Шаровые мельницы периодического действия. Наибольшее при­менение в электродном производстве получили шаровые мель­ницы периодического действия с внутренними размерами бара­бана (по внутреннему диаметру и длине) 1250X900; 1000X^00; 880X478 соответственно с полезной емкостью барабана: 1230, 630 и 230 л.

Барабаны шаровых мельниц периодического действия загру­жаются стальными шарами и компонентами, подлежащими измельчению, приблизительно на 7з объема барабана.

Отношение веса шаров к весу измельчаемых компонентов под­бирается в зависимости от физических свойств компонентов и тре­бований к тонине помола.

Обычно это соотношение колеблется от 1:1 до 2 : 1

При дроблении твердых й вязкйх ферросплавов, наприМёр ферротитана, отношение выбирается от 1,5 : 1 до 2 : 1. При дробле­нии доменного ферромарганца 1:1. Если необходимо получить очень тонкие порошки тугоплавких минералов, например кварце­вого песка, необходимо увеличивать отношение веса шаров к весу материала.

Практически установлено, что в случае применения шаровых мельниц периодического действия для сухого измельчения компо­нентов выгодно принимать с точки зрения удельной производи­тельности по выходу тонких порошков отношение диаметра мельницы к длине равным от 1,25:1 до 1,5 : 1.

Шаровые мельницы периодического действия загружаются через люк в кор­пусе барабана шаровой мельницы (фиг. 13) с глухой крышкой 5.

У шаровой мельницы при вращении барабана на шары действуют сила тя­жести, сила трения, образующаяся ме­жду шарами и стенкой барабана мель­ницы, и центробежная сила, прижимаю­щая шары к внутренней поверхности ба­рабана шаровой мельницы.

Если число оборотов барабана шаро­вой мельницы незначительно, то и цен­тробежная сила будет сравнительно не­велика.

В этом случае шары под действием силы тяжести и силы трения будут пере­катываться и раздавливать компоненты собственным весом.

При увеличении числа оборотов бара­бана шаровой мельницы центробежная сила будет сильнее прижимать шары к стенке, и в результате они будут подниматься по направлению вращения барабана, т. е. угол подъема шаров в барабане будет возрастать.

Когда наступит момент, при котором результирующая сила веса шаров, силы трения и центробежной силы будет направлена от стенки мельницы, тогда произойдет отрыв шаров от стенки бара­бана с падением их вниз по параболической кривой.

В результате удара падающих шаров будет совершаться измельчение компонентов. Часть материала, раздробленного уда­рами шаров, подвергается дополнительному измельчению разда­вливанием и истиранием при скольжении и качении шаров. При дальнейшем увеличении скорости вращения барабана шаровой мельницы может наступить момент, когда шары не будут отста­вать от поверхности барабана и будут вращаться вместе с ним, не производя работы.

Такая скорость вращения барабана шаровой мельницы назы­вается критической скоростью.

Критическое число оборотов пкр барабана шаровой мельницы определяется известной формулой:

где D — внутренний диаметр барабана в м.

Практически принято при определении числа оборотов бара­бана принимать скорость вращения п в минуту равной около 31

0, 75пкр, т. е. п = об/мин.

В табл. 26 приводятся рекомендуемые числа оборотов бара­банов шаровых цилиндрических мельниц в зависимости от диа­метров барабанов.

При измельчении твердых компонентов должны применять­ся шары диаметром 100—125 мм и шары средних размеров — 50—70 мм.

Обычно барабан мельницы заполняется шарами 50 и 75 мм.

Подбор шаров. Шары подби­раются (по весу) таким обра­зом, чтобы обеспечить наиболее эффективную работу камеры дробления. Комплект шаров для мельницы не является постоян­ным, а зависит от свойств материала и от требуемой то­нины помола. В каждом случае шары надо подбирать опытным путем. Помол регулируется изменением загрузки мельницы ша­рами и материалом.

Расстояние от оси вращения мельницы до поверхности шаров и материалов должно быть не менее 60—-70 мм.

Необходимо учитывать, что шары в процессе работы шаровой мельницы постепенно изнашиваются, поэтому периодически (через 10—15 дней) число их пополняется новыми.

Через 2—3 месяца шары вновь взвешиваются и одновременно из мельницы удаляются металлический лом и другие посторонние предметы.

О количестве и весе добавляемых в мельницу шаров и о вре­мени их загрузки ведутся систематические записи.

Ниже приводятся данные о весе стальных шаров разных диа­метров и о количестве их в 1 г (табл. 27).

Для каждого компонента, измельчаемого в шаровой Мельнице периодического действия размерами 1250X900, на Московском

Диаметр шаров в мм	Вес одного шара в кг	Количество шаров в 1 т	Диаметр шаров в мм	Вес одного шара в кг	Количество шаров в 1 т
125	8,15	122	60	0,88	1137
100	4,05	217	55	0,73	1370
75	1,63	614	50	0,56	1786
70	1,33	753	40	0,28	3572
65	1,11	901	30	0,12	8334

электродном заводе приняты следующие режимы дробления Ферромарганец............................................................................... 1,5 Титановый концентрат................................................................... 2,5 Титаномагнетитовая руда........................................................... 2,5 Полевой шпат................................................................................ 2 Кварцевый песок............................................................................ 4 и т. д.

