ser introducidos a la zona de reducción del óxido. Es otro objeto de la presente invención, proporcionar un horno de cuba, en el que la zona de reformaje del gas está asociada íntimamente con la zona de reducción del horno de cuba, por lo que una porción de los requisitos de calor para la reacción de reformaje puede extraerse del horno de cuba y el gas reformado puede ser alimentado directamente a la zona de reducción en una forma eficiente. Es aún otro objeto de la presente invención, proporcionar un horno de cuba que tiene capacidad aumentada para enfriar óxidos reducidos en una zona de transición. Otros objetos y ventajas de la presente invención, serán aparentes en lo siguiente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la invención, los objetos y ventajas anteriores se logran fácilmente.

De acuerdo con la invención, se proporciona un horno de cuba para la reducción directa de óxidos, el cual comprende un medio de eje que tiene una entrada de óxido y que define una zona de pre-calenta iento y pre-reducción hacia abajo de la entrada de óxido, una zona de reducción hacia abajo de la zona de pre-calentamiento y pre-reducción, una zona de transición hacia abajo de la zona de reducción y una zona de descarga hacia abajo de la zona de transición y un medio de reformaje de gas asociado con el medio de eje para reformar el gas que contiene metano en un gas reformado y para introducir el gas reformado en la zona de reducción, por lo que los óxidos en la zona de reducción son reducidos por el gas reformado. Aún más de acuerdo con la invención, el horno de cuba de preferencia incluye una zona de reformación de gas comunicada con la zona de reducción y medios para introducir un gas que contiene metano en la zona de reformación de gas, por lo que el gas que contiene metano es reformado en un gas de reducción y el gas de reducción es introducido en la zona de reducción. De acuerdo con la invención, también se proporciona un método para la reducción directa de óxidos, el cual comprende las etapas de proporcionar un horno de cuba que tiene una entrada de óxido, una zona de pre-calentamiento y de pre-reducción hacia abajo de la entrada del óxido, o una zona de reducción hacia abajo de la zona de pre-calentamiento y zona de pre-reducción, una zona de transición hacia abajo de la zona de reducción, una zona de descarga hacia abajo de la zona de transición y una zona de reformación o reformaje de gas asociada con la zona de reducción; óxidos de alimentación para la entrada de óxido de tal manera que los óxidos fluyen hacia abajo a través del horno de cuba a la zona de descarga; alimentar un gas que contiene metano a la zona de reformación de gas para reformar el gas que contiene metano en un gas reductor, el cual fluye dentro de la zona de reducción; mantener una temperatura en la zona de precalentamiento y pre-reducción en entre aproximadamente la temperatura ambiente a aproximadamente 760°C; y mantener una temperatura en la zona de reducción de entre aproximadamente 760°C a aproximadamente 960°C, por lo que los óxidos son reducidos en la zona de reducción, para proporcionar un producto metalizado reducido en la zona de descarga.