گلوله چدنی
گلوله چدنی (Grinding Media Ball ) از جمله قطعات پرکاربرد در صنایع مختلف به شمار می‌روند که نقش کلیدی در فرآیند خردایش آسیابها دارند.
ویژگی مهم گلوله‌های چدنی ، مقاومت سایشی بالا،مقاوت در برابرشکست و دفرمگی و حفظ شکل کروی در پروسه ی خردایش است که انتظار می رود یک گلوله با مشخصات فنی دارا باشد. نرخ سایش گلوله ها که مشخص کننده سرعت مصرف آنها در فرآیند است از دیگر شاخص های مهم این محصول می باشد که کنترل آن به کاهش هزینه های تولید کمک شایانی می کند.
کاهش نرخ سایش به مفهوم کاهش مصرف و افزایش طول عمر گلوله ها در فرآیند خردایش و تولید پودرهای میکرونیزه است. این شرکت با بکارگیری روشهای مدرن ریخته گری و عملیات حرارتی و افزایش سختی مکانیکی گلوله ها تلاش مستمر برای کاهش نرخ سایش و اقتصادی کردن فرآیند تولید مشتریان داشته و این روند به طور مستمر ادامه یافته است. عملیات حرارتی یکی از مراحل مهم در تولید گلوله های آسیا بوده که به منظور رسیدن به بالاترین درجه از سختی و مقاومت سایشی بر روی آنها انجام میگردد.
گلوله های آسیا در بالمیل‌ها برای تولید پودر میکرونیزه کاربردهای زیادی داشته و دارای خواص ویژه‌ای شامل موارد زیر می‌باشد :
- ترکیب شیمیایی
- سختی مکانیکی
- تلورانس ابعادی و وزنی
- سایر
این شرکت این قطعات را در اشکال کروی (در سایزهای 15، 17.5، 20، 25، 30، 35 ،40، 50 ،60، 70 ،80 ،90 ، 100 و 125 میلیمتر) و استوانه ای (در سایزهای 12×12، 16×16 ، 19×19 ، 22×22، 25×25 و 30×30 میلیمتر) تولید می کند.
این قطعات عمدتاً با آنالیزهای استاندارد زیر یا با دیگر آنالیزهای درخواستی مشتری تولید می شوند.
ترکیب شیمیایی و سختی
|
Hardness HRC |
Max
%S |
Max
%P |
%Ni | %Cr | %Mn | %Si | %C | |
| 58-64 | 0.08 | 0.05 | 0.5 ≥ | 10-12 | 0.3-0.7 | 0.4-1.0 | 2.9-3.5 | No. 1 |
| 58-63 | 0.08 | 0.05 | 0.5 ≥ | 11-14 | 0.3-0.7 | 0.5-1.0 | 2.5-3.3 | No. 2 |
| 58-62 | 0.08 | 0.05 | 0.5 ≥ | 15-17 | 0.3-0.7 | 0.5-1.1 | 1.8-2.6 | No. 3 |
| 58-62 | 0.08 | 0.05 | 0.5 ≥ | 29-31 | 0.3-0.7 | 0.5-1.0 | 2.0-2.8 | No. 4 |
| Min.48 | 0.1 | 0.05 | 0.5 ≥ | Max 2.5 | 0.3-0.9 | 0.5-1.0 | 3.0-3.9 | No. 5 |
*تمامی این محصولات در آسیاهای تر و خشک در شرایط گوناگون قابل مصرف هستند .
یکی از مهمترین مشخصات گلوله‌ها ابعاد و سایز آنها می‌باشد ، علاوه بر این ، گلوله ها در سایزهای مختلف در دو شکل کروی و استوانه‌ای تولید میشود.
