Производство древесноволокнистых плит

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Характеристика материала

2. Технологический процесс производства ДВП мокрого способа

3. Технологический процесс производства ДВП мокрого способа

4. Технологический процесс

5. Технологические расчеты

Литературные источники



Введение

Древесноволокнистыми плитами называются листовые материалы, сформированные из древесных волокон. Изготовляют их из древесных отходов или низкокачественной круглой древесины. В отдельных случаях в зависимости от условий снабжения предприятия сырьем применяют одновременно как древесные отходы, так и низкосортную древесину в круглом виде.

Древесноволокнистые плиты применяют в различных областях народного хозяйства: в строительстве (наружные и внутренние элементы, сельскохозяйственные постройки); для изготовления встроенной мебели (кухонные шкафы); в мебельном производстве; автомобиле - и судостроении; производстве контейнеров, ящиков и др. В нашей стране ежегодно увеличиваются объемы производства древесноволокнистых плит. Это высококачественный, дешевый отделочный и конструкционный материал, выгодно отличающийся от натуральной древесины и клееной фанеры. Древесноволокнистые плиты изотропны, не подвержены растрескиванию, Мягкие древесноволокнистые плиты находят наибольшее применение в стандартном деревянном домостроении для утепления щитов и панелей ограждающих конструкций (стен, потолков). Стандартное домостроение потребляет также значительное количество и твердых древесноволокнистых плит на внутреннюю облицовку стен, устройство полов, изготовление дверей щитовой конструкции. При использовании в стандартном домостроении древесноволокнистых плит обеспечивается большая экономия деловой древесины -- круглого строительного леса и пиломатериалов, а также и рабочей силы.

Расчетами установлено, что 1 млн. м² древесноволокнистых плит заменяют в народном хозяйстве 16 тыс. м³ высококачественных пиломатериалов, для производства которых необходимо заготовить и вывезти 54 тыс. м³ древесины. Выпуск 1 млн. м² древесноволокнистых плит обеспечивает экономию более 2 млн. руб. за счет уменьшения объемов лесозаготовок и вывозки, расходов на лесовозобновление; железнодорожный транспорт, также сокращения численности рабочих на лесоразработках.

В промышленном и гражданском многоэтажном строительстве мягкие плиты применяют для утепления чердачных перекрытий, звукоизоляции внутрикомнатных перегородок и междуэтажных перекрытий, для теплоизоляции вентиляционных каналов и коробов, для звукоизоляции помещений специального назначения -- клубов, кинозалов, радио- и телевизионных студий, Машинописных бюро, ротаторных, телетайпных комнат, типографий и других производственных помещений с большими шумовыделениями.

Твердые плиты находят самое разнообразное применение в строительстве. Это лучший материал для опалубки при сооружении немассовых железобетонных конструкций. Наиболее широко твердые древесноволокнистые плиты применяют в производстве дверей щитовой конструкции и в деревянном домостроении для облицовки щитов или панелей. Кроме того, из твердых плит делают заполнение (соты) дверных полотен. Значительное количество твердых древесноволокнистых плит идет на изготовление встроенной мебели в жилых и общественных зданиях. В производстве корпусной мебели на изготовление задних стенок и выдвижных ящиков используют плиты с двусторонней гладкостью. В радиотехнической промышленности из твердых древесноволокнистых плит изготовляют крышки радиоприемников, радиол, репродукторов, телевизоров. В вагоностроении и автостроении твердые плиты применяют для внутренней облицовки вагонов, вагонов-ресторанов, трамваев, автобусов, а в последнее время и легковых автомобилей.



1. Характеристика ДВП

Классификация ДВП.

Древесноволокнистые плиты классифицируются:

1)по объемной массе и прочности на изгиб: мягкие М-4, М-12, М-20; полутвердые ПТ-100, твердые Т-350, Т-400; сверхтвердые Т-500 (цифрами обозначается минимальная величина предела прочности плит при изгибе);

2)по видам отделки: облицованные, одна или обе поверхности которых облицованы листовыми или пленочными материалами; окрашенные -- с лакокрасочным покрытием, нанесенным в заводских условиях на одну или обе поверхности;

3)по видам технических свойств: биостойкие; огнестойкие; влагостойкие; звукопоглощающие;

4)по рельефу поверхностей: профилированные, одной или обеим поверхностям которых придан рельеф в процессе прессования, штамповки или последующей механической обработки;

5)по способу производства: односторонней гладкости, в процессе горячего прессования которых образуется одна гладкая поверхность, а другая сетчатая (мокрый или полусухой способ производства), двусторонней гладкости, в процессе горячего прессования которых обе поверхности приобретают гладкий вид (сухой способ производства).

Характеристика древесноволокнистых плит.

Мягкие плиты состоят из переплетенных волокон древесины или других лигноцеллюлозных волокон, образующих войлокообразный ковер. Эти плиты имеют большую пористость и обладают малой тепло- и звукопроводностью. Наиболее пористые мягкие плиты М-4 с плотностью до 150 кг/м3 по своим теплоизоляционным показателям сходны с пробкой. Они имеют коэффициент теплопроводности не более 0,047 ккал/м-град-ч (за счет малой плотности и большой пористости) и предел прочности при изгибе не менее 4 кгс/см². Такие плиты принято называть сверхпористыми. Обычные мягкие плиты М-12 изготовляются толщиной 12; 16 и 25+1,0 мм с плотностью от 150 до 250 кг/м³ и имеют предел прочности при изгибе не менее 12 кгс/см².

