雷蒙磨主要用于非金屬礦等物料的大批量粉碎，產(chǎn)品細度一般在325--400目。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，只生產(chǎn)單一的粗粉產(chǎn)品并不能滿足用戶的需要，也不利于非金屬加工業(yè)經(jīng)濟效益的提高。在使用過程中發(fā)現(xiàn)，雷蒙磨加工重鈣類礦粉時，325目中含有大量的-10μm的超細產(chǎn)品，如將其分離出來，經(jīng)濟效益可觀。因此，雷蒙磨這一設備有待于借助新技術來改造而擴大其應用范圍。

針對雷蒙磨改造這一課題，我們現(xiàn)場考察了國內(nèi)近十臺雷蒙磨的使用情況，并參觀考察日本和美國類似設備的用戶和設備生產(chǎn)廠家。在歐美國家中，除老式機型還用于普通粉體加工外，明顯的發(fā)展是改進其結構用作大處理量超細粉碎設備。如用立式葉片的轉(zhuǎn)子式分級機來替代水平葉片的分析器;在粉碎部分，采用更耐磨的材質(zhì)和更高的壓力及粉碎速度;在系統(tǒng)配置上，多取超細分級機組與之形成超細粉碎/分級機的閉路;產(chǎn)品的捕集，選用高性能布袋除塵器，在回收超細產(chǎn)品的同時減少對周圍環(huán)境的污染等。由于雷蒙磨屬于風掃式粉碎設備，在大處理量條件下，其系統(tǒng)風量也相當大，這對雷蒙磨配套的風力分級機提出了較高的要求:在高濃度條件下對含塵氣流進行大批量處理。據(jù)國外發(fā)展現(xiàn)狀和國內(nèi)現(xiàn)有技術條件，對雷蒙磨原有分析器的改造方案為:用大型分級機替代磨機原有分析器，形成內(nèi)部閉路循環(huán)，合格細粉排出磨機，粗粉留在磨內(nèi)繼續(xù)粉磨。

本課題以國內(nèi)4R雷蒙磨為對象。原分析器由60只水平安裝的刀狀葉片組成，在主軸帶動下作水平轉(zhuǎn)動。當粉碎形成的粉體被氣體夾帶通過旋轉(zhuǎn)葉片時，質(zhì)量大的顆粒被葉片擊中，失去上升的動能而被拋向四壁，返回雷蒙磨的粉碎區(qū)再次粉碎;未被葉片擊中的顆粒，或雖被葉片擊中，但因質(zhì)量較小而被風帶走的那一部分小顆粒，則作為產(chǎn)品通過葉片控制區(qū)，進入收集系統(tǒng)。

傳統(tǒng)雷蒙磨分析器控制大顆粒的途徑是:①提高分析器轉(zhuǎn)速;②增加葉片的數(shù)量:我們以途徑②作的實驗表明，對提高產(chǎn)品細度雖有明顯效果，但沒有從根本上解決分析器不能嚴格控制大顆粒這一問題。同樣，過高地增加分析器轉(zhuǎn)速，會導致強烈震動而影響其壽命。采用上述兩種方法，雖可使產(chǎn)品細度提高，但分級效率明顯降低，造成很多細粉未被收集而返回雷蒙磨的粉碎區(qū)。

改造所采用的分級機，是清華大學工程力學系粉體技術開發(fā)部設計的三轉(zhuǎn)子超細分級機，將其接在雷蒙磨粉碎部位之上取代原分析器，嚴格控制細粉中的大顆粒。

改造后，除分級機的轉(zhuǎn)子動力外，不再增加系統(tǒng)動力，并采用布袋除塵器捕集超細產(chǎn)品，以減輕對周圍環(huán)境的影響。分級機工作部件主要是三個高速轉(zhuǎn)子，當氣固兩相流通過轉(zhuǎn)子間隙由外向內(nèi)運動時，顆粒被強制在離心力場中作高速旋轉(zhuǎn)，大顆粒在離心力作用下甩向外殼，并在重力作用下落入雷蒙磨的粉碎區(qū);小顆粒則在氣體粘滯力的作用下，隨氣流向轉(zhuǎn)子內(nèi)部運動，成為產(chǎn)品而由出料口排出。為提高分級機的分級效率，在設計中采用了二次分散風，其流量可任意調(diào)節(jié)，目的是將粗粉中的細顆粒再次分離。為使氣流在整個分級腔內(nèi)分配均勻，保持分級機工況穩(wěn)定，給風均采用整流裝置。該裝置將直線給入的氣體，沿切線變成旋轉(zhuǎn)流場，在減小阻損的同時，將粉料均勻地送入各分級轉(zhuǎn)子。

分級切割粒徑，取決于顆粒在高速轉(zhuǎn)子作用下產(chǎn)生的離心力和氣體粘滯力作用的大小。當兩力相等時，計算出的顆粒粒徑為分級切割粒徑f21。臨界粒徑進入粗粉和細粉的概率相同，由此對比發(fā)現(xiàn)，離心轉(zhuǎn)子分級機比雷蒙磨分析器能更準確地控制顆粒大小。    用大型分級機來改造雷蒙磨，首先遇到的是大風量的問題。風量的增大與提高產(chǎn)品細度是一對矛盾，除增大轉(zhuǎn)子直徑和高度等設備結構因素外，增加轉(zhuǎn)子數(shù)量也是一條好出路。多轉(zhuǎn)子保證了在較大風量下，分級機有較高的處理能力和分級精度。