سایز ، وزن و تلرانس‌های وزنی
| Units per MT | Weight
Tolerance(gr) |
Weight(kg) | Size(mm) |
| 71428 | ±2 | 0.014 | 15 |
| 45454 | ±2 | 0.022 | 17.5 |
| 29412 | ±4 | 0.034 | 20 |
| 15385 | ±5 | 0.065 | 25 |
| 8403 | ±10 | 0.119 | 30 |
| 3636 | ±15 | 0.275 | 40 |
| 1869 | ±25 | 0.535 | 50 |
| 1118 | ±40 | 0.894 | 60 |
| 678 | ±50 | 1.474 | 70 |
| 479 | ±50 | 2.087 | 80 |
| 338 | ±100 | 2.962 | 90 |
| 229 | ±100 | 4.360 | 100 |
| 123 | ±150 | 8.100 | 125 |
تلرانس ابعادی گلوله‌ها
| Dimension
Tolerance(mm) |
Diameter
(mm) |
Size (mm) |
| -0.5 +1 | 15 | 15 |
| -0.5 +1 | 17.5 | 17.5 |
| -0.5 +1 | 20 | 20 |
| -0.5 +1 | 25 | 25 |
| -0.5 +1 | 30 | 30 |
| -1 +1.5 | 40 | 40 |
| -1 +1.5 | 50 | 50 |
| -1 +1.5 | 60 | 60 |
| -1 +2 | 70 | 70 |
| -1 +2 | 80 | 80 |
| -1 +2 | 90 | 90 |
| -1 +2 | 100 | 100 |
| -1 +2.5 | 125 | 125 |
سیلپپس شکل استوانه‌ای این گلوله‌ها است که معمولا طول و قطر مساوی دارند.
اندازه، وزن و تلرانس وزنی گلوله‌های سیلپبس
| Number/MT | Weight Tolerance(gr) |
Weight(kg) | Size |
| 88496 | ±1.5 | 0.0113 | 12*12 |
| 38197 | ±2 | 0.0262 | 16*16 |
| 22925 | ±4 | 0.0436 | 19*19 |
| 14917 | ±4 | 0.0670 | 22*22 |
| 10341 | ±5 | 0.0967 | 25*25 |
| 6053 | ±10 | 0.165 | 30*30 |
تلرانس ابعادی گلوله‌های سیلپبس
| Dimension
Tolerance(mm) |
Diameter
(mm) |
Size (mm) |
| ±1 | 12 | 12*12 |
| ±1 | 16 | 16*16 |
| ±1 | 19 | 19*19 |
| ±1.5 | 22 | 22*22 |
| ±1.5 | 25 | 25*25 |
| ±1.5 | 30 | 30*30 |
این گلوله‌ها عمدتاً از جنس چدن تولید می‌شوند که یک آلیاژ آهنی شامل مقدار زیادی کربن و مقداری سیلیکون و دیگر عناصر است. ویژگی‌های مکانیکی خاص چدن، از جمله سختی و مقاومت بالا در برابر سایش و ضربه، باعث شده است تا گلوله‌های چدنی در صنایعی مانند معدن، سیمان، نیروگاه‌ها و حتی صنایع شیمیایی جایگاه ویژه‌ای داشته باشند.
ترکیبات و ساختار گلوله‌های چدنی
چدن آلیاژی است که بسته به نوع و درصد ترکیباتش به دو دسته‌ی اصلی چدن سفید و چدن خاکستری تقسیم میشود. این تقسیم‌بندی براساس شکل‌گیری گرافیت در ساختار میکروسکوپی آلیاژ صورت می‌گیرد.
چدن سفید (White Cast Iron)
چدن سفید به دلیل سختی و مقاومت بسیار بالا در برابر سایش، در ساخت گلوله‌های چدنی که باید در محیط‌های سایشی شدید کار کنند، بیشتر استفاده میشود. در چدن سفید، گرافیت به صورت کربید آهن (Fe3C) وجود دارد که باعث افزایش سختی و شکنندگی این نوع چدن میشود. این نوع چدن به دلیل مقاومت سایشی بسیار بالا در صنایع معدنی و آسیاب‌های سنگین کاربرد دارد.
چدن خاکستری (Gray Cast Iron)
در این نوع چدن، گرافیت به‌صورت رشته‌هایی در ساختار آن وجود دارد که باعث بهبود خواص مکانیکی مانند انعطاف‌پذیری و جذب ضربه میشود. هرچند که مقاومت سایشی چدن خاکستری نسبت به چدن سفید کمتر است، اما این نوع چدن برای شرایطی که نیاز به انعطاف‌پذیری و مقاومت به ضربه بیشتر است، مناسب‌تر می‌باشد.
ویژگی‌ها و مزایا
- مقاومت بالا در برابر سایش : ترکیبات موجود در چدن، به‌ویژه در چدن سفید، باعث افزایش سختی سطحی این گلوله‌ها میشود. این ویژگی موجب میشود که گلوله‌های چدنی در مواجهه با سایش شدید در فرآیندهای آسیاب، عملکرد قابل قبولی داشته باشند.
