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Il processo di macinazione meccanica di sostanze dure può presentarsi sotto forma di frantumazione o macinazione.
L'utilizzo di materiali triturati o macinati contribuisce ad accelerare i processi di bruciatura, dissoluzione, azione chimica, ecc., in relazione al fatto che la superficie del materiale in lavorazione aumenta notevolmente.
L'intensità della maggior parte dei processi tecnologici dipende direttamente dalla dimensione della superficie dei materiali solidi in lavorazione. Se si aumenta la loro superficie, riducendo la grandezza dei pezzi, è possibile migliorare notevolmente la velocità di svolgimento del processo e ingrandire, inoltre, l’uscita e migliorare la qualità dei prodotti finali.
Il processo, per cui i pezzi di materiali duri vengono ridotti di dimensione, viene comunemente chiamato frantumazione o macinazione. Con frantumazione viene più spesso intesa la riduzione di dimensioni proprio di pezzi grandi. Il processo, con cui sono triturati i pezzi piccoli, viene comunemente chiamato macinazione.
Con la frantumazione/triturazione, di solito, si lavorano le materie prime naturali (minerali, rocce), il combustibile (carbon fossile), i semilavorati e i prodotti già finiti.
La frantumazione si definisce grossa, se la dimensione trasversale dei pezzi lavorati va dai 200 ai 1000 millimetri, media e intermedia, se la loro dimensione varia dai 50 fino ai 250 millimetri, minuta se va dai 20 a 50 millimetri e fine (macinazione) se va dai 3 ai 25 millimetri. La frantumazione può essere asciutta o bagnata (viene effettuata con l'aggiunta di una certa quantità di acqua al materiale originale).
Con la frantumazione o la macinazione di pezzi di materiali duri viene consumata molta energia meccanica e perciò è necessario scegliere il metodo di macinazione più giusto possibile.
Il grado di macinazione
Con grado di macinazione (i) viene chiamato il rapporto del diametro medio (dH) dei pezzi più grandi prima della macinazione con il diametro medio (dK) dei pezzi più grandi ottenuti dopo la frantumazione:
i = dн/dк
Il grado complessivo di macinazione viene calcolato sommando tutti i risultati della frantumazione, che sono stati eseguiti in diverse fasi di esecuzione. Per una fase di lavorazione, il grado di frantumazione dei pezzi di grandi dimensioni è di 2 – 6, di medie dimensioni è di 5 – 10, di piccole dimensioni è di 10 – 50 e delle più piccole è di 50 e più.
Come le particelle di origine, così anche le particelle di materiale lavorato sono di forma irregolare e perciò, per la definizione degli indici di diametro, viene utilizzata la dimensione dei fori dei setacci, attraverso i quali vengono fatti passare i materiali friabili.
La frantumazione e la macinatura vengono effettuate tramite macchine delle più diverse configurazioni e dimensioni. La triturazione dei materiali può essere effettuata in una o più fasi. Quando è necessario un elevato grado di polverizzazione, il processo è suddiviso in diverse fasi perché una sola fase non consente di ottenere particelle della necessaria grandezza finale.
La frantumazione viene realizzata tramite schiacciamento, urto, abrasione e sgretolamento.
Nella maggior parte dei casi, viene utilizzata la triturazione combinata, cioè, per esempio, lo schiacciamento viene usato con l’abrasione, mentre l’urto con lo schiacciamento e l’abrasione. A volte, alle forze di frantumazione di base si uniscono forze collaterali, come la trazione e la flessione.
Quando si sceglie il metodo di macinazione/triturazione si tengono in considerazione le proprietà fisiche del materiale, prestando particolare attenzione alla sua durezza e al carattere di rottura.
Per i materiali particolarmente duri vengono utilizzati, di solito, l'urto e lo schiacciamento, per quelli viscosi l’abrasione, per i materiali fragili il miglior modo di triturazione è lo sgretolamento.
Il processo di macinazione/triturazione è caratterizzato da molti fattori. Uno dei più importanti e sostanziali è il consumo di energia. Quanto più resistente è il materiale di macinazione, maggiore sarà il consumo di energia.
Nei processi di frantumazione il valore del lavoro utile può essere definito in base a due ipotesi esistenti.
In base alla prima, la più precoce delle due, il lavoro utile necessario alla triturazione è proporzionale alla superficie del materiale tritato, formatasi nuovamente in seguito alla frantumazione.
La deformazione di un corpo duro consiste nel fatto che a seguito di un’esposizione a forze esterne, nei punti più deboli del corpo si formano delle crepe. Se le crepe combaciano e sono chiuse, il corpo è esposto solo una deformazione elastica. Se le crepe aumentano a tal punto che attraversano il corpo duro per l'intera sezione, allora il corpo si distrugge. Quando la tensione sul corpo deformato supera l’indice limite, conseguentemente alla deformazione elastica si verifica la distruzione.
