ボールミルは、衝撃と摩擦の原理を利用して材料を微粉末に粉砕する。
このプロセスでは、回転する円筒形のシェルの一部に粉砕媒体（通常はスチールボールまたはセラミックボール）を充填します。
シェルの回転に伴い、ボールは持ち上げられ、粉砕される材料に衝突し、そのサイズを減少させます。
ボールミルが効果的に機能するためには、ボールが材料に衝突するのに十分な力を確保する臨界回転速度が不可欠である。
ボールミルの5大原則
1.回転する円筒形のシェル
ボールミルは、水平軸を中心に回転する中空の円筒形のシェルで構成されている。
このシェルは通常、金属、セラミック、ゴムでできており、その長さは直径とほぼ同じである。
2.粉砕媒体
シェル内部には、スチール、ステンレス、セラミック、ゴムなどの材料でできたボールである粉砕媒体がある。
これらのボールは、シェルの体積の約30～50％を占めている。
3.粉砕のメカニズム
シェルが回転すると、ボールは一定の高さまで持ち上げられ、その後落下して内部の材料に衝突する。
この衝撃とボールと原料の摩擦（attrition）によって、原料はより小さな粒子に粉砕される。
4.臨界速度
効果的な粉砕のためには、ボールミルは、ボールが落下して材料に衝突する前に、遠心力がボールをシェルの頂上まで持ち上げるのに十分強い臨界速度に達する必要があります。
5.供給と排出
粉砕される材料は、通常コーンを介して粉砕機に供給され、粉砕された製品は反対側の別のコーンを介して排出されます。
詳細説明
回転円筒シェル
シェルの回転は粉砕ボールの動きを決定するため非常に重要です。
シェルとそのライニングの材質は、粉砕される材料の特性に基づいて選択され、摩耗の少ないゴム製ライニングがよく使用されます。
粉砕媒体
ボールの材質は、被粉砕物の硬度と研磨性によって決まります。
耐久性があり、硬い材料の粉砕に有効なスチールボールが一般的です。
粉砕のメカニズム
ボールミルでの粉砕作用は、衝撃と磨耗の組み合わせである。
衝撃は、落下するボールが材料にぶつかり、材料を細かく砕くことで起こります。
ボールとシェルの間で材料が擦れ合い、粉砕され、粒子径がさらに小さくなります。
臨界速度
臨界速度は、遠心力が重力に等しくなる点です。
この速度では、ボールは持ち上げられてから自由に落下し、材料への衝撃を最大化します。
速度が低すぎると、ボールは底部にとどまり、材料を効果的に粉砕できません。
供給と排出
供給と排出機構の設計により、連続運転が保証され、材料の効率的な処理が可能になります。
コーンの角度は、原料の流れやミル内の滞留時間に影響を与えます。
用途と利点
ボールミルは、微粉末を製造できることと、連続運転に適していることから好まれています。
特に、セラミック、医薬品、ある種の鉱石の製造など、微粉砕が不可欠な産業で有用です。
要約すると、ボールミルは、機械的な力を利用して、衝撃と磨耗によって材料のサイズを小さくするという、シンプルで効果的な原理で作動します。
ボールミルの設計と運転パラメーターは、様々な粉砕要件に合わせて調整することができ、多くの工業プロセスにおいて多用途かつ不可欠なツールとなっています。
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