第1章 人造板制造学-绪论.ppt

绪论,人造板制造学,第一章 绪 论,教,学,计,划,（,5,学时）,内容,学时,内容,学时,1.1,人造板工业进程,1.1.1,人造板的发展历程,1.1.2,人造板的生产现状,1.1.3,人造板生产的发展趋势,0.5,1.4,人造板生产工艺,1.4.1,传统三板简述,1.4.2,生产工艺流程,2.0,1.2,人造板的分类及命名,1.2.1,人造板的分类,1.2.2,人造板的命名,1.0,1.5,人生产供热,1.5.1,供热要求及热源种类,1.5.2,供热系统,0.5,1.3,人造板产品性能,1.3.1,基本性能内含及指标,1.3.2,人造板的特点,1.0,人造板的定义及含义,人造板是以木材或非木材植物为原料，将经过机械加工制造而成的各种特定构成单元按照一定的排列原则，通过胶合、复合或自结合的方法压制而成的板材、型材或模压制品。,胶合板,2,第一章 绪 论,纤维板,刨花板,3,挤压刨花板,定向刨花板,饰面刨花板,竹集成材,竹重组材,竹水泥模板,木水泥模板,石膏纤维板,水泥纤维板,4,根据人造板的定义，其包括了以下几方面的含义：,1,、人造板的原材料来源限制于植物资源；,2,、构成单元为经过机械加工制造的特定形式；,3,、单元的结合有胶黏剂胶合、复合和自结合,3,种方式；,4,、定形采用压制方法。,5,木质资源,木单板,木质刨花,木质纤维,1.1,人造板工业进程,1.1.1,人造板的发展历程,公元,3000,年前的,古埃及的锯制薄木,1818,年第一台,旋切机问世,公元,19,世纪末,批量生产胶合板,公元,20,世纪初,工业化生产胶合板,胶合板发展,1941,年,德国生产刨花板,1948,年,第一台连续挤压机,上世纪,50,年代,大幅面单层热压机,上世纪,50,年代,先进的连续热压机,刨花板发展,上世纪初期,软质纤维板工业生产,1926,年,爆破法纤维分离技术,1931,年,连续热磨技术,1952,年,干法硬质纤维板,纤维板发展,1965,年,干法中密度纤维板,6,1.1.2,人造板的生产现状,进入,21,世纪以来，世界人造板产量以年均,7%,的速度持续增长，,2007,年产量超过,2.8,亿,m,3,。,2008,年因受全球金融危机的影响致使人造板产量下挫,6.36%,，但人造板工业在亚洲、特别是在中国的强劲拉动下，,2009,年全球产量回升了,5,个百分点，重新步入快速发展轨道。,2010,年世界人造板产量再创历史新高，超过,3,亿,m,3,。,刨花板产量保持,1,亿立方米左右,胶合板产量超过,1,亿立方米,纤维板产量达到,7,千万立方米左右,21,世纪前,10,年世界人造板生产发展,世界人造板生产比例（,%,）,产品,类别,年 度,2009,2010,刨花板,40,35,胶合板,35,38,纤维板,25,27,7,中密度纤维板是人造板中发展最迅速的品种，近,15,年内以,40%,的年均增长率增长，,1995,年产量为,788,万,m,3,，,2000,年达,1905,万,m,3,，,2009,年达到,5560,万,m,3,。另外，定向刨花板在北美和欧洲得到快速发展。,2005,年，北美定向刨花板产量达到,2687,万,m,3,，是欧洲（,405.3,万,m,3,）的,6,倍。而人造板千人消耗量以加拿大最高，为世界平均消耗量的,9,倍之多，中国也达到了发达国家水平，为世界平均消耗量的,2,倍之多。,中国人造板产量自,2005,年排名世界第一以来就一路飙升，,2010,年更是大步跨越，以,33.03%,的惊人速度达到,1.54,亿,m,3,，,2012,年达到,2.85,亿,m,3,。中国已成为令人瞩目的世界人造板超级大国。,8,“十一五”期间，中国内地累计生产人造板,52585,万,m,3,，其中：,胶合板：,21422,万,m,3,；纤维板：,15946,万,m,3,；,刨花板：,5510,万,m,3,；其他板：,9707,万,m,3,。