Барабанно-шаровые мельницы

Барабанно-шаровые мельницы применяются для измельчения и тонкого помола твердых каменистых пород, строительных обломков, керамики, угля и других материалов. Их используют на горнорудных комбинатах, на производстве для изготовления строительных материалов (гипс, цемент, сухие сыпучие смеси), на производстве фаянса и керамики, на производстве асфальта, для приготовления сухих примесей, которые добавляют в смесь асфальта, для улучшения качеств верхнего слоя, в лабораториях и т.д. 

Шаровые мельницы могут быть барабанными (диаметр барабана не намного меньше длины барабана) и трубными (длина барабана намного превышает диаметр барабана). Трубные шаровые мельницы обычно имеют две камеры.

Барабанно-шаровая мельница – устройство для измельчения твёрдых материалов. Применяется в основном в горнорудной промышленности, для создания порошка для использования в красках, пиротехнических средствах, и в керамике. Барабанные мельницы используются для измельчения материала до частиц размером менее десятых долей миллиметра.

Принцип работы барабанно-шаровой мельницы

Помол твердых тел осуществляется с помощью твердых мелющих тел сферической формы, которые загружают в барабан вместе с материалом, требующим измельчения. Барабан крутится, что приводит мелющие тела в движение. Высокая скорость вращения барабана шаровой мельницы ведет к тому, что мелющие шары внутри него падают с высоты и разбивают, тем самым измельчая материал, это так называемый водопадный способ помола. Низкая скорость приводит к тому, что между мелющими шарами возникает трение, за счет которого происходит измельчение материала, такой способ называют каскадным.

Для повышения качества измельчения, мелющие шары могут быть разных размеров. Мелющие элементы большого размера дробят основную массу, а мелющие элементы малого размера позволяют добиться более тонкой степени помола материала, превращая его в пыль. Главная особенность шаровых мельниц заключается в том, что твердость мелющих элементов должна быть выше, чем твердость перемалываемых материалов. Мелющие шары могут быть сделаны из чугуна, стали, керамики.

В барабанных мельницах материал измельчается внутри полого вращающегося барабана. При вращении мелющие тела и измельчаемый материал сначала движутся по круговой траектории вместе с барабаном, а затем падают по параболе. Часть перемалываемого материала, расположенная ближе к оси вращения, скатывается вниз по подстилающим слоям. Материал измельчается в результате истирания при относительном перемещении мелющих тел и частиц материала, а также вследствие удара.

Конструкционные особенности барабанно-шаровой мельницы

Барабанно-шаровая мельница представляет собой сварную конструкцию из толстолистовой стали в форме цилиндрического барабана в виде трубы. Торцы трубы заварены листами круглой формы, в которых имеются отверстия для загрузки и разгрузки барабана. Внутренняя поверхность барабана футерирована твердыми плитами или накладками, чтобы снизить механические повреждения и повысить срок службы конструкции. Чаще всего мелющие элементы, которые загружают в барабан выполняют из того же материала, что футеровка. При помощи электродвигателя барабан вращается. Существуют шаровые мельницы беспрерывного и периодического действия. В случае беспрерывной работы загрузка и выгрузка материалов осуществляется беспрерывно, а при периодическом действии, загрузку и выгрузку материалов проводят, когда работа шаровой мельницы остановлена.

Количество мелющих элементов, которое загружают в барабан, получают расчетным путем. Чем больше мелющих элементов, тем выше качество помола. Но если мелющих шаров будет слишком много, то это приведет к перерасходу энергии и снижению эффективности работы агрегата, возможным поломкам. В процессе разгрузки барабана, чтобы мелющие шары не выпали, используют специальный стакан, в котором сделаны отверстия меньшего диаметра, чем мелющие шары. Нередко барабанно-шаровые мельницы снабжают ситом, чтобы разделить перемолотую массу на фракции, в этом случае крупные элементы отправляют снова в барабан для вторичного помола.

Мельницы шаровые работают в различных технологических схемах (в открытом или закрытом цикле) и позволяет получать однородный по тонкости продукт измельчения с помощью мелющих тел (шаров и цильпебсов). Производительность мельницы зависит от свойств измельчаемых материалов (прочность, размолоспособность), крупности материалов на входе (до 50 мм), влажности материалов (до 0,5 %), тонкости помола, равномерности питания, заполнения мелющими телами и материалом.

Типы барабанно-шаровых мельниц

Шаровые мельницы отличаются по размеру барабана (барабанные, трубные), форме (конические, цилиндрические), количеству камер (однокамерные и двухкамерные), способу работы (беспрерывная и периодическая), виду материала из которого выполнена футеровка и мелющие элементы, типу двигателя (периферийный, центральный). Барабанно-шаровые мельницы делятся на промышленные и лабораторные. Промышленные барабанно-шаровые мельницы представляют собой крупногабаритные агрегаты, их используют на производстве. Лабораторные барабанно-шаровые мельницы меньше по размеру, они бывают настольные и напольные, их применяют для работы в лаборатории или для тестирования и моделирования помола разных типов материалов. Барабанно-шаровые мельницы могут применяться для сухого измельчения материалов и для мокрого, либо комбинированные варианты, сочетающие оба способа. Лабораторные шаровые мельницы для мокрого помола могут использовать агрессивные растворяющие жидкости для повышения эффективности работы.

Достоинства и недостатки барабанно-шаровых мельниц

К числу достоинств  барабанно-шаровых мельниц можно отнести высокую степень тонкости помола и возможность ее регулировать, возможность сушки материала в процессе работы мельницы, простоту конструкции и эксплуатации, надежность, универсальность. Барабанно-шаровые мельницы позволяют осуществлять помол пород различной твердости, для этого достаточно правильно подобрать мелющие тела (относительно твердости перемалываемого материала и размер шаров). Основной недостаток  барабанно-шаровых мельниц – это энергоемкость, процесс помола требует значительного расхода электроэнергии, а также большой вес оборудования и размеры, сильный шум во время работы. Несмотря на все недостатки, барабанно-шаровые мельницы эффективно применяются в различных отраслях промышленности.