密度板由木質纖維與樹脂膠混合成型,經(jīng)熱壓成為板材,它具有木材和優(yōu)于木材的物理和加工性能。產(chǎn)品性能穩(wěn)定、強度高、表面光滑、結構均勻、邊緣牢固、耐水性好,中纖板可進行鋸、割、起槽、鉆孔、開榫、雕刻等機械加工,表面可行進各種高質量的加貼、涂飾處理。適用于制作家具、鋼琴、家電音響殼體、也是車船、建筑內(nèi)裝修的理想材料。
1969年美國在刨花板和硬質纖維板的基礎上首創(chuàng)了密度板。由于采用了各種先進的自動化控制技術,工藝過程得到了嚴格的控制。因此,其物理學性能類似于自然木材。參見表一:
與大多數(shù)的企業(yè)不同,密度板企業(yè)是一種木材綜合利用型,變廢為寶的企業(yè)。其主要的生產(chǎn)原料取自山場上木材采伐剩余物和木材和加工剩余物,少量的取自人工幼林間伐材。
由于密度板的優(yōu)點十分突出,二十幾年來世界各地積很推廣這項新技術。目前我國已有三十多條年產(chǎn)一萬立方米以上的生產(chǎn)線,并且正在迅速地擴展。
通常一棵成材的樹經(jīng)過采伐,只有2/3的材積送去進一步加工.經(jīng)過加工僅有28%的材積成為可供其它行業(yè)利用的板材和方料,其余均成了木材加工剩余物。參見表
如上表二中,山場上的樹梢、樹枝以往在山上直接燃為灰燼,現(xiàn)在則可用小型的削片機削成木片運往密度板廠作為原料,在木材加工廠,原木加工剩下的板皮,邊條等也均是生產(chǎn)密度板的好原料,以上兩項占一棵樹的37-45%。因此,密度板的生產(chǎn)過程確是一個變廢為寶的過程。
生產(chǎn)實踐表明,密度板企業(yè)的原料能夠(也應當)以收集木片為主,而只存貯10%-15%板皮、間伐材作調節(jié),防止雨季困缺山場木片停產(chǎn)。
與造紙不同,密度板在材種方面并沒有非常苛刻的要求。從理論上講松雜比七比三,實際運行表明只要工藝方面作適當?shù)母倪M,松雜比可以三比七。但無論如何樹皮含量不得很過10%。
通常,一立方米的密度板可替代三立方米的優(yōu)質木材。因此,它普遍受到用戶的歡迎。如:一臺鋼琴,在擬往的生產(chǎn)過程中需用五立方米原木,經(jīng)過制材和挑選,才能滿足生產(chǎn)用料。現(xiàn)在采用密度板后,0.95m3可生產(chǎn)一臺鋼琴。在家具行業(yè),由于采用了密度板,使生產(chǎn)過程實現(xiàn)了機械化,中纖板利用率比原木大幅度提高,可使用材量下降二分之一以上,減少了原料堆放場地,并且由于中纖板是成熟的板材,不必象原木那樣進行預處理一年至兩年,因此加快了資金周轉。從全國的家具行業(yè)看采用中纖板與其它人造板配合制造家具已成為不可逆轉的趨勢。
在正常的情況下,生產(chǎn)一立方米的,密度板約需木質原料1.75m3(實積)。在其生產(chǎn)過程中,除了毛板修邊和砂光造成木質材料損失之外,木片的篩選、水洗也要消耗少量木質材料,然而較難于估算的是由生產(chǎn)流水線不正常所造成半成品的損失。同樣一條生產(chǎn)線在其不正常的情況下,如故障停機率20%-30%,生產(chǎn)原料消耗為1.8-3.95m3/m3中纖板,而經(jīng)過努力,故障停機率下降到3%時,實際生產(chǎn)的木材消耗為1.67m3/m3。在正常的生產(chǎn)狀態(tài)下,木質材料損耗參見表三。
在不正常的情況下,熱磨機每啟動一次就要損失15分鐘的半成品(纖維),停機時間過長的施膠纖維也將報廢(通常有幾十立方米纖維);此外由于風送系統(tǒng)不正常引起的損失也是比較嚴重的——少則幾立方米,多則幾十立方米。因此不正常的停機是一個節(jié)材的大敵。解決這一難點全靠設備管理和生產(chǎn)工藝管理。
