|
|
До начала интенсивного развития
производств, связанных с переработкой отходов как вторичного сырья, все
фанерные и спичечные предприятия ориентировались в этом вопросе главным
образом на использование образующихся отходов в качестве топлива. Поскольку к
такому виду древесного топлива каких-либо особых требований, с точки зрения
размеров и качества, не предъявлялось, переработка отходов в топливную
дробленку осуществлялась, как правило, с помощью простейших схем. Учитывая,
что в дробленку и в настоящее время продолжает перерабатываться более
половины всех кусковых отходов, образующихся в отрасли, наиболее характерные
схемы такой переработки приводятся на 24.
Из 24 видно, что процесс переработки кусковых отходов в
дробленку состоит из следующих операций: отбора отходов с помощью простейших
средств (наклонных скатов, лотков и т.п.) в местах образования (лущильные и
фанерострогальные станки, ножницы, обрезные станки и т.д.); транспортировки и
подачи отходов в дробилку; измельчения отходов, сбора и транспортировки
полученной дробленки в накопительный бункер или на склад древесного топлива.
Первая, наиболее простая схема характерна для небольших, в основном спичечных
предприятий, когда отдельные кусковые отходы (обрезки шпона от ножниц,
обрезки лент шпона от делительных шпонопочиночных станков и др.),
образующиеся периодически или в очень малом объеме, сначала собираются в
специальные сборники или контейнеры, а затем по мере накопления подвозятся и
загружаются на транспортер для основной массы кусковых отходов -
шпона-рванины. характерная для фанерных предприятий малой и средней мощности,
отличается тем, что с транспортером и дробилкой для основного вида отходов с
помощью транспортных средств связаны и другие источники их образования
(ножницы, обрезные станки и т.п.), а отдельные из этих источников, например
станки для обрезки фанеры по формату, имеют индивидуальную дробилку,
измельченные отходы от которой поступают затем в общий бункер или на склад.
Эта схема сложнее первой, но требует значительно меньших трудозатрат на
переработку, причем для отходов, например, в виде обрезков шпона позволяет
применить оборудование, которое больше соответствует размерно-качественным
особенностям измельчаемого материала и требуемой производительности.
Основным технологическим оборудованием, предназначенным
для измельчения в дробленку самого массового вида кусковых отходов фанерного
и спичечного производства - шпона-рвамины и обрезков сырого и сухого лупимого
и строганого шпона по схемам, приведенным на 24, являются отечественная
ножевая дробилка ДШ-З и аналогичные ей модели Варкаус-60 и Варкаус-85
(Финляндия), а для измельчения обрезков фанеры - как указанные, так и модели
ДР-5, МРБ-1 и др. Схема устройства этих машин показана на 25, а, техническая
характеристика дана в табл. 23.
Из 25, а и табл. 23 видно, что ножевые дробилки моделей
ДШ-З и фирмы "Варкаус" состоят из корпуса, к которому крепится
патрон с загрузочной воронкой, и ножевого барабана с расположенными в его пазах
ножами, приводимого в движение от электродвигателя через клиноременную
передачу. Корпус дробилок представляет собой массивную чугунную отливку с
двумя расточками под роликоподшипники вала барабана
и расположенным внизу проемом для выброса дробленки. В месте
присоединения патрона к корпусу дробилки укреплен контрнож, положение
которого в направлении к центру ножевого барабана регулируется специальным
винтом. Характерной для дробилок особенностью является исполнение ножевого
барабана из двух частей, имеющих форму усеченных конусов, обращенных меньшими
основаниями друг к другу и соединенных между собой специальными болтами. При
этом ножи, установленные на каждой конусной поверхности, расположены так, что
одна половина из них сдвинута относительно другой на половину шага, благодаря
чему каждый последующий нож врезается в древесину до выхода из нее
предыдущего ножа, создавая более благоприятные условия в отношении нагрузок,
действующих на подшипники и привод барабана. Управление дробилками
осуществляется с пульта. При этом электросхема управления предусматривает
защиту двигателя от коротких замыканий с помощью плавких предохранителей, от
перегрузки—с помощью теплового реле и нулевую защиту — через катушку
магнитного пускателя. Доступ к ножам дробилки осуществляется через откидной
кожух, причем предусмотренное в схеме управления блокировочное устройство
обеспечивает открывание кожуха только при остановившемся барабане и пуск
дробилки только при опущенном и закрепленном кожухе. Дробилки ДР-5 и МРБ-1
имеют принципиально близкую конструкцию и отличаются от рассмотренных выше в
основном только цилиндрическим исполнением ножевого барабана, другим
расположением и числом ножей и меньшими габаритами загрузочного отверстия,
так как предназначены для переработки отходов с малыми размерами поперечного
сечения: горбылей, реек, обрезков фанеры и т.п.
