密度板熱壓機加壓方式有間歇式平壓、連續(xù)式平壓與連續(xù)式輥壓。
①間歇式平壓方式。間歇式平壓熱壓機可分為單層和多層熱壓機。絕大多數(shù)采用多層熱壓機進行加壓。密度板多層熱壓的特點如下:
(a)一次壓制板的數(shù)量多,產(chǎn)量大。密度板多層熱壓機的層數(shù)多達20層。
(b)因板坯厚度大且蓬松,熱壓時加壓速度既要快而且可調(diào),以達到板坯厚度壓縮均勻,保證成品的內(nèi)結合強度和密度要求的一致性。
(C)為保持成品密度和減少厚度偏差,在各熱壓板間兩邊要增加厚度規(guī),并配置精確的厚度控制機構。但厚度偏差相對較大。
(d)預固化層較厚,一般0.6~1mm(單面),木材耗量大。
(e)多層熱壓機的結構簡單,維修方便。
其主要熱壓工藝參數(shù)為:
(a)熱壓溫度。主要作用是使板坯纖維受熱后增加塑性,容易壓縮;加快板坯內(nèi)水分汽化蒸發(fā);加速膠粘劑固化。熱壓溫度通常是指熱壓板的溫度,一般采用脲醛樹脂膠時為 160~180℃,采用酚醛樹脂膠時為185~195℃。
(b)熱壓壓力。主要作用是克服板坯在熱壓過程中產(chǎn)生的反彈力,排除板坯中的空氣,將板坯壓實到要求的厚度和密度。一般熱壓壓力為2.5~3.5Mpa。制取高強度制品壓力可達5.O~5 .5MPa。
(C)熱壓時間。熱壓需要一定的時間才能在板坯內(nèi)部傳熱,使膠粘劑固化;同時傳遞壓力可以得到預定密度和力學性能的成品。1mm板厚的熱壓時間為18~25s(板厚為5~ 30mm),采用高頻加熱則熱壓時間可縮短為接觸式加熱的173~172;噴射蒸汽加熱可縮短為接觸加熱的1/5~1/6。同樣厚度的板,隨著密度的增加,熱壓時間也增加。
(d)板坯含水率。熱壓過程中板坯內(nèi)水分能增加纖維的可塑性和導熱性,一般多層熱壓機板坯含水率為9%~11%。
(e)加壓速度。在相同的壓力下,加壓速度快,板的靜曲強度高,預固化層少,但內(nèi)結合強度降低。加壓速度慢時則相反,板的靜曲強度下降,預固化層加厚,但內(nèi)結合強度提高。過慢會使整板松軟達不到質(zhì)量標準。
熱壓機的加壓過程從啟動、快速閉合、加壓直至到達預定位置可分為以下4個階段。
快速閉合階段:這一時間一般不很過10s。
加壓前段:開始壓縮板坯并排氣,這一時間約為10s。
加壓后段:繼續(xù)壓縮板坯,壓力繼續(xù)升高,這一時間約為20s。
高壓階段:壓力升至較高,加壓速度較小。壓力升至峰值只是瞬間,之后膠料繼續(xù)固化,板坯彈性減弱,壓力下降至定值.保持至多余水分排出,膠料基本固化,然后壓機開啟,熱壓過程結束。
美國華盛頓鐵工廠多層熱壓機的加壓速度參考值分別為238,23,12.7,3.6 (mm/S)。
②連續(xù)平壓方式。連續(xù)平壓熱壓法生產(chǎn)的特點如下:
(a)產(chǎn)品質(zhì)量高。板材表面平整,質(zhì)地細密,與間歇式熱壓機相比,在降低密度4% 時,仍具有同樣的力學性能。
(b)產(chǎn)品規(guī)格多。生產(chǎn)不同厚度的產(chǎn)品不需要厚度規(guī),可無級變化。生產(chǎn)過程中改變產(chǎn)品厚度無需停機,“經(jīng)濟板厚”區(qū)間寬。
