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窯技術|ロータリー窯の一般的な故障原因とトラブルシューティング(1)

1. 赤い窯のレンガが落ちる
原因:
(1)ロータリーキルンスキンの吊り具合が悪かった場合
(2)シリンダーが過熱して変形し、内壁に凹凸が生じる。
(3)窯のライニングの品質が良くないか、磨耗して薄くなってしまった後に予定通りに交換されていない。
(4)ロータリーキルンシリンダーの中心線が直線ではなく、ホイールベルトとパッドの摩耗が激しく、隙間が大きすぎるとシリンダーの半径方向の変形が大きくなる。

トラブルシューティング方法:
(1)バッチ作業と焼成操作を強化できる。
(2)発射域付近のホイールベルトとパッドの隙間を厳密に管理してください。隙間が大きすぎる場合は、パッドを適時に交換するか、パッドを調整する必要があります。パッド間の長期にわたる動きによる摩耗を防止・軽減するため、ホイールベルトとパッドの間に潤滑剤を補充する必要があります。
(3)窯の運転中は必ず停止し、回転窯のシリンダーが過度に変形した場合は適時に修理または交換する。
(4)定期的にシリンダーの中心線を校正し、支持輪の位置を調整する。
(5)高品質の窯ライニングを選択し、インレイの品質を向上させ、窯ライニングの使用サイクルを厳密に管理し、レンガの厚さを適時に検査し、摩耗した窯ライニングを適時に交換する。

2. 支持輪の軸が破損している
原因:
(1)支持輪と軸の嵌合が不合理である。支持輪と軸の締まりばめは、支持輪と軸の緩みを防止するため、通常、軸径の0.6~1/1000程度である。しかし、この締まりばめにより、支持輪穴の端部で軸が収縮し、応力集中が生じる。ここで軸が破損することは容易に想像できるが、実際にその通りである。
(2)疲労破壊。支持輪の複合的な力により、支持輪と軸全体を全体として見ると、軸の曲げ応力とせん断応力は、支持輪穴の端部の対応する部分で最大となる。この部分は交番荷重の作用下で疲労しやすいため、支持輪と軸の接合部端部でも破壊が発生すると考えられる。
(3)製造上の欠陥 ローラーシャフトは、一般的に鋼塊または丸鋼から鍛造、機械加工、熱処理を経て製造されます。鋼塊内の不純物、鍛造時の虫皮など、途中で欠陥が発生し、検出されない場合、熱処理中に微小亀裂が発生します。これらの欠陥は、シャフトの支持力を制限するだけでなく、応力集中を引き起こします。亀裂が拡大すると、破損は避けられません。
(4)温度応力または不適切な力 ロータリーキルンの大タイルの加熱はよくある故障です。操作とメンテナンスが不適切な場合、ローラーシャフトに表面亀裂が発生しやすくなります。大タイルが加熱されると、シャフトの温度は非常に高くなります。このとき、シャフトが急速に冷却されると、シャフトの内部冷却が遅いため、急速に収縮するシャフト表面は、亀裂を通してのみ巨大な収縮応力を解放できます。このとき、表面亀裂は応力集中を生み出します。交番応力の作用下で、亀裂が円周方向に拡大してある程度に達すると、破損します。ローラーへの過度の力についても同様です。たとえば、不適切な調整により、シャフトまたはシャフトの特定の部分に過度の力がかかり、ローラーシャフトの破損が発生しやすくなります。

除外方法:
(1)支持輪と軸の介在部には異なる干渉量を採用しています。支持輪と軸の干渉量が大きいため、支持輪の内孔端部を熱間圧入、冷却、締め付けた後、この部分で軸が収縮し、応力集中が大きくなりすぎます。そのため、設計、製造、設置工程において、支持輪の内孔両端の干渉量(約100mmの範囲)を内側から外側に向かって徐々に小さくすることで、ネッキングの発生を軽減します。この減少量は、中間の干渉量の3分の1から2分の1まで徐々に小さくすることで、ネッキング現象を回避または軽減することができます。
(2)欠陥を排除するための徹底的な探傷検査。欠陥は軸の支持力を低下させ、応力集中を引き起こし、しばしば破損事故を引き起こします。その被害は大きく、真剣に取り組む必要があります。支持輪軸については、事前に欠陥を発見する必要があります。例えば、加工前に材料選定を検査し、問題のない材料を選定する必要があります。また、加工中にも探傷検査を実施して欠陥を排除し、軸の内部品質を確保すると同時に、軸の加工精度を確保し、亀裂源や応力集中源を排除する必要があります。
(3)窯の適切な調整により、追加負荷を軽減します。複数のローラーシャフトがローラーを介して窯全体の重量を支えているため、負荷は非常に大きくなります。設置またはメンテナンスの調整が不適切であれば、偏心荷重が発生します。窯の中心線からの距離が一定でない場合、特定のローラーに過度の力が加わります。ローラーの軸が窯の中心線と平行でない場合、シャフトの片側にかかる力が増加します。不適切な過度の力は、大きなベアリングを加熱するだけでなく、シャフトの特定のポイントに大きな応力がかかってシャフトを損傷する原因にもなります。したがって、窯のメンテナンスと調整は、追加負荷を回避または軽減し、窯を軽く運転するために真剣に行う必要があります。メンテナンスプロセス中は、シャフトへの発火や溶接を避け、シャフトの損傷を軽減するために砥石でシャフトを研削しないでください。
(4)運転中は高温の軸を急冷しないでください。窯の運転中、大型ベアリングは何らかの原因で発熱します。この際、生産ロスを削減するために、一部の設備では急冷方式を採用することがよくありますが、これは軸表面に微小亀裂を発生させやすいため、急冷を避けるために緩冷方式を採用する必要があります。

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投稿日時: 2025年5月12日
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