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                中國刨花板生產裝備及工藝技術先進性分析(一)
                發布時間:2015-12-28  瀏覽次數:4894


                 ?。ㄇ把裕┲袊呐倩ò迳a線的裝備技術越來越向國外大型的刨花板生產線看齊,現在新上線的刨花板以連續壓機年產22萬立方米以上規模為主,對刨花板生產線各工段的設備選型及先進工藝技術的應用是一個刨花板生產企業的關鍵所在,根據國外考察及國內籌建多條大型刨花板生產線的經驗,提出以下設備選型觀點及技術先進性分析(所提裝備及工藝技術多在國內刨花板生產線付諸實施,并取得顯著的經濟效益)與同行共同探討,為中國刨花板工業的快速發展盡自己的一份綿薄之力。

                一、刨花制備系統

                1. 削片及木片庫系統

                  以下是刨花板削片及木片庫系統的典型設備配置,該配置適用于南北方所有樹種的枝椏材。

                  生產線的抓機將原木放入拉木機,然后通過鏈式輸送機將原木送入皮帶輸送機,再進入輥子機,木頭經過輥子機時,沙石、泥土殘渣等從輥子輸送機落到廢料皮帶輸送機上送到旁邊堆存,木頭繼續送到皮帶輸送機,然后進入鼓式削片機進行削片處理。皮帶機帶有金屬探測器具有正反轉功能,當遇到原木上有鐵釘等金屬雜質時,金屬探測器會自動報警同時該皮帶輸送機停止運轉,人工控制皮帶反轉取出帶鐵釘雜質后,皮帶機再次正常運行。

                  木片倉儲:削好的木片通過雙螺旋輸送機進入皮帶輸送機送到木片倉頂部,通過兩個犁式卸料器將木片送到布料螺旋,布料螺旋可將木片均勻的存入n個木片倉。需要出料時,木片倉內底部的推拉滑架開始工作,將木片送到螺旋運輸機,然后通過皮帶機送到篩選機進行篩選,篩選后的過大木片進行再碎回收使用,過細的部分剔除做燃料,對于廢單板可進行削片后或直接進入錘刨機單獨一條刨花添加系統,刨出的刨花可作為芯層料使用,另外根據生產線板型(如在生產刨花板薄板時)可適當添加5%10%的機制刨花作為表層料的補充

                2. 刨花制備

                  在近些年刨花板隨著刨花板單線產能不斷提升,與之配套的刨花制備術曾一度困撓國內刨花板產業發展。但是近幾年來,隨著國內大型鼓式削片機(如BX2116型鼓式削片機)、大型環式刨片機的開發成功,可以完全滿足年產20萬~30萬立方米/年刨花板生產線的刨花制備需要。

                  在中國,目前刨花板用原料比較多樣,除了枝椏材、小徑材外,還有木材加工剩余物(如木工刨花、制材板邊、板條等)、膠合板廢單板、廢棄木材等。原料來源的多樣性,使得原料在含水率、刨花形態、木片形態等方面有較大差異。為了適應刨花板制備對更多木質原料的適應性,提高刨花板質量,對刨花制備設備提出了更高要求。如在刨花制備時將篩選出的大小不同的木片進行分別的刨花制備,分別用高速環式刨花機和普通環式刨片機制備表層刨花和芯層刨花,大幅減少使用打磨機制備表層刨花,節約大量電能。而且通過優化刨花形態,還可以降低木材和膠粘劑的用量。例如采用帕爾曼PALLMANN或邁耶MAIER)公司的micro\macro刨花制備技術,能根據所篩選出的木片大小分別給到micro\macro刨片機,分別刨出不同的刨花形態,能夠滿足優質刨花板的生產工藝要求,這個在德國大于年產30萬立方米產能的刨花板生產線是普遍在使用,在國內鴻偉木業及大亞木業也在采用這個技術。

                  影響刨花形態的因素主要有:木片形態,刨片機飛刀伸刀量、刀門間隙、樹種以及木片含水率等,其中刨片機飛刀伸刀量,刀門間隙是影響刨花形態的主要因素,特別是影響刨花的厚度,刨花板最佳厚度是表層 0.5-0.65mm、芯層 1.0-1.10mm,刨花太厚會影響板邊的外觀以及內結合力強度(IB),國內普通刨花板基本上都是使用脲醛膠作為膠合劑,生產E0、超 E0、F****板的脲醛膠摩爾比較低,對內結合力強度的影響很大,要改善這一現狀除了改良膠水配方外,做好刨花形態的控制是非常必要的。還有刨花太厚生產出來的板材邊部看起來會顯得疏松不密實,對客戶的后續加工會造成影響。為了保證能生產出合格的刨花,投資采購自動磨刀機和洗刀機是很有必要的,自動磨刀機可以自動磨飛刀和耐磨板,自動裝刀、調刀,這樣加工的刀伸刀量準確,刀門間隙均勻,設備運行平衡性好,根據大亞刨花板的經驗,刨片刀在使用了一段時間后耐磨板會兩邊磨損嚴重,中間磨損少,從而會造成刀門間隙和伸刀量無法按要求調整的現象,我們手動磨刀機無法磨耐磨板,使得伸刀量和刀門間隙極不理想(伸刀量0-30mm 不等),這也是造成刨片機偶爾打刀的原因之一,內結合力也常常出現波動,尤其是 E0、超 E0、F****板內結合力強度常常處于國標邊緣。因此自動磨刀機,為刨花板生產廠家的產品定位高端提供保障,降低刨片機打刀的可能性。