Nel processo di triturazione viene consumata una grande quantità di energia. La teoria del processo di triturazione determina il rapporto tra l'energia consumata per la macinazione/triturazione e il risultato della macinazione (cioè la dimensione delle particelle di prodotto di macinazione).
Schemi di frantumazione.
Nel processo di frantumazione avviene un grande consumo di energia e perciò il principio di risparmio energetico nel processo di macinazione del materiale è «non frantumare nulla di più del necessario». Questo principio presuppone una separazione preliminare delle particelle di materiale di pari dimensioni o più piccole del prodotto finale di frantumazione. A seguito di tale filtrazione si riesce ad evitare il sovraccarico delle attrezzature e ottenere un prodotto di dimensioni uniformi.
Il processo di macinazione può avvenire a ciclo aperto (il materiale di lavorazione passa una volta attraverso il frantoio/frantumatore) o a ciclo chiuso (il materiale di lavorazione passa più volte ritorna per la rimacinazione). A ciclo aperto vengono eseguite la macinazione grossa e quella media.
La macinazione a ciclo aperto:
Il ciclo chiuso viene utilizzato per la realizzazione della macinazione fine. Di seguito viene illustrato lo schema di triturazione/macinazione in due fasi (il materiale dopo il trattamento nel frantoio a mascelle viene sottoposto alla procedura di verifica della triturazione e poi entra nel frantoio a rulli).
La macinazione a ciclo chiuso:
Qualsiasi sostanza, prima di essere messa in lavorazione o per lo svolgimento di una reazione chimica, deve essere debitamente preparata. Ciò significa che la sua forma e le sue proprietà devono essere modificate al punto per cui il decorso del processo di produzione in tutte le sue fasi tecnologiche possa avvenire nel miglior modo possibile e la reazione chimica abbia successo e dia quindi la massima resa di prodotto.
Nell'industria chimica in tutti i processi (chimici e fisici) un parametro molto importante è l’area della superficie dei materiali coinvolta nell'interazione. È proprio da essa che dipende in gran parte il risultato finale di questa o di quella reazione chimica. Pertanto, è molto importante dare alle particelle delle sostanze la dimensione ottimale che garantisca lo svolgimento ottimale di questa reazione attraverso lo sviluppo di una sufficiente superficie di contatto. Con questo scopo sono stati sviluppati diversi modi, che si sono dimostrati ottimali nella pratica.
La triturazione del materiale
Uno di questi modi è quello della separazione di uno o di un altro materiale utilizzato in parti più piccole per aumentare l'area della sua superficie.
I materiali solidi per aumentare la loro superficie vengono sottoposti alla macinatura, che avviene in macchine speciali: i frantoi (frantumatori). Nel caso di materiali liquidi questo obiettivo può essere raggiunto attraverso l'uso di metodi efficaci, come la nebulizzazione o la spruzzatura.
L'aumento dell’area della superficie di sostanze solide o liquide consente di:
Agglomerazione o sinterizzazione delle sostanze.
La trasformazione delle sostanze in agglomerati mediante la loro sinterizzazione è necessaria nei casi in cui, ad esempio, è necessario aumentare l’impermeabilità al gas di cumuli di materiali sfusi o per rendere più comodo il trattamento di sostanze in polvere. In questo caso, possono essere utilizzati dei metodi di agglomerazione come la pressatura diretta, la granulazione (attribuzione alle sostanze di una forma a chicchi) e la pellettizzazione (attribuzione di una forma sferica).
Nel caso dei liquidi viene utilizzato il metodo di unione che risulta necessario, nella maggior parte dei casi, solo per unire le gocce di liquido discontinue alla fase continua.
L’unione delle sostanze.
Oltre all’area della superficie dei materiali, nel corso di una reazione chimica influisce notevolmente anche la dimensione della superficie di contatto tra i reagenti, e cioè dei componenti della reazione. L'aumento dell’area della superficie di contatto favorisce un più intenso scambio delle sostanze, e, quindi, un’accelerazione della reazione chimica stessa.
Con frantumazione qui si intende la trasformazione di grandi pezzi di materiali solidi in pezzi di dimensioni più piccole attraverso l'utilizzo di forze meccaniche.
Nel processo di frantumazione la dimensione delle particelle delle sostanze diminuisce e, contemporaneamente, si verifica un aumento della superficie specifica per unità di volume.
La triturazione di materiali solidi è necessaria per raggiungere i più diversi scopi, vale a dire:
I tipi di carico esistenti per la triturazione delle sostanze.
