Технологический процесс производства древесноволокнистых плит

Размещено на http://www.allbest.ru/

Технологический процесс производства древесноволокнистых плит

Приготовление технологической щепы

Основным сырьем для получения технологической щепы является дровяная древесина хвойных и лиственных пород. Используется также щепа от лесопильного и деревообрабатывающих цехов комбината, и привозная щепа соответствующая ГОСТ 15815-89. Для привозной щепы существует бетонированная площадка.

Для производства плит используют древесину хвойных или смесь 70% хвойных и 30% лиственных пород. Изменение в щепе соотношения пород в сторону увеличения лиственных требует добавления специальных добавок (альбумин, смола) перед формированием древесноволокнистого ковра.

Хвойные породы древесины являются лучшим сырьем, которое обеспечивает получение плит высокого качества. Относительная влажность древесины должна быть не менее 29%. Влажная древесина более пластична, чем сухая, в результате чего требует меньших затрат энергии на рубку и размол, получается более длинное волокно.

Качество и выход технологической щепы зависит от работы рубительных машин и сортировок.

Дровяная древесина диаметром до 400 мм и длиной 2200 мм транспортером подается в рубительную машину МРН-100 (рисунок 2), в которой древесина рубится в щепу и выбрасывается в циклон. Рубительная машина 10-ти ножевая.

Из циклона щепа при помощи ленточных транспортеров подается на сортировки СЩ-120 для разделения щепы на фракции.

Сортировка имеет три сита с диаметрами отверстий, мм:

1 сито - 39Ч39

II сито - 14Ч14

III сито - 5Ч5

Отсев удаляется скребковым транспортером в бункер отходов. Технологическая щепа с сортировки системой транспортеров и ковшевым элеватором подается в бункера хранения, сюда же подается щепа из лесоцеха.

Из бункеров запаса щепа при помощи шнеков транспортеров и ковшового элеватора транспортируется на гидромойку для её промывки. Затем подается на распределительный реверсивный транспортер, с которого щепа распределяется по бункерам дефибраторов.

Над ленточным транспортером установлен магнитный сепаратор, который служит для удаления из щепы металлических включений.

Объем каждого бункера 10 м³ насыпной щепы.

По мере накопления металла электромагнитный сепаратор должен очищаться.

Для получения качественной щепы должны соблюдаться следующие условия:

- ножи в рубильной машине менять не реже одного раза в смену, а при мерзлой древесине - через 4 часа;

- контрножи менять по мере износа острых кромок. Округление кромки контрножей не должно превышать 0,1 мм;

- не допускать эксплуатации контрножа с чрезмерно изношенной кромкой, а также эксплуатации бронелистов патрона с чрезмерным износом, особенно в зимнее время;

- не допускать попадания в бревнах металлических предметов;

- не подавать в машину бревна диаметром выше допустимого.

Приготовление древесноволокнистой массы

Основной задачей процесса размола является полное разделение древесины на отдельные волокна, обеспечивающее увеличение внешней поверхности частиц и повышение их пластичности.

Повышение пластичности облегчает сближение древесных частиц при формировании древесноволокнистого ковра и прессовании плит.

Из бункеров по вибролотку щепа поступает в питательное устройство дефибратора.

Вращающийся шнек питательного устройства забирает и прессует щепу, создавая прочную пробку и одновременно из нее выжимается избыточная вода, выходящая наружу через специальные отверстия в корпусе питательного устройства. По мере уплотнения шнеком вновь поступающей щепы и осевой силы, полученной от шнека, пробка преодолевает сопротивление обратного клапана и подает вертикальную пропарочную камеру, где, соприкасаясь с насыщенным паром, рассыпается. В пропарочную камеру подается насыщенный пар давлением от 0,8 до 1,2 МПа с температурой 170-190єС.