Мягкие плиты М-20 (изоляционно-отделочные) изготовляют толщиной 8; 12 и ±0,7 мм. Они имеют плотность от 250 до 350 кг/м³ и предел прочности при изгибе не менее 20 кгс/см².

Размеры мягких плит: длина 1200; 1600; 1800; 2500; 2700 и 3000±5 мм, ширина 1200, 1220 и 1700±3 мм. Плиты других размеров могут быть изготовлены по договоренности с заводами-изготовителями. Мягкие плиты принято еще называть непрессованными» так как при их изготовлении не производится прессование с обогревом.

Полутвердые плиты представляют собой листовой материал плотностью 400--800 кг/м³ и пределом прочности при изгибе не менее 100 кгс/см² (типа толстого картона); они вырабатываются толщиной 6; 8 и 12+0,7 мм.

Твердые плиты имеют плотность не менее 850 кг/м³, предел прочности при изгибе не менее 400 кгс/см² и толщину 2,5; 3,2; 4; 5 и 6+0,3 мм.

Сверхтвердые плиты имеют плотность не менее 950 кг/м3, предел прочности при изгибе не менее 500 кгс/см² и толщину 2,5; 3,2; 4; 5 и 6+0,3 мм. В процессе изготовления сверхтвердые плиты пропитывают синтетическими смолами или высыхающими маслами, .а затем подвергают термической обработке.

Размеры полутвердых, твердых и сверхтвердых плит: ширина 1000; 1200; 1220; 1600; 1700; 1800; 1830 и 2140±5 мм, длина 1200; 2050; 2350; 2500; 2700; 3000; 3600 и 5500 ±5 мм. Наиболее распространенный формат плит 1200X2700 и 1700X2700 мм. Эти плиты принято еще называть прессованными, так как в процессе их производства применяют гидравлические прессы с обогревом.

Сверхтвердые плиты, применяемые для покрытия полов, в процессе производства окрашивают или грунтуют под окраску с лицевой поверхности. Окраска позволяет быстро отличить их от твердых и полутвердых плит, а также сократить лишнюю операцию по грунтованию плит на строительстве.

Плиты древесноволокнистые твердые с окрашенной поверхностью покрывают эмалями или облицовывают синтетической пленкой с подслоем бумаги, имитирующей текстуру ценных пород древесины, или других рисунков. Существует несколько видов этих плит:

Плиты типа А полутвердые и твердые, покрытые водоэмульсионными поливинилацетатными красками с матовой поверхностью, предназначены для облицовки -- отделки стен и потолков жилых и служебных помещений.

Плиты типа Б, имеющие глянцевитую поверхность, покрыты эмалями МЧ13, ПФ-115 и предназначены для отделки кухонь, торговых и медицинских помещений. Плиты типа Б рустованные могут быть покрыты эмалью с имитацией поверхности под керамическую облицовочную плитку. Их применяют для отделки санузлов, ванных комнат и других помещений с повышенной влажностью.

Плиты также покрывают прозрачным лаком по нанесенному рисунку, имитирующему породы дорогостоящей древесины, или синтетической пленкой по бумаге с имитацией рисунка ценных пород древесины и других рисунков. Эти плиты предназначены для отделки служебных помещений, панелей стен, для изготовления мебели, отделки вагонов, автобусов, автомобилей.

Звукопоглощающие (акустические) плиты изготовляют из мягких М-12 и М-20 и твердых Т-350 и Т-400 древесноволокнистых плит. Звукопоглощающие древесноволокнистые плиты, изготовляемые по МРТУ 7-18--67, подразделяют на три типа.

Тип А -- однослойные толщиной 12,5 и 20 мм с несквозной круглой перфорацией диаметром 4--5 мм, глубиной 0,7 толщины плиты, расстояние между осями отверстий 15 мм по ширине и длине плиты или с несквозными продольными пазами шириной 7 мм, глубиной 0,3 толщины плиты, с расстоянием между осями пазов по ширине 25 мм во всю длину плиты. Такие плиты изготовляют из мягких плит М-20. Поверхность плит в процессе производства покрывают окрашивающей массой или целлюлозой тонкого размола слоем до 1 мм. Такие плиты применяют в основном для отделки потолков в помещениях общественных и промышленных зданий.

Тип Б--двухслойные толщиной 16,5 и 20 мм состоят из мягкой плиты М-12 толщиной 12 и 16 мм, склеенной с твердой плитой Т-350 или Т-400 толщиной 3--4. мм. Последняя предохраняет мягкую плиту от механических повреждений. До склеивания в мягкой плите выбирают прямоугольные пазы шириной 7 мм во всю длину плиты и глубиной 0,5 толщины плиты, с расстоянием между осями пазов 15 мм, а твердые плиты перфорируют сквозными отверстиями диаметром 4--5 мм, с расстоянием между осями отверстий 15 мм по ширине и длине плиты или наносят сквозную щелевидную перфорацию шириной 3 мм и длиной 50 мм с шагом между щелями по ширине плиты 15 мм и длине 25 мм. Отверстия располагают на плите с таким расчетом, чтобы при склеивании с мягкой плитой они совпадали с нанесенными на мягкой плите пазами. Плиты этого вида обладают высокой звукопоглощающей способностью и могут быть применены для отделки стен и потолков в помещениях общественных и промышленных зданий.

Тип В -- однослойные со сквозной круглой или щелевидной перфорацией из твердых древесноволокнистых плит толщиной 3,2 -- 4 мм; размеры перфорации такие же, как для плит типа Б. Плиты этого вида могут быть применены в звукопоглощающих конструкциях в сочетании с пористыми звукопоглощающими материалами, а также для декоративной отделки выставок, изготовления стендов и витрин.

