ロータリーキルンの動作原理は、水平からわずかに傾いた回転円筒形容器を使用し、連続プロセスで原料を高温に加熱することである。キルンは縦軸を中心にゆっくりと回転するように設計されており、上端に投入された原料は攪拌・混合されながら徐々に下端に向かって移動する。外部または内部で発生する高温ガスがキルンに沿って通過し、通常は原料の流れと反対方向に流れるため、熱伝達と脱炭酸が促進される。
詳細な説明
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円筒容器と回転:ロータリーキルンは、水平からわずかに傾斜した円筒形のシェルで構成される。この傾斜は、キルンの回転に伴う原料の供給端から排出端への移動を助ける。回転はゆっくりと安定しており、原料が均一に熱にさらされ、均一な加熱と反応に重要な混合と攪拌が行われる。
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熱伝達とガスの流れ:高温のガスはキルン内の原料を加熱するのに不可欠である。この気体には、材料と同じ方向に流れるもの（同方向流）と反対方向に流れるもの（向流）がある。高温の排ガスから低温の材料が熱を吸収し、熱伝導効率が向上するため、向流の方が一般的である。排ガスは、キルン内の炎か外部炉から発生させる。燃料（ガス、石油、コークス、石炭）の選択は、具体的な要求と経済的考慮によって決まる。
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材料の移動と反応:原料がキルン内を移動する際、高温による一連の物理的・化学的変化を受ける。具体的な反応は、処理される原料の種類に依存する。例えば、セメント製造では、石灰石を焼成して石灰を生成し、これを他の材料と組み合わせてクリンカーを形成する。滞留時間（原料がキルンに滞留する時間）と温度プロファイルは、望ましい反応が起こるように慎重に制御される重要なパラメーターである。
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建設とメンテナンス:キルンの構造には、シェル、耐火物ライニング、サポートローラー、ドライブギアが含まれ、これらは高温と機械的ストレスに耐えるように設計されている。キルンの継続的で効率的な運転を確保するには、潤滑、オイル交換、アライメント点検などの定期的なメンテナンスが重要である。タイヤやホイールの研磨、ギヤの交換な ど、より大がかりなメンテナンスには、訓練を受 けた担当者が必要であり、運転の必要性と摩耗パター ンに基づいて予定される。
要約すると、ロータリーキルンは、回転する傾斜した円筒形の容器を用いて原料を高温に加熱し、様々な物理的・化学的変化を促進するという原理で作動する。高温ガスの流れや材料の移動を含むキルンの効率的な設計と運転は、セメント、石灰、冶金処理などの産業で望ましい処理結果を得るために非常に重要です。
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