Рассмотрено на заседании методического

объединения ПЛ - 10.

Мастер п/о: Муллашиков Д.

Сайрам.

Введение

Повышенный интерес к древесным композиционным материалам (композитам) обусловлен рядом причин: низкой стоимостью древесного сырья, малыми затратами труда и энергии при производстве древесных композиционных материалов и изделий из них, ценными, а в отдельных случаях и уникальными, свойствами этих композитов, непрерывной возобновляемостью древесных ресурсов и др.

По данным Отдела леса и лесных продуктов продовольственной сельскохозяйственной комиссии Организации Объединенных Наций (ФЛО ООП), производство в мире только трех древесных композиционных материалов в объемных единицах превосходит производство сталей, пластмасс и алюминия. Композиционные материалы состоят из двух или более компонентов (фаз), между которыми имеется граница раздела.

Понятие композиционного материала в широком смысле, безусловно, включает и природные материалы, например древесину. Таким образом, древесными композиционными материалами должны быть названы материалы, состоящие из древесины или ее часта и одного или нескольких других компонентов (металла, полимера, минерала), между которыми имеется граница раздела.

В древесном композите граница раздела между компонентами может проходить но наружной поверхности и по внутренней поверхности, т.е. по поверхности сосудов, волокон и пор древесины.

Увеличение производства древесных композитов в значительной мере определяется тем, что объем потребления материалов на планете каждые 11 лет удваивается, а запасы сырья для производства традиционных материалов ограничены и не восстанавливаются.

В этих условия особенно пристальное внимание обращено на древесные материалы. Ежегодный прирост твердой биомассы лесов мира 50 млрд. т, прирост промышленной древесины составляет 3,5-4 млрд.т в год, а добывается в мире лишь 1,1-КЗ млрд. т и год. Из всего лесного массива используется около 7,5% древесины, причем в так называемых «отходах» оказывается не менее 30% промышленной древесины. Следовательно, сейчас в мире образуется 330 1260 млн. т (ориентировочно 660-2400 млн. плотных кубометров) «отходов» древесины, из которых можно изготавливать композиционные материалы в количествах, равных выпуску стали, алюминия и пластмасс, вместе взятых по массе. Эта сырьевая база не иссякнет и в дальнейшем, так как лес непрерывно возобновляется и жизнь на планете возможна лишь при наличии леса, дающего кислород и защищающего людей экологически. Возобновляем ость и высокая экономическая эффективность - основные факторы, гарантирующие древесным композитам положение материалов будущего. Их дополняют невысокая плотность (50-1400 кг/м")« достаточная прочность (до 300 MI la ).

Древесные пластики (wood plastics , holzplaste , plastiques du bois ) - материалы на основе древесины, подвергнутой термической обработке под давлением (пластификации). Древесные пластики делятся на:

1) древесину прессованную (пластифицированную);

2) древесно-слоистые пластики;

3) древесную пресскрошку;

4)древесные плиты (древесноволокнистые и древесностружечные).

Древесные плиты. ДВП

Основные понятия

Древесноволокнистыми плитами называются листовые материалы, сформированные из переплетных древесных волокон. Изготавливают их из древесных отходов или из низкокачественной древесины. В отдельных случаях в зависимости от условий снабжения предприятия сырьем применяют одновременно как древесные отходы, так и древесину в круглом виде. Наиболее распространенные способы изготовления плит - мокрый и сухой. Промежуточными между ними, причем менее распространенными, будут мокросухой и полусухой способы.

Мокрый способ основан на формировании ковра из высушенной древесноволокнистой массы в водной среде и горячем прессовании нарезанных из ковра отдельных полотен, находящихся во влажном состоянии (при относительной влажности 60-70%).

Сухой способ основан на формировании ковра из высушенной древесноволокнистой массы в воздушной среде и горячем прессовании полотен, имеющих влажность 5 – 8%

Полусухой способ основан па формировании ковра из высушенной древесноволокнистой массы в воздушной среде и горячем прессовании полотен, имеющих влажность 16-18%.

Мокросухой способ основан на формировании ковра из древесноволокнистой массы в водной среде, сушке полотен и горячем прессовании сухих полотен, имеющих влажность, близкую к нулю.

В процессе изготовления плит любым из названных способов древесину сначала измельчают в щепу, а затем щепу превращают в волокна, из которых формируют ковер. Ковер разрезают на полотна. Сухие полотна прессуют в твердые плиты. Влажные полотна или прессуют, получаю I твердые или полутвердые плиты, или сушат, получая мягкие (изоляционные) плиты.

В волокнистую массу для придания водостойкости вводят различные эмульсии (парафиновые, смоляные, масляные) и осадители (сернокислый алюминий). Плиты формируются на отливочных машинах. Влажность плит после отливок достигают 70%. Поэтому изоляционные плиты поступают на сушку, а твердые и полутвердые прессуют в горячих многоэтажных прессах (t 135 -180 °С).

Твердые и сверх твердые плиты затем проходят закалку при t 150-170 °С с последующим увлажнением до 5 - 7% (по массе).

В основу деления плит на виды и марки положены средняя плотность и прочность при изгибе. В зависимости от средней плотности ДВП разделяют на виды: мягкие (М) со средней плотностью не более 350 кг/м 3 ; полутвердые (ПТ) - не менее 400 кг/м 3 ; твердые (Т) - не менее 850 кг/м 3 и сверхтвердые (СТ) - не менее 950 кг/м 3 .

В зависимости от прочности при изгибе ДВП разделяют на марки: М-4; М-12: М-20; ПТ-100; Т-350; Т-400; СТ-500. В условном обозначении марки цифры отражают величину прочности при изгибе в кгс/см 2 или в МПа, если цифровые индексы уменьшены в 10 раз.

Существенный показатель качества сверхтвердых, твердых и полутвердых плит- гигроскопичность. Стандарт допускает величину набухания плит после суточного нахождения испытываемых образцов в воде: для твердых и полутвердых - не более 20%, а для сверхтвердых не более 12%. Водопоглощение же установлено: для сверх твердых плит - 15%, для. твердых - 30%, для полутвердых - 40%. Плиты, изготовленные сухим способом, обладают значительно меньшей гигроскопичностью 10–12% так как при их изготовлении применяют фенолформальдегидные смолы.

Сырье для производства ДВП

Сырьем для ДВП могут служить любые волокнистые материалы растительного происхождения, если ихволокна 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 (долготе и коротье); отходы лесопиления (горбыль, рейка, вырезки); отходы спичечного и фанерного производства (шпон некондиционный, брак соломки и лом коробки); бумажная макулатура.

Целесообразность применения того или иного вида сырья зависит; прежде всего, от того, есть ли оно в данном районе, от стоимости, условий доставки к месту переработки.

Основное сырье - древесина - состоит из целлюлозы; лигнина и гемицеллюлозы, образующих оболочку клеток, а. также из смол, эфирных масел, дубильных и красящих веществ, заполняющих клетки. Целлюлоза - химически стойкое вещество, не растворяющееся в воде и гидролизующееся при давлении 1...1,5 МПа и температуре 180°С. Строение ее кристаллическое, состоит она из кристаллитов мицелл в виде палочек длиной 500,..700 А и толщиной 50...60 А. Мицеллы и фибриллы составляют клетки удлиненной волокнообразной формы. В древесине лиственных пород такие клетки, занимающие 60...65% объема, называют волокнами либриформа, их длина около 1 мм; в древесине хвойных пород содержание волокнообразных клеток трахеид- длиной 3...10мм достигает 90...95% по объем}.

Трахеиды длиннее, толще и прочнее» чем волокна либриформа, поэтому в производстве ДВП предпочтение отдается древесине хвойных пород.

Лигнин - аморфное вещество, представляющее собой сложное сочетание нескольких химических соединений. Химически он менее стоек, чем целлюлоза, по не гидролизуетея. В производстве ДВ11 лигнин повышаем выход массы и в процессе прессования способствует образованию дополнительных связей между волокнами. Гемицеллюлоза по составу близка к целлюлозе и состоит из пентозанов и гексозанов. Гексозаны при горцем прессовании гидролизуются и способствуют образованию смолоподобных продуктов.

Технология древесноволокнистых плит довольно сложна и энергоемка. Процесс производства ДВП можно разделить на две практически самостоятельные части: получение древесных волокон путем последовательного измельчения древесины и переработка волокон в изделия.

Получение древесных волокон -- процесс весьма многодельный и энергоёмкий, он включает следующие последовательно осуществляемые операции: снятие коры с древесины (окоривание), распиловку дровяном) долготья, колку толстых чураков, рубку древесины в щепку, размол щепы и получение волокнистой массы. Далее производят подготовку волокнистой массы путем ее сортировки, сгущения и проклейки. Формование изоляционных. ДВП осуществляют мокрым способом из гидромасс, который основан на свободном их обезвоживании с последующим вакуумированием и подпрессовкой. Производственный процесс заканчивается сушкой изделий. Прочность мягких ДВП обеспечивается только за счет переплетения древесных волокон, (свойлачиваемое), поэтому к весному волокну для этого типа продукции предъявляют повышенные требования. Для обеспечения лучшей свойлачиваемое волокна должны иметь высокую удельную поверхность и быть достаточно длинными, поэтому в данном случае предпочтение отдается древесине хвойных пород.

Т
ехнологическая схема производства мягких (изоляционных) ДВП

Стадия приготовления щепы

Приготовление щепы осуществляют из предварительно окоренной древесины. Окоривание поступившего на завод сырья (длинномерной древесины, коротая, отходов лесопиления и т. п.) производят, а корообдирочных барабанах водоструйных корообдирках или на ножевых корообдирочных станках. Кора ухудшает внешний вид изделия, увеличивает его водопоглощение при содержании ее в массе свыше 17% существенно снижает механическую прочность.

Освобожденная от коры древесина поступает на грубое измельчение. Длинноразмерную древесину распиливают /(исковыми пилами с горизонтальной (балансирные пилы) или вертикальной (маятниковые пилы) качающейся рамкой. Толстые чураки раскалывают на дровокольных станках с неподвижным или движущимся поступательно -возвратно клипом. Полученные заготовки длиной 1500 мм измельчают в щепу на специальных рубильных машинах, рабочим органом которых является массивный стальной диск толщиной 100 мм и более и диаметром до 3000 мм на котором закреплены ножи. В зависимости от диаметра диска количество ножей может изменяться от 10 (при диаметре 2000 мм) и более. Диск приводится во вращение электромотором, его частота вращения 585 мин.

Древесину легче рубить вдоль волокон, чем поперек, поэтому поленья подаются к диску под углом 35... 45° по специa льному наклонному лотку.

Для нормальной работы размольных агрегатов необходимо получать щепу одинаковых размеров: длина вдоль волокон 20...25 мм, поперек волокон 1.5..30 мм и толщина 3...5 мм. Из рубильной машины щепа выходит неодинаковая по величине, поэтому она сортируется на вибрационных плоских или барабанных ситах, Отсортированная щепа подастся на мелкое измельчение к размольным агрегатам. Предварительно ее промывают в промывочном баке и затем на обезвоживающем винтовом конвейере, где щепу дополнительно промывают, свежей водой.

Стадии получения древесного волокна

Получение древесного волокна осуществляют одним из грех способов: механическим, термомеханическим или химико-механическим.

Необходимость размола заключается в получении тонких волокон с длиной, обеспечивающей хорошую свойлачиваемостъ при формировании ковра. Качество получаемого волокна (толщина и длина) зависит от породы применяемой древесины и способа его получения.

Качество волокна оценивается по скорости обезвоживания гидромассы, С учетом этого сконструирован прибор, с помощью которою по скорости свободного водоотделения определяют тонкость помола волокна в градусах Шопера-Риглера (°ШР) - автора при­бора.

В зависимости от применяемого вида древесины, способа размола и типа размольной машины получаемое волокно может иметь средний диаметр 30...50 мкм и среднюю длину от сотых долей миллиметра до 3...4 мм. Слишком короткие волокна не могут быть использованы для получения мягких ДВП, поэтому выбор способа размола и типа размольной машины при их производстве имеет решающее значение.

Механический способ получения волокна основан на истирании чу раков быстровращающимися рифлеными дисками без прогрева или с прогревом древесины, с применением химических веществ и других средств, облегчающих размол древесины. Процесс развертывания удельной поверхности древесноволокнистой массы при этом способе размола связан с большой затратой энергии.

Как правило, в размольные аппараты добавляют большое количество подогретой воды для облегчения размола и повышения выхода кондиционной волокнистой массы. Механический способ размола не нашел широкою применения вследствие больших затрат электроэнергии (800 кВт на 1 т сухой волокнистой массы) и невозможности переработки древесины в виде теша.

Термомеханический способ размола древесины основан на двустадийной обработке щепи: предварительном разогреве ее горячей водой (не ниже 70°С) или паром высокого давления с температурой 170... 190°С и последующем истирании ее между вращающимися с разной скоростью или в разные стороны рифлеными дисками. Разогрев щепы обычно производят в специальной камере размольной машины (дефибратора или рафинатора). Под воздействием теплоты и влаги лигнин древесины размягчается, ослабляя связи между волокнами; легко гидролизуемые углеводы гидролизуются и расщепление древесины на волокна существенно облегчается. Древесное волокно, получаемое этим способом, характеризуется ненарушенной структурой при высокой тонкости помола. В зависимости от требуемой тонкости волокон размол осуществляют в одну или две стадии. При производстве мягких ДВП необходим двустадийный размол.

Для первичного помола применяют дефибраторы или быстроходные рафинеры - машины с быстровращающимися рифлеными дисками, а для повторного - рафинаторы, голлендеры, обеспечивающие тонкий размол при более мягком воздействии па древе­сину. Термомеханический способ наиболее распространен в практике приготовления древесноволокнистой массы, для нею характерно получение массы с высоким содержанием длинных и тонких волокон при сравнительно небольшом расходе электроэнергии (200..,260 кВт на 1 т сухого волокна), что достигается за счет термовлажностной обработки щепы.

Химико-механический способ основан на различной растворимости компонентов древесины в слабом растворе щелочи и реализуется в два этапа: проваривание древесной щепы в слабощелочном растворе и механический размол проваренной щепы. При варке древесины в слабощелочном растворе происходит полное постепенное растворение лигнина и частичное гемицеллюлозы и инкрустирующих веществ, соединяющих волокна. Это существенно облегчает размол древесины и обеспечивает получение эластичных длинных волокон, пригодных для производства высококачественных мягких плит.

Однако глот способ не получил широкого применения вследствие сложности химической подготовки сырья перед размолом и малого выхода волокна (до 80%).

Полученную при первичном размоле древесную массу разбавляют водой до концентрации 03...0,5% и подвергают мокрой сортировке путем пропускания гидромассы через плоские сита с размером отверстий 5...6 мм. Недомолотые частицы сгущают до 4...5% и направляют на повторный размол. Гидромассу из кондиционных волокон направляют на вторичный помол, для которого широко используют голендоры непрерывного действия, в которых получают эластичное и хорошо гидратированное волокно.

Стадия подголовки волокнистой массы

Подготовка волокнистой массы для формования плит включает повышение концентрации волокон до 2,5...3% с целью уменьшения емкости массовых бассейнов и снижения электроэнергии, потребной на ее перекачку, и проклейку массы.

Сгущение гидромассы производят в особых аппаратах - сгустителях, из которых се затем перекачивают или направляют самотеком в массовые бассейны, оборудованные смесительными механизмами. Проклейку волокнистой массы (обработка ее эмульсиями химических веществ) производят при непрерывном перемешивании гидромассы для улучшения свойств готовых изделий. Прочность ДВП повышают введением в гидроволокнистую массу водных эмульсий окисляющихся масел (льняного, конопляного и др.) либо синтетических (фенолоформальдегидных и др.) смол. Повышения водостойкости достигают введением гидрофобных эмульсий, в основном парафиновой, канифольной, битумной, в количестве до 2%. Эмульсия осаждается на волокно в кислой среде (рН - 4...5); для получения такой среды в гидромассу вводят серную кислоту (1%) или сернокислый глинозем (0,5%). Повышения биостойкости ДВП добиваются введением в гидромассу антисептиков (фтористого и кремнефтористого натрия, крезола и др.). Огнестойкость повышают за счет введения антипиренов (сернокислого аммония, железоаммонитофосфата и др.). Следует отметить, что введение перечисленных водорастворимых добавок эффективно при сухом способе производства ДВП, т. с. твердых их разновидностей. При мокром же способе (при получении мягких ДВП) эффект проклейки заметно снижается, так как при обезвоживании ковра во время формования изделий часть добавок уходит из массы с отжимными водами.

