(1) 플랫 라이너

작업면이 평평하거나 주조 무늬가 있는 라이너를 모두 플랫 라이너라고 부릅니다. 주조 패턴이 있는 라이너는 패턴이 있는 플랫 라이너라고도 합니다. 플랫 라이너는 연마 매체에 대한 마찰을 낮춰 매체가 표면 위를 더 잘 미끄러지도록 하여, 원료에 대한 마모(연마) 작용을 강화합니다. 이 라이너는 일반적으로 미세 연마 구획에서 주름형 라이너와 함께 사용됩니다.

(2) 골판지 라이너

골판지 라이너는 물결 모양의 작업면을 가지고 있습니다. 파고가 하나뿐인 라이너는 단일파형 또는 대파형 골판지 라이너라고 하며, 파고가 두 개인 것은 이중파형 또는 중파형 골판지 라이너라고 하고, 파고가 여러 개인 것은 소파형 골판지 라이너 또는 단순히 골판지 라이너라고 합니다. 단파형 및 이중파형 라이너의 볼 리프팅 높이는 리프팅 바 라이너보다 낮습니다. 파고가 상승 측에 있을 때는 볼을 위로 들어 올리고, 하강 측에 있을 때는 볼을 아래로 밀어내므로 로드 밀의 로드 구획에 적합합니다. 소파형 골판지 라이너는 파고와 피치가 작고 리프팅 높이가 낮아, 미세 분쇄실 및 석탄 분쇄기에 적합합니다.

(3) 늑골 무늬 라이너

리브형 라이너는 작업면에 반원형 또는 사다리꼴 모양의 리브가 주조된 평면형 라이너입니다. 리브는 연마재를 들어 올려 더 강력한 충격 작용을 일으킵니다. 이 라이너는 제1 구획에서 사용되지만, 로드 밀이나 로드-볼 밀의 로드 구획에는 적합하지 않습니다. 리브는 마모되기 쉬워 밀의 생산량이 불안정해지므로, 리브형 라이너는 점차 스텝형 라이너로 대체되고 있습니다.

(4) 리프팅 바 라이너

리프팅 바 라이너는 평평한 라이너와 리프팅 바로 구성됩니다. 리프팅 바에는 볼트 구멍이 있으며, 볼트를 이 구멍을 통해 통과시켜 리프팅 바와 (구멍이 없는) 라이너를 쉘 내벽에 고정합니다. 리프팅 바는 라이너 표면 위로 돌출되어 있어 연마 매체에 가해지는 리프팅 효과를 높여주며, 매체에 더 큰 충격력과 연마력을 전달합니다. 이 라이너는 제1 구획에 적합하며, 특히 공급 원료가 굵고 단단한 경우에 효과적입니다. 리프팅 바 라이너가 설치된 구획에서는 볼과 라이너 모두의 마모가 더 심하므로, 회전 속도가 높은 분쇄기에는 사용을 권장하지 않습니다.

(5) 계단식 라이너

선박 방향타 라이너라고도 불리는 계단형 라이너는 경사진 작업면을 가지고 있습니다. 설치 후 여러 단을 형성하며, 튜브 밀의 헤드 구획에 적합합니다. 이러한 라이너는 연마 매체에 가해지는 추력을 증가시킵니다. 이는 같은 층에 있는 볼에 균일한 상승 높이를 제공하며, 볼에 대한 강력한 제지 효과를 발휘하여 매체 층 간의 미끄러짐과 마모를 방지하고, 가장 바깥쪽 매체와 라이너 사이의 미끄러짐 및 마모를 줄여줍니다. 또한, 라이너 표면은 균일하게 마모되며 마모 후의 형상 변화는 뚜렷하지 않습니다. 계단형 라이너의 얇은 끝부분은 밀이 작동할 때 회전 방향을 향하게 됩니다.

(6) 반구형 라이너

반구형 라이너는 작업면에 반구형 돌기가 엇갈린(삼각형) 패턴으로 배열되어 있습니다. 이 라이너는 볼이 쉘을 따라 미끄러지는 것을 방지하고 마모로 인한 환형 홈의 형성을 막아, 연마 매체와 라이너의 소모량을 모두 줄여줍니다. 이 라이너는 분쇄 구획에 적합합니다.