La triturazione delle sostanze, in base alle loro proprietà fisiche (densità, durezza, viscosità, fragilità e altri) viene effettuato con l'applicazione dei più diversi tipi di carichi. Per le sostanze solide dure (così come per le sostanze solide fragili) di solito si usano i carichi di forza a schiacciamento, a sfregamento, a ribattuta, a compressione o a percussione riflettente; per le sostanze viscose a taglio e per le sostanze fibrose viene scelta la trinciatura. Molto spesso durante la lavorazione nelle macchine trituratrici agiscono subito contemporaneamente diversi tipi di carichi, ad esempio, lo schiacciamento e lo sfregamento, l'urto e l’abrasione, ecc.
La distruzione e la rottura dei materiali.
Nel processo di distruzione di materiali solidi duri e fragili attraverso il loro schiacciamento, l’urto o lo sfregamento il loro grano si divide in una moltitudine di particelle delle più diverse dimensioni. Poi si verifica la formazione di uno o due zone coniche in cui la sostanza si divide in pezzi molto piccoli (coni di frazione piccola). La restante parte del grano si disintegra in parti di dimensioni più grandi.
Come risultato dell'utilizzo di tale metodo di macinazione sui formatesi materiali si osserva una distribuzione molto chiara dei grani per la loro grandezza, che si chiama composizione granulometrica.
Durante la macinazione/frantumazione con l'utilizzo della trinciatura, del taglio o della segatura di materiali elastici e morbidi tale distribuzione non avviene.
Con la riduzione delle dimensioni di qualsiasi materiale si devono necessariamente rispettare le regole di base: non si frantuma nulla di più del necessario! Sulla base di questo principio, emergono le seguenti posizioni:
Tutte le macchine trituratrici odierne, indipendentemente dalle proprietà dei materiali iniziali di lavorazione, il grado di macinazione e del carattere forza necessaria alla triturazione, devono soddisfare i seguenti requisiti di base:
Tutti i macchinari trituratori odierni sono classificati per:
La classificazione più comune e semplice delle date apparecchiature è quella per grado di macinazione. Secondo questa classificazione, tutti i trituratori della macchina sono organizzati nei seguenti tre gruppi:
La frantumazione grossa (preliminare).
Le macchine, che offrono una frantumazione grossa, chiamate anche frantoi, sono suddivise nelle seguenti tipologie:
La frantumazione grossa viene usata principalmente per diversi materiali a pezzi grossi. L'obiettivo principale della prefrantumazione è ottenere un prodotto adatto alla sua ulteriore macinazione. Il valore massimo dei pezzi di materiale che entrano per la frantumazione grossa dipende dalle dimensioni della bocca (apertura di uscita) del frantoio. Per quanto riguarda il grado di macinazione, esso può variare leggermente a seconda del cambiamento della misura della bocca (foro di uscita) della macchina. La fornitura del materiale a pezzi grossi a corpo unico viene eseguita prevalentemente con mezzi meccanici.
Si distinguono cinque tipi di macinazione secondo le dimensioni iniziali e finali dei granelli di materiale:
|Grado di macinazione/triturazione||dн, мм||dк, мм|
|Triturazione||Grossa||1500 – 150||250 – 40|
|Media||250 – 40||40 – 6|
|Minuta||25 – 3||6 – 1|
|Macinazione||Fine||10 – 1||1 – 0,075|
|Superfine||12 – 0,1||0,075 – 0,0001|
La triturazione grossa e media avviene a secco. La macinazione piccola, sottile e superfine può essere effettuata sia a secco che a modalità bagnata. Il vantaggio della macinazione di tipo bagnato è la riduzione degli accumuli di polvere e una più uniformità dimensione delle particelle finali.
In conformità con il livello di forza nel processo di schiacciamento, i materiali sono suddivisi in gruppi:
|Gruppo del materiale||Esempi di materiali||σ, kgs/cm2||σ, mn/m2|
|Duri||Granito, diabase||Più di 500||Più di 50|
|Di media durezza||Calcare, antracite||100 – 500||10 – 50|
|Morbidi||Carbone, argilla||Meno di 100||Meno di 10|
Nel processo di macinazione del materiale vengono combinate diverse forze. Lo schiacciamento e l’urto si combinano in caso di grande e media triturazione; l’abrasione e l’urto in caso di macinazione fine. I metodi di triturazione/macinazione si scelgono in base alle proprietà fisiche e meccaniche dei materiali in lavorazione:
|Metodo di triturazione|
|Tipo di materiale||Friabile||Viscoso|
|Duro||schiacciamento

urto
|schiacciamento|
|Di media durezza||urto

sgretolamento + abrasione
|abrasione,

abrasione + urto
La triturazione può avvenire a ciclo aperto oppure chiuso. Nel primo caso, il materiale in lavorazione passa attraverso il frantoio una volta sola. Nel secondo caso, il materiale viene fatto passare attraverso il frantoio più volte, perché le particelle di dimensioni maggiori a quelle consentite vengono rimandate indietro per un’ulteriore frantumazione. Il ciclo chiuso viene realizzato da attrezzature per la macinazione che uniscono il mulino o il frantoio con i dispositivi per la vagliatura.