Стадия формования

Формование мягких ДВП осуществляют на отливочных машинах непрерывного и периодического действия. Обезвоживание волокнистой гидромассы на отливочных машинах происходит последовательно путем свободной фильтрации воды через сетку, отсоса вакуумированием и отжима подпрессовкой.

При свободной фильтрации взвешенные в воде волокна сближаются и переплетаются, возникают силы сцепления друг с другом, т. е. происходит свойлачивание. При этом гидромасса обезвоживается и на сетке машины формируется ковер с относительной влажностью 90...92%. Дальнейшее понижение влажности и уплотнение ковра происходят вакуумированием и отжимом (до влажности 60...70%), Наибольшее распространение для формования ДВП получили длинносетчатые отливочные машины непрерывного действия. Процесс формирования на этих машинах осуществляется следующим образом. Гидромасса через щель поступает на непрерывно движущуюся ленту отливочной машины, огражденную бортами. Для улучшения переплетения волокон на отливочных машинах устанавливаю! вертикальный вибратор. Свободная фильтрация воды прекращается при достижении концентрации волокна в массе 7...10%, далее масса поступает в отсасывающую часть машины, оборудованную вакуум-насосами, где ее концентрация увеличивается до 12.. Л 6%.

Стадия тепловой обработки

Тепловую обработку мягких ДВП производят в трехтонныхмногоэтажных роликовых сушилках непрерывного действия, работающих по принципу противотока с рециркуляцией теплоносителя. Длина роликовых сушилок может колебаться от 30 до 90 м. Чаще используют сушилки длиной 30 м. Продолжительность сушки при температуре теплоносителя 130...160°С составляет3 ч. В конце сушки предусмотрена юна охлаждения. Следует отметить, что производство ДВП является энергоемким. В среднем на 1 т плит затрачивается 550 ... 650 кВт -ч электроэнергии, 4..Д5 т пара и около 110 кг условного топлива. Высокая энергоемкость объясняется большими затратами электроэнергии, идущими на помол древесины. В процессе производства затрачивается значительное количество топлива на тепловую обработку сырья и сушку изделий.

Применение

Изоляционные плиты используют для тепло- и звукоизоляции стен, потолков, полов, перегородок и междуэтажных перекрытий, утепления кровель (особенно в деревянном домостроении), акустической отделки специальных помещений (радиостудий, машинописных бюро, концертных залов и т.п.). Стандартные изоляционные плиты применяют для дополнительного утепления стен, потолков и полов, а также для увеличения прочности стенных каркасов. Они могут быть применены для внутреннего покрытия и потолков перед окончательной отделкой. Ветрозащитные изоляционные плиты применяются для уплотнения и упрочнения внешних стен, потолков и крыш зданий. Их также применяют в качестве выравнивающих слоев под твердые покрытия полов и звукоизоляционных прокладок. Изготовление ДВП - один из перспективных способов использования древесных отходов и неделовой древесины.

Древесностружечные плиты

Древесностружечная плита (ДСП) - материал, получаемый путем склеивания частиц древесины связующим веществом, нанесенным на их поверхность, при прессовании в результате создания контакта между частицами древесины и воздействия тепла. В этом искусственно созданном материале пористой структуры древесные частицы расположены параллельно плоскости плиты и дезориентированы но направлению волокон. Таким образом, анизотропия свойств плит, определяемая структурой, отсутствует в плоскости и существует перпендикулярно плоскости материала. Объём порового пространства в плите определяется плотностью и содержанием связующего. От этих двух характеристик в основном зависят свойства материала. Содержание связующего колеблется в пределах 7 - 15% (считая на сухие вещества от массы абсолютно сухой древесины) в зависимости от конструкции, вида и назначения плит.

Образование ДСП происходит при воздействии тепла в результате перехода связующего в олигомерной форме в неплавкое и нерастворимое состояние сетчатой структуры и возникновение адгезионных связей между компонентами древесины и связующего. На направление этих процессов большое влияние оказывают условия прессования. ДСП изготавливаются горячим прессованием древесной стружки. Себестоимость изготовления древесной стружки ниже себестоимости древесного волокна. В качестве связующего применяют мочевино-формальдегидные, феполо-формальдегидныеидругиесмолы.

Древесностружечные плиты классифицируют, но способу прессования, конструкции, виду измельченной древесины, применяемому связующему, облицовочному материалу. По способу прессования различают древесностружечные плиты плоского прессования и экструзионные, т. е. полученные выдавливанием. Первые изготовляют с приложением прессующего усилия перпендикулярно плоскости плиты, а вторые параллельно ей. По конструкции плиты плоского прессования выпускаются одно-, трех-, пяти- и многослойными; экструзионные - однослойными сплошными и с внутренними каналами. В однослойных плитах размеры древесных частиц и содержание связующею одинаковы по всей толщине плиты. В трех- и пятислойных плитах один или оба наружных слоя (с каждой стороны) изготовляют из более тонких частиц и с повышенным содержанием связующего по сравнению с внутренними слоями. Такие плиты имеют гладкую поверхность и обладают высокой прочностью. ДСП выпускают облицованные и необлицованные (одним или двумя слоями лущеного или строганого шпона, бумагой, пропитанной синтетическими смолами, синтетической пленкой). ДСП изготовляют шлифованные и нешлифованные. По плотности (в зависимости от способа прессования и марки) древесностружечные плиты подразделяют на группы: очень малой плотности (350 -450 кг/м 2). малой (450 - 650), средней (650 - 800), высокой (700 - 800). Основные размеры ДСП (мм): плоского прессования - длина 2500 - 3500; ширина 1220 - 1750; толщина 10 - 25; экструзионные - длина 2500; ширина 1250; толщина 15 - 52. Физико-механические свойства ДСП в основном зависят от объемной массы, формы и размеров древесных частиц, количества и качество связующего, конструкции и др. ДСП характеризуются следующимипоказателями:влажность8%; водопоглощение 12 - 88%; коэффициент теплопроводности 0.06 - 0.22 ккал/(м*ч*°С); удельная теплоемкость 1/7 - 1.9 кДж/(кг*К); разбухание (за 24 часа) по толщине 5 - 30%; предел прочности при растяжении перпендикулярно плиты 0.25 - 0.4 Мн/м 2 (2.5-4 кг/см 2).

Связующие и добавки

Наиболеераспространеннымисвязующими

веществами, применяемыми для изготовления ДСП различногоназначения,являются карбамидоформальдегидные олигомеры благодаря ряду преимуществ: способности к быстрому отверждению в присутствии ускорителей, сочетанию сравнительно высокой концентрации с пониженной вязкостью. Они обеспечивают высокую прочность ДСтП, используемых в производстве мебели и частично в строительствеуступая другим смолам главным образом в стойкости к одновременному и длительному воздействию влахи и повышенной температуре (более 60 °С). Карбамидоформальдегидные смолы примерно в два раз дешевле фенолоформальдегидных. Фенолоформальдегидные олигомеры обеспечивают образование клеевых соединений, способных хорошо сопротивляться переменным воздействиям повышенной влажности и температуры окружающей среды. Однако они требуют применение более высоких температур прессования плит или удлинения продолжительности этого процесса. Кроме того, существенное улучшение показателей водостойкости достигается "только при введении более 15% смолы. Применение фенолоформальдегидных смол для ДСтП ограниченно так же неудовлетворительными санитарно-гигиеническим и свойствами, связанными с токсичностью фенола. Меламиноформальдегидные олигомеры обладают всеми преимуществами карбамидо- и фенолоформальдегидных и не имеют их недостатков. Меламиноформальдегидные смолы обладают высокой вода и теплостойкостью. Однако из-за ограниченного объема производства и дороговизны меламина они не нашли широкого применения для изготовления ДСП.

В состав ДСтП применяют введение 0.5 - 1.0% гидрофобизаторов. К числу гидрофобизаторов относят: парафин, церезин, петролатум, воск и их эмульсии. Эмульгаторами этих веществ являются мыло, поверхностно-активные вещества (I 1 AB ) и др. Лучшим эмульгатором признан ПАВ марки ОП-7. Основным недостатком перечисленных гидрофобизаторов является их временное воздействие на уменьшение водопоглощения. Самым эффективным гидрофобизатором, как и для ДВП является а тактический полипропилен (АПП). В состав ДСтП его вводят в количестве да 3.0%.

Трудновоспламеняемые ДСП получают путем введения в их состав смеси ортофосфорной кислоты и хлористого цинка в соотношении, от 2: 5 до 5: 2. Трудносгораемые ДСтП получают введением гранулированной борной кислоты в количестве 5 - 10%.

Применение

Древесностружечные плиты - один из наиболее перспективных конструктивно-отделочных материалов для мебельной промышленности и строительства по сравнению с пиломатериалами и другими листовыми материалами. По показателям прочности и жесткости они приближаются к древесине хвойных пород.

Общие привила техники безопасности.

Основными. задачами техники безопасности на предприятии и на строительстве являются: организация работ по предохранению рабочих от производственных травм, разработка мероприятий по улучшению условий труда, оградительной техники и средств защиты. Каждый вновь поступивший рабочий может быть допущен к работе лишь после обучения и проведения инструктажа по технике безопасности. Инструктажи о од разделяются на вводный, первичный на рабочем месте, повторный, внеплановый и текущий. Вводный инструктаж перед допуском к работе проводит инженер по охране труда с каждым вновь поступившим рабочим путем беседы и показа наглядныхпособий. Первичный на рабочем месте. повторный, внеплановый и текущий инструктажи проводит непосредственный руководитель работ. Первичный инструктаж проводят на рабочем месте со всеми вновь принятыми рабочими путем показа безопасных приемов и методов работы. Повторный инструктаж проводят с целью повышения уровня знаний работающих, а внеплановый -при изменении правил по охране труда и изменения технологического процесса. При инструктажерабочий узнает правила поведения на территории, основные причины, вызывающие травматизм (неисправность оборудования, инструмента электросети и т. п., неправильные приемы работы); знакомится с правилами поведения в зоне работ кранами, автотранспорта и при погрузочно-разгрузочных работах, О проведении первичного на рабочем месте, повторного и вне лапового инструктажей работник, проводивший инструктаж, делает запись в журнале регистрации инструктажа на рабочем месте с обязательной подписью инструктируемого и инструктирующего. На рабочем месте инструктаж проводит мастер или производитель работ, подробно объясняет безопасные приемы работы, оградительнуютехнику,рассказываетоб электробезопасности, порядке содержания рабочего места, устройстве механизма, правилах пуска, остановки и смазывания станков.

Техника безопасности и организация рабочих мест при монтаже деревянных конструкций. Деревянные конструкции в проектное положение поднимают посредством инвентарных строп, для чего их прикрепляют к конструкциям, в затем подвешивают к крюку подъемного механизма. Стропуют элементы и конструкции но заранее утвержденным схемам с учетом прочности и устойчивости поднимаемых конструкций. К месту установки их подают в положении, близком к проектному. Во избежание раскачивания конструкций при подъеме следует применять оттяжки из пенькового или гонкого гибкого троса, прикрепляя их временно к концам конструкции. При прикреплении троса к оконным или дверным блокам надо следить за тем; чтобы не нарушить гидроизоляцию, проложенную по периметру блока. При подъеме или опускании стоять под изделиями или под стрелой крана категорически запрещается.

Зона монтажных работ; опасная для нахождения людей в процессе перемещения или монтажа конструкций, должна быть обозначена предупредительными знаками и надписями; Поднятые элементы, конструкций опускаются на место установки не выше 300 мм от -проектного положения, после чего монтажники устанавливают их на место. Выполнять монтажные работы в открытых местах на высоте при силе ветра более 15 м/с, гололедице, грозе или тумане не допускается. Входы в помещения и проходы в нижних этажах зданий, над которыми ведется монтаж, должны быть закрыты для доступа людей. Все сигналы машинисту крана или мотористу лебедки, а также рабочим на оттяжке должны подаваться одним лицом - бригадиром монтажнойбригады,звеньевымили такелажником-стропальщиком Сигнал «Стоп» может подаваться любым работником, заметившим явную опасность, Перед началом работ бригадир, мастер или производитель работ обязаны детально ознакомить рабочих е предстоящей работой и проинструктировать о способах ее выполнения. Верхолазные работы при монтаже могут выполняться рабочими не моложе 18 лет.

Электробезопасность. При работе вероятность поражения током работающего зависит от среды, в которой он работает. В помещениях, в которых производится работа, относительная влажность воздуха не должна превышать 60 %, Для обеспечения постоянной работы делают защитное заземление, которое защищает людей от поражения током. Для предохранения работающих от поражения током делают быстродействующее устройство, отключающее электроустановки при опасности поражения током. При соприкосновении человека с токоведущими частями действующей электроустановки создается опасность поражения током. Опасна для жизни человека сила тока - 0,05 А, а 0,1 А, т. е. в 2 раза большая, смертельна. Не изолированные токоведущие части ограждают так, чтобы к ним не было свободного доступа. Электроинструмент следует систематически проверять на отсутствие замыкания на корпус; кроме того, следует проверять перед работой исправность подводящего кабеля. Электроинструмент должен быть заземлен, при отсутствий заземления работать электроинструментом запрещается. К работе с механизированным инструментом допускаются лица, прошедшие производственное обучение и имеющие соответствующее удостоверение.Ремонтировать, регулировать и настраивать механизированный инструмент можно только после его отключения и полной остановки. При работе с электроинструментом следует пользоваться защитными очками; В процессе работы запрещается натягивать и перегибать кабели инструментов. В особо опасных помещениях. а также вне помещений работать электроинструментом можно при напряжении не более 36 В. Пусковую аппаратуру размещают таким образом, чтобы посторонние лица не могли запустить машины и механизмы. Рубильники должны быть оборудованы кожухами. Металлические строительные леса, рельсовые нуги электрических грузоподъемных кранов и другие металлические части строительных машин и оборудования с электроприводом, корпуса электродвигателей, кожухи рубильников должны быть заземлены. Ручные переносные светильники должны иметь защитную металлическую сетку, причем напряжение на них должно быть не более 36 В, а в особо опасных местах (траншеи, колодцы) 12 В. Штепсельные соединения с напряжением 12 и 36 В должны иметь цвет, резко отличающийся от штепсельных соединений с напряжением более 36 В. Резиновые защитные средства перед применением осматривают. очищают от грязи, вытирают. Защитные средства, имеющие проколы, трещины, применять нельзя. При пилении, фрезеровании, шлифовании надо пользоваться защитными очками, В особо опасных помещениях и с повышенной опасностью поражения электрическим током работать электроинструментом можно при напряжении не выше 12 В. Корпуса электроинструментов, работающих при напряжении более 42 В, должны быть заземлены. Рабочие и инженерно-технические работники, занятые эксплуатацией и ремой том электрических установок, должны уметь освобождать пострадавших лиц от тока и оказывать им первую помощь, Мри поражении человека надо немедленно устранить воздействие на него тока путем отключения рубильника, предохранителей и т. д. Человек, спасающий пострадавшего, должен обезопасить себя, надев галоши, резиновые или сухие шерстяные перчатки и наскоро обмотав руки сухой тряпкой. После снятия напряжения нужно срочно вызвать врача для оказания медицинской помощи.

