Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Decision support models for the maintenance and design of mill liners
Luleå University of Technology, Department of Civil, Environmental and Natural Resources Engineering, Operation, Maintenance and Acoustics.
2012 (English)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]

Mining companies use heavy-duty equipment that work round the clock in highly abrasive environments. Autogenous (AG) mills used in the mining industry and in ore dressing plants are examples of major bottlenecks in the context of downtime and exert an influence on production economics. The rubber liners inside the mill are critical components for mill shell protection and ore grinding. The replacement and inspection of mill liners are major factors regarding mill stoppages and lead to production losses. The wear readings of mill liners are critical when making replacement decisions, and periodic inspections need to be carried out to obtain wear readings. Wear measurement devices are important in terms of measurement accuracy. The appropriate selection of wear measurement devices can lead to a significant reduction in the overall costs, including the device costs and the production loss costs incurred during inspections of the wear of mill liners. An approach has been developed for selection of the optimum wear measurement method, considering the industry specifications. Based on an analysis performed in a case study, a cost-effective wear measurement method has been suggested, taking the industry requirements into consideration. The wear of mill liners affects the production performance of the mining mill. Hence, the replacement decision for mill liners affects not only the lining cost and the production loss cost, but also the mill revenue due to variation in the metal output. Therefore, the production performance has to be considered when developing decision models for making maintenance replacement policies for mill liners. Variation in the ore properties also affects the liner wear and ore value. Both these parameters have an effect on the cost and revenue parameters. Therefore, consideration of the ore properties in the life cycle profit (LCP) formulation will provide more effective maintenance decisions. A maintenance decision support model has been developed to meet the specific requirements of process, purchase and maintenance departments. The lifetime of different parts (components) of mill liners also varies due to the wear of the parts, for technical reasons concerning the grinding process and the different wear zones inside the mill. The mill needs to stop on a number of occasions for the replacement of parts of mill liners. These stoppages are also one of the major causes of mill downtime and corresponding production losses, which can be minimized by a cost-effective maintenance schedule for the optimum grouping of mill liners for combined replacement. The maintenance schedule depends on the lifetime of the mill liners. The life cycle cost (LCC) can be reduced further through optimum improvement of the lifetime of different parts of the mill liners. A decision support model has been developed to determine the optimum grouping of parts of mill liners for replacement and the optimum improvement in the lifetime of parts of mill liners. The proposed LCC model is also useful for the design departments of liner manufacturers for optimizing the material and dimensions of mill liners, in order to achieve a proposed improved lifetime. A significant improvement in the annual profit was observed when the maintenance policies suggested in the thesis replaced the existing maintenance policies. The research presented in this thesis has used a systematic evaluation approach and pair-wise comparison methods for selection of the optimum wear measurement method for mill liners. Time sampling, correlation studies and simulation methods have been used for LCP optimization, in order to determine the optimum replacement interval for major replacements of mill liners. An approach based on an exhaustive enumeration search has been used for LCC optimization for determining the optimum grouping and the optimum improvement in the lifetime of parts of mill liners. The usefulness of LCC and LCP analyses for mill liners in mining companies is illustrated in the thesis and decision models for effective maintenance planning are demonstrated. The results of the present research are promising for the possibility of making a significant reduction in production losses and the LCC after optimizing the maintenance activities and the lifetime of the mill liners studied in this specific case study. The results of the present thesis are related to specific industrial requirements, and are expected to enhance the capability of making cost-effective replacement decisions. Keywords: Mining industry; Maintenance decisions; Mill liners; Life Cycle Cost (LCC); Life Cycle Profit (LCP); Mill liner design; Economic model; Production Economics; Optimization; Replacement decision; Wear measurement device; Combined replacement; Life improvement

Abstract [sv]