Многолетний опыт эксплуатации указанных барабанных
дробилок показал, что они надежны в работе и в основном обеспечивают
получение из кусковых отходов фанерного и спичечного производства дребленки,
пригодной для использования в качестве топлива. Однако создание и расширение
на некоторых фанерных, фанерно-спичечных и фанерно-мебельных предприятиях
цехов и заводов древесностружечных и древесноволокнистых плит, а также
специализированных участков — поставщиков для этих и смежных цехов и заводов
вторичного сырья — вызвало необходимость в переработке не только
крупномерных, но и кусковых отходов в технологическую щепу, отличающуюся от
топливной, как было отмечено выше, более жесткими требованиями в отношении
размеров, однородности состава и наличия в ней различных примесей. Учитывая
это и принимая во внимание размерно-качественные особенности кусковых
отходов, для решения поставленной задачи потребовалос: разработать
технологические схемы, удовлетворяющие требованиям производства из отходов
технологической щепы вместо дробленки; усовершенствовать действующее и
создать новое оборудование, обеспечивающее измельчение в щепу шпона-рванины и
обрезков шпона, фанеры и фанерной продукции; ввести в технологический процесс
операцию обнаружения и удаления из отходов металлических включений;
осуществить сортировку щепы с целью отделения крупной фракции, а также мелочи
и пыли. Технологические схемы такой переработки кусковых отходов представлены
на 26.
Из 26 видно, что процесс производства технологической
щепы из кусковых отходов фанерного и спичечного производства может быть
осуществлен по трем основным вариантам, отличающимся друг от друга как по
составу применяемого оборудования, так и по его компоновке. При этом
достигаются различные результаты по качеству и по объемному выходу из отходов
готовой кондиционной щепы. Схема на 26, а наиболее типична для большинства
предприятий, но имеет недостатки. Наилучшие результаты, как показали
исследования, проведенные на ФЗ Братского ЛПК, Жешартском ФК и других
предприятиях, могут быть получены по схемам, приведенным на 26, б и 26, в,
когда каждый вид кусковых отходов перерабатывается в щепу в своем
технологическом потоке. В первом потоке, являющемся при этом основным,
наиболее целесообразно перерабатьюать в щепу отходы в виде шпона-рва- нины и
обрезков сырого шпона, которые образуются на участке лущения и рубки шпона и
по своей характеристике — влажные (влажность более 30 %) и. содержащие, как
правило, кору (более 20 %). Во втором потоке в щепу перерабатываются отходы в
виде обрезков сухого шпона и фанеры, которые образуются на участке их
обработки и по своей характеристике имеют влажность до 10 % и не содержат
коры. Полученная после измельчения этих отходов щепа направляется далее в
общий бункер и затем сортируется, или сначала сортируется в индивидуальных
установках и затем направляется в общий бункер, причем как в том, так и в
другом случае крупная фракция щепы, образующаяся при сортировке,
доизмельчается и вновь возвращается в производство. При этом, как видно из
табл. 24, готовая щепа в общей смеси полностью соответствует требованиям
стандарта, хотя в своих индивидуальных потоках, т.е. до бункера, она не
удовлетворяла этим требованиям по фракционному составу или по наличию коры.
