纤维板生产工艺

第二节板坯预压及输送一、板坯预压（一）板坯预压的目的板坯预压是指，在室温下将松软的板坯压缩到一定的密实程度。铺装好的板坯结构疏松，纤维间隙内充满空气，不利于输送和热压，通过预压可达到下述目的：首先是使板坯密实而具有一定的支承强度，防止运输、装板等过程中因颠簸或振动而发生断裂和边部松塌现象。其次是减小板坯厚度，以减小热压机的压板间隔，缩短柱塞长度，降低压机高度；减少热压辅助时间，提高生产率。最后是排除板坯内的部分空气，防止热压机闭合时由于大量空气冲出而损坏板坯的边缘。（二）预压工艺预压的工艺参数是压力和时间。在一定的条件下，板坯的压缩程度主要取决于预压压力。随着压力的增加，板坯厚度逐渐减小。但当压力增大到一定值时，再继续提高压力，板坯厚度减小甚微。在中密度纤维板生产中，由于板坯更蓬松，弹性更大，因此，预压的压力应该高一些。压力一般为1.8~2.0ＭＰa预压时间的长短，对板坯的最终厚度影响不大，往往由生产流水线的节拍而定，一般取10～30s。板坯预压后的密实程度可由压缩率来反映。压缩率是指：板坯预压后被压缩掉的实际厚度与铺装厚度的百分比。回弹率是指：预压后板杯回弹部分的厚度与铺装厚度的百分比。式中：λ——压缩率（%）；ψ——板坯回弹率（%）；h1——板坯铺装厚度（mm）；h2——板坯回弹后的实际厚度（mm）；h3——板坯在预压机中压缩到的最小厚度（mm）。不同的板坯，压缩率和回弹率是不同的。纤维板坯的压缩率一般为60%～75%，回弹率多在15%～30%之间。%100132hhh%100121hhh图4—25连续带式预压机示意图1．主动辊2．主压辊3．从动辊4．保压辊这种预压机多用于纤维板板坯的预压，分三部分：第一部分为引导段，用较小的倾角缓慢降低板坯厚度。第二部分为加压段，逐渐加大压力，通过液压加压。第三部分为保压段，保持压力一定时间，以减少板坯回弹。许多预压机的板坯离去端也带有小倾角，以防止板坯突然卸压时，板坯回弹过快，而吸入大量空气。二、板坯预热板坯预热，是指在热压前通过一定的方法使板坯升高到一定温度，以提高板坯的基础温度，缩短热压时间，提高热压机的生产率，改善产品的质量。板坯预热有多种形式，如热气流预热、热板预热、高频预热等。1、热气流预热采用热气流预热是指在气流铺装过程中，用热空气作铺装介质，将纤维预热，使之具有较高的基础温度。2、热板预热热板预热形同于平板式预压机预压，但其压板能加热板坯，上压板温度为75℃，下压板温度为80℃，压力1MPa，时间2min左右。3、高频预热高频预热是采用高频电场能来加热板坯的。热板预热和高频预热可同预压同步完成。常用的板坯预热方法为热板预热和高频预热。板坯预热温度不能太高，一般为70℃左右，最高不能超过80℃。否则，胶黏剂容易提前固化而失去胶合强度。三、板坯输送板坯输送是指通过一系列的运输装置，将铺装好的板坯送至预压、截断等工序，最后到达热压机中的整个过程。（一）垫板循环输送这种输送装置往往与连续式铺装机、连续式预压机及周期式多层热压机配套使用。它的前端通常为运输钢带或网带，连接铺装机和预压机。铺装机在运输带上直接铺装板坯，并通过运输带运送到预压机内完成板坯预压过程。预压后的板坯输送一般分为四段。第一段为同步运输段。由预压机的驱动电机带动，该段的运行速度与运输带的运行速度同步，故称之为同步运输段。该段的前端设有横截装置，将运行中的板坯带按要求截成一定长度的板坯，这种板坯截段装置是在板坯运行过程中将其截断的。因此，横截装置必须与板坯运输装置成一定的倾角安装。且使横截装置移动速度在板坯前进方向上的分量与输送装置的速度相等，以保证截成四边相互垂直的板坯。图4—26垫板循环输送示意图1．铺装机2．运输钢带3．预压机4．同步运输段5．板坯横截锯6．加速运输段7．等速运输段8．配垫板段9、13、16、17、19．链式运输机10．装板机11．热压机12．卸板机14．分板装置15．纤维板运输机18．垫板冷却装置第二段为加速运输段。