(C)木材單耗低。板坯進入熱壓機初始,加壓加熱就同步進行。板材表面的預固化層很薄,厚度公差小,一般兩面砂光量為0.4~l.Omm。
(d)生產(chǎn)連續(xù)化,提高了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和生產(chǎn)率。
(e)厚度公差小。板材厚度尺寸十分精確,一般厚度公差小于±O.lmm。
(f)節(jié)省能源。在生產(chǎn)過程中,由于連續(xù)進料鋼帶始終接觸板坯,壓機無需頻繁開啟閉合,減少散熱損失,加壓系統(tǒng)無空載與峰值壓力的大幅度波動,熱壓機不同區(qū)段的壓力、溫度按需設計,因此節(jié)電省熱,裝機容量小,一般電耗僅為間歇式壓機的50%,熱耗降低10%~15%。
(g)設備一次性投資大。其價格貴,另外潤滑油的消耗占一定成本。
(h)綜合效益佳。
密度板連續(xù)平壓工藝為:一般合格的板坯隨著鋼帶以一定速度連續(xù)通過熱壓機長度方向設定的不同開檔熱壓板,在溫度和壓力的連續(xù)作用下,將施有膠粘劑的纖維板坯壓制到規(guī)定的緊密度,使纖維和膠粘劑產(chǎn)生膠合作用,纖維被有機地結合成板材。
連續(xù)平壓壓機的熱壓工藝參數(shù)為鋼帶開檔、壓力、溫度和速度。
(a)鋼帶開檔。開檔的設定要滿足產(chǎn)品質(zhì)量和設備安全性的要求。
(b)壓力。連續(xù)平壓機的加壓區(qū)段及加壓壓力隨板材種類、材質(zhì)、厚度、膠粘劑和熱壓溫度以及平壓機類型的不同而不同。有的壓力區(qū)段分為高、次高、低、較低,如 Contipress連續(xù)平壓機的壓力區(qū)段分別為5,3.5,2.5,1.5(MPa)。有的壓力區(qū)段分為高、次高、中、低、較低,如Contiroll連續(xù)平壓機的壓力區(qū)段分別為5,4,3,2,1.5 (MPa)。
(C)熱壓溫度:一般加熱溫度較高,熱介質(zhì)溫度為240~260℃,熱壓板溫度在200~ 220℃之間。
熱壓溫度一般分為多個獨立的加熱區(qū)段。
接觸階段:板坯進入壓機進料口,蓬松剛受壓,導熱性差,一般取略低溫度160℃,以減少預固化層。板坯表層溫度達60~70℃。
升溫階段:板坯進入楔形部位急劇壓縮'大量空氣排出,含水率高,有利導熱和芯層預熱,板坯迅速升溫。板坯表層溫度達195℃,芯層溫度達70℃。
保溫階段:第三段溫度根據(jù)實際而定,一般為第二段的75%。芯層溫度達1 00~ 1 1 0℃。
(d)鋼帶速度c鋼帶速度和壓機長度決定了壓機對板坯的加壓、加熱的時間,即熱壓時間。鋼帶速度計算公式如下:
鋼帶速度=熱壓機有效長度/(單位板厚的熱壓時間×毛板厚度) ( mm/s)
單位板厚的熱壓時間為8~15s/mm,毛板厚度為2.5~42mm。
③連續(xù)輥壓方式。連續(xù)輥壓法生產(chǎn)特點如下:
(a)從板坯鋪裝、預壓、齊邊、高頻預熱、熱壓和冷卻等工序運行速度完全同步。
(b)專門生產(chǎn)薄形密度板。非常適合生產(chǎn)3~8mm薄板,特別是生產(chǎn)3~4mm 的板產(chǎn)量較高,板的長度不限,生產(chǎn)線速度可達60m/min,單線產(chǎn)量高達500m3/d。
