ما هي مطحنة الكرة المستخدمة؟

محطة  مطحنة الكرة  هي نوع من  المطحنة  لطحن ومزج وأحيانًا لخلط المواد لاستخدامها في عمليات تلبيس المعادن ، والدهانات ، والألعاب النارية ، والسيراميك ، والتلبيد  الانتقائي بالليزر . إنه يعمل على مبدأ التأثير والاستنزاف: يتم تقليل الحجم عن طريق التأثير حيث تسقط الكرات من بالقرب من قمة الغلاف.

تتكون المطحنة الكروية من قشرة أسطوانية مجوفة تدور حول محورها. قد يكون محور الغلاف إما أفقيًا أو بزاوية صغيرة على المستوى الأفقي. إنها مليئة جزئيًا بالكرات. وسائط الطحن هي الكرات التي يمكن أن تكون مصنوعة من الفولاذ (فولاذ الكروم ) أو الفولاذ المقاوم للصدأ أو السيراميك أو المطاط. عادة ما يكون السطح الداخلي للقشرة الأسطوانية مبطنًا بمادة مقاومة للتآكل مثل  فولاذ المنغنيز  أو البطانة المطاطية. يحدث تآكل أقل في المصانع المبطنة بالمطاط. طول الطاحونة يساوي قطرها تقريبًا.

إن الفكرة العامة وراء مطحنة الكرة هي فكرة قديمة ، ولكن لم يكن من  الثورة الصناعية  واختراع  الطاقة البخارية . يقال أنه تم استخدامه  لطحن الصوان للفخار  في عام 1870.

في حالة تشغيل مطحنة الكرة بشكل مستمر ، يتم تغذية المواد المطلوب طحنها من اليسار من خلال مخروط 60 درجة ويتم تفريغ المنتج من خلال مخروط 30 درجة إلى اليمين. عندما تدور القشرة ، ترفع الكرات لأعلى على الجانب الصاعد من الصدفة ثم تتدحرج لأسفل (أو تنزل إلى التغذية) ، بالقرب من أعلى القشرة. عند القيام بذلك ، يتم تقليل حجم الجزيئات الصلبة الموجودة بين الكرات والأرض من خلال التأثير.

تستخدم المطاحن الكروية لطحن المواد مثل الفحم والأصباغ والفلسبار للفخار. يمكن أن يتم الطحن إما رطبًا أو جافًا ولكن يتم تنفيذ الأول بسرعة منخفضة. يعتبر مزج المتفجرات مثالاً على تطبيق للكرات المطاطية. ^[2]  بالنسبة للأنظمة ذات المكونات المتعددة ، فقد ثبت أن طحن الكرة فعال في زيادة  للحالة الصلبة .  chemical reactivity.^[3]  Additionally, ball milling has been shown effective for production of amorphous materials.

المطحنة الكروية ، نوع من  المطحنة ، هي جهاز أسطواني يستخدم في طحن (أو خلط) المواد مثل  الخامات ، والمواد الكيميائية ، والمواد الخام الخزفية والدهانات. تدور المطاحن الكروية حول محور أفقي ، مملوءة جزئيًا بالمواد المطلوب طحنها بالإضافة إلى وسط الطحن. يتم استخدام مواد مختلفة كوسائط ، بما في ذلك  السيراميك  balls, والصوان عند وجود مواد أكالة أثناء الطحن. pebbles, and الفولاذ المقاوم للصدأ  balls. An internal cascading effect reduces the material to a fine powder. Industrial ball mills can operate continuously, fed at one end and discharged at the other end. Large to medium-sized ball mills are mechanically rotated on their axis, but small ones normally consist of a cylindrical capped container that sits on two drive shafts (pulleys and belts are used to transmit rotary motion). A rock tumbler functions on the same principle. Ball mills are also used in pyrotechnics and the manufacture of black powder, but cannot be used in the preparation of some pyrotechnic mixtures such as flash powder because of their sensitivity to impact. High-quality ball mills are potentially expensive and can grind mixture particles to as small as 5 nm, enormously increasing surface area and reaction rates.

الطحن يعمل على مبدأ السرعة الحرجة. يمكن فهم السرعة الحرجة على أنها السرعة التي تبدأ بعدها الكرات الفولاذية (المسؤولة عن طحن الجزيئات) بالدوران على طول اتجاه الجهاز الأسطواني ؛ وبالتالي لا يتسبب في مزيد من الطحن.

تُستخدم المطاحن الكروية على نطاق واسع في  صناعة السبائك الميكانيكية  process^[5] in which they are not only used for grinding but for cold welding as well, with the purpose of producing alloys from powders.