В зависимости от породы древесины, качества щепы и параметров пара определяется время пропарки, путем поддержания определенного уровня щепы в пропарочной камере. Уровень устанавливается соответствующим регулированием положения датчика контрольной аппаратуры уровня.

Для более равномерного прогрева щепы в пропарочной камере имеется мешалка с оборотами 2,08 об/мин, при вращении которой, происходит перемешивание щепы.

Из пропарочной камеры щепа внутренним питающим шнеком подается в размольную камеру. Здесь пропаренная щепа с ослабленными межволоконными связями подвергается раздавливанию, рубке, расщеплению между подвижным и неподвижным дисками, в результате чего получается волокно.

Из размольной камеры волокно избыточным давлением пара выбрасывается в циклон, где древесноволокнистая масса разбавляется оборотной водой до концентрации 3-4%.

Полученная дефибраторная масса из четырех дефибраторов типа RT-50 через циклоны поступает в промежуточный массный бассейн объемом 85 м³. В бассейне имеется горизонтальная лопастная мешалка, которая перемешивает массу и выравнивает концентрацию. Степень размола древесноволокнистой массы после дефибратора 14-16 Д.С.

Из промежуточного бассейна древесноволокнистая масса самотеком поступает в рафинаторы RR-50, предназначенные для повышения степени размола и выравнивания качества древесноволокнистой массы. Степень размола массы после рафинаторов должна быть 19-22 Д.С.

После вторичного помола на рафинаторах, масса по каналам поступает в бассейн рафинаторной массы, затем насосом подается в ящик непрерывной проклейки.

Под проклеиванием древесноволокнистой массы понимают введение в массу различных химических добавок для обеспечения физико-механических показателей плит и с целью создания благоприятных условий в процессах отлива ковра, прессования и термообработки.

Выливаемая в ящик древесноволокнистая масса перемешивается лопастями мешалки и лопастями сопротивления, закрепленными внутри корпуса ящика. В начале потока массы в неё вводят упрочняющие, затем гидрофобные добавки, а далее после их смешения на расстоянии 1,5 м вводят осадитель.

Дозировка веществ зависит от ассортимента выпускаемых плит, породного состава сырья, режимов производства и используемых добавок.

Обязательные условия для качественной проклейки:

- стабильность щепы по породному составу;

- стабильность помола массы и концентрации массы перед введением реагентов;

- концентрация массы в ящике 1,8-2,2%;

- эмульсия не должна расслаиваться при хранении;

- температура массы при введении эмульсии не должна быть меньше 45⁰С и больше 60⁰С;

- первоначальное введение в массу проклеивающих эмульсий, а затем раствора осадителя;

- рН до проклейки 4,7-5,5, после проклейки 4-4,5.

Излишки проклеенной массы по массопроводу возвращаются в массный бассейн. Из массопровода сливной массы, часть массы поступает на мельницу МД-14 (для отделочного слоя), которая предназначена для повышения степени размола древесноволокнистой массы от 40-80 Д.С.С МД-14, масса поступает в ящик проклеивания отделочной массы, куда также поступают химикаты (упрочняющие добавки).

Для получения качественной древесноволокнистой массы необходимо выполнять следующие основные условия:

- щепа, поступающая на размол, должна быть стабильна по породному составу;

- запас щепы должен быть не менее, чем на 4 смены;

- должно быть исключено попадание в дефибраторы инородных примесей: песка, камней, металла и другое, путем использования гидромойки щепы и магнитных сепараторов;

- должны быть созданы условия для оттаивания щепы в зимнее время, путем подачи теплой воды на гидромойку;

- подача щепы на размол должна быть постоянной, равномерной и непрерывной;

- влажность щепы должна быть не менее 40% (абсолютная);

- при пропарке щепы необходимо использовать насыщенный пар с температурой 170-190єС;

- необходимо соблюдать правильность установки дисков, проверяя ее индикатором или шаблоном;

- при креплении сегментов к диску-держателю необходимо проверять, чтобы у зубьев были чисто отшлифованные поверхности и острые режущие кромки без закалов.

