ШАРОВАЯ МЕЛЬНИЦА ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ Российский патент 1998 года по МПК B02C19/12 B02C17/20 

Настоящее изобретение относится к области порошковой металлургии алюминия, конкретно к производству алюминиевой пудры путем измельчения алюминиевых порошков или частиц алюминиевой фольги в шаровой мельнице.

Известны мельницы для получения алюминиевой пудры [1, 2], включающие барабан с приводом для его вращения, заполненный стальными шарами различного диаметра. Масса шаровой загрузки для каждого размера мельницы определяется расчетно или опытным путем, максимальные и минимальные размеры шаров определяют опытным путем или по эмпирическим формулам. Недостатком таких мельниц для производства алюминиевой пудры является отсутствие четкого соотношения шаров различного размера в массе шаровой загрузки, что не обеспечивает максимальной производительности и высокого качества получаемой товарной продукции.

Известны шаровые мельницы для получения алюминиевой пудры, применяющиеся в отечественной промышленности [3] типа М-4. Такие мельницы аналогичны описанным выше [1] и обладают теми же недостатками. Установленное опытным путем соотношение шаровой загрузки для получения алюминиевой пудры составляет:
Диаметр шаров, мм - %
10-15 - 5-10
20-25 - 40-45
30-35 - 40-45
40-60 - 5-10
т. е. весовое соотношение шаров основных размеров (10:15, 20:25, 30:35 и 40:60 мм) составляет примерно (0,5:1) : (4:4,5) : (4:4,5) : (0,5:1) при максимальном размере шаров 40-60 мм.

Такое соотношение не обеспечивает максимальной производительности измельчения и высокого качества пудры. Максимально достигнутая производительность на мельницах М-4 при производстве пигментной алюминиевой пудры составляет 110-115 кг/час при удельной поверхности ее от 1,0 до 2,2 м²/г.

Известны мельницы типа МАП 220/330, также эксплуатируемые на отечественных заводах [3], отличающиеся от мельниц М-4 в основном величиной рабочего объема и соотношением диаметра и длины барабана мельницы, а также массой шаровой загрузки и соотношением шаров различного размера:
Диаметр шаров, мм - %
10-15 - -
20-25 - 20-40
30-35 - 45-60
40-60 - 10-15
Соотношение шаров различного диаметра (10:15) : (20:25) : (30:35) : (40: 60) мм равно 0 : (20:40) : (45:60) : (10:15) при максимальном диаметре шара 60 мм.

Такая структура шаровой загрузки также не обеспечивает максимальной производительности измельчения и высокое качество продукции. Удельная производительность мельниц типа МАП при указанной шаровой загрузке ниже, чем у мельниц М-4 на 20-25% при аналогичном качестве продукции.

Производительность измельчения и качество алюминиевой пудры могут быть повышены при оптимизации структуры шаровой загрузки, т.е. при оптимальном соотношении шаров различного диаметра.

За прототип предлагаемого изобретения взята известная мельница М-4 [3] с описанной выше структурой шаровой загрузки. Предлагаемая шаровая мельница для измельчения алюминия включает шары различного диаметра, при этом для получения пудры с удельной поверхностью частиц более 1-2 м²/г используют шары трех классов размеров 5-10, 10-20 и 20-30 мм, взятых в весовом соотношении 1:(1:2):(1:3).

Снижение максимального размера шаров до 30 мм вместо 40:60 мм обеспечивает повышение как производительности, так и качества пудры, причем максимальная производительность и наиболее высокое качество пудры достигаются при использовании трех классов размеров в пределах от 0 до 30 мм в отношении 1: (2:3):(3:5) по массе.

Примеры исполнения приведены в таблице.

Шаровая загрузка 15600 кг.

Максимальный размер шара 30 мм.

Эффект достигается за счет увеличения числа контактов между телами в 5-10 раз, т.к. обеспечивается наиболее плотная упаковка шаров, подобранных таким образом, что пространство между крупными шарами заполняется соответствующим количеством шаров более мелкого класса. Вместе с увеличением числа контактов достигается увеличение общего числа шаров в 5-10 раз. Это приводит к увеличению производительности. Одновременно за счет увеличения взаимного трения шаров в точках контакта повышается качество поверхности шаров.

Использованные источники
1. Производство и применение алюминиевых порошков и пудр. - М.: Металлургия, 1980, с. 39-41.

2. Либенсон Г.А., Панов В.С. Оборудование цехов порошковой металлургии. - М.: Металлургия, 1983, с. 70-86.

3. Технологический регламент. Производство пудры алюминиевой пигментной. - Л.: ВАМИ, 1985.

Шаровая мельница для измельчения алюминия включает шары различного диаметра. Для получения пудры с удельной поверхностью частиц более 1-2 м²/г используют шары трех классов по размерам 5-10, 10-20 и 20-30 мм, взятых в весовом соотношении в пределах 1:(1-2 ):(1-3). Такое соотношение размеров шаров и их содержания в шаровой загрузке обеспечивает повышенное качество пудры и высокую производительность. 1 табл.

Шаровая мельница для измельчения алюминия, включающая шары различного диаметра, отличающаяся тем, что шары выполнены трех классов по размерам диаметров 5 - 10, 10 - 20 и 20 - 30 мм при весовом отношении 1 : (1 - 2) : (1 - 3) для получения пудры с удельной поверхностью частиц более 1 - 2 м²/г.