中纤板的强度和性能,主要取新局面于热压后纤维在板材中重新结合的情况,这与木质纤维被分离的状态有直接关系。对高质量的中纤板而言,热磨后的木质纤维是柔软细长、粗细均匀的。这样的纤维首先与木质原料的树种有很大的关系,但是对同一树种的原料应如何判断纤维质量的好坏呢? 1.1纤维的分离度合适
纤维分离度是指木片原料经热磨解纤后纤维的分离程度。生产工艺要求解纤后的纤维能保持较为完整的形态,细胞壁很少损伤,纤维粗细度在0.2mm以下,呈细长状。纤维的分离度可以用测定纤维浆料滤水度的方法来判定。生产实践中纤维的滤水度控制在20~25s较为合适。 1.2纤维的粗细均匀
解纤板纤维的大小、长短、粗细纤维的配比也是衡量纤维质量的重要指标。分离
质量好的纤维,干燥后拿在手中感到柔软有弹性,看不到纤维的明显粗细不匀。纤维中的粉状物、树皮含量要少。如果纤维分离过细,细小纤维和粉状物太多,不仅会使胶黏剂的耗量增加,而且对于干燥、成型、热压工序都会产生不良影响,影响板坯预压和热压时的排气性能。 2纤维质量对中纤板质量的影响
2.1粗细不匀的纤维制成的中纤板不利于二次加工
如果纤维过粗,在其管道施胶、干燥过程中胶黏剂不能渗透到纤维内部,因此砂光后板面上呈现浅色粗条,易吸湿。特别是空气湿度较大时,砂光后不久就会看到板面粗糙,不够光滑,对于油漆打底或浅色纸贴面极为不利。粗纤维过多的中纤板不利于开槽、镂铣、雕花等机械加工,加工面不光滑,有色差,在进行贴面、油漆加工时难以达到较高的质量要求。 2.2粉状物或树皮过多影响板材质量
纤维中的粉状物、树皮含量过多时,板面易出现胶斑、黑点,板材内部物理力学性能波动大,容易出现内部小面积分层或松软缺陷。
使用质量不好的纤维生产的中纤板,在产品质量上难以达到用户要求,在市场上的销售价格要比正常板下降10%~30%。如果我们都能把握好解纤的质量,再加上其他的工艺措施,就可用同样的资源做成更高档次的中纤板,那么整个中纤板生产行业的增值效益将是可观的。 3如何改善纤维的质量 3.1对原料的要求
1)木片规格要合格:切削木片要求大小合格、均匀、平整,木片过大、过小、过厚都对解纤不利,木片长度以25±5mm最佳,木片的厚度不宜超过5mm。木片
中不得混入金属、砂土等杂物。
2)树种的搭配要合理:针叶树如马尾松,木纤维软细长,纤维得率高,但该树种生长慢,采伐量受到限制。阔叶树种类繁多,统称杂木,木质软硬差异大。速生树种如杨树、桉树等生长速度快,树种单一,但纤维得率较低。
目前南方较多的生产线是单独使用马尾松或马尾松与杂木桉比例搭配使用。如果是两个树种混合使用,要求木片树种组成比例相对稳定,不宜经常变化,只有这样生产工艺参数才能更科学合理。速生林木料尽量单用,不要与天然林木料混用。 3)空心材要控制使用:热磨腐朽材不能得到合格的纤维,得到的是粉未;在解纤过程中易堵塞磨片齿沟,使热磨机解纤质量下降;干燥过程中容易造成火星报警,不利于成型、热压。空心材的树皮含量比例大,往往带有一小部分腐朽材,因此空心材要控制搭配使用,不要集中单独使用。
4)铁块、砂土等杂物要清除:木片在进入热磨机预蒸煮仓或水洗之前,必须经过筛选和除铁工序,以清除夹杂在木片中的铁块、砂土等杂物。 3.2解纤设备对纤维质量的影响因素