(7) 원뿔형 분류 라이너

테이퍼 분류 라이너라고도 하는 원뿔형 분류 라이너는 설치 후 구획을 따라 분할된 원뿔형 분쇄실을 형성합니다. 이러한 라이너의 경사각 탄젠트는 볼의 등가 구름 마찰 계수보다 크거나 같습니다. 경사의 영향으로 볼은 원뿔형 표면을 따라 밀 헤드 쪽으로 구르며, 볼의 직경이 클수록 전진 구름 거리가 커지므로 강구 볼의 효과적인 분류를 달성할 수 있습니다. 일반적인 유형으로는 카르만(Karman) 원뿔형 분류 라이너, 슐레겔턴(Schlegelton) 원뿔형 분류 라이너, FLS형 원뿔형 분류 라이너 등이 있습니다. 첫 번째 유형은 평평한 원뿔형 작업면을 가지며, 두 번째 유형은 평평한 원뿔형 표면과 호형 원뿔형 표면을 결합한 형태이고, 마지막 유형은 두 개의 평면 라이너와 하나의 카르만 원뿔형 분류 라이너로 조립되어 있습니다.

이러한 유형의 라이너는 개방 회로 및 폐쇄 회로 밀, 원료 밀 및 시멘트 밀, 건식 공정 및 습식 공정, 그리고 강구 단독 사용은 물론 강구와 실리브가 혼합된 매체 분류에 모두 사용할 수 있습니다. 이러한 라이너는 일반적으로 중·장형 밀의 미세 분쇄 구획에서만 사용됩니다. L/D 비율이 작은 중·장형 밀에서 예비 분쇄 공정을 채택하고 공급 입자 크기 d₈₀을 약 3 mm로 줄이면, 밀 전체가 사실상 미세 분쇄 구획이 됩니다. 이 경우 중간 격막을 제거하고 밀 전체에 원뿔형 분류 라이너를 설치하여 유효 용적을 늘리고 환기 저항을 줄임으로써 생산량을 더욱 높일 수 있습니다. 발표된 보고서에 따르면, 튜브 밀에 원뿔형 분류 라이너를 설치한 후, 제품의 세도는 사실상 변함없이 유지되는 반면 생산량은 5%–15% 증가하고, 단위 전력 소비량은 10%–18% 감소합니다. 원뿔형 분류 라이너의 단점: 밀의 유효 용적이 감소하고, 원뿔 경사각의 정밀도가 높아야 하며(각도 오차는 분류 성능에 영향을 미침), 이로 인해 제조가 어렵고 설치도 다소 번거롭습니다.

(8) 앵글 나선형 라이너

CZ 라이너라고도 불리는 앵글 스파이럴 라이너는 주로 제2 구획에 사용됩니다. 설치 후, 이 라이너들은 구획 내부에 네 모서리가 둥근 사각 테이퍼 표면을 형성하므로, ‘둥근 모서리 사각 라이너’라고도 불립니다. 인접한 링들의 둥근 모서리는 서로에 대해 일정한 각도로 어긋나 있으며, 축 방향으로 일정한 헬릭스 각도(일반적으로 시멘트 밀의 경우 12°–22.5°, 고품질 시멘트 생산 시 약 36°)를 형성합니다. 라이너의 회전 방향은 밀 쉘의 회전 방향과 반대입니다. 따라서 밀 전체 길이에 걸쳐 분쇄실은 연속적인 4회전 나선 구조를 형성합니다. 둥근 모서리의 나선형 표면은 작은 볼에 강력한 그립 효과를 발휘하여 이를 배출 쪽으로 밀어내며, 동시에 나선각에 의한 추력은 큰 볼을 급재 쪽으로 밀어냅니다. 따라서 이 라이너는 원추형 분류 라이너보다 더 우수한 볼 분류 효과를 달성합니다.

