ロータリーキルンは、原料の高温処理に使用される産業用装置で、その大きさは用途、設計、運用上の要件によって異なる。通常、ロータリーキルンは軟鋼板を圧延した円筒形の構造で、長さは30メートルから230メートルを超え、直径は0.9メートルから6メートルである。大きさは、アスペクト比（長さと直径の比）、材料の特性、実施する特定の反応やプロセスなどの要因に影響される。大型のキルンは工業的規模の操業に使用され、小型のキル ンは特殊な用途や実験室に適している。大きさは熱効率、処理能力、操業の安定性に直接影響します。
キーポイントの説明
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ロータリーキルンの代表的な寸法:
- 長さ:ロータリーキルンの長さは30メートルから230メートルを超えるものまである。例えば、一般的なロータリーキルンの長さは9.1～18.3m（30フィート～60フィート）である。
- 直径:ロータリーキルンの直径は通常0.9メートルから6メートルです。実験室で使用されるような小型のキルンの直径は0.9mから1.8m程度ですが、大型の工業用キルンの直径は6mにも達します。
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アスペクト比（L/D比）:
- アスペクト比は、長さ対直径比(L/D)として定義され、 重要な設計パラメータである。L/Dは、キルン内での原料の滞留時間、熱 分布、全体的な効率に影響する。より長い反応時間やより均一な熱分布を必要とするプロセスでは、より高いアスペクト比がよく使われる。
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材質と構造:
- ロータリーキルンは、一般に厚さ15～30mmの軟鋼板を円筒形に溶接して圧延したものである。この構造は、高温と機械的応力に対する耐久性と耐性を提供する。
- シェルの厚みと材質は変形を防ぐために不可欠で、特に大型のキルンでは構造の重量が構造上の問題を引き起こす可能性があります。
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傾斜と回転:
- ロータリーキルンは、原料がキルン内を移動しやすいように、わずかな角度（通常2～5°）で傾斜し、ゆっくりと回転（1～5rpm）することが多い。この設計により、均等な熱分布と効率的な処理が保証されます。
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内部の特徴:
- 狭窄ダム、リフター、耐火物ライニングなどの内部備品は、材料の流れ、熱伝達、滞留時間を最適化するために使用されます。これらの機能は、特定のプロセス要件と材料特性に合わせて調整されます。
- フリーボード（材料ベッド上部のオープンスペース）とフリーサーフェスの形状は、送り速度、回転速度、材料特性などの操作パラメータに影響されます。
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用途とサイズバリエーション:
- 小型窯（直径0.9m～1.8m）:実験室試験、小規模熱分解、パイロットプロジェクトなどの特殊用途に使用。
- 大型キルン (直径6 m、長さ230 mまで):セメント製造、鉱物処理、大規模熱分解のような工業プロセスで使用される。これらのキルンは高い処理量と効率を得るために設計されています。
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熱効率と出力:
- キルンの大きさは熱効率と生産量に直接影響する。一般に、L/D比の大きいキルンは、熱分布が良 く、処理能力が高いが、運転に多くのエネルギーを 必要とする場合がある。
- 直円筒型キルンは、単純で維持管理が容易で あるが、大型化やカスタマイズされた設計に比 べ、熱効率が低い場合が多い。
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カスタマイズと運転の柔軟性:
- ロータリーキルンは、ヒートパターン、冷却機構、コンタミネーションやガス漏れを防ぐための密閉対策など、特定のプロセス要件に合わせてカスタマイズすることができます。
- 360°のヒーター配置や空冷機構などの特徴により、温度制御と操業の安定性が向上します。
要約すると、ロータリーキルンの寸法は、その用途、 材料特性、プロセス要求によって決定される。寸法、アスペクト比、内部特 徴の関係を理解することは、特定の操業ニーズを 満たすロータリーキルンを選択、設計する上で極め て重要である。
総括表
| パラメータ | 範囲 |
|---|---|
| 長さ | 30mから230m |
| 直径 | 0.9m～6m |
| アスペクト比 (L/D) | プロセス要件により異なる |
| 用途 | ラボ試験、セメント製造、熱分解 |
| 熱効率 | L/D比の大きいキルンほど高い |
| 材質 | 圧延軟鋼板 (15-30mm 厚) |
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