中密度板生產(chǎn)工藝包括生產(chǎn)部分和輔助部分(以木材原料為主)。 生產(chǎn)部分包括原料堆場和備料、熱磨施膠干燥、鋪裝預(yù)壓熱壓、后處理、中間儲存及砂光工段。輔助部分有實(shí)驗(yàn)室、磨刀間和維修間等。
(一)原料堆場
原料堆場是生產(chǎn)工藝的組成部分。原料在儲存過程中,受自然條件的影響而減少水分和均衡含水率,能減少樹脂含量及果膠、淀粉、蛋白等成分,有利于原料質(zhì)量的穩(wěn)定,使原料更適于解纖。而不恰當(dāng)?shù)脑蟽Υ娣绞胶凸芾矸椒?,不但會造成原料的腐朽變質(zhì)和浪費(fèi),甚至?xí)谢馂?zāi)的隱患。
在設(shè)計(jì)中必須根據(jù)工廠的生產(chǎn)規(guī)模、工藝流程、原料種類、儲存季節(jié)、場地利用和防火規(guī)范要求等來綜合考慮原料堆場的儲存方式和面積、工藝布局。原木進(jìn)場后應(yīng)按樹種和徑級以及進(jìn)場時(shí)間的先后順序分類歸堆??紤]到原料供應(yīng)的季節(jié)性作業(yè)和由于市場變化、運(yùn)輸?shù)炔豢深A(yù)測的因素,會使原料供應(yīng)不及時(shí)而影響正常生產(chǎn),為滿足企業(yè)的正常連續(xù)生產(chǎn)必須要有一定的儲備量。對于木材原料來說,原木儲存量不能少于1個(gè)月的正常生產(chǎn)的需要量。以3~4個(gè)月的生產(chǎn)需要量為較佳。采用鏟車堆垛作業(yè)工藝,堆積高度按3 -5m 計(jì)算;外購到廠的木片可用簡易棚或露天堆場堆放,露天堆場的木片堆積高度可達(dá)20~ 30m。為避免原料堆1自2m致火災(zāi)和腐爛變質(zhì),堆垛之間要求留有足夠的垛間距及通風(fēng)道。堆~間距一般在1~2m,至少不小于0.5m;垛組間距~般在l0-15m,垛區(qū)間距~般為15~25m。原料場較好設(shè)置在生產(chǎn)區(qū)的下風(fēng)向,堆垛長度方向應(yīng)與常年主導(dǎo)風(fēng)向成~個(gè)角度,以利通風(fēng)。
非木材植物纖維原料則在很大程度上受季節(jié)影響,必須根據(jù)原料收購季節(jié)和運(yùn)輸條件等來考慮原料儲存期、儲存面積及儲存方式。這些原料一般用打捆方式運(yùn)進(jìn)料場儲存,儲存期一般在6個(gè)月以上,棉桿、蔗渣類的儲存量在6~9個(gè)月,蘆葦、秸稈為7~10個(gè)月,竹材一般為2~3個(gè)月。可采取分場地儲存,但生產(chǎn)區(qū)內(nèi)至少要儲存1~3個(gè)月的生產(chǎn)用量。儲存期間的含水率一般控制在10%~15%為宜。
原木堆場應(yīng)就近備料工段周圍布置,并考慮消防通道和消防用水。原木堆場面積按式(2-1)計(jì)算。
s=nQ/12Hk1k2
式中 S-原木堆場面積,m2;
Q——年需原木數(shù)量,m3;
n——計(jì)劃儲存月數(shù);
H-堆垛高度,取3.0~5.Om;
k1-場地利用系數(shù),取0.6~0.7;
k2——實(shí)積系數(shù),取0.35—0.7。
中密度纖維板工藝設(shè)計(jì)規(guī)范要求木材原料中樹皮含量小于10%(體積分?jǐn)?shù),下同);木片中樹皮含量小于8%。引進(jìn)設(shè)備的生產(chǎn)工藝,要求木材原料中樹皮含量小于8%0基于國內(nèi)中密度纖維板生產(chǎn)原料枝椏材和小徑木較多、原料的樹皮含量大的現(xiàn)實(shí)狀況,為保證板的質(zhì)量,需采取控制樹皮含量的措施。
控制樹皮含量的有效方法之一就是增加剝皮工序。剝皮工序分人工和機(jī)械兩種,生產(chǎn)規(guī)模較小的生產(chǎn)線,當(dāng)要求原木剝皮時(shí)也往往用人工剝皮。規(guī)模較大的生產(chǎn)線以及引進(jìn)外國設(shè)備生產(chǎn)線,都配套裝備有剝皮機(jī)。特別是大型規(guī)模的連續(xù)平壓生產(chǎn)線,要求在篩選前的木片樹皮體積分?jǐn)?shù)小于5%,因此必須對原木進(jìn)行剝皮。機(jī)械剝皮大致有兩種采用方式:
(1)原木在轉(zhuǎn)筒中翻滾靠自身互相摩擦使樹皮剝落,剝皮能力取決于進(jìn)給的喂料量和原木在筒中停留的時(shí)間。這種方式適用于比較平直的原木和小徑木。
(2)剝皮時(shí)主要靠轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動接觸原木,靠與焊在轉(zhuǎn)子上的凸鐵塊摩擦將樹皮剝下來。這種方式適用于彎曲原木、小徑木(較小直徑60mm)和大徑木;對不同樹種易于調(diào)整。
3.削片工序
生產(chǎn)工藝要求在分離成纖維前先將原料切削成一定規(guī)格的木片或碎片(指非木材原料的切片)。木片或碎片的質(zhì)量是根據(jù)削片的大小、均勻程度而定,要求木片大小合格、均勻。木片規(guī)格以長度15~30mm、寬度15~25mm、厚度3~Smm,含水率大于35%為宜;禾本科秸稈類原料切成長度為30~50mm為宜。為獲得質(zhì)量合格的木片,須用機(jī)械方法將原料進(jìn)行切削。常用的削片機(jī)有鼓式削片機(jī)和盤式削片機(jī)兩類。
4.篩選工序
由于工藝要求木片的規(guī)格尺寸要均勻,為了獲得合格均勻的木片,必須將木片中的很大木片分離再碎,將碎屑進(jìn)行篩除。常用的篩選機(jī)有擺動式平篩和振動式平篩兩種。擺動式平篩的篩體作平面擺動,木片從上方進(jìn)料口進(jìn)入,層篩出很大木片,第二層篩網(wǎng)將合格木片從該層出料口排出進(jìn)人生產(chǎn)線,碎屑則通過篩網(wǎng)漏到底部排出。振動式平篩的篩體作平面振動或垂直振動以達(dá)到木片分選的目的。經(jīng)篩選后的木片組成應(yīng)符合表2—5的要求。
5.木片的儲存
根據(jù)工藝設(shè)計(jì)規(guī)范,削片機(jī)采用1班生產(chǎn),料倉必須具有大于16h生產(chǎn)用量的儲存 量;削片機(jī)采用2班生產(chǎn),料倉必須具有大于8h生產(chǎn)用量的儲存量。
生產(chǎn)實(shí)踐證明,削片機(jī)采用3班生產(chǎn)時(shí),料倉具有大于3h生產(chǎn)用量的儲存量才能夠 滿足生產(chǎn)的要求。
料倉的形式按結(jié)構(gòu)區(qū)分,可分為金屬結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、金屬與混凝土混合結(jié)構(gòu);按 形狀區(qū)分,可分為長方形和圓柱形。木片由料倉上部進(jìn)入,從底部排出。為防止木片產(chǎn)生 “搭橋”現(xiàn)象,在料倉內(nèi)壁可嵌焊三角鐵塊,并在出料的倒錐體外壁上安裝電動振蕩器。 倒錐體的錐角為550~600。比較常用的料倉為金屬結(jié)構(gòu)的長方形料倉。
6.木片的運(yùn)輸
木片的輸送設(shè)備主要有帶式運(yùn)輸機(jī)、螺旋運(yùn)輸機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)、埋刮板運(yùn)輸機(jī)、斗式 提升機(jī)和氣力輸送系統(tǒng)。
帶式運(yùn)輸機(jī)在運(yùn)輸木材碎料時(shí)的速度一般取0.6~1.6m/s。普通帶式運(yùn)輸機(jī)傾角一般 不大于180,若很過180,則須采用特殊皮帶如人字皮帶,以防木片下滑,這樣處理運(yùn)輸機(jī) 的傾角可以達(dá)到26度~28度。也有傾角達(dá)到450~550的大傾角皮帶運(yùn)輸機(jī),但設(shè)備投資較 高。
螺旋運(yùn)輸機(jī)的傾角可以達(dá)到300,且密閉性好,能均勻下料,適用于在不太長的距離 內(nèi)運(yùn)輸散碎物料。
刮板運(yùn)輸機(jī)的傾角可以達(dá)到45度。刮板運(yùn)輸機(jī)的生產(chǎn)率較低,特別是傾斜運(yùn)輸時(shí),隨 著傾角的增大,生產(chǎn)率急劇下降。而埋刮板運(yùn)輸機(jī)能彎曲、傾斜和直立提升,不會揚(yáng)起灰 塵,但生產(chǎn)率較低。斗式提升機(jī)用于提升散狀物料,工作速度范圍為0.8~2.5m/s,運(yùn)行 平穩(wěn)無噪聲,檢修方便。
氣力輸送系統(tǒng)是較為簡便的輸送木片的設(shè)備,一般采用的空氣與木片的混合質(zhì)量比為 0.3~0.5,輸送風(fēng)速為22~30m/s。由于風(fēng)送過程中木片不斷與管壁發(fā)生劇烈碰撞,使木 片形態(tài)變壞,影響纖維質(zhì)量,且原料損耗加大;再加上氣力輸送系統(tǒng)能耗大,運(yùn)行成本 高,因此絕大部分新建廠,尤其是上規(guī)模的廠幾乎不采用這種輸送方式。但對灌木類原料 如沙柳,其切削木片較細(xì)碎,堆積密度低,含水率較低,則較適宜用氣力系統(tǒng)輸送。
一般生產(chǎn)中較常用的是帶式運(yùn)輸機(jī)、螺旋運(yùn)輸機(jī)與斗式提升機(jī)相結(jié)合的輸送方式:
7.木片的清洗
中密度纖維板生產(chǎn)所用木片,特別是外購木片混有大量泥沙、石塊甚至金屬物、泥沙 等雜物占質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1%~3%,有的高達(dá)5%。中密度纖維板國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定板的含沙量不 得大于0.05 %:而根據(jù)IS0 3340標(biāo)準(zhǔn),要求在熱磨機(jī)進(jìn)料口的木片含沙量不得大于 O.04 %,因此木片清洗是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。
木片通過篩選已去掉了泥沙等雜物的大部分,對于質(zhì)量要求一般,主要生產(chǎn)中厚板的 生產(chǎn)工藝要求是可以滿足的,但對于質(zhì)量要求高,主要生產(chǎn)薄板的生產(chǎn)工藝要求是不夠 的,必須對篩選后的木片做進(jìn)一步的清洗。
木片清洗可分為水洗和干洗兩種方式。
水洗方法能有效地清除各種雜物,木片質(zhì)量好,能提高磨漿纖維質(zhì)量,在清洗的同時(shí) 進(jìn)一步加濕木片。水洗后木片含水率一般在50%以上,有利于纖維分離和板的質(zhì)量=根據(jù) 我國原料的現(xiàn)狀,采用水洗比較合適。但木片水洗耗水量大,又有污水處理問題,且造價(jià) 較高:因此,目前除了引進(jìn)生產(chǎn)線配套有水洗設(shè)備,國產(chǎn)生產(chǎn)線甚少采用。水洗設(shè)備較為 復(fù)雜。常見的有螺旋脫水式和振動篩脫水式兩種c兩種設(shè)備的原理和結(jié)構(gòu)類似,只是一種 采用螺旋機(jī)脫水,另一種采用振動篩脫水。設(shè)備的組成部分大致有攪拌洗滌、重物分離定 量排出、濾水排污、沉淀和浮選凈化、水循環(huán)系統(tǒng)等:
干洗又稱風(fēng)洗,利用風(fēng)量、風(fēng)壓的調(diào)整和機(jī)械振動力,將不同重量的雜物與木片分 開。一般原料單一或已除掉樹皮的削片,采用此法清洗效果明顯:干洗沒有污水產(chǎn)生,但 系統(tǒng)的噪聲較大,相對水洗其造價(jià)較低,但干洗的木片質(zhì)量不如水洗。國外干法中密度纖 維板生產(chǎn)線多采用此法,我國早期引進(jìn)生產(chǎn)線也有采用干洗方式,主要在廣東一帶。