이 라이너를 설치한 후 다음과 같은 효과가 나타납니다:

① 각 층의 공들의 회전 반경이 순간적으로 변화함에 따라, 같은 층에 있는 공들의 낙하 높이, 낙하 지점 및 충돌 운동 에너지가 달라지며, 이로 인해 매질과 원료 간의 혼합 및 침투가 향상됩니다.

② 공과 재료의 회전 속도 및 낙하 속도가 서로 다르기 때문에, 인접한 라이너의 “공-재료 커튼” 표면 사이에 강한 마찰이 발생한다.

③ 내부 나선형 표면의 추력이 동일한 직경 구역에 속하는 볼 영역에서 국부적인 축방향 와전류를 발생시켜 연마 작용을 강화합니다.

④ 볼에 대한 정확한 양분류를 가능하게 합니다. 과연마 현상이 현저히 줄어들며(특히 개방형 분쇄기에서 두드러짐), 분쇄기 작동이 더욱 안정적이고, 변속기의 수명이 연장됩니다.

이 라이너를 설치하면 일반 라이너에 비해 구획의 유효 용적이 10%–15% 감소합니다. 일반적으로 대형 밀(φ3m 이상)에서 잘 작동합니다. 이 라이너의 설치 및 제거는 어렵습니다. 이 라이너를 사용할 때는 볼 충전량을 적절히 줄이고 제1 구획의 평균 볼 직경을 늘려야 하며, 원료의 수분 함량도 엄격히 관리해야 합니다.

(9) 쌍곡면 분류 라이너

쌍곡면 분류 라이너는 분류 라이너와 계단형 라이너의 장점을 모두 결합한 제품입니다. 축 방향으로는 분류 라이너와 유사하여, 축을 따라 강구를 합리적으로 분류할 수 있습니다. 강구가 라이너의 곡면을 따라 구르고 미끄러질 때, 크고 작은 강구의 에너지 수준 차이로 인해 작은 강구는 축 방향으로 밀려 밀의 후단부로 이동하게 되어, 강구의 자동 분류가 이루어집니다. 곡면은 밀 내부에서 간헐적인 나선형을 형성하여 재료를 밀의 후단 방향으로 밀어주므로, 재료의 흐름을 가속화하고 과도한 분쇄를 효과적으로 줄여줍니다. 원주 방향으로 라이너는 일정한 상승 경사를 가진 계단식 구조를 갖추고 있어, 낙하하는 볼이 노출된 라이너에 충돌하지 않도록 하여 라이너의 손상과 마모를 줄여줍니다. 일반 라이너에 비해 이 라이너는 약 10%의 에너지를 절약합니다.

(10) 나선형 홈이 있는 라이너

나선형 홈이 있는 라이너는 경사각(12° 미만)을 가진 홈이 파인 작업면을 갖추고 있습니다. 설치 후, 연삭실 표면은 연속적인 다중 나선형(나선 방향은 밀의 회전 방향과 동일)을 띱니다. 미세 연삭 구획에 사용되는 이 라이너는 홈이 파인 라이너의 기능과 강구(steel balls)의 합리적인 축 방향 분류를 실현하는 능력을 결합하고 있습니다.

(11) 복합 분류 라이너

동일한 구획 내에서, 작업 표면의 리프팅/마찰 계수가 서로 다른 여러 종류의 라이너를 조합하여, 각 링의 평균 리프팅/마찰 계수가 재료 흐름 방향을 따라 점진적으로 감소하도록 합니다. 이를 통해 배출단 쪽으로 갈수록 라이너의 제지 및 리프팅 능력을 감소시키고, 더 큰 볼을 고에너지 영역으로 밀어내며, 분쇄 매체의 자동 분류를 실현하는 목적을 달성합니다. 독일(구 서독)에서는 높이가 다른 리프팅 바 라이너를 결합하여 분류 라이너를 구성함으로써, 밀의 생산량을 5%–10%까지 증가시켰습니다. 이 방식은 거친 분쇄 구획에 리프팅 바를 5열로 배열하는 것이었습니다. 첫 번째 열 – 바 높이 55 mm (16개), 두 번째 열 – 45 mm (16개), 세 번째 줄 – 45 mm (16개), 네 번째 줄 – 30 mm (8개), 다섯 번째 줄 – 30 mm (4개), 여섯 번째 줄은 바가 없는 평평한 라이너로 구성했습니다. 화신 시멘트 공장은 계단식 라이너와 평평한 라이너를 교대로 배치하여, 재료 흐름 방향을 따라 라이너에서 볼로 전달되는 에너지가 감소하도록 함으로써 볼의 역분류를 방지했고, 그 결과 생산량이 4%–7% 증가했으며 라이너와 볼의 소비량이 모두 감소했다.

(12) 이중나선형 분류 라이너

이중 나선형 분류 라이너는 모서리가 둥근 다각형 라이너로, 서로 다른 밀도로 배열된 경사 리브를 갖추고 있습니다. 모서리가 둥근 다각형 단면과 경사 리브 모두 축 방향으로 이중 나선 패턴을 이루며 배열되어 있으며, 리브 밀도는 재료 흐름 방향을 따라 점차 감소합니다. 이러한 라이너는 라이너 표면을 통해 다양한 수준의 에너지를 전달할 뿐만 아니라, 라이너와 리브의 나선각을 통해 축방향 추력을 발생시킵니다. 이를 통해 실린더 구획에서 강철 실린더 구슬의 확실한 분류, 볼 구획에서 볼의 확실한 분류, 그리고 볼-실린더 구슬 복합 구획에서 혼합 매체의 확실한 분류가 가능해집니다. φ2.2 m 이하의 튜브 밀에 대한 시험 결과, 생산량이 5%–15% 증가하고 전력 소비량이 8%–15% 감소한 것으로 나타났습니다. 또한, 이러한 라이너가 밀의 길이를 따라 교대로 배열되어 있기 때문에 하중이 교대로 분산되어 강철 실립과 원료 간의 전단 작용이 강화되며, 생산량을 유지한 채 제품의 미세도를 현저히 향상시킵니다.

(13) 홈이 파인 라이너

홈이 파인 라이너는 각 라이너의 작업면에 여러 개의 홈이 있습니다. 설치 후 이 홈들은 원주 방향의 홈을 형성하므로, 링 홈 라이너라고도 불립니다.

홈이 있는 라이너의 홈은 강철 볼이 라이너 표면에 육각형 배열로 밀집되도록 설계되었습니다. 이러한 배열 형태에서 볼은 더 높은 배위수를 가지며 밀도가 높아져, 볼 간의 효과적인 충돌 확률이 높아집니다. 또한, 볼과 라이너 간의 접촉 방식이 (평면형 또는 돌출형 라이너와 같은) 점 접촉에서 120° 선 접촉으로 바뀌어 연삭 면적이 크게 증가합니다. 이러한 접촉 조건에서, 볼과 라이너 사이의 재료는 평면형 또는 돌출형 라이너의 경우처럼 쉽게 튀어 나가지 않고, 대신 쉽게 분리되지 않는 재료 층을 형성하여 홈 내부에서 완전한 연삭이 이루어지도록 함으로써 높은 연삭 효율을 달성합니다.

홈이 있는 라이너는 링 홈형, 나선형 홈형, 활성형 라이너의 세 가지 형태로 나뉩니다. 제분기의 운전 조건에 따라, 이 라이너들은 볼을 합리적으로 분류하고 분쇄 성능을 향상시킬 수 있습니다.

홈이 있는 라이너를 사용할 때의 추가적인 이점은 다음과 같습니다:

① 주름형 라이너에서 연마체의 이탈 각도는 55°인 반면, 홈형 라이너에서는 60°입니다. 분리각이 커짐에 따라 밀의 토크가 감소하며, 여기에 홈이 파인 라이너가 일반 라이너보다 약 10% 더 가볍다는 점을 고려하면, 필요한 밀 출력은 약 20% 감소합니다.

② 볼과 라이너 사이에는 항상 재료층이 존재하므로, 볼이 라이너와 직접 접촉하지 않습니다. 이로 인해 볼과 라이너 모두의 마모율이 크게 감소할 뿐만 아니라, 연삭 소음도 현저히 줄어들며, 연삭 과정에서 발생하는 열은 일반 라이너를 사용할 때보다 6%–7% 더 낮습니다.

