Шаровая мельница представляет собой горизонтальный цилиндр, частично заполненный стальными шарами (или иногда другими формами), который вращается вокруг своей оси, придавая шарам кувыркающееся и каскадное действие. Материал, подаваемый через мельницу, дробится ударом и измельчается за счет истирания между шарами.
Мелющие тела обычно изготавливаются из высокохромистой стали. Меньшие сорта иногда имеют цилиндрическую («камешки»), а не сферическую форму. Существует скорость вращения («критическая скорость»), при которой содержимое мельницы просто перелетало бы через крышу мельницы из-за центробежного действия.
Критическая скорость (об/мин) определяется по формуле:nC = 42.29/√d, кудаdвнутренний диаметр в метрах. Шаровые мельницы обычно работают на скорости около 75 процентов от критической, поэтому мельница диаметром 5 метров будет вращаться со скоростью около 14 об/мин.
Мельница обычно разделена как минимум на две камеры (хотя это зависит от размера входного сырья - мельницы, включающие валковый пресс, в основном однокамерные), что позволяет использовать мелющие тела разного размера. На входе используются большие шары для измельчения конкреций клинкера (диаметр которых может превышать 25 мм). Диаметр шара здесь находится в пределах 60–80 мм. В двухкамерной мельнице размер среды во второй камере обычно составляет 15–40 мм, хотя иногда встречаются среды размером до 5 мм. Как правило, размер среды должен соответствовать размеру измельчаемого материала: крупная среда не может производить сверхмелкие частицы, необходимые для готового цемента, а малая среда не может разбить крупные частицы клинкера. Когда-то использовались мельницы с четырьмя камерами, что позволяло точно разделять среды по размерам, но сейчас это становится редкостью. Альтернативами многокамерным мельницам являются:
пары мельниц, работающих в тандеме, загруженных средами разного размера.
использование альтернативной технологии (см. Вальцовые прессы ниже) для измельчения клинкера перед его тонким помолом в шаровой мельнице.
Через мельницу проходит поток воздуха. Это помогает охлаждать мельницу и удалять испаряющуюся влагу, которая в противном случае могла бы вызвать гидратацию и нарушить поток материала. Запыленный отработанный воздух очищается, как правило, с помощьюрукавные фильтры.