干洗設(shè)備常用的有干洗機(jī),又稱風(fēng)洗機(jī)。木片由進(jìn)料口落入振動器中,通過振動使木 片與泥沙等雜物分離。清潔的木片從排料口進(jìn)入生產(chǎn)線,泥沙等雜物被氣流送入旋風(fēng)分離 器,氣固分離后泥沙雜物由下端排出,空氣則返回風(fēng)送系統(tǒng)循環(huán)工作。整個(gè)系統(tǒng)為全封閉 式。干洗和水洗方式性能比較如表2-6。
(二)備料
備料是中密度纖維板生產(chǎn)的道工序,目的是把木材或其他非木材植物纖維原料, 按照纖維分離工藝和設(shè)備的要求,切成一定規(guī)格的碎片并加以凈化。備料包括剝皮、削 片、篩選、木片儲存和清洗工序。一般完整的備料工藝流程如圖2-1所示。
1.備料工藝流程簡述(以木材原料為主)
原木裝載機(jī)將木材原料由廠里的原木堆場運(yùn)送至備料工段的剝皮生產(chǎn)線上,帶皮原木 經(jīng)鏈條進(jìn)給運(yùn)輸機(jī)送人剝皮機(jī),然后通過運(yùn)輸機(jī)送人削片機(jī),在削片機(jī)前裝有金屬探測 器,避免帶金屬的原木損壞刀盤。進(jìn)入削片機(jī)的木材被削成規(guī)格木片,經(jīng)由運(yùn)輸機(jī)械送入 木片儲倉儲存。在軟材、硬材嚴(yán)格按比例混合的情況下,采用兩個(gè)儲倉,分別儲存軟材和 硬材木片。根據(jù)工藝配比,由出料裝置控制出料量,使軟硬木片按要求的比例均勻混合。
中密度纖維板生產(chǎn)所用原料混有大量的樹皮以及泥沙、石塊甚至金屬物,必須采取措 施予以清除。因此,木片經(jīng)運(yùn)輸機(jī)送至篩選機(jī)進(jìn)行篩分,在除去過大的和過小的木片和雜 物后,將合格木片送至清洗設(shè)備,除去泥沙、小碎石、污物及金屬塊等。凈化后的木片經(jīng) 運(yùn)輸機(jī)械送往熱磨工段。
2.剝皮工序
樹皮占樹木體積分?jǐn)?shù)的6%~20%,平均為10%;占制材板皮的10%,占小徑木和枝 椏材的13%~28%,平均為20%以上。樹皮中含有較多的抽提物,當(dāng)纖維原料中的樹皮 含量大時(shí),會導(dǎo)致板的強(qiáng)度下降、吸水率提高、板面色澤不均,從而影響板的質(zhì)量。
實(shí)驗(yàn)得出表2-3所示的數(shù)據(jù),當(dāng)板子密度為700kg/m3、施膠量為8%時(shí),隨著樹皮 混合比例的增加,板子的強(qiáng)度呈下降趨勢;同時(shí)也可看出,在混合率一定時(shí),不同長度纖 維的板子隨著纖維質(zhì)量的下降也呈下降趨勢。
(三)熱磨工段
熱磨工段包括熱磨、施膠、干燥和風(fēng)選工序,其工藝流程簡述如下:
清洗好的木片經(jīng)過磁鐵除去鐵塊,進(jìn)入熱磨機(jī)前的預(yù)熱料倉臨時(shí)儲存及預(yù)熱,預(yù)熱的 飽和蒸汽壓力為0.2~0.3MPa。預(yù)熱料倉裝有料位指示器,可觀測木片的過滿或空缺。木 片經(jīng)振動給料器,木塞螺旋進(jìn)入垂直蒸煮器進(jìn)行蒸煮軟化,增加含水率。蒸煮器配有γ射 線料位計(jì),用來控制料位和預(yù)置蒸煮時(shí)間。木片在蒸煮軟化后由運(yùn)輸螺旋送入熱磨機(jī)進(jìn)行 纖維分離。在熱磨系統(tǒng)中配有啟動分離器,熱磨機(jī)啟動時(shí),通常開始熱磨的纖維質(zhì)量不符 合生產(chǎn)要求,這些不合格纖維通過排料閥和排料管進(jìn)入啟動分離器,然后落入廢料堆場。 當(dāng)纖維質(zhì)量達(dá)到生產(chǎn)要求時(shí),排料閥關(guān)閉,生產(chǎn)出料閥打開。
與此同時(shí),膠料和熔化的石蠟根據(jù)工藝要求按一定比例與合格纖維充分混合,借助熱 風(fēng)將施完膠的纖維送入閃急式管道干燥機(jī)進(jìn)行干燥。
干燥采用加熱空氣為載體,施好膠的纖維在管道中被熱風(fēng)吹送前進(jìn)。熱空氣入口溫度 為110~230℃,纖維含水率60%~80%,出口溫度60~75℃,纖維含水率8%~13% (干燥后施膠則要求纖維含水率為3%~5%)o干燥好的纖維被送人高效旋風(fēng)分離器,在這 里纖維和濕空氣分離,濕熱空氣排到犬氣中。干纖維通過旋轉(zhuǎn)出料器排出,對纖維質(zhì)量要 求特別高的生產(chǎn)線,還要配置風(fēng)選裝置,進(jìn)一步剔除纖維中的膠團(tuán)和纖維粗桿。然后纖維 通過計(jì)量裝置被準(zhǔn)確稱出重量,該裝置還可按預(yù)置定的膠和纖維的比例控制施膠量。之后 送至干纖維料倉儲存。干燥系統(tǒng)安裝了火花探測和自動滅火系統(tǒng),可以在發(fā)生火花時(shí)及早 發(fā)現(xiàn)將之撲滅;一旦發(fā)生火警,著火纖維可從旋轉(zhuǎn)出料器后的分流管排出。
1.熱磨工序
中密度纖維板的制造過程,對植物纖維來說,是一個(gè)先分離而后又重新結(jié)合的復(fù)雜變 化過程。這里的分離,又稱制漿或解纖,是指將植物纖維原料分離成所需要的細(xì)小單體纖 維的工藝過程。纖維分離是中密度纖維板生產(chǎn)工藝中確保產(chǎn)品質(zhì)量較重要的工序之一,它 就發(fā)生在熱磨工序。
(1)決定纖維板產(chǎn)品強(qiáng)度的主要因素。決定纖維板產(chǎn)品強(qiáng)度的主要因素是熱壓后分離 纖維在板中重新結(jié)合的情況。當(dāng)纖維分離得越細(xì),其比表面積就越大,纖維表面上游離羥 基數(shù)量就越多,纖維表面持有足夠數(shù)量的游離羥基是纖維之間形成結(jié)合的前提基礎(chǔ),也就 是影響纖維結(jié)合力的重要因素。因此,對纖維分離的基本要求是:在纖維盡量少受損失的 前提下,消耗較少的動力將植物纖維原料分離成單體纖維,并使纖維具有一定的比表面積 和交織性能,這也是熱磨工序要達(dá)到的目的。
(2)纖維分離工藝確定時(shí)要注意兩個(gè)問題。
①纖維質(zhì)量:纖維損傷小,保持完整形態(tài)多,具有一定的比表面積和交織性能,以利 于增加纖維板的強(qiáng)度。
②纖維得率:纖維得率高,可以降低原料消耗。
(3)纖維分離的方法。纖維分離的方法有機(jī)械法、化學(xué)機(jī)械法、爆破法和熱磨法四大 類別。
①機(jī)械法。直接將植物纖維原料(預(yù)先用水浸泡或不浸泡)進(jìn)行機(jī)械分離。優(yōu)點(diǎn):纖 維得率高、顏色淺;缺點(diǎn):纖維切斷嚴(yán)重、形態(tài)差、生產(chǎn)效率低、動力消耗高。
②化學(xué)機(jī)械法。先用少量化學(xué)藥品對原料進(jìn)行預(yù)處理,然后進(jìn)行機(jī)械分離。該法纖維 得率低、成本高,纖維有酸堿性,處理工藝復(fù)雜,且污染較嚴(yán)重。
③爆破法。將植物纖維在高壓容器中用高溫高壓蒸汽短時(shí)間處理,然后突然啟閥降 壓,原料內(nèi)部蒸汽瞬間膨脹使其爆破分離成纖維。該法纖維得率低,顏色深,對設(shè)備要求 高。
④熱磨法,又稱為熱力機(jī)械磨漿法。其基本原理是利用高溫飽和蒸汽(160—180℃) 加熱軟化(3~5min)木片中的木質(zhì)素,減弱纖維之間的結(jié)合力,然后在機(jī)械力作用下使 其受到強(qiáng)烈的摩擦而分離成為單體纖維或纖維束。該法纖維損傷小,而纖維得率高,一般 在92%~96%,高者可達(dá)98%。該法動力消耗相對小,是目前中密度纖維板制造業(yè)應(yīng)用 較為廣泛的方法。
(4)熱磨法的工藝要求。
①對原料木片及質(zhì)量的要求。原料較好選用單一樹種,如原料為多種樹種時(shí),混合時(shí) 一定要注意合理搭配,盡量選原料密度和纖維形態(tài)相近的樹種混合。木片的大小要均一, 特別要注意厚度的變化,它直接影響加熱軟化效果。原料相對含水率控制在40%~50%, 不要低于35%,太低時(shí)要進(jìn)行加濕處理。
②對木片進(jìn)料均勻的要求。木片進(jìn)料要均勻。進(jìn)料過多會出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象,或會影響纖 維分離質(zhì)量;進(jìn)料量太少,則影響熱磨機(jī)生產(chǎn)效率,也不利于保持均一的纖維質(zhì)量,還會 造成熱磨機(jī)進(jìn)料螺旋出現(xiàn)反噴的現(xiàn)象。
③對木片蒸煮處理的要求。蒸煮缸內(nèi)的飽和蒸汽壓力一般控制在0.8~1.OMPa,蒸煮 處理的時(shí)間一般控制在3~5min。蒸煮溫度為165℃左右,這可以降低熱磨時(shí)的動力消耗, 這是因?yàn)闇囟冗_(dá)到木素的熱可塑區(qū)域(針葉材為170~175℃,闊葉材為160~165℃)時(shí), 胞間層軟化,原料很容易被分離成纖維,動力消耗因此急劇下降。若溫度很過180℃,不 但動力消耗不再降低,纖維得率也減少。
在用非木材植物纖維作為制造原料時(shí),農(nóng)業(yè)秸稈類或草類進(jìn)行熱磨采用較低的溫度和 蒸汽壓力預(yù)熱處理,可以制得比較完整的纖維??傊瑧?yīng)根據(jù)原料種類、設(shè)備條件以及產(chǎn) 品品種等因素綜合考慮預(yù)熱蒸煮工藝。
④對研磨壓力的要求。研磨壓力高,增加耗電量,也影響產(chǎn)量。一般情況下,研磨壓 力要根據(jù)纖維濾水度或篩分值來調(diào)整,大致保持在0.6~1.2MPa。生產(chǎn)過程中研磨壓力是 以液壓壓力或以主電機(jī)消耗電流大小表示,研磨的液壓壓力要高于熱磨機(jī)蒸汽壓力的 3%~5%。
⑤對磨盤研磨間隙與磨片的要求。磨盤間隙越小,纖維的濾水度越高,所壓制的纖維 板強(qiáng)度也高,但動力消耗也相應(yīng)增高,可以用調(diào)整磨盤間隙的方法來控制熱磨纖維的質(zhì) 量。
磨片的齒型選擇應(yīng)根據(jù)原料的材種而異,磨片的材料應(yīng)選擇耐磨、耐腐蝕的合金鋼材 料。磨盤的盤片要平整。磨片的齒形要根據(jù)木片的材種和木片的軟化方法以及對產(chǎn)品的質(zhì) 量要求來選擇。
(5)中密度纖維板生產(chǎn)中對纖維原料使用的要求。
①原材料的合理搭配。實(shí)踐證明,全部采用針葉材為原料壓制的纖維板,其性能不一 定為較好,這是由于針葉材的纖維管胞壁厚呈管狀,細(xì)胞壁的厚度相對比纖維寬度要大, 纖維間的總接觸面積就變小。相反,闊葉材的纖維管胞、韌型木纖維、導(dǎo)管等則是薄壁結(jié) 構(gòu)而呈帶狀,這樣纖維間的接觸面積就大,結(jié)合交織性好,在熱壓過程中就容易壓成密度 和強(qiáng)度均高的纖維板產(chǎn)品。故在使用木質(zhì)混合原料時(shí),針闊葉材的搭配要合理,以針葉材 20%~50%、闊葉材50% N80%搭配為宜。在使用木材加工剩余物時(shí),纖維短的原料如旋 切單板、碎木等應(yīng)與纖維長的原料如制材板皮等搭配,前者所占比例應(yīng)在總量的10 %~ 20%為宜。 ②纖維質(zhì)量的衡量指標(biāo)。 (a)纖維分離度:纖維分離度指解纖后纖維分離的程度。纖維分離得越細(xì),纖維的比 表面積就越大,纖維的濾水性和透氣性就越差(纖維比表面積與濾水性呈反比),表明纖 維分離度越高。 纖維分離度是顯示纖維漿質(zhì)量的重要指標(biāo),它直接影響中密度纖維板生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品 質(zhì)量。一定范圍內(nèi),纖維分離度越高,即纖維越細(xì),板坯纖維之間的交織就好,板的強(qiáng) 度、耐水性及密度也隨之提高。纖維分離度用濾水度測定儀法測定,濾水度一般在15~ 25so (b)纖維篩分值:纖維篩分值是指纖維漿料中保留于或通過各種規(guī)格篩網(wǎng)的纖維重量 所占的百分比。有時(shí)兩種纖維的纖維分離度值基本相近,但纖維的長短、粗細(xì)比例大不相 同,也會影響成品板的性能。