Penggiling Bola

1. Pengenalan Ball Mill

Ball mill adalah peralatan utama untuk menghancurkan material setelah dihancurkan.

Ball mill merupakan salah satu mesin pengasah halus yang banyak digunakan dalam produksi industri, dan ada banyak jenisnya, seperti ball mill tabung, ball mill batang, ball mill semen, ball mill laminasi super halus, ball mill tangan, ball mill horizontal, ball mill bantalan semak, ball mill hemat energi, ball mill luapan, ball mill keramik, ball mill kisi.

Ball mill cocok untuk menggiling berbagai bijih dan material lainnya. Ball mill banyak digunakan dalam pengolahan mineral, bahan bangunan, dan industri kimia. Ball mill dapat dibagi menjadi metode penggilingan kering dan basah. Berdasarkan cara pembuangannya, ball mill dapat dibagi menjadi dua jenis: tipe grid dan tipe overflow. Berdasarkan bentuk silindernya, ball mill dapat dibagi menjadi empat jenis: ball mill tabung pendek, ball mill tabung panjang, ball mill tabung, dan ball mill kerucut.

2. Prinsip kerja ball mill

Ball mill terdiri dari silinder horizontal, poros berongga untuk memasukkan dan mengeluarkan material, dan kepala penggiling. Silinder tersebut merupakan silinder panjang dengan badan penggiling yang terpasang di dalam silinder. Silinder terbuat dari pelat baja. Liner baja terpasang pada silinder. Umumnya, badan penggiling adalah bola baja, yang dikemas ke dalam silinder sesuai dengan diameter dan proporsi tertentu. Badan penggiling juga dapat terbuat dari baja. Pilih sesuai dengan ukuran partikel material penggiling. Material dimuat ke dalam silinder oleh poros berongga di ujung umpan ball mill. Ketika silinder ball mill berputar, badan penggiling melekat pada liner silinder karena inersia, gaya sentrifugal, dan gesekan. Terbawa oleh silinder, ketika dibawa ke ketinggian tertentu, ia akan terlempar ke bawah karena gravitasinya sendiri. Badan penggiling yang jatuh akan menghancurkan material di dalam silinder seperti proyektil.

Material memasuki ruang pertama penggilingan secara merata melalui perangkat pengumpan melalui poros berongga perangkat pengumpan. Terdapat lapisan bertingkat atau lapisan bergelombang di dalam ruang pertama penggilingan. Ruang ini dilengkapi dengan berbagai spesifikasi bola baja. Jatuh setelah ketinggian tertentu akan memberikan dampak benturan dan penggilingan yang kuat pada material. Setelah material mencapai tahap penggilingan kasar di gudang pertama, material memasuki gudang kedua melalui papan partisi satu lapis. Gudang dilapisi dengan lapisan datar dan bola baja untuk menggiling material lebih lanjut. Serbuk dikeluarkan melalui kisi pembongkaran untuk menyelesaikan operasi penggilingan.

Saat laras berputar, badan penggiling juga akan terlepas. Selama proses pergeseran, material akan digiling. Agar efek penggilingan dapat digunakan secara efektif, saat menggiling material dengan ukuran partikel yang lebih besar, badan penggiling akan dihaluskan. Terbagi menjadi dua bagian oleh papan partisi, sehingga menjadi silo ganda. Saat material memasuki silo pertama, material tersebut dihancurkan oleh bola baja. Saat material memasuki silo kedua, bagian baja menggiling material, dan material berkualitas yang digiling akan berongga dari ujung pembuangan. Saat poros dikeluarkan untuk menggiling material dengan partikel umpan kecil, seperti pasir, terak No. 2, dan abu terbang kasar, laras penggiling dapat dibentuk sebagai penggiling laras silo tunggal tanpa partisi, dan badan penggiling juga dapat terbuat dari baja.

Bahan baku dimasukkan ke dalam silinder berongga melalui jurnal poros berongga untuk digiling. Silinder dilengkapi dengan berbagai diameter media penggiling (bola baja, batang baja atau kerikil, dll.). Ketika silinder berputar di sekitar sumbu horizontal dengan kecepatan tertentu, media dan bahan baku yang terkandung dalam silinder akan terpisah dari silinder saat silinder mencapai ketinggian tertentu di bawah aksi gaya sentrifugal dan gaya gesek. Dinding badan diproyeksikan jatuh atau berguling ke bawah, menghancurkan bijih karena gaya tumbukan. Pada saat yang sama, selama putaran pabrik, gerakan geser antara media penggiling juga memiliki efek penggilingan pada bahan baku. Bahan yang digiling dibuang melalui jurnal berongga.

