Bilyalı değirmen - Ball mill

Parmak freze tipi için bkz. Frezeleme kesici § Küresel uçlu kesici .
Bilyalı değirmenlerin bir kesiti

Bir bilyeli değirmen türüdür öğütücü mineral işleme işlemleri, boyalar, piroteknik, seramik ve kullanım için öğütmek veya karışımı malzemeleri için kullanılan selektif lazer sinterleme . Çarpma ve yıpratma ilkesine göre çalışır: boyut küçültme, toplar kabuğun tepesine yakın bir yerden düşerken çarpma yoluyla yapılır.

Bir bilyalı değirmen, ekseni etrafında dönen içi boş silindirik bir kabuktan oluşur. Kabuğun ekseni yatay olabilir veya yataya göre küçük bir açıda olabilir. Kısmen toplarla doldurulur. Öğütme ortamı, çelikten ( krom çelik ), paslanmaz çelikten, seramikten veya kauçuktan yapılabilen bilyelerdir . Silindirik kabuğun iç yüzeyi genellikle manganez çelik veya kauçuk astar gibi aşınmaya dayanıklı bir malzeme ile kaplanır . Kauçuk kaplı değirmenlerde daha az aşınma meydana gelir. Değirmenin uzunluğu yaklaşık olarak çapına eşittir.

Bilyalı değirmenin arkasındaki genel fikir eski bir fikirdir, ancak sanayi devrimine ve buhar gücünün icadına kadar etkili bir bilyalı değirmen makinesi inşa edilememiştir. 1870 yılında çanak çömlek için çakmaktaşı öğütmek için kullanıldığı bildirilmektedir.NADIRkhan

Çalışma

Bilyalı değirmen operasyonları

Sürekli çalışan bilyalı değirmende öğütülecek malzeme soldan 60° koni ile beslenir ve ürün 30° koni ile sağa doğru boşaltılır. Kabuk döndükçe, toplar kabuğun yükselen tarafında yukarı kaldırılır ve daha sonra, kabuğun tepesine yakın bir yerden aşağı kademeli olarak (veya beslemeye düşer) düşer. Bunu yaparken, bilyeler ile zemin arasındaki katı parçacıkların boyutu darbe ile küçültülür.

Uygulamalar

Bilyalı değirmenler, çanak çömlek için kömür, pigment ve feldispat gibi malzemelerin öğütülmesi için kullanılır. Öğütme ıslak veya kuru yapılabilir, ancak ilki düşük hızda gerçekleştirilir. Patlayıcıların karıştırılması, lastik toplar için bir uygulama örneğidir. Çok bileşenli sistemler için bilyalı öğütmenin katı hal kimyasal reaktivitesini artırmada etkili olduğu gösterilmiştir . Ek olarak, bilyalı öğütmenin amorf malzemelerin üretimi için etkili olduğu gösterilmiştir.

Açıklama

tezgah üstü bilyalı değirmen
Laboratuvar ölçekli bilyalı değirmen
Yüksek enerjili bilyalı frezeleme

Bir bilyeli değirmen, bir tür öğütücü , öğütme (veya karıştırma) gibi malzemeleri olarak kullanılan silindirik bir cihazdır cevherleri , kimyasal maddeler, seramik hammadde ve boyalar. Bilyalı değirmenler, kısmen öğütülecek malzeme ve öğütme ortamı ile kısmen doldurulmuş yatay bir eksen etrafında döner. Medya olarak seramik bilyeler, çakmaktaşı çakıl taşları ve paslanmaz çelik bilyeler gibi farklı malzemeler kullanılır . Dahili kademeli etki, malzemeyi ince bir toz haline getirir. Endüstriyel bilyalı değirmenler sürekli çalışabilir, bir ucundan beslenir ve diğer ucundan boşaltılır. Büyük ila orta ölçekli bilyalı değirmenler, eksenleri üzerinde mekanik olarak döndürülür, ancak küçük olanlar normalde iki tahrik mili ( döner hareketi iletmek için kasnaklar ve kayışlar kullanılır) üzerine oturan silindirik kapaklı bir kaptan oluşur . Bir kaya tumbler aynı prensipte çalışır. Bilyalı değirmenler ayrıca piroteknik ve siyah barut imalatında da kullanılır , ancak darbeye karşı hassasiyetleri nedeniyle flaş tozu gibi bazı piroteknik karışımların hazırlanmasında kullanılamaz . Yüksek kaliteli bilyalı değirmenler potansiyel olarak pahalıdır ve karışım parçacıklarını 5 nm kadar küçük öğüterek yüzey alanını ve reaksiyon oranlarını büyük ölçüde artırır.

Taşlama, kritik hız prensibine göre çalışır. Kritik hız, partiküllerin öğütülmesinden sorumlu olan çelik bilyelerin silindirik cihazın yönü boyunca dönmeye başladığı ve böylece daha fazla öğütmeye neden olmadığı hız olarak anlaşılabilir.