,9,十一五期间我国人造板比例图,40.74%,30.32%,10.48%,18.46%,世界人造板生产比例（,%,）,产品,类别,年 度,2009,2010,刨花板,40,35,胶合板,35,38,纤维板,25,27,表,1-6,中国人造板应用比例（）,板,种,家,具,建,筑,交通运输,包,装,其,他,胶合板类,41.3,50.1,3,2.2,3.4,纤维板类,78.2,11.5,0.9,5.4,3.7,刨花板类,85.6,3.9,1.8,2.5,6.7,细木工板,65.6,19.4,0,0,15,总,计,63.33,26.26,1.88,2.52,6.01,表,1-4,各国人均消费人造板量（,2009,年）（,m,3,千人）,国,家,世,界,加拿大,德国,美国,法国,中国,意大利,巴西,日本,消费量,40.5,360.9,180.4,106.5,102.5,87.3,72.4,52.5,36.4,10,表,1-5,中国人造板产量（万,m,3,）,年,份,人造板总产量,胶合板,纤维板,刨花板,其他人造板,总产量,MDF,1951,1.69,1.69,1955,5.18,5.18,1960,20.71,14.76,5.%,1965,22.06,13.90,5.02,3.14,1970,24.04,17.07,5.47,1.50,1975,37.37,19.21,15.49,2.67,1980,91.43,32.99,50.62,7.82,1985,165.93,53.87,89.50,5.0,18.21,4.35,1990,244.60,75.87,117.24,8.69,42.80,8.69,1995,1684.60,759.26,216.40,53.69,435.10,273.84,2000,2001.66,992.54,514.43,329.8,286.77,207.92,2005,6392.89,2514.97,2060.56,1854.14,576.08,1241.28,2010,15360.83,7139.66,4354.54,3894.24,1264.20,2602.43,2011,20919.29,9869.63,5562.12,4973.41,2559.39,2928.15,11,12,1.1.3,人造板生产的发展趋势,由于人造板的高速发展需要使用大量自然资源,木材，破坏了生态环境，危及到人们的生存，因而人造板使用的木材资源从天然林为主转向人工林，此外竹材、农业剩余物等非木材资源也引起了人们的重视。总体说来，人造板生产发展趋势体现在以下,5,方面：,1,、坚持生产低污染、低能耗、绿色环保的人造板产品，减小对生态环境的破坏。,2,、非木材植物纤维人造板的生产规模和设备技术将继续改进，劳动生产率和产品性能得以提高。,3,、产品、技术不断创新，呈现出更多性能优越、功能齐全的新产品。,13,4,、工艺、设备及管理技术同步发展，先进制造技术得到广泛重视。,5,、生产规模不断扩大，规模效益得到呈现。,14,年产,22,万,m,3,OSB,板生产线,1.2,人造板的分类及命名,1.2.1,人造板的分类,众多的人造板都是在胶合板、纤维板和刨花板的基础上发展起来的产品。由于原材料种类、制造方法及胶黏剂种类的不同，从而导致人造板产品的性能差异很大，其适合的使用环境也不同。人造板的品种很多，分类方法也很多。,1.,按构成单元形态及胶合特性分类,15,胶,合,板,类,刨,花,板,类,纤,维,板,类,积,层,重,组,材,类,集,成,材,类,复,合,板,材,类,人 造 板,1,）胶合板类,胶合板：是由木段旋切成单板或由木方刨切成薄木，再用胶粘剂胶合而成的三层或多层的板状材料，通常用奇数层单板，并有相邻层单板的纤维方向互相垂直胶合而成。其构成的基本单元是单板或薄木，特征是具有以相邻层纹理互相垂直为主组坯胶合的板材。,胶合板类人造板的特征是：,构成单元形态为规则几何形状，且形体尺寸较大，包括有单板、小方小条等；,板坯层次清晰，分层组坯，层内纤维平行排列，而层间纤维可以平行排列，也可以交错排列；,成品密度小，构成单元之间胶合后几乎无间隙。,16,2,）刨花板类,刨花板类：以植物纤维材料为原料（木材纤维和非木材纤维），经专用机械制成刨花。施加一定量的胶粘剂和添加剂后，铺装成板坯、热压（热力和压力的作用下）。