ロータリーキルンのシリンダーは、原料が供給端から排出端に向かうにつれて徐々に処理されるように、機能的なゾーンに体系的に分割されている。これらのゾーンには、乾燥・予熱ゾーン、か焼ゾーン、移行ゾーン、焼結ゾーンがあり、それぞれが明確な熱的・化学的目的を果たす。キルンのわずかな傾斜(1.5%-5%)と低速回転(0.2-2 rpm)により、材料の進行を制御し、燃料の選択(天然ガス、ディーゼル、炉油)と駆動機構(チェーン/スプロケット、歯車など)を運転ニーズに合わせて調整します。このゾーニングは、セメントクリンカー製造やアルミナ製造のようなプロセスを最適化し、効率と材料変換のバランスをとる。
主なポイントを説明する：
1. ロータリーキルンの機能ゾーン
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乾燥・予熱ゾーン:
- フィードエンドの近くに位置し、水分を除去し、下流ゾーンからの排ガスを利用して原料を予熱するゾーン。
- 熱衝撃を防ぎ、高温処理前の均一な加熱を確保するために重要です。
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焼成ゾーン:
- 温度が著しく上昇するキルン中間部（例：セメントの場合800～1,200℃）。
- 分解反応（例：石灰石→石灰＋CO₂）や相転移を促進する。
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遷移ゾーン:
- 焼成ゾーンと焼結ゾーンを橋渡しし、最終高温処理前の材料特性を安定させる。
- 材料の損傷を避けるため、緩やかな温度上昇を保証する。
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焼結ゾーン:
- 最も高温の部分（セメントキルンでは最高1,450℃）で、原料が融合してクリンカやペレットになる。
- 化学結合と緻密化が完了し、製品の強度に重要な役割を果たす。
2. 材料移動のメカニズム
- キルンのわずかな傾斜(1.5%～5%)と回転(0.2～2 rpm)は、重力を利用して原料を前進させます。
- 可変速駆動装置による速度調整で滞留時間を制御し、異なる製品（アルミナと鉄鉱石ペレットなど）に反応を最適化する。
3. 燃料と駆動システム
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燃料オプション:
- 天然ガス（クリーンで経済的）、ディーゼル （高エネルギー密度）、炉油（極端な温度）。
- コスト、規制、キルンの設計によっ て選択される。
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駆動機構:
- チェーン/スプロケットドライブ（55 kW以下）またはギアドライブ（55 kWを超えるヘビーデューティ）は、信頼性の高い回転を保証します。
- ダイレクトドライブは、特殊な用途に精度を提供します。
4. 産業用途
- セメントクリンカー、アルミナ、鉄鉱石ペレットの製造は、品質の正確なゾーニングに依存している。
- 酸化のようなプロセス（例えば、ホットプレス炉での ホットプレス炉 用途)は、制御された熱プロファイルの恩恵を受ける。
5. 設計上の考慮点
- ゾーンの長さと温度は、材料の特性（含水率、反応性など）に合わせる。
- 乾燥/予熱ゾーンでの排熱回収は、エネルギー効率を 向上させます。
これらのゾーンとその役割を理解する ことで、オペレーターは、熱効率と製品品質のバラン スをとりながら、特定の素材に対してキルンの性能を最 適化することができる。これらのゾーンにおける力学、熱力学、化学の 相互作用は、工業処理におけるこれらのゾーンの重 要性を強調している。
総括表：
| ゾーン | 機能 | 温度範囲 |
|---|---|---|
| 乾燥・予熱 | 水分を除去し、排気ガスで材料を予熱 | 常温～～800 |
| 焼成 | 材料を分解する（例：石灰石→石灰） | 800-1,200°C |
| 変遷 | 焼結前の材料特性を安定させる | 1,200-1,450°C |
| 焼結 | 原料をクリンカー/ペレットに融合し、最終製品の強度を高める | 最高1,450°C |
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