En règle générale, l’usure des revêtements en caoutchouc se concentre principalement à l’une ou aux deux extrémités de l’enveloppe du broyeur. Afin d’assurer une durée de vie homogène sur l’ensemble du revêtement de l’enveloppe et de réduire les temps d’arrêt liés au remplacement des revêtements, des blocs d’acier sont ajoutés aux extrémités des barres de levage, ce qui donne naissance au revêtement en caoutchouc à tête métallique (en acier allié). Le tableau 5-9 répertorie plusieurs configurations courantes de revêtements composites caoutchouc-alliage. Au cours des 20 dernières années, les revêtements en caoutchouc à tête métallique (comme illustré à la figure 5-20) ont fait l’objet d’une attention croissante, et leur utilisation s’est généralisée. Une autre configuration est celle du revêtement de base composite caoutchouc-insert en alliage, comme le montre la figure 5-21.

Tableau 5-9 Combinaisons de plaques de revêtement en composite alliage-caoutchouc

Le principe de base de la garniture à tête métallique réside dans le fait que la surface d'usure est constituée d'un alliage métallique, soutenu par une couche de caoutchouc située en dessous (comme le montre la figure 5-20). La couche métallique offre une grande résistance à l’usure, tandis que le caoutchouc sous-jacent amortit les forces d’impact. La fixation de la couche métallique sur le caoutchouc élastique et résistant à l’usure permet de choisir librement le matériau métallique. Le matériau de la couche métallique peut être le même que celui utilisé pour les revêtements entièrement métalliques, mais des nuances plus dures peuvent également être utilisées.

Un autre détail important concerne la liaison entre le métal et le caoutchouc. En effet, celle-ci doit présenter une résistance d’adhérence suffisante pour résister aux charges de rotation à l’intérieur du broyeur. La liaison entre le métal et le caoutchouc est assurée par un double mécanisme associant un adhésif chimique et une fixation mécanique, garantissant ainsi que les deux matériaux restent solidement liés tout au long de leur durée de vie sans se séparer. La liaison ou l’adhérence entre le métal et le caoutchouc a une grande influence sur la fiabilité du revêtement. Comme le montre la figure 5-22, le détachement d’une tête métallique à l’extrémité d’alimentation d’un broyeur SAG de 8 m de diamètre a entraîné 40 heures supplémentaires d’arrêt pour son remplacement.

Les avantages des garnitures à tête métallique dépendent de la conception de cette tête. La plaque de base étant toujours en caoutchouc, elle assure une étanchéité parfaite et ne nécessite parfois aucun retensionnement. La base en caoutchouc est légère et peut être manipulée et remplacée manuellement. Les barres de levage en caoutchouc à tête métallique sont compatibles avec les mêmes manipulateurs que ceux utilisés pour remplacer les chemises entièrement métalliques ; elles peuvent également être soulevées à l’aide d’un simple vérin pneumatique, ce qui peut accélérer encore davantage l’installation des chemises. Par exemple, le remplacement de l’ensemble des revêtements en caoutchouc à tête métallique d’un broyeur AG de 6 m × 2,5 m — y compris le démontage des revêtements en caoutchouc existants et le remplacement des revêtements côté alimentation, des revêtements de l’enveloppe et des plaques de grille — n’a pris que 108 heures.

Les revêtements composites métal-caoutchouc présentent une résistance aux chocs supérieure. Comme le montre la figure 5-23, dans le même broyeur, le revêtement métallique a été endommagé tandis que le revêtement métal-caoutchouc n’a subi aucun dommage. En 2002, un ensemble d’essai de revêtements composites métal-caoutchouc a été installé dans un broyeur SAG de 36 pieds (11 m) à Los Pelambres, au Chili ; aucune fissure prématurée n’a été observée, alors que les revêtements conventionnels moulés en alliage de chrome-molybdène utilisés auparavant subissaient souvent des dommages extrêmes dus aux chocs au niveau des plaques de base, entraînant des arrêts imprévus pour leur remplacement. Un autre exemple est le broyeur SAG de 38 pieds (11,6 m) d’Escondida.

Au cours du développement des garnitures en caoutchouc à tête métallique, différentes formes et nuances d’alliage ont été mises au point pour les blocs de tête métalliques. Les modèles actuels permettent d'utiliser la garniture jusqu'à ce que la tête métallique soit complètement usée. Lorsque les tiges de levage en caoutchouc à tête métallique doivent être remplacées, la majeure partie du métal a déjà été usée, ne laissant que la partie en caoutchouc de la tige de levage. De ce fait, le poids des tiges de levage est considérablement réduit, ce qui facilite grandement leur démontage, et les déchets métalliques restants ont peu de valeur. Parallèlement, le risque de blessure pour le personnel lors du remplacement des revêtements est fortement réduit.

La base de la gaine en caoutchouc à embout métallique est identique à celle des barres de levage en caoutchouc classiques ; elle est équipée d’un système de fixation et de mise en tension à boulon en T. Le modèle Trellex (illustré sur les quatre premières images de la figure 5-20) est facile à fixer et pratique pour le choix de la taille.

Figure 5-23 Plaque de revêtement métallique et métal-
Comparaison des panneaux de revêtement en composite de caoutchouc
(Le dommage concerne la plaque de revêtement métallique)