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Sigue una descripción detallada de las modalidades preferidas de la invención, con referencia a los dibujos anexos, en los que: La FIGURA 1 es un vista en sección vertical de un horno de cuba de acuerdo con la presente invención; la FIGURA 2 es una sección transversal, horizontal tomada a lo largo de las líneas 2-2 de la FIGURA 1; y la FIGURA 3 muestra un miembro de entrada de gas de enfriamiento de acuerdo con la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA La invención se relaciona con un horno de cuba para la reducción directa de óxidos, especialmente óxidos de fierro, el cual incluye una cámara de reformación de gas o una zona para la reformación de gas en gas reformado o reducido, el cual evita ventajosamente la necesidad de reformadores separados adicionales y similares y el cual también proporciona una producción eficiente y efectiva del gas reductor, por lo que aumenta el proceso de reducción directa total. Ahora con referencia a los dibujos anexos, se proporcionará una descripción detallada de una modalidad preferida del horno de cuba de la presente invención, generalmente mencionado en los dibujos por el número de referencia 10. Con referencia a las FIGURAS 1 y 2, un horno de cuba 10 de acuerdo con la invención está ilustrado. El horno de cuba 10 de preferencia incluye un miembro 12 de eje sustancialmente cilindrico, que tiene una entrada 14 para recibir óxidos y una salida de escape de gas 16, un miembro 42 de forma sustancialmente cónica y una estructura inferior 25, cada una de las cuales se describe adicionalmente en lo siguiente. El eje 12 y hasta alguna extensión el miembro 42 y la estructura 25, definen varias zonas interiores en las cuales varias etapas de tratamiento de los óxidos se llevan cabo durante el proceso de reducción directa. En la porción superior del eje 12 como se observa en la FIGURA 1, una zona de pre-calentamiento y pre-reducción está indicada generalmente por el número de referencia 18. Debajo de la zona de pre-calentamiento y de la zona de pre-reducción 18 hay una zona de reducción indicada generalmente por el número de referencia 20. Una zona de transición 22 está definida debajo de la zona de reducción 20 y una zona de descarga 24 se proporciona generalmente por debajo de la zona de transición 22. Como se muestra en la FIGURA 1, una porción de la zona 22 de transición y la zona 24 de descarga están definidas por el miembro cónico 42 y la estructura 25 define una porción restante de la zona de descarga 24. El flujo de óxido dentro del eje 12 durante el tratamiento del mismo, está en una dirección generalmente hacia abajo indicada por la flecha A en la FIGURA 1. De esta forma, la zona de pre-calentamiento y pre-reducción 18 se coloca hacia abajo de la entrada 14, para recibir los óxidos que van a ser tratados. La zona de reducción 20 está hacia abajo de la zona de pre-calentamiento y pre-reducción 18, mientras que la zona de transición 22 está hacia abajo de la zona de reducción 20 y la zona de descarga 24 está hacia abajo de la zona de transición 22. Además, de acuerdo con la invención, un miembro 26 en forma sustancialmente de anillo, se coloca alrededor de por lo menos una porción del eje 12 para definir una zona 28 de reformación o reformaje entre la pared interior del miembro de anillo 26 y la pared exterior del eje 12. Una entrada de gas 30 está colocada en comunicación con la zona de reformación 28 y pasa a través de una porción de la pared del miembro de anillo 26. El miembro de anillo 26 puede proporcionarse adecuadamente como un miembro separado sujetado a la superficie exterior del eje 12, o alternativamente puede ser una porción integral del eje 12. Como se muestra, el miembro de anillo 26 de preferencia tiene porciones de brazo 27 que se extienden al eje 12 para definir límites superior e inferior de la zona de reformación 28. Los pasajes o conductos 32 se proporcionan de acuerdo con la invención, dispuestos de preferencia en la pared del eje 12 como se muestra, para comunicar la zona 28 de reformación con la zona de reducción 20. Los conductos 32 permiten el flujo de gas reformado desde la zona 28 de reformación dentro de la zona de reducción 20 para el tratamiento del material en ella, según se desee.

