Во время добычи горнорудных полезных ископаемых образуется большое количество крупных блоков неправильной формы с острыми рваными краями. Их перед использованием необходимо измельчить. Для измельчения обычно применяются барабанно-шаровые мельницы, в которых обогащение материала осуществляется с помощью небольших стальных шариков. Что собой представляют мелющие шары? Какими нормами ГОСТ регулируется их изготовление?

шары мелющие

Зачем нужны мелющие шары

Производство мелющих шаров регулируется государственными нормативами. В ГОСТ 7524 перечислены основные требования и ряд рекомендаций относительно транспортировки, хранения, контроля, приемки.

Основная сфера применения подобных шаров — это измельчение хрупких, сыпучих, крошащихся материалов с помощью барабанно-шаровых мельниц. Это может быть уголь, цемент, известь, стекло, красящие вещества.

Большинство шариков делаются из стальных сплавов либо из чугуна. Также их делают из силикатов, фарфора, уралита, отходов металлургического производства.

По ГОСТ мелющие стальные шары бывают разного диаметра. Каждый из шариков имеет свою массу: от 14 г до 8 кг. Большое распространение получили шары средних размеров (6-8 см) — они будут обеспечивать качественный помол. Более крупные могут использоваться для измельчения крупной породы. В таком случае в камеру для помола добавляются одновременное крупные и средние шарики. Крупные разбивают основной материал на несколько фрагментов, а маленькие измельчают их до однородной крошки.

Мелющие шары трескаются достаточно редко — но если это произойдет, то испортившуюся деталь всегда можно заменить на новую с минимальными финансовыми потерями.

Барабанно-шаровые мельницы

Барабанно-шаровые мельницы

Основные сферы применения подобных мельниц — горнорудная промышленность, химическая отрасль, производство цемента, создание керамики. Мельницы обладают массой плюсов — небольшой расход электричества, высокое качество измельчения, простота загрузки барабана.

Принцип работы барабанно-шаровых мельниц:

  • Мельницы имеют вид большого электрического барабана, который вращается вокруг своей оси во время работы. Обычно имеют крупные размеры, а монтируются они на территории закрытых индустриальных цехов. Хотя встречаются и компактные установки-лаборатории.
  • Для помола в мельницы загружаются шарики и материал, который подлежит измельчению.
  • Если материал имеет большие размеры, то в таком случае в мельницу могут одновременно загружаться крупные и мелкие шарики. Крупные детали разбивают материал на небольшие фрагменты, а мелкие выполняют непосредственно измельчение.
  • С физической точки зрения помол осуществляется так: после загрузки запускается электромотор, который вращает барабан. Во время вращения мелющие тела движутся по круговой траектории вместе с барабаном (то есть они поднимаются вверх под действием центробежной силы). Однако после небольшого подъема шарики падают вниз и ударяются о материал, что и приводит к его измельчению.

шары стальные мелющие

Производство стальных шаров

Производство деталей для помола регулируется международным стандартом ГОСТ 7524. В соответствии с этим стандартом для производства шаров можно применять следующие технологии — литье, ковка, штамповка, а также винтовой прокат. Самой популярность технологией является прокатка шаров на специальных станах. Основные плюсы прокатки — низкая себестоимость, большой выход, высокая скорость работ, небольшие расходы стали.

Прокатка осуществляется так:

  • Исходное сырье в виде круглых стальных заготовок нагревают до температуры 900-1200 градусов. Нагрев осуществляется в специальных электрических либо газовых печах индукционного типа.
  • При выборе температурного режима нагрева нужно учесть состав исходных заготовок, поскольку присадки могут изменять температуру плавления как в большую, так и в меньшую сторону.
  • Во время нагрева необходимо следить за характером распространения тепла — нагрев должен осуществляться равномерно, чтобы избежать локального перегрева материала.
  • После нагрева стальные заготовки подаются на прокатные валки. Здесь выполняется две операции — формовка полноценных изделий из заготовок, разделение шаров на группы.
  • На завершающем этапе выполняется закалка шарообразных деталей — это позволяет улучшить прочность, твердость шариков. Для закалки используются специальные барабаны, а длительность обработки также зависит от состава заготовки.

Требования к шарам согласно ГОСТ

В соответствии с нормами ГОСТ 7524 мелющие шары бывают четырех групп:

  • Детали общего назначения, обладающие стандартной прочностью.
  • Обладающие повышенной прочностью. Используются для измельчения крупных горнорудных блоков неправильной формы.
  • Специального назначения, обладающие высокой прочностью. Используются только для помола цемента, огнеупоров, руд цветных металлов.
  • Обладающие сверхвысокой прочностью. Применяются для помола исключительно черных металлов.

По ГОСТ диаметр шаров от 1,5 до 12 сантиметров. Допускаются небольшие отклонения (но не более 5 миллиметров в рамках одной партии). Объем таких деталей — от 1,5 до 1000 кубических сантиметров (чем больше диаметр, тем больше объем).

Плотность материала должна составлять от 7,7 до 8 грамм на кубический сантиметр (идеальный показатель — 7,85 г на куб. см). С учетом плотности материала вес мелющего шара от 17 грамм до 8 килограмм.

Для производства применяют низко- и высоколегированную сталь, а также чугун. Максимальное содержание углерода — 0,7%. Рекомендуется использовать сталь с большим содержанием хрома, никеля — этот материал обладает высокой устойчивостью к коррозии.

производство мелющих шаров

Контроль качества и транспортировка

ГОСТ 7524 контролирует также ряд смежных вопросов. Проведение контрольных измерений, транспортировка, хранение, приемка материалов. По ГОСТ геометрические характеристики шарообразных изделий определяются производителем с помощью замеров, производимых штангенциркулем.

Для проведения замеров берутся две зоны, которые находятся по разные стороны друг от друга. Именно на основании замеров этих участков определяются геометрические характеристики (диаметр + длина отдельных секторов). Для определения дефектов достаточно замеров и внешнего осмотра.

По умолчанию для транспортировки нужно использовать железнодорожный транспорт. Однако по предварительной договоренности исполнитель может использовать автомобильный транспорт. Для автомобильной транспортировки шары необходимо расфасовать в специальные ящики. Сами ящики необходимо прочно прикрепить к грузовику, чтобы шары не рассыпались во время перевозки.

Приемка товара осуществляется партиями; максимальный размер одной партии составляет 150 тонн. В каждой партии должны быть шары одного размера и одной группы. Партия должна иметь надлежащее документальное оформление.

В сопровождающем документе обязательно должна быть указана следующая информация — название, товарный знак, номер партии, результаты контрольных замеров, группа.

Хранить шарики можно в сухом помещении без доступа воды и химических реагентов. Срок хранения в большинстве случаев не ограничен.

мелющие тела

Заключение

Мелющие шары — компактные шарообразные изделия, которые делаются из стальных или чугунных сплавов. Диаметр — от 1,5 до 12 см. Масса — от 14 г до 8 кг. Объем — от 1,5 до 1000 кубических сантиметров. Связь между этими параметрами линейная — чем выше будет диаметр, тем соответственно выше будет масса и объем шариков. Плотность каждого шара является фиксированной и находится в пределах от 7,7 до 8 грамм на кубический сантиметр.

Основная сфера применения мелющих шариков — это измельчение сыпучих материалов и горнорудных полезных ископаемых в специальных барабанных мельницах.

Используемая литература и источники: