3. Кульові млини безперервної дії

Млини (рис. 41) з периферійним розвантаженням через сито, широко вживані у вогнетривкій промисловості, призначені для подрібнення матеріалів середньої твердості (сухої глини, шамоту, магнезиту і т. п.), коли необхідно отримати не менш 30-40% частинок величиною менше 5 мм. Млин має торцеві днища 6 і 8 з листової сталі, які облицьовані сталевими бронеплитами 9. До днищ прикріплені сталеві бронеплити 7, розташовані уступами, маточина 10 і горловина 13, відлита разом з лопатями 12. До горловини 13 примикає живляча воронка 11, встановлена на фундаменті. Вал 4 із закріпленими маточинами 5 і 10 спирається на підшипники.

Розташування плит 7 дозволяє обертати барабан тільки в напрямі, вказаному стрілкою. Бронеплити з одного боку трохи потовщені, а в тонкій частині мають отвори діаметром 5 мм, що розширюються у бік проходу матеріалу. Між плитами залишаються щілини, що перекриваються хвилястими щитками 14, які затримують крупні частинки матеріалу від випадання.

Над плитами 7 змонтовано два ряди сит – 3 і 1. У першому з них отвори більше, ніж в другому. Сито 3 затримує крупні частинки матеріалу і оберігає сито 1 від зайвого навантаження і передчасного зносу. Сито 3 виконано з окремих секцій, між якими є щілини. Частинки матеріалу, що не пройшли крізь отвори сита 1, повертаються в барабан через щілини між секціями сита 3 і плитами 7 для повторного подрібнення. Подрібнений і просіяний матеріал поступає в кожух 2. Патрубок 15 приєднують до аспіраційної установки.

У такому млині подрібнення матеріалу здійснюється стиранням за допомогою мелючих тіл, що перекочуються «з підскоками». У млині шматки матеріалу, що поступають, величиною 50-100 мм подрібнюються до частинок ~3–2–1–0,5 і 0,088 мм, останніх виявляється всього біля 3%, що недостатньо для деяких вогнетривких виробів. Можливе заповнення млинів з умов міцності складає: для тіл, що мелють, – 10-12%, а для подрібнюваного матеріалу–15–20%. Фактичний коефіцієнт заповнення мелючих тіл складає 3–7,5% від об'єму млина, тобто складає 63% від завантаження. Зменшення завантаження і швидкості млина призводить до зниження продуктивності, а збільшення – до перевитрат енергії.

Технічна характеристика кульових млинів періодичної дії, що використовуються на керамічних заводах

Найменування	Внутрішній діаметр барабана, м
	0,89	1,26	1,61	1,725	2,175
Довжина барабану, м Робоча швидкість, об/хв Місткість барабану, л Маса корисного завантаження, кг Маса куль, кг Потужність двигуна, кВт Маса фарфорової внутрішньої обшивки, кг Маса барабану без футеровки і без куль, кг Габаритні розміри машини l b h, м	0,81 35 500 250 250 2 445 1100 2,2 1,2 1,2	1,09 22 1300 650 650 3,8 1100 2050 2,7 1,6 1,6	1,69 18 3420 1700 1700 8 2115 4200 3,7 1,9 1,9	1,86 16 4400 2200 2200 10 2890 4600 4,0 2,1 2,1	2,21 14 8200 4100 4100 14 4350 8100 5,3 2,6 2,6

Нижче приводиться рекомендований розмір куль і кількість їх:

Розмір куль (для млинів  2,7м). мм	120	110	100	90	80	70	60	50
Кількість куль %	12	9	20	17	16	17	7	2

Рис. 41. Кульовий млин з периферичним розвантаженням через сито (а) і розташування бронеплит і просіваючих поверхонь (б)

Витрата куль при помолі шамоту з водопоглинанням від 5 до 12% відповідно складає від 0,34-0,42 і до 0,17-0,22 кг/т, а броньових плит із змістом марганцю – від 12-14% до 0,09-0,11 кг/т подрібнюваного шамоту.

Широко поширені у вогнетривкій промисловості млини мають параметри: діаметр – 1,9-3,1 м, довжина – 0,9-0,45 м, завантаження куль – 1-2,4 т, швидкість обертання – 23-27 об/хв (88-96% від критичного), продуктивність – 3-8 т/г, потужність двигуна – 80 - 30 кВт, величина отворів в ситах – 13 мм.

Рис. 42. Конусний млин

Млини з розвантаженням через порожнисту цапфу або торцеве днище (одно- і багатокамерні) бувають з коротким і довгим барабаном (з відношенням довжини до діаметру 0,9/0,2 і 15/4 м), конусні і циліндричні.

Конусні млини з розвантаженням через порожнисту цапфу (рис. 42) застосовують для мокрого і сухого помолу матеріалів різної твердості. До циліндричної частини 2 корпусу млина прикріплено з обох боків усічені конуси: з боку завантаження – крутий конус 1 з кутом при вершині 120°, з боку вивантаження – пологий конус 3 з кутом при вершині 60°. Циліндрова частина млина має довжину  діаметру; у млинах з кременевою футеровкою довжина циліндричної частини досягає величини діаметру. Розмір мелючих тіл  60 - 120 мм (нахил млина – 34 мм на 1 м довжини).

У млині цього типу відбувається автоматичний розподіл куль по крупності без застосування перегородок і подрібнення матеріалу досягається мелючими тілами відповідними крупності його шматків або частинок. Завдяки цьому конусні млини мають вищу продуктивність і витрачають менше енергії, чим циліндричні, де мелючі тіла піднімаються на однакову висоту. У млин матеріал подають розміром шматків не більше 50 мм, а подрібнюється він до величини частинок 0,07 мм. Завантаження і розвантаження матеріалу здійснюються через порожнисті цапфи.

Багатокамерні млини застосовують для помолу шамоту, сирого і обпаленого магнезиту, сирого доломіту, хромітової руди, кварцу, пегматиту, вапняку, клінкеру, вугілля і інших матеріалів, коли потрібна висока продуктивність і необхідний продукт однорідної і високої тонкості. У багатокамерному млині об'єднані всі стадії подрібнення і може здійснюватися як мокрий, так і сухий помол матеріалу. Камери завантажуються тілами різного розміру і крупності мелючих тіл.

В результаті застосування багатокамерних млинів спрощується процес помолу і обслуговування млинів, значно скорочується кількість допоміжної апаратури і зменшується кубатура будівлі.

Це сприяє широкому застосуванню багатокамерних млинів. Найбільшого поширення набули млини, що мають центральний привід з розвантаженням через порожнисту цапфу і торцеве днище. В даний час знаходять застосування потужні трубні млини з розвантаженням в середній частині і через порожнисту цапфу в торцевому днищі, що працюють в замкнутому циклі з сепаратором.

Багатокамерний млин з розвантаженням через порожнисту цапфу і з центральним приводом (див. рис. 38 і 39, г) має зварний барабан 6 з листової сталі завтовшки 28 мм, закритий з двох боків торцевими днищами 1 і 10. Днища відлиті разом з порожнистими цапфами 4 і 13 якими млин спирається на литі чавунні підшипники 2 і 19 з бабітовою заливкою. Підшипники, що мають сферичні опори, забезпечені водяним охолоджуванням і централізованою системою мастила. Всередині млин облицьований бронею з марганцевистої сталі і розділений на камери дірчастими перегородками 5 (або тільки одною). Конструкція млина передбачає можливість установки додаткових перегородок. У корпусі млина над кожною камерою зроблені овальні отвори – люки, що закриваються кришками 7. Через ці люки млин завантажується мелючими тілами. У перших камерах мелючими тілами зазвичай служать металеві кулі, в інших – короткі металеві циліндри. Камери заповнюють сталевими тілами приблизно на 23–28% їх об'єму.

До цапфи 4 примикає завантажувальний пристрій, через який подається матеріал в порожнисту цапфу. У цапфу вставлена втулка з привареними до неї лопатями, що забезпечують примусове надходження матеріалу в млин. Параметри завантажувального пристрою забезпечують значно більшу продуктивність, чим продуктивність млина, що усуває можливість її недовантаження.

Між завантажувальною тічкою 3 і цапфою в деяких конструкціях зроблено подвійне фетрове ущільнення з притискним кільцем. Між кільцем і тічкою нагнітається густе мастило. У розвантажувального днища 10 встановлена діафрагма, що складається з дірчастої перегородки 6, конуса 9 і приварених до нього радіально направлених лопатей 11. До цапфи 13, усередині якої знаходиться втулка 12 з лопатями, прикріплені розвантажувальний патрубок 16 з вікнами 18 і каркас контрольного сита 15, охоплений кожухом 17.

Млин приводиться в рух від електродвигуна 20 через двоступеневий редуктор 21 і вал 22 центрального привода, забезпечений зубчатими муфтами. Наявність центрального приводу дозволяє обійтися без важкого і дорогого зубчатого вінця, забезпечує спокійніший хід млина і можливість установки двигуна з редуктором в окремому приміщенні, захищеному від пилу.