Bilyalı değirmenler, tozlardan alaşımlar üretmek için öğütme ve soğuk kaynak için kullanıldıkları mekanik alaşımlama işleminde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bilyalı değirmen, ezilmiş malzemelerin öğütülmesi için önemli bir ekipman parçasıdır ve çimento, silikatlar, refrakter malzeme, gübre, cam seramik vb. tozlar için üretim hatlarında ve ayrıca demir cevheri cevheri işlemede yaygın olarak kullanılmaktadır. Demir olmayan metaller. Bilyalı değirmen, cevherleri ve diğer malzemeleri ıslak veya kuru olarak öğütebilir. Malzeme boşaltma şekillerine göre iki çeşit bilyalı değirmen vardır: ızgaralı tip ve taşma tipi. Bir bilyalı değirmende kullanım için birçok öğütme ortamı türü uygundur, her malzemenin kendine özgü özellikleri ve avantajları vardır. Öğütme ortamının temel özellikleri boyut, yoğunluk, sertlik ve bileşimdir.

  • Boyut: Medya parçacıkları ne kadar küçükse, nihai ürünün parçacık boyutu da o kadar küçük olur. Öğütme ortamı parçacıkları, öğütülecek en büyük malzeme parçalarından önemli ölçüde daha büyük olmalıdır.
  • Yoğunluk: Medya, öğütülmekte olan malzemeden daha yoğun olmalıdır. Öğütme ortamının, öğütülecek malzemenin üzerinde yüzmesi bir problem haline gelir.
  • Sertlik: Taşlama ortamının malzemeyi öğütmeye yetecek kadar dayanıklı olması gerekir, ancak mümkün olduğunda tamburu da aşındıracak kadar sert olmamalıdır.
  • Bileşim: Çeşitli öğütme uygulamalarının özel gereksinimleri vardır. Bu gereksinimlerin bazıları, öğütme ortamının bir kısmının bitmiş üründe olmasına, diğerleri ise ortamın öğütülen malzeme ile nasıl tepki vereceğine dayanmaktadır.
  • Bitmiş ürünün renginin önemli olduğu durumlarda, öğütme ortamının rengi ve malzemesi dikkate alınmalıdır.
  • Düşük kontaminasyonun önemli olduğu durumlarda, öğütme ortamı, bitmiş üründen kolaylıkla ayrılabilmesi için seçilebilir (örneğin, paslanmaz çelik ortamdan üretilen çelik tozu, demir içermeyen ürünlerden manyetik olarak ayrılabilir). Ayırmaya bir alternatif, öğütülmekte olan ürünle aynı malzemeden yapılmış ortam kullanmaktır.
  • Yanıcı ürünler toz halinde patlayıcı olma eğilimindedir . Çelik ortam kıvılcım çıkarabilir ve bu ürünler için bir tutuşturma kaynağı haline gelebilir. Ya ıslak öğütme ya da seramik veya kurşun gibi kıvılcım çıkarmayan ortamlar seçilmelidir.
  • Demir gibi bazı ortamlar aşındırıcı malzemelerle reaksiyona girebilir. Bu nedenle, öğütme sırasında aşındırıcı maddeler mevcut olduğunda paslanmaz çelik , seramik ve çakmaktaşı öğütme ortamlarının her biri kullanılabilir.

Öğütme odası , değirmen içindeki ortam havası ile meydana gelebilecek oksidasyon veya patlayıcı reaksiyonları önlemek için öğütülmekte olan malzeme ile reaksiyona girmeyen inert bir koruyucu gazla da doldurulabilir .

Bilyalı değirmenin avantajları

Bilyalı frezeleme, diğer sistemlere göre çeşitli avantajlara sahiptir: kurulum ve öğütme ortamının maliyeti düşüktür; topun çapı ayarlanarak kapasite ve incelik ayarlanabilir; hem toplu hem de sürekli çalışma için uygundur; açık ve kapalı devre taşlama için uygundur; tüm sertlik derecelerindeki malzemeler için geçerlidir.

Çeşitler

Sıradan bilyalı değirmenlerin yanı sıra, gezegen bilyalı değirmen adı verilen ikinci bir bilyalı değirmen türü vardır . Planet bilyalı değirmenler, yaygın bilyalı değirmenlerden daha küçüktür ve çoğunlukla laboratuvarlarda çok küçük boyutlara kadar numune malzemelerinin öğütülmesi için kullanılır. Bir gezegen bilyalı değirmen, güneş çarkı adı verilen bir çarkın üzerine eksantrik olarak yerleştirilmiş en az bir öğütme kavanozundan oluşur. Güneş çarkının hareket yönü, öğütme kavanozlarınınkine zıttır (oran: 1:−2 veya 1:−1). Öğütme kavanozlarındaki öğütme bilyeleri, Coriolis kuvvetleri olarak adlandırılan üst üste bindirilmiş dönme hareketlerine maruz kalır. Bilyeler ve öğütme kavanozları arasındaki hız farkı, yüksek dinamik enerjileri serbest bırakan sürtünme ve darbe kuvvetleri arasında bir etkileşim üretir. Bu kuvvetler arasındaki etkileşim, gezegen bilyalı değirmende yüksek ve çok etkili bir boyut küçültme derecesi sağlar.

Ayrıca bakınız

Referanslar