Из изложенного видно, что организация производства щепы из
кусковых отходов по схемам, приведенным на 26, б и 26, в, по сравнению с
дейстующими на большинстве предприятий схемами имеет существенные
преимущества: сокращение протяженности транспортных связей для отходов, так
как они перерабатываются непосредственно в местах их образования; наладка
оборудования в соответствии с размер- но-качественными особенностями
различных кусковых отходов; усреднение основных качественных показателей готовой
щепы по размерам, фракционному составу и засоренности корой и гнилью;
увеличение выхода готовой щепы за счет доизмельчения крупной фракции. Однако
для достижения указанных преимуществ разработанных схем и получения щепы и в
соответствии с требованиями стандарта при минимальных потерях на отсев
необходимо использовать для измельчения отходов более совершенные по
сравнению с дробилками и оправдавшие себя в условиях производства
модернизированные и новые барабанные рубительные машины. Принципиальное устройство
основных типов таких машин показано на 25, б и 25, в, техническая
характеристика приведена в табл. 25.
Из приведенных данных видно, что основное отличие
барабанных рубительных машин от барабанных дробилок состоит в том, что
гравитационный принцип подачи отходов на измельчение изменен на
принудительный, благодаря чему вместо механического дробления отходов
происходит их резание в зоне между ножами и контрножом. При этом за счет
синхронизации скоростей резания и подачи достигается получение более точных
размеров щепы, а за счет подвижности в вертикальном направлении одного или
группы подающих вальцов при работе не может произойти завала входного
отверстия отходами, а следовательно, надежность машин при эксплуатации
повышается.
Схематически каждая из указанных на 25, б и 25, в машин
состоит из одноименных основных узлов: механизма резания, включающего барабан
с укрепленными на нем ножами, корпуса, в пазах которого устанавливаются
контрножи, и механизма подачи, состоящего из одного-двух (или системы) нижних
и одного (или системы) верхних рифленых вальцов, вращающихся в направлении,
совпадающем с направлением подачи отходов в зону резания. При этом верхние
вальцы у всех машин устанавливаются так, что их положение по высоте
изменяется в зависимости от толщины слоя отходов, поступающих на измельчение.
У всех машин механизмы резания и подачи имеют индивидуальный электропривод,
причем эти приводы сблокированы друг с другом так, что подача отходов
начинается через 15—30 с после включения и прекращается за 15—30 с до
отключения механизма резания.
Наиболее совершенна по конструкции по сравнению с
остальными рубительная машина ДШ-4 ( 25, в), разработанная СКБД-5 ВПО
"Союздревстанкопром". Кроме многовальцового механизма подачи
отходов, машина снабжена ситовой обечайкой, расположенной под ножевым
барабаном, которая предназначена для калибрования щепы. Основная масса щепы,
имеющей допустимые размеры, при работе машины проходит сквозь отверстия
обечайки, поступая в производство, а более крупные частицы продвигаются по обечайке
и подвергаются повторной рубке в зоне второго контрножа. За счет этого общий
выход кондиционной щепы увеличивается. Контрножи машины, в отличие от
остальных машин, имеют не одну, а две обработанные кромки, используемые как
рабочие, благодаря чему одна изношенная кромка быстро заменяется другой.
Машина имеет запасной комплект режущих ножей и снабжена специальным
приспособлением для выставки ножей при их смене после заточки. Для ускорения
и облегчения работ по обслуживанию и ремонту машины она оснащается при
поставке электроталью типа ТЭ-0,5. Для переработки в щепу кусковых отходов
фанерного и спичечного производства на некоторых предприятиях применяют
зарубежные машины моделей: VIH-10/4 и TR 1020-900 фирмы "Рауте",
R-800 фирмы "Раума-Репола" (Финляндия), H-8WT фирмы
"Клекнер" и HB-800S фирмы "Майер" (ФРГ) и др. Техническая
характеристика этих машин аналогична отечественным машинам ДШ-4.
