9.5. Пропитка маслом, термическая обработка и увлажнение древесноволокнистых плит

9.5.1. Пропитка маслом. Для повышения прочности и влагостой­кости плиты пропитывают маслом. На заводах древесноволок­нистых плит в изолированном помещении размещают специаль­ные линии, в которые входят: загрузочное устройство, входной роликовый конвейер, пропиточная машина, выходной роликовый конвейер и разгрузочное устройство. На пропитку подаются плиты, вышедшие из пресса, т. е. горячие. Древесноволокнистая плита системой транспортных устройств подается во входную камеру пропиточной машины. Здесь плиту при ее непрерывном движении очищают щетки – верхняя неподвижная и нижняя вра­щающаяся. Снятые пыль и загрязнения удаляются вытяжным вентилятором. Очищенная плита, направляемая роликами, дви­жется в ванну. Ванна наполнена маслом, которое постоянно циркулирует (ванна – циркуляционный маслобак – циркуляци­онный насос – маслоподогреватель – ванна) и имеет темпера­туру 120–130°С. Циркуляционный маслобак наполняется мас­лом, автоматически работающим питательным насосом, качаю­щим масло из маслосборника. Длина пути плиты в масле регулируется его уровнем в ванне и составляет 1,2–2,7 м. Ско­рость движения плиты регулируется частотой вращения роли­ков, приводимых во вращение через бесступенчатую передачу, и может изменяться в пределах 81–570 м/ч.

Пропиточная машина оборудована термометром для кон­троля температуры масла в циркуляционном маслобаке с диа­пазоном измерения 0–200°С, а также указателем уровня масла в ванне, деления которого соответствуют длине погру­женной части плиты в метрах. Для пропитки древесноволокни­стых плит обычно используют смесь льняного и таллового ма­сел (40 и 60%) или талловое масло с добавкой свинцово-мар-ганцевого сиккатива (93,5 и 6,5%). Расход масла составляет Ш±2 % от массы плит. Продолжительность пропитывания, рекомендуемая ВНИИдревом, составляет: для плит толщиной 2,5 мм – 35–40 с; 3,2 мм – 40–50 с; 4,0 мм – 45–55 с.

9.5.2. Термическая обработка. Этой операцией повышают физико-механические свойства твердых и сверхтвердых древесноволок­нистых плит, улучшая показатели водопоглощения, набухания и предела прочности при изгибе. Улучшение этих показателей происходит в результате процессов термохимических превра­щений углеводлигнинного комплекса волокнистой массы плит. При термообработке, под воздействием сухого горячего воздуха из плиты удаляются остатки влаги, а силы поверхностного на­тяжения сближают макромолекулы целлюлозы на расстояния, достаточные для образования между гидроксилами неориенти­рованных участков водородных связей. Кроме того, термооб­работка лигнина и углеводов приводит к образованию легко полимеризующихся веществ с высокой реакционной способно­стью и созданию смолистых продуктов.

Камеры термообработки по характеру ведения процесса под­разделяются на камеры периодического и непрерывного дейст­вия. В настоящее время применяют, в основном, камеры периодического действия. Камеры термообработки последних выпу­сков имеют увеличенные размеры по ширине с учетом размеров выпускаемых плит. Перед термообработкой при помощи специального устройства плиты загружают в вагонетку. В вагонетку укладывают 100 шт. плит. Расстояние между полками 32 мм.

Камера термообработки периодического действия (рис. 9.23) состоит из несущих стальных стен с внутренней изоляцией, две­рей с противовзрывными клапанами; каналов из листового же­леза; осевого вентилятора с приводом от электродвигателя, на­гревателя, обогреваемого перегретой водой и установленного на откатной тележке; оборудования для тушения пожара; уст­ройства для впрыскивания холодной воды и контрольно-измери­тельной аппаратуры.

Камеры периодического действия, работающие на предприя­тиях, имеют различные конструкции. Они отличаются системой цирку­ляции воздуха (с верхним расположением канала, с верхним и нижним расположением канала, с циркуляцией воздуха только в зоне термообработки), габаритными размерами в зависимо­сти от размера и числа закаливаемых плит и др. В настоящее время применяют камеры термообработки, в которых плиты располагаются горизонтально. По системе циркуляции камеры с горизонтальным размещением плит можно разделить на два типа.

В камерах первого типа циркуляция воздуха осуществля­ется полностью в рабочей зоне. Встроенный в нижней части ка­меры вентилятор направляет воздух через нагреватель и ниж­нюю половину закалочной вагонетки с плитами, а через верх­нюю половину воздух

Рис. 9.23. Камера термообработки периодического действия:

1 – электродвигатель; 2 – вентилятор; 3 – трубопровод теплоносителя;

4 – форсунка свежей воды; 5 – люк-лаз; 6 – воздухонагреватель;

7 – вагонетка с плитами; 8 – шиберная заслонка; 9 – дверь 2-створчатая;

10 – противовзрывной клапан

возвращается к вентилятору. В камерах второго типа имеется верхний циркуляционный канал, образо­ванный горизонтальной перегородкой, разделяющей камеру. В нижней части (рабочей зоне) располагается вагонетка с пли­тами и воздухонагреватель. Вентилятор подает воздух через нагреватель и через плиты на вагонетке. Возврат воздуха про­изводится через верхний канал. В некоторых случаях устраи­вают дополнительный подпольный канал. Применение направ­ляющего канала создает более благоприятные условия для получения организованного равномерного потока горячего воз­духа, необходимого для термообработки.

