Волынский ТКМиП

193

Глава 10. Использование вторичного сырья фанерного производства

Фанерное производство, несмотря на внедрение прогрессивной техники и технологии, остается материалоёмкой отраслью промышленности. Затраты на сырье в отрасли составляют 60% себестоимости продукции, а удельный вес дре- весных отходов превышает 50%. Использование этих отходов происходит дале- ко не самым оптимальным образом. Основная масса используется на топливо, а часть просто вывозится в отвалы.

Опыт передовых предприятий в России и за рубежом показывает, что сущест- вует множество способов рационального и комплексного использования древес- ного сырья в полном его объеме с получением десятков наименований продук- ции, пользующейся спросом в самых различных отраслях промышленности и сферы потребления.

10.1. Классификация и характеристика отходов

Вторичное сырье фанерного производства (табл.10.1) классифицируется по следующим признакам:

1)по структуре - крупномерные, кусковые, мягкие;

2)по наличию коры - из окоренного или неокоренного сырья;

3)по породному составу - хвойные, твердолиственные, мягколиственные и смешанного состава;

4)по влажности - влажные (более 12%) и сухие.

10.1.Максимальные размеры древесных отходов, мм

Наиболее предпочтительные размерно - качественные характеристики с точки зрения использования имеют крупномерные отходы, которые сохраняют все свойства природной древесины и основные размеры сырья. Наибольший интерес представляют карандаши и отструги, не имеющие коры.

Кусковые отходы отличаются большим видовым разнообразием и неопреде- ленностью размеров. Они могут содержать кору до 35 % либо отвержденную смолу (до 15%) в обрезках фанеры. Преимущества этих отходов - в стабильности толщины, в сравнительно большой длине. Шпон-рванина, кроме того, представ- ляет наиболее здоровую периферийную часть ствола.

194

Ценность мягких отходов - в том, что их можно использовать без доизмель- чения, а иногда и без сушки (древесная пыль, опилки при обрезке фанеры).

Наиболее специфическим вторичным сырьем является кора, которая не вошла в классификационную таблицу. Она содержит не только кору и луб, но и до 3 - 4% древесины периферийной части ствола. При этом кора имеет и особые хи- мические свойства, различные у разных пород древесины.

Общие ресурсы отходов в фанерной и спичечной промышленности потенци- ально составляют 56,6% перерабатываемого сырья, из них крупномерные при- мерно 32%, кусковые 60% и мягкие 8%. Отходы окорки не входят в баланс дре- весины, их объем оценивается примерно в 12,5% общего объема сырья.

10.2. Переработка и использование крупномерных отходов

Крупномерные отходы являются наиболее ценным вторичным сырьем в про- изводстве шпона и фанеры. Их переработка возможна в товарный шпон путем долущивания или дострагивания сортиментов, в технологическую щепу путем измельчения в рубительных машинах, в технологическую стружку - в стружеч- ных станках, в упаковочную стружку - в древошерстных станках, а также в пи- лопродукцию и товары народного потребления - на станках общего назначения.

10.2.1. Переработка отходов в товарный шпон

От 3 до 6% сырья могут составлять некондиционные кряжи и чураки, отбра- кованные по наличию ядровой гнили или загнивающего ложного ядра, что пре- пятствует их лущению в станках, оснащенных обычными кулачками. Для тако-

го сырья разработаны методы центровки в лущильных станках специальными зажимными элементами - планшайбами, которые передают осевое усилие со шпинделей на периферийную, здоровую часть чурака. Диаметр планшайбы дол- жен быть не менее диаметра чурака. Для обеспечения нормального процесса лущения на суппорте станка установлена выносная траверса с лущильным но- жом, длина которого меньше длины чурака, а по концам траверсы и ножа закре- плены подрезающие ножи.

Рис. 10.1. Схемы лущения чурака с гнилью в начальный (а) и конечный (б) моменты обработки:1 - подрезающие ножи, 2 - шпиндель, 3 - зажимной элемент, 4 - чурак, 5 - суппорт, 6 - гниль, 8 - лущильный нож, 9 - карандаш.

