Технология производства древесностружечных плит

Министерство образования  и науки Р.Ф.

Северо – Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова

Инженерно – технический факультет

Кафедра Технологии деревообработки  и деревянных конструкций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетно – пояснительная записка

к курсовому проекту

По дисциплине: «Технология и оборудование древесных плит и пластиков»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: ст. гр. ТДО – 09

Слепцов Л.В

Проверил:  Горохова Н.Е

 

 

 

 

 

Якутск – 2013 г

 

 

Содержание

Введение

1. Определение годовой программы
2. Определение расхода сырья и материалов
3. Часовой расход абсолютно сухого материала при данной влажности на каждой технологической операции
4. Хранение и транспортировка измельченной древесины на участках обработки
5. Сушка стружки
6. Сортировка стружки
7. Смешивание стружки со связующим
8. Формирование стружечных пакетов
9. Холодная подпрессовка пакетов
10. Форматная обрезка плит
11. Шлифование и сортировка плит
12. Расчет склада для хранения готовых плит
13. Технико-экономический расчет
14. Сводная таблица оборудования цеха с годовой программой
15. Использованная литература

 

 

Введение

Общие сведения  о  древесностружечных плитах

Классификация  и виды

Древесностружечные плиты  изготовляют из древесины (иногда недревесных частиц) различными методами и для различных целей (потребителей). Этим объясняется большое разнообразие плит. Чаще всего их классифицируют по следующим основным признакам.

По способу прессования: плиты плоского и экструзионного прессования. В плитах плоского прессования древесные частицы расположены параллельно плоскости. Такие плиты имеют одинаковую прочность во всех направлениях плоскости. В плитах экструзионного прессования (полученных методом выдавливания) древесные частицы расположены перпендикулярно плоскости. Эти плиты имеют очень низкую прочность при изгибе вдоль плоскости и несколько более высокую поперек плиты. Поэтому для увеличения прочности при изгибе такие плиты подлежат обязательной облицовке с обеих сторон лущеным шпоном.

По конструкции: однослойные, трехслойные, пятислойные и многослойные.

Однослойные плиты имеют  одинаковые размеры древесных частиц и одинаковое количество связующего по всей толщине. Они могут быть сплошными и с внутренними каналами вдоль плиты   (многопустотные древесностружечные).

В трехслойных плитах оба  наружных слоя изготовляют из более  тонких (или мельчайших) древесных  частиц и с большим количеством связующего по сравнению с внутренним слоем.

Пятислойная плита состоит  из одного внутреннего и двух одинаковых симметрично расположенных промежуточных  и наружных слоев, отличающихся друг от друга размерами древесных частиц и содержанием связующего. В наружных слоях используют мельчайшие древесные частицы и пыль, в промежуточных—мелкие древесные частицы небольших размеров и во внутреннем—древесные частицы с наибольшими допускаемыми размерами, т.е. наиболее грубую стружку.

В многослойных плитах размер древесных частиц постепенно возрастает от поверхности к середине, а содержание связующего соответственно уменьшается. Однако в отличие от трехслойных или пятислойных, в которых имеется ярко выраженная граница между слоями, в многослойных плитах такой границы нет.

По плотности: плиты малой  плотности (до 500 кг/м), средней плотности (500—650 кг/м3), высокой плотности (650—850 кг/м3).

Большинство плит изготовляют  плотностью 650—750 кг/м3.

По виду древесных частиц для формирования наружных слоев: плиты  с наружными слоям и из специальной тонкой резаной стружки и плиты с мелкоструктурной поверхностью. Первые имеют более высокую прочность на статический изгиб и низкий класс (5—6-й) шероховатости. Такие плиты применяют без облицовки или облицовывают шпоном, например в мебельном производстве. Во-вторых для формирования наружных слоев используют мельчайшие древесные частицы и пыль. Такие плиты характеризуются более низкой прочностью на статический изгиб (примерно на 10—20%), но зато высоким качеством поверхности (шероховатость не ниже 7-го класса); они пригодны для облицовки современными прогрессивными полимерными материалами.

По гидрофобности (водоустойчивости): плиты повышенной и средней (обычной) водостойкости. Плиты повышенной водостойкости изготовляют с применением фенолформальдегидных или меламиноформальдегидных смол, а также мочевиноформальдегидных смол с добавлением гидрофобных веществ. Плиты средней (обычной) водостойкости изготовляют с применением мочевиноформальдегидных смол. Прочность таких плит снижается в 3—4 раза под действием холодной воды, а под действием горячей (60°С и выше) прочность плит резко снижается, а затем они разрушаются. В связи со значительными технологическими преимуществами мочевиноформальде-гидных смол и их широким распространением абсолютное большинство плит изготовляют на их основе.

