|
|
Переработка крупномерных отходов
фанерного и спичечного производства в технологическую щепу - основное и
наиболее эффективное направление использования отходов как вторичного древесного
сырья. Свидетельством этого является систематическое совершенствование
нормативной базы такого использования отходов, дальнейшее развитие техники и
технологии их переработки в щепу и ежегодное наращивание объемов ее
производства как в СССР, так и за рубежом.
На основе достижений науки, передового отечественного и
зарубежного опыта разработан и введен ГОСТ 15815 - 83 "Щепа
технологическая. Технические условия", основными преимуществами которого
по сравнению со старым ГОСТ 15815—73 являются следующие.
В этом стандарте значительно расширены направления
использования щепы в народном хозяйстве, в частности, для пищевого
кристаллического ксилита (заменитель сахара для больных, страдающих сахарным
диабетом), сырьем для производства которого служит березовая древесина. (щепа
марки ГП-2).
Стандарт расширяет возможность вовлечения в
народнохозяйственный оборот практически всех отходов фанерного и спичечного
производства, так как допускает увеличение в щепе, например, для производства
древесностружечных плит (марка ПС) массовой доли коры (15 вместо 12 %) и
наиболее мелкой фракции (на поддоне. 10 вместо 7 %). При этом, если мелочь
(фракция 10/5) и минеральные примеси в старом стандарте не допускались, то в
новом мелочь указанной фракции в щепе не ограничивается, а массовая доля
минеральных примесей допускается в пределах до 0,5 %.
В этом стандарте ослабляются ограничения в использовании
на щепу древесины лиственных пород, что также расширяет области использования
отходов. Если по старому стандарту на щепу, например, для древесных плит
допускались только определенные лиственные породы, а производство и поставка
щепы в смеси с хвойными строго регламентировались (древесноволокнистые плиты)
или не допускались (древесностружечные плиты), то по новому стандарту для плит
можно использовать щепу всех лиственных пород, а по согласованию с
потребителем также и смесь этих пород с хвойными в любом соотношении.
В то же время, как показал анализ, требования,
предъявляемые к качеству щепы, остаются и в новом стандарте по большинству
показателей достаточно жесткими. Поэтому, чтобы выпускать из крупномерных
отходов фанерного и спичечного производства щепу, отвечающую всем требованиям
стандарта, . необходимо строго соблюдать разработанную ЦНИИФом технологию,
которая на основании результатов исследования и имеющегося опыта включает
следующие основные технологические операции: сбор и транспортировку отходов с
участка сортировки и разделки сырья на участок их переработки; создание
буферного запаса отходов большого диаметра и с гнилью или металлическими
включениями и раскалывание их на части (поленья); подачу отходов и поленьев и
их измельчение в щепу; отбор и сортировку щепы; транспортировку и
складирование рассортированной щепы; отбор и доизмельчение крупной фракции
щепы; дозирование и выдачу готовой щепы в производство или потребителю и
мелочи (отсева) на топливо.
В первом потоке при такой схеме в щепу перерабатываются
отходы в виде некондиционных чураков и отрезков долготья, кряжей и чураков,
поступающие с участка сортировки и разделки фанерного сырья, а во втором —
карандаши, поступающие с участка лущения шпона. Чураки и отрезки долготья,
кряжей и чураков, имеющие недопустимые размеры по диаметру и наличию
внутренней гнили, трещин и металла, поступают на участок переработки по мере
образования по специальному конвейеру, с которого автоматически (по команде с
пульта управления) передаются на поперечный конвейер-накопитель, а затем на
колун, либо в рубительную машину. С участка лущения шпона через такой же
конвейер-накопитель на колун передаются также чураки, отбракованные по
каким-либо причинам при лущении. При этом карандаши могут перерабатываться в
щепу в той же машине, что и поленья. Полученная после измельчения отходов и
сортировки щепы кондиционная фракция с обоих потоков ленточным конвейером
направляется в общий накопительный бункер, а некондиционная крупная — на
доизмельчение для возврата в производство. Некондиционная мелкая фракция щепы
поступает на скребковый или ленточный конвейер и затем пневмотранспортером
направляется в бункер для топлива. Аналогичная схема может быть использована
и для переработки крупномерных отходов производства строганого шпона.
Преимуществами приведенной на 9, б схемы по
сравнению со схемой на 9, а и другими, существующими на большинстве
предприятий, являются: непрерывность процесса и полная механизация всех
транспортно-переместительных операций между смежными участками; возможность
переключения подачи отходов с одного потока на другой при отказе или ремонте
какого-либо агрегата; возможность более точного учета специфических
размерно-качественных особенностей различных отходов при наладке
оборудования; усреднение качественных показателей готовой щепы по размерам,
фракционному составу и засоренности корой и гнилью; существенное повышение
коэффициента использования древесины за счет доизмельчения. крупной фракции.
