Ignis Caelum: Все сообщения за 16 Июня 2004 года

Были у меня вопросы по созданию шаровой мельницы.
Теперь себе и остальным отвечаю.


Простейший аппарат для измельчения дробленых твердых материалов - шаровая вращающийся мельница, которая представляет собой металлический цилиндрический барабан. Внутри барабана находятся размольные тела полиэдрической или округлой формы, чаще всего стальные или твердосплавные шары. При вращении мельницы размольные тела поднимаются на некоторую высоту в направлении вращения, затем падают или скатываются и измельчают материал, истирая его и раздрабливая. Соотношение между дробящим и истирающим действием размольных тел в мельнице зависит от отношения диаметра цилиндра D к длине цилиндра L при одинаковом объеме. При D:L>3 преобладает дробящее действие размольных тел (полезно для измельчения хрупких тел), при D:L<3 - истирающее действие (более эффективное для измельчения пластичных материалов).
Если L / D < 3 , то мельницы называют барабанными, если L / D > 3 - трубными.

Барабанные мельницы классифицируются по принципу работы – периодического и непрерывного действия; по способу помола - сухого и мокрого помола; по характеру работы – работающие по открытому и замкнутому способам; по способу загрузки и разгрузки материала – с загрузкой и разгрузкой через люк, с загрузкой с загрузкой и разгрузкой через пустотелые цапфы, по виду мелющих тел – шаровые и стержневые.

Размеры кусков загружаемого материала составляют 10 - 30 мм,.

Ключевым параметром является скорость вращения

nкр.= 42,4/sqrt(D) об/мин
где D — внутренний диаметр барабана мельницы.

Скорость вращения выбирают n=0,7-0,8nкр для интенсивного измельчения (n=32/sqrt(D) для сухого помола или n=35/sqrt(D) для мокрого) и n=0,4-0,5 для режима перекатывания

На процесс измельчения большое влияние оказывает масса шаров и ее отношение к массе измельчаемого материала. Обычно в мельницу загружают 1,7-1,9 кг стальных шаров на 1 л. объема. При этом коэффициент заполнения j барабана мельницы является оптимальным, и составляет 0,4 - 0,5. При больших значениях j шары сталкиваются друг с другом, теряя энергию, и не производят достаточно эффективного измельчающего действия, а при меньшей загрузке шаров резко снижается производительность измельчающего устройства. Количество (масса) загружаемого для размола материала должно быть таким, чтобы после начала измельчения его объем не превышал объема пустот (зазоров) между размольными телами. Если материала будет больше, то часть его, не вмещающаяся в зазоры, измельчается менее интенсивно. Обычно соотношение между массой размольных тел и массой измельчаемого материала составляет 2,5 - 3. При интенсивном измельчении это соотношение увеличивается до 6 - 12 и даже больше.

Размер размольных тел (диаметр шаров) также оказывает влияние на процесс размола. Размер размольных тел должно быть в пределах 5 - 6% внутреннего диаметра барабана мельницы. Лучше применять набор размольных тел по размерам (например, при соотношении 4:2:1).

Для интенсификации процесса размола его проводят в жидкой среде, что препятствует распылению материала. Кроме того, проникая в микротрещины частиц, жидкость создает большое капиллярное давление, способствуя измельчению. Жидкость также уменьшает трение как между размольными телами, так и между частицами обрабатываемого материала. Жидкой средой обычно служат спирт, ацетон, вода, некоторые углеводороды и пр.

Длительность размола составляет от нескольких часов до нескольких суток.

При получении измельченных материалов с размером частиц порядка 1 мкм размол путем дробления падающими шарами становится малоэффективным. В таких случаях применяют режим перекатывания шаров, при котором они не падают, а поднимаются вместе со стенкой вращающегося барабана мельницы и затем скатываются по наклонной поверхности, образованной их массой.

Производительность мельницы считается по формуле
Q=6,45*V*sqrt(D)(G/V)⁰,8*qy*Kn
где qу - удельная производительность, т/кВт*ч мощности
(при мокром помоле 0,05-0,25, при сухом 0,03 – 0,4);
Кn – поправочный коэффициент на тонкость помола
(при остатке на сите № 009 от 2 до 20 % соответственно составляет от 0,588 до 1,425);
D – внутренний диаметр мельницы, м;
G – масса мелющих тел, т;
V – внутренний объем мельницы, м3;

Мощность (Вт) двигателя мельницы определяется по следующей формуле:
N= 1,07GR/η
где η – кпд привода мельницы, равный 0,9 – 0,94.

СМЕШИВАНИЕ ПОРОШКОВ

---

Наиболее распространенным является механическое смешивание компонентов в шаровых мельницах, идентичных применяемым при размоле, и смесителях. Оптимальная скорость вращения при смешивании в шаровой вращающейся мельнице составляет 20–40% критической. Лучшие результаты достигаются при соотношении шихты и размольных тел (шаров) по массе 1:1. Смешивание может сопровождаться одновременным измельчением компонентов.

Равномерное распределение частиц порошков в объеме смеси достигается тем легче и быстрее, чем ближе плотности смешиваемых компонентов. При большой разнице в плотностях наступает явление сегрегации, т.е. расслоение компонентов, и смешивание затрудняется (расслоение компонентов по плотностям может наступить и при длительном хранении приготовленной смеси). В этом случае полезно применить раздельную загрузку компонентов отдельными порциями: сначала более легкие с частью какого-либо более тяжелого, а затем всю оставшуюся массу

---

Вот

•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение