Discorso tecnico: Mulini a martelli e la zona di logoramento

20 marzo 2018

I tradizionali mulini a martelli funzionano secondo il principio che la maggior parte dei materiali si frantumano, si frantumano o si polverizzano all'impatto. Il materiale viene immesso nella camera del mulino attraverso lo scivolo di alimentazione e colpito da martelli raggruppati, fissati ad un albero che ruota ad alta velocità all'interno della camera di macinazione del mulino. Il materiale viene frantumato o frantumato da una combinazione di ripetuti impatti del martello, collisioni con le pareti della camera di macinazione e impatto di particelle su particelle. L'impatto iniziale delle particelle a movimento lento contro l'elevata velocità periferica dei martelli produce la riduzione dimensionale più significativa. Quando le particelle iniziano a raggiungere la velocità massima dei martelli, si verifica una riduzione minore perché il trasferimento di energia diminuisce quando il differenziale di velocità si livella. Gli schermi metallici perforati o le griglie a barre che coprono l'apertura di scarico del mulino trattengono il materiale grossolano per un'ulteriore macinazione fino a quando la dimensione delle particelle e gli angoli di approccio non sono allineati, consentendo ai materiali di dimensioni adeguate di passare come prodotto finito.

Al contrario, i mulini a martelli a doppio stadio sono progettati specificamente per massimizzare lo spazio e l’efficienza producendo il prodotto finale più pregiato possibile in un solo passaggio. I mulini a doppio stadio sono dotati di due mulini a martelli azionati in modo indipendente impilati uno sopra l'altro.

Zona di attrito In un mulino a martelli a doppio stadio, ci sono in realtà tre fasi di riduzione dimensionale, dovute alla cosiddetta zona di attrito. La zona di attrito è l'area creata tra il rotore superiore e quello inferiore di un mulino a martelli a doppio stadio. I materiali passano attraverso la disposizione iniziale del mulino e del vaglio e vengono quindi diretti verso la camera del mulino secondario. Prima di raggiungere il secondo rotore, l'impatto da particella a particella nella zona di attrito crea ulteriori opportunità di riduzione dimensionale, in un'area con principi simili a un mulino a getto. La turbolenza creata dai rotori opposti e il flusso continuo di particelle creano elevate forze di impatto; serve a due scopi:

In molte situazioni, a seconda dei materiali e degli obiettivi di lavorazione, i materiali vengono lavorati attraverso un mulino a stadio singolo, vengono quindi vagliati e reimmessi nel mulino per un secondo passaggio e un'ulteriore lavorazione. Con questa disposizione, potrebbe essere necessario un mulino molto più grande poiché deve trattare l'alimentazione vergine e il carico aggiuntivo di ricircolo di particelle sovradimensionate.

È importante notare che passaggi multipli attraverso un mulino a stadio singolo non producono necessariamente lo stesso risultato finale di un passaggio singolo attraverso un mulino a doppio stadio. I mulini a martelli sono generalmente progettati per avere un breve tempo di permanenza, il che significa che il materiale viene immesso ed evacua rapidamente il mulino; consentendo al materiale di essere lavorato in modo efficiente. Riciclando i materiali pre-fresati attraverso lo stesso vaglio in più passaggi, il materiale non subirà le stesse forze di impatto poiché tenderà a passare attraverso il vaglio rapidamente, essendo già stato dimensionato per liberarlo. L'aggiunta del secondo mulino, con una dimensione del vaglio più piccola, consente un tempo di permanenza più lungo all'interno del mulino. Poiché il prodotto pre-macinato deve ancora essere ridotto prima di passare al vaglio di dimensionamento secondario, il materiale viene sospeso brevemente in modo che una velocità di alimentazione continua mantenga la zona di attrito completamente occupata sia dai materiali grossolani dall'alto che dalle particelle più fini che lavorano dal basso.

L'energia trasferita dall'impatto di una particella all'altra, a velocità molto elevate, produce la gradazione aumentata a una gamma di particelle più fini. Questa gradazione è delineata nella tabella seguente. Si verifica una maggiore riduzione delle dimensioni poiché viene scambiata una quantità significativa di energia dalle ripetute collisioni tra particelle e martelli, finché il materiale non passa finalmente attraverso il vaglio secondario con la dimensione delle particelle desiderata.

Analisi delle dimensioni delle particelle(vedi grafico)

Esistono molte variabili nell'efficienza della macinazione con granulometria fine. Un fattore importante è la selezione del vaglio per la fresa superiore e quella inferiore. Anche in questo caso, a seconda delle proprietà del materiale, i mulini sono dotati di griglie a barre o vagli forati; è possibile impiegare qualsiasi combinazione. Nei casi in cui il materiale è voluminoso, è possibile selezionare una griglia a barre per la fresatura iniziale per consentire una maggiore resistenza all'usura e durata rispetto ai materiali più pesanti. Mentre il mulino secondario utilizzerà un vaglio perforato con diametro del foro ridotto per le particelle finite più fini. La dimensione dello schermo è il fattore più influente in relazione alla dimensione delle particelle, poiché il materiale deve superare lo schermo.