Le macchine per la macinazione sono suddivise in frantoi (per la macinazione grossa) e mulini (per la macinazione fine).
|Tipo di macinazione||Tipo di macchina|
|Triturazione||Grossa||Frantoi a mascelle|
|Frantoi a cono|
|Media|
|Frantoi a rulli|
|Minuta|
|Frantoi a martelli|
|Frantoi e mulini a percussione centrifuga|
|Macinazione||Fine|
|Mulini a tamburo|
|Mulini a rullo ad anello|
|Superfine||Mulini e frantoi a vibrazione/vibranti|
|Mulini e frantoi vibranti a getto|
|Mulino colloidale|
Il materiale di lavorazione nel frantoio a mascelle viene fornito dall’alto. Dopo la fornitura nel dispositivo il materiale viene schiacciato tra la mascella fissa e quella in movimento. Il prodotto finale della frantumazione viene versato fuori attraverso la fessura tra le mascelle.
Il tipo più comune di frantoio a mascelle è un dispositivo con l’asse superiore che mantiene in sospensione la ganascia mobile.
All'interno del telaio in ghisa o in acciaio colato si trova la mascella fissa sotto forma di piastra ondulata. Questa mascella viene costruita in materiale antiusura. Una piastra identica è fissata alla ganascia mobile, che oscilla. Sui lati, la zona di lavoro dell’apparecchio di frantumazione è contornata da lastre lisce.
La mascella mobile oscilla grazie alla biella, che è fissata sull'albero principale. La biella e la ganascia mobile sono collegate con delle cerniere mediante delle piastre di divaricazione. A risultato di ciò si forma una leva a gomito, grazie alla quale il maggior sforzo si verifica nella parte superiore delle mascelle. In quello stesso punto avviene la triturazione dei pezzi di materiale più grandi. La tensione nel sistema in movimento e il movimento di ritorno della guancia avviene per mezzo di un tirante e di una molla. La dimensione della fessura di scarico è regolabile. Le estremità dell'albero principale sono dotate di volantini.
In qualità di protezione delle parti di lavoro della macchina di frantumazione, dalla rottura di una delle piastre di divaricazione, esse sono realizzate in due parti. Le parti della piastra si collegano con dei bulloni, che si tranciano se il carico supera il livello accettabile di pressione.
Ai vantaggi dei dispositivi di frantumazione a mascelle si attribuiscono generalmente la semplicità e l’affidabilità della struttura, la facilità di manutenzione, l'ampia sfera di applicazione ed anche le dimensioni ridotte.
Il frantoio a cono è dotato di una testa frantumatrice, che ha la forma del tronco di un cono e compie movimenti di rotazione eccentrici. Questa testa continuamente schiaccia e tritura i pezzi del materiale di lavoro.
Nel momento in cui la testa frantumatrice si avvicina al corpo, il materiale frantumato liberamente cade attraverso la parte della fessura ad anello, che si trova tra il corpo e la testa.
I frantoi a cono sono divisi in due tipologie principali:
Nei dispositivi di frantumazione del primo tipo, la testa frantumatrice ha la forma di un cono stretto ed è fissata sull'albero principale, che a sua volta, è sospeso sopra al raccordo a croce e montato su un manicotto sferico. La larghezza della fessura di scarico è regolabile. Il bicchiere-eccentrico viene messo in rotazione mediante una trasmissione ad ingranaggi conici. L'estremità inferiore dell'albero entra liberamente in questo bicchiere.
Con l’andatura minima l’albero con la testa frantumante compie un moto di rotazione intorno all'asse eccentrico, descrivendo la superficie conica. I parametri dell'angolo al vertice sono da 8 a 120. A risultato dell'azione delle forze di attrito nel processo di frantumazione, l'albero e la testa ruotano in direzione opposta alla rotazione della camma. Il materiale, che riempie lo spazio tra la testa e le piastre corazzate, che coprono la superficie del corpo, si rodano continuamente. Nei dispositivi di frantumazione di questo tipo si ottiene un grado di macinazione pari a i= 5-6.
Questi dispositivi sono dotati di due rulli cilindrici paralleli che si muovono l'uno verso l'altro. Il materiale viene macinato dai rulli mediante schiacciamento.
