Шары мелющие для измельчения руд и материалов
Шары мелющие расходный элемент шаровых мельниц, применяемый в горнорудной, цементной и угольной промышленности для дробления и измельчения твёрдых материалов. Изготавливаются из углеродистой и легированной стали методом горячей прокатки или штамповки с последующей термической обработкой. Основные параметры выбора твёрдость по Шору (HSD), ударная вязкость, износостойкость и геометрическая точность.
Технические характеристики и классификация
Мелющие шары классифицируют по группам твёрдости согласно ГОСТ 7524-2015 и международным стандартам (DIN, SABS). Для первичного измельчения крупных кусков руды (крупность питания до 25 мм) применяют шары высокой твёрдости (группа IV, HSD 6065). Для тонкого помола в цементной промышленности шары средней твёрдости (группа III, HSD 5055).
| Диаметр, мм | Группа твёрдости | Твёрдость HSD | Марка стали | Типичное применение |
|---|---|---|---|---|
| от 20 до 40 | III | от 50 до 55 | ШХ15, 40Х | Тонкий помол цементного клинкера |
| от 60 до 80 | IV | от 60 до 65 | 75Г, 80Х | Измельчение железной руды |
| от 100 до 120 | II | от 45 до 50 | Ст3, 35Г | Дробление угля на ТЭС |
Материалы и производственные процессы
Для изготовления шаров мелющих используются следующие марки стали:
- ШХ15 подшипниковая сталь, обеспечивает высокую твёрдость поверхности (до HSD 65) при глубине закалённого слоя от 8 до 12 мм.
- 40Х легированная хромом, применяется для шаров диаметром от 40 до 80 мм в условиях умеренных ударных нагрузок.
- 75Г высокоуглеродистая марганцовистая сталь, оптимальна для шаров диаметром от 80 до 120 мм в мельницах мокрого самоизмельчения.
- 80Х хромистая сталь с повышенной износостойкостью, используется в агрессивных средах с абразивной пульпой.
Термическая обработка включает закалку в воде или масле с последующим низким отпуском. Контроль твёрдости проводится на глубине от 0,5 до 1,0 мм от поверхности. Допустимое отклонение диаметра для шаров первой категории качества составляет 1,5 мм, для высшей категории 1,0 мм.
Условия эксплуатации и износ
Ресурс мелющих шаров зависит от режима работы мельницы (скорость вращения, степень заполнения, крупность питания) и физико-механических свойств измельчаемого материала. В мельницах мокрого помола (пульпа с содержанием твёрдого от 65 до 75%) износ шаров на 1520% выше, чем при сухом помоле. Рабочая температура в зоне измельчения составляет от 20 до 80 C. Для снижения удельного расхода (кг/т готового продукта) рекомендуется подбирать диаметр шаров с учётом гранулометрического состава исходного сырья.
Применение в промышленности
- Горнорудная отрасль измельчение железной, медной, золотосодержащей руды в шаровых и стержневых мельницах.
- Цементная промышленность помол клинкера, известняка, доменного шлака в цементных мельницах открытого и замкнутого цикла.
- Угольная энергетика размол угля в пылеугольных мельницах на ТЭС и котельных установках.
- Строительные материалы измельчение кварцевого песка, доломита, мраморной крошки для производства сухих смесей.
Вопросы и ответы
Какой диаметр шаров мелющих выбрать для цементной мельницы?
Для первой камеры (крупное дробление) применяют шары диаметром от 60 до 90 мм, для второй камеры (тонкий помол) от 20 до 40 мм. Рекомендуется использовать шары группы твёрдости III (HSD 5055) из стали 40Х или ШХ15.
Чем отличается шар мелющий горячей прокатки от штампованного?
Горячекатаные шары имеют более однородную структуру металла по сечению и меньший разброс твёрдости (отклонение 3 HSD). Штампованные шары дешевле, но могут иметь внутренние дефекты (раковины, трещины) при нарушении режима ковки.
Какой нормативный документ регламентирует качество мелющих шаров?
Основной стандарт в РФ ГОСТ 7524-2015 Шары стальные мелющие для шаровых мельниц. Для экспортных поставок применяют DIN 2095, SABS 808, ISO 8988.
Как рассчитать удельный расход шаров мелющих?
Удельный расход (кг/т) рассчитывается как отношение массы загруженных шаров к массе измельчённого материала за период эксплуатации. Для железной руды типичный расход составляет от 0,8 до 1,2 кг/т, для цементного клинкера от 0,3 до 0,6 кг/т.