Отработанная рабочая поверхность сегментов не должна иметь трещин, раковин, местных отжигов и шлифований. Перед сборкой сегменты необходимо статически сбалансировать и подогнать друг к другу в соответствии с требованиями технического паспорта размольных машин.

Формирование древесноволокнистого ковра

Основной задачей процессов, протекающих на отливной машине, является формирование древесноволокнистого ковра с заданными свойствами.

Получение древесноволокнистого ковра представляет собой совокупность физико-механических процессов, протекающих во времени;

- образование структуры ковра;

- фильтрация воды через поры ковра;

- уплотнение структуры ковра.

Древесноволокнистый ковер формируют на отливной машине польской фирмы «3 емак» - ХВ-1700.

Поверхность древесноволокнистого ковра должна быть ровной сомкнутой, без вмятин и вырывов, а структурная сетка - плотной, с прочностью обеспечивающей транспортировку ковра по технологическому потоку и получение качественной плиты после горячего прессования. Толщина ковра после отливной машины должна быть в 5-7 раз больше толщины готовой плиты.

Размер ковра по длине и ширине должны превышать чистообрезные размеры готовой плиты на 30-60 мм.

Древесноволокнистая масса из ящика непрерывной проклейки самотеком поступает в напускной ящик отливной машины с концентрацией 0,9-18%.

Одним из основных условий качественного формирования ковра на машине является постоянство количества и концентрации массы, подаваемой на отливную машину в единицу времени.

Напускное устройство машины позволяет обеспечить равномерную подачу массы на сетку с одинаковой скоростью по ширине и высоте потока. Скорость подачи древесноволокнистой массы при выходе на сетку должна быть близкой к скорости движения сетки.

При значительном превышении скорости подачи массы могут появляться наплывы по высоте слоя, приводящие к расслоению плит.

На регистровой части машины происходит обезвоживание ковра за счет гидростатического напора массы. Скорость обезвоживания уменьшается по мере уменьшения влажности ковра. С целью равномерного распределения волокон в структурной сетке ковра установлен поверхностный вибратор в 1,5-2 м от напускного ящика отливной машины.

Для улучшения условий формирования ковра отливной стол машины имеет наклон 2є.

Влажность полотна после регистровой части 94-96%.

После регистровой части удаление воды производится принудительно при помощи отсасывающих вакуум-насосов и прессовой части, состоящей из 4-х пар форпрессов, гауч-пресса и двух пар мокрых прессов.

Влажность ковра после отсасывающей части должна быть 82-84%, после форпрессов и гауч-пресса 78-80%, после мокрых прессов 70-72%.

Зазоры между валами регулируются в процессе работы в зависимости от толщины ковра. Вода, удаленная из ковра с регистровой части машины, прессовой части, а также вода со спрысков собирается в бассейн оборотной воды, находящийся под отливной машиной на 1 - этаже и повторно используется в технологическом процессе.

На выходе из прессовой части отливной машины ковер по ширине обрезается механизмом продольной резки, а затем механизмом поперечной резки ковер разрезается на заданные размеры.

После обрезки влажный ковер системой транспортеров подается на загрузку в горячий пресс. Обрезки ковра и бракованный ковер подают в бассейн отходов древесноволокнистого ковра снабженный горизонтальной мешалкой. В бассейн поступает оборотная вода, где масса разбавляется до концентрации 2-2,5% и насосом перекачивается в массный бассейн рафинаторной массы для повторного использования.

Далее древесноволокнистый ковер определенной длины, транспортируется и укладывается на транспортные листы с предварительно уложенными на них транспортными сетками.

Горячее прессование древесноволокнистых плит

Горячее прессование является важнейшей технологической операцией производства древесноволокнистых плит, обеспечивающей качественное превращение соответственно подготовленного полуфабриката - древесноволокнистого ковра в конечный продукт древесноволокнистую плиту.