Il dispositivo del frantoio a rulli, oltre ai rulli lisci, comprende un telaio. Un rullo è mobile (installato su cuscinetti mobili), il secondo rullo è fisso. Il rullo mobile si mantiene in una certa posizione grazie a delle molle. Se in un impianto frantumatore capita del materiale rigido superfluo, le molle si comprimono, separando i rulli e questo pezzo di materiale viene fatto passare senza rotture. Spesso, i rulli hanno un azionamento individuale dalla puleggia per cinghia.
I rulli lisci sono utilizzati solo per la media e la piccola frantumazione. Le principali caratteristiche del rullo sono il diametro e la larghezza
I frantoi a rulli dentati vengono utilizzati per la frantumazione di materiali fragili di media durezza (carbone, sale, ecc.). I rulli macinano il materiale tramite spaccatura e schiacciamento, perché sono in grado di catturare pezzi con un diametro ¼ - ½ del diametro del rullo.
Il frantoio dentato è dotato di rulli dentati a bassa velocità che ruotano alla stessa velocità (1-1.5 m/sec.). Il rullo principale viene messo in moto dalla puleggia per cinghia tramite un’iniezione ad ingranaggi. Poi, il movimento viene trasmesso all’albero.
I rulli ad alta velocità vengono azionati da una cinghia di trasmissione. Lo svantaggio dei rulli veloci è la macinazione superflua di materiale.
Il dispositivo di frantumazione a martelli fa parte dei frantoi a percussione centrifuga, in cui il materiale elaborato viene fornito dall'alto e sottoposto allo schiacciamento di martelli al volo. I martelli sono fissati al rotore sulle cerniere, mentre il rotore compie rapidi movimenti di rotazione. I martelli respingono il materiale, a risultato di cui esso si tritura sulla piastra del corpo. Oltre a questo, il materiale viene schiacciato e triturato per abrasione sulla griglia della grata. L'intensità di macinazione, si può regolare attraverso la modifica della velocità dei martelli o delle dimensioni delle fessure della griglia. Questi frantoi sono utilizzati per la frantumazione grossa e media.
Per la frantumazione fine si applicano martelli leggeri e appuntiti, che ruotano ad alta velocità (fino a 55 km/h).
I principali elementi di costruzione (i martelli, le piastre, le griglie) sono realizzati in acciaio al carbonio ad alta resistenza, colato con stalinite.
Per il numero di rotori, i mulini a martelli possono essere a rotore singolo (grado di macinazione i= 10-15, dimensione del prodotto di frantumazione 10-15 mm) oppure a rotore doppio (grado di macinazione i= 30-40, dimensione del prodotto di frantumazione 20-30 mm). Secondo il principio di posizionamento dei martelli in uno o più piani di rotazione, i dati dispositivi sono a fila unica o a più file.
Per la piccola triturazione di materiali caratterizzati da bassa durezza (fosforiti, calce, ocra, ecc.) vengono utilizzati i dispositivi trituratori a martelli senza la griglia della grata oppure i mulini a martelli, che vengono collegati con il separatore. La funzione del separatore è costituita nella separazione del prodotto non completamente lavorato e pronto e il suo ritorno nel mulino.
Il disintegratore è un dispositivo di frantumazione ad impatto, dotato di due rotori girevoli tra cui viene schiacciato il materiale in lavorazione. Il rotore è realizzato a forma di disco ad anello e ha un collegamento con i perni ad anello in acciaio. Le file di perni su un rotore entrano liberamente nelle file di perni su un altro rotore. I perni sui rotori sono posizionati a forma di cerchio concentrico. Entrambi i rotori hanno un azionamento singolo e fanno movimenti di rotazione uno verso l’altro ad alta velocità.
Nel corpo del dispositivo, il materiale viene fornito per mezzo di una tramoggia situata nella parte superiore. Il materiale viene macinato finemente dai colpi dei perni e dei dischi. Il materiale già lavorato viene scaricato attraverso la griglia, che filtra i pezzi di una determinata dimensione.
Dato che il disintegratore funziona a velocità elevate, viene prestata grande attenzione ai problemi di infiltrazione di corpi estranei nel dispositivo, così come all’impianto e al bilanciamento dei rotori del frantoio.
L’indice di rendimento di tale dispositivo è direttamente collegato all’uniformità del materiale fornito.
Lo smembratore è dotato di un rotore e di un disco statico. In qualità di disco fisso vi è il coperchio del mulino, sul cui lato interno sono fissate concentricamente le file di perni. I perni sono realizzati a forma di coltelli, cosa che consente di triturare il materiale a taglio o tramite rottura delle fibre.
