Desenvolvimento de um novo método de medição do diâmetro de pelotas de minério de ferro queimadas utilizando processamento digital de imagens e redes neurais convolucionais em conformidade com a ISO 4698

Abstract

RESUMO: O processamento de minério de ferro envolve etapas críticas que afetam a qualidade do produto final. A determinação do diâmetro das pelotas é o caminho inicial necessário para a medição de volume e ao final para a medição de porosidade e densidade aparente, características cruciais para a otimização do processo de queima no alto-forno. Métodos tradicionais de medição que utilizam mercúrio apresentam questões relacionadas à segurança dos operadores e à preservação ambiental, enquanto os métodos descritos na norma ABNT NBR ISO 4698 exigem um longo tempo de preparação e execução. Diante das necessidades ambientais, da segurança dos operadores e do tempo consumido nos ensaios, propõe-se a implementação de um novo método baseado em processamento digital de imagens e redes neurais convolucionais para a medição do diâmetro de pelotas de minério de ferro queimadas. A metodologia envolve a captura de imagens das pelotas por uma câmera de alta resolução e a utilização de processamento digital de imagens e redes neurais capazes de realizar a segmentação pixel a pixel dos objetos nas imagens, fornecendo informações precisas das pelotas para calcular automaticamente seu volume. Os resultados foram comparados com os obtidos pelos métodos tradicionais, avaliando sua conformidade com a norma ABNT NBR ISO 4698, que estabelece os requisitos para a medição do volume de pelotas de minério de ferro. Ao final, este trabalho ofereceu uma nova abordagem para a medição do volume de pelotas de minério de ferro queimadas, com resultados precisos e confiáveis, em conformidade com as normas de segurança e preservação ambiental.

ABSTRACT: Iron ore processing involves critical steps that affect the quality of the final product. Determining the diameter of the pellets is the necessary initial step for volume measurement and, ultimately, for porosity and bulk density measurement, crucial characteristics for optimizing the burning process in the blast furnace. Traditional measurement methods using mercury present issues related to operator safety and environmental preservation, while the practices described in ABNT NBR ISO 4698 standard require lengthy preparation and execution time. In light of environmental needs, operator safety, and the time consumed in tests, implementing a new method based on digital image processing and convolutional neural networks for measuring the diameter of burnt iron ore pellets is proposed. The methodology involves capturing images of the pellets using a high-resolution camera and utilizing digital image processing and neural networks capable of performing pixel-by-pixel object segmentation in the images, providing precise information about the pellets to calculate their volume automatically. The results were compared with those obtained using traditional methods, evaluating their conformity with the ABNT NBR ISO 4698 standard, which establishes requirements for measuring the volume of iron ore pellets. In conclusion, this study offers a new approach to measuring the volume of burnt iron ore pellets, providing accurate and reliable results in compliance with safety and environmental preservation standards.