Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Тип концевой фрезы см. В разделе Фреза § Фреза со сферическим концом .
Разрез шаровых мельниц

Шаровой мельницы представляет собой тип шлифовальный станок используется для измельчения или смеси материалов для использования в обогащении полезных ископаемых процессов, краски, пиротехнических, керамики и селективного лазерного спекания . Он работает по принципу удара и истирания: уменьшение размера происходит за счет удара, когда шары падают из верхней части снаряда.

Шаровая мельница состоит из полой цилиндрической оболочки, вращающейся вокруг своей оси. Ось корпуса может быть как горизонтальной, так и под небольшим углом к ​​горизонтали. Частично заполнен шарами. Мелющими телами являются шары, которые могут быть изготовлены из стали ( хромистой стали ), нержавеющей стали, керамики или резины. Внутренняя поверхность цилиндрической оболочки обычно облицована износостойким материалом, например марганцевой сталью или резиной. Мельницы с футеровкой из резины имеют меньший износ. Длина фрезы примерно равна ее диаметру.

Общая идея шаровой мельницы - древняя, но только после промышленной революции и изобретения энергии пара появилась эффективная шаровая мельница . Сообщается, что в 1870 году он использовался для измельчения кремня для гончарных изделий [1].

Работа [ править ]

Работа шаровой мельницы

В случае шаровой мельницы непрерывного действия измельчаемый материал подается слева через конус 60 °, а продукт выгружается через конус 30 ° вправо. Когда оболочка вращается, шары поднимаются вверх на поднимающейся стороне оболочки, а затем каскадом падают вниз (или падают на корму) почти из верхней части оболочки. При этом твердые частицы между шариками и землей уменьшаются в размере за счет удара.

Приложения [ править ]

Шаровые мельницы используются для измельчения таких материалов, как уголь, пигменты и полевой шпат для гончарного дела. Измельчение может быть мокрым или сухим, но первое - на небольшой скорости. Смешивание взрывчатых веществ является примером применения резиновых мячей. [2] Для систем с несколькими компонентами шаровая мельница показала свою эффективность в увеличении химической активности твердого тела . [3] Кроме того, шаровая мельница показала свою эффективность для производства аморфных материалов. [4]

Описание [ править ]

Настольная шаровая мельница
Шаровая мельница лабораторного масштаба
Шаровая мельница с высокой энергией

Шаровая мельница, разновидность измельчителя , представляет собой цилиндрическое устройство, используемое для измельчения (или смешивания) таких материалов, как руды , химикаты, керамическое сырье и краски. Шаровые мельницы вращаются вокруг горизонтальной оси, частично заполнены измельчаемым материалом и мелющей средой. В качестве среды используются различные материалы, включая керамические шары, кремневые камешки и шары из нержавеющей стали . Эффект внутреннего каскадирования превращает материал в мелкий порошок. Промышленные шаровые мельницы могут работать непрерывно, подавая их с одного конца и выгружая с другого. Шаровые мельницы большого и среднего размера механически вращаются вокруг своей оси, но маленькие обычно состоят из цилиндрического контейнера с крышкой, который установлен на двух приводных валах (шкивы и ремни используются для передачи вращательного движения). По такому же принципу работает рок-тумблер . Шаровые мельницы также используются в пиротехнике и производстве черного пороха , но не могут быть использованы для приготовления некоторых пиротехнических смесей, таких как мгновенный порох, из-за их чувствительности к ударам. Высококачественные шаровые мельницы потенциально дороги и могут измельчать частицы смеси до 5 нм , что значительно увеличивает площадь поверхности и скорость реакции.

Измельчение работает по принципу критической скорости. Под критической скоростью можно понимать ту скорость, после которой стальные шары, отвечающие за измельчение частиц, начинают вращаться в направлении цилиндрического устройства, таким образом не вызывая дальнейшего измельчения.

Шаровые мельницы широко используются в механическом легировании процессе [5] , в котором они используются для шлифовки и для холодной сварки, производство сплавов из порошков. [6]

Шаровая мельница является ключевым оборудованием для измельчения дробленых материалов, и она широко используется в производственных линиях для производства порошков, таких как цемент, силикаты, огнеупорные материалы, удобрения, стеклокерамика и т. Д., А также для обогащения руды черных металлов и металлов. Цветные металлы. Шаровая мельница может измельчать руду и другие материалы, влажные или сухие. В зависимости от способа разгрузки материала шаровые мельницы бывают двух типов: решетчатого типа и типа перелива. Для использования в шаровой мельнице подходят многие типы мелющих тел, каждый из которых имеет свои особые свойства и преимущества. Ключевые свойства мелющих тел - это размер, плотность, твердость и состав.