De acuerdo con la invención y ventajosamente, el gas reductor que va a ser utilizado en el tratamiento de los óxidos en la zona 20 de reducción, es producido en la zona 28 de reformación inmediatamente antes de la introducción en la zona de reducción 20 a través de los conductos 32. A este respecto, el material catalítico 34 de preferencia se coloca a lo largo de las paredes del miembro de anillo 26 y el eje 12 que define la zona de reformación 28 para inducir la reformación deseada de los gases introducidos a través de la entrada 30. El material catalizador 34 también puede ser proporcionado en por lo menos una porción de la entrada 30 y los conductos 32 como se muestra, para aumentar el contacto de los gases con el material catalizador 34. De acuerdo con la invención, los gases que van a ser reformados son típicamente una mezcla de gases con alto contenido en metano y/o gas natural mencionado en la presente como gas que contiene metano, así como también una fuente de oxígeno. Tales materiales de alimentación, cuando se ponen en contacto con el material catalizador 34 a las temperaturas deseadas, resultan en la producción de gases de reducción reformados, ricos en hidrógeno y monóxido de carbono, los cuales son introducidos en la zona de reducción 20 a través de los conductos 32 según se desee, de acuerdo con la invención.

Aún con referencia a la FIGURA 1, se prefiere que por lo menos una porción 36 del eje 12, el cual forma la pared interior de la zona 28 de reformación y separa la zona 28 de reformación de la zona 20 de reducción puede hacerse de un material refractario, el cual sirve para aumentar la operación deseada del horno 10 a las temperaturas de reducción directas, deseadas. Además de acuerdo con la invención, el material catalizador 34 es de preferencia cualquier tíatalizador, especialmente un catalizador de metal, el cual aumenta o induce la reacción de reformación de gas deseada. Un material catalizador de níquel se ha encontrado de acuerdo con la invención, que es particularmente efectivo en aumentar la reacción de reformación de gas deseada. El material catalizador 34 puede ser proporcionado adecuadamente a lo largo de las superficies de la pared de la zona de reformación 28 en muchas formas diferentes. De acuerdo con una modalidad preferida, se proporcionan insertos de cerámica o se unen a las superficies de pared de la zona de reformación 28, y el material catalizador 34 puede ser soportado adecuadamente, impregnado o colocado en cualquier otra forma sobre los insertos de cerámica. De mayor preferencia, los insertos de cerámica por los cuales el material catalizador 34 son soportados, son removibles y remplazables con respecto a la zona de reformación 28, de tal manera que el catalizador gastado puede ser remplazado fácilmente sin interrupción significativa en el procedimiento de reducción directa. Por supuesto, el material catalizador 34 puede ser soportado directamente sobre las paredes que definen la zona 28 o en otras numerosas formas, si se desea. Además de acuerdo con la invención, los conductos 32 se proporcionan de preferencia conectando la zona de reformación 28 con la zona de reducción 20, de tal manera que los conductos 32 están colocados a un ángulo (f) con respecto a la dirección de flujo de los óxidos dentro de los ejes 12 de por lo menos aproximadamente 120°, de preferencia entre aproximadamente 120° a aproximadamente 150° y de mayor preferencia a un ángulo de aproximadamente 135°. Con referencia a la FIGURA 1, este ángulo (f) se ilustra y se dibuja entre una línea central del conducto 32 y la pared lateral interior 38 del eje 12.. Esta orientación del conducto 32 es ventajosa en que evita la presión excesiva de los óxidos y/o los productos metálicos reducidos que fluyen dentro del eje 12 sobre las superficies que definen el conducto 32 y sirve para proporcionar la introducción eficiente de gases reformados calientes a la zona de reducción 20 según se desee. Como se muestra en la FIGURA 1, los conductos 32 llevan a través de las aberturas 40 dentro de la zona de reducción 20, una pluralidad de los cuales se muestran en el dibujo separados alrededor del perímetro del eje 12. Aún de acuerdo con la invención, se ha encontrado que proporcionando una área superficial específica interior relativamente grande de la zona de reformación 28, es ventajosa en proporcionar reformación eficiente y sustancialmente completa del metano y/o gas natural en la zona de reformación 28. Esto sirve ventajosamente para asegurar buen contacto entre los gases metano que van a ser reformados y el catalizador de reformación y se ha encontrado que proporciona índices de reformación del 80% del metano inicial en la salida de la zona de reformación 28. El suministro de una pluralidad de conductos 32, así como también la extensión vertical de la zona de reformación 28 en una forma sustancialmente anular alrededor del eje 12, sirve ventajosamente para aumentar y mejorar el área de superficie de la zona de reformación 28 como se desee de acuerdo con la invención. Además, la superficie del material catalizador 34 puede ser de preferencia rugosa para aumentar adicionalmente el área de superficie de la zona 28. Debe ser fácilmente aparente que el suministro de la zona de reformación 28, sirve para eliminar ventajosamente la necesidad de reactores de reformación separados y también sirve para proporcionar un medio eficiente para reformar gases naturales según se desee, para proporcionar gases de reducción calientes inmediatamente a la zona de reducción 20. Aún con referencia de la FIGURA 1 y como se mencionó en lo anterior, la zona de transición 22 se define de preferencia por un miembro 42 en forma sustancialmente cónica que tiene un diámetro interior, el cual disminuye en tamaño desde un extremo de entrada 44 el cual recibe los óxidos reducidos de la zona de reducción 20 a un extremo de salida 46, el cual transporta los óxidos reducidos a la zona de descarga 24, la cual puede ser definida por la estructura inferior 25, mostrada esquemáticamente en los dibujos como un miembro de tapa sustancialmente cilindrico que tiene una salida generalmente horizontal. De acuerdo con la invención, el miembro cónico 42 de preferencia se inclina hacia adentro desde el extremo de entrada 44 al extremo de salida 46 a un ángulo ß de entre aproximadamente 8° a aproximadamente 12°. Esto es ventajoso para mantener el gasto tipo pistón de sólidos dentro del eje 12 hacia la zona de descarga 24 de la estructura 25, según se desee. Desde la zona de transición 22, los óxidos reducidos son transportados a la zona de descarga 24, donde una válvula magnética 48 se coloca de preferencia para controlar la descarga del producto reducido o metalizado desde la zona de descarga 24, según se desee.