в часах:

По истечении установленного времени дробления компонента мельницу останавливают, открывают крышку на люке, устанавли­вают вместо нее решетку с отверстиями шириной 10—12 мм и пускают шаровую мельницу вновь.

Установленная на люке решетка удерживает шары от выпаде­ния их в бункер.

Во время вращения шаровой мельницы раздробленный мате­риал высыпается через отверстия решетки крышки в бункер 7, установленный в кожухе мельницы, и оттуда попадает на те­лежку 8.

После разгрузки шаровой мельницы решетка снимается, мельница загружается вновь и процесс размола начинается сначала.

По мере измельчения компонента в шаровой мельнице перио­дического действия звук от ударов шаров становится слабее, так как он приглушается раздробленным материалом. Удельная про­изводительность шаровой мельницы периодического действия, измеряемая выходом кондиционного продукта в час, в первое время увеличивается, но затем, по мере измельчения материала внутри мельницы, создается упругая подушка, смягчающая удары шаров, и удельная производительность мельницы постепенно падает.

В процессе тонкого измельчения компонентов в шаровой мель­нице может происходить «избирательное дробление», которое заключается в том, что дробятся в первую очередь более мягкие составляющие. Тогда отсевы могут в значительной степени отли­чаться по своему химическому составу от средней пробы компо­нента до его дробления. Ввиду этого не рекомендуется загружать шаровые мельницы периодического действия только одними отсе­вами руд и минералов.

В такую мельницу отсевы следует добавлять в определенном отношении к компонентам при каждой очередной загрузке.

При дроблении в шаровых мельницах ферромарганца и ферро­титана необходимо принимать меры по предупреждению воспла­менения взвешенной внутри барабана пыли ферросплавов от искр, образующихся при взаимных ударах стальных шаров, при ударах шаров о куски ферросплавов и взаимных ударах кусков ферро­сплавов.

Взвешенная пыль воспламеняется в момент доступа в барабан шаровой мельницы периодического действия свежей порции воз­духа при открытии крышки люка или при разгрузке дробленых компонентов в бункер защитного кожуха мельницы.

Воспламенение взвешенной пыли обычно сопровождается вы­бросом горящей пыли в цех, что может послужить причиной серьезных ожогов рабочих и загорания.

Для предупреждения воспламенения взвешенной в воздушной среде пыли ферромарганца и ферротитана в шаровую мельницу одновременно с загрузкой ферросплавов добавляют готовую пудру инертного материала, входящего в шихту электродного покрытия в количестве 5,% от веса загружаемого ферросплава: пудра поле­вого шпата, например, в случае изготовления электродов марки ОММ-5, пудра плавикового шпата — при изготовлении электродов марки УОНИ, пудра маршалита в случае изготовления электродов марки МЭЗ-04, пудра гранита в случае изготовления электродов марок ЦМ7, ЦМ7С и ЦМ8 и т. п.

Количество инертных минеральных порошков учитывается при просеве порошков ферросплавов и загрузке их в шихту. При этом воспламенение взвешенной пыли можно предупредить дро­блением ферросплавов в среде инертного газа. Установлено, что на 300—350 кг загружаемых в шаровую мельницу периодического действия ферросплавов необходимо 7 кг углекислоты.

Для дробления ферросплавов в среде инертных газов в боко­вых стенках барабана шаровой мельницы (со стороны загрузоч­ного люка) вваривают короткие штуцеры, закрываемые поворот­ными кранами.

Баллон с углекислотой или другим инертным газом соеди­няется с одним из штуцеров через редуктор, резиновый шланг и кран. При пуске в барабан газа второй кран остается открытым и внутреннее пространство барабана, свободное от шаров и ферро­сплавов, заполняется за счет вытеснения воздуха инертным газом.

После этого краны закрывают, снимают шланги и пускают шаровую мельницу.

Для полного вытеснения воздуха инертным газом из барабана необходимо, чтобы штуцеры при наполнении его газом находились в верхнем положении, если газ тяжелее воздуха, и в нижнем по­ложении в случае, если он легче воздуха.

При дроблении ферросилиция и силикомарганца необходимо в целях предосторожности размалывать их только в сухом со­стоянии, так как при наличии даже незначительных следов влаги в процессе измельчения этих ферросплавов может протекать хи­мическая реакция с образованием фосфористого водорода,

Имеются отдельные указания на то, что при дроблении ферро­силиция и силикомарганца может образоваться мышьяковистый водород.

Поскольку в воздухе почти всегда имеются водяные пары и некоторое количество влаги может находиться на поверхности ферросплавов, то приходится считаться с возможностью появле­ния ядовитых газов внутри барабана шаровой мельницы.