3. Pemuatan ball mill

Fungsi utama bola baja dalam ball mill adalah untuk menghancurkan dan menghancurkan material, serta berperan dalam penggilingan. Oleh karena itu, tujuan grading bola baja adalah untuk memenuhi kedua persyaratan ini. Efek penghancuran secara langsung memengaruhi efisiensi penggilingan dan pada akhirnya memengaruhi hasil ball mill. Keterpenuhan persyaratan penghancuran bergantung pada kewajaran grading bola baja, termasuk ukuran bola baja, jumlah diameter bola, posisi bola dengan berbagai spesifikasi, dan proporsinya.

Untuk menentukan parameter ini, Anda perlu mempertimbangkan ukuran ball mill, struktur internal ball mill, persyaratan kehalusan produk dan faktor lainnya, karakteristik bahan penggiling (mudah digiling, ukuran partikel, dll.).

Untuk menghancurkan material secara efektif, beberapa prinsip harus diikuti saat menentukan gradasi:

Pertama-tama, bola baja harus memiliki gaya tumbukan yang cukup untuk membuat bola baja dari ball mill memiliki cukup energi untuk menghancurkan material partikulat, yang secara langsung berkaitan dengan diameter bola maksimum bola baja.

Kedua, bola baja harus memiliki waktu impak yang cukup pada material, yang berkaitan dengan laju pengisian bola baja dan diameter rata-rata bola. Ketika jumlah pengisian konstan, dengan tujuan memastikan gaya impak yang cukup, cobalah untuk mengurangi diameter badan penggiling dan menambah jumlah bola baja untuk meningkatkan jumlah impak pada material guna meningkatkan efisiensi penghancuran.

Terakhir, material memiliki waktu tinggal yang cukup di dalam penggilingan untuk memastikan material hancur sepenuhnya, yang mengharuskan bola baja memiliki kemampuan tertentu untuk mengendalikan laju aliran material.

Metode grading bola dua tahap yang disebut adalah menggunakan dua bola baja dengan ukuran berbeda dengan perbedaan diameter yang besar. Dasar teorinya adalah celah antar bola besar diisi oleh bola-bola kecil untuk meningkatkan kepadatan pengepakan bola baja sepenuhnya. Dengan cara ini, di satu sisi, kapasitas impak dan jumlah impak penggilingan dapat ditingkatkan, yang sejalan dengan karakteristik fungsional badan penggiling. Di sisi lain, kepadatan massal yang lebih tinggi memungkinkan material untuk mendapatkan efek penggilingan tertentu. Dalam distribusi bola dua tahap, fungsi utama bola besar adalah untuk menabrak dan menghancurkan material. Fungsi pertama bola kecil adalah untuk mengisi celah antar bola besar dan meningkatkan kepadatan massal badan penggiling untuk mengontrol laju aliran material dan meningkatkan kapasitas penggilingan; Ini memainkan peran transfer energi dan mentransfer energi impak bola besar ke material; yang ketiga adalah untuk memeras partikel kasar di celah dan menempatkannya di area impak bola besar. 

4. Struktur Mekanik Ball Mill

Ball mill terdiri dari bagian pemasukan, bagian pengeluaran, bagian putar, bagian transmisi (reduksi, roda gigi transmisi kecil, motor, kontrol listrik), dan komponen utama lainnya. Poros berongga terbuat dari baja cor, lapisan dalamnya dapat dilepas, roda gigi putar besar diproses dengan proses hobbing cor, dan silinder dilapisi dengan liner tahan aus yang memiliki ketahanan aus yang baik. Mesin ini beroperasi dengan lancar dan andal.

Badan utama ball mill meliputi silinder, yang di dalamnya terdapat lapisan berbahan tahan aus yang dimasukkan ke dalam silinder, terdapat bantalan yang menopang silinder dan menjaga putarannya, serta terdapat komponen penggerak seperti motor, roda gigi transmisi, katrol, dan sabuk-V.

Adapun bagian-bagian yang disebut bilah, umumnya bukan merupakan komponen utama. Bilah spiral internal pada saluran masuk komponen ujung umpan dapat disebut bilah spiral internal, dan bilah spiral internal pada saluran keluar komponen ujung pembuangan juga dapat disebut bilah spiral internal.

