垂直シャフトキルンプロセス: 技術、コスト、設置、メンテナンスに関する完全ガイド

Oct 21, 2026

ご伝言

 

垂直シャフト キルンは、固定された直立容器内の材料を加熱します。餌は上部から入ります。それは熱い床を通って移動し、底に残ります。安定した出力には、均一な材料の流れ、良好なガスの流れ、適切な熱入力が必要です。

石灰窯とセメント窯では仕事が異なります。石灰窯は石灰石を生石灰に変えます。セメントシャフトキルンは、準備された生粉をクリンカーに変えます。彼らの飼料、熱の必要性、製品テストは異なります。これらの違いは窯を選択する際に重要になります。

Vertical lime kiln with external platforms and connecting equipment

 

 

 

 

窯の構造

 

Conceptual single-shaft lime kiln showing the shell, lining and three thermal zones

 

シャフトキルンの主要部品

 

鋼製シェルが耐火物ライニングを保持します。裏地がシェルを熱から守ります。供給装置は材料を上部に広げます。排出システムは製品を底部から除去します。ファンは空気とガスをシステム内に移動させます。

一般的な一軸石灰窯では、石は下に移動し、高温のガスは上に移動します。空気が下部ゾーンに入り、石灰から熱を奪います。同じ容器で予熱、焼成、冷却が行われます。これらのゾーンは、飼料、燃料、空気流の変化に応じて移動する可能性があります。

 

 

作業工程

 

Limestone-to-quicklime process with downward solids and upward gas flow

 

飼料を準備して散布する

石灰製造の場合、石灰石は粉砕され、ふるい分けされます。微粒子と呼ばれる小さな粒子は、石の間の隙間を詰まらせる可能性があります。大きな石は熱が通るまでに時間がかかります。サイズ範囲が狭いため、ガスがベッドを均一に通過しやすくなります。

フィードはシャフト全体に広がる必要があります。片側に溜まってはいけません。石の強度、水分、化学物質の含有量も、プロセスと完成した石灰に影響します。

セメントシャフトキルンでは、調製された生粉が使用されます。ペレットベースのプロセスでは、ミールミックス、燃料含有量、ペレット強度を厳密に制御する必要があります。石灰石の塊のサイズはセメント ペレットのサイズの目安ではありません。

材料を予熱して焼成します

上昇する高温ガスにより新しい飼料が加熱されます。水分はメインのホットゾーンに到達する前に材料から排出されます。

石灰窯では、熱により炭酸カルシウムが酸化カルシウムと二酸化炭素に分解されます。

CaCO₃ + 熱 → CaO + CO₂

熱は各石の中心に到達する必要があります。内部で発生したガスも逃がす必要があります。石の外側は燃えているように見えても、まだ燃えていない核が残っていることがあります。熱や時間が多すぎると、石灰の反応性が低下する可能性があります。

セメントクリンカーにはさらなる反応が必要です。石灰はシリカ、アルミナ、鉄化合物と反応してクリンカー鉱物を形成します。材料のピーク温度は約 1450 度です。このクリンカー温度​​はすべての石灰キルンの目標ではありません。

製品を冷却して排出する

窯の下部に空気が入り、熱い製品を冷却します。一般的な向流シャフト キルンでは、この暖かい空気が上部での燃焼をサポートします。この熱回収は燃料使用量の削減に役立ちます。

排出システムは、ベッドがどのくらいの速度で下降するかを制御します。供給速度、燃料速度、空気速度、排出速度は連携して機能する必要があります。排出が不均一であると、一部の材料が他の材料よりも長くキルン内に残る可能性があります。その後、製品はコンベアと保管場所に移動します。生石灰は乾燥した状態に保つ必要があります。

 

 

動作原理

 

 

供給、熱、空気の流れのバランスをとる

オペレーターは複数の信号をまとめて読み取る必要があります。供給速度と排出速度は、ベッドがどのように動くかを示します。温度測定値は、熱が使用されている場所を示します。圧力測定値は、ベッドを通るガスの流れの変化を示すのに役立ちます。ガステストと製品テストは結果を確認するのに役立ちます。

微粉が増えたり、堆積したり、フィードの拡散が不十分になると、ガスの流れが難しくなる可能性があります。排気温度の変化は、熱伝達が変化したことを示している可能性があります。一度読んだだけでは完全な原因はわかりません。窯全体の傾向を比較します。

圧力は場所によっても変化します。ベッドの上の圧力は、ベッドの下の気圧と同じではありません。選択したキルンとファン システムの設定値を使用します。キルン全体に 1 つの圧力値を適用しないでください。