Лицевые поверхности звукопоглощающих плит должны быть равномерно покрашены светоустойчивыми красками светлых тонов, и иметь ровную поверхность без царапин, впадин, выпуклостей и прочих повреждений.

Размеры плит: типа А с несквозной круглой перфорацией -- 300X300+2 мм; типа А с несквозными продольными пазами, типа Б двухслойных и типа В однослойных перфорированных -- ширина 600; 1200 и 1700+5 мм, длина 600; 1200 и 2700±5 мм.

Сверхтвердые плиты, пропитанные синтетическими водостойкими смолами или высыхающими маслами с последующей термической обработкой, применяют для изделий с повышенной прочностью и влагостойкостью. Эти плиты имеют плотность не менее 900 кг/м3, предел прочности при изгибе не менее 400 кгс/см2, водопоглощение за 24 ч не более 20% и набухание не более 15%. Плиты имеют красивую фактуру, поэтому они могут быть использованы для декоративной отделки помещений.

Согласно ГОСТ 4598-86 древесно-волокнистые плиты общего назначения классифицируются на твердые и мягкие.

Твердые:

Т - твердые плиты с необлагороженной лицевой поверхностью;

ТС - твердые плиты с лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы;

ТП - твердые плиты с подкрашенным лицевым слоем;

Т - СП - твердые плиты с подкрашенным лицевым слоем из токодисперстной древесной массы;

СТ - твердые плиты повышенной прочности (сверхтвердые) с необлагороженнои лицевой поверхностью;

СТ - С - твердые плиты повышенной прочности с лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы.

Первые четыре типа (Т, Т - С, Т - П, Т - СП) подразделяются на группы А и Б.

Сырье и материалы для производства ДВП.

Сырьем для ДВП могут служить любые волокнистые материалы растительного происхождения, если их волокна достаточно длинные, гибкие и прочные: все виды древесины, стебли пшеницы, хлопчатника, кукурузы, кенафа и др. Однако основными видами сырья, широко используемыми в производстве, являются: неделовая древесина, т.е. непригодная для строительных и иных целей (долготье и коротье); отходы лесопиления (горбыль, рейка, вырезки); отходы спичечного и фанерного производства (шпон некондиционный, брак соломки и лом коробки); бумажная макулатура.

Выбор сырья определяется экономической целесообразностью с учетом величины его запасов, условий заготовки, доставки и хранения. Для производства древесноволокнистых плит используют отходы лесопиления и деревообработки, дровяное долготье, мелкий круглый лес от рубок ухода и лесосечные отходы.

Сырье поступает на площадку предприятия в виде круглого леса, отходов лесопиления (рейки, горбыли) или щепы. Для облегчения штабелирования тонкого круглого леса и отходов лесопиления, а также для более лучшей подачи к рубительным машинам длину их принимают 2--3 м. Такое сырье целесообразно связывать в пучки бумажными веревками и укладывать в штабеля.

Дровяное долготье хранят в плотных беспрокладочных штабелях. Технологическая щепа, поступающая на площадку предприятия со стороны, может храниться в куче, наиболее распространенная фора которой - усеченный конус.

Сырье подается в производство в виде кондиционной щепы, которая должна соответствовать следующим основным требованиям: длинна - 25 (10-35) мм., толщина - до 5 мм., чистые без мятых кромок срезы, засоренность корой - до 15 %, гнилью - до 5 %, минеральными примесями - до 1 %, относительная влажность щепы - не менее 29 %.

Подготовка сырья к производству плит, состоящая в приготовлении кондиционной щепы, включает следующие операции:

· разделку древесины на размеры, соответствующие приемному патрону рубительной машины;

· рубку древесины на щепу; сортировку щепы для отбора требуемого размера с доизмельчением крупной фракции и удалением мелочи;

· извлечение из щепы металлических предметов;

· промывку щепы для очистки ее от грязи и посторонних включений.

Разделка бревен необходима для придания исходному сырью размеров, соответствующих параметрам рубительной машины, а также для вырезки участков, сильно пораженных гнилью.

Для приготовления щепы используют многоножевые дисковые рубительные машины, дающие хорошую форму щепы и чистый, несмятый срез, а также равномерную фракцию при высоком проценте выпуска кондиционной щепы или барабанные рубительные машины.

Полученную щепу после рубительных машин сортируют, в результате чего отбирают технологическую щепу, соответствующую предъявляемым к ней требованиям. Однородность щепы по фракционному составу имеет большое значение для создания нормальных условий работы размольного оборудования. Щепу с размерами, превышающими установленные, передают на дополнительное измельчение. Мелочь, отсеивающуюся в процессе сортирования, удаляют из цеха как отходы. В производстве древесноволокнистых плит применяют плоские сортировочные машины двух типов: вибрационные и гирационные.

Для измельчения крупной щепы используют молотковые дезинтеграторы. Кондиционную щепу направляют в бункеры запаса или расходные бункеры в размольном отделении.

Подготовка кондиционной щепы к производству заключается в ее промывке водой. Основное назначение этой операции - смыв грязи, песка и других включений, в том числе металлических. Промывка щепы водой создает более благоприятные условия работы размольного оборудования, удлиняя срок службы размольной гарнитуры.



2. Технологический процесс производства ДВП мокрого способа

Приготовление технологической щепы.