  • Размер: чем меньше частицы носителя, тем меньше размер частиц конечного продукта. Частицы мелющих тел должны быть существенно больше, чем самые большие куски измельчаемого материала.
  • Плотность: материал должен быть плотнее измельчаемого материала. Это становится проблемой, если мелющие тела плавают поверх измельчаемого материала.
  • Твердость: Мелющие тела должны быть достаточно прочными, чтобы измельчать материал, но, по возможности, не настолько жесткими, чтобы они также изнашивали барабан.
  • Состав: Различные виды шлифования предъявляют особые требования. Некоторые из этих требований основаны на том, что некоторые мелющие тела находятся в готовом продукте, в то время как другие основаны на том, как эти мелющие тела будут реагировать с измельчаемым материалом.
  • Если цвет готового продукта важен, необходимо учитывать цвет и материал мелющих тел.
  • Если важно низкое загрязнение, мелющие тела могут быть выбраны для облегчения отделения от готового продукта (например, стальная пыль, полученная из среды из нержавеющей стали, может быть отделена с помощью магнитов от цветных металлов). Альтернативой сепарации является использование среды из того же материала, что и измельчаемый продукт.
  • Легковоспламеняющиеся продукты имеют тенденцию становиться взрывчатыми в виде порошка . Стальная среда может вызвать искру и стать источником возгорания для этих продуктов. Необходимо выбрать либо мокрое шлифование, либо неискрящие среды, такие как керамика или свинец .
  • Некоторые среды, например железо, могут вступать в реакцию с коррозионными материалами. По этой причине можно использовать мелющие тела из нержавеющей стали , керамики и кремня, если во время измельчения присутствуют коррозионные вещества.

Помольная камера также может быть заполнена инертным защитным газом , который не вступает в реакцию с измельчаемым материалом, чтобы предотвратить окисление или взрывные реакции, которые могут возникнуть с окружающим воздухом внутри мельницы.

Преимущества шаровой мельницы [ править ]

Шаровая мельница имеет ряд преимуществ перед другими системами: низкая стоимость установки и мелющей среды; вместимость и тонкость можно регулировать, регулируя диаметр шара; подходит как для периодической, так и для непрерывной работы; подходит для открытого и замкнутого цикла измельчения; он применим для материалов любой степени твердости.

Разновидности [ править ]

Помимо обычных шаровых мельниц существует второй тип шаровых мельниц, называемый планетарными шаровыми мельницами.. Планетарные шаровые мельницы меньше обычных шаровых мельниц и в основном используются в лабораториях для измельчения материала образцов до очень малых размеров. Планетарная шаровая мельница состоит, по меньшей мере, из одного размольного стакана, эксцентрично установленного на так называемом солнечном круге. Направление движения солнечного круга противоположно направлению движения размольных стаканов (соотношение: 1: -2 или 1: -1). Мелющие шары в размольных стаканах подвергаются наложенным вращательным движениям, так называемым силам Кориолиса. Разница в скоростях между шарами и размольными стаканами приводит к взаимодействию сил трения и удара, которое высвобождает высокую динамическую энергию. Взаимодействие между этими силами обеспечивает высокую и очень эффективную степень измельчения планетарной шаровой мельницы.

См. Также [ править ]

  • Цементная мельница
  • Финишная обработка
  • Вертикальная валковая мельница

Ссылки [ править ]

  1. ^ Линч, А .; Роуленд С. (2005). История шлифования . SME. ISBN 0-87335-238-6.
  2. ↑ Армия США (1989), Техническое руководство Министерства армии: военные взрывчатые вещества (TM 9-1300-214) , стр. 10–8.
  3. ^ Takacs, Ласло (январь 2002). «Самоподдерживающиеся реакции, вызванные шаровой мельницей». Прогресс в материаловедении . 47 (4): 355–414. DOI : 10.1016 / S0079-6425 (01) 00002-0 .
  4. ^ Takacs, Ласло (январь 2002). «Самоподдерживающиеся реакции, вызванные шаровой мельницей». Прогресс в материаловедении . 47 (4): 355–414. DOI : 10.1016 / S0079-6425 (01) 00002-0 .
  5. ^ Флорез-Замора, Мичиган; и другие. (2008). «Сравнительное исследование сплавов Al-Ni-Mo, полученных механическим легированием в различных шаровых мельницах» (PDF) . Rev. Adv. Mater. Sci . 18 : 301.
  6. ^ Технология механического легирования , Институт обработки материалов