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...............................................................
Рынок ДВП падает четвертый год подряд, он уже сократился вдвое в количественном выражении по сравнению с 2012 годом. Подобное положение, конечно, во многом можно списать на затянувшийся кризис, но внимательный взгляд на ситуацию может обнаружить признаки структурных сдвигов.
Древесноволокнистая плита (ДВП) - материал в форме прямоугольного листа, получаемый методом горячего прессования или сушки древесноволокнистой массы, сформированной в виде ковра. ДВП различают мокрого, сухого, полусухого и мокро-сухого способа производства. В настоящем обзоре речь пойдет о ДВП мокрого способа производства. Твердые древесноволокнистые плиты, лицевая сторона которых покрыта лаком или облицована, также называют оргалитом. Помимо отделки лакокрасочными материалами, оргалит облагораживается синтетическими пленками на основе ПВХ и меламиновыми пленками (но не натуральным шпоном). Соответственно, поверхность ДВП может быть матовой, глянцевой, пигментированной или имитирующей текстуру древесины - такой матриал называют древесноволокнистой плитой облагороженной (ДВПО).
Древесноволокнистые плиты, как и древесно-стружечные, - это широко распространенный и хорошо известный отделочный материал, который производится в России с советских времен, примерно с 40-х годов ХХ века.
Достоинства ДВП: легкость и технологичность применения (небольшой вес и простота обработки); длительный срок эксплуатации; доступная цена; высокие тепло- и звукоизоляционные свойства; довольно хорошая водостойкость в своем классе (по водостойкости ДВП уступают плитам MDF и HDF, но превосходят ДСП). Недостатки ДВП: узкая область применения; низкий показатель пожарной безопасности (плиты ДВП относятся к категории Г4, то есть это полностью сгораемый материал); повышенная токсичность некоторых видов в связи с содержанием в них формальдегида.
Динамика производства ДВП
В России сейчас выпускаются преимущественно сверхтвердые ДВП толщиной 2,5-3,2 мм. Большого разнообразия выпускаемой продукции нет. Качество у большинства плит ДВП, по сути, одинаковое, поэтому продавцы в прайсах часто даже не указывают название завода-изготовителя, только размерный ряд. Плиты низкой плотности (даже твердые) в ассортименте отечественных производителей встречаются крайне редко, разве что можно найти плиты марки ТН толщиной 5-6 мм. Полутвердые и мягкие ДВП средней и большой толщины в небольшом объеме производили отдельные целлюлозно-бумажные комбинаты, но к настоящему времени отказались от их выпуска. Получается, что из этого сегмента ДВП (которые изготавливаются мокрым способом) были полностью вытеснены плитами MDF (изготавливаются сухим способом), набирающими популярность. Мало того что ДВП конкурируют с фанерой, так в последние годы их довольно активно вытесняют с рынка плиты HDF (древесноволокнистые плиты высокой плотности, которые также производятся сухим способом).
Посмотрим на динамику производства. После кризиса 2008-2009 годов, когда производители почти всех строительных материалов воспрянули духом и активно возобновили рост объемов производства, выпуск ДВП, напротив, почти не увеличивается. Если в 2009 году было выпущено 174 млн м 2 ДВП, то в 2012 году всего на 10 млн м 2 больше. А в 2013 году производство древесноволокнистых плит упало на 16,8%, в 2014 году - на 1%, в 2015 году - на 7%. Уже ясно, что не станет исключением и 2016 год: по итогам первого полугодия выпуск ДВП мокрого способа производства снизился по сравнению с аналогичным периодом прошлого года на 13%. И даже если во втором полугодии предприятия немного повысят выпуск, все равно будет зафиксировано снижение объемов выпуска минимум на 8-9%. Также маловероятно, что в 2017 году ситуация улучшится.
До недавнего времени в производстве ДВП в России лидировал Сибирский федеральный округ, но после 2012 года его доля стала стремительно сокращаться. Причина сокращения очевидна: прекращение производства одним из ведущих заводов в Иркутской области. В лидеры вышел Приволжский округ, который до сих пор сохраняет свою позицию, - на его долю приходится около 40% общего объема выпуска ДВП в России. Стремительными темпами наращивает производство ДВП и Северо-Западный ФО, на его долю теперь приходится почти 30%. Доли Уральского и Центрального округов - по 6-8%. В Южном и Дальневосточном округах производителей ДВП пока нет.