因此,要再通過測試?yán)w維篩分值以補(bǔ)充分析被分離的纖維質(zhì) 量狀況。 在實(shí)際生產(chǎn)中,通過調(diào)整纖維漿料篩分值,可改善纖維形態(tài)和漿料性質(zhì),從而提高板 產(chǎn)品質(zhì)量。篩分值有濕式和干式兩種測定方法,使用干式較方便。干式用標(biāo)準(zhǔn)篩測定,以 篩孔尺寸mm計(jì)。較好的纖維分值為:1.25mm以上的小于10%,1.25~0.25mm的大于 70%,0.25~0.125mm的小于20%。實(shí)際生產(chǎn)中,粗、細(xì)纖維的比率可以增加到2mm以 上不很過20%, 0.125mm以下不很過10%。表2-7為纖維分離質(zhì)量與中密度纖維板性能 的關(guān)系。 (C)纖維堆積密度:纖維堆積密度是指未經(jīng)壓實(shí),纖維呈松散狀的堆積密度。用纖維 堆積密度來檢測熱磨纖維質(zhì)量也是一種有效的簡單方法。 生產(chǎn)實(shí)踐證明,當(dāng)纖維松散密度在16~22kg/m3(纖維含水率為8%左右)時(shí),可壓 制合格的干法中密度纖維板;纖維松散密度在25~35kg/m3時(shí),可壓制較理想的干法高密 度纖維板。 2.施膠工序 由于干法制造工藝中纖維含水率低,可塑性差,纖維之間間隙大,僅靠一定的壓力和 溫度來達(dá)到成品板應(yīng)有的強(qiáng)度和其他性能是困難的,必須通過施加膠粘劑等添加劑才能滿 足成品板性能的全面要求。 所謂施膠工藝,就是在生產(chǎn)過程中對制備合格的纖維施加膠粘劑、固化劑、防水劑等 添加劑,以保證成品板應(yīng)達(dá)到的物理力學(xué)性能。在特殊需要時(shí)還可加入阻燃劑、耐腐劑 等,以增加纖維板的防火、防腐功能。 (1)膠粘劑。 ①對膠粘劑的工藝要求:要求樹脂膠的固體含量較大;有合適的固化速度;初粘度 小,滲透性好,不易使纖維粘結(jié)成團(tuán);游離甲醛低;適用時(shí)間長;儲存穩(wěn)定;與其他添加 劑有好的混溶性。 ②施膠量:一般施膠量為絕干纖維重量的8%~13 %(膠固體含量按100%計(jì))。 ③常用膠粘劑:常用的膠粘劑有脲醛樹脂膠、酚醛樹脂膠和三聚氰胺樹脂膠等。膠種 的確定,要根據(jù)樹脂膠的膠合性能、產(chǎn)品的用途和成本等綜合考慮。脲醛樹脂膠具有較好 的膠合強(qiáng)度和耐水性能,顏色淺,固化溫度低,適合于蓬松干燥的板坯熱壓時(shí)溫度上升較 慢的特點(diǎn),價(jià)格也較低,得到廣泛的應(yīng)用。目前,國內(nèi)中密度纖維板主要生產(chǎn)室內(nèi)型板, 以使用脲醛樹脂膠及其改性膠為主。 (2)防水劑。常用的防水劑有石蠟,它是一種疏水、易熔、柔軟的有機(jī)物質(zhì)。其防水 性能較好,來源豐富,價(jià)格便宜。石蠟外觀分白色和黃色,熔點(diǎn)48~58℃。 (3)其他添加劑。添加劑包括固化劑、緩沖劑、甲醛捕捉劑和染色劑等。 固化劑:常用的固化劑有氯化銨、硫酸銨、硝酸銨等,用量一般為膠固體含量的 1% N3%。氯化銨在使用前先配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的水溶液。 緩沖劑:常用的有尿素或六次甲基四胺或氨水,用量一般為膠固體含量的0.8%一 2%。 甲醛捕捉劑:尿素或其他類似功能產(chǎn)品,用量一般為膠固體含量的5%。 (4)中密度纖維板施膠(蠟)工藝特點(diǎn)。 ①有3種施膠工藝方法,一種是濕纖維在進(jìn)入干燥機(jī)前的輸送管道中施膠,又稱管道 施膠;另一種是纖維干燥后采用機(jī)械攪拌機(jī)進(jìn)行施膠;第三種是在濕纖維進(jìn)入干燥機(jī)前的 輸送管道中施一部分膠,然后在纖維干燥后采用機(jī)械攪拌機(jī)進(jìn)行施膠(組合施膠兩次或3 次)。 (a)管道施膠:優(yōu)點(diǎn)是施膠均勻,干燥介質(zhì)溫度較低,較終纖維含水率較高,著火機(jī) 會少,施膠工藝流程簡單,設(shè)備造價(jià)低。缺點(diǎn)是耗膠量相對大。國內(nèi)的中密度纖維板生產(chǎn) 線幾乎全部采用這種工藝路線。管道施膠的含量一般控制在40%~45%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。 (b)干燥后攪拌機(jī)施膠:優(yōu)點(diǎn)是耗膠量相對小,可節(jié)省5%~10%;板的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度 較高。缺點(diǎn)是較難混合均勻;5終纖維含水率較低(5%以下),增加了著火機(jī)會,投資較 高。攪拌機(jī)施膠的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%~55%。 (C)組合施膠(兩次或3次):兩次施膠是在濕纖維進(jìn)入干燥機(jī)前進(jìn)行次管道施 膠,施膠量為70%;然后在纖維干燥后進(jìn)行第二次的機(jī)械攪拌機(jī)施膠,施膠量為30%0 這種方式可以節(jié)省20%~30%的用膠量,但投資較高。 3次施膠是在濕纖維進(jìn)入干燥機(jī)前進(jìn)行次管道施膠,施膠量為20%;然后在纖維 干燥后的皮帶秤處進(jìn)行第二次的施膠,施膠量為I5%;在風(fēng)選之前進(jìn)行第三次通過機(jī)械攪 拌機(jī)施膠,施膠量為65%。這種方式可以節(jié)省30%~50%的用膠量,但投資較高。 組合施膠法目前只在國外的一些生產(chǎn)線上使用。 ②施蠟工藝。 (a)中密度纖維板施蠟工藝是將石蠟加熱熔化過濾后,直接施加到木片或纖維上,通 過物理吸附作用均勻分布在板材中達(dá)到防水目的。 (b)可以在蒸煮后的木片上直接噴施熔化石蠟,施蠟的位置在熱磨機(jī)進(jìn)料螺旋處。也 可以在濕纖維上直接噴施熔化石蠟,施蠟的位置在熱磨機(jī)排料閥后的管道上。大多數(shù)中密 度纖維板生產(chǎn)線使用前一種方法。 (C)石蠟加入量為絕干纖維量的0.5% N1.5%o (5)管道施膠工藝。將一定量的調(diào)制好的脲醛樹脂膠,通過一定壓力的齒輪泵將膠液 輸送到熱磨機(jī)排料閥后的管道處,經(jīng)孔徑為3mm左右的特制噴嘴噴人,與利用磨室排出 的蒸汽輸送到干燥管道的合格纖維相遇,在處于紊流狀態(tài)高速流動氣流的劇烈攪動作用 下,膠霧與高度分散的纖維均勻地混合。而熔化石蠟則在熱磨機(jī)前施放。 還有將膠和石蠟液體借助壓縮空氣將其霧化,分別噴人熱磨機(jī)排料管道中,直接噴撒 在處于高速懸浮分散狀態(tài)的纖維上。噴膠壓力應(yīng)大于熱磨機(jī)排料管道壓力0. 2MPa。 (6)中密度纖維板施膠(蠟)設(shè)備。按所采用的膠的計(jì)量系統(tǒng)不同,可分為容積式、 減重式和流量計(jì)式3種。 容積式施膠(包括施蠟)計(jì)量系統(tǒng),以意大利意馬( IMAL)公司制造的設(shè)備為代表, 目前國產(chǎn)中小型中密度纖維板生產(chǎn)線也多采用此種施膠形式配套的設(shè)備。 減重式施膠、施蠟計(jì)量系統(tǒng)是以德國迪芬巴赫( DIEFFENBACHER)公司開發(fā)的 GRADO膠料系統(tǒng)為代表。其工作原理為:膠料和各種添加劑給料以減重原理,并與干纖 維按工藝要求所確定的重量比例,連續(xù)向施膠系統(tǒng)供膠。該系統(tǒng)同時(shí)能連續(xù)地檢查干纖維 通過的速率和膠粘劑瞬時(shí)流量及總量。在工作過程中,纖維落料不均和膠粘劑在各種因素 的變化產(chǎn)生不同的影響,能迅速得到平衡。 3.纖維干燥工序 從熱磨機(jī)排出的施膠纖維含水率一般為50%~60%,未施膠的纖維含水率也有40% ~50%,無法進(jìn)行氣流輸送和均勻鋪裝,必須對纖維進(jìn)行干燥,將含水率降低到5%~ 13%,才能適合氣流輸送、干燥后施膠、鋪裝成型和熱壓等工藝要求。纖維干燥采用熱氣 流干燥。 纖維干燥是中密度纖維板生產(chǎn)過程中較重要的工序之一。其機(jī)理是借助高速熱氣流, 使結(jié)團(tuán)的濕纖維分散呈懸浮狀態(tài),纖維整個(gè)表面暴露在熱氣流中,大大提高了濕纖維與熱 氣流介質(zhì)的熱傳導(dǎo)系數(shù),強(qiáng)化了干燥過程,使纖維中的水分在瞬間蒸發(fā),完成干燥。 纖維氣流干燥時(shí),按一級氣流干燥方式計(jì)算,汽化1kg水分約需要(950~1200)× 4.19×1 03j熱量。按二級氣流干燥方式計(jì)算汽化lkg水分約需要(750~850)×4.19× 103J的熱量。 (1)纖維干燥方式。目前中密度纖維板生產(chǎn)線廣泛使用的干燥方式為一級或二級管道 熱氣流干燥系統(tǒng)。由于干燥時(shí)間很短,只需4~5s,所以稱之為“閃急式”干燥。該系統(tǒng) 適用于以蒸汽、熱油等間接加熱和以熱煙氣直接加熱的熱介質(zhì)。 國產(chǎn)線和絕大多數(shù)引進(jìn)線的干燥方式為一級氣流干燥。有少數(shù)生產(chǎn)廠家采用二級氣流 干燥。一級氣流干燥一般人口溫度為130~170℃,出口溫度為60~70℃。 一級氣流干燥系統(tǒng)按氣流輸送方式不同可分為壓出式和吸人式。絕大多數(shù)的國內(nèi)中密 度纖維板生產(chǎn)線為壓出式,即冷空氣通過風(fēng)機(jī)吸人,加熱后的熱空氣流進(jìn)入管道成為纖維 的載體,一邊輸送一邊干燥,干燥后的纖維經(jīng)旋風(fēng)分離器分離,通過旋轉(zhuǎn)排料閥排出,濕 熱空氣流經(jīng)旋風(fēng)分離器上部排氣筒排放到大氣中。其優(yōu)點(diǎn)是風(fēng)機(jī)不受物料干擾和氣體腐 蝕,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),維修量少。 一級氣流干燥系統(tǒng)按干燥管道的垂直或水平布置方式的不同又分為垂直式和水平式。 將干燥管道沿加熱出口水平布置就是水平式,纖維進(jìn)入干燥管道為水平噴放,為取得好的 干燥效果,段的水平管的長度不應(yīng)少于30m,氣流速度應(yīng)比立式的高出2m/s。而垂 直式干燥立管的垂直高度不應(yīng)少于25m。從生產(chǎn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來說,垂直式干燥管道占地面 積少,但濕纖維易粘附在管道開始段的管壁上,更容易引起火災(zāi)。在較大生產(chǎn)規(guī)模的工 廠,目前絕大多數(shù)采用水平式管道布置。 干燥管道的截面形狀有圓形的,也有圓形和矩形相結(jié)合的。段管道的轉(zhuǎn)向彎頭為 1800時(shí),在轉(zhuǎn)向處采用變截面,由圓形過渡到矩形,再由矩形過渡到圓形,稱為月亮彎, 是使氣流和纖維充分紊流混合的較好方式,有利于纖維充分干燥,并避免或減少干燥纖維 粘到管壁上。 (2)纖維干燥工藝參數(shù)。包括纖維分離質(zhì)量、纖維含水率、干燥介質(zhì)溫度、氣流速 度、送料濃度和干燥出口溫度。 ①纖維分離質(zhì)量。纖維分離質(zhì)量必須符合中密度纖維板的工藝規(guī)范。其纖維分離度和 纖維篩分值應(yīng)符合工藝要求。濾水度控制在15~25s。實(shí)際生產(chǎn)中的纖維篩分值為:2mm 以上的小于20%,0.125~2mm的大于70%,0.125mm的小于10%比較適宜。 ②纖維含水率。 a.纖維初含水率:施膠后的濕纖維含水率一般為50% N60%。纖維初含水率過低, 使干燥后纖維含水率也低,易引起著火。纖維初含水率過高,就不易干燥,纖維易堵塞, 粘掛管道,也容易釀成火災(zāi)。