Selain itu, jika konveyor sekrup digunakan pada peralatan bantu di ujung pembuangan, akan ada bagian yang disebut bilah spiral di peralatan tersebut, tetapi secara tegas, itu bukan lagi bagian dari ball mill.

Berdasarkan material dan metode pembuangan, ball mill kering dan ball mill grid basah dapat dipilih. Ball mill hemat energi ini mengadopsi bantalan rol bulat radial baris ganda yang dapat menyelaraskan sendiri, dengan hambatan operasi rendah dan efek penghematan energi yang signifikan. Pada bagian barrel, bagian barrel kerucut ditambahkan di ujung pembuangan barrel asli, yang tidak hanya meningkatkan volume efektif mill, tetapi juga membuat distribusi medium di dalam barrel lebih efisien. Produk ini banyak digunakan untuk penggilingan material pada industri logam non-ferrous, logam ferrous, pabrik pengolahan mineral non-logam, industri kimia, dan bahan bangunan.

5. Aksesoris ball mill

Roda gigi ball mill

Aksesori ball mill meliputi roda gigi ball mill, pinion ball mill, poros berongga ball mill, cincin roda gigi ball mill, cincin roda gigi ball mill, bola baja ball mill, pelat kompartemen ball mill, perangkat transmisi ball mill, bantalan ball mill, lapisan ujung ball mill, dan seterusnya.

Pemilihan material roda gigi besar ball mill:

Sesuai dengan kondisi kerja roda gigi besar, roda gigi besar biasanya terbuat dari bahan-bahan berikut:

(1) Baja struktural karbon sedang

(2) Baja struktural paduan karbon sedang

(3) Baja karburisasi

(4) Baja nitridasi

Struktur roda gigi besar ball mill memiliki beragam bentuk karena perbedaan kebutuhan penggunaan. Namun, dari sudut pandang teknologi, roda gigi dapat dianggap terdiri dari dua bagian: roda gigi cincin dan badan roda. Berdasarkan distribusi gigi roda gigi pada roda gigi cincin, roda gigi dapat dibagi menjadi gigi lurus, gigi heliks, dan gigi herringbone.

Proses Pembuatan dan Pengendalian Mutu Ball Mill

I. Proses Pembuatan Ball Mill

1. Pembuatan Komponen Inti

(1) Pembuatan Silinder

• Pemilihan MaterialBiasanya menggunakan Q345R (baja paduan rendah untuk bejana tekan) atau Q235B (baja struktural karbon). Ketebalan (16–50 mm) ditentukan berdasarkan spesifikasi peralatan dan kondisi operasi (misalnya, kekerasan penggilingan, tingkat korosifitas).

• Langkah-Langkah Pemrosesan:

1. Pemotongan Pelat Baja: Pemotongan api CNC atau pemotongan plasma digunakan untuk memotong pelat baja menjadi 扇形坯料 (sektor kosong) yang sesuai dengan dimensi silinder yang belum dilipat, dengan kelonggaran pengelasan yang disediakan.

2. Menggulung dan Membentuk:Mesin penggulung besar membengkokkan benda kerja menjadi bentuk silinder, memastikan kesalahan kebulatan ≤1 mm/m dan kesalahan kelurusan ≤0,5 mm/m.

3. Jahitan PengelasanPengelasan busur terendam diterapkan pada sambungan longitudinal (sambungan aksial silinder). Setelah pengelasan, proses penuaan selama 24 jam dilakukan untuk menghilangkan tegangan pengelasan. Untuk silinder yang lebih panjang dari lebar pelat baja, sambungan melingkar (sambungan radial) dilas menggunakan pengelasan simetris untuk meminimalkan deformasi.

4. Kalibrasi Kebulatan:Mesin pembulatan mengoreksi eliptisitas silinder yang dilas untuk memastikan akurasi perakitan dengan tutup ujung.

(2) Pembuatan Tutup Ujung

• Pemilihan Material:Sering menggunakan ZG35CrMo (baja cor paduan) atau struktur las Q345R (tutup ujung las umum digunakan pada ball mill besar, sedangkan tutup ujung cor digunakan pada ball mill kecil).

• Langkah-Langkah Pemrosesan:

1. Pengecoran/Pengelasan PembentukanTutup ujung cor diproduksi melalui pengecoran pasir atau pengecoran busa hilang, memastikan tidak ada penyusutan atau retak. Tutup ujung yang dilas dibentuk dengan memotong dan mengelas pelat baja, diikuti dengan deteksi cacat.

