Na primeira parte desta conversa comentamos que é comum ouvirmos dizer que “as industrias de mineração e metalurgia são extremamente conservadoras e não aceitam inovação nenhuma”.
E afirmamos que esse pensamento pode facilmente ser contestado. As duas indústrias estão na etapa inicial de todos os processos produtivos e, por isso, recebem pressões enormes dos setores econômicos a jusante e de toda a sociedade.
A única resposta possível é inovar para sobreviver neste ambiente tão agressivo e competitivo.
Nesta secção eu gostaria de refletir com os leitores sobre a evolução dos britadores de rolos.
Britadores de Rolos
Curiosidade histórica é que este equipamento foi inventado por Thomas Alva Edson, o inventor da lâmpada incandescente e do gramofone. Ele tem algumas vantagens sobre os outros britadores, das quais a mais importante é gerar menos finos. Entretanto tem duas limitações muito importantes:
1) Lançamento para cima
como a figura abaixo mostra, a força de compressão aplicada sobre a partícula o é devido à ação dos rolos. Se a partícula for muito grande, a resultante é voltada para cima e em vez de britá-la, lança-a para cima (Figura 1), o que pode causar acidentes.
Figura 1
2 – Desgaste dos rolos
Os rolos eram feitos de aço com um revestimento na forma de um cilindro vazado, de ferro fundido cementado ou nitretado para aumentar a sua dureza. Este cilindro era aquecido e depois de dilatar-se, colocado em torno do rolo. Contraia-se com o resfriamento e ficava fortemente fixado.
O problema operacional é a dificuldade de alimentar o minério sobre toda a extensão dos rolos. Acaba ocorrendo maior quantidade no centro e o desgaste resultante não é homogêneo em toda a extensão, como mostra a figura abaixo (Figura 2). Enquanto há folga, o britador pode ser apertado, até que as extremidades se encostem e não haja mais aperto possível.
Como o rolo estava revestido de ferro fundido muito duro, era impossível usiná-lo e o conjunto de rolos estava perdido. O tempo gasto com a parada para troca dos rolos diminui muito a disponibilidade do equipamento, que pouco a pouco foi cedendo espaço para outros modelos.
Figura 2
Novos revestimentos para os britadores
Várias inovações foram introduzidas e acompanhá-las é muito instrutivo. A primeira foi a introdução de rolos denteados para agarrar as pedras, como mostra a figura seguinte (Figura 3).
Figura 3
Já que havia a necessidade de soldar os dentes, apareceu a possibilidade de reposição do revestimento com solda de eletrodo duro (Figura 4). Esta operação foi facilmente robotizada e se tornou prática corrente.
Figura 4
O passo seguinte foi substituir o revestimento de peça única, sucessivamente, por segmentos e por anéis, como mostrado na próxima figura. Esta última providência veio a baratear muito a fabricação do revestimento e possibilitou a fabricação de inúmeros perfis de dentes. Ocorrendo o desgaste dos anéis da região central do rolo, bastava retirá-los e substituí-los por novos anéis.
Figura 5
Figura 6
Desafios impostos pelas lavras subterrâneas de carvão
A etapa seguinte, em termos de lógica, mas cronologicamente em paralelo às anteriores, decorreu da lavra subterrânea de carvão. Este recurso energético ocorre em depósitos subterrâneos muitos deles horizontais ou quase (Figura 7). A frente de lavra afasta-se muito rapidamente dos poços ou chaminés de acesso e o equipamento de transporte (Figura 8) precisa percorrer longas distâncias para que o carvão lavrado possa ser transportado para a superfície.
Figura 7Figura 8
A solução foi fazer o transporte de maneira contínua, por transportadores de correia. Transporte contínuo, acionamento elétrico, sem geração de gases de combustão, equipamento silencioso, são soluções muito práticas, mas que geram outro problema: britar o carvão no subsolo.
Como a lavra é feita na camada de carvão, não é viável criar cavernas para alojar a instalação de britagem. Ademais, esta instalação precisa ser móvel para acompanhar a frente de lavra. Era necessário um britador leve, móvel e de baixa altura. Desta forma apareceu o feeder breaker, mostrado na figura abaixo.
Figura 9
O que é um feeder breaker
Este equipamento é um britador de rolos em que os rolos são constituídos de picadores como mostrado ao centro. O carvão é descarregado sobre um alimentador de esteiras que o arrasta até uma posição em que seja agarrado e picado pelos picadores. O produto de britagem é descarregado sobre o transportador de correia.
O sucesso deste britador móvel para lavra subterrânea foi enorme e passou-se a utilizá-lo com outros minérios, muitos deles mais duros. Foi então necessário desenvolver materiais de construção e processos de fabricação para aumentar a resistência e a dureza dos picadores. Hoje é uma tecnologia perfeitamente implantada e consagrada.
Os australianos então resolveram usar dois picadores em paralelo, retornando ao projeto original do britador de rolos e alimentando-o por cima. Surgiu então o “sizer”, mostrado na próxima figura.
Figura 10
O sucesso do sizer
Este equipamento teve sucesso imediato. O seu projeto permite alimentá-lo com blocos grandes pois uma vez que os picadores o apanhem, o quebram. O movimento circular permite trabalhar com minérios grudentos e pegajosos (“stickies“) como bauxita e carvão, pois os rolos o empurram para baixo. Hoje, no Brasil, além destas duas substâncias ele é empregado em minério de níquel, fosfato, pirocloro e muitos outros.
Figura 11Figura 12
O modelo ilustrado acima (Figura 12) tem barras raspadoras para raspar o minério grudado aos picadores.
Artigo baseado na terceira parte da palestra proferida em 3 de julho de 2017 para a APEMI – Associação Paulista de Engenheiros de Minas no auditório do Departamento de Engenharia de Minas e de Petróleo, EPUSP
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Possui graduação em Engenharia Metalúrgica, (1969), mestrado em Tecnologia Mineral (1972), doutorado (1983), livre-docência (1989), Professor Titular (1992), todos pela Universidade de São Paulo. Pós-doutorado na Southern Illinois University at Carbondale- USA. Atualmente é professor colaborador MS-6 no Departamento de Engenharia de Minas e de Petróleo da EPUSP. No passado foi engenheiro junior do IPT, assessor da diretoria do IPT, Gerente de Processos Minerais da Paulo Abib Engenharia S/A, Gerente de Planejamento e Desenvolvimento das Empresas Brumadinho, Gerente de Operações e Mercado da Promon Engenharia e professor colaborador MS-5 no Instituto de Geociências da Universidade Estadual de Campinas. Tem experiência na área de Engenharia de Minas, com ênfase em Tratamento de Minérios, atuando principalmente nos seguintes temas: tecnologia limpa, beneficiamento, tecnologia mineral, tratamento de minérios e flotação. (Fonte: Currículo Lattes)
Prof. Dr. Arthur Pinto Chaves
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