Мельница

машина для измельчения (См. Измельчение) различных материалов. От дробилок (См. Дробилка) М. Отличаются более тонким помолом материала (до частиц размерами мельче 5 мм). В зависимости от формы и вида рабочего органа и скорости его движения М. Можно условно подразделить на пять групп (табл.). Классификация мельниц ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | Группа мельниц | Форма и вид рабочего органа  | Скорость движения | |  | | рабочего органа | |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | I | Барабанные (рис. 1, а), в т. ч.

 | Тихоходные | |  | шаровые, стержневые, галечные,  |  | |  | самоизмельчения |  | |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | II | Роликовые (рис. 1, б),  | Среднеходные | |  | валковые, кольцевые (рис. 1, в), |  | |  | фрикционно-шаровые, бегуны (рис. 1, г) |  | |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | III | Молотковые (шахтные) (рис. 1, д) | Быстроходные | |  | Пальцевые (дезинтеграторы) (рис. 1, е) |  | |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | IV  | Вибрационные с качающимся корпусом ( | Быстроходные | |  | рис. 1, ж)  |  | |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | V | Струйные, аэродинамические, без дробящих | Быстроходные | |  | тел (рис. 1, з) |  | ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- При обогащении полезных ископаемых, в производстве цемента, для приготовления каменноугольного пылевидного топлива, в химической и металлургической промышленности широко применяются барабанные М.

(рис. 2). В этих М. Барабан цилиндрической или цилиндроконической формы, заполненный наполовину объёма мелющими телами, вращается вокруг своей геометрической горизонтальной оси. Исходный материал загружается в одном конце барабана, а продукт измельчения разгружается в другом обычно через полые цапфы в торцевых крышках барабана. При вращении барабана свободно движущиеся мелющие тела измельчают материал ударом, истиранием и раздавливанием. Мелющие тела — чугунные и стальные шары диаметром 150—30 мм, чугунные или стальные цилиндрики («цильпебс») размерами (диаметр и длина) от 16 и 30 до 25 и 40 мм, стальные круглые стержни диаметром до 130 мм и длиной, равной длине барабана, кремнёвая или рудная галька размером до 200 мм, крупные куски измельчаемой руды.

В соответствии с этим различают шаровые, стержневые, галечные, рудногалечные и М. Самоизмельчения. Барабан М. Вращается с частотой 60—95% «критической частоты вращения». При значительном превышении критической частоты вращения мелющие тела центробежной силой прижимаются к барабану и измельчение прекращается. Для работы при сверхкритической частоте вращения требуются гладкие футеровочные плиты внутри барабана, малая нагрузка крупных шаров и пр. Для защиты от износа барабан изнутри покрывается футеровочными плитами из стального литья или резины. Барабанные М. Изготовляются для сухого или мокрого измельчения. Размеры барабанов современных шаровых и стержневых М. Диаметр от 0,9 до 5 м, длина от 0,9 до 8 м (в цементном производстве диаметр 4 м и длина до 15 м).

Барабаны М. Самоизмельчения достигают размеров 10,5 и 3,8 м, мощность привода такой М. До 7000 квт. Проектируются М. Диаметром 12,2 м мощностью до 20 000 квт (1974). При одинаковой крупности исходного материала и продукта производительность М. Прямо пропорциональна потребляемой мощности. В шаровые и стержневые М. Подаётся материал крупностью до 30 мм, в М. Самоизмельчения — до 300 мм. Крупность продукта может быть мельче 0,04 мм. При измельчении износ стальных шаров составляет 1—3 кг на 1 m руды. Расход энергии на 1 т руды 10—20 квт․ч. Для получения продукта заданной крупности барабанные М. Обычно сопрягаются с классификаторами (или гидроциклонами, воздушными сепараторами), разделяющими материал, выходящий из М. На мелкий (готовый) и крупный, возвращаемый в ту же М.

На доизмельчение, т. Н. Замкнутый цикл. Принцип действия шаровой М. Известен свыше 150 лет. Барабанные М. Применяются с 80-х гг. 19 в., широко распространены с 1910-х гг. М. Самоизмельчения больших диаметров разрабатывались в 1930-х гг., но в промышленности применяются с 1950-х гг. См. Также ст. Барабанно-шаровая мельница. Для сухого измельчения мягких и средней твёрдости материалов (углей, цементного сырья, фосфоритов, графита, серы, талька, минеральных красок) применяются М. Со средними скоростями движения рабочих органов — среднеходные. Используются среднеходные М. Роликовые, валковые, кольцевые, фрикционно-шаровые, бегуны. Основные патенты на среднеходные М. Разных типов относятся к 60—90-м гг. 19 в. Роликовая М. Изобретена Шранцем в Германии в 1870.

Роликовая среднеходная М. (рис. 3) состоит из герметичного корпуса и вращающегося в нём горизонтального мелющего кольца, к которому прижаты пружинами два ролика диаметром до 1200 мм. Исходный материал подаётся на мелющее кольцо и при его вращении раздавливается роликами. М. Работает в замкнутом цикле с воздушным классификатором, расположенным непосредственно над ней. Циркуляция воздуха создаётся вентилятором. Крупность исходного материала для роликовых М. Чаще всего до 20 мм. В отдельных случаях до 50 мм. Крупность продукта 10—20% остатка на сите с отверстиями 0,088 мм. В производстве керамики и огнеупоров для измельчения полевого шпата, доломита и др. Применяют бегуны (рис. 4). В них материал раздавливается и истирается между цилиндрической поверхностью катков и плоским днищем чаши.