參見表三,原料篩選和水洗所得的垃圾及砂光粉等是無法回收再利用的廢棄物,只好將其轉化為熱能(請參見后文)。而占7%的毛板邊條則可通過進一步加工作為類細木工板使用。參見下圖,這是一張可茲利用板材,它可作為門板或桌面等等。
如上圖,板邊去除毛屑之后,涂上膠粘劑,拼接后兩面用木質單板或膠合板壓合成板。這是一種簡單而實用的技術。國內(nèi)已有一些小企業(yè)從事這項產(chǎn)品的生產(chǎn),并且取得較好的效益。
目前,新型的密度板生產(chǎn)線,采用了連續(xù)式滾壓平壓方法的熱壓機,這種壓機的一大優(yōu)點是一次性橫截齊邊,減少了齊邊損失,可使用材量下降2%至3%。
密度板生產(chǎn)過程的熱能消耗是比較大的。國內(nèi)已建的生產(chǎn)線絕大多數(shù)采用多層壓機,三大耗熱能主機為:熱磨機、干操機和熱壓機,并且多以蒸汽作為熱介質。經(jīng)能量平衡測試,全線能源利用率約30%,其中熱能利用率更低。
以年產(chǎn)五萬立方米的生產(chǎn)線計,年耗煤一萬噸左右(白煤),發(fā)熱量以18000干焦/公斤計)。生產(chǎn)線三大耗能設備實際總需要熱能為燃煤輸入總熱量的27%左右。
如表三所示,以年產(chǎn)五萬立方米的生產(chǎn)線計可產(chǎn)生約5000噸木質廢棄物,經(jīng)化驗其發(fā)熱量為17000-20000千焦/公斤。因此,從理論上分析這些廢料已足夠提供生產(chǎn)線所需的全部熱能。
可供利用的節(jié)約熱能的方法有:
A、木質垃圾與燃煤的鍋爐中混燒}而木粉可噴入爐堂直接燃燒,若造成氣旋方式燃燒,效果更好。木粉還可以用氣旋燃燒室燃燒直接轉化為熱氣流,直接提供干操系統(tǒng)使用。
B、將木質廢料氣化成為可燃性氣體,再行輸送和使用。
C、采用熱油作為熱壓機的熱介質,降低壓機的熱耗。
D、利用煙氣余熱作為干燥系統(tǒng)補充熱源。
E、在歐州近兩年開發(fā)的密度板生產(chǎn)線已采用了新型的熱能供給系統(tǒng)(ITI)。它將本生產(chǎn)線所產(chǎn)生的木質廢料通過專門的廢料爐進行燃燒,并在產(chǎn)生蒸汽的同時熱油,分別向熱磨機、熱壓機供汽、供熱。也將煙氣的余熱引用至于燥系統(tǒng)。使生產(chǎn)線達到熱能自供的要求。
在電耗方面,中纖板生產(chǎn)線素有用電大戶之稱。年產(chǎn)五萬立方米的生產(chǎn)線日耗電量約六萬千瓦時。其中是熱磨主電機,耗電占生產(chǎn)線總電耗的40%-50%;其次各類風機占12%-15%。依能耗費用計算,生產(chǎn)線電費已占總能耗費用的55%。因此,節(jié)電已成眾多廠家普遍重視的問題。目前,在節(jié)電方面作得較好的企業(yè),每立方米中纖板的電耗已下降至300kW.h以上,較低者可達255kW.h/m3;而不少企業(yè)電耗仍然維持在400KW/m3以上。
可供采納的節(jié)電措施大致有下列幾個方面:
1、以隨機就地補償為主,集中補償為輔,搞好電網(wǎng)的功率因數(shù)補償。就地補償?shù)膬?yōu)點是能夠降低線路損耗。這項工作著作得好,可使電網(wǎng)線損從7%一10%降至4%-6%。采用隨機就地補償裝置節(jié)電率為5%——22%。投資回收期三個月至一年。電網(wǎng)功率因數(shù)保持在0.91—0.94為好。
2、由于電價昂貴,將雙向運轉的磨盤改為單向運轉的磨盤,是值得的。雖然雙向磨盤使用壽命較長,但電耗明顯高于單向磨盤。單向運轉的磨盤若能進一步改進還可進~步降低電耗。據(jù)有關的實踐表明,經(jīng)技術改進后,熱磨電耗可下降三分之一左右。
3、風機、水泵的動力應改為變頻調速,取消閥門和風門等調節(jié)機構。其節(jié)電率可達18%-46%。一般投資回收期只需半年至一年。若變頻器能與自動化系統(tǒng)(如PLC)聯(lián)接在一起,則節(jié)電效果將更好。