De acuerdo con la invención, ciertas temperaturas se mantienen de preferencia dentro del horno de cuba 10, para inducir y aumentar las reacciones deseadas dentro de las diversas zonas. A este respecto, la temperatura dentro de la zona de pre-calentamiento y pre-reducción 18 se mantiene de preferencia a una temperatura de entre aproximadamente la ambiente a aproximadamente 760°C. La temperatura en la zona de reducción 20 de preferencia se mantiene entre aproximadamente 760°C a aproximadamente 960°C, para asegurar en ella la reacción de reducción adecuada. La zona de transición 22 se proporciona para al menos enfriar parcialmente el producto metalizado reducido desde la zona de reducción 20, de preferencia utilizando gas de enfriamiento como se discutirá en lo siguiente, para reducir la temperatura del producto metalizado reducido a un nivel deseado dependiendo de la siguiente etapa que va a ser realizada por el producto reducido. A este respecto, el producto final reducido puede ser mantenido a una temperatura relativamente elevada y formado en briquetas y otras formas, si se desea o puede ser enfriado sustancialmente por descarga fría del horno 10. El enfriamiento del producto final reducido de acuerdo con la invención, sirve para ayudar a evitar la reoxidación del producto final reducido. De acuerdo con la invención, por lo tanto, el gas de enfriamiento se inyecta de preferencia en la zona de transición 22 para enfriar el producto metalizado reducido, caliente desde la zona de reducción 20 a una temperatura menor que o igual a aproximadamente 760°C, de preferencia menor de aproximadamente 650 °C para los propósitos de formar las briquetas y a una temperatura de preferencia menor que o igual a aproximadamente 55°C para la descarga fría. Con referencia a las FIGURAS 1 y 3, el horno 10 de preferencia incluye un miembro 50 de inyección de gas de enfriamiento, proporcionado de preferencia dentro de la zona de transición 22 para utilizarse en inyectar el gas de enfriamiento en contacto directo con el producto reducido, caliente dentro de la zona de transición 22. La FIGURA 1 muestra una vista esquemática lateral del miembro 50 de inyección de gas de enfriamiento que tiene una pluralidad de ejes huecos 52, que tienen cada uno extremos de entrada 54 y «que están unidos en un cubo 56 ubicado sustancialmente en forma central dentro de la zona de transición 22. Como se muestra en el dibujo, los ejes huecos 52 de preferencia incluyen cada uno una pluralidad de boquillas 58, colocadas de preferencia en el lado 60 hacia abajo de los ejes huecos 52, de tal manera que el gas de enfriamiento es inyectado dentro de la zona de transición 22 del lado hacia abajo de los ejes huecos 52. Con referencia a la FIGURA 13, una vista inferior del miembro 50 de inyección del gas de enfriamiento se proporciona y muestra 4 ejes 52 huecos, conectados a un solo miembro de cubo 56, en el que cada eje 52 tiene tres boquillas 58 colocadas en la parte inferior o sus porciones de pared hacia abajo. Regresando a la FIGURA 1, también es preferible que cada eje hueco 52 sea colocado a un ángulo o pendiente separándose del cubo 56 en la dirección de flujo de los sólidos dentro del eje 12 como se mostró. Esto además sirve ventajosamente para reforzar estructuralmente el miembro de inyección 50 de gas de enfriamiento contra la presión y el impacto de sólidos que fluyen hacia abajo en la dirección de la flecha A dentro del eje 12. Además de acuerdo con esta modalidad alternativa de la invención, el extremo de entrada 44 del miembro 42 cónico es de preferencia más grande en diámetro que el extremo de salida 62 del eje 12. Además, la superficie interior 64 del extremo de salida 62 de preferencia puede estar inclinada hacia afuera como se muestra en la FIGURA 1, para proporcionar una superficie 66 interior