毕业论文中密度纤维板生产技术分析.doc
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1、黑龙江黑龙江林业职业技术学院毕业论文课程设计黑龙江林业职业技术学院毕业论文论文题目:中密度纤维板生产技术分析学 生: 曾 静 指导教师: 王 巍 专业班级:木材加工技术10 1 2012年7月目 录1 纤维板概论 .3 1.1 纤维板的发展及趋势 .3 1.2 纤维板物理性能 .4 1.4纤维板的力学性能.8 1.5纤维板的其他性能 .91.6纤维板生产工艺过程 .102 纤维制造 .11 2.1 原料准备 .11 2.2 木片制造 .12 2.3 纤维分离 .163 纤维处理 .18 3.1 施胶 .18 3.2 纤维干燥 .21 3.3 纤维分选 .224 铺装与热压 .23 4.1 板坯
2、铺装 .23 4.2 板坯预压及输送 .26 4.3 热压 .27 4.4 连续式热压工艺 .285 后期处理 .30 5.1 冷却和调质(湿)处理 .30 5.2 裁边 .32 5.3 砂光 .32 5.4 分等检验 .32总结 .35参考文献 .36中密度纤维板生产技术分析摘要: 中密度纤维板是以小径级原木、采伐、加工剩余物以及非木质的植物纤维板原料,经切片、蒸煮、纤维分离、干燥后施加脲醛树脂或其他适用的胶粘剂,再经热压后制成的一种人造板材。其密度一般在500880公斤/立方米范围,厚度一般为230毫米。在市场需求的推动下,科技进步使纤维板的产品性能和制造得到更高水平的发展。高设备的加工使
3、得纤维板生产加快了步伐。高新技术的应用广泛,生产规模向大型化发展。品种结构不断变化,木材原料资源扩大。当今世界经济正以势不可挡的趋势朝着全球市场一体化、企业生存数位化、商业竞争国际化的方向发展,高性能产品的生产,有了新的竞争地位。关键词:纤维板,生产工艺,处理1 .中密度纤维板概述1.1 中密度纤维的发展及趋势中密度纤维板是以木材或其他纤维植物为原料,加工成纤维,施加或不加胶黏剂,经过成型、热压(或干燥)所制成的一种人造板。 1.1.1 纤维板的发展状况 纤维板生产起源于纸浆造纸,而正规的纤维板工业起源于美国。1926年,在美国密西西比洲的劳雷尔建成了世界上第一座高质量硬质纤维板厂。1929年
4、,瑞典开始生产硬质纤维板。1931年发明了连续式木片热磨机,促进了湿法硬质纤维板的发展,并使其成为纤维板的主要生产方法。 1952年美国开始了干法纤维板的生产,其产品为两面光硬质纤维板。1959年捷克斯洛伐克建成了半干法生产纤维板的小规模试验工厂。进入20世纪60年代,以干法生产工艺为基础出现了中密度纤维板新产品,1964年美国建成世界上第一条中密度纤维板生产线。 我国的纤维板工业起步较晚,解放前,除我国的台湾省曾有用甘蔗渣生产软质纤维板的先例外,其它纤维板生产尚属空白。纤维板生产开始于1958年,一开始利用土法设备制纤维板,后来逐渐进行技术改造,并自制和引进设备,陆续建立了一大批工厂。半个世
5、纪以来,我国的纤维板工业已发展成为门类齐全、规模庞大的工业体系。近十几年来,我国的纤维板发展迅速,2004年的纤维板产量比2003年增加了38.3%,2005年的纤维板产量比2004年增加了32.1%。我国已成为世界中密度生产第一大国,截止到2004年底,我国已建成和在建中、高密度纤维板生产线达500余条,生产能力超过2000万m3。 我国已成为包括刨花板和纤维板在内的世界人造板生产第一大国,但还不是人造板生产强国。从整体情况来看,与发达国家还存在较大差距,主要表现在以下几个方面:第一,平均生产规模较小。第二,平均生产效率较低。第三,生产技术与装备水平整体上较落后。 第四,产品规格品种比较单一
