МЕЛЬНИЦА

МЕЛЬНИЦА машина для
измельчения,
различных
материалов. От дробилок 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

При обогащении полезных ископаемых, в произ-ве
цемента, для приготовления каменноугольного пылевидного топлива, в химич.
и металлургич. пром-сти широко применяются барабанные М. (рис. 2). В этих
М. барабан цилиндрич. или цилиндроконич. формы, заполненный наполовину
объёма мелющими телами, вращается вокруг своей геометрич. 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"(nД, об/мин, где Д -
внутренний
диаметр барабана в м). При значительном превышении кри-тич. частоты
вращения мелющие тела центробежной силой прижимаются к барабану и измельчение
прекращается. Для работы при сверхкритич. 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 совр. шаровых и стержневых М.: диаметр
от 0,9 до 5 м, длина от 0,9 до 8 л (в цементном произ-ве 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
кет.
Проектируются
М. диаметром 12,2 м мощностью до 20000
кет
(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 т руды. Расход энергии на 1 т руды
10-20 квгп'Ч. Для получения продукта заданной крупности барабанные
М. обычно сопрягаются с классификаторами (или гидроциклонами, возд. сепараторами),
разделяющими материал, выходящий из М. на мелкий (готовый) и крупный, возвращаемый
в ту же М. на доизмель-чение, т. н. замкнутый цикл. Принцип действия шаровой
М. известен св. 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 пром-сти применяются с 1950-х гг. См. также ст. Барабанно-шаровая
мельница.

Для сухого измельчения мягких и ср. твёрдости
материалов (углей, цем. сырья, фосфоритов, графита, серы, талька, минеральных
красок) применяются М. со ср. скоростями движения рабочих органов - сред
исходные. Используются среднеходные М.: роликовые, валковые, кольцевые,
фрикционно-шаровые, бегуны. Осн. патенты на среднеходные М. разных типов
относятся к 60-90-м гг. 19 в. Роликовая М. изобретена Шранцем в Германии
в 1870. Роликовая среднеход-ная М. (рис. 3) состоит из герметичного корпуса
и вращающегося в нём горизонтального мелющего кольца, к к-рому 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 возд. классификатором , расположенным непосредственно
над ней; циркуляция воздуха создаётся вентилятором. Крупность исходного
материала для роликовых М. чаще всего до 20 мм; в отд. случаях до
50 мм. Крупность продукта 10-20% остатка на сите с отверстиями 0,088
мм.
В
произ-ве керамики и огнеупоров для измельчения полевого шпата, доломита
и др. применяют бегуны (рис. 4). В них материал раздавливается и истирается
между цилиндрич. 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
мощённому 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 закреплёнными 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. Измельчённый и подсушенный материал выносится в шахту, из к-рой
мелкие готовые частицы потоком воздуха подаются в топку, а крупные падают
на ротор и доиз-мельчаются. 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 закреплёнными билами выдан в Великобритании
X. Кариеру в 1875.

Рис. 1. Схемы мельниц: а - барабанной;
6
- роликовой; в - кольцевой; г - бегуны;
д - молотковой;
е
-
пальцевой (дезинтегратор); ж - вибрационной;
з - струйной.

Рис. 2. Барабанная мельница (шаровая);
/ - барабан; 2 - дробящие тела (шары); 3 - загрузка исходного
материала; 4 - подшипники; 5 - разгрузка измельчённого материала.

Рис. 3. Роликовая среднеходная мельница:
/ - корпус; 2 - мелющее кольцо; 3 - ролик; 4 - нажимной рычаг;
5
- нажимная пружина; 6 - воздушный классификатор; 7 - подача
измельчаемого материала; 8 - измельчённый продукт; 9 - крупный
продукт классификатора; 10.- подача воздуха.

Рис. 4. Бегуны: / -катки; 2 - полуоси катков;
3
- водило; 4 - центральный вал; 5 - чаша; 6 -
привод;
7 -скребки.

Рис. 5. Молотковая (шахтная) мельница:
/ - ротор; 2 - било; 3-кожух; 4 - отверстие для горячего
воздуха; 5 - шахта; 6-загрузка исходного угля; 7 - подача
пыли в топку.

Для измельчения мягких материалов (уголь,
сухая глина) применяются ударные пальцевые М.- дезинтеграторы.

Рис. 6. Вибрационная мельница:
1
-электродвигатель; 2 - эластичная муфта; 3 - вал с дебалансом;
4
- барабан;5 - пружины.

Для измельчения материалов ср. 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 механич. 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 к-рым
подводится сжатый воздух под давлением 0,4-f-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, соуда-ряются и разрушаются;
измельчённый 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.

Рис. 7. Струйная противоточная мельница:
/ - эжекторы; 2 - разгонные трубы; 3 - размольная камера;
4
-
трубы сжатого воздуха или пара; 5 - загрузочные воронки;
6 -
подача
измельчаемого материала; 7 - измельчённый продукт.

Исследуются новые электрофизич. способы
измельчения токами высокой частоты, электроимпульсные, электрогидрав-лич.
ударом и др. Однако для массового измельчения материалов, по-видимому,
будут применяться барабанные М. больших размеров, в т. ч. М. самоизмельчения.

Лит.: Ромадин В. П., Пылеприготов-ление,
М.- Л., 1953; Андреев С. Е., ЗверевичВ. В., ПеровВ. А., Дробление, измельчение
и грохочение полезных ископаемых, М., 1966; А к у н о в В. И., Струйные
мельницы, 2 изд., М., 1967; Ильевич А. П., Машины и оборудование для заводов
по производству керамики и огнеупоров, М., 1968; Schubert H.., Aufbereitung
fester mineralischer Rohstoffe, Bd 1, Lpz., 1968. См. также лит. при ст.
Измельчение.
В. А. Перов.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я