因此進(jìn)入熱磨機(jī)的木片含水率必須嚴(yán)格控制。 b.纖維終含水率:纖維較終含水率對中密度纖維板性能有著十分重要的影響。若纖 維含水率過低,會出現(xiàn)板面起毛和板邊松軟等缺陷,大幅度降低產(chǎn)品的質(zhì)量。由表2—8 的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:在一定的含水率范圍內(nèi),隨著纖維含水率的增加,板材質(zhì)量有明顯的提 高,特別是強(qiáng)度提高尤為明顯。但含水率過高,由于水分吸收蒸發(fā)熱,溫度的傳導(dǎo)速度反 而減小,板內(nèi)積累的水蒸氣氣壓會使內(nèi)應(yīng)力增加,熱壓結(jié)束后易出現(xiàn)分層、鼓泡等缺陷。 此外,纖維含水率越高,鋪裝成型時(shí)纖維也易結(jié)團(tuán),影響鋪裝成型質(zhì)量,造成板材密度不 均勻。對于先施膠后干燥工藝,纖維含水率一般要求為8%~13%;對于先干燥后施膠 藝,控制在3%~5%范圍內(nèi)。多層熱壓機(jī)生產(chǎn)工藝中的纖維板坯含水率與板性能的關(guān)系見 表2- 8。 ③干燥介質(zhì)溫度。干燥介質(zhì)溫度是干燥較重要的工藝參數(shù)之一。對于將脲醛樹脂作為 主要膠粘劑的中密度纖維板而,存在膠粘劑在干燥過程中提前固化的問題。溫度越高, 固化時(shí)間越短,固化程度越高。研究證明,高溫會引起纖維表面聚集,使纖維間的接觸面 積減小,從而導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)合程度減弱,影響板制品的質(zhì)量。較低的干燥介質(zhì)溫度不會導(dǎo)致 樹脂膠預(yù)固化,可以保證產(chǎn)品質(zhì)量,其防火性能也比較好。介質(zhì)溫度以干燥管道進(jìn)口溫度 為控制標(biāo)準(zhǔn)。要求溫度適當(dāng),保持穩(wěn)定,才能得到含水率均勻一致的干纖維。 干燥介質(zhì)溫度的高低與干燥方式的選擇有關(guān)。其控制范圍為:管道施膠采用一級干燥 的干燥介質(zhì)溫度為110~170℃;采用二級干燥時(shí),其中的級干燥入口溫度為180℃, 第二級干燥人口溫度為120℃;對先干燥后施膠工藝的介質(zhì)溫度可提高到300℃。 ④氣流速度。纖維中的水分汽化與氣流速度有關(guān),在氣流干燥機(jī)中,氣流速度越大, 纖維表面汽化越快,纖維干燥的時(shí)間越短。一般來講,熱磨纖維的含水率在50%時(shí),平均 懸浮速度為8.5~lOm/s。氣流速度必須大于纖維的懸浮速度,才能保證纖維在輸送過程中 進(jìn)行干燥。為了延長纖維在干燥管道總的停留時(shí)間,一般取氣流速度為懸浮速度的1.3~1.5 倍,生產(chǎn)中選用氣流速度為22~30m/s,纖維在干燥管道內(nèi)的停留時(shí)間為3.5~5s。 ⑤送料濃度。送料濃度通常指輸送1kg絕干纖維所需標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣量(m3)。對 一臺干燥機(jī)而言,干燥管道的直徑、長度和風(fēng)機(jī)風(fēng)量都是固定不變的,在保證達(dá)到一定的 纖維含水率的條件下,送料濃度的大小就直接影響到干燥機(jī)的熱效率和產(chǎn)量,同時(shí)也影響 纖維干燥的質(zhì)量。 增加送料濃度,則單位時(shí)間內(nèi)纖維受熱面大,纖維中水分的汽化量增加,使干燥機(jī)出 口的溫度降低,提高了干燥機(jī)的熱效率和產(chǎn)量。但送料濃度過大,會使干燥過程中的干燥 介質(zhì)溫度和氣流速度降低;同時(shí),纖維過多,纖維的分散性變差,以至達(dá)不到纖維干燥對 含水率的要求,甚至產(chǎn)生纖維沉積現(xiàn)象。送料濃度過低,雖然可以獲得較為均勻的纖維干 燥質(zhì)量,但是,干燥機(jī)的熱效率和產(chǎn)量相對降低無疑是不經(jīng)濟(jì)的。因此,選擇合適的送料 濃度對干燥機(jī)高質(zhì)量的工作非常關(guān)鍵,一般來講,在一級干燥中,熱介質(zhì)與纖維的混合比 為16~20m3/kg較適合。 ⑥干燥出口溫度。作為干燥管道末端旋風(fēng)分離器的氣流進(jìn)口處的溫度,在系統(tǒng)穩(wěn)定工 作的情況下,干燥出口溫度的高低可以間接代表纖維終含水率的高低。在生產(chǎn)中常以干燥 出口溫度作為干燥調(diào)節(jié)的依據(jù)。在一級干燥中,干燥出口溫度一般為60~70℃。 (3)纖維干燥的供熱方式。中纖板的纖維干燥通過熱空氣蒸發(fā)水分。熱空氣的供給方 式一般有3種。 種方式是利用蒸汽、熱油等熱介質(zhì)通過熱交換器間接把冷空氣加熱為熱空氣。是 至今為止,國產(chǎn)生產(chǎn)線普遍采用的方法,就是采用蒸汽鍋爐產(chǎn)生的蒸汽或熱油爐的導(dǎo)熱油 作為供熱介質(zhì),但也是熱效率利用較低的方式,其熱效率利用率為60%~65%,可以用 煤、木質(zhì)廢料等作為燃料。 第二種方式是利用燃燒爐(燃料為木質(zhì)廢料、天然氣等)的煙氣和冷空氣混合為熱空 氣,即能源工廠產(chǎn)生的熱煙氣作為供熱介質(zhì),普遍為引進(jìn)外國設(shè)備生產(chǎn)線(主要是年產(chǎn)10 萬m3以上生產(chǎn)線)所采用,其熱效率利用率較高,為93%~96%,為節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)方 式;燃燒爐產(chǎn)生的煙氣一部分用來加熱水成為蒸汽供熱磨和制膠使用,一部分用來加熱導(dǎo) 熱油供熱壓機(jī)使用,加熱完這兩部分的尾氣連同第三部分煙氣全部用來干燥濕纖維,沒有 煙氣排放。但不能用煤作為燃料,因煤燃燒產(chǎn)生的S02會腐蝕管道。 目前,國產(chǎn)能源工廠設(shè)備也有在少數(shù)中密度纖維板廠配套使用,主要是配套年產(chǎn)8萬 m3的國產(chǎn)生產(chǎn)線,但設(shè)備和生產(chǎn)工藝有待完善和改進(jìn)。 第三種方式是利用熱風(fēng)爐直接產(chǎn)生熱空氣。其熱效率利用率為75% -80%,采用熱風(fēng) 爐產(chǎn)生的熱風(fēng)作為供熱介質(zhì),可以用煤、木質(zhì)廢料等作為燃料。 在生產(chǎn)規(guī)模為日產(chǎn)55~180m3的情況下,一般采用種方式,生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)中可將 干燥機(jī)的蒸汽冷凝水回收鍋爐房利用;在生產(chǎn)規(guī)模為日產(chǎn)286m3以上的國產(chǎn)生產(chǎn)線的情況 下,可采用第三種方式;引進(jìn)外國設(shè)備生產(chǎn)線(主要是年產(chǎn)10萬m3以上生產(chǎn)線)采用第 二種方式較適宜。 (4)氣流干燥設(shè)備。氣流干燥設(shè)備包括有風(fēng)機(jī)、過濾器、熱交換器、干燥管道、旋風(fēng) 分離器、旋轉(zhuǎn)下料器、計(jì)量裝置和自動控制裝置等。 風(fēng)機(jī):采用大流量離心風(fēng)機(jī),風(fēng)量由每小時(shí)幾萬至幾十萬立方米,電機(jī)功率達(dá)上千瓦 (400kW以上宜采用lOkV電壓)。電機(jī)的啟動問題可采用在風(fēng)機(jī)進(jìn)口處裝可調(diào)節(jié)的導(dǎo)流葉 片式風(fēng)門來解決。 過濾器:用來凈化冷空氣。外形為箱式,箱框兩面覆蓋金屬網(wǎng)、內(nèi)部夾有過濾材料, 如玻璃絲等。 熱交換器:用在熱空氣為間接加熱方式的情況下。介質(zhì)溫度一般在200℃以下。間接 加熱的熱源絕大多數(shù)為蒸汽。熱交換器的散熱面積根據(jù)干燥能力而定。 干燥管道:干燥管道的直徑范圍一般為0,8~2.9m,長度95~120m。在二級干燥中, 級干燥管道約36m,第二級干燥管道約75mo管道用4~6mm鋼板焊接制成,每隔一 定距離設(shè)檢查門,可進(jìn)行檢查清理,還設(shè)有膨脹接管,以緩沖加熱冷卻引起管道長度方向 膨脹與收縮的變化?;鸹ㄌ綔y點(diǎn)一般放置在管道距分離器進(jìn)口處25~30m的地方。在場 地允許的情況下,干燥管道布置方式較好為水平方向。彎頭的數(shù)量盡量少為宜。 旋風(fēng)分離器:用于收集纖維。因?yàn)轱L(fēng)量大,其體積也很大,直徑為3~6.5m,年產(chǎn)量 1 0萬113以上的生產(chǎn)線一般要配置2個(gè)。技術(shù)參數(shù)要求進(jìn)口風(fēng)速為18~22m/s,除塵效率 99%以上,排氣含塵量小于lOOmg/m3 (20℃條件下)。旋風(fēng)分離器排氣管上裝有防雨帽, 下錐體上設(shè)檢查門,以供發(fā)生堵料時(shí)進(jìn)行清理。更重要的應(yīng)在其頂蓋上設(shè)若干防爆門,萬 一由于纖維著火發(fā)生爆炸,氣流也能把防爆門迅速沖開,釋放氣壓,使設(shè)備不受嚴(yán)重?fù)p 害。 旋轉(zhuǎn)下料器:用于干燥纖維的卸料,使在排料時(shí)不漏氣,從而保持良好工作狀態(tài)。 計(jì)量裝置:有螺旋稱重機(jī)、電子皮帶秤和核子秤。用于連續(xù)稱量干燥后的纖維重量, 并用稱量結(jié)果的信號來計(jì)量膠與石蠟的加入量,保證纖維的含膠量和含蠟量符合工藝要 求。電子皮帶秤可以反轉(zhuǎn),當(dāng)著火時(shí),皮帶反轉(zhuǎn),然后排出著火纖維。 4.纖維風(fēng)選工序 在采用連續(xù)平壓機(jī)和連續(xù)輥壓機(jī)生產(chǎn)時(shí),為了確保對壓機(jī)的保護(hù),防止硬雜物進(jìn)入壓 機(jī)而損壞鋼帶,也為了薄板的產(chǎn)品質(zhì)量,在鋪裝前的干燥纖維必須通過氣流進(jìn)行風(fēng)選,將 金屬、膠塊、纖維團(tuán)、纖維粗桿等剔除,然后將纖維風(fēng)送至鋪裝機(jī)。此外,為了防止產(chǎn)生 冷凝水,纖維需保溫(送纖維的熱風(fēng)封閉循環(huán)使用),使纖維含水率保持穩(wěn)定,含水率誤 差為±0.5%。纖維松散密度約為22kg/m3,粗料的含量較大為0.1% -0.5%(質(zhì)量分 數(shù))。 一般纖維風(fēng)選機(jī)分為兩級。級分選是將金屬、石頭、膠塊、纖維團(tuán)等重物分選排 出;第二級分選主要是將纖維粗稈及級未分離出的次重物分選排出。 5.干纖維儲存 (1)干燥好的纖維在鋪裝之前要送入料倉儲存,這是因?yàn)椋? ①一定的纖維儲存量可以保證干燥與成型工序間的纖維平衡。 ②干燥后的纖維在料倉內(nèi)有一個(gè)混合和停留的時(shí)間,可以均勻出料,對鋪裝質(zhì)量有 利。 ③成為板坯刮平、齊邊、廢板坯等回收纖維的儲存點(diǎn)。 (2)由于干纖維容重很輕,松散密度約為22kg/m3,儲存It纖維需要45 m3以上的容 積,料倉不能過大。一般備有生產(chǎn)所需10~20min的纖維用量即可。儲存時(shí)間不宜過長, 夏天不宜很過1h,冬天不宜很過8ho表2-9為根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模配置的纖維料倉容積表。 (3)干纖倉的形式。料倉有立式和臥式兩種,立式料倉容易產(chǎn)生“搭橋”和出料困 難,一般都不采用。臥式料倉較適合干纖維的儲存。纖維落人料倉上部后,不斷地經(jīng)由縱 向水平螺旋推向料倉尾部,料倉底部的運(yùn)輸機(jī)帶動整個(gè)料堆向前移動,到達(dá)前端時(shí),被卸 料輥拋松打散,均勻地落人鋪裝機(jī)中。
