ما هي المعايير التي يجب الانتباه إليها عند اختيار كرات الطحن؟

Ⅰتحديد الحجم: "مواصفات الطاحونة + الطلب على طحن المواد"

1قطر الكرة (D80): "التكيف التدريجي" مع المواد ونوع الطاحونة

• طحن أولي (حجم جسيمات المادة الخام ≥50mm): كرات ذات قطر كبير (60-100mm) لتوفير قوة تأثير كافية، مناسبة للطاحونات شبه الذاتية أو طحونات الكرات الطاحونة الخام.
• الطحن الثانوي (حجم جسيمات المواد الخام 10-50mm): كرات ذات قطر متوسط (40-60mm) لتحقيق التوازن في الأثر والطحن، قابلة للتطبيق على طواحين الكرات العامة للمواد المتوسطة الصلابة.
• الطحن الدقيق (حجم جسيمات المواد الخام ≤10mm): كرات ذات قطر صغير (20-40mm) لزيادة مساحة الاتصال مع المواد ، مناسبة لمصانع الطحن الدقيقة أو أنظمة الطاحونة المصنفة.
• تكييف خاص: بالنسبة للمطاحن ذات القطر الصغير (Φ≤2.4m) ، يجب ألا يتجاوز أقصى قطر الكرة 60mm (لتجنب التأثير المفرط على غطاء الطاحونة).يمكن زيادة الحد الأقصى لقطر الكرة إلى 100 ملم (يتوافق مع الطلب المتزايد على الأثر للمطاحن الكبيرة);
• مرجع الحساب: القياس الموصى به لقطر الكرة D80 = (6-8) ×√ ((حجم الجزيئات القصوى للمادة، مليمتر) (للمواد المتوسطة الصلابة) ،تعديل بنسبة ± 10 ٪ وفقا لصلابة المواد (المواد الصلبة تأخذ الحد الأعلى، والمواد الرخوة تأخذ الحد الأدنى).

2نسبة حجم الكرة: "الطحن التآزري" لتحسين ملء التجويف

• طحن عام (توزيع حجم جسيمات المادة 5-50mm): نسبة الكرات الكبيرة (60-80mm) : الكرات المتوسطة (40-60mm) : الكرات الصغيرة (20-40mm) = 3:4:3، لضمان كل من تأثير على الجسيمات الكبيرة وطحن الجسيمات الصغيرة ؛
• طحن ضخم يهيمن عليه الاصطدام (حجم الجسيمات القصوى ≥ 80 ملم): زيادة نسبة الكرات الكبيرة ، النسبة = 5:3:2، تحسين القدرة على سحق الجسيمات الكبيرة
• طحن دقيق يهيمن عليه الطحن (حجم الجزيئات القصوى ≤10mm): زيادة نسبة الكرات الصغيرة ، النسبة = 1:3:6تحسين كفاءة اتصال السطح مع الجسيمات الدقيقة
• المبدأ: يجب أن يملأ الحجم التراكمي لجميع الكرات 28-35٪ من الحجم الفعلي للطاحونة (معدل التعبئة) ، وينبغي أن تتجنب نسبة حجم الكرة "فجوة الحجم" (على سبيل المثال ،بدون قفزة مباشرة من 80mm إلى 40mm بدون كرات 60mm) لضمان ملء موحد.

3وزن الكرة الواحدة (م): مطابقة "قوة الطاحونة" و "مقاومة الارتداء"

• مطحنة طاقة منخفضة (≤1000kW): اختر الكرات الأخف (m=0.5-2kg ، والقطر المقابلة 40-60mm) لتجنب زيادة في حمولة نظام المحرك.
• طاحونة عالية الطاقة (> 2000 كيلوواط): استخدم كرات أثقل (m = 2-5kg ، والقطر المقابلة 60-80mm) لتتناسب مع الطلب الكبير على التأثير.
• مبدأ توازن الارتداء: يجب أن يكون وزن الكرة الواحدة بحيث يكون معدل الارتداء موحدًا (لا ارتداء مفرط للكرات الصغيرة أو استغلال غير كاف للكرات الكبيرة).كرات حديدية صبغية عالية الكروم (الكثافة ~ 7.8g/cm3) مع قطر 60mm يبلغ وزنها 1.1kg ، وهو مناسب لمعظم المطاحن متوسطة الطاقة.

Ⅱاختيار التسامح: ضمان "توحيد طحن" و "استقرار عمر الخدمة"

1مساحة التسامح: التحكم في "اتساق الحجم"

• بالنسبة للكرات التي يبلغ قطرها ≤40 ملم: التسامح ±0.5 ملم (طبقة ISO 3290 G3) ، تأكد من أن الكرات الصغيرة تتواصل بشكل موحد مع الجسيمات الدقيقة.
• بالنسبة للكرات التي يبلغ قطرها 40-80 ملم: التسامح ±1.0 ملم (طبقة ISO 3290 G4) ، صعوبة معالجة التوازن ووحدة الحجم.
• بالنسبة للكرات التي يبلغ قطرها > 80 ملم: يسمح بالتسامح ±1.5 ملم (طبقة ISO 3290 G5) بالانحراف المناسب دون التأثير على تأثير الاصطدام.
• المتطلب الرئيسي: يجب ألا يتجاوز الفرق الأقصى في قطر الكرات في نفس المصنع 2 ملم ، لتجنب القوة المتضاربة غير المتساوية التي تؤدي إلى ارتداء محلي للملفوف.

