石灰ロータリーキルン

石灰ロータリーキルン（ドラムロータリーキルンとも呼ばれる）

石灰ロータリーキルンは、石灰石を焼成して活性石灰（主成分は酸化カルシウム）を製造するための中核産業設備です。高温条件下で石灰石を酸化カルシウムと二酸化炭素に分解する反応を促進し、原料処理、熱エネルギー利用、製品品質管理の全工程を網羅する機能を有しています。先進的な構造設計、効率的な熱交換能力、安定した稼働性能を備えたこの設備は、建材、化学工学、冶金などの重工業分野で広く採用されており、石灰石原料と下流産業のニーズを繋ぐ重要な橋渡し役を果たしています。

石灰回転窯は、その中核構造において安定性と特化性を兼ね備えており、主に窯本体、駆動システム、支持装置、燃焼装置、シール装置などの主要部品で構成されています。窯本体は耐高温耐食鋼で作られ、内部は複合耐火材でライニングされています。このライニングは、窯本体を高温侵食から保護するとともに、輻射熱損失を低減します。窯本体は3.5%～4%の傾斜で設計され、長さと直径の比は通常11～16に維持され、最大±150 mmの窯本体のたわみに適応できます。駆動システムには無段階速度制御モーターが装備されており、補助駆動装置とバックアップ電源と連動して、窯本体がゆっくりと安定して回転することを保証します。支持装置は窯本体の重量を正確に支え、スムーズな運転を保証します。

最大の特長は密閉構造です。窯頭と窯尾には、金属魚鱗と柔軟性材料を組み合わせたスケールシールを採用し、空気漏れ係数を10%未満に抑え、窯内の高温環境を効果的に安定させます。さらに、低圧損の垂直予熱器と充填式垂直冷却器を組み合わせ、完全な熱交換システムを形成しています。

その動作原理は連続回転駆動＋ゾーン熱交換を中心とし、予熱、焼成、冷却の3段階に分かれています。石灰石原料はまず垂直予熱器に入り、効率的な予熱により20～25％の分解率を達成してから窯に入ります。10～15mmの細粒原料を直接利用できるため、資源利用率が向上します。予熱された原料は窯尻（ハイエンド）から窯本体に入り、窯の傾斜と低速回転を利用して、円周方向に均一に転動すると同時に、一定速度で軸方向に移動し、窯頭（ローエンド）へと向かいます。窯炉頭の燃焼装置は、燃料の種類（石炭、天然ガス、重油など）に応じて熱を供給し、窯炉内の焼成温度を1250～1350℃に安定させます。この温度で石灰石はコア分解反応を起こします。その後、焼成された石灰は垂直冷却器に入ります。この冷却器はゾーン換気を可能にし、排出された石灰を室温+80℃まで冷却することで、その後の輸送と保管を容易にします。同時に、窯炉に流入する二次空気を700℃以上に予熱することで、廃熱を回収・再利用し、燃料消費量を削減します。燃焼によって発生する二酸化炭素などの排ガスは、排出前に処理されます。このプロセス全体を通して、連続的で高効率な運転が可能です。

石灰ロータリーキルンの中核となる技術的利点は、熱効率、密閉性能、安定性の 3 つの側面に集中しています。

1. 高い熱効率：低圧損垂直予熱器と垂直冷却器の相乗効果により、廃熱回収・利用率が大幅に向上します。これにより、窯の長さが短縮され（窯長/直径比を14～15に低減）、放熱量が低減されるだけでなく、製品単位あたりのエネルギー消費量も削減されます。

2.優れたシール性能：スケールシール構造を組み合わせることで、空気の漏れを効果的に抑制します。複合耐火ライニングと組み合わせることで、熱損失をさらに低減し、窯内の安定した温度環境を確保します。

3. 安定的で信頼性の高い運転：無段階速度制御駆動システムにより、窯の回転速度を様々な生産ニーズに合わせて正確に調整できます。補助駆動装置とバックアップ電源の構成により、突然の故障による生産中断を防止します。さらに、本装置は脆弱な部品が少なく、高い稼働率を実現しています。

さらに、焼成温度と材料滞留時間を正確に制御することで、過燃焼や燃焼不足などの現象を効果的に回避し、下流産業の厳しい原料品質要件を満たす高活性石灰を生産することができます。

応用シナリオの面では、石灰ロータリーキルンは優れた適応性を示し、いくつかの中核産業分野に不可欠です。

• 建築資材業界では、建設用石灰の製造に使用され、コンクリート、モルタル、その他の建築資材の基礎原料となります。

• 化学業界では、炭化カルシウム、ソーダ灰、漂白粉などの化学製品の製造における重要な原料サプライヤーとして機能しています。

• 冶金産業は、その主要な応用分野の一つです。生産された活性石灰は、製鋼プロセスにおける脱硫・脱リンのフラックス剤として使用され、鋼材の品質を直接的に向上させます。

市場には様々な仕様とモデルの石灰ロータリーキルンが提供されています。大型設備は高い生産能力と安定した性能を誇り、大規模生産企業に適しています。小型設備は投資額が少なく、回収期間が短いという特徴があり、中小企業のニーズを満たしています。企業は、自社の生産能力要件と実際の操業状況に基づいて適切なモデルを選択できます。