Как показал опыт Пермского и Жешартского ФК (щепа марки ПС) и ФЗ Братского
ЛПК и Архангельского ЦБК (щепа марки ПВ), благодаря указанным преимуществам
при переработке крупномерных отходов по указанной схеме выход кондиционной
фракции щепы увеличивается на 10-15 %, а трудозатраты на производство
снижаются примерно в 2 раза. При этом, если отдельно взятая из потоков щепа
не соответствует требованиям ГОСТ 15815 - 83 (щепа из отходов от разделки -
по наличию коры и крупной фракции, а щепа из карандашей - по наличию гнили и
мелочи), то щепа в смеси, взятая в общем бункере, по всем показателям
отвечает стандарту.
Анализ существующих схем участков по переработке
крупномерных отходов фанерного и спичечного производства в щепу показал, что
наиболее характерным их недостатком является применение на основных
технологических операциях оборудования, не соответствующего по своей
характеристике размер- но-качественным особенностям перерабатываемых отходов,
а также морально и физически устаревшего. Поэтому при реконструкции
действующих и создании новых участков по переработке отходов должны быть
учтены рекомендации, которые приведены ниже.
Было отмечено, что для эффективной переработки
крупномерных отходов в виде некондиционного сырья и отрезков долготья, кряжей
и чураков обязательной операцией является раскалывание их на части (поленья)
в случае недопустимого для рубительных машин диаметра, внутренней гнили,
трещин и включений металла. Для этой цели вместо ранее выпускаемых
механических колунов КЦ-6 и КЦ-7, а также гидравлических
3ЧВ54 ГК-2 и КГ-8 станкостроительной промышленностью
освоены модернизированные КЦ-6М, КЦ-7А, ГК-2 А, КГ-8 А и новые J10-46 и
Д0-20, техническая характеристика которых приведена в табл. 9. Здесь же
приведены технические характеристики колунов, поставляемых фирмой
"Рауте" (Финляндия) для ФЗ Братского ЛПК и Архангельского ЦБК.
Сравнение модернизированных и новых колунов с устаревшими
моделями показало, что первые являются более производительными и имеют лучшие
характеристики по энерго- и металлоемкости и занимаемой производственной
площади. Колуны имеют дистанционное управление и обслуживаются одним
оператором. В то же время между собой эти станки также различаются по своей
технической характеристике. Например, колун КЦ-7А, как видно из табл. 9,
позволяет раскалывать крупномерные отходы только на две части и,
следовательно, требует при использовании повторного возврата отходов для
деления на части, а станок КЦ-6М позволяет раскалывать отходы на четыре
части, ГК-2А — на две или четыре, КГ-8А и JIO-46 - на две, четыре или шесть,
а Д0-20 - практически на любое число частей в зависимости от потребности. При
этом станки КГ-8А и Д0-20 имеют лучшие характеристики по допускаемым размерам
раскалываемого сырья. Кроме того, в отличие от других станков, станок Д0-20
основан на принципе не радиального деления, а тангентально-радиального,
благодаря чему количество получаемых при делении частей соответствует числу
ячеек сменной делительной головки, причем деление осуществляется за один цикл
независимо от диаметра чурака.
Следовательно, для отходов фанерного и спичечного
производства, имеющих широкий диапазон размеров по диаметру и длине, наиболее
целесообразны станки марок КГ-8А, JIO-46 и Д0-20. Однако, как видно из табл.
9, максимальная длина чураков, допустимых для указанных станков, составляет
только 1,25 м, что не позволяет раскалывать на них бракованные чураки,
имеющие стандартные размеры, и требует обязательной их предварительной
распиловки на заготовки. Поэтому целесообразно на базе лучшего отечественного
станка разработать специальный станок, аналогичный по характеристике станкам
фирмы "Рауте", которые как видно из табл. 9, способны раскалывать
на части за один цикл некондиционные чураки длиной 1,6; 2,5 и 3,2 м.
Для обеспечения высокопроизводительного труда при
подготовке отходов к измельчению необходимо тщательно налаживать указанные
станки и рационально организовать труд на участке. При наладке станков,
следует добиваться, чтобы угол заострения клиньев был в пределах 15—20°, а
угол наклона лезвия клина к вертикали - в пределах 5—8°. Для рациональной
организации труда целесообразно, чтобы зона клина колуна была ограничена
сферическим ограждением, как это сделано на ряде предприятий лесопиления. В
этом случае расколотые части (поленья) выходят по обе стороны клина в зону
ограждения, а затем при надвигании и раскалывании следующего чурака
сдвигаются на ленточный конвейер и поступают в рубку без участия человека.