Gruvindustrin är beroende av att deras maskiner fungerar dygnet runt i krävande miljöer. Autogena (AG) kvarnar som används i gruvor och anrikningsverk är exempel på viktiga flaskhalsar när det gäller stillestånd, vilket direkt påverkar produktionen. Insidan av dessa kvarnar är täckta av gummiinfodring för att förhindra slitage av kvarnarna och för att optimera deras kapacitet och malningsförmåga. Eftersom infodringen nöts kontinuerligt på grund av malningen, och produktionsstopp är väldigt kostsamma, måste reparation, underhåll och inspektion av infodringen genomföras vid lämpliga tillfällen. Vid inspektionerna mäts slitaget på infodringen och det är därmed väsentligt att mätutrustningen är både tillräckligt noggrann och så snabb som möjligt för att minska stilleståndskostnaderna och så att rätt underhållsbeslut kan fattas. I denna avhandling har bland annat en metod utvecklats för att välja optimala mätmetoder för denna applikation. Slitaget av infodringen påverkar hela produktionskapaciteten och effektiviteten hos kvarnarna. Därmed påverkar underhållsbesluten om infodring inte bara kostnader för infodring och produktionsförlustkostnader utan även det totala utbytet vilket visar sig i form av variationer i hur mycket värdefull metall som finns i materialet som lämnar kvarnarna. Därför måste hänsyn tas till kvarnarnas prestanda som funktion av tiden, när beslutsmodeller utvecklas för optimala bytesintervaller. Variationer i malmegenskaper påverkar också slitaget av infodringarna och värdet av malmen. Alla dessa parametrar inverkar på kostnads- och utbytesparametrarna. Därför leder ett hänsynstagande av malmegenskaper i livscykelvinstformuleringen (LCPformuleringen) till att effektivare underhållsbeslut kan fattas. En modell för att stödja underhållsbeslut har därför utvecklats för att möta specifika krav från process-, inköps- och underhållsavdelningarna hos gruvföretaget. Livslängden hos olika komponenter i infodringen, på grund av slitage, varierar beroende på malningsprocessen i kvarnarna och de behöver stoppas vid många tillfällen för byte av infodringskomponenter. Dessa stopp är en av huvudorsakerna till stillestånd i kvarnarna vilket ger produktionsförluster som kan minimeras genom en effektiv planläggning av infodringsbytena och optimal gruppering av de detaljer som skall bytas. Denna planläggning är naturligtvis beroende av livslängden på infodringen. Livscykelkostnaden (LCC) kan reduceras ytterligare genom att på ett optimalt sätt välja infodring med längre livslängd. En modell för beslutsstöd har därför utvecklats som grupperar de olika infodringsdetaljerna på ett optimalt sätt vid byten och som med hänsynstagande till att bättre komponenter har ökade inköpskostnader, föreslår med hur mycket de olika komponenterna borde förbättras för att LCC skall minimeras. Denna modell har visat att betydande besparingar kan göras, om modellen tillämpas fullt ut och ersätter nuvarande underhållsstrategier. Systematiska utvärderingsmetoder och parvisa jämförelser har använts vid valet av optimala mätmetoder för geometrimätningar av infodringsdetaljer. Provtagning av tider, korrelationsstudier och simuleringsmetoder har använts vid LCP-optimeringen för att fastställa optimala bytesintervall för infodringen. En ansats som bygger på en totalgenomgång av alla tänkbara bytesalternativ har använts för att fastställa optimala grupperingar av infodringsdetaljer vid byte, och för att ta fram förslag på optimala livslängdsförbättringar på komponenterna.

Place, publisher, year, edition, pages
Luleå: Luleå tekniska universitet, 2012.
Series
Doctoral thesis / Luleå University of Technology 1 jan 1997 → …, ISSN 1402-1544
National Category
Other Civil Engineering
Research subject
Operation and Maintenance
Identifiers
URN: urn:nbn:se:ltu:diva-17268Local ID: 27c4c9ed-52f7-465b-a49a-643afbbe805eISBN: 978-91-7439-342-2 (print)OAI: oai:DiVA.org:ltu-17268DiVA: diva2:990269
Note
Godkänd; 2012; 20111109 (rajdan); DISPUTATION Ämnesområde: Drift och underhållsteknik/Operation and Maintenance Opponent: Professor Saleh Duffuaa, King Fahd University of Petroleum and Minerals, Dharan, Saudi Arabia Ordförande: Professor Jan Lundberg, Department of Civil, Environmental and Natural Resources Engineering, Luleå tekniska universitet Tid: Onsdag den 18 januari 2012, kl 10.00 Plats: F1031, Luleå tekniska universitetAvailable from: 2016-09-29 Created: 2016-09-29 Last updated: 2017-11-24Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(3036 kB)128 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3036 kBChecksum SHA-512
df817dca3391c9094833a9478144da6bb92c6f4242e1e6bcc5040f7780ed3e3f3fb67df2531dd9605b1838aea7320e89735d3f18f50b173026fbe9e9b3577a0a
Type fulltextMimetype application/pdf

Authority records BETA

Dandotiya, Rajiv

Search in DiVA

By author/editor
Dandotiya, Rajiv
By organisation
Operation, Maintenance and Acoustics
Other Civil Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 128 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

isbn
urn-nbn

Altmetric score

isbn
urn-nbn
Total: 11360 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf