Młyn kulowy
Młyn kulowy, rodzaj młyna, jest urządzeniem cylindrycznym używanym do mielenia (lub mieszania) materiałów takich jak rudy, chemikalia, surowce ceramiczne i farby. Młyny kulowe obracają się wokół osi poziomej, częściowo wypełnione materiałem, który ma być zmielony oraz medium mielącym. Jako medium stosuje się różne materiały, w tym kulki ceramiczne, kamienie krzemienne i kulki ze stali nierdzewnej. Wewnętrzny efekt kaskadowy redukuje materiał do postaci drobnego proszku. Przemysłowe młyny kulowe mogą pracować w sposób ciągły, zasilane na jednym końcu i rozładowywane na drugim końcu. Duże i średnie młyny kulowe są mechanicznie obracane wokół własnej osi, ale małe zwykle składają się z cylindrycznego pojemnika z pokrywą, który siedzi na dwóch wałach napędowych (koła pasowe i pasy są używane do przenoszenia ruchu obrotowego). Na tej samej zasadzie działa tumbler do kamieni. Młyny kulowe są również stosowane w pirotechnice i produkcji czarnego prochu, ale nie mogą być używane do przygotowania niektórych mieszanin pirotechnicznych, takich jak proszek flash, ze względu na ich wrażliwość na uderzenia. Wysokiej jakości młyny kulowe są potencjalnie drogie i mogą rozdrobnić cząstki mieszaniny do wielkości nawet 5 nm, ogromnie zwiększając powierzchnię i szybkość reakcji.
Mielenie działa na zasadzie prędkości krytycznej. Prędkość krytyczna może być rozumiana jako prędkość, po której stalowe kulki, które są odpowiedzialne za mielenie cząstek, zaczynają się obracać wzdłuż kierunku urządzenia cylindrycznego, tym samym nie powodując dalszego mielenia.
Młyny kulowe mają szerokie zastosowanie w procesie mechanicznego wytwarzania stopów, w którym są wykorzystywane do mielenia oraz do spawania na zimno, wytwarzając stopy z proszków.
Młyn kulowy jest kluczowym urządzeniem do mielenia materiałów kruszonych, i jest szeroko stosowany w liniach produkcyjnych proszków, takich jak cement, krzemiany, materiały ogniotrwałe, nawozy, ceramika szklana itp, jak również do oczyszczania rud metali żelaznych i nieżelaznych. Młyn kulowy może mielić rudy i inne materiały, na mokro lub na sucho. Istnieją dwa rodzaje młynów kulowych w zależności od sposobu odprowadzania materiału: typ rusztowy i typ opadowy. Wiele rodzajów mielników nadaje się do zastosowania w młynach kulowych, a każdy materiał ma swoje specyficzne właściwości i zalety. Kluczowe właściwości mielników to rozmiar, gęstość, twardość i skład.
- Rozmiar: Im mniejsze cząstki mediów, tym mniejszy rozmiar cząstek produktu końcowego. Cząstki mediów mielących powinny być znacznie większe niż największe kawałki materiału, który ma być mielony.
- Gęstość: Medium powinno być gęstsze niż mielony materiał. Problemem jest, gdy mielnik unosi się na powierzchni mielonego materiału.
- Twardość: Ścierniwo musi być wystarczająco trwałe, aby zmielić materiał, ale w miarę możliwości nie tak twarde, aby zużywało się również bębenek.
- Kompozycja: Różne zastosowania szlifowania mają specjalne wymagania. Niektóre z tych wymagań są oparte na tym, że część mielników znajduje się w gotowym produkcie, podczas gdy inne są oparte na tym, jak media będą reagować z mielonym materiałem.
- Gdy kolor gotowego produktu jest ważny, kolor i materiał mielników musi być brany pod uwagę.
- Gdy niskie zanieczyszczenie jest ważne, media mielące mogą być wybrane dla łatwości oddzielenia od gotowego produktu (np. pył stalowy wytwarzany z mediów ze stali nierdzewnej może być magnetycznie oddzielony od produktów nieżelaznych). Alternatywą dla separacji jest użycie mediów z tego samego materiału, co mielony produkt.
- Produkty łatwopalne mają tendencję do wybuchowości w postaci proszku. Media stalowe mogą iskrzyć, stając się źródłem zapłonu dla tych produktów. Należy wybrać albo mielenie na mokro, albo media nieiskrzące, takie jak ceramika lub ołów.
- Niektóre media, takie jak żelazo, mogą reagować z materiałami korozyjnymi. Z tego powodu, stal nierdzewna, ceramika i krzemień mogą być używane, gdy substancje korozyjne są obecne podczas mielenia.
Komora mielenia może być również wypełniona obojętnym gazem osłonowym, który nie reaguje z mielonym materiałem, aby zapobiec utlenianiu lub reakcjom wybuchowym, które mogłyby wystąpić z otaczającym powietrzem wewnątrz młyna.