При лущении подрезающие ножи производят опережающее перерезание волокон - вырезают канавки, глубина которых равна толщине шпона. Лущение ведут до такого диаметра карандаша,

при котором на нем остается кольцо здоровой древесины минимальной толщины, а сам ка- рандаш имеет вид катушки. Опыт показал, что

величина смещения лезвия лущильного ножа и выносной траверсы от корпуса ножедержателя должна составлять 140 - 150 мм, длина торцовых шайб - 90 - 100 мм, а наименьшая толщина кольца здоровой

195

древесины карандаша - 10 - 15 мм. При этом способе получают неформатный шпон из-за уменьшенной длины зоны лущения .

Значительный эффект в использовании некондиционного сырья дает исполь- зование бесшпиндельных лущильных станков. Наилучшие результаты они дают при долущивании карандашей (см. рис.4.6). Долущивание карандашей возможно и на малых лущильных станках типа СпЛУ. Перед этим они распиливаются на три или две заготовки. Долущивание позволяет уменьшить диаметр карандашей с 80 - 100 мм до 45 - 70 мм и получить дополнительно от 0,2 до 0,6 м3 шпона на каждые 100 штук карандашей длиной 0,8 м.

Заслуживает внимания способ, разработанный в Японии, который состоит в том, что карандашам на специальном станке путем строгания сначала придаётся шестигранная форма. Затем семь таких брусков специальным клеем склеивают в блок, имеющий форму чурака, пригодного для лущения на обычном лущильном станке.

В производстве строганого шпона самым ценным вторичным продуктом яв- ляются отструги твердолиственных пород, максимальные размеры которых мо- гут составлять до 3000 х 300 х 70 мм. Для получения из них дополнительного шпона существует несколько способов.

Первый способ предусматривает крепление отстругов на столе шпоностро- гального станка специальными крюками толщиной 7 - 8 мм, что позволяет обес- печить их строгание с толщины 60 - 70 мм до толщины 15 - 20 мм. Второй спо- соб связан с реконструкцией станка, на котором устанавливается плита с систе- мой присосов и манжетами. Включение вакуум - насоса создает разрежение, и отструги плотно прижимаются к столу с усилием 100 - 150 кН, после чего могут строгаться до толщины 5 - 10 мм. Третий способ основан на соединении не- скольких отстругов в один блок с помощью деревянных нагелей или специаль- ным клеем. Соединение на клею более перспективно, так как дает более высокий выход шпона, и более безопасно, чем при использовании нагелей. Клей КМ - 2 на основе смолы СМ 60 - 08 обеспечивает склеивание древесины влажностью до 80 - 90%. Он наносится на обе склеиваемые поверхности в количестве 200 - 250 г/м2. Количество отстругов в блоке определяется средней высотой ванчеса и возможностями оборудования. Блоки склеивают в струбцинах при совмещении операций склеивания и гидротермической обработки при давлении не менее 0,17 МПа. После этого блоки обрезают с четырех сторон с целью образования доста- точно ровной плоскости прилегания блоков при их креплении в станке. Выход строганого шпона из склеенного блока составляет 50 -56 %.

10.2.2 Переработка отходов в технологическую щепу

ГОСТ 15815 - 83 предусматривает следующие марки щепы в зависимости от ее назначения:

Ц-1 для производства сульфитной целлюлозы и древесной массы, предназна- ченной для изготовления бумаги с регламентируемой сорностью;

Ц-2 - то же для бумаги и картона с нерегламентируемой сортностью и для производства сульфатной и бисульфатной целлюлозы, предназначенной для изготовления бумаги и картона с регламентируемой сорностью;

Ц-3 - для производства сульфатной целлюлозы и различных видов полуцел-

196

люлозы, предназначенной для изготовления бумаги и картона с нерегла- ментируемой сорностью;

ГП-1 для производства спирта, дрожжей, глюкозы и фурфурола;

-

ГП-2 для производства пищевого кристаллического ксилита;

-

ГП-3 для производства фурфурола и дрожжей при двухфазном гидролизе;

-

ПВ - для производства древесноволокнистых плит; ПС - для производства древесностружечных плит.