المطحنة الكروية هي قطعة أساسية من المعدات لطحن المواد المكسرة ، وتستخدم على نطاق واسع في خطوط إنتاج المساحيق مثل الأسمنت ، والسيليكات ، والمواد المقاومة للحرارة ، والأسمدة ، والسيراميك الزجاجي ، وما إلى ذلك ، وكذلك لتجهيز  خام  الحديد وغير -المعادن الفلزية. يمكن للمطحنة الكروية طحن الخامات والمواد الأخرى سواء كانت رطبة أو جافة. هناك نوعان من المطاحن الكروية ، النوع الشبكي ونوع السقوط ، بسبب الطرق المختلفة لتفريغ المواد. العديد من أنواع وسائط الطحن مناسبة للاستخدام في المطحنة الكروية ، ولكل مادة خصائصها ومزاياها الخاصة. الخصائص الرئيسية لوسائط الطحن هي الحجم والكثافة والصلابة والتركيب.

• الحجم: أصغر جزيئات الوسائط ، أصغر حجم الجسيمات للمنتج النهائي. في نفس الوقت ، يجب أن تكون جزيئات وسط الطحن أكبر بكثير من أكبر قطع المواد التي سيتم طحنها.
• الكثافة: يجب أن تكون الوسائط أكثر كثافة من المادة التي يتم طحنها. تصبح مشكلة إذا طفت وسائط الطحن فوق المادة المراد طحنها.
• الصلابة: يجب أن تكون وسائط الطحن متينة بما يكفي لطحن المواد ، ولكن حيثما أمكن ، يجب ألا تكون شديدة الصلابة بحيث تتآكل الكأس بسرعة كبيرة.
• التركيب: تطبيقات الطحن المختلفة لها متطلبات خاصة. تعتمد بعض هذه المتطلبات على حقيقة أن بعض وسائط الطحن ستكون في المنتج النهائي. ويستند البعض الآخر في كيفية تفاعل وسائل الإعلام مع المواد التي يتم طرحها.
• عندما يكون لون المنتج النهائي مهمًا ، يجب مراعاة لون ومواد وسط الطحن.
• عندما يكون التلوث المنخفض مهمًا ، يمكن اختيار وسط الطحن لتسهيل فصله عن المنتج النهائي (على سبيل المثال: يمكن فصل غبار الصلب الناتج من وسط الفولاذ المقاوم للصدأ مغناطيسيًا عن المنتجات غير الحديدية). يتمثل أحد البدائل للفصل في استخدام وسائط من نفس المادة التي يتم طحن المنتج بها.
• تميل المنتجات القابلة للاشتعال لأن تصبح  متفجرة في شكل مسحوق . قد تتسبب الوسائط الفولاذية في حدوث شرارة ، لتصبح مصدرًا للاشتعال لهذه المنتجات. السيراميك  أو  الرصاص . must be selected.
• قد تتفاعل بعض الوسائط ، مثل الحديد ، مع المواد المسببة للتآكل. لهذا السبب ،  الفولاذ المقاوم للصدأ والسيراميك  والصوان عند وجود مواد أكالة أثناء الطحن. grinding media may each be used when corrosive substances are present during grinding.

يمكن أيضًا ملء حجرة الطحن بغاز  درع خامل  لا يتفاعل مع المادة المطحونة ، لمنع الأكسدة أو التفاعلات المتفجرة التي يمكن أن تحدث مع الهواء المحيط داخل المطحنة.

يتميز الطحن بالكرات بالعديد من المزايا مقارنة بالأنظمة الأخرى: إن وسيلة التركيب والطحن منخفضة ؛ يمكن ضبط السعة والنعومة عن طريق ضبط قطر الكرة ؛ إنها مناسبة لكل من التشغيل المتواصل والدُفعات ، وبالمثل فهي مناسبة لطحن الدائرة المفتوحة والمغلقة على حد سواء ، وهي قابلة للتطبيق على المواد من جميع درجات الصلابة.

بصرف النظر عن المطاحن الكروية الشائعة ، يوجد نوع ثان من المطاحن الكروية يسمى طاحونة  الكرة الكوكبية . تعد المطاحن الكروية الكوكبية أصغر من المطاحن الكروية الشائعة وتستخدم بشكل أساسي في المختبرات لطحن عينة المواد وصولاً إلى الأحجام الصغيرة جدًا. تتكون المطحنة الكروية الكوكبية من جرة طحن واحدة على الأقل مرتبة بشكل غير مركزي على ما يسمى عجلة الشمس. اتجاه حركة عجلة الشمس هو عكس اتجاه جرارات الطحن (النسبة: 1: −2 أو 1: 1). كرات الطحن في برطمانات الطحن تخضع لحركات دورانية متراكبة ، تسمى قوى كوريوليس. ينتج عن الاختلاف في السرعات بين الكرات وأواني الطحن تفاعل بين قوى الاحتكاك والصدمات ، مما يطلق طاقات ديناميكية عالية. ينتج عن التفاعل بين هذه القوى درجة عالية وفعالة للغاية من تقليل حجم طاحونة الكرة الكوكبية.

Mr. Nick Sun   [email protected]