По виду обработки поверхности: шлифованные и нешлифованные.

По виду отделки поверхности: необлицованные и облицованные. Плиты облицовывают шпоном, декоративным бумажно-слоистым пластиком, бумажно-смоляной пленкой на основе термореактивных и термопластичных смол, укрывистыми лакокрасочными материалами (имитационная печать), иногда металлом   и др.

В соответствии с ГОСТ 10632—77 древесностружечные плиты изготовляют  трех марок: П-1, П-2 и П-3. Плиты П-1 и  П-3 изготовляют одной группы, П-2 — двух групп А и Б.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технология производства ДСтП

 

Древесностружечные плиты  за последние 10—15 лет стали, очевидно, одним из самых известных и  распространенных древесных материалов. Они являются основным конструкционным  материалом в производстве мебели, а в последнее время получают все большее признание и в  строительстве, в частности в  производстве малоэтажных домов.

Сырье для древесностружечных плит — различного вида отходы лесопиления, лесозаготовок, деревообработки (горбыли, рейки, откомлевки, сучья, срезки, стружка, опилки), а также низкокачественные круглые лесоматериалы. Становится понятным значимость этого производства: из отходов и низкокачественной древесины получается материал, из которого изготовляют высококачественные, долговечные изделия.

Все кусковые отходы измельчаются в щепу на рубительных машинах. Из щепы, а также из стружки, отходов и опилок на специальных роторных станках приготовляется стружка. Из круглых лесоматериалов стружка изготовляется или непосредственно из бревна на станках с ножевым валом, или по схеме щепа — стружка, когда сначала изготовляется щепа, а затем из щепы стружка. Перед подачей бревен на струженный станок их разрезают на мерные заготовки (обычно длиной 1 м).

Стружка должна иметь определенные, наперед заданные размеры (толщина 0,2—0,5 мм, ширина 1 — 10 мм, длина 5—40 мм). В наружные слои плиты направляется стружка наименьших размеров. Кроме  соблюдения размеров необходимо также  следить, чтобы стружка была плоской, равномерной толщины, с ровной поверхностью. Стружка для наружных слоев после  стружечных станков проходит дополнительное измельчение на дробилках (здесь  уменьшается ширина) или в мельницах, где изменяется толщина. Последняя  операция имеет особое значение для  плит, которые отделываются методом  ламинирования, так как в этом случае предъявляются высокие требования к качеству их поверхности. 

Изготовленная сырая стружка  хранится в бункерах, куда подается системой пневмотранспорта или механическими  транспортерами. Из бункеров сырая  стружка подается в сушилки. Сушить стружку необходимо до влажности 4—6%, а для внутреннего слоя — до 2—4%. Поэтому стружку разных слоев  сушат в отдельных сушилках. В  производстве древесностружечных плит используются, как правило, конвективные сушилки, в большинстве случаев  барабанного типа. В топке сушилки сжигается газ или мазут, температура в ней 900— 1000° С. На входе в барабан Температура сушильного агента достигает 450—550° С, на выходе она от 90 до 120° С. Барабан имеет диаметр 2,2 м и длину 10 м, устанавливается он с наклоном в 2—3° в сторону входа сырой стружки.

После сушки стружка сортируется  или на механических (ситовых) агрегатах, или пневматически. На этих машинах  происходит разделение стружки на фракции  для наружных и внутренних слоев.  На этом заканчивается изготовление стружки. Автор должен заметить, что эта часть технологического процесса во многом предопределяет успешное выполнение последующих операций, производительность процесса и особенно качество плит. Поэтому приготовлению стружки (работе оборудования на этом участке, квалификации операторов) уделяется большое внимание.

Стружка смешивается со связующим в специальных агрегатах, Называемых смесителями. Операция эта сложная, поскольку технология производства требует покрытия связующим каждой стружки. Неосмоленные стружки не склеиваются, а излишняя смола на стружке приводит к перерасходу связующего и плохому качеству плит. Связующее в смеситель подается в виде растворов. Их концентрация в потоке наружного слоя 53— 55%, внутреннего слоя несколько больше (60—61%). В настоящее время наиболее распространены смесители, в которых распыленное связующее (размеры частиц 30—100 мкм) факелом направляется на поток взвешенных в воздухе стружек. Эти два потока перемешиваются, связующее осаждается на поверхности стружек. Смесители, как правило, нуждаются в тонком регулировании, при котором соблюдаются строгие количественные соотношения между стружкой, смолой и отвердителем. После осмоления стружка ленточными или скребковыми транспортерами направляется в формирующие машины.