Пожарная безопасность . Пожары могут нанести большой ущерб любому хозяйству. Основными, причинами пожаров являются: неумелое обращение с огнем на открытых площадках, курение в пожароопасных местах, неисправности в электросети, неправильное хранение легковоспламеняющихся материалов, загромождение цехов и территории и т. п. Укладывать сгораемые предметы (пиломатериалы) на строительной площадке можно на расстоянии не менее 15 М от строящихся зданий или временных сооружений. Склады горючих и смазочных материалов следует располагать со стороны, противоположной господствующим ветрам, и на большом расстоянии от зданий. Надо систематически проверять электросеть и своевременно устранять ее неисправность. Временные металлические и электрические печи можно устанавливать только по согласованию с органами пожарного надзора, В местах, отведенных для курения, следует поставить бочки с водой и ящики с песком для окурков. На строительной площадке должны быть оборудованы противопожарные посты с огнетушителями, ведрами, лопатами, ломами, баграми, гидропультом и топорами. У гидропульта обычно устанавливают бочки с водой. Места, где водопровод отсутствует, оборудуют закрытыми водоемами с мотопомпами на расстоянии 150-200 м от зданий. Пожарная профилактика предусматривает мероприятия, направленные на предупреждение возникновения пожаров, т. е. создание условий, препятствующих распространению огня, меры по эвакуации людей, материалов, оборудования при возникновении пожаров, а также план работы людей но быстрейшей ликвидации пожара. Склады пиломатериалов должны содержаться в чистоте и иметь необходимые дороги и проезды. Территорию склада надо систематически очищать от отходов - коры, щепы. Курение на складах, а также разведение костров категорически запрещается. В лешие дни территорию склада, а также территорию предприятия надо поливать водой. Разрывы между штабелями и группами штабелей должны соответствовать предусмотренным нормам. Склад должен быть оборудован противопожарным водопроводом, водоемами. Небольшие склады должны иметь чаны с водой, огнетушители, В деревообрабатывающих цехах нужно следить за состоянием электрооборудования, пусковой аппаратуры, силовой и осветительной сети. Обтирочные материалы следует хранить в специальных закрытых металлических ящиках и периодически их очищать. Необходимо систематически смазывать подшипники, не допуская их перегрева. Хранить сверхнормативные запасы пиломатериалов, заготовок и деталей в цехах не допускается. Все проходы и подходы к пожарным кранам должны быть всегда свободными и доступными. В малярных цехах нельзя работать без надежно действующей вентиляции, чтобы не образовалась взрывоопасная концентрация паров лакокрасочных материалов. Цехи, кроме пожарного водопровода, должны быть обеспечены средствами пожаротушения, расположенными в удобных местах. Для подачи сигналов о пожаре в цехе, в мастерской должна быть установлена пожарная сигнализация. В случае ее отсутствия необходимо установить сирены, колокола и т. п. Каждый работающий, заметив пожар, обязан немедленно (по телефону) вызвать пожарную команду, а если нет телефона, дать другой какой-либо сигнал и принять меры по тушению пожара местными средствами. Для обеспечения борьбы с пожарами и профилактики пожаров на каждом строительстве и предприятии из состава работающих создаются добровольные пожарные дружины, активно участвующие в тушении пожаров.

Список литературы

1. Горлов Ю.П. Технология теплоизоляционных и акустических материалов и изделий: Учеб. для вузов по спец. "Пр-во строит, изделий и конструкций". - М.: Высш. шк, 1989.

2. Вигдорович А.И., Сагалаев Г.В., Поздняков А.А. Древесные композиционные материалы машиностроения: справочник. М: Машиностроение, 1991.

3. Ковальчук Л.М. Производство деревянных клеевых конструкции. М: Лесная промышленность, 1987.

4. Поташев O .K ., Лапшин Ю.Г. Механика древесных плит М: Лесная промышленность, 1980.

5. Ребрин СП., Мерсов Ь.Д., Евдокимов Е.Г. Технология древесноволокнистых плит. М: Лесная промышленность, 1982.

6. ЭльбсртА А.Химическаятехнология древесностружечных плит М: Лесная промышленность, 1984.

Введение....................................................................................

Древесные плиты. ДВП............................................................

Основные понятия....................................................................

Технология производства мягких (изоляционных) ДВП ….

Технологическая схема производства мягких

(изоляционных) ДВП..............................................................

Стадия приготовления щепы.................................................

Стадия получения древесного волокна.................................

Стадия подготовки волокнистой массы...............................

Стадия формования................................................................

Стадия тепловой обработки...................................................

Древесные плиты. ДСП........................................................

Связующие и добавки ДСП.................................................

Применение.............................................................................

Общие правила техника безопасности...............................

Список литературы...............................................................

Введение

Разновидности и марки материалов и изделий

Характеристика исходных сырьевых материалов

Описание технологических процессов производства

Характеристика основного оборудования

5. Контроль производственного процесса и контроль продукции

Заключение

Библиографический список

Введение

Древесноволокнистая плита - листовой материал, изготовленный путем горячего прессования или сушки ковра из древесных волокон с введением при необходимости связующих и специальных добавок. Древесноволокнистые плиты применяют в строительстве для тепло и звукоизоляции, изготовления междуэтажных перекрытий, стен, для отделки помещений и т.д. Для производства ДВП применяют древесные отходы в виде технологической щепы, кусковых отходов и неделовой древесины. Можно использовать и только щепу. Изготовление древесноволокнистые плиты - один из самых перспективных способов использования древесных отходов.

Древесноволокнистые плиты (ДВП) находят широкое применение в мебельной промышленности, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности, являясь заменителем фанеры. ДВП - листовой материал, который производят из древесины, размолотой до степени волокна. Из волокон формируется ковер мокрым или сухим способом.

При мокром формировании взвешенные в воде волокна подаются на сетку, вода через сетку уходит вниз, на сетке остается волокнистый ковер.

При сухом формировании на сетку подаются волокна, взвешенные в воздухе. Под сеткой создают вакуум, за счет чего волокна, осаждаясь на сетке, образуют сухой ковер.

После формирования ковра он прессуется в горячем прессе, причем прессование может быть мокрым или сухим. При мокром прессовании выделяющиеся из ковра остатки воды и пар требуют для выхода наличия под ковром сетки. После прессования один пласт плиты гладкий, другой с отпечатками сетки.

При сухом прессовании влаги в ковре мало и образуется небольшое количество пара, который успевает выходить через кромки плиты. При этом способе сетка не требуется, обе пласти плиты получаются гладкими. Таким образом, в зависимости от применяемой технологии могут быть способы производства ДВП: мокрый, сухой, полусухой, мокро-сухой.

1. Разновидности и марки материалов и изделий

По ГОСТ 4598-74 изготавливаются плиты следующих марок:

мягкие М-4 (плотность до 150 кг/м3); М-12, М-20 (до 350 кг/м3);

полутвердые ПТ-100 (400-800 кг/м3);

твердые Т-350, Т-400 (>850 кг/м3);

сверхтвердые СТ-500 (>950 кг/м3). По ТУ 13-444-79 изготавливаются плиты сухим способом следующих марок: полутвердые ПТс-220 (плотность > 600 кг/м3);

твердые Тс-300, Тс-350 (> 800 кг/м3), Тс-400 (> 850 кг/м3); Тс-450 (> 900 кг/м3); СТс- 500 (> 950 кг/м3).

Во всех указанных марках плит числа, стоящие после тире, характеризуют предел прочности плиты при статическом изгибе (кгс/см2). Размеры плит: толщина 2,5-25 мм, длина до 5,5 м, ширина до 1,83 м.

Древесноволокнистая плита (ДВП) мокрого способа производства:

ДВП: ГОСТ 4598-86, ТУ 5536-024-06279163-94

ДВП Т гр. А, гр. Б

Формат, мм: 2745*1700, 2745*1220

Толщина, мм: 3,2; 2,5

Класс эмиссии: Е1

Производитель: Котласский ЦБК, Сухонский ЦБК, Нелидовский ДОК, Архангельский ЦБК.

Преимущества: прекрасный обшивочный материал для облицовки каркасных перегородок, стен, потолков, полов жилых зданий, для изготовления дверей деталей встроенных шкафов, производства мебели, ламинированного паркета, производства тары.

Древесноволокнистая плита (ДВП) сухого непрерывного способа производства:

ДВП: ТУ 5536-001-49602733-2001, ТСН-30, ТСН-40

Формат, мм: 2440*1220, 2620*1220, 2440*1830, 2440*2050

Толщина, мм: 3,2 -6,0

Класс эмиссии: Е1

Производитель: КДП Новая Вятка, Шекснинский КДП, Кроношпан, Плитспичпром, ЗАО "Юг".

Преимущества: применяют для обшивки внутренних стен, изготовления оснований под паркет, линолиум, ковролин.

Древесноволокнистые плиты используют в производстве мебели, дверных полотен, офисных перегородок, выставочных стендов.

Древесноволокнистая плита (ДВП) сухого способа производства:

МДФ (Medium Density Fiberboard): ТУ 5536-007-44779728-03ДВП (СП) - средней плотности (МДФ)

Формат, мм: 1830, 2050, 2100, 2250, 2750, 2800, 2850, 3050, 3500*1650

Толщина, мм: 6,0-24,0

Класс эмиссии: Е1

Производитель: Жешартский фанерный комбинат, Шекснинский КДП, Кроношпан, Плитспичпром, ОАО "Лесплитинвест"

Преимущества: цельнопрессованные плиты МДФ используют для изготовления декоративных мебельных фасадов, производства стеновых панелей, профилей, столешниц, плинтусов, дверей и погонажных изделий.

2. Характеристика исходных сырьевых материалов

Щепа 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%.При производстве ДВП допускается применение лиственных и хвойный пород дерева.

Синтетические смолы, применяемые для приготовления гидроизоляционных и противокоррозионных материалов и составов в условиях строительства эпоксидные смолы должны быть вязко-жидкими. В производстве ДВП используют гидрофобные (водоотталкивающие) вещества и упрочняющие добавки ДВП, МДФ как листовой материал на древесной основе имеют пористую структуру и поглощают влагу из воздуха или при погружении в воду. Поэтому при их изготовлении используют гидрофобные вещества, позволяющие сохранять формоустойчивость при перепадах влажности. Эти вязкие вещества (продукты нефтепереработки), расплавляясь, закрывают поры на поверхности материала и препятствуют проникновению влаги внутрь. К гидрофобным веществам относятся парафин, дистиллятный гач, церезин и его композиции, которые вводят в древесно-волокнистую массу в виде щелочных эмульсий, разбавленных горячей водой, и осаждают на волокнах водными растворами серной кислоты или сернокислого алюминия.

Упрочняющие добавки служат для обеспечения прочностных характеристик ДВП при содержании в плитах более 30% древесных волокон лиственных пород или присутствии укороченных волокон в составе композиции. В качестве добавок используют феноло-формальдегидную смолу.

3. Описание технологических процессов производства

Производство ДВП мокрым способом. Технология производства ДВП этим способом состоит из следующих операций: промывки щепы; размола щепы; проклейки; отлива ковра; прессования плит; пропитки плит маслом; термовлагообработки; резки плит.Промывку щепы выполняют для удаления из нее твердых включений - песка, грязи, металлических частиц, которые при размоле щепы на волокна вызывают ускоренный износ размалывающих механизмов. Промывают щепу в ваннах при помощи барабанов с лопатками, которые перемешивают щепу с водой и промывают ее. Из ванны щепа забирается винтовым конвейером, вода и загрязнения отсасываются со дна ванны и направляются в отстойники, откуда очищенная вода поступает снова в ванну.

Размол технологической щепы - наиболее ответственная операция в производстве ДВП. От качества и степени размола зависит качество плит. Так как при производстве ДВП не применяют связующих веществ, прочность плит обеспечивается их межволоконными связями, которые должны быть аналогичным видам связи между волокнами естественной древесины. В процессе размола древесины на волокна получают древесноволокнистую массу - пульпу. Пульпа - это суспензия волокна в воде различной концентрации. Размол щепы на волокна выполняется в два этапа. После первичного размола концентрация массы составляет 33%, перед вторичным размолом масса разбавляется водой до концентрации 3-12%, на отливе 0,9-1,8%. Средняя толщина волокон 0,04 мм, длина 1,5-2 мм.На первой ступени размол щепы ведется на мельницах - дефибраторах УГР-03, УГР-02. Щепа сначала попадает в пропарочную камеру дефибратора, где нагревается и становится более пластичной, затем винтовым конвейером подается в размольную камеру. Размольная камера состоит из двух дисков - одного неподвижного и одного вращающегося. Расстояние между дисками 0,1 мм и более. На дисках закреплены размольные секторы с зубцами, размер которых уменьшается в направлении от центра.

Щепа захватывается сначала крупными зубцами, истирается и по мере перемещения к краю диска перемалывается на мелкие волокна.

Размолотая масса подается в выпускное отверстие, где, пройдя систему двух клапанов, поддерживающих определенное давление пара в мельнице, выбрасывается в сборник. Производительность дефибратора УГР-03 составляет 25-35 т, УГР-02 50 т сухого волокна в сутки. Смешивание массы выполняется на мельницах - рафинаторах. Конструкция рафинаторов аналогична конструкции дефибраторов. Расстояние между дисками составляет 0,05-0,15 мм. После дефибратора и рафинатора волокнистая масса хранится в сборниках и бассейнах, оборудованных мешалками, которые поддерживают равномерную концентрацию массы, не давая оседать волокну на дно.

Проклейка - это введение в массу различных добавок: гидрофобных для увеличения водостойкости, огнезащитных, биостойких и склеивающих. В качестве гидрофобных добавок вводят парафин, который, кроме того, предотвращает налипание волокон на сетки и плиты при прессовании ковра и придает блеск плите. Для смешения с водой парафин эмульгируют (девают эмульсию), которая хорошо размешивается в воде. Для повышения прочности плит в массу вводят клей или масло и виде эмульсии. Для осаждения из воды на волокно жирных эмульсий (парафина, масла) применяют осадители - добавки, способствующие осаждению. Проклеивающие составы вводят перед отливкой массы. Отлив ковра делают при концентрации древесноволокнистой массы 0,9-1,8% на отливных машинах. Эта операция состоит из нанесения массы на формирующую сетку машины, фильтрации воды через сетку, отсоса воды при помощи вакуума, механического отжима воды, обрезки боковых кромок и разрезания бесконечного ковра на полотна определенной длины. Напускной ящик равномерно наливает массу на непрерывно движущуюся сетку. Сетка поддерживается роликами, через которые вода свободно стекает. На пути движения ковра установлено устройство для уплотнения (трамбовки) массы и наливной ящик для налива на массу облагораживающих составов. Далее ковер подходит к трем ротабельтам вакуумным механизмам, отсасывающим из него воду. Перед вторым ротабельтом установлен выравнивающий валик, который прокатывает и выравнивает ковер по толщине.

Дальнейший отжим воды и подпрессовка ковра выполняются тремя валиками пресса. Далее следуют три пары прессовых валов, которые отжимают воду и упрессовывают копер с силой 1500 Н/м. Пилы обрезают продольные кромки, пила отрезает полотно от бесконечной ленты и конвейер 12 уносит сырое полотно, влажность которого около 60-80%.

Прессование плит - операция, в процессе которой сырое полотно под воздействием температуры и давления прекращается в твердую древесноволокнистую плиту. Прессование выполняется в 25-этажпом прессе ПР-10. Загрузка и разгрузка осуществляются загрузочными и разгрузочными этажерками. Цикл прессования состоит из трех фаз: I фаза - отжим воды; II фаза - сушка; III фаза - закалка. Температура плит пресса 180-200 °С.

I фаза - давление постепенно повышают до 2-4 МПа, выдерживают при этом давлении 30 с; влажность плит падает до 45%.

II фаза - давление снижают до 0,8-1 МПа и плиты выдерживают при этом давлении, пока влажность их не снизится до 8% (обычно 3,5-7 мин).

III фаза - давление повышают до прежней величины или до несколько меньшего значения. При этом давлении плиты выдерживают, пока влажность не уменьшится до 0,5-1,5%. Таким образом, происходит закалка плиты, т.е. повышение ее механических свойств. Продолжительность последней фазы 2-3 мин. Пропитку плит маслом выполняют для повышения их прочности и влагостойкости. Пропитывают плиты в ваннах льняным или талловым маслом, нагретым до 120°С. На пропитку плиты поступают горячие из пресса. Расход масел 8-10% массы плит. Пропитке подвергают только плиты специального назначения.

Термовлагообработка плит состоит из двух операций - нагрева и увлажнения. Плиты нагревают до 160-170°С и выдерживают при этой температуре 3,5 ч. Термообработка повышает физико-механические свойства плит и снижает их гигроскопичность. Ее выполняют в камерах, в которых обеспечивается циркуляция горячего воздуха со скоростью 5-6 м/мин. Термообработку пропитанных маслом плит ведут при начальной температуре 120°С, которая затем повышается за счет экзотермической реакции масла.