(C)木材單耗低。板材表面沒有預固化層,厚度公差小,不用砂光。板的厚度公差為 ±O.lmm,板的密度公差在1.0%以內(nèi)。
(d)在熱壓輥間使用了專利技術Nipco輥。能達到更高的成品密度,更小的厚度公差,更高的內(nèi)結合強度。
(e)脲醛樹脂膠耗量少,一般為6%~9%。
(f)生產(chǎn)線較短,廠房占地面積較少。
連續(xù)輥壓法工藝為:板坯首先經(jīng)帶式連續(xù)預壓機、鋸邊機、金屬探測儀、高頻預熱(可選用),然后板坯由下皮帶送入輥壓機,通過鋼帶把板坯壓向主壓輥,在加熱的主壓輥和若干個壓力輥(一般2~3個)的作用下,同時加熱加壓,板坯就在鋼帶與壓輥之間固化成型,壓制成板帶。已壓制成型的板帶,通過驅(qū)動輥進入板材運輸機,繼而送到縱橫鋸邊機,鋸成規(guī)格板材,這段運輸線路較長,熱板已有充分的冷卻時間自然冷卻,可以省去冷卻設備,再送往落地機,進行分等堆垛,然后檢驗入庫。
輥壓法工藝參數(shù):預壓的平均線壓力為1 500N/cm,入口較大開度300mm;高頻預熱溫度為70~80℃;主壓輥、加壓輥都通有蒸汽,熱壓溫度為150~200℃(較高可達 250℃);加壓輥l(進料輥)線壓力為8 000N/cm,加壓輥2線壓力為4000N/cm,每個 Nipco輥線壓力為1 500N/cm,鋼帶壓力為25Pa;加熱長度約為7.5~11m。連續(xù)輥壓機的 1mm板厚的加熱時間為4~5s(板厚為1.5~8mm)。同樣厚度的板,隨著密度的增加,加熱時間也增加;生產(chǎn)速度為6~60m/min。
密度板熱壓機加壓方式有間歇式平壓、連續(xù)式平壓與連續(xù)式輥壓。
①間歇式平壓方式。間歇式平壓熱壓機可分為單層和多層熱壓機。絕大多數(shù)采用多層熱壓機進行加壓。密度板多層熱壓的特點如下:
(a)一次壓制板的數(shù)量多,產(chǎn)量大。密度板多層熱壓機的層數(shù)多達20層。
(b)因板坯厚度大且蓬松,熱壓時加壓速度既要快而且可調(diào),以達到板坯厚度壓縮均勻,保證成品的內(nèi)結合強度和密度要求的一致性。
(C)為保持成品密度和減少厚度偏差,在各熱壓板間兩邊要增加厚度規(guī),并配置精確的厚度控制機構。但厚度偏差相對較大。
(d)預固化層較厚,一般0.6~1mm(單面),木材耗量大。
(e)多層熱壓機的結構簡單,維修方便。
其主要熱壓工藝參數(shù)為:
(a)熱壓溫度。主要作用是使板坯纖維受熱后增加塑性,容易壓縮;加快板坯內(nèi)水分汽化蒸發(fā);加速膠粘劑固化。熱壓溫度通常是指熱壓板的溫度,一般采用脲醛樹脂膠時為 160~180℃,采用酚醛樹脂膠時為185~195℃。
(b)熱壓壓力。主要作用是克服板坯在熱壓過程中產(chǎn)生的反彈力,排除板坯中的空氣,將板坯壓實到要求的厚度和密度。一般熱壓壓力為2.5~3.5Mpa。制取高強度制品壓力可達5.O~5 .5MPa。
(C)熱壓時間。熱壓需要一定的時間才能在板坯內(nèi)部傳熱,使膠粘劑固化;同時傳遞壓力可以得到預定密度和力學性能的成品。1mm板厚的熱壓時間為18~25s(板厚為5~ 30mm),采用高頻加熱則熱壓時間可縮短為接觸式加熱的173~172;噴射蒸汽加熱可縮短為接觸加熱的1/5~1/6。同樣厚度的板,隨著密度的增加,熱壓時間也增加。