该段自备电动机。板坯未进入该段时，它的自备电动机不工作，由第一段带动同步运行。当截断后的一块板坯全部进入该段后，触动行程开关，自备电动机启动，使该段快速运行，与后面的板坯拉开一段距离。当板坯完全脱离加速段后，又触动另一个行程开关，自备电动机停止工作，该段又恢复到原来的运行速度。第三段为等速运输段。该段配有驱动电机，其运行速度同于加速段加速运行时的速度。配备加速段和等速段能实现间断输送，有利于配垫板和装板第四段为配垫板段。该段的任务是将板坯装到垫板之上，它由垫板回送装置控制。当板坯进入第四段后，若此时回空垫板未到达配板位置，该段则停止运行。当垫板回到配板位置时，通过行程开关或其它装置控制，板坯便自动通过运输斜面与垫板配合。通过运输装置将板坯和垫板一起送到装板机的装板架上。不合格的板坯不能送入热压机，在国产板坯运输机中一般都设有翻板装置，可将不合格的板坯翻入运输机下的打碎装置内，经打碎后送回料仓。（二）无垫层热压的板坯输送这种输送方式可用于连续式铺装机、预压机和周期式多层热压机系统的板坯输送。这里所谈的无垫层热压的板坯输送，是指输送带直接将板坯送入热压机中，并且将板坯直接放置于热压板上。它既没有垫板，也没有钢带、网带和网垫。在这里可称为无垫层输送。预压后的板坯被截成一定长度后，经过板坯输送装置直接到达装板小车的运输带上。向装板小车上装板时，小车不动，小车架上的运输带载着板坯运转，当板坯到达运输带上的指定位置时，运输带停止运转。当小车架上的各层都装完板坯后，小车前进，将运输带的悬臂部分连同板坯一起送入热压机的间隔内。同时，运输带前端的铲头将已压好的板子送出热压机。小车从指定位置开始后退，与此同时，运输带按顺时针方向转动，小车后退速度和运输带转动的线速度相等，板坯处于相对静止的状态下被放置于热压板上。无垫层热压的板坯输送这种输送方式可用于连续式铺装机、预压机和周期式多层热压机系统的板坯输送。这里所谈的无垫层热压的板坯输送，是指输送带直接将板坯送入热压机中，并且将板坯直接放置于热压板上。它既没有垫板，也没有钢带、网带和网垫。在这里可称为无垫层输送。无垫层装板示意图1．装板小车；2．板坯；3．运输带；4．铲头；5．热压板四、板坯检测为了保证产品质量，不少生产线上都设置了板坯密度检测装置。有的生产线上，还装有金属物检测装置，以剔除夹在板坯中的金属物，确保设备安全。（一）密度检测检测和控制板坯的密度，旨在控制板子的密度。此装置可安装在铺装机附近，也可以安装在热压机附近。检测板坯的密度，可以通过称量板坯的质量来测平均密度，也可以通过检测板坯单位面积上的质量来检测。图4—31为检测板坯平均密度的桥式电子秤。电子秤的计量由A、B两部分组成。A、B两部分的外端，分别铰连在固定端头上，它支承全部水平质量。A、B两部分的相邻端，分别与相应的测力传感器上的敏感传力杆相接触。在A、B两部分中间的板坯质量，通过敏感传力杆传给测力传感器。控制中心收到传感器发来的信号，则将其放大显示，并能控制运输机排除不合格板坯，向铺装机发出信号，改变出料量，以控制板坯的平均密度。图4—31桥式板坯称量装置图4—32γ射线密度探测1．板坯2．网垫3、4．组成电子桥1．被测板坯2．传感器的A、B部分5．支承板3．γ辐射输出器6．链条拉钩4．二次仪表5．移动扫描架7．测力传感器8．秤锤图4—32为γ射线密度探测仪。利用该仪器，可以对板坯进行非接触式监测。γ射线密度探测仪安装在一个移动式扫描架上，通过对板坯横向扫描，测量板坯单位体积的质量。γ射线密度探测仪测得的信息输入计算机系统，调整铺装机的输送带速度以实现密度控制。（二）金属物检测对板坯进行金属物检测非常必要。金属物与设备撞击发出的火花易引起火灾，金属物还会损伤设备，因此，必须尽早发现，及时剔除。图4—33是一种金属探测器，用于检测板坯中的金属物。它由一个射频发生器和一个射频接受器组成。射频发生器是一个射频磁场，射频接受器则与之相匹配，形成一个平衡系统。当板坯中夹带着金属物通过探测器时，会破坏二者的平衡。