26. Мельницы шаровые и трубные.

Принцип действия шаровых мельниц основан на том, что материал, находящийся во вращающемся барабане мельницы, подвергается воздей­ствию свободно падающих мелющих тел. При вращении барабана мелющие тела (в подавляющем большинстве металлические шары) поднимаются на определенную высоту, а затем, отрываясь от стенки барабана при свободном падении, измельчают материал. Материал в мельнице измельчается ударом и частично истиранием благодаря перекатыванию шаров и их скольжению.

Все существующие типы шаровых и трубных мельниц могут быть клас­сифицированы по следующим основным признакам:

по принципу работы — на периодические (рис. 51, а) и непрерывно действующие (рис. 51, б, в, г, д, е, ж);

по способу помола — на мельницы сухого или мокрого помола; по конструкции и форме барабана — на цилиндрические однокамерные (см. рис. 51, а, б, в, г), многокамерные (см. рис. 51, е, ж) и конические (см. рис. 51, д);

по способу загрузки и разгрузки — на мельницы с загрузкой и раз­грузкой через люк (см. рис. 51, а);

с периферийной разгрузкой (см. рис. 51, в,);

с центральной загрузкой и разгрузкой через пустотельные цапфы (см. рис. 51, б, г, д, е, ж);

по конструкции привода — с периферийным (шестеренчатым) приводом и с центральным приводом;

по схеме работы — с открытым или замкнутым циклом. В шаровых мельницах отношение длины барабана L к его диаметру D не превышает 1—2, в то время как в трубных это отношение равно 3—6. От того, по какой из схем работает помольная установка, во многом зависят ее производительность, удельный расход энергии, однородность готового продукта по величине частиц, а также стоимость эксплуатации по­мольной установки.

При работе мельницы по открытому циклу (рис. 52, а) весь измельчае­мый материал пропускается через барабан один раз. У этих мельниц отсут­ствуют дополнительные устройства, обеспечивающие промежуточный отбор готового продукта. Это снижает эффективность помола, поскольку готовый продукт, не удаленный своевременно из мельницы, затрудняет измельчение.

частиц неразмолотого материала. Все это снижает производительность мель­ницы и увеличивает удельный расход энергии на помол. Одновременно имеет место относительно повышенная неоднородность готового продукта, в ко­тором часть материала переизмельчается, а другая недоразмалывается, бу­дучи окружена тонкой пылью.

Необходимо, однако, отметить, что установки, работающие по открытому циклу, просты по конструкции и менее сложны в эксплуатации в сравнении с мельницами, работающими по замкнутому циклу.

При замкнутом цикле помола материал выходит из мельницы частично недоизмельченным и затем при помощи сепараторов (см. разд. II) при сухом способе помола (рис. 52, б, в), грохотов или гидроциклонов (см. гл. II разд. II) при мокром помоле (рис.

5 2, г, д) разделяется на гото­вый продукт и крупку, которая вновь направляется в мельницу на домол.

При работе мельницы по схеме, показанной на рис. 52, б, измельчаемый материал подается в загру­зочный конец барабана 1, продвигается в процессе по­мола вдоль барабана по направлению к разгрузоч­ному концу, выпадает из него и элеватором 2 подает­ся в сепаратор 3, где про­исходит разделение мате­риала на готовый продукт и крупку, которая вновь направляется в мельницу

для последующего совместного помола с новой порцией материала. Гото­вый продукт транспортируется в силосы.

Рис. 52. Схемы работы шаровых мельниц:

1 — барабан мельницы; 2 — элеватор; 3 — сепаратор; 4 —сито;

5 — гидроциклон

При работе мельницы по схеме, приведенной на рис. 52, в, измельчае­мый материал отводится в средней части мельницы через специальные от­верстия в стенке барабана и при посредстве элеватора направляется в сепа­ратор, откуда готовый продукт направляется в силосы, а крупка загружает­ся в мельницу, в среднюю часть ее или частично в загрузочную часть.