热磨机是中纤板生产线的关键设备,其功能就是将木片原料分解成纤维。因此解纤质量的好坏,热磨机工作性能是最重要的影响因素。总的来说,好的热磨主机都要有足够的功率,动盘的动平衡精度高且运行稳定;带动动盘直线运动的快速系统和微动系统工作可靠,精度高;主轴总成的润滑系统和水封系统的在设定的蒸汽压力下运行可靠;主轴总成承受轴向负载的能力强等。无论是进口热磨机还是国产热磨机,只要能满足热磨主机的这些基本要求,都应能生产出高质量的纤维来,其中在生产中能否正确操作使用是关键。
1) 木塞进料机对解纤质量的影响:热磨机的木塞进料机的作用,是将木片输
入到蒸汽压力0.8MPa的蒸煮缸中,要将木片挤压成木塞,在封堵住蒸煮 缸中的蒸汽防止反喷的同时向缸内输送木片。在形成木塞的过程中,在机械力的作用下使木片挤 压、破碎、变形,同时木片中的大部分水分并连带部分碎屑被挤出,从螺旋外壳底部小孔流入池中。这种挤出水是中纤板生产过程中的主要水污染源,必须经过污水处理达标后才能排放或将污水全部烧掉实现零排放。经过适度挤压破碎的木片对蒸煮是十分有利的。
在木寒进料机工作时,我们希望能够形成松紧适度的木塞。木塞形成太紧,功率消耗大,螺旋外壳易磨损,使用寿命降低;而木塞太松,蒸汽易反喷,木片挤压力不足,对解纤不利,因此好的热磨机的反喷系统能自动调节形成松紧合适的木塞。
2) 调整好动盘、定盘的平行度:多年的生产实践证明,动盘、定盘的平行度明显的直接影响解纤的质量。目前的热磨主机从蒸煮 缸出料送到磨室体有2种方式:一种是直接从输出螺旋出料进入磨室体。这种输送方式,因受蒸煮缸热膨胀的影响极易使动盘、定盘的平行度发生变化。另一种是从蒸煮缸的输出螺旋把木片送到带状辊旋,再用带状螺旋将木片送入磨室体。带状螺旋与输出螺旋之间用膨胀节隔开,陈煮缸热膨胀影响不到磨室体,因此动盘、定盘之间的平行度比较稳定。对于前者,热磨机每次换磨片时均应检查调整平行度;对于后者,虽然动盘和定盘的平行度比较稳定,但热磨机在运行过程中还会有一些因素要影响到平行度的变化,因此也要定期检查和调整平行度。
热磨机的动盘、定盘平行度的误差值应该控制在一个合理的范围内。在25年前美国Kopprr公司制造的42-CP热磨机给出的指标是不超过0.003in(0.0762mm)。根据长期使用热磨机的经验,笔者认为将热磨机动盘和定盘的平行度偏差值定为
0.1mm较为合适。
3) 磨片的正确选择和安装:热磨机的磨片是决定纤维分离质量最关键的因素之一,同时又是热磨机最主要的易损件。在选择磨片时,除了要考虑磨片的材质是否耐用,磨片表面磨得光不光,动磨片的平衡精度高不高,所选的齿型是否能满足纤维的产能外,笔者认为还要着重考虑以下几个因素:
(1) 齿沟形状:磨片齿沟是连续正常解纤的需要,没有齿沟就不能连续解纤,齿光沟一旦堵塞就会使解纤不正常,所以齿沟的断面形状要保证物料不断进出,进行搓挤解纤。因此,要求齿沟断面不就百矩形的,而应是朝运转方向有坡面,其与磨片表面夹角约105~110°,并且齿沟表面应较光滑。
(2) 磨片的边部拼接:拼接的磨片边部要保证磨片与磨片交接面在精磨区至少有2处以上齿与齿相接,否则将有粗纤维漏出。磨片在冷态安装时,要保证磨片之间有0.2~0.3mm均匀间隙,绝不可太大或太小。
(3) 磨片的安装:磨片安装时,要将动盘、定盘表面清理干净,做到磨片安装的平、匀、紧。