Увлажняют плиты для придания им влаги, соответствующей равновесной влажности. Если не увлажнить плиту специально, то, адсорбируя пары из окружающего воздуха, она может неравномерно увлажняться, что приведет к ее короблению. Для увлажнения плит применяют увлажнительные камеры.

Плиты на тележках устанавливают в камерах так, чтобы к каждому листу был свободный доступ увлажняющего агента. В камеру подают воздух температурой 65°С, влажностью 95-98%. Вентиляторами осуществляется циркуляция воздуха в камере. Продолжительность выдержки в камере 6-8 ч. Резка делается для получения плит заданного формата. Для резки плит используют специальные форматные круглопильные станки. Древесноволокнистая плита содержит 91% волокна, 7% влаги, 2% проклеивающих добавок. Репетиция

Производство ДВП сухим способом. Основные операции производства ДВП следующие: промывка щепы; пропарка щепы; размол щепы на волокна; смешивание волокна со связующим и другими добавками (проклейка); сушка волокна; формирование ковра; подпрессовка полотен; прессование; увлажнение; резка. Многие операции технологического процесса производства ДВП сухим способом сходны с операциями производства ДВП мокрым способом, поэтому рассмотрим только отличительные особенности операций сухого способа производства ДВП.

Пропарку щепы выполняют для частичного гидролиза древесины. При сухом способе водорастворимые продукты, входящие в состав древесины, остаются в волокне и участвуют в технологическом процессе. Пропаривают щепу в пропарочных аппаратах-цилиндрах при давлении пара до 1,2 МПа (190°С). Щепа от одного конца цилиндра перемещается постепенно к выходному концу при помощи винтового вала, вращающегося со скоростью 3-10 об/мин. Для поддержания в аппарате заданного давления вход и выход щепы производят через запирающиеся затворы. Время обработки стружки 6 мин.

Размол щепы производят всухую на дефибраторах, повторный размол - на рафинаторах. При сухом способе производства древесноволокнистых плит предусматривается введение в волокно термореактивных смол для увеличения сцепления между волокнами. Парафин вводят в расплавленном виде.

Подпрессовку ковра выполняют для повышения его транспортабельности и возможности загрузки ковра в промежутки пресса, так как насыпанный ковер для получения плиты толщиной 6 мм имеет толщину 200 мм. Подпрессовка выполняется па ленточных непрерывных прессах, где происходит уплотнение ковра в 3-5 раз между двумя лентами, сдавливаемыми вальцами при давлении 1800 Н/см2. После подпрессовки ковер обрезается вдоль и раскраивается поперек на полотна. При производстве толстых ДВП (> 6 мм) толщина полотна после подпрессовки на ленточных прессах остается больше допустимой (> 120 мм), что затрудняет его загрузку в промежутки многоэтажного пресса. Такие полотна дополнительно подпрессовывают в одноэтажном плитном форпрессе периодического действия при удельном давлении 2,5 МПа. Прессование производится в таких же прессах, что и для мокрого способа производства ДВП. Время прессования сокращается до 1 мин на 1 мм толщины готовой плиты. Температура плит 220-250°С, давление 6,5-7 МПа. ДВП произведенные сухим способом, содержат 89% волокна, 6% влаги, 2,5% смолы, 2,5% парафина. На основе сухого волокна можно прессовать не только плиты, но и различные детали и узлы в производстве тары, мебели, строительных материалов.

Особенности производства ДВП мокро-сухим и полусухим способами. При мокро-сухом способе производства ДВП подготовку волокна, его транспортирование, отлив ковра выполняют, как и при мокром способе производства ДВП. Однако связующих компонентов в массу не добавляют, а хорошее сцепление волокон обеспечивают тщательным размолом щепы на волокна за счет предварительной термохимической ее обработки. Перед прессованием полотна сушат почти до абсолютно сухого состояния (2-3%) в многоэтажной сушилке. Прессуют плиты без сетки, обе стороны получаются гладкими. Температура плит пресса 240°С, давление 6 МПа. После прессования плиты увлажняют до 6-9%.При полусухом способе производства ДВП сырье - древесноволокнистая масса, в которую добавлено связующее, сушится до влажности 10 - 15%. Из сухого волокна формируется ковер, уплотняется, режется на полотна. Полотна перед прессованием увлажняются до 18-25% и прессуются в многоэтажном прессе на поддоне с сеткой. Затем следует термовлагообработка.

Себестоимость ДВП, изготовленных сухим способом, примерно на 10% меньше, чем ДВП, изготовленных мокрым способом. Однако при сухом способе производства ДВП требуется большое количество клеевых материалов (22-70 кг на 1т плит); в 10 раз больший расход воздуха (22,1 м3 вместо 2 м3). Положительным является факт меньшей (в 4,5 раза) потребности в воде и меньшие (почти в 2 раза) трудозатраты.Следует отметить, что сухой способ производства ДВП на участке сушки волокна особенно опасен в пожарном отношении.

древесноволокнистый плита сырьевой технологический

4. Характеристики основного оборудования

Подбор 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.

Для приготовления щепы используем барабанную рубительную машину ДРБ-2. Производительность аппарата составляет 4 - 5 м3/ч, диаметр барабана 1160 мм и число режущих ножей - 4

Подбор сортировочной машины

Полученную щепу после рубительных машин сортируют, в результате чего отбирают технологическую щепу, соответствующую предъявленным к ней требованиям.

Для сортировки технологической щепы используем сортировочную машину гирационного типа модели СЩ-1М, техническая характеристика которой приведена в табл. 1.

Таблица 1

Техническая характеристика сортировочной машины

ПоказателиЗначениеПроизводительность, насыпных м3/ч60Число сит3Наклон сит, град3Мощность электродвигателя, кВт3Масса, т1,3

Подбор дезинтегратора

Для измельчения крупной щепы используют молотковые дезинтеграторы. Выбираем дезинтегратор типа ДЗН-1, техническая характеристика которого приведена в табл. 2.

Таблица 2

Техническая характеристика дезинтегратора ДЗН-1

ПоказателиЗначениеПроизводительность, насыпных м3/ч18Габаритные размеры, ммдлина2300ширина1620высота825Масса, кг2248Мощность электродвигателя, кВт11,4

Подбор расходных бункеров кондиционной щепы

Кондиционную щепу направляют в бункеры запаса или расходные бункеры в размольном отделении. По конфигурации в плане бункеры запаса бывают двух типов: прямоугольные и круглые. Используем прямоугольные бункера, располагая их в здании отделения приготовления щепы. При небольших запасах щепа может храниться в вертикальных бункерах. Используем бункер типа ДБО-60, техническая характеристика которого приведена в табл. 3.

Таблица 3

Техническая характеристика вертикального бункера ДБО-60

ПоказателиЗначенияЕмкость бункера, м360Число выгрузочных винтовых конвейеров3Производительность одного винтового конвейера, м3/ч3,8-40Установленная мощность двигателей, кВт21,9Высота опор, м4Общая высота бункера, м11,75Общая масса бункера, т18,5

Подбор пропарочной установки

Из бункера-питателя щепа винтовым дозатором подается в барабанный питатель низкого давления, из которого направляется в подогреватель, где подогревается насыщенным паром, температурой 160°С. В выходной секции подогревателя вмонтирована форсунка, через которую в него вводится в расплавленном состоянии парафин, распыляемый сжатым воздухом с давлением 0,4 МПа. Из подогревателя пропитанная парафином щепа поступает непосредственно в аппарат гидродинамической обработки. На заводах древесноволокнистых плит используют аппараты непрерывного действия различных систем.

Устанавливаем пропарочно-размольную систему «Бауэр-418», имеющую следующие характеристики:

Пропарочный котел горизонтальный, трубчатого типа, диаметром 763 мм

Длиной 9,15 м, рассчитанный на давление до 1 Мпа

.Производительность пропарочной установки - до 5 т/ч.

Подбор размольного оборудования

В производстве древесноволокнистых плит для размола щепы применяют дефибраторы и рафинеры. Для получения высококачественных плит при размоле щепы на дефибраторах применяют оборудование для вторичного размола (рафинеры). При сухом способе производства для первичного размола используют рафинеры с двумя вращающимися в противоположные стороны дисками.

Выбираем дефибратор марки RT-70, производительностью до 70 т/сут, и устанавливаем две машины. Технические характеристики аппарата приведены в табл. 4.

Таблица 4

Технические характеристики дефибратора марки RT-70

ПоказателиЗначениеПроизводительность по сухому волокну, т/сут70Диаметр размольных дисков, мм1000Тип питателявинтовойМощность электродвигателя привода размольного диска, кВт500-580Общая масса без электродвигателей, т20

Подбор смесителей для гидрофобизирующих добавок

Гидрофобизирующие добавки на большинстве действующих предприятий вводят через специальные форсунки в пропарочные установки перед размолом щепы на волокна.

На предприятие парафин поступает в железнодорожной цистерне, которую устанавливают около склада готовой продукции. Из цистерны парафин по трубопроводу стекает в бак для хранения емкостью 60 м3, откуда па специальному парафинопроводу подается в расходный бак парафина, установленный в цехе на постаменте. Парафин самотеком через мерный бачок сливается в бак приготовления парафиновой эмульсии.

Для приготовления проклеивающих составов используют различного типа оборудование. Наиболее распространенные аппараты для приготовления эмульсии - цилиндрические баки, снабженные мешалками.

Готовую эмульсию перекачивают в специальную емкость (бак) для хранения. Приготовление рабочего состава фенолоформальдегидной смолы СФЖ-3014 заключается в ее разведении по рабочей концентрации 25%. Растворение осадителей производят в специальном баке, который по конструкции аналогичен баку для приготовления эмульсии.

Техническая характеристика бака-смесителя приведена в табл. 5.

Таблица 5

Техническая характеристика смесителя

ПоказателиЗначениеВместимость, м31Наружный диаметр, мм1206Высота, мм909Габаритная высота, мм1834Диаметр мешалки, мм150Мощность электродвигателя, кВт1,1Общая масса, кг267

Подбор сушильных установок

Влажность древесного волокна перед прессованием плит по сухому способу производства должна составлять 6-8%. Выбор способа сушки измельченной древесины во многом определяется размерами и однородностью материала. На заводах древесноволокнистых плит применяют двухступенчатые сушильные установки с частичной рециркуляцией агента сушки.

Волокно после размола подается в трубопровод сушильной установки, где смешивается с подогретым в калорифере воздухом, температура которого при входе в сушилку равна 160-190°С. Температура волокна на выходе из сушилки первой ступени составляет около 70°С. После первой ступени влажность древесноволокнистой массы снижается приблизительно до 65-67%. Наиболее эффективно использовать работу комбинированных сушилок: аэрофонтанная - барабанная.

Подбор сушилки первой ступени

Для проведения первой стадии сушки целесообразно использовать аэрофонтанную сушилку. В аэрофонтанной сушилке за счет скорости агента сушки волокно многократно фонтанирует, затем выносится из сушильного пространства после его высыхания до необходимой (заданной) влажности. Агентом сушки служит горячий воздух, который подогревается в пластинчатом паровом калорифере до 160°С.

Воздух и волокно движутся при помощи центробежного вентилятора. Этим же вентилятором и отсортированное в сепараторе волокно транспортируется в циклон - воздухоотделитель.

Технические характеристики сушилки приведены в табл. 6.

Таблица 6

Техническая характеристика аэрофонтанной сушилки

ПараметрЗначениеПроизводительность (по испаряемой влаге), кг/ч1000Температура воздуха после калорифера, °Сдо 160Температура воздуха при выходе из сушилки, °Сдо 70Скорость воздуха во внутренней трубе, м/с15 -20Скорость воздуха в наружной трубе, м/с3 - 4Диаметр внутренней трубы, мм400Высота сушилки, м15,2Ширина, м7,4Общая длина труб, м46

Подбор сушильной установки второй ступени сушки

Вторая ступень сушки происходит в барабанных сушилках. В сушилке второй ступени используется принцип низкой температуры при большом объеме агента сушки. В табл. 9 приведены технические данные барабанных сушилок.

Таблица 7

Технические характеристики барабанной сушилки

ПоказателиЗначениеПроизводительность (по испаряемой влаге), кг/ч2886Температура воздуха на входе в сушилку, °С180 - 205Температура воздуха на выходе из сушилки, °С50Перепад давления в сушилке, Па2820Производительность вентилятора, м3/ч61200Диаметр передающего клапана, м0,95Скорость воздуха, м/с19Объем воздуха, проходящего через сушилку, приведенный к стандартной температуре 21°С, м3/ч52500Мощность электродвигателя, кВт75

Подбор вспомогательного оборудования на стадии сушки

В аэрофонтанных сушильных установках воздух и волокно движутся при помощи центробежного вентилятора производительностью 21000 м3/ч при давлении 22 МПа. Количество и скорость воздуха регулируются поворотным устрой-ством на его входном отверстии. Этим же вентилятором высушенное и отсортированное в сепараторе волокно транспортируется в циклон - воздухоотделитель.

Выбираем центробежный вентилятор высокого давления в соответствии с ГОСТ 5976-90. Технические характеристики вентилятора приведены в табл. 8.

Таблица 8

Техническая характеристика центробежного вентилятора

МаркаQ, м3/сρgH, Паn, с-1ŋнЭлектродвигательтипNн, кВтŋдвВ-Ц14-46-8К-026,39182016,150,73АО2-71-6170,9

Циклоны выбираются по производительности. Скорость газа во входном патрубке может быть 12, 15 и 18 м/с, соответственно может меняться производительность циклона. Так при wвх = 18 м/с производительность циклона составит 6000 м3/ч, а при wвх = 12 м/с - 4000 м3/ч, т.е. производительность циклона при любой входной скорости по сравнению с w18 можно пересчитать по формуле:

i = wвхi/w18 м3/ч (15)

В аэрофонтанной сушилке воздух (агент сушки) движется со скоростью 18 -20 м/с. Таким образом, производительность циклона составит 6000 м3/ч. Выбираем циклон ОСТ 26-14-1385-76 со следующими техническими характеристиками, представленными в табл. 9

Техническая характеристика циклона

Типоразмер циклонаПлощадь сечения цилиндрической части корпуса, м2Производительность, м3/чРабочий объем бункера, м3Масса, кгЦН-15-800П0,50263250.56825

Воздух, поступающий в сушилку, предварительно нагревается до необходимой температуры при прохождении им паровых калориферов. Используются одноходовые стальные пластинчатые калориферы.

5. Контроль производственного процесса и контроль продукции

Требования к качеству поверхности ДВП

Методы контроля

Отбор и подготовку образцов, определение физических и механических свойств плит проводят по ГОСТ 19592 и в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

Контроль размеров проводят по ГОСТ 27680.

Определение водопоглощения лицевой поверхностью

После кондиционирования и взвешивания образцов, предназначенных для определения водопоглощения по ГОСТ 19592, производят гидроизоляцию их кромок и нелицевой поверхности, а также повторное взвешивание образцов до вымачивания.

Гидроизоляцию осуществляют погружением образцов в расплавленный парафин по ГОСТ 23683 при температуре (85±5)°С кромками и нелицевой стороной. При нанесении парафина на кромки образец погружают по очереди каждой кромкой до линии, отстоящей от нее на 3 мм.

Испытание плит - по ГОСТ 19592.Влажность плит, увлажненных в увлажнительных машинах, определяют не ранее чем через 24 ч после выхода их из производства. Цветовую тональность и степень размола древесины лицевого слоя оценивают визуально при сравнении с образцами-эталонами размерами 200C300 мм.

Отклонение от прямолинейности кромок определяют по ГОСТ 27680 или при помощи поверочной линейки (по ГОСТ 8026) длиной 1000 мм не ниже второго класса точности и набора щупов № 4 по ТУ 2-034-225. Измерения проводят не менее чем в трех местах по длине двух смежных кромок с погрешностью не более 0,1 мм.

Отклонение от прямоугольности кромок определяют по ГОСТ 27680 или при помощи поверочных угольников по ГОСТ 3749 не ниже второго класса точности с длиной одной из сторон 1000 мм и набора щупов № 4 по ТУ 2-034-225. Измерение проводят на каждом углу плиты с погрешностью не более 0,1 мм.

Предел прочности при растяжении перпендикулярно к пластине плиты определяют по ГОСТ 26988.