Производители ДВП в России
Таблица 2. Объемы выпуска ДВП мокрого способа производства в
России по федеральным округам в 2009-2015 годы и прогноз на
2016 год, тыс. м 2
Ведущим российским производителем мокрых древесноволокнистых плит сейчас является Сухонский ЦБК, на его долю приходится 19% общего выпуска ДВП в 2015 году. На втором месте комбинат «Демьяновские мануфактуры» с 16%, на третьем - Лесосибирский ЛДК № 1 (10%), на четвертом - Уфимский ЛПК, у него 9,6%. По 8-9% приходится на такие заводы, как ООО «Плитпром» (ТД «Пермский ДСК»), ЗАО «Туринский ЦБЗ», ООО «Княжпогостский завод ДВП» (компания «ДревПлитГрупп»), ЗАО «Новоенисейский лесохимический комплекс». У остальных предприятий доли значительно меньше.
Рис. 1. Общая динамика выпуска ДВП мокрого производства в России в
2009-2015 годы и прогноз на 2016 год, тыс. м 2
Рис. 2. Динамика выпуска ДВП мокрого производства по федеральным
округам в 2009-2015 годы и прогноз на 2016 год, тыс. м 2
Таблица 3. Действующие производители ДВП в России и их
краткая характеристика
Рис. 3. Структура распределения выпуска ДВП по отдельным заводам в
2015 году, %
Рис. 4. Сравнительная динамика импорта и экспорта ДВП в 2009-2015 годы
и прогноз на 2016 год, тыс. м 2
Мощности большинства предприятий довольно старые, оборудование используется еще с советских времен. Станки лишь изредка подвергаются локальной модернизации. Поэтому потенциала для преодоления спада и возобновления роста производства ДВП в России пока не заметно. Если вспомнить события, произошедшие в отрасли за последние семь-восемь лет, то можно отметить, что положительных новостей почти не было: только два предприятия вкладывают инвестиции в развитие производства. На Сухонском ЦБК (Вологодская область) в 2012 году пущен третий цех по выпуску ДВП, в связи с чем производственные мощности комбината выросли с 19 до 28 млн м 2 . На Княжпогостском заводе ДВП (г. Емва, Республика Коми) в 2013 году был введен в эксплуатацию второй цех проектной мощностью 980 тыс. м 2 в месяц.
С 2012 года у многих российских заводов начались серьезные трудности. В сложившихся условиях большинство предприятий вынуждены постепенно сокращать объемы выпуска, а некоторым пришлось и вовсе отказаться от производства ДВП. Как правило, среди «отказников» числятся целлюлозно-бумажные комбинаты, на которых выпуск ДВП был непрофильной продукцией: это ПАО «Сокольский ЦБК» («Инвестлеспром»), АО «Архангельский ЦБК» и настоящий гигант отрасли - «Илим Братск ДОК» («Илим Тимбер»), мощности которого позволяли выпускать до 40 млн м 2 ДВП в год.
Но и развивающиеся предприятия регулярно сталкиваются с проблемами. Так, в предбанкротном состоянии находится упомянутое выше ООО «Княжпогостский завод ДВП». Завод продолжает выпускать продукцию, на предприятии работают около 1000 человек, но уже три года длится процедура банкротства. Для развития производства на «Княжпогостском заводе ДВП» необходимо, по сути, 100-процентное обновление производственных мощностей. ООО «Плитный мир» (арендатор завода) готово вложить деньги при условии выкупа предприятия в собственность, но со стороны действующего собственника (группа «ДревПлитГрупп») вопрос о продаже завода не решается. До конца 2016 года «Плитный мир» планирует сменить арендные отношения с заводом на отношения собственника, для чего планирует выкупить предприятие, чтобы иметь возможность полноценно вкладывать инвестиции, но не в производство ДВП, о чем открыто заявляет будущий собственник, а в пуск ряда других проектов в сфере деревообработки.
Еще совсем недавно «Княжпогостский завод ДВП» входил в Woodway Group (инвестиционно-промышленная группа «Вудвэй»), в состав которой также входил ЛПК «Полеко» (Кировская область). Сейчас этот завод называется ООО «Демьяновские мануфактуры» (прежние названия: ООО «Полеко», ЛПК «Полеко» и ОАО «Подосиновский лесопромышленный комбинат»). Бесконечная смена названий, юридических форм и собственников выдает проблемы, в пучину которых перманентно попадает это, без преувеличения, крупное предприятие. Комбинат располагается в пос. Демьяново Подосиновского района Кировской области и является градообразующим, на предприятии работают более 900 человек.
