A adoção da reposição automática de bolas metálicas utilizadas na moagem de minério de ferro em uma planta localizada em Minas Gerais foi alvo de estudos pela equipe interna da mineradora, com suporte de engenheiros da Metso e envolveu a comparação entre o processo manual e três situações de automação. O estudo foi feito nos dois circuitos de moagem primária, que consomem mais de 10 mil toneladas de bolas metálicas por ano e que funcionam com quatro motores, totalizando uma potência instalada de 30.000 kW. Além de fazer os circuitos funcionarem, a potência sempre foi um elemento chave para avaliar quando é necessário repor as bolas metálicas.

Antes da automação, a colocação de novas bolas metálicas era feita diariamente por meio de um cálculo que considerava a potência consumida na última reposição. O processo era refinado a cada três meses, durante a parada de manutenção, o que permitia uma correção da quantidade de corpos moedores. Além de mecânica e manual, a alimentação era menos precisa.

A primeira automação eliminou a reposição em uma só batelada diária, distribuindo-a por etapas menores e cujo cálculo do número de bolas era feita com auxílio de um Programador Lógico Controlável (PLC), tecnologia básica de automação. A lógica desenvolvida no PLC para repor as bolas metálicas considerava, entre outros fatores, o tempo de funcionamento dos moinhos. A iniciativa trouxe maior precisão ao volume interno ocupado pelos corpos moedores, chamado de grau de enchimento, mas ainda não alcançou a estabilização desejada.

O salto na automação envolveu duas fases e em ambas o OSC-4D, software de controle avançado, passou a ser adotado. Personalizado para essa etapa, o software considerava dados reais em campo e análises de laboratório, incluindo o desgaste das bolas em relação ao tipo de minério processado.

Na primeira etapa, a equipe de estudos passou a considerar a potência do moinho como um indicador indireto do grau de enchimento, que regularia a reposição. Na segunda, as equações foram aperfeiçoadas para reduzir a influência da densidade da polpa (minério + água) nos cálculos. Em ambas, a Lógica Fuzzy fez parte do processo.

Segundo a Metso, o uso de técnicas sofisticadas tem um sentido. Um dos exemplos é a densidade da polpa. Nem todos os dados a respeito dela são aferidos online e a porcentagem de sólidos é um fator importante para determinar a potência do moinho que, por sua vez, é um dado fundamental para calcular o nível de enchimento e a necessidade de reposição das bolas metálicas.

Da reposição manual, diária e única, a mineradora conseguiu estabelecer um processo mais frequente ao longo do dia, mas com menos bateladas do que a fase de automação inicial. O processo dispensa a presença de um operador e a moagem sofre perturbações mínimas. E aqui entra o papel do software de controle avançado.

Ao ser usado na moagem – ele já era adotado em outras fases do processamento – o OSC-4D – permitiu um salto de configuração: independente do consumo de bolas diárias, o software altera a taxa de reposição e mantém o grau de enchimento do moinho, ou seja, a quantidade de corpos moedores. Esse grau, por sua vez, é aferido indiretamente pela potência do moinho, já incluindo as variações causadas pela densidade da polpa de minério de ferro que alimenta a moagem. 

Ainda de acordo com a Metso, com o uso do software de controle avançado a mineradora estabilizou o processo, eliminou o controle manual e racionalizou a reposição das bolas metálicas que funcionam como corpos moedores.