平:在干净的磨盘上放上磨片,各磨片精磨区的高度要一致,要用平尺检查磨片之间的高低,不可超过0.05mm。相差太大可能是磨片厚度超差,这种超差会影响新磨片使用初期的纤维质量。磨片放在磨盘上应该是平的,用手敲击任一个方向不能有松动声,否则就是盘面或磨片变形,这样的磨片不可使用。
匀:磨片与磨盘之间的间隙要均匀,不能将间隙集中在几个磨片,否则粗纤维就有通道了。
紧:磨片的外圆定位面要靠紧磨盘,位置确定后紧固。紧固时要均匀用力拧紧,拧紧的力距应适当,M14的不锈钢螺栓为150N.m,M16不锈钢螺栓为180N.m。螺
栓与垫片在使用前必须检查是否有变形,如有变形必须更换。 3.3选择合理的热磨工艺
热磨解纤工艺包括的内容较多,其中一些是设备本身要求的工艺参数,如机械密封水的压力、流量;主轴总成润滑系统的油温、油压等。这些参数在热磨机出厂时都已设定好了,操作工不能随意更改。生产中要设定的是对解纤影响较大的工艺参数,如蒸汽压力和蒸煮时间(由料位高低来控制)。
目前,大多数工厂都采用饱和蒸汽。考虑到解纤后,含水率较高的纤维要以一定的速度从喷浆管中喷出,这样既有利于胶黏剂与纤维均匀混合,又使纤维离开喷浆口时能足够的扩散,有利于干燥和降低胶耗,蒸汽压力一般选择0.75~0.85MPa。在这样的蒸汽压力下,相应的温度约是150~160℃。蒸煮时间过长纤维颜色发暗,手感发刺,板的物理力学性能下降;蒸煮时间过短,解纤功率消耗大,粗纤维、皮状纤维多,所以要根据原料的种类和原料形态设定适当的蒸煮时间。热磨机投料后,应根据原料的情况逐步调整蒸煮缸料位的高度,从而得到合理的蒸煮时间。 4如何在纤维中添加砂光木粉
目前,有不少工厂将部分砂光木粉渗入到纤维中压板,采用这种工艺应十分慎重,并要严格控制。其实这种工艺早在20世纪90年代初美国的梅德福工厂就已采用,而且生产出的板材质量很好。将砂光木粉掺入到纤维中做原料可提高木质原料的利用率,降低生产成本,但是为达到这个目的应注意以下几点:
1) 解纤质量要好,砂光木粉明显粗杆,并对掺入到纤维中的砂光木粉要经过筛选,把砂光木粉中的一些小块状边条和其他异物去除掉。
2) 砂光木粉本身是无法施胶的,它是靠与施胶的纤维充分混合接触的时候沾上胶的,因此砂光木粉的加入点应在干燥系统的喷浆口处。
3) 砂光木粉的加入量必须有所控制,一般不超过砂光量的20%。 4) 采用质量较好的砂带,以减少砂光木粉单位体积中碳化硅的含量。 5) 因为机械铺装是依靠抛散辊的作用将纤维抛撒在成型带上的,掺有砂光木粉的纤维在抛散辊的抛撒过程中不能均匀分布,这样铺成的板坯在其上表面被扫平辊刮去一部分后,经过热压成型的毛板,在砂光之后板的两面往往有色差、胶斑等缺陷,而抛散辊的调整又很困难,所以在机械铺装的生产线上不宜使用砂光木粉。
砂光木粉掺在纤维中压板如控制不好,将使中纤板的使用性能大大降低,板内的局部缺陷过多,板的含砂(碳化硅)量大大超标,明显影响板材的深加工。某些生产厂用添加砂光木粉来排盖解纤质量的缺陷,但是在板材使用过程中这些缺陷将会暴露无遗,致使这些中纤板成为劣质板,对企业来说得不偿失。
改善纤维质量是提高中纤板质量的重要措施,这个问题解决得好就会给板材质量上档次提供最基本的条件,如果再有好的成型、热压、砂光工艺和设备,就一定能做出高档次的板材,即使在不提高产量的情况下也能获得较高的经济效益。(来源:中国人造板 作者:陆懋圣)
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