中密度板生產(chǎn)工藝包括生產(chǎn)部分和輔助部分(以木材原料為主)。 生產(chǎn)部分包括原料堆場和備料、熱磨施膠干燥、鋪裝預(yù)壓熱壓、后處理、中間儲存及砂光工段。輔助部分有實(shí)驗(yàn)室、磨刀間和維修間等。
(一)原料堆場
原料堆場是生產(chǎn)工藝的組成部分。原料在儲存過程中,受自然條件的影響而減少水分和均衡含水率,能減少樹脂含量及果膠、淀粉、蛋白等成分,有利于原料質(zhì)量的穩(wěn)定,使原料更適于解纖。而不恰當(dāng)?shù)脑蟽Υ娣绞胶凸芾矸椒ǎ坏珪斐稍系母嘧冑|(zhì)和浪費(fèi),甚至?xí)谢馂?zāi)的隱患。
在設(shè)計(jì)中必須根據(jù)工廠的生產(chǎn)規(guī)模、工藝流程、原料種類、儲存季節(jié)、場地利用和防火規(guī)范要求等來綜合考慮原料堆場的儲存方式和面積、工藝布局。原木進(jìn)場后應(yīng)按樹種和徑級以及進(jìn)場時(shí)間的先后順序分類歸堆??紤]到原料供應(yīng)的季節(jié)性作業(yè)和由于市場變化、運(yùn)輸?shù)炔豢深A(yù)測的因素,會使原料供應(yīng)不及時(shí)而影響正常生產(chǎn),為滿足企業(yè)的正常連續(xù)生產(chǎn)必須要有一定的儲備量。對于木材原料來說,原木儲存量不能少于1個(gè)月的正常生產(chǎn)的需要量。以3~4個(gè)月的生產(chǎn)需要量為最佳。采用鏟車堆垛作業(yè)工藝,堆積高度按3 -5m 計(jì)算;外購到廠的木片可用簡易棚或露天堆場堆放,露天堆場的木片堆積高度可達(dá)20~ 30m。為避免原料堆1自2m致火災(zāi)和腐爛變質(zhì),堆垛之間要求留有足夠的垛間距及通風(fēng)道。堆~間距一般在1~2m,至少不小于0.5m;垛組間距~般在l0-15m,垛區(qū)間距~般為15~25m。原料場最好設(shè)置在生產(chǎn)區(qū)的下風(fēng)向,堆垛長度方向應(yīng)與常年主導(dǎo)風(fēng)向成~個(gè)角度,以利通風(fēng)。
非木材植物纖維原料則在很大程度上受季節(jié)影響,必須根據(jù)原料收購季節(jié)和運(yùn)輸條件等來考慮原料儲存期、儲存面積及儲存方式。這些原料一般用打捆方式運(yùn)進(jìn)料場儲存,儲存期一般在6個(gè)月以上,棉桿、蔗渣類的儲存量在6~9個(gè)月,蘆葦、秸稈為7~10個(gè)月,竹材一般為2~3個(gè)月??刹扇》謭龅貎Υ?,但生產(chǎn)區(qū)內(nèi)至少要儲存1~3個(gè)月的生產(chǎn)用量。儲存期間的含水率一般控制在10%~15%為宜。
原木堆場應(yīng)就近備料工段周圍布置,并考慮消防通道和消防用水。原木堆場面積按式(2-1)計(jì)算。
s=nQ/12Hk1k2
式中 S-原木堆場面積,m2;
Q——年需原木數(shù)量,m3;
n——計(jì)劃儲存月數(shù);
H-堆垛高度,取3.0~5.Om;
k1-場地利用系數(shù),取0.6~0.7;
k2——實(shí)積系數(shù),取0.35—0.7。
中密度纖維板工藝設(shè)計(jì)規(guī)范要求木材原料中樹皮含量小于10%(體積分?jǐn)?shù),下同);木片中樹皮含量小于8%。引進(jìn)設(shè)備的生產(chǎn)工藝,要求木材原料中樹皮含量小于8%0基于國內(nèi)中密度纖維板生產(chǎn)原料枝椏材和小徑木較多、原料的樹皮含量大的現(xiàn)實(shí)狀況,為保證板的質(zhì)量,需采取控制樹皮含量的措施。
控制樹皮含量的有效方法之一就是增加剝皮工序。剝皮工序分人工和機(jī)械兩種,生產(chǎn)規(guī)模較小的生產(chǎn)線,當(dāng)要求原木剝皮時(shí)也往往用人工剝皮。規(guī)模較大的生產(chǎn)線以及引進(jìn)外國設(shè)備生產(chǎn)線,都配套裝備有剝皮機(jī)。特別是大型規(guī)模的連續(xù)平壓生產(chǎn)線,要求在篩選前的木片樹皮體積分?jǐn)?shù)小于5%,因此必須對原木進(jìn)行剝皮。機(jī)械剝皮大致有兩種采用方式:
(1)原木在轉(zhuǎn)筒中翻滾靠自身互相摩擦使樹皮剝落,剝皮能力取決于進(jìn)給的喂料量和原木在筒中停留的時(shí)間。這種方式適用于比較平直的原木和小徑木。
(2)剝皮時(shí)主要靠轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動接觸原木,靠與焊在轉(zhuǎn)子上的凸鐵塊摩擦將樹皮剝下來。這種方式適用于彎曲原木、小徑木(最小直徑60mm)和大徑木;對不同樹種易于調(diào)整。
3.削片工序
生產(chǎn)工藝要求在分離成纖維前先將原料切削成一定規(guī)格的木片或碎片(指非木材原料的切片)。木片或碎片的質(zhì)量是根據(jù)削片的大小、均勻程度而定,要求木片大小合格、均勻。木片規(guī)格以長度15~30mm、寬度15~25mm、厚度3~Smm,含水率大于35%為宜;禾本科秸稈類原料切成長度為30~50mm為宜。為獲得質(zhì)量合格的木片,須用機(jī)械方法將原料進(jìn)行切削。常用的削片機(jī)有鼓式削片機(jī)和盤式削片機(jī)兩類。
4.篩選工序
由于工藝要求木片的規(guī)格尺寸要均勻,為了獲得合格均勻的木片,必須將木片中的超大木片分離再碎,將碎屑進(jìn)行篩除。常用的篩選機(jī)有擺動式平篩和振動式平篩兩種。擺動式平篩的篩體作平面擺動,木片從上方進(jìn)料口進(jìn)入,第一層篩出超大木片,第二層篩網(wǎng)將合格木片從該層出料口排出進(jìn)人生產(chǎn)線,碎屑則通過篩網(wǎng)漏到底部排出。振動式平篩的篩體作平面振動或垂直振動以達(dá)到木片分選的目的。經(jīng)篩選后的木片組成應(yīng)符合表2—5的要求。
5.木片的儲存
根據(jù)工藝設(shè)計(jì)規(guī)范,削片機(jī)采用1班生產(chǎn),料倉必須具有大于16h生產(chǎn)用量的儲存 量;削片機(jī)采用2班生產(chǎn),料倉必須具有大于8h生產(chǎn)用量的儲存量。
生產(chǎn)實(shí)踐證明,削片機(jī)采用3班生產(chǎn)時(shí),料倉具有大于3h生產(chǎn)用量的儲存量才能夠 滿足生產(chǎn)的要求。
料倉的形式按結(jié)構(gòu)區(qū)分,可分為金屬結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、金屬與混凝土混合結(jié)構(gòu);按 形狀區(qū)分,可分為長方形和圓柱形。木片由料倉上部進(jìn)入,從底部排出。為防止木片產(chǎn)生 “搭橋”現(xiàn)象,在料倉內(nèi)壁可嵌焊三角鐵塊,并在出料的倒錐體外壁上安裝電動振蕩器。 倒錐體的錐角為550~600。比較常用的料倉為金屬結(jié)構(gòu)的長方形料倉。
6.木片的運(yùn)輸
木片的輸送設(shè)備主要有帶式運(yùn)輸機(jī)、螺旋運(yùn)輸機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)、埋刮板運(yùn)輸機(jī)、斗式 提升機(jī)和氣力輸送系統(tǒng)。
帶式運(yùn)輸機(jī)在運(yùn)輸木材碎料時(shí)的速度一般取0.6~1.6m/s。普通帶式運(yùn)輸機(jī)傾角一般 不大于180,若超過180,則須采用特殊皮帶如人字皮帶,以防木片下滑,這樣處理運(yùn)輸機(jī) 的傾角可以達(dá)到26度~28度。也有傾角達(dá)到450~550的大傾角皮帶運(yùn)輸機(jī),但設(shè)備投資較 高。
螺旋運(yùn)輸機(jī)的傾角可以達(dá)到300,且密閉性好,能均勻下料,適用于在不太長的距離 內(nèi)運(yùn)輸散碎物料。
刮板運(yùn)輸機(jī)的傾角可以達(dá)到45度。刮板運(yùn)輸機(jī)的生產(chǎn)率較低,特別是傾斜運(yùn)輸時(shí),隨 著傾角的增大,生產(chǎn)率急劇下降。而埋刮板運(yùn)輸機(jī)能彎曲、傾斜和直立提升,不會揚(yáng)起灰 塵,但生產(chǎn)率較低。斗式提升機(jī)用于提升散狀物料,工作速度范圍為0.8~2.5m/s,運(yùn)行 平穩(wěn)無噪聲,檢修方便。
氣力輸送系統(tǒng)是最為簡便的輸送木片的設(shè)備,一般采用的空氣與木片的混合質(zhì)量比為 0.3~0.5,輸送風(fēng)速為22~30m/s。由于風(fēng)送過程中木片不斷與管壁發(fā)生劇烈碰撞,使木 片形態(tài)變壞,影響纖維質(zhì)量,且原料損耗加大;再加上氣力輸送系統(tǒng)能耗大,運(yùn)行成本 高,因此絕大部分新建廠,尤其是上規(guī)模的廠幾乎不采用這種輸送方式。但對灌木類原料 如沙柳,其切削木片較細(xì)碎,堆積密度低,含水率較低,則較適宜用氣力系統(tǒng)輸送。
一般生產(chǎn)中最常用的是帶式運(yùn)輸機(jī)、螺旋運(yùn)輸機(jī)與斗式提升機(jī)相結(jié)合的輸送方式:
7.木片的清洗
中密度纖維板生產(chǎn)所用木片,特別是外購木片混有大量泥沙、石塊甚至金屬物、泥沙 等雜物占質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1%~3%,有的高達(dá)5%。中密度纖維板國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定板的含沙量不 得大于0.05 %:而根據(jù)IS0 3340標(biāo)準(zhǔn),要求在熱磨機(jī)進(jìn)料口的木片含沙量不得大于 O.04 %,因此木片清洗是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。
木片通過篩選已去掉了泥沙等雜物的大部分,對于質(zhì)量要求一般,主要生產(chǎn)中厚板的 生產(chǎn)工藝要求是可以滿足的,但對于質(zhì)量要求高,主要生產(chǎn)薄板的生產(chǎn)工藝要求是不夠 的,必須對篩選后的木片做進(jìn)一步的清洗。
木片清洗可分為水洗和干洗兩種方式。
水洗方法能有效地清除各種雜物,木片質(zhì)量好,能提高磨漿纖維質(zhì)量,在清洗的同時(shí) 進(jìn)一步加濕木片。水洗后木片含水率一般在50%以上,有利于纖維分離和板的質(zhì)量=根據(jù) 我國原料的現(xiàn)狀,采用水洗比較合適。但木片水洗耗水量大,又有污水處理問題,且造價(jià) 較高:因此,目前除了引進(jìn)生產(chǎn)線配套有水洗設(shè)備,國產(chǎn)生產(chǎn)線甚少采用。水洗設(shè)備較為 復(fù)雜。常見的有螺旋脫水式和振動篩脫水式兩種c兩種設(shè)備的原理和結(jié)構(gòu)類似,只是一種 采用螺旋機(jī)脫水,另一種采用振動篩脫水。設(shè)備的組成部分大致有攪拌洗滌、重物分離定 量排出、濾水排污、沉淀和浮選凈化、水循環(huán)系統(tǒng)等:
干洗又稱風(fēng)洗,利用風(fēng)量、風(fēng)壓的調(diào)整和機(jī)械振動力,將不同重量的雜物與木片分 開。一般原料單一或已除掉樹皮的削片,采用此法清洗效果明顯:干洗沒有污水產(chǎn)生,但 系統(tǒng)的噪聲較大,相對水洗其造價(jià)較低,但干洗的木片質(zhì)量不如水洗。國外干法中密度纖 維板生產(chǎn)線多采用此法,我國早期引進(jìn)生產(chǎn)線也有采用干洗方式,主要在廣東一帶。