接受器将发出信号，通过控制装置发出警报，或将夹带金属物的板坯直接排除。图4—33金属探测器1．射频发生器2．射频接收器第三节热压热压是指在一定的温度和压力作用下持续一段时间，将板坯压制成一定密度和厚度的板子的过程。热压是中密度纤维板生产中最重要的一环，在很大程度上决定了产品的质量，且反映了整个生产线的生产率。主要讨论用周期式平板压机生产中密度纤维板的生产工艺和有关设备问题。一、热压的作用和方法（一）热压的作用及影响因素中密度纤维板中的纤维之间结合，除主要靠纤维表面上的胶黏剂胶合外，还存在着纤维之间的结合力，如木素、半纤维素的胶合力，纤维素之间的氢键等作用力等。因此，热压就是创造条件，使上述结合力向最佳状态靠近，来制成我们所需要的产品。热压的基本作用就在于：提高纤维表面上的胶层温度，加快胶黏剂的固化速度，促使胶黏剂充分固化；提高木材的塑性，使板坯中的纤维相互之间紧密接触，将板坯压实到要求的厚度；排除板内的水汽。除此之外，对于中密度纤维板，热压还能使纤维之间在紧密接触下，通过木素缩合、纤维素间更多氢键的形成等，在纤维之间产生较强的结力。热压是一个很复杂的物理化学变化过程。在整个热压过程中，受到温度和压力的作用，板坯内部将发生一系列的变化，板坯的温度逐渐升高，木材产生塑性变形，水分不断蒸发，水抽提物含量增加且更多地出现在纤维表面，挥发物受热挥发，板坯的厚度逐渐减小，内部孔隙越来越少，部分空气被排除，胶黏剂进一步发生缩聚反应，由初期树脂转化为末期树脂，纤维或纤维束间结合力的生成等等，最后制成了符合工艺要求的产品。（二）热压方法热压的方法是多种多样的，可分类如下：1．据加热板坯的方法分类（1）接触加热板坯直接与热压板接触，热压板以热传导的形式向板坯传递热量。这种方法应用最多。（2）高频加热板坯处在高频电场下，靠板坯本身内部的介质加热。这种方法很少单独使用。（3）接触——高频联合加热这种方法是上述两种方法的综合，目前已有应用。（4）喷蒸加热用高温高压水蒸气喷射板坯，对板坯加热。2．据热压过程中板坯的相对运动情况分类（1）连续式热压板坯连续不断地进入热压机，在运动中受热、受压。如挤压机、辊压机和连续式双钢带压机等均属于此类。（2）周期式热压板坯定期进入热压机，在相对静止的状态下受热、受压。如单层和多层平板式压机。二、热压工艺曲线在对板坯进行热压时，必须科学合理地选择热压规程，正确地掌握热压操作工艺，才能压制出高质量的产品，并能提高劳动生产率。科学合理地选择热压规程，就是根据各种工艺条件，进行综合分析，合理地处理热压温度、压力和时间在热压过程中的变化关系，并制定出正确的热压工艺曲线。正确地掌握热压操作工艺，就是严格按照热压规程的要求去做，调整好热压的各工艺参数，以提高产品质量和产量。中密度纤维板的热压工艺曲线，就是在一定的热压温度下，压力与时间的关系曲线。由于实际生产状况不同，热压工艺曲线也是不同的，但各主要过程是不可缺少的。现举例说明周期式压机的热压工艺曲线，见图4—34。整个热压曲线大致可分为下列几个阶段：T1：装板时间。是指将板坯送入热压机的整个过程所占用的时间。T2：闭合时间。热压板由张开状态到全部闭合。此时板坯上仍未受到压力作用。T3：升压时间。压板压紧板坯后，压力升到最高预定压力Pmax。T4：保压时间。在最高压力下，保压一定时间，使胶黏剂固化。T5：降压时间。压力从最高降到零。为了避免鼓泡现象的发生，可采用分段降压法，即当压力降至某一值后，再保压一定时间，然后压力下降为零，这就是两段降压法。也可以采用三段降压法。T6：压板张开时间。热压板由闭合状态到全部张开。T7：卸板时间。将压制好的板子从压机中卸出所占用的时间。上述各阶段是人为分成的，在实际的热压过程中是一个连续的过程。热压周期包含两部分，即加压时间和辅助时间。加压时间为T3+T4+T5。辅助时间为T1+T2+T6+T7，机械装卸板时T1和T7是重合的。三、热压温度采用平板式热压机生产中密度纤维板时，