Размеры катков (диаметр и длина) до 1,8 и 0,8 м. Бегуны (чилийские М.) ведут начало от «арастры», применявшейся на древних разработках золота в Мексике (по мощенному камнем дну круглой чаши конным приводом волочились тяжёлые валуны). Основные патенты на современные бегуны выданы в 50-х гг. 19 в. Для приготовления пылевидного топлива из мягких углей, сланца, торфа применяются молотковые (шахтные) М. (рис. 5). В кожухе вращается ротор с закрепленными на нём шарнирно или наглухо молотками — билами. Исходный материал подаётся на ротор и измельчается ударами бил. В М. Подаётся горячий воздух и одновременно с измельчением происходит сушка топлива. Измельченный и подсушенный материал выносится в шахту, из которой мелкие готовые частицы потоком воздуха подаются в топку, а крупные падают на ротор и доизмельчаются.

Шахтные М. — быстроходные машины, линейная скорость на конце била до 65 м/сек. Размеры ротора (диаметр и длина) до 1,6 и 2 л. Топливо, подаваемое в шахтные М., предварительно дробится мельче 15 мм. Продукт — пыль грубого помола, остаток на сите с отверстиями 0,088 мм составляет 30—60%. Шахтные М. Применяются с 1925, хотя патент на ударную крестовую М. С закрепленными билами выдан в Великобритании Х. Кариеру в 1875. Для измельчения мягких материалов (уголь, сухая глина) применяются ударные пальцевые М. — Дезинтеграторы. Для измельчения материалов средней твёрдости от 2 до 0,06 мм и мельче при малой производительности применяют вибрационные М. (рис. 6). Барабан М., заполненный шарами на 80% объёма, установлен на пружинах. Под действием механического вибратора (вращающийся неуравновешенный груз — дебаланс) барабан совершает частые (до 3000 в 1 мин) круговые колебания малого радиуса (3—5 мм).

Материал, загружаемый в барабан, измельчается шарами при их частых соударениях в колеблющейся массе. Объём барабана вибрационных М. Не превышает 1000 л, производительность невелика. Первые вибрационные М. Появились в 1930-х гг. Для очень тонкого измельчения до размера зёрен 0,001—0,05 мм применяются струйные М. (рис. 7). Измельчаемый материал подаётся во встречно расположенные на одной оси эжекторы, к которым подводится сжатый воздух под давлением 0,4—0,8 Мн/м2 (40—80 кгс/см2), перегретый пар или горячие газы — продукты сгорания. Через разгонные трубки материал с огромной скоростью (до 500 м/сек) поступает в помольную камеру. Частицы материала, летящие одна навстречу другой, соударяются и разрушаются. Измельченный материал отсасывается из камеры в классификатор, откуда крупный продукт вновь поступает в эжекторы.

Идея использования струи сжатого газа для сообщения скорости куску при дроблении запатентована в 1880, но разработка струйных М. Начата в 1925. Исследуются новые электрофизические способы измельчения токами высокой частоты, электроимпульсные, электрогидравлическим ударом и др. Однако для массового измельчения материалов, по-видимому, будут применяться барабанные М. Больших размеров, в том числе М. Самоизмельчения. Лит. Ромадин В. П., Пылеприготовление, М. — Л., 1953. Андреев С. Е., Зверевич В. В., Перов В. А., Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых, М., 1966. Акунов В. И., Струйные мельницы, 2 изд., М., 1967. Ильевич А. П., Машины и оборудование для заводов по производству керамики и огнеупоров, М., 1968. Schubert Н., Aufbereitung fester mineralischer Rohstoffe, Bd 1, Lpz., 1968.

См. Также лит. При ст. Измельчение. В. А. Перов. Рис. 1. Схемы мельниц. А — барабанной. Б — роликовой. В — кольцевой. Г — бегуны. Д — молотковой. Е — пальцевой (дезинтегратор). Ж — вибрационной. З — струйной. Рис. 2. Барабанная мельница (шаровая). 1 — барабан. 2 — дробящие тела (шары). 3 — загрузка исходного материала. 4 — подшипники. 5 — разгрузка измельченного материала. Рис. 3. Роликовая среднеходная мельница. 1 — корпус. 2 — мелющее кольцо. 3 — ролик. 4 — нажимной рычаг. 5 — нажимная пружина. 6 — воздушный классификатор. 7 — подача измельчаемого материала. 8 — измельченный продукт. 9 — крупный продукт классификатора. 10 — подача воздуха. Рис. 4. Бегуны. 1 — катки. 2 — полуоси катков. 3 — водило. 4 — центральный вал. 5 — чаша. 6 — привод. 7 — скребки. Рис. 5. Молотковая (шахтная) мельница.

1 — ротор. 2 — било. 3 — кожух. 4 — отверстие для горячего воздуха. 5 — шахта. 6 — загрузка исходного угля. 7 — подача пыли в топку. Рис. 6. Вибрационная мельница. 1 — электродвигатель. 2 — эластичная муфта. 3 — вал с дебалансом. 4 — барабан. 5 — пружины. Рис. 7. Струйная противоточная мельница. 1 — эжекторы. 2 — разгонные трубы. 3 — размольная камера. 4 — трубы сжатого воздуха или пара. 5 — загрузочные воронки. 6 — подача измельчаемого материала. 7 — измельченный продукт..