干洗設(shè)備常用的有干洗機(jī),又稱風(fēng)洗機(jī)。木片由進(jìn)料口落入振動器中,通過振動使木 片與泥沙等雜物分離。清潔的木片從排料口進(jìn)入生產(chǎn)線,泥沙等雜物被氣流送入旋風(fēng)分離 器,氣固分離后泥沙雜物由下端排出,空氣則返回風(fēng)送系統(tǒng)循環(huán)工作。整個(gè)系統(tǒng)為全封閉 式。干洗和水洗方式性能比較如表2-6。
(二)備料
備料是中密度纖維板生產(chǎn)的第一道工序,目的是把木材或其他非木材植物纖維原料, 按照纖維分離工藝和設(shè)備的要求,切成一定規(guī)格的碎片并加以凈化。備料包括剝皮、削 片、篩選、木片儲存和清洗工序。一般完整的備料工藝流程如圖2-1所示。
1.備料工藝流程簡述(以木材原料為主)
原木裝載機(jī)將木材原料由廠里的原木堆場運(yùn)送至備料工段的剝皮生產(chǎn)線上,帶皮原木 經(jīng)鏈條進(jìn)給運(yùn)輸機(jī)送人剝皮機(jī),然后通過運(yùn)輸機(jī)送人削片機(jī),在削片機(jī)前裝有金屬探測 器,避免帶金屬的原木損壞刀盤。進(jìn)入削片機(jī)的木材被削成規(guī)格木片,經(jīng)由運(yùn)輸機(jī)械送入 木片儲倉儲存。在軟材、硬材嚴(yán)格按比例混合的情況下,采用兩個(gè)儲倉,分別儲存軟材和 硬材木片。根據(jù)工藝配比,由出料裝置控制出料量,使軟硬木片按要求的比例均勻混合。
中密度纖維板生產(chǎn)所用原料混有大量的樹皮以及泥沙、石塊甚至金屬物,必須采取措 施予以清除。因此,木片經(jīng)運(yùn)輸機(jī)送至篩選機(jī)進(jìn)行篩分,在除去過大的和過小的木片和雜 物后,將合格木片送至清洗設(shè)備,除去泥沙、小碎石、污物及金屬塊等。凈化后的木片經(jīng) 運(yùn)輸機(jī)械送往熱磨工段。
2.剝皮工序
樹皮占樹木體積分?jǐn)?shù)的6%~20%,平均為10%;占制材板皮的10%,占小徑木和枝 椏材的13%~28%,平均為20%以上。樹皮中含有較多的抽提物,當(dāng)纖維原料中的樹皮 含量大時(shí),會導(dǎo)致板的強(qiáng)度下降、吸水率提高、板面色澤不均,從而影響板的質(zhì)量。
實(shí)驗(yàn)得出表2-3所示的數(shù)據(jù),當(dāng)板子密度為700kg/m3、施膠量為8%時(shí),隨著樹皮 混合比例的增加,板子的強(qiáng)度呈下降趨勢;同時(shí)也可看出,在混合率一定時(shí),不同長度纖 維的板子隨著纖維質(zhì)量的下降也呈下降趨勢。
(三)熱磨工段
熱磨工段包括熱磨、施膠、干燥和風(fēng)選工序,其工藝流程簡述如下:
清洗好的木片經(jīng)過磁鐵除去鐵塊,進(jìn)入熱磨機(jī)前的預(yù)熱料倉臨時(shí)儲存及預(yù)熱,預(yù)熱的 飽和蒸汽壓力為0.2~0.3MPa。預(yù)熱料倉裝有料位指示器,可觀測木片的過滿或空缺。木 片經(jīng)振動給料器,木塞螺旋進(jìn)入垂直蒸煮器進(jìn)行蒸煮軟化,增加含水率。蒸煮器配有γ射 線料位計(jì),用來控制料位和預(yù)置蒸煮時(shí)間。木片在蒸煮軟化后由運(yùn)輸螺旋送入熱磨機(jī)進(jìn)行 纖維分離。在熱磨系統(tǒng)中配有啟動分離器,熱磨機(jī)啟動時(shí),通常開始熱磨的纖維質(zhì)量不符 合生產(chǎn)要求,這些不合格纖維通過排料閥和排料管進(jìn)入啟動分離器,然后落入廢料堆場。 當(dāng)纖維質(zhì)量達(dá)到生產(chǎn)要求時(shí),排料閥關(guān)閉,生產(chǎn)出料閥打開。
與此同時(shí),膠料和熔化的石蠟根據(jù)工藝要求按一定比例與合格纖維充分混合,借助熱 風(fēng)將施完膠的纖維送入閃急式管道干燥機(jī)進(jìn)行干燥。
干燥采用加熱空氣為載體,施好膠的纖維在管道中被熱風(fēng)吹送前進(jìn)。熱空氣入口溫度 為110~230℃,纖維含水率60%~80%,出口溫度60~75℃,纖維含水率8%~13% (干燥后施膠則要求纖維含水率為3%~5%)o干燥好的纖維被送人高效旋風(fēng)分離器,在這 里纖維和濕空氣分離,濕熱空氣排到犬氣中。干纖維通過旋轉(zhuǎn)出料器排出,對纖維質(zhì)量要 求特別高的生產(chǎn)線,還要配置風(fēng)選裝置,進(jìn)一步剔除纖維中的膠團(tuán)和纖維粗桿。然后纖維 通過計(jì)量裝置被準(zhǔn)確稱出重量,該裝置還可按預(yù)置定的膠和纖維的比例控制施膠量。之后 送至干纖維料倉儲存。干燥系統(tǒng)安裝了火花探測和自動滅火系統(tǒng),可以在發(fā)生火花時(shí)及早 發(fā)現(xiàn)將之撲滅;一旦發(fā)生火警,著火纖維可從旋轉(zhuǎn)出料器后的分流管排出。
1.熱磨工序
中密度纖維板的制造過程,對植物纖維來說,是一個(gè)先分離而后又重新結(jié)合的復(fù)雜變 化過程。這里的分離,又稱制漿或解纖,是指將植物纖維原料分離成所需要的細(xì)小單體纖 維的工藝過程。纖維分離是中密度纖維板生產(chǎn)工藝中確保產(chǎn)品質(zhì)量最重要的工序之一,它 就發(fā)生在熱磨工序。
(1)決定纖維板產(chǎn)品強(qiáng)度的主要因素。決定纖維板產(chǎn)品強(qiáng)度的主要因素是熱壓后分離 纖維在板中重新結(jié)合的情況。當(dāng)纖維分離得越細(xì),其比表面積就越大,纖維表面上游離羥 基數(shù)量就越多,纖維表面持有足夠數(shù)量的游離羥基是纖維之間形成結(jié)合的前提基礎(chǔ),也就 是影響纖維結(jié)合力的重要因素。因此,對纖維分離的基本要求是:在纖維盡量少受損失的 前提下,消耗較少的動力將植物纖維原料分離成單體纖維,并使纖維具有一定的比表面積 和交織性能,這也是熱磨工序要達(dá)到的目的。
(2)纖維分離工藝確定時(shí)要注意兩個(gè)問題。
①纖維質(zhì)量:纖維損傷小,保持完整形態(tài)多,具有一定的比表面積和交織性能,以利 于增加纖維板的強(qiáng)度。
②纖維得率:纖維得率高,可以降低原料消耗。
(3)纖維分離的方法。纖維分離的方法有機(jī)械法、化學(xué)機(jī)械法、爆破法和熱磨法四大 類別。
①機(jī)械法。直接將植物纖維原料(預(yù)先用水浸泡或不浸泡)進(jìn)行機(jī)械分離。優(yōu)點(diǎn):纖 維得率高、顏色淺;缺點(diǎn):纖維切斷嚴(yán)重、形態(tài)差、生產(chǎn)效率低、動力消耗高。
②化學(xué)機(jī)械法。先用少量化學(xué)藥品對原料進(jìn)行預(yù)處理,然后進(jìn)行機(jī)械分離。該法纖維 得率低、成本高,纖維有酸堿性,處理工藝復(fù)雜,且污染較嚴(yán)重。
③爆破法。將植物纖維在高壓容器中用高溫高壓蒸汽短時(shí)間處理,然后突然啟閥降 壓,原料內(nèi)部蒸汽瞬間膨脹使其爆破分離成纖維。該法纖維得率低,顏色深,對設(shè)備要求 高。
④熱磨法,又稱為熱力機(jī)械磨漿法。其基本原理是利用高溫飽和蒸汽(160—180℃) 加熱軟化(3~5min)木片中的木質(zhì)素,減弱纖維之間的結(jié)合力,然后在機(jī)械力作用下使 其受到強(qiáng)烈的摩擦而分離成為單體纖維或纖維束。該法纖維損傷小,而纖維得率高,一般 在92%~96%,高者可達(dá)98%。該法動力消耗相對小,是目前中密度纖維板制造業(yè)應(yīng)用 最為廣泛的方法。
(4)熱磨法的工藝要求。
①對原料木片及質(zhì)量的要求。原料最好選用單一樹種,如原料為多種樹種時(shí),混合時(shí) 一定要注意合理搭配,盡量選原料密度和纖維形態(tài)相近的樹種混合。木片的大小要均一, 特別要注意厚度的變化,它直接影響加熱軟化效果。原料相對含水率控制在40%~50%, 不要低于35%,太低時(shí)要進(jìn)行加濕處理。
②對木片進(jìn)料均勻的要求。木片進(jìn)料要均勻。進(jìn)料過多會出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象,或會影響纖 維分離質(zhì)量;進(jìn)料量太少,則影響熱磨機(jī)生產(chǎn)效率,也不利于保持均一的纖維質(zhì)量,還會 造成熱磨機(jī)進(jìn)料螺旋出現(xiàn)反噴的現(xiàn)象。
③對木片蒸煮處理的要求。蒸煮缸內(nèi)的飽和蒸汽壓力一般控制在0.8~1.OMPa,蒸煮 處理的時(shí)間一般控制在3~5min。蒸煮溫度為165℃左右,這可以降低熱磨時(shí)的動力消耗, 這是因?yàn)闇囟冗_(dá)到木素的熱可塑區(qū)域(針葉材為170~175℃,闊葉材為160~165℃)時(shí), 胞間層軟化,原料很容易被分離成纖維,動力消耗因此急劇下降。若溫度超過180℃,不 但動力消耗不再降低,纖維得率也減少。
在用非木材植物纖維作為制造原料時(shí),農(nóng)業(yè)秸稈類或草類進(jìn)行熱磨采用較低的溫度和 蒸汽壓力預(yù)熱處理,可以制得比較完整的纖維??傊瑧?yīng)根據(jù)原料種類、設(shè)備條件以及產(chǎn) 品品種等因素綜合考慮預(yù)熱蒸煮工藝。
④對研磨壓力的要求。研磨壓力高,增加耗電量,也影響產(chǎn)量。一般情況下,研磨壓 力要根據(jù)纖維濾水度或篩分值來調(diào)整,大致保持在0.6~1.2MPa。生產(chǎn)過程中研磨壓力是 以液壓壓力或以主電機(jī)消耗電流大小表示,研磨的液壓壓力要高于熱磨機(jī)蒸汽壓力的 3%~5%。
⑤對磨盤研磨間隙與磨片的要求。磨盤間隙越小,纖維的濾水度越高,所壓制的纖維 板強(qiáng)度也高,但動力消耗也相應(yīng)增高,可以用調(diào)整磨盤間隙的方法來控制熱磨纖維的質(zhì) 量。
磨片的齒型選擇應(yīng)根據(jù)原料的材種而異,磨片的材料應(yīng)選擇耐磨、耐腐蝕的合金鋼材 料。磨盤的盤片要平整。磨片的齒形要根據(jù)木片的材種和木片的軟化方法以及對產(chǎn)品的質(zhì) 量要求來選擇。
(5)中密度纖維板生產(chǎn)中對纖維原料使用的要求。
①原材料的合理搭配。實(shí)踐證明,全部采用針葉材為原料壓制的纖維板,其性能不一 定為最好,這是由于針葉材的纖維管胞壁厚呈管狀,細(xì)胞壁的厚度相對比纖維寬度要大, 纖維間的總接觸面積就變小。相反,闊葉材的纖維管胞、韌型木纖維、導(dǎo)管等則是薄壁結(jié) 構(gòu)而呈帶狀,這樣纖維間的接觸面積就大,結(jié)合交織性好,在熱壓過程中就容易壓成密度 和強(qiáng)度均高的纖維板產(chǎn)品。故在使用木質(zhì)混合原料時(shí),針闊葉材的搭配要合理,以針葉材 20%~50%、闊葉材50% N80%搭配為宜。在使用木材加工剩余物時(shí),纖維短的原料如旋 切單板、碎木等應(yīng)與纖維長的原料如制材板皮等搭配,前者所占比例應(yīng)在總量的10 %~ 20%為宜。 ②纖維質(zhì)量的衡量指標(biāo)。 (a)纖維分離度:纖維分離度指解纖后纖維分離的程度。纖維分離得越細(xì),纖維的比 表面積就越大,纖維的濾水性和透氣性就越差(纖維比表面積與濾水性呈反比),表明纖 維分離度越高。 纖維分離度是顯示纖維漿質(zhì)量的重要指標(biāo),它直接影響中密度纖維板生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品 質(zhì)量。一定范圍內(nèi),纖維分離度越高,即纖維越細(xì),板坯纖維之間的交織就好,板的強(qiáng) 度、耐水性及密度也隨之提高。纖維分離度用濾水度測定儀法測定,濾水度一般在15~ 25so (b)纖維篩分值:纖維篩分值是指纖維漿料中保留于或通過各種規(guī)格篩網(wǎng)的纖維重量 所占的百分比。有時(shí)兩種纖維的纖維分離度值基本相近,但纖維的長短、粗細(xì)比例大不相 同,也會影響成品板的性能。