Сформированный на отливной машине древесноволокнистый ковер, разрезанный на заданные размеры системой транспортеров подается на наклонный транспортер.

Ковры укладываются на транспортерные листы с транспортными сетками и загружаются в 27-ми этажную загрузочную этажерку. Сначала загружают нечетные этажи, и этажерка идет вниз, затем загружают четные этажи и этажерка идет вверх.

По окончании загрузки влажных ковров этажерка находится в верхнем положении на уровне с этажами пресса. Загрузка транспортерных листов с коврами в пресс производится загрузчиком ковров. Плиты пресса имеют внутри систему каналов для циркуляции теплоносителя. Теплоносителем служит перегретая вода, для приготовления которой имеется аккумулятор «Рутс». Температура перегретой воды на входе плит пресса 190-200 ?С. Перепад температур теплоносителя на входе и выходе из плит пресса должен составлять не более 100?С.

После загрузки ковров в пресс начинается цикл прессования плит - 1 - фаза. При смыкании плит пресса и подъема давления до максимального значения отжимается максимальное количество воды из древесноволокнистых ковров.

Время смыкания плит пресса с коврами зависит от производительности насосов и устройств для заполнения гидравлических цилиндров, состояния насосов, цилиндров и уплотнений пресса. Кроме того, время смыкания плит

пресса зависит от толщины прессуемых древесноволокнистых плит. Короткий цикл первой фазы диктуется, прежде всего, технологическими соображениями.

При быстром подъеме давления до максимального значения древесноволокнистые полотна имеют меньше времени для нагревания, вода не успевает превратиться в пар.

При медленном подъеме давления верхние слои ковров нагреваются до температуры 100?С, влага наружного слоя превращается в пар, объем пара занимает пространство в 720 раз больше, чем исходное количество воды. Таким образом, в возможных пустотах поверхностного слоя возникает избыточное давление. В результате создавшегося перепада давления, пар будет двигаться к центру плиты, у нижнего слоя ковра значительная часть выйдет наружу.

Неравномерность влажности приведет к тому, что верхний слой поступит в фазу закалки пересушенным, этот вызовет снижение прочности и образование пятен на лицевой поверхности плит.

Во избежание этих явлений необходимо во второй фазе прессования выдерживать плиты в прессе при пониженном удельном давлении 6,5-8,5 кгс/см² до влажности 6-8%.

Время сушки зависит от толщины плиты, начальной влажности ковров и качества древесноволокнистой массы, давления отжима, температуры нагревательных плит пресса. Практически момент окончания сушки определяется по прекращению выделению пара.

После второй фазы прессования - сушки, начинается третья фаза прессования - закалка.

Так как существует связь между термопластическими свойствами древесных волокон, присутствующей влагой как пластификатором волокна и параметрами прессования, то удельное давление при максимальной температуре прессования и влажности прессуемой плиты 6-8% должно быть поднято до максимального значения.

В этих условиях на заключительной фазе прессования продолжается дальнейшее уплотнение плиты, а продукты гидролиза и пиролиза способствуют дальнейшим гидролитическим превращением компонентов древесных волокон с последующим разложением моносахаридов на фурфурол и другие соединения, обеспечивающие образование прочных межволоконных связей в плите и, как следствие, создание высоких физико-механических показателей плит.

Выбор режима прессования зависит от качества сырья и волокнистой массы, влажности, толщины и структуры полотен, технических параметров и состояния пресса и его одежд.

Периоды прессования древесноволокнистых плит:

- отжим. Цель - достижение наибольшего давления для отжима максимального количества воды из волокнистой массы. Максимальное давление Р₁=5,5 МПа, время фазы t=30 секунд, влажность полотна W=55%;

- сушка. Давление на данной фазе наименьшее Р₃=0,8 МПа, а время наибольшее t=4-7 мин., влажность полотна после сушки W=7%;

- закалка. Давление повышают Р₂=4,5 МПа и выдерживают до влажности плиты примерно равной 1,4-1% 3-4 минуты.

