تتكون المطحنة الكروية من أسطوانة أفقية وأعمدة تغذية وتفريغ مجوفة ورأس طحن. الأسطوانة عبارة عن هيكل أسطواني طويل يحتوي على وسائط طحن. تكون وسائط الطحن مصنوعة من صفيحة فولاذية ويتم تثبيتها على الأسطوانة بواسطة بطانة فولاذية، وعادةً ما تكون عبارة عن كرات فولاذية، مرتبة بأقطار ونسب مختلفة. ويمكن أيضا استخدام قطاعات الصلب. يتم اختيار المواد على أساس حجم جزيئاتها. يتم تغذية المواد إلى الأسطوانة من خلال العمود المجوف الموجود في نهاية التغذية للطاحونة. عندما تدور الأسطوانة، فإن وسائط الطحن، بسبب القصور الذاتي، وقوة الطرد المركزي، والاحتكاك، تلتصق ببطانة الأسطوانة ويتم حملها. عند حملها إلى ارتفاع معين، يتم إسقاطها بفعل الجاذبية، وتعمل مثل المقذوفات وتسحق المادة الموجودة بداخلها.
يتم تغذية المادة من جهاز التغذية من خلال عمود التغذية المجوف، بشكل حلزوني ومتساوي إلى الغرفة الأولى للطاحونة. تحتوي هذه الغرفة على بطانات متدرجة أو مموجة ومملوءة بكرات فولاذية بأحجام مختلفة. قوة الطرد المركزي الناتجة عن دوران الأسطوانة تحمل الكرات إلى ارتفاع معين، حيث تسقط وتصطدم بالمادة وتطحنها. بعد الطحن الخشن في الحجرة الأولى، تمر المادة عبر جدار تقسيم ذو طبقة واحدة-إلى الحجرة الثانية، والتي تكون مبطنة ببطانات مسطحة ومملوءة بكرات فولاذية لمزيد من الطحن. يتم تفريغ المواد المسحوقة من خلال شبكة التفريغ، لاستكمال عملية الطحن.
عندما تدور الأسطوانة، تنزلق وسائط الطحن، وتطحن المادة. للاستفادة بشكل فعال من تأثير الطحن هذا، لطحن المواد الأكبر حجمًا، عادةً 20-شبكة، يتم تقسيم أسطوانة المطحنة إلى قسمين بواسطة جدار فاصل، مما يؤدي إلى إنشاء مطحنة ذات حجرة مزدوجة. عند دخول الغرفة الأولى، يتم سحق المادة بواسطة الكرات الفولاذية. عند دخول الغرفة الثانية، تقوم القطع الفولاذية بطحن المادة. يتم تفريغ المواد الأرضية المؤهلة من خلال العمود المجوف عند نهاية التفريغ. لطحن المواد الأصغر حجمًا، مثل الرمل والخبث والرماد المتطاير الخشن، يمكن إنشاء أسطوانة المطحنة بدون جدران فاصلة، مما يؤدي إلى إنشاء مطحنة ذات حجرة واحدة، ويمكن أيضًا استخدام شرائح الفولاذ في وسائط الطحن.
يتم تغذية المواد الخام إلى الأسطوانة المجوفة من خلال عنق عمود مجوف للطحن. تمتلئ الأسطوانة بوسائط طحن بأقطار مختلفة (كرات فولاذية أو قضبان فولاذية أو حصى). عندما تدور الأسطوانة بسرعة ثابتة حول محورها الأفقي، فإن الوسائط والمواد الخام الموجودة بداخلها، تحت تأثير قوة الطرد المركزي والاحتكاك، تتحرر من الجدار الداخلي للأسطوانة وتسقط أو تتدحرج للأسفل عندما تصل الأسطوانة إلى ارتفاع معين. التأثير يسحق الخام. وفي الوقت نفسه، فإن الحركة المنزلقة لوسائط الطحن أثناء دوران المطحنة تعمل أيضًا على طحن المواد الخام. يتم تفريغ المواد الأرضية من خلال عنق العمود المجوف.
