Основная функция стальных шариков в шаровой мельнице заключается в ударном воздействии и измельчении материалов, а также в выполнении определенной роли в процессе помола. Поэтому цель сортировки стальных шариков заключается в удовлетворении этих двух требований. Качество дробления напрямую влияет на эффективность помола и, в конечном итоге, на производительность шаровой мельницы. Возможность выполнения требований к дроблению зависит от того, насколько рациональна сортировка стальных шариков, что включает в себя, главным образом, размер шариков, количество размеров шариков и соотношение различных спецификаций шариков. Помимо таких факторов, как размер шаровой мельницы, внутренняя структура шаровой мельницы и требуемая тонкость продукта, при определении этих параметров необходимо также учитывать характеристики сырья (измельчаемость, размер частиц и т. д.).

　　Для эффективного дробления материала при определении сортировки необходимо соблюдать несколько принципов:

　　Во-первых, стальные шарики должны обладать достаточной ударной силой, чтобы стальные шарики шаровой мельницы обладали достаточной энергией для дробления частичного материала, что напрямую связано с максимальным диаметром стальных шариков.

　　Во-вторых, стальные шарики должны достаточно часто воздействовать на материал, что связано с коэффициентом заполнения шариками и средним диаметром. При постоянном количестве загрузки, при условии обеспечения достаточной ударной силы, диаметр помольного тела сводится к минимуму, а количество стальных шариков увеличивается для увеличения количества ударов по материалу с целью повышения эффективности дробления.

　　В-третьих, материал должен иметь достаточное время пребывания в мельнице, чтобы обеспечить полное измельчение материала, что требует, чтобы подобранные стальные шарики обладали определенной способностью контролировать скорость потока материала.

　　Так называемый двухступенчатый метод сортировки использует для сортировки два стальных шарика разного размера с большой разницей в диаметре. Теоретическое обоснование заключается в том, что зазоры между большими шариками заполняются маленькими шариками для полного повышения плотности укладки стальных шариков. Таким образом, с одной стороны, можно улучшить ударную способность и частоту ударов мельницы, что соответствует функциональным характеристикам помольного тела; с другой стороны, более высокая плотность укладки позволяет материалу подвергаться определенной степени измельчения. При двухступенчатой сортировке основная функция больших шариков заключается в ударном воздействии и дроблении материалов; функции малых шариков заключаются в следующем: во-первых, заполнение зазоров между большими шариками, повышение плотности укладки помольного тела, контроль скорости потока материала и повышение способности к измельчению; во-вторых, передача энергии, передача ударной энергии больших шариков на материал; в-третьих, выдавливание крупных частиц из зазоров и размещение их в зоне удара больших шариков.

При двухступенчатом методе сортировки необходимо определить следующие параметры:

(1) Определение диаметра большого шарика. Он зависит от размера шаровой мельницы, размера частиц и измельчаемости сырья. Как правило, в качестве ориентира используется диаметр второго уровня в многоступенчатой сортировке. Например, если максимальный диаметр шаровой мельницы в многоступенчатой сортировке составляет 100 мм, то для двухступенчатой сортировки следует выбрать стальной шарик диаметром 90 мм.

(2) Определение диаметра малого шарика. Он зависит от размера зазора между большими шариками, то есть от диаметра больших шариков. Обычно диаметр малого шарика составляет 20-30% от диаметра большого шарика.

(3) Соотношение больших и малых шариков. В принципе, количество добавляемых малых шариков не должно влиять на коэффициент заполнения больших шариков. Как правило, малые шарики составляют 3-5% от веса больших шариков.

　　При многоступенчатой сортировке требования к ударной силе, частоте ударов и способности к контролю скорости потока материала стальных шариков основаны, главным образом, на среднем диаметре, то есть они зависят от различных спецификаций шариков. При двухступенчатой сортировке ударная сила и частота ударов стальных шариков определяются диаметром больших шариков, а способность контролировать скорость потока материала определяется, главным образом, диаметром и количеством загрузки малых шариков и в меньшей степени зависит от диаметра больших шариков, что ослабляет противоречие между ударной силой, частотой ударов и способностью контролировать скорость потока материала. В сравнении, двухступенчатый метод сортировки проще, и при определении параметров сортировки его легко комплексно учитывать.

　　По мере увеличения твердости и размера частиц материала (что может отражаться в различных пропорциях смешанных материалов) противоречие между ударной силой и способностью к контролю скорости потока материала стальных шариков при многоступенчатой сортировке становится более заметным, что приводит к более значительному снижению производительности. Однако этого противоречия не существует при двухступенчатой сортировке, поскольку она может удовлетворять требованиям материала к ударной силе и способности к контролю скорости потока с помощью больших и малых шариков, поэтому изменение производительности не является очевидным, что отражает преимущество двухступенчатой сортировки.

　　Использование двухступенчатой сортировки также может уменьшить количество циклов очистки. Необходима только регулярная дозаправка в соответствии с производительностью шаровой мельницы, током, тонкостью и коэффициентом расхода шариков помольного материала. За исключением особых случаев, мельница обычно не останавливается для очистки, что повышает коэффициент использования шаровой мельницы.

Заключение

　　Если размер частиц материала мал, а измельчаемость хорошая, следует использовать многоступенчатую сортировку, поскольку основное внимание уделяется повышению частоты ударов стальных шариков. И наоборот, если размер частиц материала велик, а прочность высока, повышение ударной силы стальных шариков является ключом, поэтому использование двухступенчатой сортировки может показать очевидные преимущества.

　　Эффективность двух методов сортировки в значительной степени зависит от изменений материала. Многоступенчатая сортировка более чувствительна к изменениям материала, и производительность шаровой мельницы сильно колеблется. Двухступенчатая сортировка менее чувствительна к изменениям материала, и производительность относительно стабильна. Другими словами, когда измельчаемость материала лучше, увеличение производительности при многоступенчатой сортировке выше, чем при двухступенчатой сортировке. И наоборот, степень снижения производительности при многоступенчатой сортировке превышает степень снижения производительности при двухступенчатой сортировке. Поэтому многоступенчатая сортировка подходит для материалов с меньшим размером частиц и лучшей измельчаемостью, а двухступенчатая сортировка подходит для материалов с большим размером частиц и худшей измельчаемостью.