2. Permesinan:Mesin bubut vertikal membuat spigot (undakan untuk menghubungkan ke silinder) dan lubang dudukan bantalan (untuk memasang poros berongga), memastikan toleransi diameter spigot adalah IT7 dan kekasaran permukaan Ra ≤1,6μm.

3. Koneksi ke SilinderTutup ujung dihubungkan ke silinder melalui baut flensa atau pengelasan (pengelasan umum dilakukan pada ball mill besar). Pengelasan simetris tersegmentasi digunakan untuk mencegah deformasi.

(3) Pembuatan Poros Berongga

• Pemilihan MaterialBiasanya baja tempa 45# atau ZG45CrNiMo (baja cor paduan). Tempa mengalami pendinginan dan temper (kekerasan: 220–260HBW).

• Langkah-Langkah Pemrosesan:

1. Penempaan:Bilet baja dipanaskan hingga 1100–1200°C dan dibentuk melalui penempaan cetakan terbuka atau penempaan cetakan, diikuti dengan anil untuk menghilangkan tegangan.

2. Pemesinan Kasar: : Memutar lingkaran luar dan lubang dalam (saluran pemasukan/pengeluaran) dengan kelonggaran penyelesaian 3–5 mm.

3. Perlakuan Panas: Pendinginan dan temper memastikan sifat mekanis (kekuatan tarik ≥600MPa, ketangguhan impak ≥30J/cm²).

4. Pemesinan Presisi:Mesin bubut CNC mengolah jurnal (permukaan yang menyatu dengan bantalan utama) dengan toleransi IT6 dan kekasaran permukaan Ra ≤0,8μm, memastikan keakuratan pemasangan dengan bantalan.

(4) Pembuatan Sistem Transmisi

• Gigi Besar:

• Bahan: ZG35SiMn (baja cor) atau penempaan 42CrMo, dengan pendinginan permukaan gigi (kekerasan: 35–45HRC).

• PengolahanSetelah pengecoran/penempaan, pembubutan kasar dilakukan, diikuti dengan pendinginan dan tempering. Pembubutan presisi pada lingkaran luar dan permukaan ujung dilakukan, kemudian dilakukan proses hobbing untuk membentuk gigi. Terakhir, proses pendinginan dan penggerindaan permukaan gigi dilakukan (akurasi: Grade 6 sesuai GB/T 10095.1-2008).

• Peralatan Kecil:

• Bahan: Penempaan 40CrNiMoA, dengan pendinginan dan temper keseluruhan diikuti oleh pendinginan permukaan gigi (kekerasan: 45–50HRC).

• Pengolahan: Setelah penempaan, dilakukan pemesinan kasar, diikuti oleh perlakuan panas, pembubutan jurnal yang presisi, hobbing, dan penggilingan akhir (akurasi yang sama dengan roda gigi besar).

(5) Pembuatan Liner

• Pemilihan Material: Besi cor kromium tinggi (15–20% Cr), baja mangan tinggi (ZGMn13), atau komposit bimetalik (lapisan tahan aus + bahan dasar).

• Langkah-Langkah Pemrosesan:

1. PengecoranBesi cor kromium tinggi dicetak dengan pasir, dengan suhu tuang dikontrol pada 1400–1450°C untuk mencegah penyusutan. Baja mangan tinggi mengalami pengerasan air (dipanaskan hingga 1050°C dan didinginkan dengan air untuk menghilangkan karbida).

2. Permesinan:Penggilingan lubang baut dan penempatan alur pada bagian belakang liner untuk memastikan 贴合度 dengan silinder (celah ≤1mm).

2. Proses Perakitan Keseluruhan

1. Pra-perakitan Komponen: Periksa dimensi komponen (misalnya kebulatan silinder, toleransi spigot tutup ujung) dan bersihkan noda oli serta gerinda pada permukaan yang dikerjakan mesin.

2. Perakitan Silinder dan Tutup Ujung: Sejajarkan tutup ujung dengan flensa silinder, kencangkan baut secara merata (dalam urutan diagonal) atau las baut tersebut (dengan deteksi cacat pasca-pengelasan).

3. Pemasangan Poros Berongga: Hubungkan poros berongga ke dudukan bantalan tutup ujung melalui pemasangan panas (panaskan dudukan bantalan hingga 100–150°C) atau baut, pastikan kesalahan koaksialitas kedua poros berongga ≤0,1 mm/m.

4. Perakitan Sistem Transmisi:

• Roda gigi besar dihubungkan ke silinder melalui sambungan panas atau baut, memastikan tegak lurus permukaan ujung roda gigi terhadap sumbu silinder ≤0,05 mm/m.