6、。 第五,产品合格率较低。 第六,产品应用领域窄。 总之,我国的人造板工业还有许多亟待解决的问题,扩大生产规模,提升设备档次和技术水平,提高生产效率、产品质量和管理水平,乃是摆在本行业面前的一系列重要任务。1.1.2纤维板的性能纤维板的物理性能是表征板子质量好坏的重要指标。包括颜色、外观质量、密度、含水率、吸水性、吸湿性、膨胀性、吸音性、隔音性及甲醛释放量等。 板面颜色取决于树种、胶黏剂类型、树皮含量及热压工艺等因素。对于经过饰面处理的纤维板,该项性能已不显得那么重要。从外观衡量,纤维板应该是板面光滑平整,翘曲度小,四边平直,厚度均匀,无开裂、压痕、鼓泡等缺陷。 纤维板的密度一般是指平均密度,
7、我们直接测到的是一块试件的密度,它是指所测试件的质量与体积之比。影响纤维板密度的因素是多方面的,但主要因素有:木材材种、施胶量和热压压力。 材质较软的木材可塑性大,热压时能使被胶接物之间接触更紧密,形成的胶合力较好。软材具有良好的压缩性,在热压过程中可以压的更实一些。因此,在同样热压条件下,用针叶材制成的板比用阔叶材制成的板更加密实。 胶黏剂的密度大于木材,且随着施胶量的增加,使被胶接物之间的结合点增加,板子中的孔隙减少,同时,因施胶量增加而提高了板坯的含水率,木材的塑性增加,容易压实。因此,随着施胶量的增加,会使密度变大。 热压压力也会影响到人造板的密度,压力越大,被胶接物之间接触的越紧密,
8、形成的板子密度也越大。 纤维板的含水率系国家标准必测项目;纤维板对水的性质,系指它的吸水性、吸湿性及吸水、吸湿后的膨胀变形情况。纤维板的力学性能是指纤维板抵抗外力的能力。包括静曲强度、弹性模量、结合强度、抗冲击强度、硬度、握钉力与握螺钉力等。静曲强度是纤维板的必测项目。纤维板的静曲强度是指:在静弯曲载荷作用下,板子抵抗破坏的能力. 在使用过程中,大多数情况下纤维板将承受静载荷作用,不管作水平部件使用,还是作垂直部件使用,只要承受载荷,就会产生弯曲应力,为此,要求纤维板必须具有足够的抗弯能力。可见,静曲强度是一个很重要的力学性能指标。 纤维板的静曲强度不仅与密度、碎料形态和施胶量有关,而且与板的
9、含水率、结构和加压方式等因素有关。纤维板的密度越大,板内原料接触愈紧密,抵抗破坏的能力越强,它的静曲强度也愈高。优质的纤维比较完整,纤维之间的交织性能越好。随着施胶量的增加,板内原料间的胶结点增加,将使纤维板的静曲强度提高。板子的含水率对静曲强度也有影响,如软质纤维板的含水率每增加1%,静曲强度下降4%10%。 纤维板的结构对板子强度的影响也很大,三层结构或渐变结构板具有含胶量大且结构密实的表层,而在静弯曲载荷的作用下,材料的表层恰恰是最大弯曲应力区,故三层板和渐变结构板的强度高于单层板。对纤维板进行贴面装饰后,将提高它的静曲强度,其强度增值幅度与贴面材料和胶贴质量有关。 加压方式对纤维板的强
10、度也有影响,如平压法比挤压法的静曲强度要高的多。纤维板的静曲强度还与板厚度有关,厚度越大,板的静曲强度越低。 弹性模量是纤维板的测定项目。弹性模量是指在比例极限内应力与应变之间的关系,是表征纤维板刚性的性能指标。测定弹性模量的装置基本同于静曲强度,只是在压力作用面的另一侧安装一百分表,用以测定纤维板的挠度。 纤维板的弹性模量与静曲强度几乎成正比例关系,因此,影响纤维板静曲强度的因素同样会影响它的弹性模量。 内结合强度是中密度纤维板的必测项目。内结合强度是指,纤维板承受垂直于其表面的拉力作用时,板子内部抵抗破坏的能力。是衡量板内原料之间胶结强度的一顶重要质量指标。 纤维板的内结合强度主要取决于板