③ 홈이 파인 라이너에서는 볼의 분리 각도가 더 크고, 라이너가 볼의 투사 속도를 증가시키지 않기 때문에, 볼이 떨어질 때 맨 라이너에 직접 충돌하지 않고 토우 구역에 착지합니다. 따라서 쉘 라이너와 볼트의 파손 가능성이 줄어들고, 유지보수 작업이 감소하며, 작동 소음과 연삭 온도도 낮아집니다.

④ 홈이 모든 부분에서 균일하게 마모되므로, 설치부터 교체에 이르는 전체 사용 수명 동안 홈의 형태가 변하지 않습니다. 따라서 라이너 마모로 인해 연마 및 분쇄 효율이 저하되지 않습니다.

⑤ 홈이 파인 라이너에서 연마 매체의 상승 높이는 계단형 또는 리브형 라이너에 비해 낮고 더 균일합니다. 그 결과, 하중의 무게 중심이 중앙 쪽으로 이동하여 구동 동력이 감소하고, 분쇄기의 진동이 줄어들며, 변속기 기어의 손상이 줄어듭니다.

⑥ 소형 밀의 경우, 홈이 파인 라이너가 마모되면 유효 내경이 상당히 증가합니다. 이때 연마재 부하량을 적절히 늘리면 밀의 생산량을 높일 수 있습니다.

⑦ 라이너 종류가 적고, 무게가 가벼우며, 설치가 간편합니다. 볼트로 고정하거나 쐐기로 끼워 고정할 수 있습니다. 이러한 요인들 덕분에, 홈이 있는 라이너를 설치하면 생산량을 7%–20%까지 늘리고, 전력 소비를 8%–20%까지 줄이며, 볼 소비량을 15%–40%까지 줄일 수 있으며, 라이너 수명을 약 3배 연장하고 소음을 4–6 dB 낮출 수 있습니다.

홈이 있는 라이너 사용 조건:

① 각 구획에서는 반드시 볼을 연마 매체로 사용해야 한다. 폐쇄 회로 분쇄기의 경우, 모든 구획에 홈이 파인 라이너를 장착할 수 있으나, 개방 회로 2구획 분쇄기의 경우 일반적으로 첫 번째 구획에만 홈이 파인 라이너가 설치된다.

② 홈이 파인 라이너의 재질은 일반적으로 밀의 직경과 구획 유형에 따라 고크롬 주철, 중탄소 합금강, 저크롬 주철 또는 기타 고경도 내마모성 재료로 제작됩니다. 대형 밀의 경우, 거친 분쇄 구획에 사용되는 라이너는 더 높은 인성을 가져야 합니다.

③ 홈이 파인 라이너는 제지 기계의 속도가 높을수록 성능이 더욱 우수합니다.

④ 밀 공급물의 총 수분 함량은 홈에 원료가 달라붙는 것을 방지하기 위해 2% 미만이어야 합니다.

⑤ 원료의 d₈₀은 20 mm 이하이어야 합니다.

⑥ 홈의 치수는 가장 큰 볼의 직경에 따라 설계됩니다. 홈의 효과를 극대화하려면 더 큰 볼을 사용하고, 다단계 볼 등급 배합은 피하는 것이 좋습니다. 정저우 알루미늄 공장의 시멘트 공장은 4단계 볼 등급 체계를 각각 50% 크기의 대형 볼로 구성된 2단계 체계로 변경했으며, 창러우 시멘트 공장은 가장 큰 볼 사이의 틈을 작은 볼로 채우는 2단계 등급 체계를 채택했는데, 두 곳 모두 좋은 결과를 얻었습니다. 큰 볼 사이의 틈을 메우기 위해 작은 볼을 사용할 경우, 작은 볼의 직경 d₁ = 0.414d(여기서 d는 큰 볼의 직경, mm)가 됩니다. 작은 볼의 충전량은 해당 구획의 총 볼 충전량 대비 4%–5%가 되어야 합니다.