ООО «Демьяновские мануфактуры» - единственное предприятие в России, у продукции которого есть европейский сертификат NFB (Natural Fibre Board), гарантирующий экологичность производимой продукции. Благодаря экологичности демьяновская плита (по привычке все еще нередко именующаяся плита «Полеко») может широко использоваться в производстве мебели, в том числе детской, а также для внутренней отделки помещений. Предприятие было признано банкротом в 2010 году, одной из причин стала высокая зависимость от заемных средств, затем процедура банкротства возобновилось в 2013 году, в результате чего в 2014 году у завода появился новый директор, а также рекордным образом выросло производство. Но в августе 2016 года появилась информация, что предприятие вынуждено распродавать часть имущества, возможно для того, чтобы погасить накопившиеся долги по зарплате: на единой электронной торговой площадке выставлены несколько лотов, касающихся продажи имущества ООО «Демьяновские мануфактуры».
Кроме того, стало известно, что в феврале 2016 года закрылся цех по выпуску ДВП на Нелидовском ДОКе (Тверская область), который в последнее время выпускал не более 1 млн м 2 в год, хотя возможности предприятия позволяли производить гораздо больше. Также сильно сократил выпуск продукции ТПК «Селецкий ДОК» (Брянская область). Не лучшим образом чувствуют себя и многие другие деревообрабатывающие предприятия. Важный факт: за последние десять лет в России ни одного нового завода по выпуску ДВП мокрым способом открыто не было, и это говорит о многом, так как в строительной отрасли, пожалуй, нет ни одного сегмента, настолько забытого инвесторами, особенно если речь идет о деревообработке. В других сегментах рынка древесных плит (фанера, ОСП, ДСП, плиты MDF и HDF) заводы открываются почти ежегодно.
Экспортный потенциал ДВП
Рис. 5. Соотношение внутренних и внешних продаж
российских ДВП в 2009-2015 годы и прогноз на 2016 год, %
Общая ситуация на российском рынке ДВП неутешительная. Столкнувшись с резким падением спроса на внутреннем рынке, производители древесноволокнистых плит обратили внимание на экспорт, объемы которого после 2010 года заметно растут, что особенно заметно при сравнении с импортом ДВП. На российский рынок завозятся ДВП, применяемые в качестве мебельных фасадов, потолочных панелей (готовые и полуготовые изделия), мягкие плиты для устройства звуко- и теплоизоляции (вспомним, что подобные плиты российскими заводами не производятся), а также ДВП, используемые в качестве подложки при укладке напольных покрытий, для изготовления задних стенок картин и других изделий.
В настоящее время доля ДВП, произведенных внутри страны и идущих на экспорт, превышает 30%. Скорее всего, эта доля выше, так как таможенные базы не показывают поставки, осуществляемые в Казахстан и Белоруссию. Но даже без этих данных понятно, что доля экспорта у некоторых заводов приближается к 50%, то есть получается, что уже почти половину продукции заводы выпускают с расчетом на внешние продажи. Причем в числе получателей экспортной продукции не только ближайшие соседи по СНГ, но и западноевропейские страны: российские ДВП пользуются большим успехом на рынках Польши, Германии, Швеции, Финляндии, Эстонии, Венгрии, Литвы, Австрии, Дании, Нидерландов и других стран.
Конкурентная ситуация
Рис. 6. Динамика соотношения рыночных объемов ДВП и плит HDF в 2009-
2015 годы и прогноз на 2016 год, %
Но ДВП рано называть устаревшим материалом. Зарекомендовавшие себя за многие годы эксплуатационные свойства древесноволокнистых плит в сочетании с доступной ценой - залог сохранения спроса. С точки зрения химической опасности плиты ДВП более благополучны, чем, например, ДСП многих отечественных производителей. Правда, у предприятий, производящих ДВП мокрым способом, есть проблемы с загрязнением сточных вод, в связи с чем по-прежнему актуальным остается вопрос о применении в производстве плит (не только ДВП), в составе которых используются связующие, не содержащие фенол, формальдегид или какие-либо другие вредные вещества. Работа по изменению рецептуры массы для производства плит идет на многих передовых заводах, хотя полностью отказаться от синтетических связующих пока не удается.