11、子的密度、施胶量和板材的厚度等。板材的密度增加,尤其是芯层密度的增加,将使纤维板的内结合强度成正比例的增加。施胶量愈大,纤维板被胶黏剂覆盖的面积愈大,纤维之间的胶结能力则愈强,因此,随着施胶量的增加,板子的内结合强度将显著增加。随着纤维板厚度的增加,它的内结合强度将会下降。纤维形态等因素对板的内结合强度也有影响。1.1.3用途 (1)、家具制造 纤维板可用于制造各种桌、柜、橱、床等家具,国内外生产的纤维板多用于家具制造。目前我国用于家具制造业的各种纤维板,占纤维板78.2%。 (2)、建筑材料 在建筑方面,纤维板可作地板、墙板、吊顶板、楼梯板及室内其它装修材料。定向纤维板在建筑方面还可以作水泥
12、模板,水泥纤维板、石膏纤维板、粉煤灰纤维板在建筑上还可以做建筑构件等。建筑业是纤维板的第二大市场,有的国家用量可达一半以上。 (3)、车辆、船舶的内部装饰 作为汽车、火车、轮船的内部装修材料,是纤维板的又一应用市场。尤其是经过表面装饰处理的纤维板,在车辆、船舶的内部装修方面,应用更为广泛。 (4)、其它方面 在其它方面纤维板的用途也很广。如工业上:制各种操纵台、控制柜等。电子和轻工业:制电视机壳、喇叭箱、仪表盒等。运输业:制各种包装箱等。1.2纤维板的生产工艺过程2 纤维制造2.1 原料准备原料准备,系指在制造木片以前,根据原料状况、生产设备和工艺要求,对木材进行水热处理、剥皮及截断等准备工作
13、。2.1.1 木材的水热处理 木材水热处理的目的是:软化木材,增加木材的含水率,便于切削加工,提高合格木片的获得率。经过水热处理的木材,还易于剥皮。木材含水率对木片质量及获得率影响很大,含水率太低(如低于35%)和太高都会影响纤维质量。由此可见,木材含水率以35%50%为宜。木材的水热处理可在水泥砌的池子里进行。一般浸泡水温以4060为宜。 2.1.2木材剥皮 (1)木材剥皮的目的木材剥皮的主要目的:提高板子的质量增加板面的美观性延长切削刀具的使用寿命。 (2)木材剥皮方法及设备剥皮及剥皮设备:剥皮操作时,尽量不要损伤木质部,否则影响出材率要把树皮全部剥掉。对木段剥皮设备的要求:使用的设备应该
14、效率高,动力消耗小结构简单,不受木段的树种、直径、长度、外形等影响,还要节省人力。木段剥皮分人工剥皮和机械剥皮。机械剥皮机按其工作原理可分为刀具切削型、摩擦型和冲击型三种。2.1.3 木材截断和劈料根据生产工艺和设备性能的要求,把较长的木段截成一定长度,把直径过大、过宽的木料劈开。原木截断可以用圆锯、带锯等。劈料可以用劈裂机劈开,也可用带锯冲开。量少时可以用手工斧劈开。2.2 木片制造 木片制造就是对原料进行初步加工,使之变成有一定规格和含水率的木片。 2.2.1 对木片的要求 (1)木片的规格尺寸 制成的木片应符合规格,且大小均一。木片规格应在长1535mm、宽1525mm、厚35mm范围内
15、。 (2)木片的切口质量 木片的切口要平整光滑,木片的切口应由刀片切断,而不是打断或撕裂。具有平滑切口的木片,不仅能减少被损伤纤维的数量,而且对分离成高质量的纤维都是很有利的。(3)木片的含水率 木片的含水率以35%50%为宜。 在纤维板生产中,木片的含水率对纤维分离的质量影响很大。 (4)木片的洁净性 木片应保持一定的洁净性,不得混入金属物和其它杂质,以保持纤维洁净,避免损伤后续加工机械和刀具。2.2.2 木片制造 采用不同的原料和生产设备,木片生产的工艺过程是不同的,下面是两种较典型的木片生产工艺流程 。2.2.3木片分选 木片分选,包括磁选、筛选、水洗和风洗。 (1)木片磁选 为了保证纤
