Młyn kulowy
_(cropped).png)
Młyn kulowy to rodzaj szlifierki używanej do mielenia lub mieszania materiałów do stosowania w procesach obróbki mineralnej, farbach, pirotechnice, ceramice i selektywnym spiekaniu laserowym . Działa na zasadzie uderzenia i ścierania: zmniejszenie rozmiaru odbywa się poprzez uderzenie, gdy kulki spadają z górnej części skorupy.
Młyn kulowy składa się z wydrążonej cylindrycznej skorupy obracającej się wokół własnej osi. Oś skorupy może być pozioma lub pod niewielkim kątem do poziomu. Jest częściowo wypełniony kulkami. Medium mielącym są kulki, które mogą być wykonane ze stali ( stal chromowana ), stali nierdzewnej, ceramiki lub gumy. Wewnętrzna powierzchnia cylindrycznej skorupy jest zwykle wyłożona materiałem odpornym na ścieranie, takim jak stal manganowa lub wykładzina gumowa. Mniejsze zużycie ma miejsce w młynach wyłożonych gumą. Długość młyna jest w przybliżeniu równa jego średnicy.
Ogólna idea młyna kulowego jest starożytna, ale dopiero rewolucja przemysłowa i wynalezienie energii parowej umożliwiły zbudowanie skutecznej młyna kulowego. Podaje się, że był używany do szlifowania krzemienia do ceramiki w 1870 roku.
Pracujący
W przypadku młyna kulowego działającego w trybie ciągłym materiał do mielenia jest podawany z lewej strony przez stożek 60°, a produkt jest odprowadzany przez stożek 30° w prawo. Gdy skorupa się obraca, kulki są unoszone po wznoszącej się stronie skorupy, a następnie spadają kaskadą w dół (lub opadają na paszę) z okolic górnej części skorupy. W ten sposób cząstki stałe znajdujące się pomiędzy kulkami a podłożem są zmniejszane pod wpływem uderzenia.
Aplikacje
Młyny kulowe służą do mielenia materiałów, takich jak rudy górnicze, węgiel, pigmenty i skaleń do ceramiki. Szlifowanie może być prowadzone na mokro lub na sucho, ale to pierwsze odbywa się na niskich obrotach. Mieszanie materiałów wybuchowych jest przykładem zastosowania gumowych piłek. W przypadku układów z wieloma składnikami wykazano, że mielenie kulowe jest skuteczne w zwiększaniu w stanie stałym . Ponadto wykazano, że mielenie kulowe jest skuteczne w produkcji materiałów amorficznych. Przydatne może być również oddzielenie gazów, takich jak wodór , i przechowywanie ich w postaci proszku.
Opis
_incl_accessories.jpg)
Młyn kulowy, rodzaj młynka , jest cylindrycznym urządzeniem służącym do mielenia (lub mieszania) materiałów, takich jak rudy , chemikalia, surowce ceramiczne i farby. Młyny kulowe obracają się wokół osi poziomej, częściowo wypełnione mielonym materiałem plus medium mielącym. Jako media stosuje się różne materiały, w tym kulki ceramiczne , kamyki krzemienne i kulki ze stali nierdzewnej . Wewnętrzny efekt kaskadowy redukuje materiał do postaci drobnego proszku. Przemysłowe młyny kulowe mogą pracować w sposób ciągły, zasilany na jednym końcu i rozładowywany na drugim końcu. Duże i średnie młyny kulowe obracają się mechanicznie wokół własnej osi, ale małe zwykle składają się z cylindrycznego pojemnika z nakrętką, który jest osadzony na dwóch wałach napędowych (koła pasowe i pasy służą do przenoszenia ruchu obrotowego). Kubek skalny działa na tej samej zasadzie. Młyny kulowe są również używane w pirotechnice i produkcji prochu czarnego , ale nie mogą być używane do przygotowywania niektórych mieszanek pirotechnicznych, takich jak proch błyskowy, ze względu na ich wrażliwość na uderzenia. Wysokiej jakości młyny kulowe są potencjalnie drogie i mogą rozdrabniać cząstki mieszaniny do wielkości nawet 5 nm , co ogromnie zwiększa powierzchnię i szybkość reakcji.
Szlifowanie działa na zasadzie prędkości krytycznej. Krytyczną prędkość można rozumieć jako prędkość, po której stalowe kule odpowiedzialne za rozdrabnianie cząstek zaczynają obracać się wzdłuż kierunku cylindrycznego urządzenia, nie powodując w ten sposób dalszego rozdrabniania.