Показатели качества щепы зависят от её марки (табл. 10.2 ).

10.2. Показатели качества технологической щепы.

Для плитного производства можно использовать все лиственные породы или их смесь с хвойными в любом соотношении. ЦНИИФ рекомендует двухпоточ-

ную технологию переработки крупномерных отходов фанерного производства

(рис.10.2).

Рис.10.2. Схема переработки крупномерных отходов на технологическую щепу: 1 , 2 , 3 - конвейеры для отходов, 4 - колун, 5 - поперечные конвейеры, 6 - сбрасыватели, 7, 8 - дисковые рубительные машины; 9, 10 - гирационные сортировки для щепы, 11 - кон- вейер для кондиционной щепы, 12 - конвейер для крупной фракции, 13 - конвейер для мелкой фракции, 14 - бункер-накопитель кондиционной щепы, 15 - пневмоустановка для некондиционной фракции.

197

В первом потоке в щепу перерабатываются отходы с участка раскряжевки и отбраковки чураков, а во втором - карандаши. Схема предусматривает полную механизацию переместительных операций, непрерывность процесса, возмож- ность переключения подачи отходов с одного потока на другой, доизмельчение крупной фракции.

Наиболее характерным недостатком участков измельчения древесины являет- ся несоответствие характеристик оборудования размерно - качественным осо- бенностям используемых отходов. Для крупномерных отходов фанерного про-

изводства обязательной операцией является раскалывание отрезков кряжей и чураков в случае недопустимого для рубительных машин диаметра, внутренней гнили, трещин и включения металла. Характеристики дровокольных станков отечественного производства даны в табл.10.3.

10.3 Технические характеристики дровокольных станков.

В отличие от других станков колун ДО-20 работает по принципу тангенци- ально - радиального деления. Число получаемых частей при этом равно числу ячеек сменной делительной головки. Для раскалывания бракованных чураков, имеющих длину 1,6 - 1,9 м, то есть более указанной в таблице для всех марок колунов, можно применять станки марок К-131 и 10-32 фирмы “Raute”, обеспе- чивающие раскалывание чураков длиной 2,5-3,2 м, или предусматривать пред- варительный поперечный раскрой чураков про длине.

Для измельчения отходов в фанерном производстве рекомендуются машины с наклонной подачей МРН-25 и подобные, а также машины фирмы “Кархула”. Машины с горизонтальной загрузкой можно использовать для измельчения ка- рандашей. Для переработки больших объемов и при отсутствии дровокольных станков эффективны машины МРН-50 и МРН-100, имеющие большое проходное окно. Для доизмельчения крупной фракции щепы рубительные машины марок МРГ или МРН можно оборудовать дополнительным патроном и повысить вы- ход кондиционной фракции на 6 - 8%.

198

Для фанерной отрасли наибольший интерес представляет рубительная маши- на МРНП-40-1, имеющая лучшие показатели по энерго- и металлоемкости и за- нимаемой производственной площади. Она имеет практически безударный вы- брос щепы из зоны рубки и снабжена шумопоглощающими устройствами. Для

маломерного сырья типа обрезок и отторцовок представляет интерес роторные рубительные машины МРБ-04 и фирмы “Raute”.

Перед подачей щепы на сортировку целесообразно иметь небольшие бункера с дозаторами. Это позволит избежать переполнения сит и проваливания части щепы на среднее сито без сортирования. Хранение готовой кондиционной щепы осуществляется в вертикальных бункерах или на специальном механизирован- ном складе, разработанном в НПО “Научфанпром” с производительностью шне- ковых питателей до 40 пл.м3/ч и вместимостью 2800 м3.

10.2.3. Переработка отходов в технологическую и упаковочную стружку.