L'elemento principale del mulino a tamburo è un tamburo, riempito di corpi per lo schiacciamento (aste, sfere, ciottoli arrotondati). Il tamburo compie un moto di rotazione, mentre i corpi all'interno, vengono coinvolti da una forza di attrito contro la parete ad una certa altezza; dopo di che cadono e in questo modo macinano il materiale. In questo caso, la macinazione/frantumazione avviene mediante abrasione e urto.
Si distinguono i mulini a tamburo di tipo corto, tubolare e cilindro-conico. Nei mulini a tamburo di tipo corto L:D = 1.5 – 2, in quelli tubolari L:D = 3 – 6 (dove L è la lunghezza del tamburo, D è il diametro del tamburo).
La variante più comune di mulino a tamburo è un dispositivo con scarico centrale attraverso un perno cavo o con uno scarico finale attraverso il diaframma. Più raramente si incontrano dispositivi con scarico periferico attraverso le fessure nel tamburo.
I dispositivi a tamburo di tipo corto hanno spesso un ciclo di lavoro chiuso e sono dotati di un classificatore, che i filtra i pezzi di materiale che hanno bisogno di un’ulteriore macinazione. Il ciclo di lavoro chiuso consente di aumentare l’indice di produttività e di ridurre i consumi di energia elettrica.
I mulini a tamburo possono effettuare una frantumazione sia asciutta che bagnata. La triturazione del materiale corrisponde a i = 50 -100.
Nei mulini di questo tipo il materiale viene schiacciato da rulli o da sfere (corpi di macinazione), che rotolano sulla superficie interna dell'anello e vengono ad essa schiacciati dalla forza centrifuga.
In alto, alla traversa dell'albero, sono liberamente sospesi i pendoli con i rulli. I pendoli possono essere da 2 a 6. Girando, i perni si schiacciano al telaio che è fisso. Il materiale che giunge viene trasportato tra i rulli e il telaio ad anello. Sul fondo della camera di mulino dell'apparato di macinazione si deposita la frazione che rimane grande e non macinabile, da cui poi viene gettata in alto dal raschietto sopra davanti ai rulli.
Nel vano inferiore della camera viene fornita l’aria che disgrega il materiale frantumato e lo immette nel separatore. Da lì il prodotto macinato entra nel ciclone. La frazione grossa entra nuovamente nel mulino per un’ulteriore macinatura. I mulini a pendolo hanno un rendimento che arriva fino a 20 tonnellate all'ora.
Questo tipo di dispositivo viene utilizzato per la macinazione fine di pigmenti e materiali di riempimento (talco, gesso, ecc.).
I mulini con anello si caratterizzano per la loro compattezza e per la vasta gamma di gradi di macinazione ottenibile.
Più le forze esterne agiscono sul materiale trattato, meno le crepe riescono ad «autorichiudersi». Il modo più economico di macinazione fine è un intervento vibrante sul materiale. Con questo metodo la distruzione del materiale avviene a conseguenza di frequenti, ma relativamente deboli, colpi alle particelle di materiale.
Durante il processo di funzionamento di tali dispositivi, si devono considerare la deformazione elastica e la distruzione dello stesso dispositivo di frantumazione.
Il mulino vibrante di tipo inerziale ha un corpo cilindrico, pieno di materiale di lavorazione e di corpi di macinazione per l’80-90%. Il corpo ruota sull'albero, l'albero è dotato di uno elemento di sbilanciamento. Questo elemento di sbilanciamento è posizionato eccentricamente rispetto all'asse di rotazione del mulino, con la conseguenza che, durante la rotazione irregolare della massa dell'albero con l’elemento di sbilanciamento, si creano delle forze centrifughe di inerzia che causano la vibrazione del corpo dell’impianto di frantumazione. Nel processo di rotazione il corpo oscilla, con tutto il contenuto, sul piano perpendicolare all'asse dell’oscillatore per un percorso praticamente circolare.
La frequenza di oscillazione del corpo corrisponde al numero di giri dell'albero, che si trova nel range di 1000 – 3000 giri/min. L’ampiezza di oscillazione varia da 2 a 4 mm. Nei dati dispositivi avviene un’intensa triturazione del materiale.
Per ridurre le vibrazioni nel locale di produzione, il corpo del mulino è basato su delle molle e rivestimenti in legno, inoltre, il motore elettrico si collega all’albero con giunto elastico.
Per il controllo della temperatura all'interno del mulino, di tanto in tanto gli oscillatori vengono raffreddati con acqua che circola attraverso la camicia.
Questo tipo di dispositivi, realizza la macinatura a modalità asciutta e bagnata e è inoltre in grado di lavorare in modo periodico o continuo. I mulini, che lavorano in modo continuo, funzionano a ciclo chiuso insieme con il separatore ad aria.