                二、刨花干燥與分選

                1. 熱能中心的應用

                  大規模的刨花板生產線所有生產用熱選用熱能中心,熱能利用率達95%左右。采用能源中心為整個生產線提供熱能,可以不用煤作燃料,消除了煙塵和二氧化硫的污染,使工廠環保指標可以達標,熱能中心是以生產線的固體廢棄物和砂光粉為燃料,工廠的固體廢棄物、生產廢水(包括制膠洗反應斧的水等)均可混入燃料中燒掉,有效解決工廠固廢物和生產廢水的污染。熱能中心40%的燃料來自社會的廢棄生物垃圾,使廢物充分得到利用。老的刨花板生產線導熱油爐,只能適應燒煤,燒廢料效率低,又沒有除塵系統容易產生火星。

                  現在我國的熱能中心的設計與制造已經很成熟

                2. 刨花干燥

                  刨花的含水率的穩定是保證刨花板連續壓機生產線正常運行的前提。刨花干燥裝備,首先要考慮如何將不同含水率及形態的刨花干燥到比較統一的含水率,這是制備高質量刨花板的前提之一;其次是刨花干燥能耗的降低。

                  通道式干燥機是目前效率比較高、節能效果好的先進刨花干燥技術,多數生產規模較大生產線都采用通道干燥機。通道干燥機是以鍋爐高溫熱煙氣為熱介質,以風機為刨花輸送動力,濕刨花與熱介質直接接觸傳熱干燥,集濕刨花干燥、余熱回收利用、尾氣除塵和排放于一體。目前有三通道刨花干燥系統和單通道刨花干燥系統兩種形式。通道式干燥系統的特點是熱效率高、產能大、節省熱能、可靠性高。通過在煙氣混合室后的多級旋風分離器去除熱煙中粉塵,減少粉塵對板材的污染。迪芬巴赫集團的申克曼皮爾(SPF)公司的單通道干燥機通過干燥筒前“Ω”形預干燥和重物分離裝置,實現不同含水率的原料分別進料,對高含水率刨花進行預干燥。通過干燥設備的獨特設計,可以保證刨花干燥最終含水率在±2%左右。用卸料箱下料替代旋風分離器下料,不僅方便下料,而且投資少、節能。

                  另外申克曼皮爾(SPF)公司設計的煙氣除灰系統,采用的是能源中心出來的高溫煙氣(800度左右)進入6個并聯的大旋風分離器進行除灰,然后再進入干燥機進行煙氣干燥,這樣的設計保證了煙氣的清潔干凈,大大消除了干燥機有火星的可能性,這對生產“純凈”刨花板是一個必須的配置

                  現在我國已有幾家人造板機械制造企業具有設計和制造用于30萬立方米以上規模刨花板生產線的單通道刨花干燥系統的能力,打破了制約大產能刨花板生產線的刨花干燥瓶頸,不再是大產能刨花板生產線的干燥僅能依賴進口設備。

                3. 刨花分選

                在篩選打磨的設備配置中,多數廠家開始在芯層刨花篩選中增加氣流分選機,少數幾個廠家還采用了芯、表層均加氣流分選機的裝備,從而確保刨花中各種雜質(如砂石、金屬、非金屬等)可剔除干凈,可保證所生產的刨花板是真正的“凈板”。

                三、調施膠系統

                1. 調施膠系統

                1高精度的調施膠技術

                  采用在線調施膠技術,表、芯層刨花的施膠分別采用連續式高精度的質量流量計與電磁流量計進行計量,多數廠家配置的設備為6-14組不等,其管道接頭連接技術大大提高,現在這種配置降低了現場跑、冒、滴、漏的可能性,再通過簡易工具和輔助設備將生產檢查中的滴漏膠水、污水接到一起,集中處理,讓現場相對比較整潔干凈。

                2)調施膠工藝

                  采用了合理的調膠工藝是生產優質高產刨花板的關鍵。國內有幾家企業開始采用表、芯分開施膠工藝。

                  通常我們生產刨花板,都是表、芯層膠一致的65%固體含量的膠水,表、芯層分別施膠的優越性在于:1)芯層膠水的固體含量是65%,表層是50%,使用的是兩種不同類型的膠,對板材的物理性能是有好處的。2)可減少芯層施膠量。3)僅表層固體含量減少13%這一項的經濟效益,這部分固體含量當作均來自尿素計算(尿素每噸約 1700 元計),30%表層比例計算每立方米板可以節約 5kg 尿素,年產22 萬立方米可節約人民幣 200 萬元/年。4)生產產品更加靈活,減少熱壓固化時間,提高了產能。