В качестве сырья для производства древесноволокнистых плит используют отходы лесопиления и деревообработки, дровяное долготье, мелкий круглый лес от рубок ухода и лесосечные отходы. Фракционный состав щепы, используемой в производстве древесноволокнистых плит, содержание в ней коры и гнили должны соответствовать требованиям ГОСТ 15815--70.

Открытое, или кучевое, хранение применяется для хранения большого количества отходов в течение длительного времени.

В качестве основания куч могут быть использованы измельченные и кусковые древесные отходы, асфальт, бетон и т. д. Если используют щепу, ее насыпают ровным слоем толщиной 30--60 см; при использовании асфальта или бетона толщина слоя должна быть 8--10 см. Для отвода дождевых вод площадка для хранения мягких и измельченных твердых отходов должна иметь уклон к краю. При открытом и длительном хранении отходов происходят процессы распада древесины, снижающие ее теплотворную способность. Кроме того, при хранении влажных отходов в кучах интенсивно повышается температура, что может привести к их самовозгоранию. Наивысшая температура в кучах наблюдается на четвертый -- шестой месяцы хранения. Затем температура начинает постепенно снижаться, причем более высокая температура бывает в местах, наиболее удаленных от поверхности кучи.

Подготовка сырья к производству заключается в приготовлении кондиционной щепы. Первоначально осуществляют разделку древесины на размеры, соответствующие приемному патрону рубительной машины. Для раскроя бревен по длине используют балансирные пилы.

Далее подготовленная древесина поступает в дисковую рубительную машину 1 для приготовления кондиционной щепы. На линии устанавливаем две рубительные машины марки МРН-50.

Полученная щепа после рубительной машины поступает на сортировочную машину , где отбирается технологическая щепа, соответствующая предъявленным к ней требованиям. Для сортировки технологической щепы используем сортировочную машину модели СЩ-1М.

С сортировочной машины отобранная щепа поступает в силос хранения щепы 4. Щепу с размерами, превышающими установленные, передают на дополнительное измельчение в молотковый дезинтегратор ДЗН-1 , а затем возвращают в рубительную машину. Мелочь, отсеивающуюся в процессе сортирования, удаляют из цеха как отходы.

Кондиционную щепу направляют в бункеры запаса или расходные бункеры в размольном отделении. Устанавливаем три бункера марки ДБО- 60, один из которых - резервный.

Объем бункера запаса должен быть рассчитан на 3-сменную работу дефибраторов.

Перед размолом кондиционная щепа очищается от минеральных примесей в гидромойках, металлические включения отделяются в металлоулавлива-телях. Кондиционная щепа, очищенная от минеральных примесей и металлических включений, системой конвейеров подается в бункеры размольных агрегатов.

Из расходного бункера через бункер-питатель щепа, предварительно подогретая насыщенным паром температурой 160 °С в подогревателе, подается в пропарочный аппарат. Устанавливаем две пропарочные установки «Бауэр-418». Пропарочный котел рассчитан на давление до 1 МПа. Щепа проходит через пропарочный котел под воздействием винтового конвейера. Время пребывания щепы в котле от 1 до 10 мин.

Щепа при том же давлении винтовым конвейером подается в размольный аппарат. В качестве размольного аппарата используем дефибратор марки RТ-50. Температуру в дефибраторе поддерживаем подачей насыщенного пара. Пар одновременно служит для удаления из реакционного пространства дефибратора кислорода воздуха, разрушающе действующего на древесину. Подачу пара в аппарат осуществляют через паровой клапан. Расход пара составляет 700 - 1500 кг/т, в зависимости от породы древесины. Щепа, войдя в размольную камеру, лопатками вращающегося диска направляется между дисками к размольным секторам, которые размалывают ее на волокна.

Полученная древесноволокнистая масса под воздействием давления пара и лопаток вращающегося диска подается в отводящий патрубок к выпускному устройству. Древесноволокнистая масса, пройдя выпускное устройство, попадает в диффузор, в котором происходит ее постепенное расширение, и она с большой скоростью вместе с паром попадает в циклон, откуда волокна, потерявшие в результате самоиспарения некоторое количество влаги, направляются к мельнице вторичного размола - рафинатору. Волокно из дефибратора выходит влажностью 40 - 60%.

Для улучшения свойств плит в щепу или древесноволокнистую массу вводятся гидрофобизирующие добавки. Эмульсию парафина вводят через специальные форсунки пропарочной установки перед размолом щепы на волокна из расходного бака парафина . Смешение волокна с водорастворимой феноло-формальдегидной смолой СФЖ-3014 происходит в смесителе , который установлен между ступенями сушки.

Проклеивание древесноволокнистой массы выполняют для повышения гидрофобных свойств плит. В качестве гидрофобизирующих добавок используют главным образом парафин. Введение в массу гидрофобизирующих добавок предотвращает также прилипание пучков волокон к поверхности глянцевых листов пресса и плит к транспортным сеткам.

Для осаждения и закрепления клеевых частиц на волокнах используют в основном серную кислоту.

Порядок приготовления гидрофобных эмульсий по вышеперечисленным рецептурам следующий.

Рецептура (на основе парафина): в плавильник загружают парафин для полного его расплавления. Параллельно с этим в эмульгатор заливают горячую воду, пускают мешалку, загружают в эмульгатор концентрат сульфитно-спиртовой барды и перемешивают до полного растворения. После полного растворения концентрата в эмульгатор подают расплавленный парафин. Эмульгирование проводят в течение 1,5--2,5 ч до получения устойчивой эмульсии.