 

 

正しい窯の各図を読んでください。

窯の種類 アイテム 価値 使用
一軸石灰キルン 石灰の産出量 100–400 t/d 生石灰の生産
セメントシャフトキルン クリンカ出力 12–35 t/h セメントクリンカー
PFR石灰窯 石のサイズ 30~80mm ふるいにかけられた石灰岩
PFR石灰窯 石の大きさの比率 2:1 選択された 1 つのサイズ範囲
PFR石灰窯 排気ガス 約150度 連結型 PFR キルン設計

30 ~ 80 mm の全範囲のサイズ比は約 2.67:1 です。 1 つの 2:1 フィード範囲として扱うべきではありません。 30 ~ 60 mm や 40 ~ 80 mm などの端数は 2:1 の比率を満たします。

最終的な装置パラメータは、材料、生産物、プロセス、現場のニーズに合わせて選択されます。適切なキルンのセットアップについては、AGICO にお問い合わせください。

 

 

窯の選択について話し合う

 

 

テクノロジーオプション

 

 

3つのシャフトキルン設計

 

一軸キルンでは 1 つの材料ベッドが使用されます。飼料の散布、燃料の供給、底部の排出により、プロセスを均一に保つことができます。を参照してください。立坑石灰窯関連する石灰生産オプションについては。

 

アン環状シャフトキルン内側と外側の間にリング状の材料通路があります。そのガス経路は単純なシャフト内のガス経路とは異なります。内部部品は、取り付けや修理のアクセスにも影響します。

 

A 二軸石灰窯パラレルフロー回生 (PFR) テクノロジーを使用できます。接続された 2 つのシャフトは役割を切り替えます。燃焼中、高温のガスと材料は燃焼ゾーン内で同じ方向に移動します。システムは、業務が切り替わる前に熱を回収します。

 

 

Annular shaft kiln elevation with feed and gas handling equipment
アニュラーシャフトキルンの標高
Double-shaft lime kiln with two connected upright shafts
二軸石灰窯

 

 

エネルギーと限界

 

 

 

同じ製品の熱使用量を比較する

 
01/

シャフトキルンシェルは静止したままです。長い窯本体を回転させるための駆動装置は必要ありません。ファン、供給装置、排出ドライブ、コンベアは依然として電気を使用します。キルンモーターの電力はプラントの総電力使用量と同じではありません。

02/

窯の種類によって使用熱量が変わります。欧州委員会の 2013 年の BAT 結論では、石灰とドリムの生産について次の範囲が示されています。

 

 

窯の種類 熱使用量(GJ/製品t)
PFRシャフトキルン 3.2–4.2
環状シャフトキルン 3.3–4.9
予熱器ロータリーキルン 5.1–7.8
ロングロータリーキルン 6.0–9.2

燃料の使用は、石の品質、製品グレード、窯の負荷、熱回収によっても異なります。これらの数字は石灰とドリムをカバーしています。セメントクリンカーはプロセスと熱バランスが異なります。

プロジェクトのレビューのために、材料、生産物、燃料、およびサイトの詳細を AGICO と共有します。

 

 

プロセス要件の確認

 

 

シャフトキルン: ガス経路を開いたままにします

 

シャフト キルンでは、ガスが通過できるようにベッドに開いた隙間が必要です。微粉が多すぎる、石が弱い、または供給が不均一であると、これらの経路がブロックされる可能性があります。したがって、供給サイズと吐出量の制御が重要な課題となります。

固定された直立したシェルにより、1 つの容器内に複数の加熱ゾーンが配置されます。プラントのレイアウトには、供給装置、ファン、ガス洗浄、修理アクセスのためのスペースが依然として必要です。

Fixed upright shaft kilns with feed and gas equipment

ロータリーキルン: シェルを通して材料を移動させます

 
Rotary kiln shells with gears and support rollers

ロータリーキルンは、回転するわずかに傾斜したシェルを使用します。材料が窯の中を移動するときに、回転シェルが移動して材料を混合します。プラントには、ドライブ、サポート ローラー、シール、および適切な冷却システムも必要です。

最適な選択は、飼料、製品、プロセスによって異なります。を参照してください。ロータリーキルンと垂直シャフトキルンの比較詳細については。

工場内のガス洗浄を含む

ガス洗浄はキルンシステムの一部です。ガス流量、温度、粉塵負荷は機器の選択に影響します。燃料と燃焼条件も排出量に影響します。二酸化炭素は、石灰石の焼成と燃料の燃焼の両方から発生します。ダストフィルターは埃を取り除きます。このプロセスでは CO₂ は除去されません。