Однако нельзя отрицать очевидное: ДВП медленно, но верно вытесняются из тех сфер, в которых они обычно применялись, другими древесными материалами. ДВП трудно конкурировать, например, с плитами MDF и HDF. Сейчас стоимость плит HDF толщиной 3 мм у некоторых поставщиков вполне сопоставима со стоимостью листа ДВП толщиной 3,2 мм, что особенно актуально в 2015-2016 годы, когда новые российские производители плит HDF (почти все с иностранным капиталом) агрессивно конкурируют и снижают цены в надежде завоевать рынок экспансивными методами. Таким образом, дешевизна перестает быть ключевым конкурентным преимуществом ДВП.
Некоторые специалисты полагают, что постепенно этот вид плит уйдет в прошлое. Но, скорее всего, это справедливо для тех областей, где используются декорированные плиты, ведь ДВП плохо подходит для покрытия шпоном, кроме того, ДВП - более рыхлый материал по сравнению с плитами MDF и HDF, и не такой гладкий. При шпонировании на ДВП могут образовываться непроклеенные участки и вздутия, а у плит HDF более однородная и плотная структура, они отличаются высокой стабильностью размеров, поэтому их охотно шпонируют (как правило, с двух сторон). Двусторонние шпонированные плиты HDF чаще всего используют для изготовления мебельных фасадов и задних стенок мебели. Плиты HDF являются усовершенствованным видом ДВП и скоро вполне могут полностью вытеснить ДВП из мебельного производства.
Вера НИКОЛЬСКАЯ,
директор по исследованиям агентства ABARUS Market Research
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
Производство ДВП сухим способом
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.
Сушка волокна происходит в пневматических или барабанных сушилках, подобных сушилкам для сушки стружек и производстве древесностружечных плит. Для формирования ковра применяют формирующие машины, принцип работы которых похож на принцип работы машин для формирования древесностружечного ковра. Транспортирование и формирование волокна осуществляется при помощи воздуха, осаждение волокна производится на сетчатой ленте конвейера, под которой создается вакуум для более плотной укладки волокон.
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/см 2 . 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
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
Древесноволокнистая плита (ДВП) - листовой материал, получающийся в результате прессования смеси из древесных волокон и специальных добавок под высокими температурами. Промышленное производство было запущено в 1922 году в США. В настоящее время производство изделий из ДВП широко распространено во многих странах мира. Но, несмотря на это, не каждый сможет ответить на вопрос: «ДВП − что это такое?» Давайте разберемся, что представляет собой этот материал и где его применяют.
Сырье для производства древесноволокнистых плит
Для изготовления ДВП используются отходы деревообработки и лесопиления, щепа, костра растений и пр. Древесное сырье перерабатывается на волокно в дефибраторах путем пропарки и размола.
В качестве связующего вещества в прессуемую массу добавляются синтетические смолы. Их количество зависит от соотношения волокон хвойных и лиственных пород и варьируется, как правило, в диапазоне 4—7%. В случае производства мягких плит связующее может не вводится, поскольку в древесных волокнах содержится лигнин, обладающий склеивающими свойствами при высоких температурах.
Для увеличения влагостойкости в массу вводятся церезин, парафин или канифоль. Кроме этого, при изготовлении плит используются другие специальные добавки, в частности антисептики.
Способы производства плит ДВП
Как правило, древесноволокнистые плиты производятся мокрым и сухим способами.
В процессе изготовления ДВП мокрым способом ковер плиты, состоящей из древесноволокнистой массы, формируется в воде и прессуется под нагревом. После этого полученный лист разрезается на полотна. Значение влажности такого материала находится в пределах от 60 до 70%.
При сухом способе формирование ковра происходит в воздухе при более высоких температурах и низких значениях давления по сравнению с мокрым. Результатом такого производства является получение плит низкого давления, характеризующихся более рыхлой и пористой структурой и относительно невысокой влажностью (от 6 до 8%).
Существуют также промежуточные способы изготовления - мокросухой и полусухой. В первом случае ковер плиты формируется в воде, после чего подвергается сушке и только после этого прессуется. Во втором изготовление ДВП-плит производится по схеме сухого способа, но при этом изменяется влажность материала (от 16 до 18%).
