ロータリーキルンは、セメント、石灰、鉱物などの材料の高温処理に使用される重要な産業機器である。その設計は、効率的な熱伝達と材料変換を保証する主要な構造部品と運転パラメータを中心に展開されます。キルンは、耐火物で内張りされた回転するスチール製シリンダーで構成され、ライディングリングで支持され、モーター駆動システムで駆動される。主なパラメーターは、回転速度（0.2～5rpm）、傾斜角度（1～4°）、温度ゾーン（乾燥～冷却）である。材料は重力と回転によってこれらのゾーンを移動し、脱炭酸などの化学反応を受ける。熱効率は、排出端での向流熱交換とバーナーの最適化によって向上します。
主なポイントを説明する：
1. 構造部品
- キルンシェル:1,450℃の高温に耐える耐火物でライニングされたスチール製シリンダー。耐火物ライニングは金属構造を保護し、熱を保持する。
- 駆動部:モーター、ギア、ピニオンで構成され、制御された速度（0.2～5 rpm）でキルンを回転させる。これにより、材料の安定した移動が保証される。
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サポートシステム:
- ライディング・リング :キルンの重量をサポートローラーに分散させる。
- スラストローラー :回転時の軸ズレを防止。
- トラニオンホイール :スムーズな回転を実現
- シール:両端のガス密閉シールは、熱損失を最小限に抑え、内部雰囲気を維持します。
- バーナー:排出端に位置し、反応に必要な高温（例えば、セメントクリンカーでは1,400℃）を発生させる。A ホットプレス炉 は同様の高温要件を持つが、静的条件下で運転される。
2. 運転パラメーター
- 回転速度:通常0.2～5rpmで、材料の保持時間と反応速度に基づいて調整する。
- 傾斜角度:1～4°の勾配は、供給端から排出端への重力による材料の流れを助けます。
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温度ゾーン:
- 乾燥ゾーン :水分を除去する（100～400℃）。
- 予熱ゾーン :材料を分解（400～900℃）する準備をする。
- 焼成ゾーン :化学反応の引き金となる（例えば、石灰石は900～1,200℃で石灰になる）。
- 冷却ゾーン :製品温度を下げてハンドリング
- ヒートフロー:対向流設計（高温ガスが材料の流れと反対方向に移動）により、熱効率が最大化。
3. 材料処理
- 保持時間:材料が各ゾーンに滞留する時間。化学/熱分析により算出され、完全な反応を保証する。
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変化:
- 乾燥 :水分の除去
- 焼成 :炭酸塩からのCO₂放出。
- 焼結 :クリンカを形成するための部分溶融（セメント製造など）。
4. 補助システム
- キルンフード:クリンカーの熱を回収し、熱風を再利用して燃料の使用を削減します。
- 供給/排出システム:材料の入出力速度を制御する。
- 排気処理:排出と熱回収を管理する。
5. 用途
- 主にセメントクリンカー製造に使用されるが、石灰、アルミナ、廃棄物処理にも使用される。キルンの多用途性は、温度や保持時間などのパラメーターを調整できることに由来する。
これらの構成要素とパラメーターのバランスをとることで、ロータリーキルンは精密な熱処理を実現し、重工業には欠かせないものとなっている。その設計は ホットプレス炉 しかし、どちらも材料の変質を制御された高温環境に依存している。
総括表：
| コンポーネント/パラメータ | 説明 |
|---|---|
| キルン シェル | 高温（1,450℃まで）に耐える耐火物でライニングされたスチールシリンダー。 |
| 駆動装置 | キルンを回転させるモーター、ギア、ピニオン（0.2-5 rpm）。 |
| サポートシステム | ライディングリング、スラストローラー、トラニオンホイールが安定性とスムーズな回転を実現。 |
| 回転速度 | 0.2～5rpm、材料の保持と反応速度に応じて調整。 |
| 傾斜角度 | 1～4°の傾斜で、重力による材料の流れを助けます。 |
| 温度ゾーン | 乾燥（100～400℃）、予熱（400～900℃）、焼成（900～1,200℃）、冷却。 |
| ヒートフロー | 熱効率を最大化する逆流設計 |
| 用途 | セメント、石灰、アルミナ、廃棄物処理。 |
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