Площадь пятен на поверхности плиты определяют с точностью до 0,25 см2, используя сетку с квадратными ячейками со сторонами 5 мм, нанесенную на прозрачном листовом материале. Отклонения от точности нанесения линий сетки - не более 0,5 мм. При подсчете числа ячеек, перекрываемых пятном, ячейки с перекрытием больше половины их площади считают за целые, а с перекрытием меньше половины не учитывают.

Глубину вмятин и высоту выпуклостей определяют при помощи индикатора часового типа марки ИЧ-10 по ГОСТ 577, закрепленного в металлической П-образной скобе с цилиндрическими опорными поверхностями с радиусом (5±1) мм и пролетом между опорами 60-100 мм.

Установку шкалы индикатора в нулевое положение производят при установке скобы на поверочную линейку по ГОСТ 8026 или поверочную плиту по ГОСТ 10905.

Ход штока индикатора в обе стороны от опорной плоскости должен быть не менее 2 мм. Линейные размеры дефектов определяют при помощи металлической линейки по ГОСТ 427.

Количество химических веществ, выделяющихся из готовых плит, а также периодичность контроля определяются органами санитарного надзора в соответствии с действующими методическими указаниями, утвержденными Министерством здравоохранения СССР.

Таблица 10

Допустимые дефекты готового материала

Наименование дефектаНорма для плитI сортаII сортаУглубления (выступы) на лицевой поверхностиНе допускаютсяНе допускаются глубиной (высотой) более предельных отклонений потолщинеУглубления (выступы) на нелицевой поверхностиНе допускаются более 1 шт. площадью 25 см2 на 1 м2 глубиной (высотой) более предельных отклонений по толщинеНе нормируютсяЦарапины на лицевой поверхностиНе допускаются на 1 м2 суммарной длиной более 100 мм в количестве более 2 шт.Не нормируютсяРазнооттеночность лицевой поверхностиНе допускается площадью более 5% поверхности плитыНе нормируетсяПятна от воды на лицевой поверхностиНе допускаются на 1 м2 суммарной площадью более 5 см2Не нормируютсяПятна производственного характера, в т.ч. от масла и парафина на лицевой поверхностиНе допускается более одного пятна на 1 м2 диаметром более 8 ммНе допускаются на 1 м2 суммарной площадью более 10 см2.Сколы, местные повреждения кромокНе допускаются (единичные глубиной по пласти 2 мм и менее протяженностью по кромке 15 мм и менее не учитываются)Не допускаются на 1 м длины шириной более 5 мм

Заключение

Древесноволокнистые плиты (ДВП) это перспективный материал. Он находит широкое применение при производстве мебели и в отделочных работах в виде ламината. ДВП в настоящее время широко применяется, и, я думаю, спрос будет только расти. Так же это из-за своей низкой цены относительно других подобных материалов.

Его перспектива так же объясняется тем, что в настоящее время очень широко применяется древесина. При производстве тех или иных стройматериалов из древесины остаются остатки, которые так же можно применять при производстве ДВП. И в будущем ДВП будут широко применять в строительстве в виду того что это еще и экологически чистый материал. В настоящее время остро стоит вопрос об экологии в строительстве и отделке, а ДВП производится без добавления вредных химикатов.

Библиографический список

1. Горчаков Г.И. Баженов Ю.М. Строительные материалы: Учебник для вузов. - М: Стройиздат, 1986.
   

Сырьевая база производства. Породы древесины, гниль и другие дефекты. Форма, влажность и плотность древесного сырья. Производство мягких древесноволокнистых плит и физико-химические основы рассматриваемого процесса. Использование воды и энергии.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Пояснительная записка содержит 51 страниц, 13 рисунков, 9 таблиц, 10 источников.

ОТХОДЫ ЛЕСОПИЛЕНИЯ, ЩЕПА, ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТЫЕ ПЛИТЫ, ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТАЯ МАССА, ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТЫЙ КОВЕР, ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТОЕ ПОЛОТНО, СУХОЙ МЕТОД ПРОИЗВОДСТВА.

Целью данной курсовой работы является рассмотрение технологии производства древесноволокнистых плит (ДВП). Рассмотрены основные методы производства, наиболее подробно рассмотрен и проанализирован сухой способ производства ДВП.

Для этого было рассмотрено основное сырье, технология, физико-химические основы производства, основное оборудование, жизненный цикл продукции. Проведен анализ использования сырья и материалов.

В работе также рассмотрены источники воздействия данного производства на окружающую среду. Сделаны выводы о возможных методах уменьшения негативного воздействия.

Графический материал включает 1 лист иллюстративного материала формата А1, на котором изображена технологическая схема производства ДВП сухим способом.

Введение

1. Сырьевая база производства

1.1 Породы древесины

1.3 Гниль и другие дефекты

1.4 Форма, влажность и плотность древесного сырья

2. Характеристика способов производства

2.1 Мокрый способ производства ДВП

2.1.1 Производство мягких древесноволокнистых плит

2.2 Сухого способ производства ДВП

2.2.1 Производство ДВП периодическим способом с применением многоэтажного гидравлического пресса

2.2.2 Производство непрерывным способом с применением каландрового пресса

3. Физико-химические основы рассматриваемого процесса

4. Технологическая схема производства

4.1 Технологическая схема процесса

4.2 Характеристика основного оборудования

4.3 Анализ использования сырья и материалов

4.4 Использование воды и энергии

4.4.1 Использование воды

4.4.2 Использование электроэнергии

5. Жизненный цикл продукции и основные виды воздействия производства на окружающую среду

5.1 Жизненный цикл продукции

5.2 Основные виды воздействия производства на окружающую среду

Заключение

Список использованных источников

Введение

Древесноволокнистые плиты (ДВП) в настоящее время производятся в довольно больших объемах во многих странах мира (США, Япония, Швеция, Россия и другие), в том числе и в Республике Беларусь. В СНГ функционирует более 60 крупных предприятий. Эти плиты не только полноценно заменяют натуральную древесину в листовом виде, но и обладают целым рядом полезных свойств (теплопроводность, звукопоглощение, звукоизоляция, огнестойкость, биостойкость), не присущих древесине, поэтому имеют широкую область применения, которая непрерывно расширяется, в особенности в производстве мебели, где ДВП в виде МДФ хорошо известны как конструкционный и отделочный материал. Основное количество ДВП производится на предприятиях, расположенных в Бобруйске, Витебске, Борисове, Пинске, Мостах, Ивацевичах. В ОАО «Мозырьдрев» запланирован ввод в действие цеха по производству особого вида ДВП по сухому способу - изоляционных с широким диапазоном толщины и свойств. Их отличительной особенностью являются экологическая чистота и целевое направление использования - в строительстве зданий и сооружений. Около 26 % ДВП используется на внутреннем рынке, остальное поступает на экспорт (в Россию, Польшу, Литву и др.). На долю Республики Беларусь приходится 0,43 % общемирового производства ДВП. ДВП производят из неделовой древесины и древесных отходов, а именно сырьём является технологическая щепа, а также отходы лесопильных и деревообрабатывающих предприятий. ДВП успешно используют в домостроении, при изготовлении мебели и тары, в машиностроении в качестве экологически чистого конструкционного и отделочного материала. Это обуславливает необходимость увеличения объёмов выпуска плит, расширения ассортимента и повышения качества . В связи с этим считаю данную тему актуальной для изучения.

1. Сырьевая база для производства древесноволокнистых плит

Выбор сырья определяется экономической целесообразностью с учетом величины его запасов, условий заготовки, доставки и хранения. Для производства древесноволокнистых плит в качестве первичного сырья применяют стволовую древесину хвойных и лиственных пород, древесину рубок ухода за лесом, стебли однолетних растений.

В качестве вторичного древесного сырья используют отходы лесопильной и деревообрабатывающей промышленности (горбыли, рейки, вырезки и торцы), в том числе отходы фанерной промышленности (карандаши, шпон-рванин), лесосечные отходы (сучья, ветки), опилки.

Из недревесных отходов сырьем для производства древесноволокнистых плит служат: отходы производства древесноволокнистых плит - плитные обрезки; старая бумага - макулатура (для производства мягких плит); отходы бумагоделательной промышленности - коста, пучки неразделившихся волокон.

Отходы лесопиления и деревообработки и сырье древесное для технологической переработки - основные виды сырья для получения технологической щепы в производстве древесноволокнистых плит.

Технологическая щепа поступает на предприятия ДВП из смежных цехов и как готовая продукция с других предприятий. Использование отходов от обработки и сушеной древесины нежелательно.

В качестве сырья для производства ДВП могут применяться почти все породы древесины, произрастающие в европейской части. Практическое значение в производстве ДВП мокрого и сухого способов имеют хвойные породы - ель, сосна, пихта и лиственные - береза, осина.

Качественные требованиям к лесоматериалам определяются ОСТ 13-76 «Сырье древесное для технологической переработки. Размеры и технические требования» и ГОСТ 23827 « Сырье древесное тонкомерное. Технические условия», к щепе - ГОСТ 15815 « Щепа технологическая» и ТУ 15-396 «Щепа технологическая и сучьев».

1.1 Породы древесины

Для производства древесноволокнистых плит мокрым способом хвойные породы в общем объеме потребления занимают преобладающее место, сухим способом - лиственные породы. Это объясняется тем, что каждая породная группа, а в каждой группе каждая порода имеет свои индивидуальные особенности как по физическим свойствам, так и по химическому составу: плотности древесины, ее прочности, длине и толщине волокна, содержанию основных компонентов древесины (целлюлоза, гексозаны, пентозаны, лигнин, пектиновые вещества), которые предпочтительны для мокрого или сухого способов (таблица 1.1) .

Таблица 1.1 - Химический состав экстактивных веществ

Порода древесины	Белковые вещества	Вещества, растворимые в горячей воде	Жиры, воски и смолы
Лиственница

Повышенное содержание легкогидролизуемых веществ у древесины лиственных пород ухудшает качество оборотных вод, снижает выход древесноволокнистой массы при мокром способе.

Для механических свойств древесноволокнистой массы имеют значение величина клеток древесины и другие их особенности. У клеточных элементов лиственной древесины значительно меньше (примерно в три раза) длина волокон по сравнению с трахеидами хвойных пород (таблица 1.2).

Таблица 1.2 - Размеры волокон отечественных пород, мм

В связи с дефицитом хвойного сырья значительно увеличилось использование древесины лиственных пород для производства плит мокрым способом. Средний расход древесины лиственных пород на производство древесноволокнистых плит мокрым способом в европейской части составил примерно 59-73%.

Увеличение доли лиственной древесины стало возможным благодаря применению на ряде предприятий упрочняющих добавок (альбумина, фенолформальдегидной смолы), а также совершенствованию технологических процессов производства плит и его оборудования.

Физико-механические свойства перерабатываемой древесины зависят от предела прочности той или иной породы древесины, что сказывается на процессе образования элементов щепы и на расходе энергии. Наибольшая энергия затрачивается на рубку тополя, сосны, пихты, лиственницы.

1.2 Кора

Для производства древесноволокнистых плит используют щепу, полученную из неокоренного сырья. Кора (корка и луб) физическими свойствами и химическим составом значительно отличается от стволовой древесины. Кора содержит большое количество экстрактивных веществ и лигнина. Количество пентозанов и целлюлозы значительно меньше, чем в стволовой древесине. Среднее объемное содержание коры на стволовой древесине следующее, процент: ель - 9,5; сосна - 12; береза - 13; осина - 14; пихта - 11; лиственница - 18. древесина плита сырье

Выход древесноволокнистой массы из коры примерно на 26% ниже, чем из стволовой, из коры ели - на 12-13 %. Наличие коры березы вызывает затруднения при отделке твердых древесноволокнистых плит лакокрасочными материалами. Кора в тонкомерных сортиментах представлена в основном лубом. Корковый слой у такой древесины отсутствует или имеется в зачаточном состоянии, толщина коры 1-4 мм.

1.3 Гниль и другие дефекты

В зависимости от глубины изменений различают гниль Й, ЙЙ и ЙЙЙ стадий. В гнилой древесине увеличивается число обрывков волокон и средняя длина волокна меньше, чем у здоровой древесины примерно в 1,4-1,8 раза. В древесине, поврежденной дереворазрушающими грибами, по сравнению со здоровой, наблюдается сильное увеличение содержания минеральных веществ, веществ, растворимых в горячей воде, и снижение количества пентозанов. Поперечные разрезы волокон у древесины, пораженной гнилью, меньше, чем у здоровой.

Изменение структуры клеточной стенки отражается на прочности отдельных волокон. Потери древесины, обусловленные гниением, вызывают снижение ее плотности.

Особенности химического состава гнили способствуют снижению выхода древесноволокнистой массы, ухудшению прочностных свойств плит и качества оборотных вод, что сказывается на производстве ДВП. При изготовлении ДВП допускается изготовление щепы, полученной из необлагороженного сырья.

В сырье древесном для технологической переработки ядровая гниль не допускается более: для Й и ЙЙ сортов - 1/4 и для ЙЙЙ сорта - 2/3 толщины соответствующего торца выходом на второй торец не более: для Й сорта - 1/3, ЙЙ сорта - 1/2 и ЙЙЙ сорта - 2/3 его толщины. Содержание гнили в сырье древесном тонкомерном не допускается. Содержание гнили в технологической щепе по ГОСТ 15815 разрешается до 5% от массы щепы. Щепа с содержанием гнили более 5% используется при соответствующей корректировке технологического режима.

Обугленные поверхности древесины для производства щепы не допускаются. Наличие обугленных частиц и металлическихвключений в щепе отрицательно влияет на качественные показатели плит и состояние оборудования, особенно на размольной гарнитуре дефибраторов и рафинаторов. Содержание минеральных включений разрешается не более 1%. При пропуске через гидромоечную установку содержание их снижается на 90-95%.

1.4 Форма, влажность и плотность древесного сырья

Размеры древесного сырья зависят от приемных устройств рубильных машин, наличия специального оборудования для разделки сырья. Размеры древесного сырья для технологической переработки установлены по длине 1-6 м с градацией 1 м независимо от сортности сырья, по толщине для Й сорта - 4 см и выше, для ЙЙ и ЙЙЙ сортов - 2см и выше. При поставке сырья в расколотом виде наибольшая толщина не должна превышать 40 см. Высота оставляемых сучьев не более 5 см.

Отходы лесопиления и деревообработки используют длиной до 4,5-6,5 м. Тонкомерное сырье, получаемое при рубке ухода за лесом и на лесосеках главного пользования при осветлении, прочистке, прореживании, применяется неокоренным, с обрубленными сучьями, с толщиной в верхнем отрубе 2-6 см при длине 1-3 м.

Оптимальная относительна влажность щепы 30-50%. Влажность древесины, поступающей на предприятия, из-за периодичности поставки, различия сроков хранения и ряда других факторов значительно колеблется. Для выравнивания влажности рекомендуется перемешивать щепу в процессе приготовления, загрузки, выгрузки, выдерживать в складах (бункерах), пропускать через гидромойку.

Плотность древесного вещества почти не зависит от породы древесины и составляет в среднем 1540 кг/м?. Плотность древесины как физического тела зависит от объема пор и влажности древесины. В производстве ДВП важнейшую роль играет условная плотность древесины - отношение массы образца в абсолютно сухом состоянии к объему при влажности, равной пределу гигроскопичности или больше его.

2. Характеристика способов производства

Наиболее распространенные способы изготовления древесноволокнистых плит - мокрый и сухой. Промежуточные между ними - мокросухой и полусухой способы, которые получили меньшее распространение.

Мокрый способ основан на формировании ковра из древесноволокнистой массы в водной среде и горячем прессовании нарезанных из ковра отдельных полотен, находящихся во влажном состоянии (при относительной влажности около 70%). При сухом способе ковер формируется из высушенной древесноволокнистой массы в воздушной среде. Плиты получают горячим прессованием полотен, имеющих влажность 5-8%. Полусухой способ основан на формировании ковра из высушенной древесноволокнистой массы в воздушной среде и горячем прессовании полотен, имеющих влажность около 20%, а мокросухой - на формировании ковра из древесноволокнистой массы в водной среде, сушке полотен и горячем прессовании сухих полотен, имеющих влажность, близкую к нулю.