При неготовности эмульсии в эмульгатор добавляют в незначительном количестве эмульгирующие вещества и продолжают процесс эмульгирования до полной готовности. древесноволокнистая плита щепа производство

Приготовленную эмульсию разбавляют горячей водой до требуемой концентрации и перекачивают в расходный бак. Для исключения попадания крупных инородных частиц эмульсию перед поступлением в расходный бак фильтруют через сетку № 10.

Растворы-осадители приготовляют следующим образом. Для приготовления раствора серной кислоты в бак из кислотостойкого материала подают дозированное количество холодной воды. Сюда же через мерник заливают концентрированную серную кислоту и включают мешалку. Содержимое перемешивают около 10--15 мин. Готовый раствор серной кислоты перекачивают в бак хранения из кислотостойкого материала.

Введение в древесноволокнистую массу гидрофобных эмульсий, упрочняющих добавок и растворов осадителей осуществляют через дозаторы в ящик проклеивания или в смесительный насос. Древесноволокнистую массу после смешения с гидрофобной эмульсией, упрочняющей добавкой и осадителем, доведения ее до требуемой концентрации направляют в напускной ящик отливной машины.

Дозировка гидрофобных и упрочняющих веществ зависит от марок выпускаемых плит, применяемого породного состава сырья, используемых добавок, расхода свежей воды, режимов производства и других факторов.

Концентрация массы в ящике проклеивания от 1,8 до 2,4 % Для любого соотношения породного состава сырья. Температура массы не более 60 °С, рН массы до введения гидрофобных и упрочняющих добавок 4,7--5,5 для любого соотношения породного состава сырья.

Далее волокнистая масса направляется в формующую машину 12 ХВ 1700.

Формирование древесноволокнистого ковра производят на бесконечных сетках № 8 или № 10 из фосфористой бронзы или на сетках № 6 или № 8 из моноволокна

На регистровой части отливной машины происходит обезвоживание ковра под действием гидростатического напора массы. Равномерному распределению волокон в структурной сетке ковра способствует расположенная над слоем массы вибрирующая планка, установленная в 1,5--2,5 м от напускного ящика. После регистровой части удаление воды из пор ковра производится принудительно при помощи отсасывающих и отжимающих устройств машины. Толщина ковра после отливной машины обычно в 5--7 раз больше толщины готовой плиты. Ковер разрезается на полотна, которые по длине и ширине превышают чистообрезные размеры готовой плиты на 30--60 мм.

Далее осуществляют раскрой непрерывного ковра на полотна. Из ленточного пресса ковер движется по ленточному конвейеру к пилам поперечной резки, предназначеных для раскроя бесконечного ковра на полотна. Туда же, поверх основного ковра, из формующей головки отделочного слоя поступает волокно, сформированное в виде тонкого ковра, для нанесения отделочного слоя на плиты. Затем пилами продольной резки осуществляют обрезку ковра до заданной ширины. Качающийся конвейер - типпель распределяет полотна на двухъярусную систему ленточных конвейеров. Эта система состоит из трех секций двухъярусных конвейеров, обеспечивающих подачу полотен в загрузчик пресса и запас полотен на то время, пока загрузчик горячего пресса не может принять их.

Древесноволокнистые полотна подаются в пресс загрузчиком. Загрузочное устройство, обеспечивающее бесподдонную загрузку древесноволокнистых плит в пресс, состоит из неподвижной рамы, загрузочной этажерки, механизма подъема и опускания этажерки, двадцати двух конвейеров-загрузчиков с индивидуальными приводами. Конечный выключатель останавливает загрузчик, после чего он движется назад, оставляя полотна в прессе.

Горячее прессование обеспечивает превращение ковра в древесноволокнистую плиту. В первой фазе цикла прессования («отжим») после смыкания нагревательных плит пресса под воздействием повышающегося удельного давления и температуры из волокнистого ковра отжимается вода, а сам ковер, прогреваясь, уплотняется. Во второй фазе цикла прессования («сушка») плиты выдерживают в прессе при пониженном удельном давлении, что обеспечивает эффективное удаление испаряемой влаги. В заключительной фазе цикла прессования («закалка») при максимальном удельном давлении и температуре продолжается дальнейшее уплотнение плиты, что обеспечивает ее высокие., физико-механические свойства.

Прессование древесноволокнистых плит в зависимости от условий производства иногда осуществляют и без подъема давления на фазе «закалка».

Режимы горячего прессования плит определяются основными технологическими факторами и их взаимодействием. Максимальное удельное давление определяется наибольшей величиной отжима ковра, а для получения необходимой плотности плиты достаточно 1--1,2 МПа.

В зависимости от породного состава сырья и применяемого типа связующего температура прессования на разных заводах колеблется в пределах 180 - 260 °С. для твердых пород -- 230 - 260 °С. Для получения волокнистых плит плотностью 1 г/см необходимо иметь на начальном этапе прессования удельное давление 6,5 - 7 МПа. Время выдержки при максимальном давлении определяется влажностью ковра, температурой прессования, а также термохимической обработкой сырья. Выдержка при максимальном давлении во избежание появления пузырей и пятен вследствие скапливающегося в полотне пара не должна превышать 40 с. Для удаления пара целесообразно снижение давления. Давление снижают до величины несколько меньшей, чем давление пара в полотне, которое определяется температурой нагревательных плит пресса и условиями термохимической обработки сырья. Продолжительность прессования зависит от заданной толщины готовой плиты. Полный цикл прессования должен регулироваться таким образом, чтобы после прохождения плитами пресса они имели влажность 0,3 - 0,5 %.

