بالمیل چیست؟

دستگاه بالمیل یکی از مهمترین دستگاه ها در صنعت تولید و فرآوری پودر های میکرونیزه فلزی و غیر فلزی محسوب می­شود. آسیاب گلوله ای یک آسیاب غلتشی است که از گلوله های فولادی به عنوان رسانه آسیاب استفاده می­کند. طول پوسته استوانه ای معمولاً ۱ تا ۱٫۵ برابر قطر پوسته است.

آسیاب های گلوله ­ای در کاربردهای آسیاب اولیه یا ثانویه استفاده می­شوند. در کاربرد های اولیه، آنها خوراک خود را از سنگ شکن ها و در کاربرد های ثانویه، خوراک خود را از آسیاب های میله ­ای، آسیاب های AG یا آسیاب های SAG دریافت می­کنند.

اجزای بالمیل

اجزای تشکیل دهنده بالمیل عبارتند از:

1. ورودی: سنگ معدن خرد شده از طریق ورودی به آسیاب گلوله ای تغذیه می شود.
2. پوسته استوانه ای توخالی: که حول محور خود می چرخد. محور پوسته ممکن است افقی یا با زاویه کمی نسبت به افق باشد.
3. رسانه های سنگ زنی: توپ ها و یا گلوله ها هستند که ممکن است از فولاد (فولاد کروم)، فولاد ضد زنگ، سرامیک یا لاستیک ساخته شوند.
4. درام: سطح داخلی پوسته استوانه ای معمولاً با مواد مقاوم در برابر سایش مانند فولاد منگنزی یا آستر لاستیکی پوشانده می شود. سایش کمتری در آسیاب های لاستیکی ایجاد می­شود.
5. چرخ دنده: یک حلقه چرخ دنده نصب شده در حاشیه بیرونی درام.
6. موتور الکتریکی: موتوری که برای چرخاندن استفاده می شود. موتور محرکه به گیربکس منتهی می شود تا چرخدنده حلقوی را حرکت دهد.
7. گیربکس: برای تحت کنترل نگه داشتن سرعت موتور از آن استفاده می­شود.
8. گلوله ها: معمولاً از فولاد آلیاژی منگنز ساخته می شوند، انتخاب جنس گلوله ها به این بستگی دارد که خوراک آسیاب چیست ((چه ماده ای را آسیاب می کند) (آلیاژ فولاد کروم و لاستیک نیز موجود است)). اندازه توپ ها به اندازه درام بستگی دارد، اندازه های معمولی توپ دو تا سه اینچ قطر دارند (توپ های چهار اینچی نیز امکان پذیر است).
9. بلبرینگ ها: آسیاب های ساچمه ای کوچکتر از رولبرینگ های استوانه ای ضد اصطکاک استفاده می کنند. آسیاب های گلوله ای بزرگتر از یاتاقان های تراننیون استفاده می کنند.

مکانیزم بالمیل

آسیاب های گلوله ­ای استوانه ­ای، معمولاً در طراحی بدنه فولادی متفاوت هستند که در داخل توسط دال های زره پوش که اندازه های متفاوتی دارند و یک سطح ناهموار داخلی را تشکیل می دهند، پوشیده شده است و مواد اولیه توسط یک فیدر پیچی که در یک نیم استوانه توخالی قرار دارد وارد آسیاب می شود. محصول نهایی نیز از طریق نیم استوانه توخالی مقابل تخلیه می­شود.

آسیاب های گلوله­ ای تا ۴۰ درصد با توپ های فولادی (با قطر ۳۰ تا ۸۰ میلی متر) پر می­شوند که به طور موثر سنگ معدن را آسیاب می­کنند. ماده ای که قرار است آسیاب شود، فضای خالی بین توپ ها را پر می­کند. توپ ‌های در حال غلت، ذرات را تا نقطه شکستگی بارگذاری می‌کنند.