На 27 показаны результаты сравнительных исследований
фракционного состава дробленки и технологической щепы, полученных после
измельчения шпона-рванины и обрезков йшона в указанных выше дробилках и
отечественных и импортных рубительных машинах. Из этих данных видно, что
вследст
вие рассмотренных особенностей устройства, принципа
действия и технических характеристик наихудшие результаты достигаются при
использовании дробилок, средние - при использовании модернизированных машин и
наиболее высокие - при использовании машины ДШ-4 и финских рубительных машин.
Процент выхода щепы, удовлетворяющей по фракционному составу требованиям
стандарта, составляет в среднем соответственно 45-50, 60-65 и 75-80 %.
Таким образом, рубительная машина ДШ-4 одна из лучших и не
уступает аналогам зарубежных машин по качеству щепы, а также
производительности, энергоемкости, занимаемой производственной площади и т.д.
Машины ДШ-1М и ДШ-2 малы по производительности, поэтому их рекомендуется
использовать в основном для спичечные предприятий, конструкции машин ДРС-1М и
ДШ-ЗМ основаны на базовых моделях ДРС-1 и ДШ-3, которые сняты с производства
машиностроительными заводами. Машина ДУ-2А предназначена для отходов
лесозаготовок и лесопиления, эффективна только для переработки обрезков
фанеры, но не пригодна для переработки шпона-рванины и обрезков шпона из-за
малой ширины загрузочного отверстия (450 мм), поэтому требует больших трудозатрат на предварительное пакетирование отходов перед измельчением. Исходя из
этого, целесообразно создание на базе машины ДШ-4 моделей, имеющих среднюю и
малую производительность (это уже сделано вышеуказанными зарубежными фирмами).
При этом для обоснования и выбора рациональных основных параметров этих
машин, как и при модернизации действующих, осуществляемой силами самих
предприятий, рекомендуется использовать расчетные формулы, приведенные в
табл. 26, которые получены на основании теоретического анализа,
производственного опыта и из имеющейся литературы.
Эксплуатация на предприятиях отечественных и зарубежных
рубительных машин показала, что получение щепы необходимого качества связано
не только с конструктивными особенностями этих машин, но и с параметрами,
заданными при их наладке: величиной выставки режущих ножей, зазором между
ножами и контрножами, а также продолжительностью их работы до заточки и
сменой .
Из 28 видно, что с увеличением выставки режущих ножей и
зазора между ножами и контрножом в общей массе щепы изменяются абсолютные
объемы и долевые соотношения крупных и мелких частиц. В исследуемом диапазоне
варьирования параметров установки ножей доля крупных частиц (фракция - /30)
увеличивается в общей массе на 11—13 %, а доля мелких (фракция 5/0) примерно
на ту же величину возрастает. При этом изменяются размеры щепы по длине и
ширине. Такая связь между исследуемыми факторами и качеством щепы объясняется
характером условий, возникающих в зоне резания. С изменением величины выставки
режущих ножей в ту или другую сторону от некоторого предела появляется
рассогласование ее со скоростями резания и подачи, а с изменением зазора
между ножами и контрножом — затягивание отдельных тонких полосок шпона в
зазор и, минуя рубку, выброс их за пределы зоны резания.