(d)板坯含水率。熱壓過程中板坯內(nèi)水分能增加纖維的可塑性和導熱性,一般多層熱壓機板坯含水率為9%~11%。
(e)加壓速度。在相同的壓力下,加壓速度快,板的靜曲強度高,預固化層少,但內(nèi)結合強度降低。加壓速度慢時則相反,板的靜曲強度下降,預固化層加厚,但內(nèi)結合強度提高。過慢會使整板松軟達不到質(zhì)量標準。
熱壓機的加壓過程從啟動、快速閉合、加壓直至到達預定位置可分為以下4個階段。
快速閉合階段:這一時間一般不超過10s。
加壓前段:開始壓縮板坯并排氣,這一時間約為10s。
加壓后段:繼續(xù)壓縮板坯,壓力繼續(xù)升高,這一時間約為20s。
高壓階段:壓力升至最高,加壓速度最小。壓力升至峰值只是瞬間,之后膠料繼續(xù)固化,板坯彈性減弱,壓力下降至定值.保持至多余水分排出,膠料基本固化,然后壓機開啟,熱壓過程結束。
美國華盛頓鐵工廠多層熱壓機的加壓速度參考值分別為238,23,12.7,3.6 (mm/S)。
②連續(xù)平壓方式。連續(xù)平壓熱壓法生產(chǎn)的特點如下:
(a)產(chǎn)品質(zhì)量高。板材表面平整,質(zhì)地細密,與間歇式熱壓機相比,在降低密度4% 時,仍具有同樣的力學性能。
(b)產(chǎn)品規(guī)格多。生產(chǎn)不同厚度的產(chǎn)品不需要厚度規(guī),可無級變化。生產(chǎn)過程中改變產(chǎn)品厚度無需停機,“經(jīng)濟板厚”區(qū)間寬。
(C)木材單耗低。板坯進入熱壓機初始,加壓加熱就同步進行。板材表面的預固化層極薄,厚度公差小,一般兩面砂光量為0.4~l.Omm。
(d)生產(chǎn)連續(xù)化,提高了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和生產(chǎn)率。
(e)厚度公差小。板材厚度尺寸十分精確,一般厚度公差小于±O.lmm。
(f)節(jié)省能源。在生產(chǎn)過程中,由于連續(xù)進料鋼帶始終接觸板坯,壓機無需頻繁開啟閉合,減少散熱損失,加壓系統(tǒng)無空載與峰值壓力的大幅度波動,熱壓機不同區(qū)段的壓力、溫度按需設計,因此節(jié)電省熱,裝機容量小,一般電耗僅為間歇式壓機的50%,熱耗降低10%~15%。
(g)設備一次性投資大。其價格貴,另外潤滑油的消耗占一定成本。
(h)綜合效益佳。
密度板連續(xù)平壓工藝為:一般合格的板坯隨著鋼帶以一定速度連續(xù)通過熱壓機長度方向設定的不同開檔熱壓板,在溫度和壓力的連續(xù)作用下,將施有膠粘劑的纖維板坯壓制到規(guī)定的緊密度,使纖維和膠粘劑產(chǎn)生膠合作用,纖維被有機地結合成板材。
連續(xù)平壓壓機的熱壓工藝參數(shù)為鋼帶開檔、壓力、溫度和速度。
(a)鋼帶開檔。開檔的設定要滿足產(chǎn)品質(zhì)量和設備安全性的要求。
