|
Термическая обработка. Начатые при
горячем прессовании древесноволокнистых плит процессы термохимических
превращений компонентов углеводлигнинного комплекса завершаются при
термической обработке плит в специальной камере.
Оптимальная температура термической обработки плит 160... 170°С,
скорость движения воздуха, который должен равномерно распределяться по
камере, поддерживается не менее 4...5 м/с. Увеличение скорости воздуха
улучшает условия термообработки, позволяет повысить температуру, что, в свою
очередь, сокращает необходимое время обработки плит и улучшает качественные
характеристики плит. Исследования процесса термообработки плит при различной
температуре и с использованием различных газов показали, что наибольшей
водостойкости их можно добиться повышением температуры термообработки, а
наиболее высокой прочности — проведением процесса в атмосфере нейтрального
газа.
Камеры термической обработки бывают периодического и
непрерывного действия.
Камеры периодического действия изготовляют различных
конструкций, что зависит от расположения плит в закалочной вагонетке (вертикально
или горизонтально), системы циркуляции воздуха (верхнее расположение канала,
верхнее и нижнее расположение канала, циркуляция воздуха только в зоне
штабеля плит), числа обрабатываемых плит и их размеров.
Камера термической обработки периодического действия выполнена
из металлических панелей 4, внутри которых помещен теплоизоляционный
материал. Воздух, используемый в качестве агента для термообработки, проходит
через нагреватель 7, обогреваемый перегретой водой от аккумулятора прессовой
установки. Верхний циркуляционный канал камеры образован горизонтальной
перегородкой 6. В нижней части (рабочей зоне) размещается 100- полочная
вагонетка 5 с плитами, перемещаемая по рельсовому пути. Полки вагонетки
образованы металлическими струнами с расстоянием между ними 32 мм. На каждой полке укладывается одна плита. Вентилятор 8 подает воздух через нагреватель в
рабочую зону. Поток горячего воздуха проходит через межполочные промежутки,
омывая древесноволокнистые плиты, а затем возвращается к нагревателю по верхнему
каналу. Температура в камере поддерживается 160°С; один цикл обработки
составляет 3,5...4,0 ч,
Камера термической обработки непрерывного действия (роти-
форм) ( 60), приведенная в качестве примера, представляет собой барабан
диаметром 8... 15 м, внутри которого расположен вращающийся ротор. В секции
ротора загружаются древесноволокнистые плиты через отверстие 2. В роторе
одновременно размещается до 1000 шт. плит с максимальными размерами, м:
шириной 2,4; длиной 7,2. В центральной части ротора размещены цилиндрическая
нагревательная батарея 8 и вентилятор 4, который направляет воздушный поток
через батарею. Нагретый воздух циркулирует в камере, как показано на рисунке,
при этом осуществляется термообработка плит. Плиты выгружаются из камеры со
стороны, противоположной загрузке. Производительность камеры для плит
толщиной 3 мм — 500 шт/ч.
Процесс термообработки плит связан с химическими и физико-
химическими превращениями древесного волокна. Во время термообработки плит
выделяются оксид и диоксид углерода, уксусная и муравьиная кислоты,
обнаруживаются следы формальдегида и ацетона. Считают, что при термообработке
плит сначала образуются поперечные химические связи между макромолекулами
гемицеллюлоз и целлюлозы за счет реакций, связанных с выделением воды и
участием экстрактивных веществ. Это приводит к образованию полимеров
пространственного строения и способствует повышению прочности плит. Наряду с
этим происходит поликонденсация лигнина, обеспечивающая повышение
водостойкости плит.
Термообработка сопровождается нарушением структуры
высокомолекулярных компонентов, поэтому эффективности процесса можно добиться
только при правильном выборе температуры и продолжительности обработки плит.
Продолжительность нагрева плит в камере до заданной температуры составляет
20...25% от общей продолжительности термообработки плит. Температура воздуха
в камере достигает у воздухонагревателя максимального значения (около 160°С)
за 9 мин, а у двери камеры за 28 мин. В этих местах плиты же нагреваются до
этой температуры соответственно за 15 и 40 мин. Разница в условиях
термообработки в направлении движения воздуха отражается и на температуре
плит.
Процесс термообработки плит сопровождается
экзотермическими реакциями. Эффект тепловыделения для твердых плит составляет
65...70 кДж/кг, а для сверхтвердых (пропитанных маслом) плит — примерно 280
кДж/кг. Поэтому температуру термообработки плит, пропитанных маслом,
необходимо снижать. Следует также иметь в виду, что интенсивность
экзотермических реакций возрастает в 1,6 раза при повышении температуры на
10°С.
Температура плиты зависит не только от хода реакций, но и
от процессов теплообмена, протекающих одновременно с химическими
превращениями внутри плиты. Увеличением мощности теплового потока объясняют
явления самовозгорания плит. Вероятность возгорания возрастает, когда
теплоотдача снижается. Это происходит в местах соприкосновения плит в
результате провисания их из-за плохого натяжения струн в этажерке при
снижении скорости воздуха в камерё. Обычно скорость воздуха в камере
уменьшается в стороне, расположенной у двери. В этом месте чаще всего
наблюдается самовозгорание.
Температура на поверхности плиты зависит и от ее толщины.
Для более толстых плит температура на поверхности большая и при недостаточной
теплоотдаче вероятность возгорания высокая. Поэтому утолщенные места плит с
волокнистой бахромой представляют наибольшую опасность. Вероятность
возгорания во времени процесса термообработки зависит от скорости химических
реакций. Обильное выделение газов наблюдается в первой половине процесса,
когда осуществляется полный разогрев камеры до постоянной температуры.
Увлажнение плит. Плиты, вышедшие из камеры после
термообработки, начинают адсорбировать влагу из окружающего воздуха. Если
плиты уложить в пакет, края плит будут поглощать влагу в большей степени, чем
середина, что приведет к изменению их линейных размеров. Чтобы придать плитам
формоустойчивость, необходимо провести их акклиматизацию, т. е. придать
плитам равновесную влажность. Этот процесс осуществляют принудительным
увлажнением. Для создания лучших условий увлажнения плит их после
термообработки охлаждают до 80...100°С. Увлажнение древесноволокнистых плит
производят на увлажнительных машинах или в камерах.
Увлажнительная машина состоит из трех верхних валов и трех
нижних 2, облицованных перфорированной резиной. К ним обращена сетчатая
сторона плит 8, на которую наносится вода спрыском и обрезиненными валами,
смачиваемыми в ванне 9.
Нижние валы прижимаются к верхним с помощью цилиндров 12
гидравлического прижима. Смоченные плиты подлежат выдержке в пакетах.
Камеры увлажнения непрерывного действия в зависимости от
конструкции подразделяются: на тоннельные и барабанные. Тоннельные камеры
увлажнения изготовляют из железобетона. В камере одновременно размещается
две-три 100-полочные вагонетки 2, которые передвигаются в одном направлении с
помощью специального устройства. Периодически входные двери 1 открываются и в
камеру заталкивается вагонетка с плитами. Одновременно через выходные двери
выталкивается одна вагонетка с увлажненными плитами. Увлажненный воздух
направляется вентилятором 5 через фильтр-распылитель 3 в рабочую зону камеры.
Плиты находятся в камере при температуре 65°С и влажности воздуха 95% в
течение 6...7 ч.
Барабанные камеры увлажнения — ротиформ аналогичны по
конструкции камерам термообработки.
Готовые плиты направляются на форматную обрезку.
|