2. تسامح الكتلة: تقليل "الاهتزاز غير المتوازن"

• خطأ الطول ≤0.3 ملم (بالنسبة للقطر ≤60 ملم) أو ≤0.5 ملم (بالنسبة للقطر >60 ملم) ، مقاس باستخدام مقياس الطول.
• الأهمية: الكرات غير المستديرة ستسبب اهتزازات الطاحونة أثناء دوران عالية السرعة (سرعة الطاحونة 18-24r / min) ، مما يزيد من استهلاك الطاقة بنسبة 5-10٪ ويزيد من ارتداء الغطاء.

3- خشونة السطح: تحسين "مقاومة الارتداء" و "التوافق المادي"

• خشونة السطح Ra ≤1.6μm (السطح الملمع) ، تجنب الحواف الحادة أو التشنجات.
• التأثير: يقلل من تماسك مسحوق المواد على سطح الكرة (منع "ربط الكرة") ، وتجنب الخدوش على الغطاء الناجمة عن أسطح الكرة الخام.

Ⅲالمعايير الرئيسية: ما وراء الحجم والتسامح، تحديد "كفاءة الطحن" و "عمر الخدمة"

1معايير أداء المواد: تتكيف مع "آلية الارتداء"

• صلابة: لارتداء القطع (المواد الناعمة ، معدل ملء عال) ، HRC≥60 (على سبيل المثال ، الحديد الزهري عالي الكروم ، Cr≥12٪) ؛ لارتداء الأثر (المواد الصلبة ، حجم الجسيمات الكبير) ، HRC=50-55 (على سبيل المثال ،الصلب المنغنيزي (Mn13) لتحقيق التوازن بين القسوة والصلابة;
• صلابة الصدمة (αkv): ≥12J/cm2 (الحديد الصلب ذو الكروم العالي) أو ≥90J/cm2 (الصلب المنغنيزي) ، وتجنب الكسر الهش عند الاصطدام بسرعة عالية (سرعة الاصطدام تصل إلى 5-8m/s).
• مقاومة الارتداء: معدل ارتداء الحجم ≤0.08cm3/(kg·m) (اختبار ASTM G65) ، وضمان عمر الخدمة ≥6000 ساعة (حالة عمل المواد المتوسطة الصلابة) ؛
• الكثافة: ≥7.6g/cm3 (الكرات المعدنية) أو ≥3.6g/cm3 (الكرات السيراميكية) ، الكثافة الأعلى تحسن الطاقة الحركية للصدمة (الطاقة الحركية E=1⁄2mv2).

2معايير تكييف ظروف العمل: تطابق معايير تشغيل الطاحونة

• تكييف معدل التعبئة: عندما يكون معدل التعبئة 32-35٪ (التعبئة العالية) ، حدد كرات ذات صلابة أعلى (HRC + 5) لمقاومة زيادة الاحتكاك ؛ عندما يكون معدل التعبئة 28-30٪ (التعبئة المنخفضة) ،استخدم كرات ذات صلابة أفضل لتجنب الاصطدام المفرط;
• تكييف الوسط الطحن: الطحن الرطب (بيئة السماد) → اختيار المواد المقاومة للتآكل (مثل كرات الطحن من الفولاذ المقاوم للصدأ للسماد الحمضي) أو إضافة طلاء مقاوم للتآكل.طحن الجاف (بيئة مسحوق) → التأكيد على مقاومة الارتداء (الحديد الصلب ذو الكروم العالي);
• التكيف مع درجة الحرارة: طحن درجة حرارة عالية (درجة حرارة المواد ≥ 150 درجة مئوية) → حدد مواد مقاومة للحرارة (على سبيل المثال، كرات سبيكة النيكل والكروم) لتجنب تقليل القسوة عند درجات الحرارة العالية.

3معايير حماية البيئة: تلبية متطلبات "الإنتاج النظيف"

• محتوى المعادن الثقيلة: للطعام أو الصيدلة أو طحن المواد الإلكترونية ، الرصاص (Pb) ≤0.005٪ ، الكادميوم (Cd) ≤0.001٪ ، تجنب تلوث المواد.
• عدم السمية: يفضل استخدام كرات طحن السيراميكية (مثل الألومينا Al2O3 ≥95%) في سيناريوهات الطحن النظيفة ، لأنها لا تطلق أيونات معدنية.
• قابلية إعادة التدوير: يجب أن يكون لكرة طحن المعادن معدل إعادة التدوير ≥ 90% (بعد الارتداء) ، مما يقلل من التلوث البيئي.