1. 構造と動作原理
- ロータリー窯
- 構造：モーターで駆動される水平またはわずかに傾斜した回転円筒炉。
- 動作原理: 材料は上部に投入され、窯の回転に伴って下部に向かってゆっくりと移動します。高温のガス流 (燃料の燃焼による) と向流または並流で相互作用し、焼成を完了します。
- 加熱方法：燃焼ガスによる直接加熱、放射、対流、伝導による熱伝達。
- 竪窯
- 構造: 垂直の固定式円筒炉で、背の高い構造をしており、単一または複数のチャンバーを備えていることが多い。
- 動作原理: 材料は上から投入され、重力によって下方に移動します。熱は底部の熱風または燃料の燃焼によって供給され、材料が下降するにつれて焼成が行われます。
- 加熱方法: 燃料は通常、底部または側壁で燃焼し、熱は逆流する熱い空気によって上方に伝達されます。
2. 焼成特性
| 側面 | ロータリー窯 | 竪窯 |
|---|---|---|
| 均一 | 回転中に材料が転がり、均一な加熱と安定した製品品質が保証されます。 | 材料は重力によって流れるため、加熱が不均一になりやすく、層の厚さを厳密に制御する必要があります。 |
| 温度制御 | 柔軟な温度調整が可能で、さまざまなボーキサイトグレードに適しています。 | 制御精度は低くなりますが、安定した原材料組成に適しています。 |
| エネルギー効率 | 熱効率（熱損失）が低いため、エネルギー消費量が高くなります。 | 熱効率が高く（向流加熱）、エネルギー使用量が少ない。 |
| 生産能力 | 大規模な連続生産（例：1日数百トン）に最適です。 | 小規模から中規模の生産量（例えば、1日あたり数十トン）に適しています。 |
| 料金 | 複雑な設備、高額な初期投資、メンテナンスコスト。 | シンプルな構造、資本コストと運用コストの削減。 |
3. 応用シナリオ
- ロータリー窯
- 利点: 均一な焼成、高品質のアルミナ製造に最適 (例: 低鉄、高アルミナ耐火材料)。幅広い原料サイズ (粉末または塊) に対応。
- デメリット: エネルギー消費量が多い、設置面積が大きい、メンテナンスが複雑。
- 主な用途: 一貫した製品品質が求められる大規模な工業生産。
- 竪窯
- 利点: エネルギー効率が高く、小〜中規模のバッチに適しており、操作が簡単です。
- デメリット: 均一な原料サイズ (塊) が必要、不均一な焼成のリスク (過燃焼/燃焼不足)。
- 一般的な用途: 厳格な製品仕様よりも低いエネルギーコストを優先する小規模な耐火プラントまたはシナリオ。
4. 環境と自動化機能
- ロータリーキルン：高度な排気処理（廃熱回収、脱硫・脱窒など）、高度な自動化。
- シャフトキルン: 排出制御はよりシンプルですが、粉塵/ガス管理の課題はより大きく、自動化は限られています。
まとめ
- 選択基準: 生産規模、原料の特性 (サイズ、組成)、エネルギーコスト、製品要件によって異なります。
- ロータリーキルン：大規模、高品質、連続操作に最適です。
- シャフトキルン: 小規模から中規模、コスト重視、または柔軟な生産に最適です。
実際には、効率と出力を最適化するために、両方の技術（例えば、竪窯で予備焼成した後、回転窯で精製する）を組み合わせる工場もあります。