Для предприятий, имеющих собственный цех стружечных плит, возможна пе- реработка отходов, не имеющих коры ( в основном карандашей), не в щепу, а непосредственно в стружку. Для этого требуется распиловка карандашей на мерные отрезки, создание буферного запаса, измельчение заготовок в стружку на стружечных станках, складирование полученной стружки и дозированная выда- ча ее в производство плит (рис.10.3).

Для стабильной работы стружечных станков необходим не менее чем одно- сменный запас мерных заготовок на конвейере - накопителе. Для поштучной подачи заготовок удобен трехсекционный цепной питатель со скоростями дви- жения цепей соответственно 4,5; 6,5 и 8,5 м/мин. При достаточных запасах заго- товок в накопителях их подготовка может проводиться в одну - две смены. Ре- комендуемые марки стружечных станков - ДС-6 и ДС-8.

Рис. 10.3. Схема переработки

крупномерных отходов в технологическую стружку: 1, 2 - конвейеры для отходов, 3 - пила для разделки карандашей, 4 -колун, 5 -поперечные конвейеры, ; 6 - сбрасыватели, 7, 8 -конвейеры-накопители заготовок, 9, 10 - стружечные станки,11,12 - конвейеры для готовой стружки, 13,14 - бункеры накопители стружки.

Фанерные предприятия, не имеющие плитного производства, эффективно ис- пользуют крупномерные отходы для выработки упаковочной стружки (древес- ной шерсти), которая представляет собой материал в виде тонких длинных лент, полученных путем строгания древесины вдоль волокон. Согласно ГОСТ 5244-79 толщина стружки составляет от 0,05 до 0,5 мм, ширина от 1,5 до 9 мм и длина от

199

200 до 530 мм. Содержание стружки длиной менее 200 мм не должно превышать 10%, а менее 50 мм - не более 2%. Стружка должна иметь цвет и запах здоровой древесины, не содержать посторонних примесей, коры, гнили и плесени. Мак- симальная влажность стружки - 20-22%.

Технологический процесс получения упаковочной стружки состоит из под- сортировки отходов, разделки по длине, раскалывания отходов большого диа- метра, строгания на древошерстном станке, сушки и упаковки продукции

(рис.10.4).

Наиболее подходящим сырьем является заболонная древесина с минимальным количеством сучков, а также древесина мягколиственных пород (осина, липа, ольха). Раскалывание производят с учетом того, что максимальная ширина по- верхности строгания должна быть не более 340 мм. Основным оборудованием для изготовления упаковочной стружки является древошерстный станок СД-3 и его модификации СД-3М и СД-4А с возвратно - поступательным движением но- жевой плиты (табл.10.4). Режущим органом являются строгальные и делитель- ные ножи. Коэффициент полезного выхода составляет 0,75 - 0,8.

Рис. 10.4. Схема переработки крупномерных отходов в упаковочную стружку: 1, 2 - конвейеры для отходов, 3 - пила для разделки отходов, 4 - колун, 5 - поперечные кон- вейеры, 6 - сбрасыватели, 7 - площадка для запаса отходов, 8 - древошерстный ста- нок, 9 - сушилка, 10 - киповальный пресс, 11 - склад продукции.

10.4. Характеристика древошерстного станка СД-4А:

Для сушки упаковочной стружки применяют несколько типов сушилок. Наи- более совершенной является тоннельная сушилка непрерывного действия, ос- нащенная сетчатым транспортером, захватывающим стружку непосредственно у станка. После сушки производится кипование стружки в тюки с обвязкой вис-

200

козным шпагатом. Станок ПК-4А (табл.10.5) имеет сигнализацию об окончании или обрыве шпагата и систему учета продукции.