16、维分离设备的正常工作,利用磁铁装置,消除混在木片中的金属物,称之为磁选。目前,常用的磁选器有鼓式和轮式两种(2)木片筛选 木片筛选是为了除去碎屑 ,并将过大木片分离出,以便再碎。 鼓式削片机本身带有筛板,具有筛选作用。但在实际生产中筛板不能完全起到这个作用,往往会混进一些与工艺要求相差甚远的粗大木片,应通过筛选分离出。盘式削片机的机床本身没有筛板,则必须进行筛选。(3)木片水洗木片水洗工艺多用于纤维板生产过程中。木片水洗工艺有许多优点,高效完善的水洗设备可以代替筛选、磁选以及浸泡等工序。水洗工艺不仅能简化工艺和设备,而且效果很好。2.2.4 木片再碎和贮存 (1)木片再碎 木片分选后,分离出一
17、部分过大木片,其木材质量是较好的,只是尺寸过大。若弃之不用,会浪费木材资源,且使木材利用率降低。因此,要对这部分过大木片进行再碎加工,并予以利用,以加工出高质量的纤维(2)木片运输 在中密度纤维板生产过程中,木片运输(纤维运输)工作量非常大,运输设备的种类繁多。现介绍几种常用的运输装置: 气力输送装置可用于木片、纤维的运输,干、湿料均可。它的主要优点是:设备简单、结构紧凑、占地面积小,不受场地限制,能充分利用空间,可灵活布置,适合于室内外各种运输场合。但运输成本较高,且应密封好,否则,易造成空气污染。 (3)木片贮存为保证木片的连续供应(有些情况下调湿需要),木片应有12天的贮存量。木片贮存在
18、削片与纤维分离两个工序间还能起到连接和缓冲2.3 纤维分离纤维分离是中密度纤维板生产中的一道重要工序。纤维分离,又称制浆、解纤,是指将植物纤维原料分离成细小纤维的工艺过程。 纤维分离的目的就是:通过一定方法将纤维分离,以增加其比表面积,为增强纤维板中纤维之间的结合力创造良好的条件。同时也有利于防水剂及添加剂分布均匀。纤维分离的要求是:在纤维分离过程中,既要将纤维分离地细一些,分离成单体纤维最好,以提高纤维间的结合力,又要尽可能使纤维少受损伤,保持完整的纤维形态,以保持纤维的强度。 原料软化其目的在于使纤维原料的胞间层物质软化或部分溶化,从而使纤维间的结合力受到削弱,使整个纤维原料变得膨润松软,
19、提高纤维原料的塑性,为纤维分离创造条件,降低纤维分离时的动力消耗,缩短分离时间,减少纤维在分离时的操作难度,提高纤维的质量。加压蒸煮可分为蒸汽蒸煮和水蒸煮两种。前者蒸煮器内水量为绝干木片质量的11.5倍,后者蒸煮器内水量为木片绝干质量的3倍以上。加压蒸煮的工艺条件主要是温度和时间。蒸煮温度高低和时间长短直接影响浆料质量、纤维得率和纤维分离时的动力消耗。在一定范围内,温度越高,木片塑性越好。分离的纤维质量越高,产品强度越大。选择蒸煮工艺条件时,应根据生产条件,对树种、纤维质量、纤维得率、电耗、纤维板质量及废水处理等因素加以综合分析。热磨法制浆时,预热温度应在165180左右,预热时间应使木片温度
20、升至木质素软化点所需要的时间。 但目前多数纤维板厂的预热时间只有1min左右。这样短的时间热量很难传到木片内部,木片软化不充分,影响纤维分离质量和产量。 目前,新型热磨机都趋向于降低预热温度到160以下,使预热时间延长到57min,在低温度下使木片充分预热,分离的纤维质量更好。原料经软化处理后,即可进行纤维分离。热磨法纤维分离(制浆)是对木片加热和研磨同时进行的方法。这种方法纤维损伤很少,动力消耗低,纤维分离效果较好。热磨法纤维分离工艺较复杂,只有适当的选择工艺参数,才能生产出优质的纤维。木片质量 要求木片大小整齐,应除去砂石和金属等杂质,木片的含水率应为35%50。木片含水率太低,软化处理效
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