Otimiza??o da resist?ncia ? compress?o de pelotas de min?rio de ferro para redu??o direta pela aplica??o de projeto robusto.

O crescente aumento da demanda mundial por pelotas de min?rio de ferro tem levado as empresas de pelotiza??o a intensificar seus investimentos em P&D, buscando a otimiza??o das caracter?sticas de qualidade das pelotas e o aumento da produtividade das plantas de pelotiza??o, especialmente para produ??o de pelotas do tipo redu??o direta, que apresentam maior valor de mercado. A utiliza??o pela Samarco de min?rios hemat?ticos/goeth?ticos acentua a necessidade de conhecer a influ?ncia das vari?veis do processo de pelotiza??o sobre as propriedades f?sicas e melat?rgicas das pelotas produzidas. Por meio de projeto de experimentos (DOE) e metodologia de engenharia robusta, aplicados na produ??o de pelotas de redu??o direta em escala de laborat?rio (pot grate), buscou-se identificar os fatores do processo de pelotiza??o que mais influenciam os resultados de resist?ncia ? compress?o a frio, ?ndice de tamboramento e grau de metaliza??o desta classe de pelotas. Os fatores estudados foram limitados a seis: distribui??o granulom?trica dos aditivos (calc?rio e carv?o mineral) adicionados ao pellet feed, teor de carbono da pelota crua, teores de CaO e MgO da pelota queimada, ritmo de produ??o e perfil t?rmico do forno de pelotiza??o. Para cada fator, foram definidos tr?s n?veis e realizado um experimento ortogonal, seguindo a metodologia de Taguchi. Depois de realizada uma r?plica, para cada experimento foram aplicadas transforma??es sinal-ru?do, an?lise de vari?ncia e modelamento por meio de metodologia de superf?cie de resposta (MSR). A resist?ncia ? compress?o a frio das pelotas de redu??o direta apresentou maior sensibilidade ?s altera??es no teor de carbono, contido na pelota crua; teores de CaO e MgO, da pelota queimada; perfil t?rmico e ritmo de produ??o do forno de pelotiza??o. O ?ndice de tamboramento foi afetado pelo teor de carbono da pelota crua, perfil t?rmico e ritmo de produ??o do forno de pelotiza??o. O grau de metaliza??o foi influenciado, predominantemente, pela granulometria dos insumos. Seq?encialmente, foi realizada uma otimiza??o econ?mica das caracter?sticas de qualidade das pelotas de redu??o direta estudadas, definindo os efeitos dos aditivos sobre a margem de lucro relativa desta classe de pelotas. As vari?veis utilizadas no estudo apresentaram efeito, predominantemente, sobre a m?dia das propriedades f?sicas e metal?rgica, n?o apresentando efeito significativo sobre a variabilidade dos resultados destas caracter?sticas.The growing global demand for iron ore pellets has led pelletizing companies to intensify its investments in R&D, seeking to optimize the quality of pellets and increasing the productivity of pelletizing plants, especially for production of direct reduction (DR) pellets which have higher market value. Samarco mines are composed mainly by hematite/goethite typology ores. It is well-known and has already been studied that this mineralogy is prejudicial for pellet physical strength and plant productivity. This study will evaluate the most important variables of the pelletizing process that have effect on physical strength. Through design of experiments (DOE) and methodologies of robust engineering, applied for production of DR pellets in laboratory scale (pot grate), it is searched how to identify the pelletizing process factors that exhibit the greatest influence on the results of the cold compression strength, tumble index and metallization degree of pellets to be utilized in direct reduction shaft furnaces. The factors studied were limited to six: sizing of additives (limestone and coal) added to the pellet feed, carbon content on the green pellet, CaO content on the fired pellet, MgO content on the fired pellet, grate productivity and thermal profile of the pelletizing furnace. For each factor, three levels were defined and an orthogonal array was performed, in accordance with the Taguchi methodology. After replication of each experiment, a signal to noise transformation, analysis of variance and response surface methodology (RSM) were applied. The results of cold compression strength of direct reduction pellets presented higher sensibility to the changes of carbon content on the green pellet, thermal profile and productivity of the traveling grate and the CaO and MgO contents on the fired pellets. Tumble index was affected by carbon content on the green pellet, thermal profile and productivity of the traveling grate. Metallization degree was influenced, mainly, by sizing of limestone and coal. Sequentially, were performed a economic optimization of the quality characteristics of DR pellets according to definy the effect of the control factors studied on the relative profit gain for the production of pellets with different combinations for the levels of factors. The control factors studied presented effect mainly on the average results of physical and metallurgical properties, and wasn?t representative for the variability of these characteristics