ロータリーキルンは、セメント、石灰、セラミックなどの材料の高温処理用に設計された複雑な工業炉である。その構造部品は、制御された加熱、材料の移動、化学変化を促進するために一体となって機能する。重要な要素には、キルンのシェル、駆動システム、支持機構、加熱部品、材料処理システムが含まれ、それぞれが効率的な運転を確保するために異なる機能を果たします。
キーポイントの説明
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キルン・シェル
- 一般的に溶接鋼板で作られる一次円筒形の本体は、構造的完全性を提供する。
- 1,450℃までの温度に耐え、鋼鉄を熱劣化から保護するため、耐火物（アルミナまたはマグネシアれんがなど）で内張りされる。
- わずかな傾斜（3～4°）により、供給端から排出端への重力補助による材料フローが可能。
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駆動装置
- モーター、ギアボックス、ピニオンで構成され、毎分0.5～5回転でキルンを回転させます。
- 可変速度制御により、最適な材料保持時間と熱暴露のために回転を調整する。
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サポートシステム
- ライディング・リング:シェルに取り付けられた厚いスチールバンドが、キルンの重量をサポートローラーに均等に分散させる。
- トラニオンホイール:大型のローラー（通常2～3組）がキルンの回転マスを支え、スムーズな回転を可能にする。
- スラストローラー:キルンの傾きによる自然な下降傾向を打ち消すことで、軸方向のドリフトを防止する。
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加熱部品
- バーナー:排出端に配置され、燃料（石炭、ガスなど）を燃焼させて最高2,000℃の温度を発生させる。
- 耐火物ライニング:炉殻を断熱し、内部温度を高く保つ。材質は用途によって異なる（石灰窯用の塩基性レンガ、セメント用の高アルミナ質レンガなど）。
- キルンフード:排出端を密閉し、クリンカからの熱を取り込み、熱風を再利用してエネルギー効率を向上させます。
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マテリアルハンドリングシステム
- フィードシュート:原料（石灰石スラリーや鉱石など）を高架後端で導入する。
- 排出格子:処理物（クリンカなど）の冷却システムへの出口を制御します。
- シール:両端のガスタイトシールが熱損失を防ぎ、内部雰囲気を維持します（還元焙煎などのプロセスには重要です）。
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補助機能
- 冷却ファン:シェルの温度を管理して反りを防ぐ
- 計装:熱電対と圧力センサーはプロセス制御のために状態を監視します。
粉体原料の均一加熱を必要とする用途では、ロータリーキルンは次のような他の装置を補完します。 ホットプレス炉 熱と圧力を同時に加えて緻密化するホットプレス炉。これらのコンポーネントの相互作用により、セメント製造でもセラミック焼結でも、正確な熱処理が保証される。
総括表
| コンポーネント | 機能 | 主な機能 |
|---|---|---|
| キルン・シェル | 構造的に完全な円筒形 | スチール構造、耐火物ライニング、わずかな傾斜 |
| 駆動装置 | キルンを回転させる | モーター、ギアボックス、可変速制御 |
| サポートシステム | 重量を分散し、ドリフトを防止 | ライディングリング、トラニオンホイール、スラストローラー |
| 加熱部品 | 高温の発生と維持 | バーナー、耐火物ライニング、キルンフード |
| マテリアルハンドリングシステム | 材料の流れをコントロール | 供給シュート、排出格子、シール |
| 補助機能 | 運転効率の向上 | 冷却ファン、計装 |
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