В нашей стране плиты выпускают по мокрому и сухому способам производства. В процессе изготовления плит любым из названных способов древесину измельчают в щепу; затем ее превращают в волокна, из которых формируют ковер, разрезанный далее на полотна. Сухие полотна прессуют в твердые плиты. Влажные полотна или прессуют, получая твердые и полутвердые плиты, или сушат, получая мягкие (изоляционные) плиты. Указанными выше способами можно изготовить волокнистые плиты из любых органических материалов, поддающихся расщеплению на волокна.

2.1 Мокрый способ производства ДВП

Данный способ включает следующие основные стадии :

– получение древесноволокнистой массы;

– проклейка древесноволокнистой массы;

– отлив древесноволокнистого ковра;

– горячее прессование плит;

– пропитка маслом, термическая обработка и увлажнение древесноволокнистых плит;

– форматная резка плит;

– контроль качества.

2.1.1 Производство мягких древесноволокнистых плит

Технологическая схема производства мягких (изоляционных) древесноволокнистых плит на участках приема и подготовки древесного сырья и химических добавок не отличается от схемы производства твердых плит. Но волокнистая масса используется с более высокой на 15-18 ДС степенью помола, т.е. составляет 36-40 ДС. Это достигается применением третьей ступени размола на дисковой мельнице, которую устанавливают на потоке массы, поступающей из рафинаторного бассейна.

В качестве упрочняющей добавки используют малотоксичную фенолоформальдегидную смолу при повышенном на 1-2% расходе по сравнению с расходом для твердых плит. В качестве гидрофобизатора применяют эмульсии с парафин содержащими веществами, а для проклейки плит применяют канифольно-парафиновую эмульсию или эмульсию с сульфатным мылом.

Формирование древесноволокнистого ковра производят на плоскосеточной отливной машине с увеличенной до 2440 мм и более шириной сетки при пониженной до 4 м/мин скорости.

Плиты впускают толщиной от 8 до 25 мм. После отливной машины полотна влажностью порядка 65% автоматически питателем подаются в роликовую сушилку. Промышленное применение нашли 8-,12-и 20-ярусные сушилки с многократной циркуляцией сушильного агента воздуха, подогреваемого в калориферах с применением в качестве теплоносителя насыщенного водяного пара давлением 1,0-1,2 МПа.

Мягкие плиты дополнительной термообработке и кондиционированию не подвергаются.

2.2 Сухого способ производства ДВП

В настоящее время известно несколько технологических схем производства ДВП сухим способом с применением различного оборудования.

Независимо от принятого оборудования технологический процесс производства древесноволокнистых плит сухим способом составляют следующие операции: приемка, хранение сырья и химикатов; приготовление щепы; пропарка, размол щепы на волокна; подготовка связующего и гидрофобизирующих добавок; смешение волокна со связующими и другими добавками; сушка волокна; формирование ковра; предварительное уплотнение (подпрессовка); прессование; кондиционирование плит; механическая обработка плит.

При производстве древесноволокнистых плит сухим способом применяют древесину различных пород, причем в отличие от производства мокрым способом здесь отдается предпочтение древесине лиственных пород, что обусловлено спецификой воздушного ковра. Короткие и ровные волокна лиственных пород, при прочих равных условиях, обеспечивают более равномерную плотность ковра, чем длинные волокна хвойных пород.

Древесина различных пород вследствие особенностей ее структуры требует специфической обработки, поэтому плиты с наименьшим содержанием связующего получают при использовании одной породы. Однако возможно и смешивание различных пород древесины, но при этом следует учитывать особенности ее строения. Плиты с хорошими показателями получают при смешивании пород с одинаковыми или близкими плотностями. При смешивании пород с различной плотностью плиты различаются массой и скоростью волокон в воздушном потоке, поэтому равномерная сушка не может быть обеспечена. Следует также учитывать, что породы древесины разной плотности требуют разных сроков сушки.

2.2.1 Производство ДВП периодическим способом с применением мног о этажного гидравлического пресса

Принципиальная особенность сухого способа производства состоит в формировании древесноволокнистого ковра из сухих волокон и прессование в горячем гидравлическом прессе полотна без транспортной сетки, что значительно сокращает цикл последнего указанного процесса.

Периодический способ производства ДВП включает следующие стадии :

– приготовление древесноволокнистой массы. На заводах по производству ДВП сухого способа принята одноступенчатая схема размола щепы с использованием пропарочно - размольной установки, работающей по методу «Бауэра». Установка «Бауэр» состоит из пропарочной камеры рафинера с двумя размольными дисками, вращающимися в разные стороны. Диаметр размольных дисков - 915 мм, частота вращения - 1500 мин -1 . При оценке качества древесноволокнистой массы большое значение придается фракционному составу волокон и их степени помола. Удовлетворительной считают такую древесноволокнистую массу, в которой крупная фракция, оставшаяся на сите № 10 (10 отверстий или ячеек на 1 дюйм сетки), составляет 10%, средняя фракция на сите № 80 - 70% и мелкая на сите № 200 - 20%. Для определения степени помола волокон применяют прибор ВНИИдрев, принцип действия которого основан на определений сопротивления волокон потоку проходящего через него воздуха. Навеску высыпают в рабочую трубку, внутри которой расположена сетка. В трубе вакуум- насосом создается разряжение. Волокна в потоке воздуха скоростью до 1 м/с осаждаются на сетке, покрывая ее тонким слоем. Разряжение под слоем волокон характеризует степень помола выраженную в единицах ВНИИдрев. Древесноволокнистая масса для наружных слоев плит должна иметь степень помола 350 единиц, для внутренних - не менее 250 единиц, что ориентировочно составляет 13,7 и 12 ДС.

– введение связующей и гидрофобизирующей добавки. В качестве связующего, вводимого в древесноволокнистую массу, применяют фенолоформальдегидную смолу (например, марки СФЖ-3014), расход которой зависит от толщины плиты: при толщине плиты 6-8 мм - 4-5% от массы сухого волокна, при 10-12 мм - 6-8%. Рабочий раствор фенолоформальдегидной смолы готовят 25%-ной концентрации; его вязкость по вискозиметру ВЗ-4 должна быть 11-25 с. Раствор смолы вводят в массу сразу после мельницы размола. Для придания плите гидрофобных свойств в ее композицию добавляют восковые продукты (парафин). Парафин вводят в расплавленном виде при температуре

80 - 90 ?С путем впрыскивания его в щепу перед шаровым затвором пропарочного котла. Расход парафина составляет 1% от массы сухого древесного волокна.

– сушка древесных волокон . После размола абсолютная влажность волокнистой массы достигает 120%. Снижают влажность волокна до 6-8% в две ступени в сушилках. В качестве сушильного агента используются горячий воздух и смесь топочных газов с воздухом. Волокна сушатся во взвешенном состоянии. На первой ступени сушки волокна после размола транспортируются по трубопроводу воздухом, подогретым в воздухонагревателе до температуры 160-170 ?С. Увлажненный воздух и пар отделяются от волокон в циклоне и через выпускную трубу удаляются в атмосферу. Продолжительность сушки на первой ступени 4-5 с. Через ротационный разгрузочный клапан и рыхлитель волокна температурой около 70 ?С и абсолютной влажностью 65-67 % поступают на вторую ступень сушки в барабанную сушилку системы «Бютнер», в которой сушильным агентом служит смесь топочных газов с воздухом. Температура сушильного агента перед сушилкой - 190 ?С, а при поступлении в барабан - 150 ?С. В барабане сушилки сушильный агент движется винтообразно по внутренней цилиндрической его поверхности; при этом волокна интенсивно перемешиваются. Время сушки зависит от шага винтообразного потока, который регулируется направляющими лопатками, расположенными в нижнем канале, и может составлять 8-15 с. После сушки волокна направляются по воздуховоду в циклон, где отделяются от сушильного агента. Температура удаляемого сушильного агента, которая не должна превышать 70 ?С, контролируется системой автоматического регулирования. Сухие волокна проходят пневмосистему охлаждения, после чего направляются на формирование ковра. Процесс сушки волокон требует строгого контроля из-за высокой пожаро- и взрывоопасности.

– формирование древесноволокнистого ковра . Формирование древесноволокнистого ковра осуществляется на движущейся сетке в воздушной среде. Участок формирования, предназначенный для изготовления пятислойного ковра, состоит из вакуум-формирующей машины с пятью головками, системы пневмотранспорта, ленточно-валкового предварительного пресса, узла раскроя ковра и плитного форпресса. Сетка вакуум-формирующей машины движется со скоростью 9-50 м/мин, которая зависит от высоты формируемого ковра. Максимальная общая высота формируемого ковра 560 мм. Ковер формируется последовательно в результате перемещения сетки от одной формующей головки к другой. Плотность получаемого древесноволокнистого ковра, зависящая от плотности древесины, степени помола волокна, вакуума под сеткой и других факторов, составляет 15-25 кг/м 3 .

– подпрессовка древесноволокнистого ковра. После вакуум-формирующей машины древесноволокнистый ковер поступает в ленточно-валковый пресс, где предварительно подпрессовывается. Пресс состоит из двух пар валков и регистровых валиков, на которые натянуты ленты, шириной 2250 мм. Скорость движения лент регулируется в пределах 9-50 м/мин. Нижняя лента проходит под сеткой вакуум-формирующей машины и движется со скоростью, равной скорости сетки. Верхняя часть пресса состоит из двух секций, соединенных между собой шарнирно. В первой секции регистровые валики расположены наклонно под углом приблизительно 6 градусов по отношению к нижним, что позволяет постепенно уплотнять уходящий в пресс ковер. Просвет между регистровыми валиками во входной части пресса, таким образом, может достигнуть 600 мм. Регистровые валики второй секции расположены горизонтально, параллельно нижним валикам. Расстояние между валиками регулируют в пределах 200 мм. Древесноволокнистый ковер во время подпрессовки значительно уплотняется, становясь транспортабельным. При этом высота ковра уменьшается примерно в 2,5 раза. Оценкой качества ковра служит равномерность распределения плотности ковра и состояние его кромок на следующей стадии технологического процесса - форматной обрезке. Толщина древесноволокнистых полотен после первичной подпрессовки устанавливается в зависимости от толщины изготовляемых плит, мм: для плит толщиной 6 мм - 100, толщиной 8 мм - 140. Древесноволокнистые полотна толщиной свыше 120 мм не могут быть направлены в горячий гидралический пресс из-за недостаточного просвета между плитами пресса, поэтому они подвергаются дополнительной предварительной подпрессовке в одноэтажном плитном форпрессе периодического действия. Форпресс состоит из нижней (неподвижной) и верхней (подвижной) плит, максимальное расстояние между которыми 460 мм. Выгруженное древесноволокнистое полотно из форпресса поступает на участок, где проверяют его качество.

– горячее прессование плит . Горячее прессование ведут в 22-этажном гидравлическом прессе, оснащенном механизмом одновременного смыкания плит. ДВП прессуются непосредственно между поверхностями горячих плит пресса без глянцевых, транспортных листов и сеток, которые используются при мокром способе производства. Спрессованные ДВП вдвигаются в приводные ролики, которые направляют их в разгрузочную этажерку, откуда они по одной поступают на конвейер, подающий их на участок обрезки кромок. Разгруженный пресс продувается сжатым воздухом от осевшего волокна.

– кондиционирование плит. После продольной обрезки кромок плиты подаются с помощью 88-полочной вагонетки в камеру кондиционирования. Камера разделена на четыре зоны: в зоне 1 происходит выравнивание температуры плит, в ней поддерживаются температура воздуха 60-65?С и относительная влажность воздуха 50%; в зонах 2 и 3 плиты увлажняются при температуре 65-75?С и относительной влажности воздуха 75-80%; в зоне 4 плиты охлаждаются при температуре 20-30?С и относительной влажности воздуха 65-70%. Время тепловлажной обработки составляет 11,3 часа выгруженные из камеры кондиционирования вагонетки с плитами направляются к разгрузочному типпелю. Уложенные пачки плит подвергаются выдержке в течение не менее суток, во время которой снимаются внутренние напряжения в плитах. Завершающий этап технологического процесса - форматная резка плит и, если необходимо, их механическая обработка.

2.2.2 Производство непрерывным способом с применением каландров о го пресса

В производстве ДВП сухим способом перспективным является применение метода непрерывного прессования, т. е. превращение древесноволокнистого ковра в плиту во время его движения с последующей резкой плитной ленты на требуемые форматы. В качестве прессового агрегата могут быть использованы каландр (обогреваемый барабан) или гусеничный плитный пресс. Сухой способ производства плит методом непрерывного каландрового прессования реализуется с применением оборудования фирмы «Бизон» (ФРГ). Этим способом выпускают плиты двусторонней гладкости толщиной 2,5; 3,2; 4,0; 6,5 мм, максимальной шириной 2400мм, длиной 2000; 2440; 2500; 2800; 3600 мм. Технологический процесс изготовления ДВП методом непрерывного каландрового прессования включает в себя следующие операции: приемку сырья и материалов; нормилизацию технологической щепы; приготовление и введение гидрофобизирующего вещества (парафина), связующего вещества (карбидо- и фенолоформальдегидной смолы), пластифицирующей добавки (карбамида или гексаметилентетрамина), отвердителя (хлористого или сульфата аммония); размолщепы на волокна; сушка древесноволокнистой массы; формирование древесноволокнистого ковра; прессование древесноволокнистой плитной ленты; раскрой плитной ленты на форматы; упаковку и укладку плит.

3 . Физико-химические основы производства древесноволокнистых плит

Размол щепы - это одна из ответственных операций технологии производства древесноволокнистых плит. От качества и степени размола зависят процессы отлива и обезвоживания ковра, прессования и термовлагообработки плит, и соответственно, качественные показатели готовых плит. Полученная в процессе размола древесноволокнистая масса, насыщенная водой и дополнительно разбавленная ею в циклоне, представляет собой водную суспензию древесных волокон. Суспензия при значительном разбавлении ее водой приобретает вязкость, соответствующую воде, а при повышении содержания волокон вязкость смеси увеличивается, причем при определенной степени концентрации смесь теряет свойства текучести и перестает быть жидкостью. Концентрацию массы (в процентах) определяют по формуле

где m 1 - масса абсолютно сухого волокна в пробе, г; m 2 - масса всей пробы, г.

Концентрация массы в трубопроводе после первичного размола составляет? 33%, в циклоне при отделении пара концентрация повышается, однако подаваемой водой массу разбавляют и обычно направляют в промежуточный бассейн. Перед вторичным размолом концентрация должна быть не ниже 4%, на отливе - 0,9-1,8%.

Древесноволокнистая масса грубого помола разработкой характеризуется малой разработкой волокон и содержит много пучков волокон. Масса тонкого помола преимущественно состоит из фибриллированных волокон, которые приобрели большую гибкость и способность плотного формования на сетке. Наилучшей оценкой качества волокон является непосредственное изучение их структуры через микроскоп и измерение при помощи специальных приборов длины, диаметра и удельной поверхности волокна.

Для оценки качества волокнистой массы наибольшее распространение получил прибор дефибратор-секунда. Он построен с учетом того, что градус (степень) помола массы выражается в ее способности к обезвоживанию в единицу времени. Обозначается градус помола массы символом ДС. Средние показатели требуемой степени размола при производстве твердых плит составляют при первой ступени размола 15-18, второй - 20-26 ДС.

Кроме характеристики волокнистой массы по степени размола, часто пользуются данными фракционного состава волокна. Фракционирование - это разделение волокон по их размерам. Большинство приборов для фракционирования основано на пропуске определенного количества разбавленной массы через сита с отверстиями, соответствующими группам качественной оценки. Существует несколько методов фракционирования.

На рисунке 3.1 показана зависимость средней длины и толщины волокон в составе древесноволокнистой массы от ее фракционного состава и градуса (степени) помола, выраженной в ДС.

Рисунок 3.1 - График зависимости средней длины и толщины волокон от фракционного состава и градуса помола массы

Установки пропарки и размола щепы рассчитаны на давление насыщенного пара до 1,2 МПа. Пропарка щепы в подогревателе продолжается до 4 мин. Высокое давление насыщенного пара рекомендовалось фирмой «Дефибратор» для создания благоприятных условий размола и снижения расхода электроэнергии на приготовление волокна. Однако в связи с работой по сокращению количества потребляемой воды и решением проблемы очистки сточных вод этой же фирмой выдвинуто предложение о снижении температуры гидротермообработки.