• Roda gigi kecil terhubung ke poros keluaran reduksi. Sesuaikan jarak bebas ikatan (0,2–0,4 mm) dan pola kontak (≥60% sepanjang tinggi gigi, ≥70% sepanjang panjang gigi) roda gigi besar dan kecil.

5. Pemasangan Bantalan Utama: Pasang dudukan bantalan ke pondasi, sesuaikan jarak bebas pemasangan antara poros berongga dan bantalan (0,15–0,3 mm untuk bantalan geser, sesuai spesifikasi untuk bantalan gelinding), dan pastikan kesalahan kerataan dudukan bantalan ≤0,05 mm/m.

6. Uji Coba:

• Uji Tanpa Beban: Jalankan selama 4 jam, periksa suhu bantalan (≤65°C), kebisingan pemasangan roda gigi (≤85dB), dan getaran silinder (amplitudo ≤0,1mm).

• Uji Beban: Muat secara bertahap hingga 50%, 80%, dan 100% dari beban desain, dengan total waktu pengoperasian 8 jam, pastikan tidak ada kelainan pada komponen.

II. Proses Pengendalian Mutu

1. Kontrol Kualitas Material

• Inspeksi Bahan Baku:

• Pelat baja, tempaan, dan pengecoran harus dilengkapi sertifikat material (komposisi kimia, sifat mekanis). Pengambilan sampel untuk analisis spektral (untuk memastikan kandungan unsur) dan uji tarik (untuk mendeteksi kekuatan tarik dan kekuatan luluh) diperlukan.

• Liner besi cor kromium tinggi diuji kekerasannya (≥HRC58) dan ketahanan impaknya (≥3J/cm²). Baja mangan tinggi diperiksa struktur metalografinya setelah pengerasan air (tanpa karbida jaringan).

2. Kontrol Kualitas Proses

• Inspeksi Akurasi Pemesinan:

• Silinder: Alat ukur kebulatan laser memeriksa kebulatan; alat ukur penggaris dan pengukur peraba memeriksa kelurusan.

• Poros Berongga: Indikator dial mengukur kebulatan jurnal (≤0,01 mm) dan silindrisitas (≤0,02 mm); mesin pengukur koordinat memeriksa koaksialitas.

• Roda gigi: Detektor roda gigi mengukur kesalahan pitch (≤0,02 mm) dan kesalahan profil gigi (≤0,015 mm); metode pewarnaan memeriksa pola kontak meshing.

• Inspeksi Kualitas Pengelasan:

• Pengujian 100% non-destruktif (UT untuk cacat internal, MT untuk retakan permukaan) dilakukan pada jahitan memanjang dan melingkar, dengan kualifikasi las 100%.

• Uji sifat mekanik (uji tarik dan uji lentur) pada sambungan las memastikan kekuatan tidak lebih rendah dari bahan dasar.

• Inspeksi Perlakuan Panas:

• Setelah pendinginan dan penempaan tempa dan roda gigi, penguji kekerasan memeriksa kekerasan permukaan (kesalahan ±5HBW); mikroskop metalografi mengamati struktur (misalnya, sorbit yang ditempa untuk baja yang dipadamkan dan ditempa).

3. Kontrol Kualitas Produk Jadi

• Inspeksi Akurasi Perakitan:

• Level memeriksa kerataan dudukan bantalan dan reduksi; indikator dial mengukur pergerakan aksial silinder (≤0,5 mm).

• Jarak bebas pemasangan roda gigi diukur dengan metode kawat timah (diameter kawat timah = 1,5 × perkiraan jarak bebas) untuk memenuhi persyaratan desain.

• Pengujian Kinerja:

• Uji tanpa beban: Jalankan terus menerus selama 4 jam, catat suhu bantalan, getaran, dan kebisingan setiap jam. Hentikan jika suhu melebihi 70°C atau getaran tidak normal.

• Uji beban: Muat material sesuai parameter desain (50%, 80%, 100%), dengan total waktu pengoperasian 8 jam. Periksa output (deviasi ≤5%), penggilingan ukuran partikel produk (memenuhi persyaratan), dan pastikan liner atau baut tidak kendor.

• Pemeriksaan Penampilan dan Pelabelan:

• Permukaan peralatan dicat secara merata (ketebalan 60–80 μm) tanpa lapisan yang kendur atau hilang. Labelnya jelas (model, spesifikasi, nama produsen, tanggal produksi).