При такой организации труда на этой операции занят только один рабочий, тогда
как по обычной схеме заняты три человека, из которых один накатывает чура- ки
на стол станка, второй управляет станком и третий сваливаёт их вручную на
конвейер.
Как видно из 9, основной технологической операцией
переработки крупномерных отходов является их измельчение в щепу. Поэтому
выбору типа и марки дисковых рубительных машин, предназначенных для этой
цели, должно быть уделено особое внимание.
В отечественной практике переработки крупномерных отходов
фанерного и спичечного производства в щепу получили применение машины марок
МРГ-18, МРН-25 и др. и усовершенствованные, а также финской фирмы
"Кархула".
При этом усовершенствованные машины в отличие от
соответствующих базовых машин имеют более прочную раму рациональной формы и
хорошо уравновешенный диск, расположенный между двумя опорами. Благодаря
этому повышена жесткость системы диск-патрон и улучшены условия обслуживания
подшипниковых узлов. Применявшийся ранее способ крепления ножей при помощи
специальной шпильки и центральной гайки, вызывавший перекосы накладок,
сложный и ненадежный, изменен на новый, предусматривающий крепление ножей
двумя стандартными шпильками, в результате чего отпала необходимость в
кольцевой гайке, конусном кольце, нарезной втулке, а обслуживание узла упростилось.
Изменена также конструкция контрножей. Если в прежних машинах контрножи
приклепывались, то в усовершенствованных сделаны съемными, с двумя рабочими
кромками, наплавленными износостойким материалом. После износа одной кромки
контрнож переворачивается и в работу вступает вторая рабочая грань, что
увеличивает срок службы инструмента. Внесенные в конструкцию изменения
режущих элементов позволили, кроме того, заметно уменьшить торцовое биение
режущих кромок ножей и неравномерность зазора между ножами диска и боковыми
контрножами. При этом одновременно машины оснащены соединительной муфтой,
тормоз которой имеет лучший отвод тепла, что уменьшило нагрев резиновых
манжет и повысило надежность и долговечность узла.
В то же время, как видно из табл. 10, по своей
характеристике указанные машины не являются равнозначными как с точки зрения
их эффективности и пригодности для различных отходов, так и с точки зрения
качества получаемой щепы. В табл. 12 для сравнения приведены удельные
показатели базовых и усовершенствованных машин по энерго- и металлоемкости и
занимаемой производственной площади, а на 10 - влияние на выход
кондиционной щепы длины, пораженности гнилью и влажности карандашей при их
переработке на различных типах рубительных машин. Из этих данных видно, что
наилучшие удельные показатели по энерго- и металлоемкости и занимаемой
производственной площади как из числа базовых, так и усовершенствованных
имеют машины с наклонной подачей (МРН-25, МРНП-30 и др.) и худшие - машины с
горизонтальной подачей (МРГ-18, МРГ-20Н и др.) отходов в зону рубки.
Хотя объемы кондиционной щепы уменьшаются с уменьшением
длины карандашей и увеличением их поражен- ности гнилью и влажности в обоих
случаях, однако характер и величина такого изменения при переработке
карандашей на машине с наклонной загрузкой меньше, чем при переработке на
машине, имеющей горизонтальную загрузку. Это связано с различными условиями
взаимодействия отходов с диском при рубке щепы. Если при горизонтальной
подаче отходов согласованность скоростей конвейера и затягивания древесины
ножами затруднена и нестабильна, то при наклонной облегчается за счет влияния
массы самих отходов, причем в этом случае меньше чувствительность ножей к
затуплению. Кроме того, в машине с наклонной подачей отходов за счет выброса
щепы лопастями диска вверх и прохождения по трубопроводу через циклон от щепы
значительно лучше отделяется гциль. Зависимости, аналогичные по характеру
приведенным на 10, получены и в случае переработки на указанных машинах
различных по качеству отрезков долготья, кряжей и чураков.