                2. 刨花板用膠粘劑新技術

                1)高濃甲醛脲醛樹脂膠的應用

                  高濃甲醛(濃度4852%)不脫水脲醛樹脂膠的應用,使得刨花板生產線不產生工藝廢水,它還具有性能優越、生產效率高、能耗和成本低等特點。

                  通常的刨花板生產線均采用的是37%濃度的甲醛來生產脲醛樹脂膠,需要有脫水的工藝才能生產出固含為6365%的脲醛樹脂膠,制膠過程產生廢水。

                高濃甲醛脲醛樹脂膠技術特點:

                1)以高濃度甲醛為原料生產刨花板用脲醛樹脂膠不需要進行真空脫水處理,即完全可以滿足刨花板用膠的固含量高的需求,所謂高濃度甲醛是指甲醛含量大于45%的甲醛溶液,最高可生產含量為51-52%甲醛溶液,以滿足生產線要求63-65%脲醛膠固體含量,E1級脲醛膠固體含量可以達到63-64%,E0級脲醛膠固體含量可以達到65%。用高濃度甲醛就可完全擺脫了做刨花板需要真空脫水的環節。市面上采購的36.8-37.2%的甲醛水溶液制刨花板脲醛膠需要真空脫掉15%左右的水分,按年產22萬立方米刨花板的生產規模,每天至少排水量在1520噸,這不僅耗費了動力,而且更為重要的是脫出去的這部分水難于處理,因為這部分水里面含有甲醛、尿素、脲醛膠等等污染環境的化學品,除了再做一套匹配的污水處理設施外,就只能就地排放。配套水處理不僅設備昂貴,而且藥劑成本也是相當高。增加了制板的成本,就地排污是不允許的。因此高濃度甲醛水溶液制備刨花板用脲醛樹脂膠是一個行業發展趨勢。

                2)高濃度甲醛脲醛樹脂膠的成膠率高5%,降低了生產成本;類比可降低甲醛采購成本200300元/噸.

                3)采用相同摩爾比的高濃度甲醛生產的低毒環保脲醛樹脂膠的固化程度好,可提高人造板生產效率10%,從而降低制板的生產成本;

                4)采用相同摩爾比的高濃甲醛生產脲醛樹脂用于刨花板生產,其甲醛釋放量可減少20%,特別適合于E1、E0級各類刨花板的生產,大大提高了刨花板產品質量;

                5)高濃甲醛生產的脲醛樹脂膠的各項技術指標均大幅度提高,用于刨花板生產時,可提高刨花板物理力學性能10%;

                6)膠水的性能明顯改善施膠后對刨花的含水率適應范圍寬,因而壓力曲線調整適應性寬,廢板率明顯降低。

                7)高濃度甲醛和脲醛樹脂膠一體化生產,可以減少外購甲醛的費用(每噸300-500元左右),增加企業利潤。

                2氰酸酯膠黏劑(MDI

                  在刨花板生產成本中占成本最大的是木質原料和膠黏劑,降低木質原料成本的方法主要是擴大原材料利用范圍,降低原材料要求,而原材料要求降低了產品的品質就很難獲得保障,這是一個矛盾,如何解決這個矛盾一般會從熱壓工藝和膠黏劑這兩方面入手,現在國內幾個工廠正在使用芯層脲醛膠和異氰酸酯膠黏劑混合使用的生產工藝,異氰酸酯膠黏劑在刨花板應用中對于提高成品板的強度、防水性能、降低游離甲醛(本身無醛)和提高產能上有很好的效果,對于原材料質量相對較差造成的質量問題能形成互補。對比使用脲醛樹脂膠與芯層使用MDI膠的成本,MDI膠的成本略高每立方米在100元左右,但生產超低游離甲醛含量的板其速度可不降,對比如果同等生產該品種的板而使用脲醛樹脂膠需降速30%以上來進行生產。而且調膠無需用尿素,甲醛釋放量均可達到F****標準,對比可以看出只要科學使用,單耗未增加很多,綜合成本甚至還有優勢,質量保證上是有絕對的優勢的,尤其是在成品板的強度和甲醛釋放量這兩個指標上,這兩個指標解決了對我們擴大利用木質原料范圍并保證產品品質上是很有利的,木質原料利用范圍擴大了無疑是一種成本的降低。在某些工廠小試結果成本增加是有限的,但增加產能15%左右還是可做到的,這個經濟效益是很可觀的。另外在刨花板生產中芯、表層均添加MDI膠的無醛板,還要克服許多的技術瓶頸,在國內外科研單位、膠粘劑公司及少數幾家刨花板工廠正在研發。(張輝)




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