На качество щепы оказывает влияние также продолжительность
работы ножей после их заточки и установки в машину. С увеличением
продолжительности работы ножей вследствие затупления (увеличения радиуса
загругления) и появления дефектов (выкрошин, вмятин) рабочей кромки режущие
свойства комплекта ножей ухудшаются. При этом из-за специфических
особенностей перерабатываемых шпона-рванины и обрезков шпона (большое
содержание коры, засоренность минеральными включениями и др.) неблагоприятное
воздействие их на режущие свойства ножей значительно выше, чем при
переработке других отходов производства, например карандашей. В результате
этого выход кондиционной щепы только в течение смены может уменьшиться на 5-7
%. Учитывая результаты исследования, приведенные на 28, указанные факторы
рекомендуется поддерживать в следующих пределах: величина выставки режущих
ножей 20-25 мм, зазор между режущими ножами и контрножом 0,5-0,8 мм и периодичность смены комплекта режущих ножей — один раз в смену. При этом машины должны иметь
запасной комплект ножей, служащий для его подготовки и замены им рабочего
комплекта.
В соответствии со схемами технологического процесса
переработки в щепу кусковых отходов фанерного и спичечного производства,
приведенными на 26, перед рубительными машинами предусмотрена установка
металл оискат ел ей, предназначенных для обнаружения в отходах металлических
предметов и осколков, появляющихся вследствие размещения транспортных
конвейеров под лущильными и другими станками и оборудованием и из-за
особенностей самой древесины как природного сырья. Исключение из процесса
этой операции, как показывает опыт, нередко приводит не только к порче
режущего инструмента, но и к выходу машин из строя и остановке производства.
Для этой цели в основном используют металлоискатель ЭМИ-64П, схема которого
приведена на 29.
В состав металлоискателя, как видно из 29, входят
электронный блок, датчик металла, коаксильный соединительный кабель и
запасные части. Электронный блок выполнен в пыленепроницаемом металлическом
корпусе, в котором установлено вертикальное поворотное шасси со смонтированными
на нем выпрямителем, стабилизаторами напряжения, коммутационным реле,
усилителем импульсов и автогенератором. Работа прибора основана на изменении
амплитуды генерируемых колебаний при попадании металла в поле датчика,
состоящего из двух катушек, заключенных в плоские неметаллические корпуса,
которые крепятся на общем опорном каркасе, имеющем регулируемые пазы для
перемещения корпусов в зависимости от ширины конвейерной ленты. Минимальная
масса регистрируемых датчиков предметов из черных и цветных металлов,
проходящих в зоне его действия на расстоянии 300 мм от рабочей поверхности, составляет ОД кг.
В соответствии с рекомендациями НПО
"Научфанпром" металлоискатель включен в комплект поставки машины
ДШ-4. При его монтаже следует учитывать, что датчик должен устанавливаться на
расстоянии не менее 1,5 м от приводного (натяжного) барабана конвейера,
подающего отходы на переработку. В радиусе не менее 1,5 м от датчика не должно быть подвижных массивных металлических конструкций (щитов, дверок шкафов и
др.). Датчик, как видно из 29, может устанавливаться над рабочей ветвью
конвейера и под ней. Поэтому при установке по первому варианту высота И
выбирается, исходу из максимальной высоты загрузки конвейера отходами.
Из 27 и 28 видно, что даже при использовании
высокоэффективного оборудования и оптимальных его наладочных параметрах из
кусковых отходов фанерного и спичечного производства не удается получить
щепу, которая бы полностью соответствовала требованиям стандарта. Поэтому
операция сортировки полученной из таких отходов щепы, предусмотренная по
технологии, является более важной, чем при переработке крупномерных отходов
производства.
Для сортировки щепы из указанных кусковых отходов могут
применяться рассмотренные гирационные сортировки моделей СЩ-1, СЩ-1М и
СЩ-120. Однако, как показала практика, они не в полной мере удовлетворяют
требованиям фанерного и спичечного производства по производительности,
размерно- качественным особенностям щепы и условиям их размещения и
эксплуатации. Нашедшие применение на некоторых предприятиях односитовые
сортировки отделяют только крупную фракцию, а роторно-пальцевые РСШ
конструкции НПМО "Молдав- проектмебель", имеющие кроме сита 12
игольчатых вальцов, сложны по устройству и могут образовывать мелочь и пыль,
а значит иметь потери древесины. Учитывая это, ЦНИИФом рекомендованы и на
ряде предприятий (ПДО "Бобруйскдрев", Селецкий ДОК, Уфимский ДФК,
Усть-Ижорский ФК и др.) получили применение барабанные сортировки, устройство
которых приведено на 30, в табл. 27 приведена их техническая характеристика.