inclinada, dispuesta a un ángulo a con respecto a la superficie interior 64, cuyo ángulo o. puede ser adecuadamente, por ejemplo de entre aproximadamente 10° a aproximadamente 60° de acuerdo con la invención. Esto sirve ventajosamente para definir un área de recolección abierta, indicada generalmente en 68 en la cual el gas de enfriamiento puede recolectarse después de pasar a través del material sólido dentro de la zona de transición 22." De acuerdo con la invención, las salidas 70 pueden ser proporcionadas, de preferencia en comunicación con el área 68 abierta, para la salida del gas de enfriamiento desde la zona de transición 22 de acuerdo con la invención. Aún con referencia a la FIGURA 1, la operación del horno 10 de acuerdo con la invención se describirá adicionalmente. Los óxidos tales como los óxidos de fierro y similares se alimentan al horno 10 a través de la entrada de óxidos 14. Mientras tanto, una mezcla de gases de preferencia incluyendo gas natural y/o gases que contienen metano y oxidantes tales como aire, oxígeno, bióxido de carbono, vapor o sus mezclas, se introducen a la entrada 30, de preferencia a una temperatura de entre aproximadamente 1,000°C a aproximadamente 1,150°C. Por el contacto con el material catalizador 34 en la zona de reformación 28, se produce un gas de reducción caliente, que tiene de preferencia la siguiente composición: 12.7-40.9% de CO; 31-51.1% de H2 ; 1.5-29.85% de C02; y 6.42-29.1% de CH4. Los gases reductores formados en la zona de reformación 28 pasan a través de los conductos 32 dentro de la zona de reducción 20, en la que hacen contacto con los óxidos a las temperaturas deseadas que resultan en la reducción directa de los óxidos de fierro. El gas reductor fluye hacia arriba a través de la zona de reducción 20 y la zona de pre-calentamiento y pre-reducción 18 para salir desde la salida de gas 16, donde el gas puede ser recirculado y reciclado, si se desea. Un producto reducido caliente se forma en la zona de reducción 20 y pasa desde la zona de reducción 20 a la zona de transición 22 para recolectar en la zona de descarga 24 para la liberación eventual, de preferencia utilizando una válvula magnética 48. Dependiendo de la siguiente etapa del proceso después de la zona de descarga 24, el producto reducido dentro de la zona de transición 22 puede ser enfriado, si se desea, por la introducción de un gas de enfriamiento a través del miembro de inyección 50 como se establece en lo anterior. El gas de enfriamiento entra a la zona de transición 22 a través de las boquillas 58 y fluye inicialmente hacia abajo y luego hacia arriba a través del material en la zona de transición 22 a las salidas 70 en la porción superior de la zona de transición 22. Por supuesto, una porción del gas de enfriamiento también fluye hacia arriba a través de la zona de reducción 20 y la zona 18 de pre-calentamiento y pre-reducción para salir desde la salida 16 de gas junto con el gas reductor agotado. Como se establece en lo anterior, el gas de enfriamiento se utiliza para enfriar el producto reducido caliente a una temperatura suficientemente baja para evitar su re-oxidación. La temperatura y cantidad del gas de enfriamiento que va a ser inyectado puede seleccionarse adecuadamente para proporcionar la temperatura de descarga deseada del producto reducido final . Debe entenderse que la invención no está limitada a las ilustraciones descritas y mostradas en la presente, las cuales se consideran únicamente ilustrativas de los mejores modos de llevar a cabo la invención y las cuales son susceptibles de modificación de forma, tamaño, disposición de las partes y detalles de la operación. Por el contrario, la invención está destinada para abarcar todas de tales modificaciones las cuales están dentro de su espíritu y alcance como se define por las reivindicaciones.

