Designing a new type of support for rotary kilns

Lime kiln is used as a part of the modern kraft pulp process in order to produce burnt lime from lime mud. This rotating kiln is supported by support rollers, which are traditionally supported by journal bearings. Since the continuous growth in the production of pulp mills requires larger lime kilns, the traditional bearing construction has become unreliable. The main problem especially involves the running-in phase of the bearings. In the present thesis, a new type of support roller was developed by using the systematic approach of machine design. Structural analysis was conducted on the critical parts of the selected structure by the finite element method. The operation of hydrodynamic bearings was examined by analytical methods. As a result of this work, a new type of support for rotating kilns was designed, which is more reliable and easier to service. A new support roller geometry is described, which pro¬vides for significant cost savings.

Meesauunia käytetään nykyaikaisen sulfaattiselluprosessin kalkkikierrossa meesan polttamiseen kalkiksi. Akselinsa ympäri pyörivää uunia kannattelevat vapaasti pyörivät kanna¬tusrullat, jotka ovat laakeroitu perinteisesti liukulaakerein. Koska sellutehtaiden tuotannon suureneminen vaati myös meesauunien koon kasvattamista, asettaa tämä yhä suurempia vaatimuksia kannatusrullien ja niiden laakeroinnin osalle. Erityisesti liukulaakerin sisäänajossa tapahtuvat ongelmat ovat nousseet suuriksi uunikokojen kasvaessa. Tässä työssä on systemaattisin koneensuunnitteluopin keinoin tutkittu erilaisia mahdollisuuksia meesauunin kannatuslaakerin parantamiseksi. Meesauunin kannatusrulla optimoitiin materiaalisäästöjen saavuttamiseksi. Valitun ratkaisun kriitisille komponenteille tehtiin äärellisten elementtien menetelmällä lujuustarkastelu. Liukulaakerin toimintaa tutkittiin analyyttisin keinoin. Työn tuloksena meesauunin yhdelle koolle on suunniteltu uudentyyppinen kannatuslaakeristo, joka on huollettavuudeltaan ja käyttövarmuudeltaan entistä parempi. Lisäksi kanna¬tusrullan optimoinnilla saavutettiin kustannussäästöä, jota voidaan hyödyntää pienempienkin uuhien laakereissa.