In tali tipi di dispositivi è opportuno macinare materiali con un diametro dei granelli dh non più di 1-2 mm fino al diametro finale dк meno di 60 micron.
I frantoi vibranti (riflettenti) sono dotati di una griglia filtrante, attraverso la quale passa il materiale elaborato. La griglia vaglia gli elementi piccoli, dopo di che il materiale entra nel rullo che ruota rapidamente (12-70 m/sec). Il rullo è dotato di pale, che catturano il materiale e lo gettano sul quadro. Gli elementi di materiale si urtano l’uno con l’altro, con il quadro, con il corpo e con le pale dell’albero, provocando la definitiva frantumazione del materiale. Il grado di macinazione raggiunge i = 20 – 30.
Sono generalmente considerati vantaggi di questi tipi di dispositivi: l’alta efficienza, il basso consumo specifico di energia, la semplicità del dispositivo e il piccolo limitato, la facilità di installazione.
Per la macinazione superfine, oltre agli impianti a vibrazione, sono ampiamente utilizzati i mulini colloidali. Secondo il principio di azione, essi sono simili a quelli a rulli ad anello o ai mulini a percussione centrifuga. In questi dispositivi il materiale viene triturato attraverso il passaggio attraverso lo spazio tra il rotore che ruota velocemente (rullo di forma conica) e lo statore (anello, svasato verso l'alto). Lo spazio può essere anche tra i perni del disco-rotore, che sono posizionati in modo concentrico per la circonferenza e il corpo del mulino. Questi dispositivi funzionano ad un livello molto elevato di velocità del rotore (fino a 125 m/s) e sono utilizzati principalmente per la macinazione umida.
Per realizzare la macinazione ad alta finezza e ottenere particelle di dimensioni inferiori a 1 mc, la frantumazione viene svolta nei frantoi di tipo colloidale. Il materiale viene macinato in questi mulini grazie all'attrito o ai colpi con i metodi di macinazione a secco o bagnata/umida.
Il mulino di questo tipo comprende il corpo con un solco nel mezzo. La fessura ha una forma conica e in essa si trova e rotore rotante. Tra la fessura e il rotore c’è una fessura molto piccola (min. 0,05 mm). Attraverso il foro nella cavità il materiale entra nello spazio tra la fessura e il rotore, che può regolare una vite micrometrica; le particelle solide vengono abrase uscendo attraverso il foro di uscita con il liquido. Il rotore porta in rotazione il motore elettrico con l’aiuto della puleggia.
Esiste un’altra tipologia di mulini colloidali. Questi mulini funzionano secondo il principio dei colpi dei perni sulla sospensione. Essi sono composti da un corpo di forma cilindrica, in cui un disco gira a grande velocità. I perni si trovano su entrambi i lati del disco. La sospensione entra nel mulino attraverso la tramoggia, dove è esposta ai colpi dei perni ed esce attraverso la tramoggia di scarico.
La pompa eroga la sospensione dal collettore nel mulino attraverso la conduttura. È necessario fornire il materiale nel mulino a bassa velocità, per fare in modo che essa non sia troppo diversa dalla velocità circolare dei perni d’urto. Generalmente, la velocità durante il carico del materiale nel mulino è pari a 0,7 metri al secondo, mentre la velocità di rotazione del disco è di 190 metri al secondo.
Il metodo di macinazione bagnata è il più diffuso e disponibile durante la preparazione di soluzioni colloidali. Il metodo di macinazione a secco non consente di ottenere un sufficiente grado di finezza, per ottenere particelle di dimensioni colloidali. Per la macinazione sottile a secco servono i mulini centrifughi a sfera di tipo colloidale. In essi viene utilizzato un gran numero di sfere del diametro di 8 – 15 mm. Le sfere si spargono con grande velocità, rompendo il materiale che passa per lo stesso percorso delle sfere stesse. Il prodotto macinato pronto esce dopo il passaggio attraverso un separatore ad aria.
I mulini abrasivi sono, ad esempio, quelli a rulli dotati di una ciotola rotante, all'interno della quale rotolano in modo continuo due o più elementi rodanti di forma cilindrica.
Gli elementi rodanti cilindrici, fermamente pressati dalle molle flessibili al nastro scorrevole, macinano i pezzi di materiale, fornito dal centro, attraverso la loro forte compressione e abrasione. Con ciò il prodotto si sposta sotto i rulli verso i bordi del contenitore e in seguito con i raschietti e le pale direttrici viene di nuovo portato verso di loro e viene schiacciato nuovamente.
