¿A qué parámetros se debe prestar atención al seleccionar las bolas de molienda?

Ⅰ- Determinación del tamaño: "Especificación del molino + demanda de molienda del material" como el núcleo

1Diámetro de bola (D80): "adaptación gradual" al material y al tipo de molino.

• Molino primario (tamaño de partícula de materia prima ≥ 50 mm): bolas de gran diámetro (60-100 mm) para proporcionar una fuerza de impacto suficiente, adecuadas para molinos semiautogénicos o molinos de bolas de molino grueso;
• Molino secundario (tamaño de partícula de materia prima 10-50 mm): bolas de diámetro medio (40-60 mm) para el equilibrio del impacto y la molienda, aplicables a molinos de bolas generales para materiales de dureza media;
• Molino fino (tamaño de partícula de materia prima ≤10 mm): bolas de pequeño diámetro (20-40 mm) para aumentar el área de contacto con los materiales, adecuadas para molinos de molino fino o sistemas de molino clasificador;
• Adaptación especial: para molinos de pequeño diámetro (Φ≤2,4 m), el diámetro máximo de la bola no debe exceder de 60 mm (evitar un impacto excesivo en el revestimiento del molino); para molinos de gran diámetro (Φ≥4,8 m),el diámetro máximo de la bola se puede aumentar a 100 mm (para satisfacer la demanda de impacto mejorada de los grandes molinos);
• Referencia de cálculo: Diámetro de bola recomendado D80 = (6-8) ×√(tamaño máximo de partículas del material, mm) (para materiales de dureza media),ajustar en un ±10% según la dureza del material (los materiales más duros tienen el límite superior, los materiales más blandos tienen el límite inferior).

2. proporción de tamaño de bola: "molido sinérgico" para optimizar el llenado de la cavidad

• Moldeado general (distribución del tamaño de las partículas del material 5-50 mm): proporción de bolas grandes (60-80 mm) : bolas medianas (40-60 mm) : bolas pequeñas (20-40 mm) = 3:4:3, asegurando tanto el impacto en las partículas grandes como la molienda de las partículas pequeñas;
• Moldeado grueso dominado por el impacto (tamaño máximo de partículas ≥ 80 mm): Aumentar la proporción de bolas grandes, relación = 5:3:2, mejora la capacidad de trituración de las partículas grandes;
• Moldeado fino dominado por moldeado (tamaño máximo de partículas ≤ 10 mm): Aumentar la proporción de bolas pequeñas, relación = 1:3:6, mejorar la eficiencia del contacto de la superficie con partículas finas;
• Principio: El volumen acumulado de todas las bolas debe llenar el 28-35% del volumen efectivo del molino (tasa de llenado), y la proporción de tamaño de la bola debe evitar la "brecha de tamaño" (por ejemplo,sin salto directo de 80 mm a 40 mm sin bolas de 60 mm) para garantizar un llenado uniforme.

3Peso de una sola bola (m): coincidir "potencia de molino" y "resistencia al desgaste"

• Molino de baja potencia (≤ 1000 kW): Seleccionar bolas de encendedor más ligeras (m=0,5-2 kg, diámetro correspondiente 40-60 mm) para evitar la sobrecarga del sistema de accionamiento;
• Molino de alta potencia (> 2000 kW): utilizar bolas más pesadas (m=2-5 kg, diámetro correspondiente 60-80 mm) para satisfacer la demanda de alto impacto;
• Principio de equilibrio del desgaste: el peso de la bola individual debe ser tal que la tasa de desgaste sea uniforme (sin desgaste excesivo de las bolas pequeñas o utilización insuficiente de las bolas grandes).bolas de hierro fundido de alto cromo (densidad ~ 7.8 g/cm3) con un diámetro de 60 mm tienen un peso de ~ 1,1 kg, lo que es adecuado para la mayoría de los molinos de potencia media.

Ⅱ. Selección de tolerancias: Asegurar la "uniformidad de molienda" y la "estabilidad de la vida útil"

1. Tolerancia del diámetro: Control de la "consistencia del tamaño"

• Para las bolas con un diámetro ≤ 40 mm: tolerancia ± 0,5 mm (clase G3 de la norma ISO 3290), garantizar que las bolas pequeñas tengan un contacto uniforme con las partículas finas.
• Para las bolas con un diámetro de 40-80 mm: tolerancia ±1,0 mm (clase G4 de la norma ISO 3290), dificultad de balance y consistencia de tamaño;
• Para las bolas con un diámetro > 80 mm: tolerancia ± 1,5 mm (clase G5 de la norma ISO 3290), se permite una desviación adecuada sin afectar al efecto de impacto.
• Requisito clave: La diferencia máxima de diámetro entre las bolas en el mismo molino no debe exceder de 2 mm, evitando la fuerza de impacto desigual que conduzca al desgaste local del revestimiento.