Формирующие машины принимают  осмоленную стружку и высыпают ее ровным слоем (ковром) на проходящие под  ними поддоны или ленточные транспортеры. Стружечный ковер — это непрерывная  лента определенной ширины и толщины. Он разделяется на пакеты, из которых  и образуются в последующем при  горячем прессовании плиты. Естественно, что равномерность насыпки ковра  прямым образом влияет на качество плит (равноплотность, равнотолщинность). Кроме того, формирующие машины должны насыпать во внешние слои мелкие стружки.

Конвейер перемещает пакеты, которые после прохождения пресса для подпрессовки становятся плотными, обладающими транспортной прочностью брикетами. В настоящее время в промышленности древесностружечных плит известно два принципиально  различных типа главных конвейеров. Они различаются тем, что в одном случае пакеты (а затем брикеты) перемещаются на металлических поддонах, в другом типе главного конвейера — на ленточных транспортерах, когда прессование бесподдонное. Каждая схема главного конвейера имеет преимущества и недостатки. Поддонный способ более простой и надежный, но плиты получаются с большей разнотолщинностью, расход тепловой энергии больше. Бесподдонный способ обеспечивает некоторую экономию энергии, повышенное качество плит. Конструкции главных конвейеров достаточно подробно описаны в специальной литературе, и при необходимости читатель может с -ее помощью более детально изучить эту основную технологическую линию заводов древесностружечных плит.

Автор уже упоминал, что  в состав главного конвейера входит пресс для подпрессовки. Подпрессовка необходима для уменьшения толщины пакета и повышения его транспортабельности. Толщина пакета уменьшается в 2,5—4 раза (больше при бесподдонном прессовании). Давление при этом составляет 1—1,5 МПа при прессовании на поддонах и 3—4 МПа при бесподдонном прессовании. Подпрессовка производится обычно в одноэтажных прессах, иногда это бывает подвижный пресс, чаще — стационарный.

После подпрессовки брикеты на поддонах поступают в многоэтажный гидравлический пресс для горячего прессования. При бесподдонном прессовании брикеты выкладываются лентой непосредственно на горячие плиты пресса; При прессовании на брикет воздействуют тепло и давление. Читателю, очевидно, понятно, что продолжительность горячего прессования предопределяет продолжительность цикла работы пресса и тем самым производительность всего завода. Поэтому уделяется большое внимание уменьшению цикла прессования. Стоимость пресса для горячего прессования, как и в производстве древесноволокнистых плит, составляет 20— 25% стоимости всего оборудования завода, и поэтому проблема его лучшего использования — постоянная забота работников заводов, а профессия оператора пресса — самая почитаемая.

Прессование производится при 180°С и удельном давлении 2,5—3,5 МПа.  Продолжительность  прессования 0,3—0,35 мин на 1 мм толщины плиты. Современные прессы имеют размеры горячих плит, достигающие 6x3 м, до 22 рабочих промежутков (одновременно прессуются 22 древесностружечные плиты). Высота пресса достигает 8 м.

Сокращение цикла прессования (увеличение производительности пресса) достигается за счет повышения температуры  прессования, применения смол с меньшей  продолжительностью отверждения, увеличения количества рабочих промежутков. Эти  мероприятия реализованы на большинстве  заводов, что позволило поднять  производительность прессов с 35 до 80—85 тыс. м3 плит в год.

Готовые плиты пресса выгружаются  на приемную (разгрузочную) этажерку, а  с нее на линию, где они обрезаются с четырех сторон (линию форматной  обрезки). В состав этой линии часто  входит агрегат для охлаждения плит. Затем они укладываются в стопы, где выдерживаются не менее 5 суток. Далее плиты шлифуются на оборудований и инструментом, которые были описаны выше. В соответствии с требованиями стандарта плиты сортируются, а затем или раскраиваются на заготовки для мебельных щитов, или отправляются потребителям полноформатными.

Необходимо отметить, что  производство древесностружечных плит непрерывно совершенствуется: появляются новые виды плит, принципиально новые  машины, более эффективные связующие. Представляют, в частности, интерес  плиты из стружки, размеры которых  по длине и ширине составляют десятки  миллиметров; стружка располагается  в плоскости плиты. Это обеспечивает высокую прочность плит на   статический изгиб, что важно при их применении в строительстве. Такие плиты (из ориентированной крупноформатной стружки) с успехом заменяют фанеру, которая становится все более дефицитной.