Шаровая мельница

Барабанно-шаровые мельницы являются устройствами. Работа шаровых мельниц заключается в измельчении твердых материалов. Измельчение материала в таких мельницах осуществляется внутри полого вращающегося барабана. Мелющими телами выступают шары или стержни. Так, во время вращения движение мелющих тел и измельчаемого материала сначала осуществляется по круговой траектории вместе с барабаном, после чего происходит их падения по параболе. Та часть загрузки, которая находится ближе к оси вращения, скатывается вниз по подстилающим слоям. Измельчение материала происходит благодаря истиранию при относительном перемещении мелющих тел и частиц материала, а также является результатом удара.

Конструкция шаровой мельницы

Шаровая мельница состоит из пустотелого барабана, который закрывают загрузочная и разгрузочная торцевые крышки. Сам барабан шаровой мельницы является стальным полым цилиндром, внутренняя часть которого покрыта броневыми футеровочными плитами. Данные плиты выступают защитным слоем и предохраняют конструкцию от повреждения в результате ударов и трения шаров, а также измельчающего материала. Существенно влияет на работу мельницы форма футеровки барабана. Например, футеровка мельниц, в которые загружается крупный исходный материал, имеет ребра. Мельницы, которые работают с мелким материалом, имеют футеровки с мелкими ребрами или вовсе без них. Сила сцепления дробящей среды и барабана, а также результаты работы мельницы, напрямую зависят от высоты, взаимного расположения, а также формы рёбер. В связи с этим, очень важным фактором во время изнашивания футеровки является отсутствие резких изменений в характере ее поверхности.

Торцевые крышки отлиты заодно с полыми цапфами, на которых располагаются опорные бандажи, посредством которых происходит опор барабана на две самоустанавливающиеся роликоопоры. Материал загружается в мельницу через загрузочную воронку. Вращаться мельницу заставляет электродвигатель через муфту, редуктор, а также пластичную муфту. Во время вращения барабана происходит вращение мелющих тел сначала в одном направлении с барабаном, после чего мелющие тела поднимаются на незначительную высоту и свободно падают или же перекатываются вниз.

Типы шаровых мельниц

Согласно способу разгрузки мельницы бывают:

• с центральной разгрузкой;
• разгрузкой через решетку.

Согласно форме барабана мельницы бывают:

• цилиндрические;
• цилиндро-конические.

Цилиндрические мельницы подразделяются на:

• короткие;
• длинные;
• трубные.

Характеристики шаровых мельниц

Мельницы, имеющие центральную разгрузку, освобождаются от измельченного продукта путем свободного слива через пустотелую разгрузочную цапфу. В данном случае очень важно, чтобы уровень пульпу в барабане превышал уровень в нижней образующей разгрузочной цапфы. В связи с этим, мельницы, имеющие центральную разгрузку, имеют еще следующие названия – мельницы сливного типа или же мельницы с высоким уровнем пульпы. Диаметр разгрузочной горловины (воронки) несколько больше диаметра загрузочной. Такая конструкция обеспечивает необходимый уклон и поддержку пульпы в мельнице на  высоком уровне.

Мельницы, загружающиеся через решетку, оборудованы подъемным устройством, благодаря которому происходит принудительная разгрузка измельченного материала. В связи с этим, мельницы данного типа могут иметь пульпу на уровне значительно ниже, чем уровень загрузочной цапфы. Данные мельницы также называются мельницами с принудительной разгрузкой или мельницами с низким уровнем пульпы. Разгрузочный конец барабана таких мельниц имеет решетку, в которой имеется отверстие для разгрузки измельченного материала. На решетке со стороны, которая обращена к торцевой разгрузочной крышке, присутствуют радиальные ребра-лифтеры, посредством которых осуществляется деление пространства между решеткой и торцевой крышкой на секторные камеры, открытые в цапфу. Во время вращения барабана действие данных ребер подобно действию элеваторного колеса. Пульпа поднимается до уровня разгрузочной цапфы. Благодаря данной конструкции осуществляется поддержка пульпы в мельнице на низком уровне, а также существенно уменьшается длительность присутствия в ней материала в связи с уменьшением объема пульпы.

Короткие шаровые мельницы имеют длину барабана, меньшую или равную его диаметру. У длинных мельниц барабан имеет длину, которая превышает один его диаметр, однако она меньше трех его диаметров. Трубные шаровые мельницы имеют длину барабана, которая превышает три его диаметра.

Принцип работы шаровых мельниц цилиндрического типа  заключается в измельчении крупного материала. Особенностью таких мельниц является относительно небольшая длина. Это связано с равномерным распределением по всей ее длине шаров, которые при вращении получают один и тот же импульс. Такая мельница имеет барабан, диаметр которого зависит от крупности кусков загрузочного материала. Так, чем более крупны куски – тем больше должен быть диаметр.

Трубные шаровые мельницы имеют барабан с внутренней облицовкой. Для облицовки используются бруски или кремневая калька на цементе. Осуществляется беспрерывная подача материала с одного конца барабана по его оси с помощью загрузочной воронки. Выход материала осуществляется с противоположного конца барабана через его торцовую стенку или отверстия в стенках. Данные мельницы оборудованы приводом, схожим по своему строению с приводом прокатных станов. На центральном приводном валу с концов присутствуют фрезерованные выступы и впадины, с помощью которых он крепится на специальные муфты. Благодаря данной конструкции не происходит передача осевого смещения мельницы на редуктор или электродвигатель. В таких мельницах воздействие шаров на загрузку является более длительным.

Цилиндро-коническая шаровая мельница имеет корпус, образованный двумя конусами и короткой цилиндрической части, которая находится между этими конусами. Для такой мельницы, благодаря ее конструкции, действующие усилие пропорционально полезному сопротивлению. Наблюдается постепенное снижение окружной скорости по барабану конической мельницы в направлении от цилиндрической части к разгрузочному отверстию. В этом же направлении происходит снижение угла подъема шаров внутри конструкции,  что, в свою очередь, приводит к уменьшению их кинетической энергии. По мере того, как приближаются куски к месту разгрузки, их величина снижается.

Стоит сказать, что на производительность шаровых мельниц имеет прямое влияние величина диаметра барабана, а также соотношение между диаметром и длиной барабана.

Короткие и длинные барабанные мельницы в своей конструкции имеют одну измельчительную камеру, а длинные и трубные барабанные мельницы имеют две и более камер. Однокамерные мельницы непрерывного действия – это главное измельчительное оборудование обогатительных фабрик.