الف) دستگاه‌های مربوط به آزمون مواد خام

این بخش برای بررسی سنگ آهک، خاک رس، مارل و اصلاح‌کننده‌هاست:

• XRF (فلورسانس پرتو ایکس): تعیین ترکیب شیمیایی اکسیدی مواد خام و کلینکر.
• XRD (پراش پرتو ایکس): تشخیص فازهای کریستالی (کلینکر، آهک آزاد و …)
• ترازوهای دقیق و ترازوهای آنالیتیکال
• دستگاه آسیاب آزمایشگاهی (Planetary Mill یا Ball Mill)
• الک‌های آزمایشگاهی و لرزاننده الک (Sieve Shaker)
• آون خشک‌کن و کوره الکتریکی (Muffle Furnace) برای حرارت دادن نمونه‌ها تا 1000°C یا بیشتر.

ب) دستگاه‌های مربوط به کنترل فرآیند تولید و کلینکر

• نمونه‌گیر خودکار (Automatic Sampler)
• Thermogravimetric Analyzer (TGA) برای تعیین افت حرارتی و آب ترکیبی.
• درجه حرارت‌سنج مادون قرمز (Infrared Pyrometer) جهت کنترل حرارت کوره.

Microscope (میکروسکوپ نوری یا میکروسکوپ پلاریزان) برای بررسی ساختار سطح کلینکر.

ج) دستگاه‌های مربوط به کنترل کیفیت سیمان تولیدی

• بلین متر (Blaine Air Permeability Apparatus): سنجش نرمی سیمان.
• جِی‌لوس (Le Chatelier Flask): اندازه‌گیری چگالی سیمان.
• جعبه و مخروط مارشال یا میز جریان (Flow Table): تعیین روانی ملات سیمان.
• دستگاه ویکات (Vicat Apparatus): تعیین زمان گیرش اولیه و نهایی.
• پرس هیدرولیک برای نمونه مکعبی (Compressive Strength Tester): تعیین مقاومت‌ فشاری نمونه‌های ملات سیمان.

Curing Tank یا اتاق رطوبت: برای نگهداری نمونه‌ها قبل از آزمایش مقاومت.

۲. مواد و معرف‌های آزمایشگاهی مورد نیاز

بسته به نوع آزمون‌ها، معمولاً موارد زیر استفاده می‌شود:

• اسیدها: HCl 1N، H₂SO₄، HNO₃ برای حل کردن و تحلیل مواد خام.
• بازها و نمک‌ها: NaOH، KOH، NH₄Cl برای تیتراسیون و تنظیم pH.
• محلول‌های استاندارد مثل EDTA، K₂Cr₂O₇.
• الکل‌ها و محلول‌های تمیزکننده برای تجهیزات.
• آب مقطر و آب دوبار تقطیر

مواد سیمانی مرجع (Reference Cement Standard) جهت کالیبراسیون دستگاه‌ها.

۳. تجهیزات عمومی آزمایشگاه سیمان

• هود شیمیایی
• میز و سینک ضد اسید
• دستگاه pH متر
• همزن مغناطیسی و همزن مکانیکی
• تبخیرکننده (Evaporator)
• یخچال آزمایشگاهی برای نگهداری برخی محلول‌ها

بال میل یا آسیاب گلوله‌ای یکی از پرکاربردترین دستگاه‌ها در صنایع معدنی، سرامیک، شیمیایی و مخصوصاً کارخانه‌های سیمان است.

این دستگاه برای آسیا کردن، پودر کردن، و یکنواخت‌سازی ذرات جامد استفاده می‌شود — چه در مقیاس صنعتی (خط تولید) و چه در مقیاس آزمایشگاهی.

ساختار و اجزای اصلی

یک بال میل معمولاً از چند بخش اصلی تشکیل شده است:

1. استوانه (Drum / Cylinder)

• بدنه فولادی ضخیمی که به‌صورت افقی قرار دارد و حول محور خود می‌چرخد.
• داخلش با آستر (Liner) پوشیده می‌شود تا از سایش بدنه جلوگیری کند.

1. گلوله‌ها (Balls)

• از فولاد، آلومینا، زیرکونیا یا چدن ساخته می‌شوند.
• اندازه‌شان معمولاً بین ۲ تا ۱۰ سانتی‌متر است (در نوع آزمایشگاهی ۲–۳۰ میلی‌متر).
• این گلوله‌ها عامل اصلی خردایش مواد هستند.

1. موتور و گیربکس

• استوانه را با سرعتی مشخص می‌چرخاند (معمولاً ۶۰–۸۰٪ سرعت بحرانی).

1. درپوش‌های ورودی و خروجی

• برای وارد کردن مواد خام و خروج پودر نهایی.

اگر بخواهیم ساده توضیح دهیم:

1. مواد اولیه (مثلاً کلینکر سیمان) وارد استوانه می‌شوند.
2. گلوله‌ها همراه با مواد درون استوانه شروع به گردش می‌کنند.
3. در حین چرخش، گلوله‌ها به دلیل حرکت سقوطی و لغزشی:

• به ذرات برخورد می‌کنند (خردایش ضربه‌ای)،
• آن‌ها را می‌سابند (خردایش سایشی).

1. این فرآیند تا رسیدن به اندازه ذره مطلوب (مثلاً زیر 75 میکرون) ادامه می‌یابد.

انواع بال میل

کاربرد بال میل در صنعت سیمان

در کارخانه‌های سیمان، بال میل در چند مرحله استفاده می‌شود:

1. آسیاب مواد خام (Raw Mill): مخلوط خاک رس و سنگ آهک را قبل از پخت خرد می‌کند.
2. آسیاب کلینکر و گچ (Cement Mill): کلینکر خروجی از کوره همراه گچ آسیاب می‌شود تا سیمان به دانه‌ریز مورد نظر برسد.
3. آزمایشگاه کارخانه: برای نمونه‌سازی و آنالیز نرمی (Blaine) استفاده می‌شود.

مزایا:

• قابلیت خردایش مواد بسیار سخت.
• کنترل دقیق اندازه ذرات.
• قابل استفاده برای مواد خشک یا تر.
• طراحی ساده و نگهداری نسبتاً آسان.

معایب:

• مصرف انرژی زیاد.
• سر و صدای بالا.
• سایش زیاد گلوله‌ها و لاینرها.
• سرعت پایین نسبت به آسیاب‌های مدرن‌تر (مثل Vertical Roller Mill).

جمع‌بندی ساده

بال میل قلب عملیات خردایش در کارخانه سیمان است.

درواقع، اگر بخواهیم یک جمله بگوییم:

«بال میل دستگاهی است که با استفاده از انرژی مکانیکیِ ضربه و سایشِ گلوله‌ها، مواد جامد را به پودر بسیار ریز و یکنواخت تبدیل می‌کند.»