Мельницы, работающие с сепаратором, называются сепараторными.

Трубные мельницы в промышленности строительных материалов при­меняются в основном на цементных заводах. Наиболее распространены трубные мельницы размером 2,2х 13, 2,55х 13, 3,2x8,5 и 3,2х 15 м, 4х 13,5 м и 4,5х 16 м.

На рис. 62 представлен разрез мельницы (без приводного устройства). Принцип работы мельницы сводится к следующему: материал, подлежащий измельчению, при посредстве дозаторов подается в приемную воронку1 и через питатель 2 в трубошнек 3, установленный в полой цапфе загрузочного днища 4, и далее в первую камеру мельницы. По мере измельчения материал продвигается к межкамерной перегородке 5 и через щели в ней, а затем через отверстия 6 поступает в сборный кожух 7. Собирается в нижней его части, откуда при посредстве элеватора подается в сепараторы.

Рис. 62. Продольный разрез двухкамерной трубной мельницы

Выделенные в сепараторах тонкие фракции по аэрожелобам поступают в пневматические камерные насосы, которыми подаются в силосы.

Недоизмельченный материал (крупка) при посредстве аэрожелобов по­дается во вторую камеру мельницы, через приемный патрубок 8 и затем при посредстве лопастей 9 поднимается, ссыпаясь потом на конус 10, который направляет материал во вторую камеру. При перегрузке материалом второй камеры часть крупки может быть направлена снова в первую камеру.

Пустотелый цилиндрический барабан мельницы изготавливается из стальных листов, соединенных между собой сваркой. Внутренняя поверх­ность барабана облицована футеровочными бронеплитами, отлитыми из мар­ганцовистой стали или из отбеленного чугуна. С торцов корпус закрыт ли­тыми стальными днищами, центральные части которых выполнены в виде цапф; последними барабан опирается на подшипники, охлаждаемые водой.

Принцип действия шаровых мельниц основан на том, что материал, находящийся во вращающемся барабане мельницы, подвергается воздей­ствию свободно падающих мелющих тел. При вращении барабана мелющие

Р ис. 67. Схемы движения паров в мельнице

тела (в подавляющем большинстве металлические шары) поднимаются на определенную высоту, а затем, отрываясь от стенки барабана при свободном падении, измельчают материал. Материал в мельнице измельчается ударом и частично истиранием благодаря перекатыванию шаров и их скольжению.

При относительно малой угловой скорости вращения барабана шары ■и материал делают поворот в сторону вращения на некоторый угол (рис. 67, а) и далее при той же скорости вращения барабана остаются в этом положении. Шары и материал, непрерывно циркулируя, движутся вверх по концентрическим круговым траекториям и затем скатываются парал­лельными слоями, измельчая материал раздавливанием и истиранием.

С увеличением скорости вращения барабана угол поворота загрузки {шары и материал) увеличивается и шары поднимаются все выше, затем в некоторой точке, называемой точкой отрыва, покидают круговые траек­тории и далее как тела, брошенные под некоторым углом к горизонту, пе­реходят на параболические траектории в конце своего пути, встречаясь с со­ответствующей круговой траекторией (рис. 67, б). Измельчение материала при этом режиме работы происходит за счет удара и частично истирания.

При дальнейшем увеличении угловой скорости вращения барабана шары и материал под действием центробежной силы инерции все с большей силой будут прижиматься к стенке барабана и, наконец, наступит момент, когда величина центробежной силы инерции превзойдет силу тяжести шара и он (следовательно, и загрузка) будет вращаться вместе с барабаном, не отделяясь от его внутренней поверхности (рис. 67, в).

Исходя из изложенного, наиболее эффективным с точки зрения процесса •измельчения материала, является режим работы, при котором шар, двигаясь вначале по круговым траекториям, переходит затем на параболические, производя в конце своего пути измельчение материала.