Młyny kulowe są szeroko stosowane w mechanicznym procesie stopowania , w którym są używane do szlifowania i spawania na zimno, wytwarzając stopy z proszków.
Młyn kulowy jest kluczowym elementem wyposażenia rozdrabniania materiałów kruszonych i jest szeroko stosowany w liniach produkcyjnych proszków, takich jak cement, krzemiany, materiały ogniotrwałe, nawozy sztuczne, ceramika szklana itp., a także do wzbogacania rud metali żelaznych i metale nieżelazne. Młyn kulowy może rozdrabniać rudy i inne materiały na mokro lub na sucho. Istnieją dwa rodzaje młynów kulowych ze względu na sposób odprowadzania materiału: rusztowy i przelewowy. Wiele rodzajów środków mielących nadaje się do stosowania w młynie kulowym, a każdy materiał ma swoje specyficzne właściwości i zalety. Kluczowymi właściwościami środków mielących są rozmiar, gęstość, twardość i skład.
- Rozmiar: im mniejsze cząstki mediów, tym mniejszy rozmiar cząstek produktu końcowego. Cząsteczki środka mielącego powinny być znacznie większe niż największe kawałki mielonego materiału.
- Gęstość: Media powinny być gęstsze niż mielony materiał. Problemem staje się, jeśli środek mielący unosi się na wierzchu mielonego materiału.
- Twardość: środek mielący musi być wystarczająco wytrzymały, aby zmielić materiał, ale tam, gdzie to możliwe, nie tak twardy, aby zużywał również kubek.
- Skład: Różne zastosowania szlifierskie mają specjalne wymagania. Niektóre z tych wymagań opierają się na tym, że niektóre środki mielące znajdują się w gotowym produkcie, podczas gdy inne opierają się na tym, jak środki mielące zareagują z mielonym materiałem.
- Tam, gdzie ważny jest kolor gotowego produktu, należy wziąć pod uwagę kolor i materiał materiału mielącego.
- Tam, gdzie ważne jest niskie zanieczyszczenie, środek mielący można wybrać tak, aby łatwo go było oddzielić od gotowego produktu (np. pył stalowy wytwarzany ze środka ze stali nierdzewnej można magnetycznie oddzielić od produktów nieżelaznych). Alternatywą dla separacji jest użycie mediów z tego samego materiału co mielony produkt.
- Produkty łatwopalne mają tendencję do wybuchania w postaci proszku . Media stalowe mogą iskrzyć, stając się źródłem zapłonu tych produktów. Należy wybrać ścierniwo do szlifowania na mokro lub nieiskrzące, takie jak ceramika lub ołów .
- Niektóre media, takie jak żelazo, mogą reagować z materiałami korozyjnymi. Z tego powodu ściernice ze stali nierdzewnej , ceramiki i krzemienia mogą być używane, gdy podczas szlifowania obecne są substancje żrące.
Komorę mielenia można również wypełnić obojętnym gazem osłonowym , który nie wchodzi w reakcję z mielonym materiałem, aby zapobiec utlenianiu lub reakcjom wybuchowym, które mogą wystąpić z otaczającym powietrzem wewnątrz młyna.
Zalety młyna kulowego
Frezowanie kulowe ma kilka zalet w porównaniu z innymi systemami: koszt instalacji i mielenia jest niski; pojemność i rozdrobnienie można regulować, dostosowując średnicę kulki; nadaje się zarówno do pracy okresowej, jak i ciągłej; nadaje się do szlifowania w obiegu otwartym i zamkniętym; ma zastosowanie do materiałów o wszystkich stopniach twardości.
Odmiany
Oprócz zwykłych młynów kulowych istnieje drugi rodzaj młynów kulowych zwany planetarnym młynem kulowym . Planetarne młyny kulowe są mniejsze niż zwykłe młyny kulowe i są używane głównie w laboratoriach do mielenia próbek materiału do bardzo małych rozmiarów. Planetarny młyn kulowy składa się z co najmniej jednego naczynia mielącego umieszczonego mimośrodowo na tzw. kole słonecznym. Kierunek ruchu koła słonecznego jest przeciwny do kierunku ruchu naczyń mielących (przełożenie: 1:−2 lub 1:−1). Kule mielące w naczyniach mielących poddawane są nakładającym się ruchom obrotowym, tzw. siłom Coriolisa. Różnica prędkości między kulkami a naczyniami mielącymi powoduje interakcję między siłami tarcia i uderzenia, która wyzwala wysokie energie dynamiczne. Wzajemne oddziaływanie tych sił zapewnia wysoki i bardzo skuteczny stopień redukcji rozmiaru planetarnego młyna kulowego.