После прессования древесноволокнистые плиты системой рычагов разгрузочного устройства передаются в разгрузочную этажерку 19, а оттуда по одной направляются на конвейер для обрезки и кондиционирования.

Термообработка предназначена для улучшения прочностных и гидрофобных свойств плит. Продолжительность процесса термообработки может быть сокращена при одновременном увеличении температуры и скорости циркулирующего воздуха, что позволяет снизить возможность возникновения местных перегревов плит и накопления выделяющихся газообразных веществ.

После пресса плиты имеют влажность менее 1 % и высокую температуру. В процессе разгрузки пресса, обрезки кромок и заполнения вагонеток плиты охлаждаются до 50 °С и набирают влаги до 2 %. Равновесная влажность плит в нормальных условиях (при температуре 20°С и относительной влажности воздуха 65%) составляет 5 - 9%. Поэтому плиты после стадии прессования поступают на стадию кондиционирования. Загрузочное устройство обеспечивает автоматическую загрузку плит в вагонетки, которые затем подаются в камеры кондиционирования. Время кондиционирования 3 - 5 ч.

После камеры кондиционирования плиты на участок раскроя и механической обработки подаются электропогрузчиками. Затем они укладывают на приемную площадку конвейера, а оттуда по одной подаются к станку продольной распиловки 21. Скорость подачи регулируется от 10 до 75 м/мин. Станок продольной распиловки имеет три пилы, из которых две крайние служат для обрезки кромок, а центральная при необходимости может выполнить продольный распил: Крайние пилы снабжены устройствами для дробления кромок шириной до 50 мм. Размер плиты после чистой обрезки, мм: максимальный 1830, минимальный 1700.

Далее плиты поступают на станок поперечной распиловки, оснащенный пятью пилами, положение которых регулируется. Наружные пилы имеют устройства для дробления кромок шириной до 50 мм. Максимальная длина плит после обрезки - 5500 мм.

Плиты после обрезки штабелируются укладчиком и попадают в накопитель плит, откуда транспортируются автопогрузчиком.

Готовые плиты выдерживают на ровных поддонах не менее 24 ч.

Технологическая схема представлена в приложении А.

Принцыпиальная схема приготовления связующего представлена в приложении Б.

3. Технологические расчеты

Выбор и расчет основного технологического оборудования.

Объем выпускаемой продукции определяется по производственной мощности предприятий. Производственная мощность определяется по головному агрегату. В общем виде определяется:

(1)

где П - производительность головного агрегата в единицу времени;

Ф - фонд времени работы головного агрегата.



Годовой фонд рабочего цеха (Ф)

Режим	Количество дней при производстве ДВП
Праздничных	8
Капитальный ремонт	15
Профилактика	ЗЗ1
Итого нерабочих дней	61
Приведенные рабочие дни	325

Число рабочих часов в году при 325 рабочих днях составляет:

325Ч3Ч8=7800 ч.

где 3 - число рабочих смен в сутки;

8 - продолжительность смены.

Головным агрегатом, определяющим мощность цеха, является горячий пресс.

Часовая производительность пресса, м³/ч

(2)

где 60 - число минут в часу;

- коэффициент использования оборудования для производства ДВП мокрого способа равно 0,85;

S - толщина готовой плиты (см) = 3,2

b - ширина готовой плиты после обрезки (м) = 1,7 м;

l - длина готовой плиты (м) = 5,5м;

- плотность плиты ( 870;

? - число этажей пресса, 25;

- коэффициент, учитывающий потери плит, связанных с физико - механическими испытаниями 0,996;

-продолжительность плоского цикла прессования, мин.

Т_ц для древесноволокнистых плит толщиной 3,2 мм, при ширине нагревательных плит пресса 1830 мм, принимаем равным 8 мин. Две плиты указанного формата получают в одном промежутке пресса.

Т_ц=Т_в+Т_m=8+1=9 мин

П_ч= м³/ч

Суточная производительность:

П_сут=, (3)

П_сут= м³/сут

Выбираем пресс гидравлический, многоэтажный ПР - 10М

Годовая производительность:

П_пр= 101x325 =32825 м³/год,

Производительность, выраженная в тоннах, будет соответственно равна:

П_пр=88,15*325=28648,75 т/год

Производительность выраженная в м²/сут, будет равна:



П_год=31662,84*325=10290423 м²/год

Технология производства ДВП.

Определение расхода сырья и материалов.

Определяем чистый расход абсолютно сухого волокна в кг для одного вида плит (по качеству, толщине и плотности) на 1 т воздушно-сухих плит:

кг (4)

где W_пл - абсолютная влажность готовых плит, %, (8%);

r - суммарный расход гидрофобизирующих и упрочняющих веществ, %

к абсолютной сухой массе, 0,3 ;

К - коэфф. удержания гидрофобных и упрочняющих веществ. К = 0,7.

Масса 1 м² плит вычисляется по формуле, кг/м³

(5)

Тогда на 1000 м² ( с учётом того, что в 1 тонне воздушно сухих плит 332 м²) плит расход сухого волокна будет равен ( П= 2791 кг)

Расчет отходов.

Организационно-технические отходы, связанные с отбором проб, определены нормативами.

Значение О_н при укрупненных подсчетах может быть принято по табл.



