Влияние размера мелющих шаров на качество измельчения планетарной шаровой мельницы

Когдашаровая мельницаИспользовали порошок Fe, мелющие шары трех диаметров Φ15, Φ10 и Φ5. В ходе эксперимента каждые 2 часа в качестве добавки добавляли 5 мл абсолютного этанола. С точки зрения эффекта измельчения порошка процесс шарового измельчения в трех группах экспериментов был разделен на три этапа. Порошок быстро измельчался в течение 0,15 ч, а затем скорость измельчения замедлялась. В соответствии с тремя диаметрами шаров Φ15, Φ10 и Φ5, когда время измельчения шаров достигает 3 часов, 4 часов и 6 часов соответственно, скорость измельчения еще больше снижается, и соответствующие критические размеры порошка в это время составляют примерно 7 мкм, 5 мкм и 3 мкм соответственно. До критического размера скорость измельчения крупных шаров выше, а после прохождения критического размера скорость измельчения мелких шаров становится выше. Логарифм размера частиц порошка на последних двух стадиях примерно линейен со временем шарового помола. Эта ситуация также показана в результатах экспериментов при других условиях процесса. Средний размер частиц трех групп экспериментов после шаровой мельницы в течение 16 часов составил 3,125 мкм, 2,11 мкм и 1 мкм соответственно.
Вышеупомянутое явление должно быть связано с количеством энергии, переносимой мелющим шаром, частотой контакта мелющего шара с порошком и исходной формой порошка Fe. Исходный порошок Fe имеет грубую, почти равноосную неправильную форму и легко разрушается при трехмерном столкновении во время первоначального измельчения. В последующем процессе рафинирования частицы порошка постепенно становятся более плоскими из-за постоянного воздействия мелющих шаров на осадку и перекатывание, в результате чего направление столкновения отдельных частиц становится единым, что приводит к снижению последующей эффективности рафинирования. Чем больше диаметр шарика, тем большую энергию он передает порошку при каждом столкновении, что способствует быстрому измельчению крупного порошка, однако количество крупных шариков значительно меньше числа мелких (при одинаковое соотношение шариков к материалу, количество шариков такое же, как и количество шариков) (обратно пропорционально кубу диаметра), между шариками мало точек столкновения, поэтому, когда порошок измельчается до определенной степени, вероятность захвата порошка становится меньше, и в соответствии с общим правилом измельчения материала по мере измельчения порошка в процессе увеличение поверхностной энергии может затруднить дальнейшее измельчение. Энергия, переносимая маленьким шаром, невелика, а эффективность измельчения при измельчении крупного порошка ниже, чем у большого шара. Однако из-за множества точек столкновения вероятность захвата мелкого порошка выше, а эффект измельчения сильнее, чем у большого шара. Таким образом, для мелкого порошка дробящий эффект маленьких шариков с большим количеством маленькой энергии более заметен, чем у больших шариков. По сравнению с группой более крупных шариков гранулометрический состав порошка не такой концентрированный, как у группы мелких шариков. Очевидно, это связано с вероятностью захвата порошка мелющим шаром. .
В экспериментах с большим количеством небольших групп шариков хаотичность и хаос столкновений шариков во время измельчения увеличивались, что делало распределение порошка более равномерным. Вышеуказанные эксперименты проводились при небольшом коэффициенте заполнения (1:5). При увеличении коэффициента наполнения или изменении скорости вращения можно предположить, что условия эксплуатации материала изменятся по анализируемым причинам. Результаты этого эксперимента показывают, что характеристики измельчения планетарных шаровых мельниц тесно связаны с размером мелющих шаров.