Il prodotto macinato viene soffiato via verso la cima da un potente flusso di aria che entra dal bordo del contenitore e entra con lui prima nel separatore ad aria e poi in quello centrifugo, che si trova al di fuori del mulino, dove prodotto si deposita. Le particelle più grandi di prodotto vengono trattenute dal separatore ad aria della macchina e poi nuovamente capitano sul nastro scorrevole dove vengono riesposti ad un’ulteriore macinazione. Tutti i mulini ad abrasione possono eseguire la macinazione fine dei più diversi materiali, da quelli duri fino a quelli molto morbidi.
Il dispositivo del mulino a getto-spirale è fatto in modo che l'alimentazione di aria compressa ad alta velocità (fino a 600 metri al secondo) dagli ugelli raccolga il materiale e lo porti nella camera cilindrica liscia. In essa si crea un potente e rapido flusso di rotazione che va dal perimetro, lungo la spirale verso il foro di uscita situato al centro. Il materiale di origine, entrando nella camera ad un’alta velocità relativa, si scontra con un potente flusso a spirale, oppure con un muro, rompendosi così in particelle più piccole.
I mulini a coltelli/ a taglio sono in grado di triturare le sostanze più diverse: morbide, elastiche e viscose. Ugualmente bene possono triturare la carta da macero, i pezzi di plastica, di gomma (vecchi pneumatici) e tessuti, così come rifiuti legnosi che poi vanno per la produzione di pannelli di truciolato. Esistono diverse varianti strutturali delle date macchine.
I mulini a taglio a rotazione sono dotati di un rotore con un coltello circolare che ruota nel corpo della macchina che ha dei coltelli stazionari fissati alla sua parte interna superiore. Il materiale originale, caricato dall’alto, entrando nello spazio di lavoro della macchina viene spezzettato dalle lame rotanti e macinato a taglio nello spazio tra i coltelli fissi e quelli mobili. Il prodotto sottile esce dall'apparecchio attraverso una griglia fine; i pezzi grandi di materiale rimarranno nel mulino e saranno tagliuzzati dai suoi coltelli, finché non hanno raggiunto un grado di macinazione sufficiente per il passaggio attraverso i fori della griglia.
La scelta dei frantoi dipende da due aspetti principali: il tipo di macinazione e le proprietà fisiche e meccaniche del materiale di lavorazione.
Per la frantumazione grossa sono più convenienti i frantoi a mascelle. Anche i frantoi a cono si applicano per la grande frantumazione, ma a causa della loro progettazione complessa e del grande peso è conveniente utilizzare tali dispositivi nelle grandi fabbriche, dato che un frantoio a cono è in grado di sostituire due e più macchine a mascella.
I frantoi a fungo superano di gran lunga il rendimento dei frantoi a rulli, tuttavia, questi ultimi si distinguono per la loro compattezza, semplicità e affidabilità, e perciò vengono utilizzati più spesso. Per lavori con materiali fragili quelli che meglio si adattano sono i frantoi a rulli dentati.
I mulini a sfere vengono utilizzati per la macinazione fine. Quelli a rulli con anello si applicano per il lavoro con materiali di durezza limitata.
I mulini a vibrazione producono un prodotto macinato ad alta dispersione, previa una triturazione preliminare del materiale in frantoi di altri tipi fino a 2 mm.
I mulini vibranti a getto sono poco diffusi, ma sono i più ottimali per lavorare con materiali come il carbone, i coloranti secchi, il biossido di titanio, ecc.
Il mulino funziona a motore elettrico con cinghia di trasmissione trapezoidale. Il materiale ha una frazione di macinazione con una dimensione massima pari a 25 – 40 mm.
Differente attrezzatura
Diventando il vostro distributore ufficiale di frantoi (mulini), l’azienda “Intech GmbH” LLC (ООО «Интех ГмбХ») individuerà gli acquirenti dei vostri prodotti sul mercato russo e svolgerà con i clienti le trattative tecnico-commerciali al fine di stipulare i contratti per la fornitura dei vostri macchinari.
Nel caso dello svolgimento di gare di appalto l’azienda raccoglie elabora tutti i documenti necessari per la partecipazione, stipula i contratti per la fornitura dei vostri macchinari provvede alla registrazione del contratto di fornitura e allo sdoganamento dei frantoi (mulini), registra presso le banche russe la documentazione prevista dal controllo valutario e necessario per poter effettuare i pagamenti in valuta estera.
All'occorrenza la nostra azienda è disposta a sviluppare anche i progetti per integrare il vostro macchinario con gli impianti già esistenti o con quelli in fase di realizzazione.
Siamo sicuri che la nostra azienda “Intech GmbH” LLC (ООО «Интех ГмбХ») potrà diventare il vostro partner e il vostro distributore in Russia affidabile, valido e qualificato.
Siamo sempre aperti alla collaborazione: continuiamo a crescere insieme!