Типы древсноволокнистых плит
Древесноволокнистые плиты в зависимости от свойств и назначения подразделяются на несколько типов. Давайте рассмотрим их характеристики и области применения.
Мягкие плиты ДВП - что это такое?
Материал характеризуется слабой прочностью, высокими показателями пористости и малой теплопроводностью. Толщина плиты может составлять от 8 до 25 мм. Значения плотности материала находятся в пределах от 150 до 350 кг на куб. метр. В зависимости от плотности различают следующие марки мягких ДВП-плит: М-1, М-2, М-3.
Из-за небольшой прочности мягкие плиты не используются в виде основного материала. Наиболее часто они применяются в строительстве как звуко- и теплоизоляционный материал в конструкциях стен, полов, крыш и пр.
Полутвердые ДВП-плиты
У этого типа плит показатели прочности и плотности значительно выше по сравнению с мягкими. Средняя плотность полутвердых листов из ДВП равна не менее 850 кг на куб. метр. Толщина ДВП-листа составляет 6−12 мм. Материал широко используется при производстве таких мебельных конструкций, как выдвижные ящики, задние стенки, полочки и пр.
Твердые варианты ДВП
Показатели плотности твердых плит находятся в диапазоне от 800 до 1000 кг на куб. метр (высокие показатели для ДВП). Размеры толщины ковра составляют в среднем от 2,5 до 6 мм. Из этих листов ДВП производят задние стенки мебели, щитовые двери и ряд других изделий.
Твердые листы ДВП в зависимости от показателей плотности, прочности и типа лицевой стороны делятся на следующие марки:
- Т - плита, лицевая поверхность которой не облагорожена;
- Т-С - имеет лицевой слой, выполненный из тонкодисперсной древесной массы;
- Т-В - имеет необлагороженную лицевую поверхность и характеризуется повышенной водостойкостью;
- Т-СВ − лицевой слой материала выполнен из тонкодисперсной массы, материалу присуща повышенная водостойкость;
- Т-П - лицевой слой плиты подкрашен;
- Т-СП - имеет подкрашенный лицевой слой из тонкодисперсной массы;
- НТ − материал, отличающийся пониженной плотностью.
Сверхтвердые плиты
Этот материал характеризуется высоким качеством исполнения, легкостью обработки и простотой монтажа. Имеет повышенную плотность, значения которой составляют не менее 950 кг на куб. метр. Высокую твердость материал приобретает за счет пропитки пектолом листа ДВП. Что это такое? Пектол является побочным продуктом от переработки талового масла. Сверхтвердые плиты применяются в строительных целях для изготовления дверей, арок, перегородок, для производства различных видов тары из ДВП. На пол используются для изготовления напольных покрытий.
Облагороженные древесноволокнистые плиты (ДВПО)
Отличительными достоинствами облагороженных древесноволокнистых плит являются красивый внешний вид, высокая стойкость к истиранию и влаге. При производстве данного типа плит применяется технология, предусматривающая нанесение на лицевую сторону многослойного покрытия. После тщательной обработки на поверхность наносится создающий фоновую часть грунтовочный слой. Затем печатается рисунок, который имитирует древесную структуру.
Облагороженные плиты используются для изготовления дверей, в качестве материала для отделки потолков и стен и пр. Также из них делают различные внутренние детали мебели (нижние и задние стенки шкафов, ящиков и др.).
Ламинированные древесноволокнистые плиты (ЛДВП)
На сегодняшний день производятся также ДВП ламинированное. Это материал, представляющий собой листы, на которые нанесен специальный состав из синтетических смол. Благодаря такому покрытию ДВП ламинированное отличается повышенной прочностью и влагостойкостью. Это обуславливает широкие возможности его применения в различных целях.
ДВП: размеры листа
Несмотря на небольшую толщину, листы ДВП имеют довольно внушительные размеры. Так, значение длины ковра может составлять от 1,22 до 3 м, а ширины - от 1,22 до 1,7 м. Также выпускается ДВП, размеры листа которого равны 6,1×2,14 м. Это максимальная площадь выпускаемых ДВП. Размеры листа позволяют применять такой материал в промышленных целях.
Заключение
Теперь мы знаем ответ на вопрос: «ДВП − что это такое?» Проинформированность является важным моментом при выборе определенных строительных материалов. Ведь от правильности выбора будут зависеть качество и финансовая стоимость выполненных строительных или облицовочных работ.
