ボールミルの動作原理は衝撃と磨耗に基づいています。ボールミルでは、高速で移動するボールを使用して、この2つの主要な作用によって脆性材料のサイズを縮小します。
衝撃 ボールミルのボールのような2つの重い物体が衝突するときにかかる圧力。この衝突は、ボールが粉砕機の回転によって一定の高さまで持ち上げられ、粉砕される材料に落下することで起こる。この衝突の力によって材料は細かく砕かれる。
摩耗 ボールの重みで粒子同士がこすれ合い、ぶつかり合うことで粒径が小さくなること。ボールは粉砕機内で移動し、転がるため、材料に衝撃を与えるだけでなく、粒子とボール自体の間に摩擦を引き起こし、材料をさらに細かい粒子に粉砕します。
ボールミルの効果は、いくつかの要因に影響される：
- 材料の滞留時間:原料の滞留時間：原料がミル内に滞留する時間が長いほど、粉砕は細かくなる。
- ボールの大きさ、密度、数:ボールの大きさ、密度、個数 : ボールの大きさ、密度は、より大きな衝撃力を与えることができ、ボールの個数は、衝撃と消耗の頻度に影響する。
- 被粉砕物の性質:材料の硬さは、その材料の粉砕のしやすさに影響する。
- ベッセル内の送り速度とレベル:原料の投入量と容器内のレベル：原料の投入量と容器内のレベルは、粉砕効率に影響する。
- シリンダーの回転速度:粉砕機が回転する速度によって、ボールが落下するまでにどれだけの高さまで持ち上げられるかが決まり、衝撃力に影響する。
ボールミルには鉄鉱石やセラミックスなどの原料が投入される。ミルはその軸で回転し、ボールが跳ね回り、囲まれた材料にぶつかります。この作用により、材料はより細かく、より粗くない媒体に粉砕される。ボールミルは中空の円筒形のシェルの中にボールが入っており、そのボールの材質はスチール、ステンレス、セラミック、ゴムなどが一般的である。シェルの内面には、磨耗を減らすために耐磨耗性の材料でライニングされていることが多い。
ボールミルの概念は古いが、19世紀に産業機械と蒸気動力が登場したことにより、その効果的な導入が可能になった。現在では、小型の遊星ボールミルから大型の水平転動ボールミルまで、作動原理も能力も異なる様々なタイプのボールミルが存在します。
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