Из 30 и табл. 27 видно, что устройство и принцип действия
сортировок очень просты. Опыт их эксплуатации в СССР, а также аналогичный
зарубежный опыт, например фирмы "Тай- хей" (Япония), показал, что
они не только в большей мере соответствуют специфике фанерного и спичечного
производства, но и имеют очень важные преимущества перед другими
сортировками. По сравнению, например, с гирационными и вибрационными в
барабанных сортировках достигается возможность постоянного самоочищения
поверхности сит и регулирования производительности путем изменения угла их
наклона, причем не требуется специальных устройств для выравнивания смеси по
ширине потока при подаче в зону разделения. У таких сортировок нет качающихся
масс, благодаря чему вместо мощного фундамента (железобетонного и др.) их
устанавливают на простейшие опоры, причем на любом участке производства
(верхние этажи, антресоли и тд.), не опасаясь возникновения динамических
нагрузок. Кроме того, как показала практика, такие сортировки не требуют
частого ремонта и не нуждаются в тщательном обслуживании.
Опыт и анализ работы барабанных сортировок показал, что
вышеуказанные и другие предприятия при изготовлении и наладке этих машин
собственными силами, как правило, исключают первую из секций, а необходимые
при этом технологические и конструктивные параметры принимают ориентировочно,
без учета закономерностей такого принципа сортировки. По этим причинам даже
при одной и той же производительности разница в значениях принятых основных
характеристик на разных предприятиях достигает двух-трехкратной величины. В
результате преимущества сортировок используются не полностью, качество щепы
неодинаково и нестабильно, причем из-за отсутствия первой секции мелочь и
пыль остаются в щепе, а часть нормальной фракции идет в отходы. ЦНИИФом на
основании исследований и опыта предложены расчетные формулы, позволяющие
обосновать и выбрать оптимальные параметры сортировок при изготовлении и
наладке с учетом конкретных условий того или иного производства. При этом
производительность, если необходимо, регулируется в заданных пределах
соответствующим изменением угла наклона барабана с помощью винтового
механизма.
Доизмельчение крупной фракции щепы согласно схемам на 26,
б и 26, в может осуществляться с помощью дезинтеграторов, специально предназначенных
для этой цели. В СССР для доизмельчения получил применение дисковый
дезинтегратор ДЗН-02, характеристика которого приведена в табл. 29. Однако с
учетом особенностей щепы из кусковых отходов фанерного и спичечного
производства представляет интерес специальный барабанный дезинтегратор модели
IH, ' разработанный фирмой "Рауте" (Финляндия), схема которого
приведена на 31, а в табл. 29 дана характеристика двух его модификаций по
сравнению с отечественным ДЗН-02.
Как видно из 31 и табл. 29, финские дезинтеграторы имеют
лучшие показатели по металлоемкости и занимаемой производственной площади,
причем в отличие от отечественного ДЗН-02 в них можно вместе с крупной
фракцией щепы перерабатывать также и другие мелкие кусковые отходы: обрезки
сырья (оторцовки), короткие обрезки фанеры, шпона, гнутоклееных заготовок и
тд. В то же время указанные в табл. 29 дезинтеграторы очень велики по
производительности, что сдерживает их применение, особенно на предприятиях
малой и средней мощности. Поэтому, наряду с расширением их модификаций,
рекомендуется собирать в единый бункер (склад) все крупные фракции щепы и
мелкие кусковые отходы, образующиеся на предприятии, и доизмельчать их, что
увеличивает общий выход товарной щепы не менее чем на 10 %.
|