因此,要再通過測試?yán)w維篩分值以補(bǔ)充分析被分離的纖維質(zhì) 量狀況。 在實(shí)際生產(chǎn)中,通過調(diào)整纖維漿料篩分值,可改善纖維形態(tài)和漿料性質(zhì),從而提高板 產(chǎn)品質(zhì)量。篩分值有濕式和干式兩種測定方法,使用干式較方便。干式用標(biāo)準(zhǔn)篩測定,以 篩孔尺寸mm計(jì)。較好的纖維分值為:1.25mm以上的小于10%,1.25~0.25mm的大于 70%,0.25~0.125mm的小于20%。實(shí)際生產(chǎn)中,粗、細(xì)纖維的比率可以增加到2mm以 上不超過20%, 0.125mm以下不超過10%。表2-7為纖維分離質(zhì)量與中密度纖維板性能 的關(guān)系。 (C)纖維堆積密度:纖維堆積密度是指未經(jīng)壓實(shí),纖維呈松散狀的堆積密度。用纖維 堆積密度來檢測熱磨纖維質(zhì)量也是一種有效的簡單方法。 生產(chǎn)實(shí)踐證明,當(dāng)纖維松散密度在16~22kg/m3(纖維含水率為8%左右)時(shí),可壓 制合格的干法中密度纖維板;纖維松散密度在25~35kg/m3時(shí),可壓制較理想的干法高密 度纖維板。 2.施膠工序 由于干法制造工藝中纖維含水率低,可塑性差,纖維之間間隙大,僅靠一定的壓力和 溫度來達(dá)到成品板應(yīng)有的強(qiáng)度和其他性能是困難的,必須通過施加膠粘劑等添加劑才能滿 足成品板性能的全面要求。 所謂施膠工藝,就是在生產(chǎn)過程中對制備合格的纖維施加膠粘劑、固化劑、防水劑等 添加劑,以保證成品板應(yīng)達(dá)到的物理力學(xué)性能。在特殊需要時(shí)還可加入阻燃劑、耐腐劑 等,以增加纖維板的防火、防腐功能。 (1)膠粘劑。 ①對膠粘劑的工藝要求:要求樹脂膠的固體含量較大;有合適的固化速度;初粘度 小,滲透性好,不易使纖維粘結(jié)成團(tuán);游離甲醛低;適用時(shí)間長;儲存穩(wěn)定;與其他添加 劑有好的混溶性。 ②施膠量:一般施膠量為絕干纖維重量的8%~13 %(膠固體含量按100%計(jì))。 ③常用膠粘劑:常用的膠粘劑有脲醛樹脂膠、酚醛樹脂膠和三聚氰胺樹脂膠等。膠種 的確定,要根據(jù)樹脂膠的膠合性能、產(chǎn)品的用途和成本等綜合考慮。脲醛樹脂膠具有較好 的膠合強(qiáng)度和耐水性能,顏色淺,固化溫度低,適合于蓬松干燥的板坯熱壓時(shí)溫度上升較 慢的特點(diǎn),價(jià)格也較低,得到廣泛的應(yīng)用。目前,國內(nèi)中密度纖維板主要生產(chǎn)室內(nèi)型板, 以使用脲醛樹脂膠及其改性膠為主。 (2)防水劑。常用的防水劑有石蠟,它是一種疏水、易熔、柔軟的有機(jī)物質(zhì)。其防水 性能較好,來源豐富,價(jià)格便宜。石蠟外觀分白色和黃色,熔點(diǎn)48~58℃。 (3)其他添加劑。添加劑包括固化劑、緩沖劑、甲醛捕捉劑和染色劑等。 固化劑:常用的固化劑有氯化銨、硫酸銨、硝酸銨等,用量一般為膠固體含量的 1% N3%。氯化銨在使用前先配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的水溶液。 緩沖劑:常用的有尿素或六次甲基四胺或氨水,用量一般為膠固體含量的0.8%一 2%。 甲醛捕捉劑:尿素或其他類似功能產(chǎn)品,用量一般為膠固體含量的5%。 (4)中密度纖維板施膠(蠟)工藝特點(diǎn)。 ①有3種施膠工藝方法,一種是濕纖維在進(jìn)入干燥機(jī)前的輸送管道中施膠,又稱管道 施膠;另一種是纖維干燥后采用機(jī)械攪拌機(jī)進(jìn)行施膠;第三種是在濕纖維進(jìn)入干燥機(jī)前的 輸送管道中施一部分膠,然后在纖維干燥后采用機(jī)械攪拌機(jī)進(jìn)行施膠(組合施膠兩次或3 次)。 (a)管道施膠:優(yōu)點(diǎn)是施膠均勻,干燥介質(zhì)溫度較低,最終纖維含水率較高,著火機(jī) 會少,施膠工藝流程簡單,設(shè)備造價(jià)低。缺點(diǎn)是耗膠量相對大。國內(nèi)的中密度纖維板生產(chǎn) 線幾乎全部采用這種工藝路線。管道施膠的含量一般控制在40%~45%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。 (b)干燥后攪拌機(jī)施膠:優(yōu)點(diǎn)是耗膠量相對小,可節(jié)省5%~10%;板的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度 較高。缺點(diǎn)是較難混合均勻;5終纖維含水率較低(5%以下),增加了著火機(jī)會,投資較 高。攪拌機(jī)施膠的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%~55%。 (C)組合施膠(兩次或3次):兩次施膠是在濕纖維進(jìn)入干燥機(jī)前進(jìn)行第一次管道施 膠,施膠量為70%;然后在纖維干燥后進(jìn)行第二次的機(jī)械攪拌機(jī)施膠,施膠量為30%0 這種方式可以節(jié)省20%~30%的用膠量,但投資較高。 3次施膠是在濕纖維進(jìn)入干燥機(jī)前進(jìn)行第一次管道施膠,施膠量為20%;然后在纖維 干燥后的皮帶秤處進(jìn)行第二次的施膠,施膠量為I5%;在風(fēng)選之前進(jìn)行第三次通過機(jī)械攪 拌機(jī)施膠,施膠量為65%。這種方式可以節(jié)省30%~50%的用膠量,但投資最高。 組合施膠法目前只在國外的一些生產(chǎn)線上使用。 ②施蠟工藝。 (a)中密度纖維板施蠟工藝是將石蠟加熱熔化過濾后,直接施加到木片或纖維上,通 過物理吸附作用均勻分布在板材中達(dá)到防水目的。 (b)可以在蒸煮后的木片上直接噴施熔化石蠟,施蠟的位置在熱磨機(jī)進(jìn)料螺旋處。也 可以在濕纖維上直接噴施熔化石蠟,施蠟的位置在熱磨機(jī)排料閥后的管道上。大多數(shù)中密 度纖維板生產(chǎn)線使用前一種方法。 (C)石蠟加入量為絕干纖維量的0.5% N1.5%o (5)管道施膠工藝。將一定量的調(diào)制好的脲醛樹脂膠,通過一定壓力的齒輪泵將膠液 輸送到熱磨機(jī)排料閥后的管道處,經(jīng)孔徑為3mm左右的特制噴嘴噴人,與利用磨室排出 的蒸汽輸送到干燥管道的合格纖維相遇,在處于紊流狀態(tài)高速流動氣流的劇烈攪動作用 下,膠霧與高度分散的纖維均勻地混合。而熔化石蠟則在熱磨機(jī)前施放。 還有將膠和石蠟液體借助壓縮空氣將其霧化,分別噴人熱磨機(jī)排料管道中,直接噴撒 在處于高速懸浮分散狀態(tài)的纖維上。噴膠壓力應(yīng)大于熱磨機(jī)排料管道壓力0. 2MPa。 (6)中密度纖維板施膠(蠟)設(shè)備。按所采用的膠的計(jì)量系統(tǒng)不同,可分為容積式、 減重式和流量計(jì)式3種。 容積式施膠(包括施蠟)計(jì)量系統(tǒng),以意大利意馬( IMAL)公司制造的設(shè)備為代表, 目前國產(chǎn)中小型中密度纖維板生產(chǎn)線也多采用此種施膠形式配套的設(shè)備。 減重式施膠、施蠟計(jì)量系統(tǒng)是以德國迪芬巴赫( DIEFFENBACHER)公司開發(fā)的 GRADO膠料系統(tǒng)為代表。其工作原理為:膠料和各種添加劑給料以減重原理,并與干纖 維按工藝要求所確定的重量比例,連續(xù)向施膠系統(tǒng)供膠。該系統(tǒng)同時(shí)能連續(xù)地檢查干纖維 通過的速率和膠粘劑瞬時(shí)流量及總量。在工作過程中,纖維落料不均和膠粘劑在各種因素 的變化產(chǎn)生不同的影響,能迅速得到平衡。 3.纖維干燥工序 從熱磨機(jī)排出的施膠纖維含水率一般為50%~60%,未施膠的纖維含水率也有40% ~50%,無法進(jìn)行氣流輸送和均勻鋪裝,必須對纖維進(jìn)行干燥,將含水率降低到5%~ 13%,才能適合氣流輸送、干燥后施膠、鋪裝成型和熱壓等工藝要求。纖維干燥采用熱氣 流干燥。 纖維干燥是中密度纖維板生產(chǎn)過程中最重要的工序之一。其機(jī)理是借助高速熱氣流, 使結(jié)團(tuán)的濕纖維分散呈懸浮狀態(tài),纖維整個(gè)表面暴露在熱氣流中,大大提高了濕纖維與熱 氣流介質(zhì)的熱傳導(dǎo)系數(shù),強(qiáng)化了干燥過程,使纖維中的水分在瞬間蒸發(fā),完成干燥。 纖維氣流干燥時(shí),按一級氣流干燥方式計(jì)算,汽化1kg水分約需要(950~1200)× 4.19×1 03j熱量。按二級氣流干燥方式計(jì)算汽化lkg水分約需要(750~850)×4.19× 103J的熱量。 (1)纖維干燥方式。目前中密度纖維板生產(chǎn)線廣泛使用的干燥方式為一級或二級管道 熱氣流干燥系統(tǒng)。由于干燥時(shí)間極短,只需4~5s,所以稱之為“閃急式”干燥。該系統(tǒng) 適用于以蒸汽、熱油等間接加熱和以熱煙氣直接加熱的熱介質(zhì)。 國產(chǎn)線和絕大多數(shù)引進(jìn)線的干燥方式為一級氣流干燥。有少數(shù)生產(chǎn)廠家采用二級氣流 干燥。一級氣流干燥一般人口溫度為130~170℃,出口溫度為60~70℃。 一級氣流干燥系統(tǒng)按氣流輸送方式不同可分為壓出式和吸人式。絕大多數(shù)的國內(nèi)中密 度纖維板生產(chǎn)線為壓出式,即冷空氣通過風(fēng)機(jī)吸人,加熱后的熱空氣流進(jìn)入管道成為纖維 的載體,一邊輸送一邊干燥,干燥后的纖維經(jīng)旋風(fēng)分離器分離,通過旋轉(zhuǎn)排料閥排出,濕 熱空氣流經(jīng)旋風(fēng)分離器上部排氣筒排放到大氣中。其優(yōu)點(diǎn)是風(fēng)機(jī)不受物料干擾和氣體腐 蝕,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),維修量少。 一級氣流干燥系統(tǒng)按干燥管道的垂直或水平布置方式的不同又分為垂直式和水平式。 將干燥管道沿加熱出口水平布置就是水平式,纖維進(jìn)入干燥管道為水平噴放,為取得好的 干燥效果,第一段的水平管的長度不應(yīng)少于30m,氣流速度應(yīng)比立式的高出2m/s。而垂 直式干燥立管的垂直高度不應(yīng)少于25m。從生產(chǎn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來說,垂直式干燥管道占地面 積少,但濕纖維易粘附在管道開始段的管壁上,更容易引起火災(zāi)。在較大生產(chǎn)規(guī)模的工 廠,目前絕大多數(shù)采用水平式管道布置。 干燥管道的截面形狀有圓形的,也有圓形和矩形相結(jié)合的。第一段管道的轉(zhuǎn)向彎頭為 1800時(shí),在轉(zhuǎn)向處采用變截面,由圓形過渡到矩形,再由矩形過渡到圓形,稱為月亮彎, 是使氣流和纖維充分紊流混合的較好方式,有利于纖維充分干燥,并避免或減少干燥纖維 粘到管壁上。 (2)纖維干燥工藝參數(shù)。包括纖維分離質(zhì)量、纖維含水率、干燥介質(zhì)溫度、氣流速 度、送料濃度和干燥出口溫度。 ①纖維分離質(zhì)量。纖維分離質(zhì)量必須符合中密度纖維板的工藝規(guī)范。其纖維分離度和 纖維篩分值應(yīng)符合工藝要求。濾水度控制在15~25s。實(shí)際生產(chǎn)中的纖維篩分值為:2mm 以上的小于20%,0.125~2mm的大于70%,0.125mm的小于10%比較適宜。 ②纖維含水率。 a.纖維初含水率:施膠后的濕纖維含水率一般為50% N60%。纖維初含水率過低, 使干燥后纖維含水率也低,易引起著火。纖維初含水率過高,就不易干燥,纖維易堵塞, 粘掛管道,也容易釀成火災(zāi)。