Познанский институт технологии древесины (Польша) исследовал характер распределения потока воздуха в поперечном се­чении камеры. Проведенные измерения скорости воздушной струи в камере первого типа показали разнородность потока воздуха в различных точках. Были выявлены колебания скоро­сти в пределах 0,55–4,05 м/с при теоретически предполагаемой 3–5 м/с. В камере второго типа поток воздушной струи ока­зался значительно равномерней и скорость находилась в пре­делах 5–6 м/с. Обеспечение нормальной скорости (примерно 5 м/с) при температуре термообработки 165°С и равномерности ее по всему потоку воздуха – важное условие ведения технологиче­ского процесса. Несоблюдение этого условия приводит к по­жару.

В современной камере периодического действия закалку плит осуществляют при температуре 160–170 °С.

Для плит, пропитанных маслом, температура должна быть снижена, так как в результате экзотермической реакции масла во время за­калки температура в камере повысится.

Продолжительность термообработки, рекомендуемая ВНИИдревом, составляет, ч: для обычных плит толщиной 2,5мм – 3,0–3,5; 3,2 мм – 3,5–4,0; 4 мм – 4; для плит, пропитанных смесью таллового масла с сиккативом (при температуре термообработки 145–150 °С); толщиной 2,5 мм – 4,5–5,0; 3,2 мм – 5,0–6,0; 4 мм – 6.

Шведской фирмой «Флэкт» созданы камеры непрерывного действия, получившие название «ротиформ» (рис. 9.24).

Эта ка­мера обрабатывает плиты с максимальными размерами 2,4×7,2 м. Вместимость барабана, имеющего диаметр 8–15 м, со­ставляет около 1000 шт. плит. Производительность камеры при толщине обрабатываемых плит 3 мм – 500 шт. в час.

Рис. 9.24. Камера термообработки непрерывного действия:

1 – нагревательная батарея; 2 – загрузка древесноволокнистых плит; 3 – этаж об­служивания камеры; 4 – ротор; 5 – древесноволокнистые плиты; 6 – обшивка камеры; 7 – привод ротора и тормоз; 8 – вентилятор; 9 – место разгрузки; 10 – привод вентиля­тора; 11 – фундамент; 12 – роликовая опора

9.5.3. Увлажнение плит. Древесноволокнистые плиты – пористые тела. Высушенные, находясь в горячем состоянии после пресса или камер термообработки, они начинают адсорбировать пары воды из окружающего воздуха. Если эти плиты уложены в плотный пакет, их края поглощают воду в большей степени, что приводит к увеличению линейных размеров плит в перифе­рийной зоне. В результате возникновения значительных внутрен­них напряжений образуется волнистость.

Для придания плитам формоустойчивости необходимо осуществление акклиматизации, заключающейся в увлажнении при одновременном остывании плит.

Для увлажнения плит применяют увлажнительные машины и камеры. Машина состоит из трех пар валов, уста­новленных над ванной, наполненной водой.

Нижние валы облицованы перфорированной резиной, посредством которой вода из ванны попадает на поверхность плиты. Вода перемещается в выемках резиновой облицовки. Кромки выемок прилегают к плите, и вода впрессовывается в волокнистую плиту. Количе­ство влаги, проникающей в плиту, зависит от состояния самой плиты, давления валов, величины и количества выемок, упруго­сти резиновой оболочки. Температура вводимых в машину плит 60°С. В настоящее время увлажнительные машины заменяют камерами увлажнения, так как они позволяют достичь более хороших результатов по равномерности и степени увлажнения.

Увлажнительная камера (рис.9.25) представляет собой ка­меру проходного типа.

Рис. 9.25. Увлажнительная камера:

1 – вентилятор; 2 – зона подачи воды и пара; 3 – вагонетка с плитами;

4 – фильтр-распылитель; 5 – ворота камеры

Она рассчитана на одновременное разме­щение двух-трех вагонеток Камера изготовлена из железобе­тона. Внутри, в верхней части ее предусмотрен воздушный ка­нал. Движение воздуха осуществляется осевым вентилятором. В камеру подводят воду и пар для поддержания температуры 65°С и влажности 95%.

Для механического передвижения ва­гонеток в камере предусмотрено специальное устройство.

Принцип действия камеры следующий: заполненные пли­тами вагонетки транспортируют в камеру. Температура плит перед загрузкой в камеру должна быть ≤60 °С. Двери закры­вают и включают вентилятор, который установлен в верхней части камеры. Вентилятор приводит в движение воздух, на­правляя его по воздуховоду через направляющую в нижнюю часть камеры, где находятся вагонетки с плитами. В воздухо­воде установлены распыляющие наконечники водо- и паропро­водов. Воздух, протекая по воздуховоду, увлекает с собой рас­пыленные воду и пар, за счет чего нагревается и увлажняется.

Пар подается с давлением 1,0 МПа. По пути движения воздуха в канале установлен фильтр из гофрированных листов, который очищает воздух от загрязнений и одновременно служит доба­вочным распылителем. Плиты подвергают увлажнению около 6–8 ч. Затем переднюю вагонетку выгружают из камеры, а вместо нее заводят новую. Регулирование температуры и влажности в камере автоматическое.

В Швеции создана барабанная увлажнительная камера типа «Ротиформ», аналогичная по своей конструкции камере термо­обработки. Фирма рекомендует устанавливать их вместе в еди­ной линии термообработки и увлажнения древесноволокнистых плит.