Мелющие шары – рабочие тела, применяемые для дробления горных пород и других твердых объектов до заданного (нередко порошкообразного) состояния в мельницах барабанного типа. Сырьем для измельчителей обычно выступает металл – чугун, сталь. Реже используются твердые сплавы, керамика (фарфор), силикаты (уралит).

Сортамент и стандарты

Производство мелющих шаров из стали регламентируется международным ГОСТ 7524-2015. Для изготовления сферических тел используется металл с содержанием углерода 0.4 – 0.7%. Повышение устойчивости изделий к коррозии достигается легированием никелем и хромом.

Стальные шары выпускаются в широком сортаменте с номинальным диаметром 15 – 125 мм. Учитывая плотность металла (7.8 – 8 г/куб.см), вес изделий варьируется в интервале 0.014 – 8.03 кг. Важным критерием контроля фабриката по ГОСТу выступает твердость. Величина параметра зависит от размера тела. Показатель снижается на 10 – 28% от начального значения по мере увеличения диаметра.

Стандартно показатели твердости мелющих шаров указывают по Бринеллю (HB) или Роквеллу (HRC). По данному параметру ГОСТ классифицирует рабочие тела на 5 групп. Величины в каждой категории распределяются по четырем диапазонам диаметра – 110-120, 80-100, 50-70, 15-45 мм и приведены далее (указана твердость HB):

1. Первая – 302, 341, 401, 415.
2. Вторая – 331, 375, 453, 461.
3. Третья, четвертая – 477, 495, 514, 534.
4. Пятая – 545, 567, 590, 601.

 

Начиная с четвертой группы, дополнительным критерием классификации выступает твердость, нормированная на глубине 0.5 радиуса, для пятой – по объему.

Чугунные мелющие шары

Выпуск литых чугунных аналогов осуществляется соответственно ТУ 1173-02884032-402-94. Согласно документу, сортамент охватывает интервал 30 – 100 мм. Условный диаметр увеличивается с шагом 10 мм. С повышением размера возрастает вес, а, соответственно, и цена. Масса одного сферического тела варьируется от 0.12 до 4.3 кг.

По техническим требованиям (пункт 2.2 ТУ) шары должны отливаться из белого или серого чугуна. В центре отдельных тел допускается половинчатая структура. Уровень легирующих добавок также регламентируется ТУ и составляет:

• 8 – 3.8% для углерода;
• 4 – 2.5% марганца;
• 5 – 1.4% под кремний;
• 05 – 0.5% хрома;
• содержание серы и фосфора – 0.15%.

 

Поверхностная твердость мелющих шаров из чугуна должна находиться внутри интервала значений 312 – 495 HB.

Неметаллические аналоги

Приобрести мелющие шары из керамики выгодно по двум причинам. Тела демонстрируют крайне высокую кислотную стойкость на уровне 99 – 99.8%. Второй аргумент в пользу керамики – отсутствие коррозии. В химическом составе изделий преобладает оксиды кремния и алюминия. Физические параметры:

• плотность 2.45 – 3.4 г/куб.см;
• водопоглощение – 0.01%;
• показатель истираемости 0.01 – 0.03% в час;
• механическая прочность 150 – 200 кгс;
• рабочий диапазон температур 700 – 900° С.

 

Для изделий из муллитокорундовой керамики прочностные характеристики выше. Показатели достигают величин 400 – 1250 кгс. Одновременно расширяется температурный диапазон эксплуатации до 1100 – 1200°