آسیاب های گلوله ­ای بیشترین کاربرد را در سیستم های مرطوب و یا خشک، در عملیات های دسته ای و پیوسته در مقیاس های کوچک و بزرگ دارند و قادر به تولید محصولاتی در حد ۱۰۰ میکرومتر هستند. عناصر آسیاب، در آسیاب های گلوله ای با سرعت های مختلفی حرکت می­کنند. بنابراین، نیروی برخورد، جهت و انرژی جنبشی بین دو یا چند عنصر در درون بار توپ بسیار متفاوت است. نیروهای سایش یا اصطکاک بر روی ذرات و همچنین انرژی برخورد تأثیر می­گذارد. این نیروها از حرکت چرخشی توپ ها و حرکت ذرات درون آسیاب و مناطق تماس توپ های در حال برخورد ناشی می شوند. با چرخش بدنه آسیاب، به دلیل اصطکاک بین دیواره آسیاب و گلوله ها، گلوله ها در جهت چرخش بالا می­روند تا جایی که زاویه مارپیچ از زاویه سکون تجاوز نکند، در نتیجه توپ ها به سمت پایین می­غلتند. افزایش سرعت چرخش منجر به رشد نیروی گریز از مرکز می­شود و زاویه مارپیچ به ترتیب افزایش می­یابد تا زمانی که قدرت وزنی توپ ها از نیروی گریز از مرکز بزرگتر شود. از این لحظه، توپ ها شروع به سقوط می­کنند و منحنی های سهموی خاصی را در طول سقوط توصیف می­کنند.

برای اینکه آسیاب گلوله ای کار کند، سرعت بحرانی باید به دست آید. سرعت بحرانی به سرعتی اطلاق می­شود که توپ های محصور در امتداد دیواره های داخلی آسیاب گلوله ای شروع به چرخش می­کنند. اگر آسیاب گلوله‌ای نتواند به سرعت بحرانی برسد، توپ ها در قسمت پایینی ثابت می‌مانند، جایی که تأثیر کمی بر مواد داشته باشند یا اصلاً تأثیری نداشته باشند. با افزایش بیشتر سرعت چرخش نیز، نیروی گریز از مرکز ممکن است به قدری بزرگ شود که توپ ها بدون افتادن به پایین با بدنه آسیاب بچرخند. سرعت چرخش محور دوران آسیاب گلوله ای به قطر بدنه آن بستگی دارد که معمولا این دستگاه حدود ۶۰ الی ۸۰ درصد سرعت بحرانی به دور خود می­چرخد. همچنین آسیاب های گلوله ای بر اساس توان و نه ظرفیت رتبه بندی می­شوند.

مزایا و معایب بالمیل

مزایای بالمیل عبارت است از:

• ظرفیت بالا
• ایمنی بالا
• کارآیی ساده
• بالا بودن کیفیت تولید (یکدست بودن مواد پودر شده)

معایب بالمیل عبارت است از:

• وزن بالا
• مصرف انرژی بالا
• ایجاد سر و صدا در حین کار

انواع بالمیل

بالمیل ها به دو صورت پیوسته و ناپیوسته ساخته می­شوند که در دستگاه های پیوسته، مواد از یک طرف وارد شده و پس از عبور از مسیر لوله دستگاه، از طرف دیگر خارج می­شوند، ولی در آسیاب های گلوله ای ناپیوسته، مواد با وزن مشخص داخل دستگاه ریخته شده و در آن بسته می­شود، پس از کارکرد دستگاه و پودر شدن مواد، دستگاه از حرکت باز ایستاده و مواد از آن خارج می­شود، همچنین این دستگاه و گلوله های مورد نظر بر اساس نوع درخواست و جنس خوراک انتخاب می­شود.

انواع بالمیل از نظر نوع بدنه عبارت است از:

1. مخروطی: اگر بدنه بالمیل به شکل مخروطی ساخته شده باشد، در حرکت باعث می شود گلوله های درشت در ابتدای آسیاب و گلوله های ریز در انتهای آسیاب تجمع یابند که این استقرار به مکانیزم سایش بسیار کمک می­کند.
2. استوانه ای: اگر بدنه بالمیل به صورت استوانه ای ساخته شود، دیگر مزیت نوع مخروطی را ندارد ولی ساخت آن ساده تر و ارزان تر است. برای این که بخواهیم مزیت جدا شدن گلوله ها را در بالمیل استوانه ای داشته باشیم باید آن را برچند محفظه تقسیم کرده که در هر محفظه سایر گلوله ها باهم فرق داشته باشد. در واقع باید از آسیاب لوله ای استفاده کنیم.

 

انواع گلوله بالمیل

گلوله های داخلی برای خردایش از سه جنس متفاوت ساخته می­شود که انتخاب آنها بر اساس نوع محصول انجام می­شود:

1. گلوله های فولادی
2. گلوله های سرامیکی (آلومینایی)
3. گلوله های سیلیسی (قلوه سنگی)