Температура горячего прессования равна 200-210⁰С.

Стабилизация спрессованного волокнистого материала, улучшение его прочностных и водостойких свойств, начатые на третьей фазе режима прессования, должны быть продолжены в камерах термообработки.

Время размыкания плит пресса, составляет 25-35 секунд. После полного размыкания пресса производят разгрузку отпрессованных плит. У разгрузочного конца пресса установлена разгрузочная этажерка, на которую разгрузчиком готовых плит снимают транспортерные листы с плитами, затем начинают разгрузку плит с этажерки и отделение их от сеток и транспортерных листов при помощи вакуум-отделителя.

Плиты по наклонному транспортеру поступают на типпель для загрузки на телегу для последующей термообработки в камерах, а транспортерные листы с сетками системой транспортеров возвращаются обратно на загрузку партии ковров.

Скорость движения сетки на отливной машине регулируют в зависимости от времени выдержки древесноволокнистых плит в процессе так, чтобы весь поток работал непрерывно, ритмично и обеспечивая максимальную производительность.

Термическая обработка древесноволокнистых плит

Термическая обработка древесноволокнистых плит предназначена для предела прочности плит на изгиб и улучшения гидрофобных масс.

Термообработка плит в камерах повышает предел прочности плит при изгибе на 25-30% и снижает водопоглощение на 10-15%.

Термообработку плит проводят в камерах периодического действия. Загруженную плитами 100-полочную этажерку транспортируют в предварительно разогретую камеру термообработки, закрывают двери и включают вентилятор, который расположен в нижней части камеры перед калорифером. В камере имеется верхний циркуляционный и подпольный канал.

Продолжительность и температура термообработки устанавливается в зависимости от ассортимента плит, их толщины, качества сырья и т.д. Оптимальная температура термообработки плит 160-170⁰С.

Температура по длине камеры устанавливается неодновременно. На половине камеры, расположенной ближе к калориферу, она достигает требуемого значения через 20 минут, на половине, расположенной у двери через 35-40 минут. Такое явление особенно характерно при скорости движения циркулирующего воздуха ниже 2,5-2,7 м/сек. С увеличением скорости циркуляции, время выравнивания температуры по всей длине камеры сокращается, что благоприятно сказывается на качественных показателях плит и интенсификации процесса.

Один цикл обработки составляет примерно 3,5-4 часа.

Скорость циркуляции воздуха снижается по направлению от калорифера к двери, и особенно резкое снижение наблюдается от середины камеры. Это приводит к резкому снижению коэффициента теплоотдачи с поверхности плит, и соответственно, к местному повышению температуры, что способствует самовозгоранию плит в середине и у дверей камеры. Причинами неравномерной скорости движения циркулирующего воздуха являются сужения просветов между обрабатываемыми плитами из-за:

- наличия плит с неотпрессованными кромками;

- засорения этажерки кусочками плит;

- неравномерной укладки плит;

- слабой натяжки струн этажерки.

Обрезка плит по формату

Окончательный раскрой плит выполняют на форматно-обрезных установках.

Форматную резку ДВП производят круглыми пилами с диском диаметром 450 мм. Скорость подачи плит регулируют в диапазоне 15-75 м/мин при частоте вращения пильного диска от 2900 до 4500 мин ^-1.

Сначала происходит продольная, а затем поперечная резка плит.

Дефектные плиты распиливают на специальной линии нестандартного раскроя. При раскрое древесноволокнистых плит образуются опилки и куски (отходы), которые получаются в результате раздробления кромок плит фрезами, насаженными на валы рядом с круглыми пилами. Отходы удаляются системой пневмотранспорта.

Готовые плиты укладывают в плотные пакеты и отвозят на склад готовой продукции.

щепа древесноволокнистый ковер плита

Размещено на Allbest.ru