10.5. Характеристика станка для кипования стружки ПК-4А:

10.2.4. Переработка отходов в пилопродукцию и товары народного потребления

По качеству древесины крупных отходов на первое место следует поставить горбыли, получающиеся при продольном раскрое кряжей твердолиственных по- род на брусья и ванчесы. Они содержат наиболее здоровую молодую древесину с минимумом пороков. На втором месте находятся отструги, обычно содержащие сердцевину ствола с низкими механическими свойствами. Наиболее значимая по объему часть отходов - карандаши отличается правильностью формы, но низким качеством древесины, как наиболее старой части ствола, склонной к тому же к загниванию. Выбор направления переработки отходов должен учитывать эти особенности древесины.

Из крупномерных отходов на фанерных предприятиях можно вырабатывать свыше 30 различных видов пилопродукции. В наибольшем объеме вырабатыва- ют штакетник, тарную дощечку, черновые мебельные заготовки, брусковые де- тали различного назначения а также штукатурную дрань, черенки для лопат, ин- струментальные ручки, толкушки и т.п. Из отходов на эту продукцию в основ- ном используют карандаши, отструги и горбыли.

Наибольшим спросом из этой продукции пользуется штакетник и тарная до- щечка. Штакетник (ОСТ 13 - 1 - 78) представляет собой дощечки для обустрой- ства решетчатых заборов и других хозяйственных нужд. Он разделяется на стро- ганый, дощатый и горбыльный. Строганый штакетник - дощечки прямоугольно- го сечения, строганые с 4 сторон. Один конец штакетника должен иметь декора- тивную обработку. Дощатый штакетник - материал определенного сечения и длины с пилеными поверхностями. Горбыльный штакетник имеет сегментное или трапецеидальное сечение в зависимости от того, выпилен он из периферий- ной или средней части карандаша (табл.10.6).

10.6. Размеры штакетника, мм

201

Тарную дощечку предприятия выпускают обычно в комплектах, ориентиро- ванных на тот или иной вид ящика. В комплект могут входить планки дна, до- щечки торцовых и боковых стенок, трехгранные планки. Для некоторых типов ящиков возможно применение дощечек толщиной от 4 мм. Влажность древеси- ны должна быть не более 22%.

Организация труда на участке переработки карандашей на штакетник зависит от объемов производства. Для снижения трудозатрат следует использовать по-

точную схему с максимальной механизацией переместительных операций

(рис.10.5)

Рис.10.5. Схема переработки на штакетник: 1 - конвейер для карандашей, 2 - сбрасыватель, 3 - поперечный цепной конвейер, 4 - конвейер-накопитель, 5 - питатель, 6 - многопильный станок, 7 -скат, 8 - конвейер- накопитель штакетника, 9 - упаковочная площадка.

Схема предусматривает создание запаса карандашей в накопителе, откуда с помощью питателя они бесперебойно поступают в многопильный станок.

При переработке карандашей на тарную дощечку и черновые мебельные заго-

товки на некоторых предприятиях в линии используют сначала брусовочный станок для получения двухкантного бруска, а затем многопильный для получе- ния дощечек заданной толщины. После этого пакеты дощечек раскраиваются по длине, поступают на сортировку и упаковку. При такой схеме горбыльки, обра- зующиеся на брусовочном и многопильном станках, можно использовать как штакетник.

При переработке карандашей на четырехкантные бруски можно использовать продольно-фрезерный станок с механизмом подачи, переоборудованным для за- готовок круглого сечения. При строгании 5 мм на сторону можно получить за один проход декоративные тупокантные бруски для использования в строитель- стве и отделке интерьеров. На делительном станке карандаши можно распили- вать на прокладки для собственных нужд предприятия.

Наряду с серийным оборудованием общего назначения находят применение и специализированные станки. Для продольной распиловки карандашей наиболь- ший интерес представляют станки ТДС-1 и ТДС-5М. В зарубежной практике из

крупномерных отходов хвойных и лиственных пород в основном вырабатывают черновые мебельные заготовки с использованием для этой цели ленточнопиль- ных станков. Например, фирма “Иточу” (Япония) выпускает специальную авто- матическую линию для переработки до 800 - 900 шт. карандашей в час на заго- товки сечением 20 х 20 мм. Линия включает два ленточнопильных делительных