Следовательно, при выборе оборудования для
реконструируемых и вновь создаваемых участков по переработке в щепу
крупномерных отходов фанерного и спичечного производства, имеющих длину менее
1,6 м и пораженных внутренней гнилью, наиболее целесообразно применять машины
с наклонной загрузкой. Машины с горизонтальной загрузкой допустимо применять
только в том случае, если отходы имеют длину более 1,6 м, небольшую пораженность, гнилью, высокую влажность и не представляется возможным в помещении
над патроном разместить приемную воронку. При двухпоточной схеме переработки
отходов, показанной на 9, б, приемлем вариант, когда отрезки долготья,
кряжей и чураков измельчаются в щепу в машине с наклонной загрузкой, а
карандаши длиной 1,6 м и более - в машине, имеющей горизонтальную загрузку. В
случае смешанной переработки указанных отходов целесообразен только первый
вариант. Для переработки больших объемов образующихся отходов и при
отсутствии дровокольных станков эффективны машины МРН-50 и МРН-100, имеющие в
отличие от других большое проходное окно.
Недостатком этих машин является отсутствие дополнительного
патрона для ввода крупной фракции щепы, а также мелкокусковых отходов
производства, образующихся при сортировке щепы. Новый стандарт на щепу
ограничивает присутствие в щепе не только фракции, оставшейся на сите с
диаметром отверстий 50 мм, как это было в старом стандарте, например, для
древесностружечных плит, но и фракции, оставшейся на сите с диаметром
отверстий 30 мм. Потери крупной фракции в отсев по имеющимся данным составят
в этом случае до 9-12 %. Поэтому заслуживает внимания опыт реконструкции
рубительных машин с горизонтальной загрузкой на предприятиях лесопиления и
машин с наклонной загрузкой отходов, например, на Пермском ФК. Схемы установки
дополнительных патронов для ввода в указанные машины крупной фракции щепы на
этих предприятиях приведены на 11.
Опыт подтвердил эффективность измельчения крупной фракции
щепы по схемам на 11 и показал, что выход кондиционной щепы из этой
фракции можно довести до 70—75 %, а общий выход щепы увеличить не менее чем
на 6—8 %. Основываясь на этом и используя опыт совершенствования базовых
машин, НИИЦМашем разработаны новые рубительные машины, технические
характеристики которых приведены в табл. 12, 13. по сравнению с базовыми
мащинами (МРГ-18 и МРН-40), а также с усовершенствованными (МРГ-20Н и
МРГ-40Н) имеют лучшие показатели по энерго- и металлоемкости и занимаемой
производственной площади. Они имеют практически безударный принцип выброса
щепы из зоны рубки и снабжены шумопогло- щающими устройствами, благодаря чему
средний уровень звука у них ниже на 6-10 дБ по сравнению с серийными. Обе
машины оснащены надежным, быстродействующим ленточным тормозом, управление
которым осуществляется дистанционно.
Учитывая размерно-качественные особенности крупномерных
отходов фанерного и спичечного производства, наибольший интерес для отрасли
представляет рубительная машина МРНП-40-1. Кроме отмеченных преимуществ и
возможности перерабатывать крупную фракцию щепы, машина имеет увеличенное
сечение загрузочного патрона, что позволяет избежать либо снизить затраты на
предварительную расколку крупномерных некондиционных чураков и отрезков сырья
примерно на 30 %, а выход кондиционной фракции довести до 85-90% .
Наибольшую трудность вызывает организация переработки в
щепу таких отходов, как обрезки и оторцовки фанерного и спичечного сырья,
поскольку все рассмотренные машины прямо не предназначены для таких отходов.
Поэтому представляет интерес разработанная НИИЦМашем и ЦНИИМЭ рубительная
машина МРБ-04 и аналогичные машины фирмы "Рауте" (Финляндия),
специально созданные для этой цели.
Опыт эксплуатации дисковых рубительных машин на
предприятиях фанерной и спичечной промышленности показал, что для получения
из отходов высокого качества щепы необходима тщательная наладка и соблюдение
установленного режима их работы. При этом особое внимание должно быть уделено
подготовке, заточке и установке ножей в машину. Рекомендуемые параметры
заточки ножей при переработке отходов, полученных
из сырья, прошедшего гидротермообработку, следующие: форма
заточки ножа - геликоидальная, угол заточки на конце ножа, расположенного
ближе к центру диска, 30-32°, а расположенного ближе к ободу диска 34-36°
(допускаемые отклонения ±10^-30'). Смена ножей должна осуществляться не реже
одного раза в смену, а контрножей - по мере износа острых кромок. В случае
работы машин на неокоренных и загрязненных отходах ножи, не снимая с диска,
рекомендуется править оселком после 3,5-4 ч работы. Величина выступа ножей за
плоскость диска, определяющая длину щепы, в зависимости от марки щепы должна
быть в пределах 12-20 мм, а зазор между лезвием рубящего ножа и контрножа
0,5-1,2 мм.