- عمر مفید طولانی : گلوله‌های چدنی به دلیل مقاومت بالای خود در برابر سایش و خوردگی، طول عمر بیشتری نسبت به دیگر انواع گلوله‌ها دارند. این امر به کاهش هزینه‌های نگهداری و تعویض قطعات کمک می‌کند.
- هزینه تولید مناسب : چدن به‌عنوان یک ماده اولیه نسبتاً ارزان‌تر از فولاد و برخی دیگر از آلیاژها است. بنابراین تولید گلوله‌های چدنی می‌تواند از نظر اقتصادی برای صنایعی که نیاز به حجم بالایی از این قطعات دارند، مقرون‌به‌صرفه باشد.
- سختی و مقاومت بالا : گلوله چدنی، به‌ویژه آن‌هایی که از چدن سفید ساخته می‌شوند، دارای سختی بسیار بالایی هستند که آنها را برای کاربردهای سنگین صنعتی مناسب می‌سازد.
کاربردهای گلوله‌های چدنی
آسیاب‌های گلوله‌ای (Ball Mills): یکی از مهمترین کاربردهای گلوله‌های چدنی در این نوع آسیابها است که در فرآیند خردایش و پودر کردن مواد معدنی و صنعتی استفاده می‌شوند. آسیاب‌های گلوله‌ای با استفاده از این گلوله‌ها مواد سخت را به پودر تبدیل می‌کنند و به‌ویژه در صنایع معدن و سیمان کاربرد گسترده‌ای دارند.
صنایع معدنی : در معادن، گلوله‌های چدنی برای خردایش سنگ‌ها و مواد معدنی مختلف مانند سنگ آهن، مس، طلا و سایر فلزات استفاده می‌شوند. این گلوله‌ها به دلیل مقاومت بالا در برابر سایش و خوردگی در محیط‌های سخت معدنی عملکرد قابل‌توجهی دارند.
کارخانه‌های سیمان : در صنعت سیمان، گلوله چدنی برای خردایش مواد خام اولیه مانند آهک و کلینکر به کار می‌روند. فرآیند آسیاب کردن مواد خام با استفاده از این گلوله‌ها باعث تولید پودر سیمان میشود که بخش حیاتی تولید سیمان است.
نیروگاه‌ها : در نیروگاه‌ها، گلوله چدنی برای آسیاب کردن زغال‌سنگ مورد استفاده قرار می‌گیرند تا این ماده را به ذرات ریز تبدیل کنند که بتواند در فرآیند تولید انرژی با سوخت‌های فسیلی کارایی بیشتری داشته باشد.
صنایع شیمیایی و داروسازی : در برخی از فرآیندهای تولید مواد شیمیایی و داروسازی نیز گلوله‌های چدنی برای خردایش مواد مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این صنایع، از مقاومت بالای این گلوله‌ها برای خردایش مواد سخت بهره‌برداری میشود.
چالش‌ها و محدودیت‌ها
شکنندگی چدن سفید : هرچند چدن سفید سختی بسیار بالایی دارد، اما به دلیل ساختار ترد و شکننده‌اش، در مواجهه با ضربات شدید ممکن است ترک بخورد یا شکسته شود. این مسئله می‌تواند در برخی از شرایط صنعتی مشکل‌ساز باشد.
محدودیت‌های کاربردی چدن خاکستری : چدن خاکستری انعطاف‌پذیری بیشتری دارد، اما مقاومت سایشی آن نسبت به چدن سفید کمتر است. بنابراین انتخاب نوع چدن مناسب برای گلوله‌ها بستگی به نوع عملیات و شرایط کاری دارد.
گلوله‌های چدنی به دلیل ویژگی‌های خاص خود مانند سختی بالا، مقاومت در برابر سایش و هزینه‌های تولید مناسب، به‌طور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. انتخاب نوع چدن (سفید یا خاکستری) بر اساس شرایط کاری و نیازهای صنعتی از اهمیت زیادی برخوردار است. این گلوله‌ها با وجود چالش‌هایی مانند شکنندگی چدن سفید یا مقاومت پایین‌تر چدن خاکستری، همچنان به دلیل کارایی و طول عمر بالا یکی از انتخاب‌های اصلی در فرآیندهای خردایش و آسیاب به شمار می‌روند.