Claims (22)

REIVINDICACIONES

1. Un horno de cuba para la reducción de óxidos, caracterizado porque comprende: un medio de eje que tiene una entrada de óxido y que define una zona de pre-calentamiento y pre-reducción, hacia abajo de la entrada del óxido, una zona de reducción hacia abajo de la zona de pre-calentamiento y la zona de prereducción, una zona de transición hacia abajo de la zona de reducción y una zona de descarga hacia abajo de la zona de transición; y un medio de reformación o reformaje de gas asociado con el medio de eje, para reformar un gas que contiene metano en un gas reformado y para introducir el gas reformado dentro de la zona de reducción por lo que los óxidos en la zona de reducción son reducidos por el gas reformado.

2. El horno de cuba de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de reformaje de gas comprende una zona de reformaje de gas comunicada con la zona de reducción y medios para introducir un gas que contiene metano dentro de la zona de reformación de gas, por lo que el gas que contiene metano es reformado en un gas de reducción y el gas de reducción es introducido en la zona de reducción.

3. El horno de cuba de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque comprende medios de pared colocados alrededor de por lo menos una porción del medio de eje para definir la zona de reformación de gas y medios de inserto soportados por los medios de pared e impregnados con un material catalizador para la inducción del gas de reformación en la zona de reformación.

4. El horno de cuba de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el medio de inserto es soportado remplazablemente sobre el medio de pared, por lo que el remplazo del material catalizador gastado se facilita.

5. El horno de cuba de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el material catalizador es un catalizador de níquel.

6. El horno de cuba de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el medio de pared comprende un miembro en forma sustancialmente de anillo, colocado alrededor del medio de eje para definir entre ellos una zona de reformación sustancialmente anular.

7. El horno de cuba de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de reformación de gas comprende un miembro en forma sustancialmente de anillo, colocado alrededor del medio de eje para definir entre ellos una zona de reformación sustancialmente anular, un medio de entrada para introducir un gas que contiene metano dentro de la zona de reformación anular, para producir un gas reformado y un medio de salida para transportar el gas reformado desde la zona de reformación a la zona de reducción.

8. El horno de cuba de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el medio de reformación de gas comprende además un medio catalizador para inducir la reformación del gas que contiene metano para proporcionar el gas reformado.

9. El horno de cuba de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el miembro en forma de anillo tiene una pared interior y el medio de eje tiene una pared exterior, las cuales juntas definen la zona de reformación anular y en la que la pared interior y el soporte de la pared exterior del medio catalizador, por lo que el área superficial del medio catalizador expuesto al gas que contiene metano está aumentada.

10. Un horno de cuba de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el medio de salida comprende por lo menos un conducto que conecta la zona de reformación y la zona de reducción y en el que por lo menos un conducto está dispuesto a un ángulo (f) con respecto a una dirección de flujo de los óxidos en la zona de reducción de por lo menos aproximadamente 120°.

11. El horno de cuba de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el ángulo (f ) está entre aproximadamente 120° a aproximadamente 150°.