(b)壓力。連續(xù)平壓機的加壓區(qū)段及加壓壓力隨板材種類、材質(zhì)、厚度、膠粘劑和熱壓溫度以及平壓機類型的不同而不同。有的壓力區(qū)段分為高、次高、低、最低,如 Contipress連續(xù)平壓機的壓力區(qū)段分別為5,3.5,2.5,1.5(MPa)。有的壓力區(qū)段分為高、次高、中、低、最低,如Contiroll連續(xù)平壓機的壓力區(qū)段分別為5,4,3,2,1.5 (MPa)。
(C)熱壓溫度:一般加熱溫度較高,熱介質(zhì)溫度為240~260℃,熱壓板溫度在200~ 220℃之間。
熱壓溫度一般分為多個獨立的加熱區(qū)段。
接觸階段:板坯進入壓機進料口,蓬松剛受壓,導熱性差,一般取略低溫度160℃,以減少預固化層。板坯表層溫度達60~70℃。
升溫階段:板坯進入楔形部位急劇壓縮'大量空氣排出,含水率高,有利導熱和芯層預熱,板坯迅速升溫。板坯表層溫度達195℃,芯層溫度達70℃。
保溫階段:第三段溫度根據(jù)實際而定,一般為第二段的75%。芯層溫度達1 00~ 1 1 0℃。
(d)鋼帶速度c鋼帶速度和壓機長度決定了壓機對板坯的加壓、加熱的時間,即熱壓時間。鋼帶速度計算公式如下:
鋼帶速度=熱壓機有效長度/(單位板厚的熱壓時間×毛板厚度) ( mm/s)
單位板厚的熱壓時間為8~15s/mm,毛板厚度為2.5~42mm。
③連續(xù)輥壓方式。連續(xù)輥壓法生產(chǎn)特點如下:
(a)從板坯鋪裝、預壓、齊邊、高頻預熱、熱壓和冷卻等工序運行速度完全同步。
(b)專門生產(chǎn)薄形密度板。非常適合生產(chǎn)3~8mm薄板,特別是生產(chǎn)3~4mm 的板產(chǎn)量最高,板的長度不限,生產(chǎn)線速度可達60m/min,單線產(chǎn)量高達500m3/d。
(C)木材單耗低。板材表面沒有預固化層,厚度公差小,不用砂光。板的厚度公差為 ±O.lmm,板的密度公差在1.0%以內(nèi)。
(d)在熱壓輥間使用了專利技術Nipco輥。能達到更高的成品密度,更小的厚度公差,更高的內(nèi)結合強度。
(e)脲醛樹脂膠耗量少,一般為6%~9%。
(f)生產(chǎn)線較短,廠房占地面積較少。
連續(xù)輥壓法工藝為:板坯首先經(jīng)帶式連續(xù)預壓機、鋸邊機、金屬探測儀、高頻預熱(可選用),然后板坯由下皮帶送入輥壓機,通過鋼帶把板坯壓向主壓輥,在加熱的主壓輥和若干個壓力輥(一般2~3個)的作用下,同時加熱加壓,板坯就在鋼帶與壓輥之間固化成型,壓制成板帶。已壓制成型的板帶,通過驅(qū)動輥進入板材運輸機,繼而送到縱橫鋸邊機,鋸成規(guī)格板材,這段運輸線路較長,熱板已有充分的冷卻時間自然冷卻,可以省去冷卻設備,再送往落地機,進行分等堆垛,然后檢驗入庫。
輥壓法工藝參數(shù):預壓的平均線壓力為1 500N/cm,入口最大開度300mm;高頻預熱溫度為70~80℃;主壓輥、加壓輥都通有蒸汽,熱壓溫度為150~200℃(最高可達 250℃);加壓輥l(進料輥)線壓力為8 000N/cm,加壓輥2線壓力為4000N/cm,每個 Nipco輥線壓力為1 500N/cm,鋼帶壓力為25Pa;加熱長度約為7.5~11m。連續(xù)輥壓機的 1mm板厚的加熱時間為4~5s(板厚為1.5~8mm)。同樣厚度的板,隨著密度的增加,加熱時間也增加;生產(chǎn)速度為6~60m/min。