因此進(jìn)入熱磨機(jī)的木片含水率必須嚴(yán)格控制。 b.纖維終含水率:纖維最終含水率對中密度纖維板性能有著十分重要的影響。若纖 維含水率過低,會出現(xiàn)板面起毛和板邊松軟等缺陷,大幅度降低產(chǎn)品的質(zhì)量。由表2—8 的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:在一定的含水率范圍內(nèi),隨著纖維含水率的增加,板材質(zhì)量有明顯的提 高,特別是強(qiáng)度提高尤為明顯。但含水率過高,由于水分吸收蒸發(fā)熱,溫度的傳導(dǎo)速度反 而減小,板內(nèi)積累的水蒸氣氣壓會使內(nèi)應(yīng)力增加,熱壓結(jié)束后易出現(xiàn)分層、鼓泡等缺陷。 此外,纖維含水率越高,鋪裝成型時(shí)纖維也易結(jié)團(tuán),影響鋪裝成型質(zhì)量,造成板材密度不 均勻。對于先施膠后干燥工藝,纖維含水率一般要求為8%~13%;對于先干燥后施膠 藝,控制在3%~5%范圍內(nèi)。多層熱壓機(jī)生產(chǎn)工藝中的纖維板坯含水率與板性能的關(guān)系見 表2- 8。 ③干燥介質(zhì)溫度。干燥介質(zhì)溫度是干燥最重要的工藝參數(shù)之一。對于將脲醛樹脂作為 主要膠粘劑的中密度纖維板而,存在膠粘劑在干燥過程中提前固化的問題。溫度越高, 固化時(shí)間越短,固化程度越高。研究證明,高溫會引起纖維表面聚集,使纖維間的接觸面 積減小,從而導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)合程度減弱,影響板制品的質(zhì)量。較低的干燥介質(zhì)溫度不會導(dǎo)致 樹脂膠預(yù)固化,可以保證產(chǎn)品質(zhì)量,其防火性能也比較好。介質(zhì)溫度以干燥管道進(jìn)口溫度 為控制標(biāo)準(zhǔn)。要求溫度適當(dāng),保持穩(wěn)定,才能得到含水率均勻一致的干纖維。 干燥介質(zhì)溫度的高低與干燥方式的選擇有關(guān)。其控制范圍為:管道施膠采用一級干燥 的干燥介質(zhì)溫度為110~170℃;采用二級干燥時(shí),其中的第一級干燥入口溫度為180℃, 第二級干燥人口溫度為120℃;對先干燥后施膠工藝的介質(zhì)溫度可提高到300℃。 ④氣流速度。纖維中的水分汽化與氣流速度有關(guān),在氣流干燥機(jī)中,氣流速度越大, 纖維表面汽化越快,纖維干燥的時(shí)間越短。一般來講,熱磨纖維的含水率在50%時(shí),平均 懸浮速度為8.5~lOm/s。氣流速度必須大于纖維的懸浮速度,才能保證纖維在輸送過程中 進(jìn)行干燥。為了延長纖維在干燥管道總的停留時(shí)間,一般取氣流速度為懸浮速度的1.3~1.5 倍,生產(chǎn)中選用氣流速度為22~30m/s,纖維在干燥管道內(nèi)的停留時(shí)間為3.5~5s。 ⑤送料濃度。送料濃度通常指輸送1kg絕干纖維所需標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣量(m3)。對 一臺干燥機(jī)而言,干燥管道的直徑、長度和風(fēng)機(jī)風(fēng)量都是固定不變的,在保證達(dá)到一定的 纖維含水率的條件下,送料濃度的大小就直接影響到干燥機(jī)的熱效率和產(chǎn)量,同時(shí)也影響 纖維干燥的質(zhì)量。 增加送料濃度,則單位時(shí)間內(nèi)纖維受熱面大,纖維中水分的汽化量增加,使干燥機(jī)出 口的溫度降低,提高了干燥機(jī)的熱效率和產(chǎn)量。但送料濃度過大,會使干燥過程中的干燥 介質(zhì)溫度和氣流速度降低;同時(shí),纖維過多,纖維的分散性變差,以至達(dá)不到纖維干燥對 含水率的要求,甚至產(chǎn)生纖維沉積現(xiàn)象。送料濃度過低,雖然可以獲得較為均勻的纖維干 燥質(zhì)量,但是,干燥機(jī)的熱效率和產(chǎn)量相對降低無疑是不經(jīng)濟(jì)的。因此,選擇合適的送料 濃度對干燥機(jī)高質(zhì)量的工作非常關(guān)鍵,一般來講,在一級干燥中,熱介質(zhì)與纖維的混合比 為16~20m3/kg較適合。 ⑥干燥出口溫度。作為干燥管道末端旋風(fēng)分離器的氣流進(jìn)口處的溫度,在系統(tǒng)穩(wěn)定工 作的情況下,干燥出口溫度的高低可以間接代表纖維終含水率的高低。在生產(chǎn)中常以干燥 出口溫度作為干燥調(diào)節(jié)的依據(jù)。在一級干燥中,干燥出口溫度一般為60~70℃。 (3)纖維干燥的供熱方式。中纖板的纖維干燥通過熱空氣蒸發(fā)水分。熱空氣的供給方 式一般有3種。 第一種方式是利用蒸汽、熱油等熱介質(zhì)通過熱交換器間接把冷空氣加熱為熱空氣。是 至今為止,國產(chǎn)生產(chǎn)線普遍采用的方法,就是采用蒸汽鍋爐產(chǎn)生的蒸汽或熱油爐的導(dǎo)熱油 作為供熱介質(zhì),但也是熱效率利用最低的方式,其熱效率利用率為60%~65%,可以用 煤、木質(zhì)廢料等作為燃料。 第二種方式是利用燃燒爐(燃料為木質(zhì)廢料、天然氣等)的煙氣和冷空氣混合為熱空 氣,即能源工廠產(chǎn)生的熱煙氣作為供熱介質(zhì),普遍為引進(jìn)外國設(shè)備生產(chǎn)線(主要是年產(chǎn)10 萬m3以上生產(chǎn)線)所采用,其熱效率利用率最高,為93%~96%,為節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)方 式;燃燒爐產(chǎn)生的煙氣一部分用來加熱水成為蒸汽供熱磨和制膠使用,一部分用來加熱導(dǎo) 熱油供熱壓機(jī)使用,加熱完這兩部分的尾氣連同第三部分煙氣全部用來干燥濕纖維,沒有 煙氣排放。但不能用煤作為燃料,因煤燃燒產(chǎn)生的S02會腐蝕管道。 目前,國產(chǎn)能源工廠設(shè)備也有在少數(shù)中密度纖維板廠配套使用,主要是配套年產(chǎn)8萬 m3的國產(chǎn)生產(chǎn)線,但設(shè)備和生產(chǎn)工藝有待完善和改進(jìn)。 第三種方式是利用熱風(fēng)爐直接產(chǎn)生熱空氣。其熱效率利用率為75% -80%,采用熱風(fēng) 爐產(chǎn)生的熱風(fēng)作為供熱介質(zhì),可以用煤、木質(zhì)廢料等作為燃料。 在生產(chǎn)規(guī)模為日產(chǎn)55~180m3的情況下,一般采用第一種方式,生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)中可將 干燥機(jī)的蒸汽冷凝水回收鍋爐房利用;在生產(chǎn)規(guī)模為日產(chǎn)286m3以上的國產(chǎn)生產(chǎn)線的情況 下,可采用第三種方式;引進(jìn)外國設(shè)備生產(chǎn)線(主要是年產(chǎn)10萬m3以上生產(chǎn)線)采用第 二種方式較適宜。 (4)氣流干燥設(shè)備。氣流干燥設(shè)備包括有風(fēng)機(jī)、過濾器、熱交換器、干燥管道、旋風(fēng) 分離器、旋轉(zhuǎn)下料器、計(jì)量裝置和自動控制裝置等。 風(fēng)機(jī):采用大流量離心風(fēng)機(jī),風(fēng)量由每小時(shí)幾萬至幾十萬立方米,電機(jī)功率達(dá)上千瓦 (400kW以上宜采用lOkV電壓)。電機(jī)的啟動問題可采用在風(fēng)機(jī)進(jìn)口處裝可調(diào)節(jié)的導(dǎo)流葉 片式風(fēng)門來解決。 過濾器:用來凈化冷空氣。外形為箱式,箱框兩面覆蓋金屬網(wǎng)、內(nèi)部夾有過濾材料, 如玻璃絲等。 熱交換器:用在熱空氣為間接加熱方式的情況下。介質(zhì)溫度一般在200℃以下。間接 加熱的熱源絕大多數(shù)為蒸汽。熱交換器的散熱面積根據(jù)干燥能力而定。 干燥管道:干燥管道的直徑范圍一般為0,8~2.9m,長度95~120m。在二級干燥中, 第一級干燥管道約36m,第二級干燥管道約75mo管道用4~6mm鋼板焊接制成,每隔一 定距離設(shè)檢查門,可進(jìn)行檢查清理,還設(shè)有膨脹接管,以緩沖加熱冷卻引起管道長度方向 膨脹與收縮的變化?;鸹ㄌ綔y點(diǎn)一般放置在管道距分離器進(jìn)口處25~30m的地方。在場 地允許的情況下,干燥管道布置方式最好為水平方向。彎頭的數(shù)量盡量少為宜。 旋風(fēng)分離器:用于收集纖維。因?yàn)轱L(fēng)量大,其體積也很大,直徑為3~6.5m,年產(chǎn)量 1 0萬113以上的生產(chǎn)線一般要配置2個(gè)。技術(shù)參數(shù)要求進(jìn)口風(fēng)速為18~22m/s,除塵效率 99%以上,排氣含塵量小于lOOmg/m3 (20℃條件下)。旋風(fēng)分離器排氣管上裝有防雨帽, 下錐體上設(shè)檢查門,以供發(fā)生堵料時(shí)進(jìn)行清理。更重要的應(yīng)在其頂蓋上設(shè)若干防爆門,萬 一由于纖維著火發(fā)生爆炸,氣流也能把防爆門迅速沖開,釋放氣壓,使設(shè)備不受嚴(yán)重?fù)p 害。 旋轉(zhuǎn)下料器:用于干燥纖維的卸料,使在排料時(shí)不漏氣,從而保持良好工作狀態(tài)。 計(jì)量裝置:有螺旋稱重機(jī)、電子皮帶秤和核子秤。用于連續(xù)稱量干燥后的纖維重量, 并用稱量結(jié)果的信號來計(jì)量膠與石蠟的加入量,保證纖維的含膠量和含蠟量符合工藝要 求。電子皮帶秤可以反轉(zhuǎn),當(dāng)著火時(shí),皮帶反轉(zhuǎn),然后排出著火纖維。 4.纖維風(fēng)選工序 在采用連續(xù)平壓機(jī)和連續(xù)輥壓機(jī)生產(chǎn)時(shí),為了確保對壓機(jī)的保護(hù),防止硬雜物進(jìn)入壓 機(jī)而損壞鋼帶,也為了薄板的產(chǎn)品質(zhì)量,在鋪裝前的干燥纖維必須通過氣流進(jìn)行風(fēng)選,將 金屬、膠塊、纖維團(tuán)、纖維粗桿等剔除,然后將纖維風(fēng)送至鋪裝機(jī)。此外,為了防止產(chǎn)生 冷凝水,纖維需保溫(送纖維的熱風(fēng)封閉循環(huán)使用),使纖維含水率保持穩(wěn)定,含水率誤 差為±0.5%。纖維松散密度約為22kg/m3,粗料的含量最大為0.1% -0.5%(質(zhì)量分 數(shù))。 一般纖維風(fēng)選機(jī)分為兩級。第一級分選是將金屬、石頭、膠塊、纖維團(tuán)等重物分選排 出;第二級分選主要是將纖維粗稈及第一級未分離出的次重物分選排出。 5.干纖維儲存 (1)干燥好的纖維在鋪裝之前要送入料倉儲存,這是因?yàn)椋? ①一定的纖維儲存量可以保證干燥與成型工序間的纖維平衡。 ②干燥后的纖維在料倉內(nèi)有一個(gè)混合和停留的時(shí)間,可以均勻出料,對鋪裝質(zhì)量有 利。 ③成為板坯刮平、齊邊、廢板坯等回收纖維的儲存點(diǎn)。 (2)由于干纖維容重很輕,松散密度約為22kg/m3,儲存It纖維需要45 m3以上的容 積,料倉不能過大。一般備有生產(chǎn)所需10~20min的纖維用量即可。儲存時(shí)間不宜過長, 夏天不宜超過1h,冬天不宜超過8ho表2-9為根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模配置的纖維料倉容積表。 (3)干纖倉的形式。料倉有立式和臥式兩種,立式料倉容易產(chǎn)生“搭橋”和出料困 難,一般都不采用。臥式料倉較適合干纖維的儲存。纖維落人料倉上部后,不斷地經(jīng)由縱 向水平螺旋推向料倉尾部,料倉底部的運(yùn)輸機(jī)帶動整個(gè)料堆向前移動,到達(dá)前端時(shí),被卸 料輥拋松打散,均勻地落人鋪裝機(jī)中。