Это объясняется тем, что древесина содержит водорастворимые вещества, а при повышенной температуре в результате гидролитического разложения растворимая часть их значительно увеличивается, снижая выход древесноволокнистой массы и ухудшая характеристику сточных вод. Влияние давления насыщенного пара при размоле на расход электроэнергии и на потери древесной массы отображено графически на рисунке 3.2

Рисунок 3.2 - График зависимости расхода электроэнергии и потерь древесной массы от давления пара при размоле

График показывает возможность экономии расхода сырья при повышенной потребности в электроэнергии с оптимальным давлением пара порядка 0,6 МПа. Однако выбор этого давления должен определяться технико-экономическим расчетом, учитывающим как полученную экономию по снижению затрат на сырье и организацию очистки сточных вод, так и дополнительные затраты на повышенный расход электроэнергии и другие технологические нужды. При изготовлении древесноволокнистой массы с применением низкого давления пара масса получается более гидрофильной, что отрицательно сказывается на свойствах плит, особенно по показателям водопоглощения и набухания. Избежать этого можно повышением температуры прессования, удлинением времени закалки или добавкой гидрофильных веществ.

Древесноволокнистая масса поступает на отлив с концентрацией в пределах 0,9-1,8% и должна быть более низкой при тонком помоле волокна. Вследствие развитой внешне поверхности волокон, полученной при размоле, создаются условия большей степени их сцепления и переплетения. Эта связь усиливается в процессе вакуумного отсоса и механического отжима воды из полотна. Относительную влажность полотна доводят до 68-72%. В таком состоянии полотно становится транспортабельным, а кроме того, максимальное удаление воды снижает расход пара и сокращает время на продолжительную сушку плит. Особенно это важно при производстве мягких плит, так как сушат их не в прессах, а сушильных камерах.

Скорость истечения древесноволокнистой массы должна быть несколько меньше скорости сетки. Наиболее оптимальной считают скорость на 5-10% меньше, чем скорость сетки. При более низкой скорости большее число волокон занимает продольную ориентацию, при увеличении скорости возрастает поперечная ориентация волокон.

Выливание массы на сеточный стол - первая стадия обезвоживания под воздействием силы тяжести. В этот момент начинает формоваться ковер. Правильно подобранная концентрация массы в зависимости от длины волокон и характера размола создает условия структурного соединения их между собой. Если концентрация слишком низкая, волокна осаждаются по отдельности, не создавая достаточной связи, больше подвергаясь направленной ориентации. Интенсивное обезвоживание происходит по всей ширине регистровой части, имеющей подъем 2,5-3,0 градуса.

Скорость обезвоживания древесноволокнистого ковра на регистровой части сеточного стола снижается по мере повышения сухости ковра. На последних валиках волокнистый слой уплотнен настолько, что возникшие капиллярные силы удерживаю воду и дальнейшее обезвоживание становится возможны только отсасыванием. Исследования показывают, что скорость обезвоживания волокнистого ковра прямо пропорциональна толщине слоя массы на сетке, вязкости воды и удельному сопротивлению фильтрации массы. Действующий напор массы в регистровой части имеет небольшую величину, состоящую из напора массы над сеткой и усиливает засасывания. Величина напора значительно возрастает при создании вакуума под сеткой. На скорость обезвоживания сильно влияет вязкость воды, которая зависти от температуры (оптимальна температура отливаемой массы составляет 40-50 ?С (таблица 3.1).

Таблица 3.1 - Зависимость воды от температуры

Удельное сопротивление фильтрации массы характеризуется удельной поверхностью волокон, которая, в свою очередь, определятся качеством размола массы. Сопротивление фильтрации возрастает с увеличением поверхности волокон. Зависимость между скоростью обезвоживания и степенью помола массы подтверждается многочисленными опытами. На рисунке 3.3 приведен график зависимости при отливе образцов плит с различной концентрацией отлива.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок - 3.3 Зависимость времени обезвоживания слоя массы от степени ее размола при концентрации отлива: 1 - 0,75; 2 - 1,5; 3 - 2,0; 4 - 2,5

При интенсивном обезвоживании под действием большого фильтрационного напора происходит относительный сдвиг волокон. Нарушение структуры наблюдается также при чрезмерном давлении валковыми прессами на влажный ковер. Исследованиями установлена необходимость равномерного прироста нагрузки на ковер от 0,012 до 0,5 МПа и более. Для современных отливных машин величину вакуума в отсасывающих устройствах рекомендуют от 0,012-0,015 до 0,030-0,035 МПа с постепенным его наращиванием, а линейное давление валов прессовой части машины должно составлять то 300 до 1200-1500 Н/см. Но даже в этом случае не обеспечивается плавность нагружения, оно носит ступенчатый характер, поэтому изменение нагрузки в процессе обезвоживания предрасполагает к разрушению структуры ковра.

Прессование - основная операция технологического процесса, опреде-ляющая качество выпускаемых плит и производительность оборудования. Во время прессования влажное древесноволокнистое полотно подвергается большому давлению при высокой температуре и превращается в древесноволокнистую плиту. Это превращение происходит вследствие физических, химических и морфологических изменений насыщенного влагой древесного волокна.

Влажность древесноволокнистых полотен определяется степенью обезвоживания в отливной машине. Относительная влажность полотен перед запрессовкой составляет 68-72%. При низкой влажности (меньше 65%) наблюдается ухудшение качества плит и иногда даже расслоение. Это явление находит различные объяснения. Отсутствие достаточной влаги на первой фазе прессование отрицательно сказывается на гидропластических свойствах волокон. Вода и образуемый пар воздействуют на волокна. Между набухающими волокнами происходит более тесный контакт. По мере удаления воды усиливается связь между волокнами, и эта связь тем большая, чем продолжительней процесс отвода воды. Однако длительность данного процесса должна быть оптимальной, поскольку слишком глубокий гидролиз древесины может вызвать усиленное выделение углеводов и сахаристых веществ, образующих пятна на плитах. На рисунках 3.4 и 3.5 приведены диаграммы зависимости удельного давления прессования и влажности прессуем полотен при различных параметрах .

Рисунок 3.4 - Диаграмма обезвоживания плиты в зависимости от толщины отливки из дефибраторной массы (градус помола 9,2 градус ШР) при массе 1 м 2 , кг: 1 - 7,4; 2 - 5,6; 3 - 3,7

Рисунок 3.5 - Диаграмма обезвоживания плиты в зависимости от степени размола (масса отливки 5-6 кг), градус ШР: 1 - 6; 2 - 9,2; 3 - 16

Толщина древесноволокнистых полотен и степень размола массы обратно пропорциональны скорости обезвоживания. Чем толще полотно и чем выше степень размола массы, тем труднее осуществить обезвоживание.

После первой фазы прессования (отжим) переходят ко второй - сушке плит, так как дальнейшее удаление воды возможно только ее испарением. Для ведения процесса сушки снижают удельное давление прессования, чтобы создать благоприятные условия удаления пара из полотен.

Время сброса давления составляет около 15 с. Его поддерживают на уровне 0,8 МПа, что несколько ниже давления выходящего пара. Для обеспечения равномерного выделения пара из влажного волокнистого полотна давления в период сушки сохраняют постоянным

Сушка можно проводить и при большом давлении. При этом улучшается физико-механические свойства плит, однако сушка проходит медленно и возникает опасность образования пятен и пригаров. При более низком давлении увеличивается его разность с давлением выходящего пара, и это приводит к повреждению внутренней структуры плит, а затем к их расслоению.

Снижение давления перед фазой сушки для получения плиты с нужной плотностью не оказывает влияния на последнюю. Плотность плиты определяется на первой фазе прессования. Кроме того, для получения твердой плиты с плотностью 0,9 г/см 3 достаточно удельного давления 0,4МПа (рисунок 3.6) .

Рисунок 3.6 - Диаграмма зависимости плотности отдельного давления прессования

Большое влияние на ход ведения процесса прессования оказывает также температура плит пресса. При мокром способе производства древесноволокнистых плит температура прессования составляет 200-215 ?С. Однако она может быть повышена при определенных условиях до 230 ?С, что предусмотрено в прессовых установках последних моделей. Повышение температуры прессования вызвано стремлением ускорить процесс выпаривания воды из древесноволокнистого полотна. Однако при температуре выше 230 ? С усиливается процесс распада органических соединений, сопровождающийся ухудшением качества волокон, в результате чего плиты получаются хрупкими и слабыми.

Фирма «Дефибратор», исследуя диапазон температур 187-210 ?С, установила, что повышение температуры прессования проводит к улучшению качества физико-механических свойств плит. рост прочности на стратегический изгиб плит наблюдается при увеличении температуры с 200 до 210 ? С. Прирост прочности при этом перепаде температур составил примерно 12-14%.

На продолжительность сушки влияет и степень размола массы, и толщина прессуемых полотен. Чем выше степень размола массы и больше толщина плиты. Тем период сушки продолжительней. Время ее в зависимости от конкретных условий составляет 3,5-7 мин.

Во время второй фазы прессования вода удаляется до тех пор, пока относительная влажность древесноволокнистой плиты не составит 7%. Эта влажность необходима для проведения реакций конденсации в заключительной фазе прессования.

4 . Технологическая схема производства

4.1 Технологическая схема процесса

В настоящее время существует несколько способов технологических схем производства древесноволокнистых плит сухим способом с применением различного оборудования. Технологическая схема производства плит сухим способом представлена в приложении 1(А1). Независимо от принятого оборудования технологический процесс производства древесноволокнистых плит сухим способом составляют следующие операции: приемка, хранение сырья и химикатов; приготовление щепы; пропарка, размол щепы на волокна; подготовка связующего и гидрофобизирующих добавок, смешивание волокна со связующим и другими добавками; сушка волокна; формирование ковра; предварительное уплотнение (подпрессовка); прессование; кондиционирование плит; механическая обработка плит.

По принятой в проекте технологической схеме (рисунок 4.1.1) на одном из заводов долготье кранами выгружают из барж и подают в бассейн. В зимний период долготье из штабелей подают в бассейн автопогрузчиками. В зимний период воду в бассейне нагревают для оттаивания бревен. Из бассейна бревна конвейерами направляются к рубительной машине 1 . Сырье, идущее для наружных слоев плит, окаривают. Бревна диаметром свыше 450 мм перед рубительной машиной проходят через колун. После рубительной машины щепа подается в циклон 2 , а затем на щепосортировачную установку 3 , где крупные отходы направляются на доизмельчение в дезинтегратор 4 и затем снова на сортировку, мелочь собирается в бункер и в дальнейшем сжигается в котельной.

Щепа, пройдя сортировку, пневмотранспортом подается в бункер хранения щепы 5 , которые обеспечивают ее запас на 8-часовую работу размольного отделения. Вибрационные питатели, установленные под бункерами запаса, подают щепу на скребковые конвейера, с которых она поступает на распределительные конвейера для подачи к расходным бункерам щепы 6 . При заполнении расходных бункеров излишки щепы конвейером возвращаются в соответствующий бункер запаса. Из расходного бункера щепа через шлюзовой затвор поступает в пропарочный котел 7 . Пропаривают и размалываю щепу в пропарочно-размольной системе «Бауэр».

В цехе установлены четыре системы, работающие независимо друг от друга. Пропарочные котлы непрерывного действия, горизонтальные. В них распределительным соплом впрыскиваются гидрофобные добавки. Пропарочная щепа под давлением поступает в винтовой питатель, передающий ее в размольную установку (рафинер) 9. В данном производстве используется рафинер «Бауэр-418». В момент прохождения щепы через рафинер включается дозирующая система, и через расходные баки 8 водный раствор смолы и парафина заданной концентрации поступает через распыливающее сопло на выходящее из рафинера волокно.

После рафинеров волокно с введенным связующим направляют на сушилки первой ступени 10 . Температура волокна на выходе из сушилки первой ступени50?С, абсолютная влажность около 67%, температура агента при выходе из циклона 110 ?С.

Пар и влага удаляются в атмосферу через выпускные отверстия, а волокно опускается на дно циклона, проходит через ротационный воздушны затвор и поступает разбиватель, который разбивает комочки на отдельные волокна до поступления в окончательную сушку. В цехе четыре линии сушилок. Сушилка второй ступени 11 предназначена для окончательной сушки волокна. Агентом сушки служат продукты сгорания от дизельного топлива в смеси с воздухом.

Конструкция сушки обеспечивает точное соблюдение температурного режима. Температура волокна на выходе из сушилки 50 ?С. Абсолютная влажность 5±0,5%, температура выходящего из циклона воздуха 70 ?С.

Высушенное до абсолютной влажности 5% древесное волокно пневмотранспортом подается к циклонам, а затем в питающие бункеры-дозаторы четырех формующих головок вакуум-формирующей машины 12 . В бункеры-дозаторы I, II, IV, V головок волокно поступает от каждой из четырех самостоятельных систем размола и сушки волокна, причем в I и V бункеры поступает волокно для наружных слоев, а во II и IV бункеры - для внутренних. В бункер-дозатор III формующей головки подается излишек волокна от формования и обрезки ковра. Принятая система подготовки и распределения волокна позволят получить волокно разного качества. После каждой формующей головки щеточный валик выравнивает ковер на сетке машины. Излишек волокна снимается с поверхности ковра валиками и возвращается в бункер-дозатор III формующей головки.

Под сеткой формирующей машины расположены вакуумные отсосы, предназначенные для удаления воздуха из ковра и уплотнения волокна на сетке. Сетчатый конвейер формирующей машины продвигается поочередно под каждой головкой.

После формировании ковер проходит ленточный пресс установку предварительной подпрессовки 13 . Максимальная толщина ковра после непрерывной подпрессовки 200 мм, масса ковра, подвергаемого подпрессовке, для плит толщиной 2 мм - 2 кг/м 2 ; 12 мм - 10 кг/м 2 . Насыпная масса волокна до подпрессовки около 18 кг/м 3 .

После уплотнения ковер поступает на формующую головку отделочного слоя 14 , а затем на конвейер, на котором установлены пилы продольной резки 16 , весовой измеритель плотности с металлоискателем и контрольным устройством для измерения толщины ковра, а также передвижная поперечная пила15 . Ковер взвешивается непрерывно, его масса регистрируется прибором на пульте управления фомирующей машины. Волокно обрезанных кромок возвращается на III формующую головку.

Полотна обрезанные по ширине и длине, загружаются в загрузочную этажерку 17 и поступают на конвейер ускорения и затем проходят в плитный фортпресс холодной подпрессовки. Фортпресс предназначен для уплотнения более толстых полотен до размеров, обеспечивающих их укладку в горячий пресс. Полотно, подвергаемое холодной подпрессовке, имеет размеры: максимальный 19305650 мм, минимальный 17505450 мм. За фортпрессом расположен бракерный участок, на котором волокно выбраковывается автоматически в зависимости от показаний весов и металлоискателя. Ковры с отклонениями по массе (±3% для тонких и ±5% для толстых плит) или содержащие металлические включения автоматически сбрасываются в дробилку и из нее направляются пневмотранспортом за пределы корпуса.

После фортпресса полотна подают на качающийся конвейер для распределения и передачи их на двухъярусный конвейер. Три секции двухъярусного конвейера помещают одновременно по два полотна в загрузочное устройство пресса. Эти секции необходимы для накапливания полотен во время непосредственной загрузки пресса и возвращения загрузочного устройства в исходное положение. После заполнения загрузочное устройство направляет одновременно все полотна в промежутки пресса без поддонов.

При прессовании плит толщиной 3 мм в течение 20 с от начала смыкания плит пресса 18 удельное давление на полотно достигает 6,5-7 МПа, затем давление снижают для удаления влаги. После прессования загрузочное устройство выталкивает плиты из пресса в разгрузочное устройство 19 , которое укладывает их по одной на конвейер. Далее плиты поступают к станку продольной резки для обрезки по ширине, после чего их направляют на станок поперечной резки для обрезки по длине.

Обрезка плит сразу же после прессования является предварительной и проводится для улучшения условий загрузки плит в 88-полочную вагонетку, с помощью которой плиты подаются в камеру кондиционирования 20 . Число полок в вагонетке определяется этажность пресса: одна вагонетка вмещает плиты четырех запрессовок. Вагонетка загружается с помощью типпельного устройства. Операции, связанные с движением вагонеток, механизированы. Камера разделена на четыре зоны: зону выравнивания температуры, две зоны увлажнения и одну зону охлаждения. Внутри камеры плиты движутся в поперечном направлении. Время выдержки плит толщиной 3,2 мм около 4,5 ч.