Таблица. Отходы, связанные с отбором проб при проведении типовых испытаний готовой продукции и полуфабрикатов (О_н)

Вид плит	Место отбора	Отходы
Твердые	Склад готовой продукции	0,23

Таблица.Отходы при форматной резке древесноволокнистых плит (Q_н)

Вид плит	Ширина плит, м	Отходы
Твердые и полутвердые: при наличии оборуд. для вторичной переработки	2140,1700,1220	2,9

В расчетах отходы волокна со сточными водами (О_в) следует принять по таблице

Таблица. Отходы волокна со сточными водами (О_в)

Виды плит	Сырье для производства плит	Отходы, %
Твердые	Преимущественно хвойные породы	1,6

Кроме перечисленных отходов древесноволокнистой массы в технологическом процессе наблюдаются потери волокна, которые учитывают в расчете выхода массы.

Выход древесноволокнистой массы (В_м), в % от поступающего в цех сырья составит:

B_м=В¹_м К_t К_м К_ф ,

где В^]_м - выход массы, полученной после термообработки щепы при 185°С и продолжительности пропарки 1 мин, (%);

К_t - коэффициент, учитывающий изменение выхода массы при отклонении температуры термообработки в пропарочной камере дефибратора;

К_м - коэффициент, учитывающий изменение выхода массы в зависимости от количества мелкой фракции;

К_ф - коэффициент, учитывающий изменение выхода массы при отклонении длительности термообработки в пропарочной камере дефибратора.

Выход массы (В¹_м) при продолжительности термообработки в пропарочной камере 1 мин, t=180°С, давление пара 1,0 Мпа, содержание коры 12%, гнили 5%, тогда В¹_м=91,4

Таблица Поправочный коэффициент выхода массы К_t

Температура термообработки в дефибраторе, єС	Кt
180	1,000

Таблица Поправочный коэффициент выхода массы К_м

Количество мелкой фракции, %	Км
5	0,996

Таблица Поправочный коэффициент выхода массы К_ф

Длительность термообработки, мин	Кф
1	1,000

B_м=91,4 1,00 0,996 1,00=91%,

Количество отходов древесины при рубке, дезинтегрировании и сортировании щепы равно :

О _щ = 9%

Выход древесины после сортирования тогда будет равен:

В_щ = 100- О _щ ;

В_щ = 100 - 9 = 91%



Выход древесины после разделки круглого сырья и количества отходов при разделке:

В_л = 100- О _щ ;

В_л = 100 - 9 = 91%

Общий расход сырья на 1000 м³ плит определяют по следующим формулам:

сырье - щепа технологическая:

пл.м³/1000 м² (6)

где П - чистый расход абсолютно сухого волокна на 1000 м² плит, кг;

с - средневзвешенная условная плотность древесины при

заданном породном соотношении сырья с учетом его фаутности,

кг/м³, 381 кг/м³.

Методика определения величин значений П и П¹ , О_н, О_п О_в, В_м, В_щ,

В_л была приведена ранее.

Общий расход сырья на 1000 м³ плит определяют по следующим формулам:

дровяное долготье:

пл.м³/1000 м²



4. Расчёт оборудования

Выбор рубительной машины.

Сырье подается в производство в виде кондиционной щепы. Подготовка сырья к производству плит, состоящая в приготовлении кондиционной щепы, включает следующие операции: разделку древесины на размеры, соответствующие приемному патрону рубительной машины; рубку древесины на щепу; сортировку щепы для отбора требуемого размера с доизмельчением крупной фракции и удалением мелочи; извлечение из щепы металлических предметов; промывку щепы для очистки ее от грязи и посторонних включений.

При переработки отходов лесопиление в щепу применяются дисковые рубильные машины. Принимаю дисковую рубильную машину МРН - 50, с производительностью 50 пл. м³/час

Технологическая характеристика

Производительность, м3/час	50
Диаметр ножевого диска, мм	2140
Форма диска	Плоская
Частота вращения ножевого диска мин-1	375
Число режущих ножей, шт.	10
Длина	5750
Ширина	3140
Высота	3892
Масса, т.	35,85

Необходимое количество сырья-круглой древесины для технологических нужд составляет 60 % от всего сырья на программу и равно 90000 пл. м³/год



Принимаю одну рубительную машину МРН-50.

Размольное отделение.

Выбираю дефибратор марки RT-50. Производительность дефибратора П_у, кг/ч, можно определить по следующей формуле:

П_ч = 60Fбпс_w К_в К_u, (8)

где F- площадь поперечного сечения червяка нижнего винтового конвейера, м²

D - наружный диаметр червяка, м;

i - отношение диаметра вала к наружному диаметру червяка

а - шаг червяка, м;

п - частота вращения вала с червяком, мин^-1;

р_w - плотность древесины при заданной влажности, кг/м³.

К_в - коэффициент, учитывающий выход древесноволокнистой массы, К_в определяем при следующих условиях: содержание коры 12%, гнили 5%, температура термообработки щепы 185°С, длительность термообработки 1 мин, количество мелкой фракции - 0. К_в = 0,9

К_u-коэффициент использования машины, учитывающий также запол-нение винтового конвейера. Принимаем К_и = 0,35.

Для дефибратора RT-50: D=290 мм; d=75 мм; а= 0,2 м;

Найдем отношение диаметра вала к наружному диаметру червяка, по формуле

(9)



Далее находим площадь поперечного сечения червяка нижнего винтового

конвейера, F, м²

(10)

n - принято равным 14 мин^-1 , что соответствует частоте вращения приводного вала 14*3=42 мин. Плотность древесины , кг/м³, определяется по следующей формуле:

(11)

где с_усл - условная плотность древесины, для сосны из западной Сибири 381 кг/м³;

W_др - абсолютная влажность древесины, 40 %;

Тогда часовая производительность дефибратора равна

П_ч = 600,06150,214533,4 0,9 0,35=124 кг/ч.