Поскольку при переработке отходов получаемая щепа по
составу уступает щепе, полученной из балансового технологического сырья, для
доведения до требований ГОСТа ее необходи
мо сортировать. Технические характеристики наиболее
распространенных в отрасли отечественных, а также импортных сортировок, применяемых
на ФЗ Братского ЛПК и Архангельского ЦБК, приведены в табл. 15.
Анализ работы сортировок показал, что эффективность их
работы зависит от равномерности их загрузки щепой и параметров сит. Как
установлено, на большинстве предприятий отрасли щепа подается в сортировки
без дозирования и поступает на верхнее сито непосредственно с транспортных
средств. Вследствие этого наблюдается забивание сит либо проваливание части
щепы на среднее сито без сортировки. Учитывая это, перед сортировками
целесообразно установить промежуточную емкость (бункер) с дозирующими
устройствами или простейшими лотками, рекомендованными ЦНИИМОДом, а часть
верхнего сита на 1/4 его длины выполнить сплошной с целью прохождения по ситу
всей массы щепы.
Размеры ячеек верхних и промежуточных сит, равных
соответственно 39x39 и 14x14 мм для сортировки СЩ-120 и 35x35 и 10x10 мм для
остальных, в основном удовлетворяют требованиям качества щепы. Нижние сита,
размер ячеек которых равен 6x6 мм для сортировки СЩ-120 и 10x10 мм для
остальных, удовлетворительное качество щепы дают только в первом случае, а в
остальных вызывают потери в отсев щепы фракции 10/5 до 36-40 %. Поэтому для
повышения эффективности работы сортировок СЩ-1, СЩ-1М, СЩМ-60, а также HS-3 и
HS-5 с учетом ослабления требования нового стандарта к содержанию этой
фракции в щепе целесообразна замена нижних сит с ячейками 10x10 мм на сита,
имеющие ячейки 6x6 мм.
Накопление и хранение готовой кондиционной щепы
осуществляется в вертикальных бункерах, выпускаемых серийно, или в специальных
закрытых складах. Техническая характерис- f тика бункеров приведена в табл.
16.
В НПО "Научфанпром" разработан и внедряется на
предприятиях специальный механизированный склад, производительность которого
в 3,3 раза, а вместимость почти в 10 раз больше, а металло-и энергоемкость в
8-10 раз меньше, чем серийного ДБО-ЗОО.
Склад представляет собой сооружение закрытого типа с
двумя удлиненными металлическими камерами, кирпичными ограждающими стенками и
легким покрытием. В верхней части склада расположена приемная камера, в
которой размещаются загрузочные транспортные средства и специальный
скребковый конвейер, распределяющий щепу по камерам вдоль склада. В нижней
части, под внутренними боковыми стендами склада, установлены шнековые
питатели, перемещающиеся вдоль камер на специальных тележках по рельсовым
путям, и ленточные транспортеры, передающие щепу к разгрузочным окнам,
расположенным в конце склада, для последующей транспортировки потребителю.
Щепа от производственных участков предприятия посредством пневмотранспортера,
скребковых или ленточных транспортеров поступает на склад по мере
образования, хранится требуемое по местным условиям время и затем, исходя из
потребности, направляется на использование. При этом, находясь на складе,
щепа из различных по качеству отходов производства выравнивается по влажности
и усредняется по фракционному составу и наличию в ней коры, гнили и
минеральных примесей. Благодаря большой емкости склада, перебои в приемке или
выдаче щепы потребителю практически исключается. Склад обслуживается одним
оператором.
При решении вопросов, связанных с обоснованием и выбором
того или иного оборудования для переработки крупномерных отходов в
технологическую щепу, а также отдельных технологических параметров .процесса,
рекомендуется использовать формулы, приведенные в табл. 17. При решении
вопроса о выборе транспортных средств для крупномерных отходов и щепы для
транспортировки и подачи крупномерных отходов в колуны и в рубительные машины
при угле подъема до 15° - цепные и ленточные конвейеры; для подачи щепы в
"сортировки, а также от сортировок в бункеры и на повторное измельчение
крупной фракции при угле подъема от 18 до 20° - скребковые, винтовые и
ленточные конвейеры, при угле подъема от 60 до 65° - два первых и ленточные с
шевронными лентами и при углах подъема более 65° — винтовые и скребковые с
погруженными скребками; для отбора от сортировок и подачи крупной и мелкой
фракции щепы в бункера для топлива - все вышеуказанные конвейеры и
пневмотранспортные установки низкого, среднего и высокого давления.
Окончательное решение при выборе транспортных средств
принимается исходя из местных условий, связанных с протяженностью
транспортных коммуникаций, производительностью и наличием производственной
площади.
|