在分析了雷蒙磨分析器和分級機的現(xiàn)狀和工作原理后，明確方案，以一臺4R雷蒙磨為對象，首先對產(chǎn)品細度進行了標定。雷蒙磨分析器在不同轉(zhuǎn)速時。

隨著轉(zhuǎn)速提高，產(chǎn)品細度逐漸提高，-10μm含量也逐漸增加。當分析器轉(zhuǎn)速達到800r/min時，產(chǎn)品中-l0μm含量達到54.92%。再進一步提高分析器轉(zhuǎn)速，對產(chǎn)品的細度影響甚微。各產(chǎn)品中的超細粉含量大的同時，大顆粒的含量仍然很高。如能將這些大顆粒剔出并將超細粉分離出來，可產(chǎn)生更高的經(jīng)濟效益，粗粉則留在磨內(nèi)繼續(xù)粉磨。

將大型分級機替代原雷蒙磨分析器后，產(chǎn)品細度將明顯提高，原產(chǎn)品收集設備已不再適用。因此，用專門布袋收塵器替代原小旋風收塵器，并增加一臺小型風機維持除塵器正常工作。分級機串入雷蒙磨后，系統(tǒng)阻力增加。因此，要使該系統(tǒng)能正常生產(chǎn)，須增加系統(tǒng)風量，小風機也可起到這一作用。

為了解系統(tǒng)運行狀態(tài)，在改造調(diào)試過程中，對系統(tǒng)主要設備的壓差和主要工藝點對大氣的壓力進行了檢測。通過對壓差的測量，可掌握整個系統(tǒng)的工作狀況，以便及時地調(diào)整系統(tǒng)工藝條件。不同調(diào)試條件下各點的壓力。

隨著風機壓頭和系統(tǒng)風量的增大，風機前的負壓逐漸增大，強化了風機對雷蒙磨系統(tǒng)的抽吸能力。風機前的壓力是負值，風機后的壓力為較小的正值，由此保證雷蒙磨內(nèi)保持一定的負壓，才能保證系統(tǒng)正常運行。如果發(fā)現(xiàn)風機后正壓過大，就表明雷蒙磨內(nèi)堵塞，應采取相應措施進行調(diào)整。如果雷蒙磨內(nèi)壓力變?yōu)檎?，系統(tǒng)將不能正常排粉，而向外噴粉，應及時進行調(diào)整使之保持負壓。如果雷蒙磨內(nèi)的負壓過高，其產(chǎn)品粒度將增大，也不利于系統(tǒng)正常生產(chǎn)，因此磨內(nèi)應保持適度負壓。

系統(tǒng)風量和風機總壓頭增大，有利于克服串入大型分級機對系統(tǒng)帶來的阻力，使整個系統(tǒng)在串入大型分級機后仍能正常運行，做到產(chǎn)品易于排出，雷蒙磨不易堵塞。由于系統(tǒng)風量和風速提高，使分級機的動態(tài)阻力增大，分級機前后的壓差逐漸增大。分級機阻力不到150*9.8Pa，實現(xiàn)了大風量、低阻力的分級機設計原則。

雷蒙磨系統(tǒng)改造的目的是為了生產(chǎn)超細粉，因此，工藝參數(shù)對產(chǎn)品細度的影響很為關鍵。不同轉(zhuǎn)速條件下的產(chǎn)品細度。

在系統(tǒng)風量相同的條件下，產(chǎn)品細度與分級機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速有關。轉(zhuǎn)速越高，離心力越大，產(chǎn)品粒度也越細。若要得到超細產(chǎn)品，須保證分級機在較高轉(zhuǎn)速下運行，且要通過轉(zhuǎn)速控制器使分級機三個轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速一致，才能使產(chǎn)品細度的均勻性提高。在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，分級機轉(zhuǎn)速過高的狀況下，產(chǎn)品細度提高的同時返回雷蒙磨的粗粉量增大，磨內(nèi)物料滯留量過多。雷蒙磨的粉碎能力是一定的，改造只是完成對粉碎產(chǎn)物的精細分級。如果過分地追求高細度，磨機產(chǎn)量明顯降低。據(jù)我們的經(jīng)驗，改造后的雷蒙磨產(chǎn)品細度宜定位在600 - 800目。4R雷蒙磨改造后的產(chǎn)品(方解石)細度可在325一1000目之間無級調(diào)控，800目產(chǎn)量為400kg/h,600目產(chǎn)量可達600kg/h。

原大旋風筒收塵器只能用于較粗產(chǎn)品的捕集，且效率有限。因此，部分細粉產(chǎn)品從大旋風筒頂部排出，經(jīng)風機后又回到雷蒙磨中。為減少返回磨機的細粉量，在大旋風收塵器后設一級布袋除塵器，用于捕集細粉。

通過對雷蒙磨傳統(tǒng)的分析器和離心轉(zhuǎn)子式分級機工作原理的分析，找到了雷蒙磨系統(tǒng)改造的關鍵所在。大型超細分級機替代雷蒙磨分析器，可生產(chǎn)800目以上的微細礦粉。新的系統(tǒng)需要重新調(diào)整風量和分級機轉(zhuǎn)速，并選用適合于細粉捕集的設備來回收產(chǎn)品。用雷蒙磨直接生產(chǎn)非金屬礦微細粉體，將擴展其應用范圍。該技術改造方案，已向國家有關部門提出了專利申請，將為全國眾多的雷蒙磨使用廠家，提供一條通過技術改造挖潛增效的捷徑。