 

 

 

コスト要因

 

 

プラント全体のコストを計画する

窯の価格は予算の一部にすぎません。稼働中のプラントには、飼料の処理、燃料供給、ファン、ガス洗浄、制御、製品の取り扱いも必要です。基礎、鉄骨工事、現場作業が設置コストに追加されます。

まずは必要な出力と製品グレードから始めます。次に、価格にどの機器とサービスが含まれるかを定義します。これにより、サプライヤーのオファーを比較しやすくなります。

出力と製品グレード

燃料と電気の価格

設備と敷地範囲

Shaft kiln plant with access platforms and material handling equipment

設備と現場作業

フル装備リストを確認してください。保管、コンベヤ、電気工事、基礎、設置が含まれます。現場へのアクセスや吊り上げスペースも作業とコストに影響します。

燃料と電気

トン当たりの燃料コストは、熱使用量 (GJ/t) に GJ 当たりの燃料価格を乗じたものと等しくなります。トン当たりの電力コストは、kWh/t 単位の電力使用量に地域の電力価格を乗じたものと等しくなります。

耐火物およびスペアパーツ

耐火物の検査、ライニングの修理、およびスペアパーツを考慮してください。供給装置、排出部品、ファン、シール、計器類も修理が必要です。選択した機器リストを使用して、スペアを計画します。

修復アクセスとダウンタイム

アクセスが悪いと、単純な修理に時間がかかることがあります。安全なプラットフォーム、昇降ポイント、部品を取り外すためのスペースを計画します。予算は、計画停止中に出力が失われることも考慮する必要があります。

 

 

 

 

インストール

 

 

Vertical kiln structures with lifting equipment and open site access

健全な基盤と裏打ちを構築する

基礎はシェル、耐火物ライニング、機器および材料の荷重を支えなければなりません。地盤の状態、風、地域の耐震ニーズが設計に影響します。作業を開始する前に、アンカー、レベル、吊り上げ計画を確認してください。

シェルセクションが結合され、位置合わせされます。耐火物工事は承認されたライニング設計に従います。各ゾーンには、適切なレンガ、断熱材、接合部、および熱膨張のためのスペースが必要です。

供給装置と排出装置をキルンとコンベアに合わせて調整します。ファン、ダクト、制御装置、計器を 1 つのシステムとしてチェックします。試運転には、駆動テスト、耐火物の乾燥および制御された加熱が含まれます。

 

 

 

 

メンテナンス

 

 

問題を早期に発見

シェルの温度、圧力の傾向、ドライブの状態、飼料の散布、製品の品質を確認します。シェル上の新たな高温領域には注意が必要です。温度だけでは、残っている内張りの正確な厚さを示すことはできません。

供給装置、シール、吐出部品、ファン、ベアリングを点検してください。燃料出口を清潔に保ってください。燃料の流れが不均一になると、ベッド内に高温領域と低温領域が生じる可能性があります。

計画停止中は、ライニングに摩耗、亀裂、レンガの緩み、化学的損傷がないか確認してください。これらの調査結果を運用記録と比較してください。適切なスペアパーツを保管し、修理作業のために安全にアクセスできるようにしてください。

Kiln discharge areas and steel access platforms inside an industrial building

 

 

よくある質問

 

 

なぜ 1 つの窯で、燃えすぎた石灰と燃えすぎた石灰の両方を生産できるのでしょうか?

ベッドによって熱と時間が異なる場合があります。石のサイズ、飼料の散布、燃料の流れ、排出を一緒に確認します。問題の検討に役立てるため、AGICO に製品テスト結果と窯記録を送信します。

石灰窯テーブルからセメント窯を選択できますか?

2つの窯にはそれぞれ異なる役割があります。セメントクリンカーには、準備された原料粉とクリンカー形成反応が必要です。生石灰は石灰石を焼成して作られます。プロジェクトで使用する製品とフィードを AGICO に伝えます。

有用なコスト比較には何が必要ですか?

AGICO に出力目標、材料試験結果、石のサイズ範囲、燃料の詳細、サイト計画を送信します。オファーにどの機器とサービスを含めるべきかを述べます。同じプラントの範囲と価格を比較してください。

インストール前に何に同意する必要がありますか?

図面、基礎荷重、吊り上げ計画、耐火物の詳細、および試運転義務について合意します。現場での作業を開始する前に、アクセス、スペアパーツ、オペレーターの準備について AGICO と話し合ってください。

 

 

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