Производительность рафинатора МД-23 берут по паспортной характеристике, которая равна 50 т/сут.

Количество потребного размольного оборудования определяют по формуле:

(12)

где g_в - количество абс. сух. волокна потребного для производства

П_ч - производительность машины т/ч;

N_р - резервное число машин. Обычно принимают N_р = 0,5 1,0.

Принимаем 1 дефибратор и 1 рафинатор.

Расчет ёмкости и количества массных бассейнов ведут исходя из запаса на 1-2 часа работы отливной машины.

Объем массы, подлежащей хранению - будет равен:

,м³ (13)

где Т - количество часов работы отливной машины на принятом запасе древесноволокнистой массы, принимают Т = 1,5 ч;

р_м- плотность древесноволокнистой массы низкой концентрации, принимают равной плотности воды 1000 кг/м³;

К_м - концентрация массы в бассейне, К_м = 3%.

Бассейны на современных предприятиях сооружают вертикальной грукции, круглые, емкостью до 35 м³. Количество бассейнов следует определять по формуле:

(14)

где V_б - емкость принятого бассейна, м³;

К_з - коэффициент заполнения бассейна, Кз = 0,9.

(15)



Принимаем 1 бассейн марки ММ-35.

Отделение проклейки.

Производительность эмульгатора зависит от его емкости и продолжительности эмульгирования:

(15)

где g_г - количество массы гидрофобизирующего состава, загружаемого в эмульгатор, кг;

К_и - коэффициент использования машины, К_u=0,9;

Т_ц - полный цикл всей операции (загрузка, эмульгирование, перекачка), 120 мин;

Раствор серной кислоты готовится и хранится в резервуарах.

Масса волокна в 1000 м² плит 2971 кг. Парафиновой эмульсии в 1000 м² плит 1% и состовляет g_г=2971*1/100=29,7 кг

На 1000 м² плит требуется 29,7 кг. Гидрофобизирующего вещества в час производится 1320 м² плит, следовательно масса гидрофобных добавок будет равна g_г=1,32*29,7=39,2 кг.

Производительность эмульсатора при его емкости 1 м³.

Потребное количество эмульсаторов:

Подлежит хранению готовой эмульсии. Расходные емкости должны иметь запас древесноволокнистой массы на 1-2 смены работы отливной машины. Емкость проклеивающего состава (осадителя), подлежащего промежуточному хранению, рассчитывается по формуле



g_n - количество проклеивающего вещества или осадителя, где требуемого для

производства, т/ч;

Т - количество часов работы отливной машины на принятом запасе, ч;

с_n - расчетная плотность рабочего проклеивающего состава (раствора), кг/м³;

К_n - концентрация рабочего проклеивающего состава (раствора), в %.

6.04

Для хранения необходима емкость размером

При высоте ёмкости 3 метра диаметр будет равен 1,75 м.

Отливное отделение.

Производительность отливной машины рассчитывается по формуле:

П_ч = 60 g b v К_и , (16)

где g - расчетная масса 1 м готовой плиты, кг;

b - ширина готовой плиты, м;

v - скорость движущейся сетки, м/мин для отливной машины марки ХВ-1700 V=15 м/мин;

К_u - коэффициент использования машины (0,9-0,95).

Принимаем одну отливную машину марки ХВ-1700.



Отделение термообработки и увлажнения.

Производительность камеры термообработки периодического действия (кг/ч) вычисляется по формуле:

(17)

где g - расчетная масса 1 м готовой плиты, кг;

b - ширина готовой плиты, м;

l - длина готовой плиты, м;

п - количество промежутков (полок) у вагонетки,

т - число плит, размещаемых на одной полке. Обычно одна плита длиной

5,5 (6,1) м;

К_u - коэффициент использования камеры (0,9);

Т_ц - продолжительность полного цикла термообработки, мин

Т_ч = ф_m + ф_б

где ф_т - время непосредственно тепловой обработки,300 мин

ф_б - время вспомогательное, необходимое для загрузки и выгрузки вагонетки, мин; ф_б можно принять 15 20 мин.

Потребное количество камер Н1-23:

Принимаем 4 камеры Н1-23.

Производительность камеры увлажнения кг/ч можно расчитать по формуле, учитывая что камера проходного типа:



(18)

Где z- число вагонеток, одновременно размещаемых в камере;

Т_ц- продолжительность выдержки в камере, 380 мин.

Потребное количество камер:

Расчёт проклеивающих составов.

При расчете древесного сырья задаются расходом гидрофобизирующих и проклеивающих добавок к абсолютно сухой, массе волокна. Количественный расход проклеивающих веществ составит: на 1000 м² плит в кг воздушно-сухих плит в кг.

(19)

Отделение форматной резки.

Производительность линии форматной обрезной установки определяется по формуле:

П_ч = 60 U b К_u , (20)

Где U - скорость подачи при продольной обрезке, м/мин. Рабочая

скорость = 26 м/мин.



Список используемой литература

С.П. Тришин, В.В. Стриженко, «Учебное пособие по курсовому проектированию для студентов спец. 2602» Москва-2002., 92 стр.

Шварцман Г.М., Щедро Д.А. «Производство древестностружечных плит - М.: Лесная промышленность, 1987»

Карасев Е.И. «Оборудование предприятий для производства древесных плит-М:. Лестная промышленность, 1988»

Отлев И.А., Штейнберг Ц.Б. «Справочник по древестностружечным плитам - М: Лесная промышленность. 1989»

Размещено на Allbest.ru

...