12. El horno de cuba de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el ángulo ( ) es de aproximadamente 135°.

13. El horno de cuba de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de eje comprende un miembro sustancialmente cilindrico que define la zona de reducción y que tiene un extremo de salida desde la zona de reducción, para transportar óxidos a la zona de transición, el extremo de salida tiene un diámetro interior y en el que el medio de eje comprende además un miembro de forma sustancialmente cónica, que define la zona de transición y que tiene un diámetro interior que disminuye en tamaño en una dirección de flujo de los óxidos en la zona de transición desde un diámetro de entrada a un extremo de entrada para recibir los óxidos desde la zona de reducción, el cual es mayor que el diámetro interior del extremo de salida de la zona de reducción a un diámetro de salida en un extremo de salida de la zona de transición para transportar los óxidos a la zona de descarga, la cual es más pequeña que el diámetro interior del extremo de salida de la zona de reducción, en la que el extremo de entrada de la zona de transición y el extremo de salida de la zona de reducción definen un área de recolección para recolectar gas de enfriamiento y que comprende además medios para introducir gas de enfriamiento en la zona de transición y medios de salida del gas de enfriamiento comunicados con el área de recolección.

14. El horno de cuba de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el miembro cónico tiene una superficie de pared interior y un eje central y en el que la superficie de pared interior se inclina hacia adentro, hacia el extremo de salida a un ángulo (ß) de entre aproximadamente 8° a aproximadamente 12° con respecto al eje central .

15. El horno de cuba de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el medio para introducir gas de enfriamiento comprende por lo menos un eje hueco colocado en la zona de transición y que tiene por lo menos una entrada para introducir gas de enfriamiento al eje hueco y por lo menos una boquilla de gas de enfriamiento colocada en una porción hacia abajo del eje hueco para transportar el gas de enfriamiento desde el eje hueco a la zona de transición.

16. El horno de cuba de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque comprende una pluralidad de ejes huecos colocados radialmente dentro de la zona de transición y unidos a un cubo ubicado centralmente y el que la pluralidad de ejes huecos están inclinados, de tal manera que se inclinan separándose desde el cubo ubicado centralmente en la dirección de flujo de los óxidos.

17. El horno de cuba de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende medios para calentar la zona de pre-calentamiento y prereducción a una temperatura de entre aproximadamente la temperatura ambiente a aproximadamente 760°C, medios para calentar la zona de reducción a una temperatura de entre aproximadamente 760°C a aproximadamente 960°C y medios para enfriar la zona de transición a una temperatura menor que o igual a aproximadamente 760°C.

18. El horno de cuba de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el medio para el enfriamiento comprende un medio para enfriar la zona de transición a una temperatura menor que o igual a aproximadamente 650°C.

19. El horno de cuba de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el medio para el enfriamiento comprende un medio para enfriar la zona de transición a una temperatura menor que o igual a aproximadamente 55°C.

20. El horno de cuba de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende un medio de salida de gas de evacuación asociado con la zona de pre-calentamiento y pre-reducción para eliminar el gas gastado del medio de eje.

21. El horno de cuba de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende un medio de válvula magnética asociada con la zona de descarga para controlar la descarga del producto reducido de la zona de descarga.

22. Un método para la reducción directa de óxidos, caracterizado porque comprende las etapas de: proporcionar un horno de cuba que tiene una entrada de óxido, una zona de pre-calentamiento y pre-reducción hacia abajo de la entrada de óxido, una zona de reducción hacia abajo de la zona de pre-calentamiento y pre-reducción, una zona de transición hacia abajo de la zona de reducción, una zona de descarga hacia abajo de la zona de transición y una zona de reformación de gas asociada con la zona de reducción; alimentación de los óxidos a la entrada de óxido de tal manera que los óxidos fluyen hacia abajo a través del horno de cuba a la zona de descarga; alimentar un gas que contiene metano a la zona de reformación de gas para reformar el gas que contiene metano en un gas reductor, el cual fluye dentro de la zona de reducción; y mantener una temperatura en la zona de precalentamiento y pre-reducción a entre aproximadamente la temperatura ambiente a aproximadamente 760°C y mantener una temperatura en la zona de reducción de entre aproximadamente 760°C a aproximadamente 960°C, por lo que los óxidos son reducidos en la zona de reducción para proporcionar un producto metalizado, reducido en la zona de descarga.