Пройдя камеры увлажнения, плиты автоматически разгружаются с тележек и на конвейер для сортировки плит, затем укладываются на деревянные поддоны. Электропогрузчики с вилочными захватами перевозят поддоны с плитами на промежуточный склад для выдержки их в стопах. Суточная выдержка плит необходима для выравнивания напряжений, возникающих в них, перед окончательной обрезкой.

После выдержки плиты электропогрузчиками подают на линию форматной резки. Плиты автоматически, по одной, передаются к станку продольной резки 21 . Станок приспособлен для раскроя плит разной ширины. Кроме того, при необходимости плиты уменьшают по ширине пилой продольной распиловки. Затем плиты автоматически подаются к станку поперечной резки 22 для обрезки их по длине. После форматной резки плиты укладываются на накопители плит 23 и аккумуляторным автопогрузчиком 24 отвозят на склад готовой продукции.

4.2 Характеристика основного оборудования

...

Подобные документы

Сырьё для производства древесноволокнистых плит и требования к нему. Классификация древесноволокнистых плит. Физические, механические, технологические и специфические свойства плит. Связующие материалы и химические добавки, используемые в производстве.

реферат , добавлен 11.07.2015


Назначение цеха по производству древесноволокнистых плит. Основные требования, предъявляемые к сырью, химикатам и готовой продукции. Описание технологической схемы производства древесных плит. Техническая характеристика плоскосеточной отливной машины.

курсовая работа , добавлен 20.02.2013


Технологическая схема производства древесноволокнистых плит. Сырье, его подготовка и хранение. Проклейка древесноволокнистой массы. Пропитка маслом, термическая обработка и увлажнение плит. Расчет и подбор основного и вспомогательного оборудования.

курсовая работа , добавлен 17.11.2009


Основы технологии химической переработки древесных плит. Определение средневзвешенной плотности сырья и подбор технологического оборудования. Расчет вспомогательного оборудования, склада химикатов, расхода сырья и материалов на единицу продукции.

курсовая работа , добавлен 28.05.2015


Выбор и обоснование технологической схемы производства, подбор основного и вспомогательного оборудования. Проектирование цеха по производству мягких теплоизоляционных древесноволокнистых плит. Контроль производства и качества выпускаемой продукции.

курсовая работа , добавлен 06.08.2015


Разработка проекта цеха по производству гипсостружечных плит заданной мощности. Подбор состава сырья, проектирование способа производства и обоснование технологического процесса производства гипсовых стружечных плит. Выбор туннельной сушильной камеры.

дипломная работа , добавлен 14.01.2014


Древесноволокнистые плиты: разновидности и марки изделий, характеристика исходных сырьевых материалов, способы производства, технологические операции. Подбор основного и вспомогательного оборудования. Методы контроля производственного процесса, продукции.

курсовая работа , добавлен 12.10.2014


Виды, свойства и области применения строительной фанеры, древесностружечных и древесноволокнистых плит, их достоинства и недостатки. Сырье, применяемое для их производства, методы изготовления. Способы улучшения эстетических и защитных качеств ДСП и ДВП.

реферат , добавлен 09.12.2012


Характеристика цементно-стружечных плит по ГОСТ 26816-86 "Плиты цементно-стружечные. Технические условия". Выбор пресса, ритма конвейера. Расчет древесного сырья, вяжущего, химических добавок и воды. Технология производства цементно-стружечной плиты.

курсовая работа , добавлен 30.11.2013


Расчет производственной мощности цеха по производству древесноволокнистых плит. Использование сырья в деревообрабатывающем производстве. Оперативный план работы сборочно-отделочного цеха мебельного производства. План-график выпуска боковых щитов.

Читатель знает, что в настоящее время изготовляются плиты из измельченной древесины разных типов, наибольшее значение из которых имеют древесностружечные и древесноволокнистые плиты. Древесноволокнистые плиты выпускают нескольких видов: твердые и сверхтвердые мокрым способом, твердые сухим способом, мягкие. У них есть общие операции, но имеются и принципиальные различия в технологии, которые автор будет отмечать.

Как правило, сырьем для древесноволокнистых плит служит щепа, которую можно изготовлять непосредственно в цехе или привозить со стороны. До подачи в производство щепу промывают для удаления минеральных «примесей (песка, камней, глины), а также производят магнитную сепарацию для извлечения из нее металла. Щепу хранят в бункерах, откуда она поступает в машины для размола на волокно. Известны и применяются машины для первой, грубой) ступени размола, так называемые дефибраторы, и для второй ступени, где производится более тонкий помол, рафинаторы.

Волокнистая масса при необходимости более тонкого измельчения непосредственно из дефибратора или из бассейна поступает в рафинатор, у которого в отличие от дефибратора нет камеры прогрева. Размольная его часть примерно такая же, как у дефибратора. Часто при размоле в волокно вводят добавки: парафин для увеличения водостойкости плит, синтетические смолы для получения нужной их прочности. Введение смолы практикуется при производстве древесноволокнистых плит сухим способом. Здесь нужно обратить внимание на то, что далее процессы производства плит сухим и мокрым способом расходятся.

При мокром способе волокнистая масса низкой концентрации поступает в бассейн, где создается запас массы и происходит ее проклеивание водоотталкивающими веществами. Из бассейна масса подается на отлив ковра. Это важнейшая операция. Главная функция операции отлива - формирование ковра равномерной плотности. Для ее выполнения необходимо подавать на отлив волокнистую массу равномерной концентрации (это делается с помощью специальных регуляторов). Количество подаваемой массы в единицу времени должно быть постоянным. Для этого имеются специальные напорные баки. В современном производстве древесноволокнистых плит на большинстве предприятий применяются отливные машины непрерывного действия (рис. 32).

Рис. 32. Схема отливной машины:
I - напускной ящик; II - регистровая часть; III -отсасывающая часть; IV - прессовая часть; V - обрезка ковра; 1 - сетки; 2 - пила; 3 - направляющие ролики; 4 - приводные барабаны; 5 - древесноволокнистый ковер

Окончательное формирование плиты происходит при прессовании. Пресс - сложная, громоздкая и дорогостоящая машина. В производстве древесноволокнистых плит используются, как правило, многоэтажные прессы периодического действия. Обогреваются плиты горячей водой (температурой до 230°С), приготовляемой в аккумуляторе. Высота его до 10 м и диаметр до 2,5 м. Современные прессы с усилием 70000-75000 кН имеют до 10 плунжеров диаметром по 700-800 мм каждый. В прессах имеется 20-30 рабочих промежутков, в которые заталкиваются поддоны с мокрыми коврами (рис. 33). Прессование происходит при давлении 3-5 МПа и температуре 210-230° С. Продолжительность цикла прессования 8-11 мин (в зависимости от толщины плиты, влажности ковра, наличия в ковре смолы и т. п.).

Ввиду того, что производительность пресса определяет производительность завода, а стоимость его доходит до 20% стоимости всего оборудования, были проведены разработки с целью резкого сокращения продолжительности прессования и тем самым увеличения производительности пресса. Так появился сухой способ производства древесноволокнистых плит. Он во многом отличен от мокрого способа. При сухом способе волокно после размола не разбавляется водой, а наоборот, высушивается и настилается в сухом виде тоже на сетку. Отсасывается не вода, а воздух, благодаря чему ковер уплотняется. Затем он подпрессовывается, обрезается, раскраивается на отдельные форматы, которые поступают в пресс. Для повышения качества плит в волокно вводится смола (как правило, фенольная), а также водостойкие и другие добавки. Здесь это выгодно делать, потому что смола и добавки водой не вымываются, и это относится к достоинствам сухого способа. Благодаря тому, что волокно сухое, продолжительность прессования уменьшается в 2-3 раза, соответственно увеличивается и производительность завода в целом. Максимальная производительность заводов, работающих по мокрому способу, достигает 15 млн. м 2 плит в год, а по сухому способу - 25 и даже 30 млн. м 2 в год. При сухом способе можно делать плиты толщиной даже 12- 15 мм, а также изменять плотность плит. При мокром способе плотность твердых плит равна 1000-1100 кг/м 3 , при сухом 900-1100 кг/м 3 и меньше указанной величины, а при необходимости и больше.

Рис. 33. Общий вид гидравлического пресса с околопрессовой механизацией:
1 - пресс; 2 - загрузчик; 3 - разгрузчик; 4 - конвейер возврата транспортных листов с сетками; S - конвейер для готовых плит; 6 - пила для резки ковра

Читателю будет, очевидно, интересно узнать, что сухим способом можно делать древесноволокнистые плиты толщиной до 20-30 мм средней плотности (700-800 кг/м 3). Это крупное достижение технологии деревообработки: такие плиты, изготовленные из волокна, имеют очень хорошую поверхность, высокую прочность, легко обрабатываются и поэтому из них можно изготавливать высококачественную мебель.

Сухой способ имеет два крупных недостатка, ограничивающие его распространение, - повышенную запыленность окружающей среды и высокую пожарную опасность. Для улавливания пыли, образующейся при производстве плит, приходится строить дорогостоящие установки, которые сложней и дороже сооружений для очистки сточных вод в производстве плит мокрым способом. Для предотвращения возгорания волокна необходимы специальные сложные автоматически действующие устройства.

Итак, после прессования (обоими способами - мокрым и сухим) получаются твердые плиты, которые обрезают с четырех сторон. При этом легко узнать, каким способом изготовлена плита. При сухом способе обе стороны плиты гладкие, при мокром способе на одной стороне плиты остается отпечаток сетки. Это и понятно, поскольку при прессовании сухого ковра нет нужды в сетке, через которую отжимается вода при прессовании мокрого ковра.

После обрезки твердые древесноволокнистые плиты проходят операцию закалки. Назначение ее в завершении начатых в прессе процессов термохимических превращений компонентов древесного волокна. Закалка повышает прочность плит и уменьшает водопоглощение. Температура закалки 160-170° С. Скорость воздуха, омывающего плиты, 4-5 м/с, продолжительность закалки - до 4 ч. Проводят закалку в специальных камерах.

Из камеры закалки плиты выходят практически с нулевой влажностью. Они активно впитывают влагу из воздуха. При укладке в пакет края плит поглощают намного больше влаги, чем середина, что приводит к их короблению. Поэтому проводится специальная операция увлажнения плит в камерах непрерывного действия или барабанного типа. Плиты в камерах находятся 6- 7 ч при 65°С и влажности воздуха 95%.

В заключение - несколько цифр. В СССР действуют, заводы по производству древесноволокнистых плит мокрым способом в основном мощностью 10 и 15 млн. м 2 плит в год, или 30 и 50 тыс. т в год. На 1 т плит (примерно 300-350 м 2) расходуется до 3 м 3 древесины и до 20 т воды. На одном заводе работает до 500 человек разных профессий. Сложность оборудования диктует необходимость в рабочих высокой квалификации. Выделяются рабочие, обслуживающие рубительные машины, размольное оборудование, отливную машину, пресс, камеры закалки, а также рабочие по техническому надзору за оборудованием и его ремонту.

Производство ДВП осуществляют мокрым и сухим способами.
Производство ДВП мокрым способом включает в себя такие операции, как размол щепы, проклейка полученной волокнистой массы, формирование ковра, прессование, пропитка плит маслами, термо-влаго-обработка и обрезка плит.

Промытую щепу подвергают двухступенчатому размолу. Первый размол осуществляют на мельницах-дефибраторах, в которых щепа пропаривается и перерабатывается на крупные волокна. Второй размол осуществляют на рафинаторах, которые позволяют получить более тонкие волокна толщиной 0,04 мм и длиной 1,5...2 мм. Из таких волокон приготавливают водный раствор древесно-волокнистой массы — пульпу, которую хранят в сборниках или бассейнах, периодически помешивая для поддержания определенной концентрации массы, не давая волокну оседать на дно.

Затем полученная древесно-волокнистая масса направляется в ящик непрерывной проклейки, в котором она смешивается с феноло-формальдегидной смолой. Туда же смесительным насосом подают гидрофобные добавки, приготовленные в эмульсаторе, упрочняющие вещества и осадители при температуре не более 60 °С и таком объеме, при котором концентрация полученной суспензии для любого соотношения породного состава волокон сырья перед отливом составляет 0,9...1,8%. Дозировка данных компонентов зависит от вида плит, породного состава волокон, расхода иды, режимов прессования и т.д.

Операция формирования древесно-волокнистого ковра выполняется на бесконечной сетке в отливочных машинах. Окончательная влажность ковра для твердых и сверхтвердых плит толщиной 3,2 мм должна составлять (72±3)%, для мягких плит толщиной 12 мм — ((61...63) ± 1)%. Для формирования сырых плит подпрессованный ковер обрезают до получения размеров по длине и ширине, на 30...60 мм меньших, чем у готовой плиты.

Для горячего прессования ДВП используют многоэтажные (20 — этажей) гидравлические прессы. Загрузку и разгрузку плит осуществляют этажерками. Цикл прессования ДВП включает в себя три фазы, каждая из которых характеризуется определенным давлением, временем выдержки и влажностью плит.

Первая фаза — отжим. За 30с под действием давления 4,2...5,5 МПа из волокнистого ковра удаляют воду. Влажность при этом снижается до 45 %, а сама плита, прогреваясь, уплотняется.

Вторая фаза — сушка. Плиты в течение 3,5...7 мин выдерживают при пониженном давлении (0,65...0,85 МПа), при котором влажность плит достигает 8 %.

Третья фаза — закалка плит, способствующая их уплотнению, повышению прочностных и гидрофобных свойств. Плиты в течение 2...3 мин выдерживают под давлением 0,65...0,85 МПа.

Полученные плиты должны иметь конечную влажность 0- ,5... 1,5 % и предел прочности на изгиб не менее 35 МПа, что обеспечивается соблюдением технологических параметров процесса: толщины ДВП, ширины плит пресса и породного состава сырья.

Кроме горячего прессования мягкие ДВП производят сушкой волокнистых ковров в роликовых сушилках непрерывного действия, в которых происходит удаление свободной влаги. Сушилка имеет 8-12 рядов роликовых конвейеров, обогреваемых насыщенным паром при давлении 0,9... 1,2 МПа. Скорость циркуляции воздуха составляет 5...9 м/с, время сушки — 1,5...2 ч до влажности 2...3%.

Для улучшения и стабилизации прочностных и гидрофобных свойств плиты подвергаются термической обработке в камерах периодического действия. Теплоносителем в них является перегретая вода температурой 190...210°С и давлением 1,8...2,2 МПа. Скорость движения воздуха — не менее 5 м/с. Время термообработки с учетом толщины плит составляет 3...6 ч.

Для придания плитам формоустойчивости после термообработки их охлаждают, а затем увлажняют в увлажнительных машинах или камерах периодического действия. Влажные плиты обрезают по формату, а затем выдерживают не менее 24 ч.

Процедуре тепловлагообработки подвергают и сверхтвердые плиты, но после их пропитки высыхающими маслами в пропиточной машине с целью повышения прочности и водостойкости.

Производство ДВП сухим способом во многом аналогично производству ДВП мокрым способом . Но сухим способом можно изготавливать плиты двусторонней гладкости толщиной 5...12 мм и плиты со специальными свойствами (огне- и биостойкие, профилированные и т.д.).

Производство ДВП сухим способом отличается также тем, что при размоле щепы включаюся операции ее пропарки, разделения волокон для внешних и внутренних слоев и смешивания их с добавками и смолой

Формирование ковра выполняют из высушенных волокон путем их свойлачивания и уплотнения вакуумом, а затем прессования ленточно-валковым и форматным прессами. Горячее прессование длится 5...7 мин и осуществляется при температуре 200...230 °С с однократным подъемом давления до 6,5 МПа в течении 15...25 с и ступенчатым сбросом его сначала до 0,8...1,0 МПа, а затем до нуля. Профилированные ДВП получают закрепление на плитах пресса специальных матриц.

В настоящее время успешно конкурирует с ДСП более однородный по структуре материал МДФ, который существенно легче раскраивать и обрабатывать.

Все плиты, независимо от процесса их получения, после 24 ч выдержки обрезают по формату на круглопильных форматно-обрезных станках согласно их стандартным размерам.