2Tolerancia a la redondez: Reduce las "vibraciones desequilibradas"

• Error de redondez ≤ 0,3 mm (para diámetros ≤ 60 mm) o ≤ 0,5 mm (para diámetros > 60 mm), medido con un medidor de redondez.
• Significado: Las bolas desajuntidas causarán vibraciones en el molino durante la rotación a alta velocidad (velocidad de molino 18-24 r/min), aumentando el consumo de energía en un 5-10% y acelerando el desgaste del revestimiento.

3. rugosidad de la superficie: mejora la "resistencia al desgaste" y la "compatibilidad del material"

• Las características de las máquinas de ensayo y de los equipos de ensayo se describen en el anexo 3 del presente Reglamento.
• Efecto: Reduce la adhesión del polvo de material a la superficie de la bola (evitando la "adhesión de la bola") y evita los arañazos en el revestimiento causados por superficies ásperas de la bola.

Ⅲ. Parámetros clave: más allá del tamaño y las tolerancias, determinar la "eficiencia de molienda" y la "vida útil"

1- Parámetros de rendimiento del material: adaptarse al "mecanismo de desgaste"

• Dureza: para el desgaste abrasivo (material blando, alta velocidad de llenado), HRC≥60 (por ejemplo, hierro fundido con alto cromo, Cr≥12%); para el desgaste por impacto (material duro, gran tamaño de partícula), HRC=50-55 (por ejemplo,acero manganeso Mn13) para equilibrar la dureza y la dureza;
• Resistencia al impacto (αkv): ≥12J/cm2 (hierro fundido con alto cromo) o ≥90J/cm2 (acero de manganeso), evitar fracturas frágiles en colisiones de alta velocidad (velocidad de colisión de hasta 5-8m/s);
• Resistencia al desgaste: tasa de desgaste del volumen ≤ 0,08 cm3/(kg·m) (ensayo ASTM G65), garantizar una vida útil ≥ 6000 horas (condición de trabajo del material de dureza media);
• Densidad: ≥7,6 g/cm3 (bolas metálicas) o ≥3,6 g/cm3 (bolas cerámicas), una mayor densidad mejora la energía cinética del impacto (energía cinética E=1⁄2mv2).

2- Parámetros de adaptación a las condiciones de trabajo: coincidir con los "parámetros de funcionamiento del molino"

• Adaptación de la velocidad de llenado: cuando la velocidad de llenado sea del 32 al 35% (plenado alto), seleccionar bolas con mayor dureza (HRC+5) para resistir el aumento de la fricción; cuando la velocidad de llenado sea del 28 al 30% (plenado bajo),utilizar bolas con una mayor dureza para evitar un impacto excesivo;
• Adaptación del medio de molienda: molienda en húmedo (entorno de estiércol) → seleccionar materiales resistentes a la corrosión (por ejemplo, bolas de molienda de acero inoxidable para estiércol ácido) o añadir un revestimiento resistente a la corrosión;moler en seco (entorno de polvo) → hacer hincapié en la resistencia al desgaste (herro fundido con alto contenido de cromo);
• Adaptación a la temperatura: molienda a altas temperaturas (temperatura del material ≥ 150°C) → seleccionar materiales resistentes al calor (por ejemplo, bolas de aleación de níquel-cromo) para evitar la reducción de la dureza a altas temperaturas.

3- Parámetros de protección del medio ambiente: cumplir con los requisitos de "producción limpia"

• Contenido de metales pesados: para la molienda de materiales alimenticios, farmacéuticos o electrónicos, plomo (Pb) ≤0,005%, cadmio (Cd) ≤0,001%, evitar la contaminación del material;
• No toxicidad: se prefieren bolas de molienda cerámicas (por ejemplo, alumina Al2O3 ≥95%) para escenarios de molienda limpia, ya que no liberan iones metálicos;
• Reciclabilidad: las bolas de molienda de metales deben tener una tasa de reciclado ≥ 90% (después del desgaste), lo que reduce la contaminación ambiental.