碎磨试验工作包括广泛的实验室和半工业试验内容。半工业试验工作评价了自磨和半自磨。这些半工业试验工作与在澳大利亚Bris-bane的JuliusK矿物研究中心进行的广泛的粉碎流程模拟结合进行。
进行了几种流程的模拟,包括直径为1111m、1116m和1211m的磨机。模拟结果指出,1111m磨机的处理能力将比要求的1700万t/a略低。1116m和1211m磨机可达到要求的处理能力。然而,1116m磨机需要较高的球荷量(10%)。半工业试验指出,在高球荷量下,磨机和磨矿回路的稳定性很难保证。1211m磨机被认为是更好的选择,此时回路稳定性好,并且可以灵活地增加球荷量。
还使用自磨计算机选择程序进行了模拟。模拟指出,直径1314m自磨机也能达到要求的处理能力,但这一规格磨机的不可预见因素比1211m半自磨机更多。
可靠性和其它技术问题设计风险磨机已设计和应用了100多年,大型磨机已运转了30多年。许多人仍然发现设备的加工工艺设计和结构/机械设计等方面存在明显的风险。在加工工艺设计方面,主要问题在于磨机尺寸的按比例放大,特别是根据小型半工业试验和实验室试验结果按比例放大。这些试验过去已证明是准确的,但模型仍然存在一个适用限制范围。类似的,提升板/衬板组件的按比例放大结果看来有点类似于半工业试验获得的结果。
结构设计1979年Roloff指出,/在对设计数学模型、实际的应力、重要的结构材料和制造工艺资料进行深入评价前,简单的外推法不再可以应用0.这一陈述仍反映了今天的情况。表面上看,磨机结构有限元分析(FEA)中所使用的数学模型不受磨机规格按比例放大的影响。磨机尺寸增加对结构设计影响不明显与材料尺寸增加和材料性能变化有关。钢的屈服强度随其厚度变化而变化。厚度超过305mm的钢板和铸件的均匀性难以确定,而均匀性是FEA模型的前提。在磨机设计和选择时这种假设有很大的风险。
由于磨机部件尺寸增加,供磨机设计者只有很少几种实用解决办法。例如,20MW磨机的驱动方案选择范围很窄。这个规格的齿圈/小齿轮驱动装置由于齿轮物理尺寸超出了目前制造过的范围而成为未知因素。还必须提出设计计算方法的限制问题。
无齿轮驱动装置也已在磨机上应用了30多年,近年来大部分用于大型高功率磨机上。但是在继续按比例放大的设计标准和设计前提方面还存在问题。制造风险磨机规格增大要求每一部件尺寸增大。随着磨机尺寸的每一步增加,能够制造其部件的工厂的数目都会减少。可使用的加工设备数量减少是第一个制造风险。如果仅有很少的加工设备可用,车间加工设备遇到的任何困难都意味着制造计划可能会延期(例如卡地亚山磨机在MecanicaPesada制造期间卷筒辊损坏)。
设计和制造在一定程度上,磨机规格影响着设计思想和制造方法。大部分影响来自部件重量或质量。卡地亚山磨机设计思想和规格为了严格地设计具有较长疲劳寿命的结构件,必须考虑材料中存在的裂纹。不存在十全十美的材料。随着厚度(质量)的增加,制造过程将产生不同尺寸和形式的裂纹。无论板材、铸件的锻造材料都是如此。既然裂纹不能完全消除,那么重要的就是确定哪种裂纹是有危害的,那种是无关紧要的。其更重要的意义在于,在不考虑无关紧要的裂纹的情况下,实际上可以放弃可靠性较差的和/或会由修补缺陷造成成本增加的结构。在后一种情况下,不但修补缺陷花费钱,还要花额外的钱购买次品。达到技术上适当平衡的方法叫作/有的放矢0,该法已被用于许多工业部门。
另外,体积探测法可能会随着工件尺寸的增大变得不很准确。许多测量方法具有随工件尺寸的增大始终保持固定准确度的校准方法,而有些则需要调整。较厚的工件可能对缺陷更敏感,此时需要专门考虑校准。
磨机投产后,必须验证磨机实际驱动功率。6为以给定的矿石密度和给定的堆密度操作的卡地亚山矿山1212m直径磨机的测定结果。预期的驱动功率值与测定值非常接近。测定磨机容积和球体积的首选方法是,使用固定在磨机耳轴中的测量仪进行5组测量,每组10个点(共50个点),得出磨机中心线到负荷顶面的距离。其它负荷测定方法可能靠不住或产生错误结果。