Поэтому при открывании крышки люка барабана шаровой мельницы периодического действия после окончания помола ферросилиция и силикомарганца необходимо соблюдать осторож­ность и перед разгрузкой мельницу следует предварительно хо-

Фиг. 14. Схема малой ^механизации шаровой мельницы периодического

действия:

/ — электротельфер; 2 — монорельс; 3 — кюбель для материалов; 4 — шаровая мельница периоди­ческого действия; 5 — тележка для приема измельченных материалов из бункера шаровой мель­ницы; 6 — механическое сито; 7 — бункер механического снта; 8 — приемная тележка для готового продукта; 9 — приемная тележка для отсевов; 10 — патрубок для присоединения шаровой мель­ницы с вытяжной системой.

рошо провентилировать; при этом не следует наклоняться в люк до выгрузки дробленых ферросплавов.

Во избежание отравлений обслуживающего персонала фосфо­ристым водородом вследствие самопроизвольного разложения ферросилиция во влажной воздушной среде не рекомендуется ферросилиций хранить в помещениях. Ферросилиций должен хра­ниться в ларях или бункерах с хорошей вентиляционной вытяжкой.

Загрузка шаровой мельницы производится обычно ручным способом. Для облегчения этой операции над мельницей устана­вливают монорельс с электрокошкой и тельфером.

В последние годы при работе на шаровых мельницах перио­дического действия получает широкое распространение малая ме­ханизация отдельных производственных операций (фиг. 14). Под­лежащий измельчению в шаровой мельнице периодического действия компонент загружается с помощью кюбеля, подаваемого по монорельсу электрокошкой или кран-балкой с кошкой в шаро­вую мельницу 4.

По окончании размола шаровая мельница разгружается через закрытый решеткой люк в нижний приемный бункер и затем в те­лежку 5 с кюбелем,

Загруженная дробленым полупродуктом тележка выкатывается кз-под мельницы и ставится с помощью электротельфера на бун­кер 7 механического сита 6, и через нижний люк кюбеля тележки компонент поступает в бункер механического сита или сепаратора.

На механическом сите или сепараторе отделяются крупные фракции от мелких и поступают в соответствующие приемники, откуда в закрытых кюбелях перемещаются на последующие опе­рации.

Этой механизацией устраняются про­межуточные ручные операции по пере­мещению материалов из мельницы в лари или кюбели и из них — на сито (фиг. 15).

Шаровая мельница периодического действия может быть размещена на вто­ром или третьем этаже с последующей транспортировкой полупродукта и гото­вых порошков самотеком в закрытых трубопроводах под действием собствен­ного веса. В этом случае приемные бункеры для готового продукта и отсе­вов располагаются в первом этаже или подвале.

Ввиду того что некоторые ферро­сплавы в состоянии пудры могут воспла­меняться, их размол должен произво­диться в изолированном помещении.

В помещениях, где производится тон­кое измельчение ферросплавов, следует устанавливать непрерывно действующую вентиляцию с 10—15-кратным обменом воздуха. Иначе в запыленной атмосфере могут быть заболевания рабочих, свя­занные с отравлением марганцем и его окислами.

При разгрузке шаровых мельниц периодического действия и загрузке измельченных ферросплавов на просев в механические сита рабо­чие должны работать в респираторах.

Шаровые цилиндрические мельницы непрерывного действия. Шаровые цилиндрические мельницы непрерывного действия, как правило, работают в замкнутом цикле с воздушными сепарато­рами или механическими ситами.

Питание шаровой мельницы непрерывного действия происходит постоянно или периодически во время ее работы через одну из полых цапф, на которых вращается барабан шаровой мельницы. Выгрузка измельченного компонента из шаровой мельницы произ­водится непрерывно путем выноса его воздушным потоком через вторую цапфу мельницы или путем вытеснения его из мельницы.

При воздушной транспортировке полуфабрикат подается вместе с воздухом в воздушный сепаратор, в котором происходит отде­ление готового продукта от крупных частиц, при разгрузке шаро­вой мельницы вытеснением полуфабрикат ссыпается через разгру­зочную цапфу в приемный башмак элеватора, подымается наверх и подается на механическое (вибрационное) сито или в механи­ческий сепаратор.

После сепарации готовый продукт транспортируется воздухом в циклон, где отделяется от воздуха и ссыпается в приемный бун­кер. При разделении (классификации) полуфабриката на ситах или механическом сепараторе готовый продукт поступает непо­средственно в приемные бункеры. Крупные частицы, отделенные на сепараторах или ситах, направляются системой трубопроводов обратно в шаровую мельницу на доизмельчение вместе с очеред­ной порцией компонента.

Ниже приводятся описания четырех технологических схем дробильных агрегатов непрерывного действия, работающих в за­мкнутом цикле с воздушными сепараторами, с применением пневмотранспорта и по принципу декантации.