Матеріал, подрібнений в млині, проходить через міжкамерні перегородки, потім через перегородку 8 діафрагми поступає па лопаті 11, піднімається ними і сповзає по їх поверхні і поверхні конуса 9 у втулку 12, де підхоплюється лопатями і подається в розвантажувальний патрубок 16. Через вікна 18 розвантажувального патрубка матеріал проходить на контрольне сито 15.

Подрібнений матеріал, що пройшов через сито, поступає в кожух 17, а з нього – в транспортуючий пристрій. Частинки матеріалу і дрібні залишки спрацьованих мелючих тіл, що не пройшли крізь сито, поступають у відгороджену частину кожуха і видаляються з млина. Патрубок 14 служить для приєднання млина до аспіраційної системи.

Рис. 43. Сепараторний млин (а) і схема помольного агрегату (б)

Найбільш сучасний двокамерний сепараторний млин (рис. 43, а) має камери попереднього 1 і остаточного помолу 6. Перша футерована каблучковими самосортуючими плитами, а друга – ступінчастими плитами. У млині завантажувальний пристрій, порожниста цапфа, днища з боку завантаження і розвантаження, діафрагма і т.д. подібні вже розглянутим в млині (див. рис. 38 і 39, г). Істотно відрізняється середня частина млина, розділена перегородками 2, 3 і 5. Між перегородками 2 і 3 є розвантажувальні вікна 15, а між перегородками 3 і 5 – завантажувальні вікна 10, лопаті 11 і конус 9. Ця частина млина охоплена кожухами 14 і 12. Останній має завантажувальний патрубок 4, а кожух 14 – розвантажувальний патрубок 13. Біля вікон до барабана і лопатей кріпляться ковші, які захоплюють матеріал в кожусі 4 і направляють її через вікна на лопаті 11.

Для поліпшення умов помолу є установка, що забезпечує аспірацію млина і подачу води в другу камеру через форсунку 8. Установка складається з системи труб, гнучких шлангів вертлюга, насоса з баком і контрольно-вимірювальної апаратури, яка забезпечує включення і відключення аспіраційної установки і насоса для подачі води.

Робота агрегату (див. рис. 43, а і б).

Компоненти шихти з бункерів стрічковими дозаторами по масі поступають на конвеєр, який подає їх в завантажувальну воронку камери 1 попереднього помолу. З цієї камери, пройшовши перегородку 2, через вікна 15 матеріал поступає в кожух 14, а з нього аерожолобом або по тічці 16 – в елеватор 17. Останній подає матеріал в сепаратори 19 і 20, де відбувається розділення частинок матеріалу по крупності. Крупа по аерожолобах 21 і 22 поступає в завантажувальну воронку 4 кожухи 12, звідки вона захоплюється ковшами і через вікна 10 подається на лопаті 11. Крупа за допомогою лопатей забирається і прямує по конусу 9 в камеру 6 для остаточного помолу.

У разі перевантаження другої камери і недостатньої пропускної спроможності огорожного пристрою частина крупи по аерожолобу 18 може бути направлена через завантажувальну воронку в камеру 1. Виділений в сепараторах продукт необхідної тонкості по аерожолобу 23 прямує в пневматичний двокамерний насос 28, що транспортує його на склад готової продукції. Матеріал, що пройшов подрібнення, з камери 6, як указувалося вище, через діафрагму, порожнисту цапфу, вікна в патрубку і сита поступає в кожух 7 (рис. 43, б), а з нього – в двокамерний насос 28. Крупні шматки матеріалу, що не пройшли через циліндричний грохот, з кожуха 7, по аерожолобу 29 прямують в черевик елеватора 17. Спрацьовані мелючі тіла витягуються електромагнітом.

Млин піддається ретельній аспірації, тобто через неї вентилятором 24 просмоктується повітря, яке з камер 1 і 6 захоплює частинки матеріалу. Пилоповітряний лоток проходить шахту 26, циклон 27, електричний фільтр 25, де відбувається виділення частинок з повітря. Виділені в цих апаратах частинки матеріалу прямують в двокамерний насос 28, а очищене вентилятором повітря викидається в атмосферу.

При роботі млина у відкритому циклі продукт подрібнення, отриманий в 1-ій і 2-ій камерах безпосередньо поступає в двокамерний насос 28, який транспортує його на склад готової продукції.

Слід зазначити, що при роботі млина в замкнутому циклі з сепаратором, продуктивність зростає на 15–25%, питома витрата електроенергії і матеріаломісткість на 1 т готової продукції знижується. Технічні відомості про трубні двокамерні млини.