而制成的一种板材。其构成的基本单元是刨花，特征是刨花是独立单元，单元完整。,3,）纤维板类,纤维板类：是以植物纤维为主要原料，经过纤维分离、纤维处理、成形、热压或干燥工序制成的产品。其构成的基本单元是纤维。,17,4,）积层重组类,人造板除了以胶合板类、刨花板类及纤维板类外，还有以不规则的长条单元或束状单元为构成单元积成胶合的人造板。这类单元按全顺纹结构组坯，由于成品结构及性能接近木材，所以归结为积成重组材，简称重组材；如果层内纤维同向，层间纤维交错，归结为积成层合材，简称积层材。,18,积层胶合类,积层胶合类指是指以植物纤维材料为原料（木材纤维和非木材纤维）经机械加工后不具有规则几何形状的束状或条状单元体堆积成层，分层组坯，经施胶、热压（热力和压力的作用下）而制成的一种板材。,构成的基本单元是无规则的束状或条状单元等。,特征是相邻层纤维互相垂直，层内纤维同向，排列不规整，有些单元的长度达到产品的长度。其特点是板坯分层组合，层内排列无序或有序，层间层次清楚明显。,19,重组胶合类,重组胶合类是指以植物纤维材料为原料（木材纤维和非木材纤维）经机械加工后不具有规则几何形状的束状或条状单元体全顺纹方向组坯，经施胶、热压（热力和压力的作用下）而制成的一种板材。,构成的基本单元是无规则的束状或条状单元等。,特征是纤维同向，断面排列不规整，有些单元的长度达到产品的长度。其特点是单元全顺纹组合，板坯不分层次，成品纵横性能差异性较大。,20,5,）集成材,集成材是指经机械加工制成的具有一定规则的几何形状的植物纤维材料（木材、竹材）按全顺纹方向组坯，沿长度或宽度或厚度方向胶合起来的板材或型材。,特征是构成单元具有一定规则的几何形状，并且按规律集成起来。,集成材可以是一维或二维或三维胶接均可。,6,）复合人造板,复合人造板是指将一种人造板和另一种人造板，或一种人造板构成单元和另一种构成单元，或人造板和其他材料等结合以改善人造板性能压制而成的板材。,21,22,2.,按生产方法及产品特性分类,根据板坯成形时的运输载体种类和热压时板坯含水率的高低，人造板可分为湿法、干法和半干法三大类。,根据人造板热压时加压形式和产品特点，人造板可分为平压、挤压和辊压三大类。,平压法是加压方向垂直于板面，可分为连续式和周期式，其产品特点是板平面强度大，长、宽方向吸水厚度膨胀小，板的厚度方向变形大；,平压法,挤压法是加压压力方向平行板面，其产品特点：板的宽度方向强度较大,.,厚度方向吸水膨胀变形小，长度方向吸水膨胀大、强度小。,辊压法是加压用辊加压，未解决变形问题，由于板本身是曲面加压。其产品特点类似于平压法生产的板材；,23,辊压法,挤压法,3.,按照人造板功能分类,按功能分类，也就是按产品的使用性能及用途分类。如此可将人造板分为结构材料和功能材料两大类，见,表,1-12,。,结构材料指具有较好的力学性能（如强度、韧性及高温性能等）而可用作结构件的材料，它主要利用材料或制品的机械强度性能。,24,25,列治文奥林匹克椭圆速滑馆是,2010,年冬季奥运会标志性建筑,同时也是先进木结构工程设计的应用先例。木结构屋顶的设计及其在如此规模的建筑物上的应用是具有重要意义的,标志着卑诗省木材设计和制造行业世界级舞台。,26,功能材料指具有特殊的电、磁、热、光等物理性能或化学性能的材料，它利用材料机械性能以外的所有其他功能的材料。严格的说，结构材料也是一类功能材料，它属于力学功能型材料。,防潮刨花板,27,1.2.2,人造板的命名,1.,名称内涵,人造板名称应体现人造板主要性能及特点，构成单元形态、单元排列方式、胶黏剂种类、生产方法、产品形状以及原材料种类等。,1,）原材料种类：,人造板原材料主要有木材、竹材、秸秆（玉米秆、高粱杆、棉秆等）、果壳等；,2,）胶黏剂种类：,有机胶黏剂主要有脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、三聚氰胺树脂改性脲醛树脂、异氰酸酯等；无机胶黏剂主要有水泥、石膏及粉煤灰和矿渣等；,28,3,）承载性,：有结构用人造板和非结构用人造板；,4,）生产方法,：主要指平压法、辊压法及挤压法；,5,）构成单元特性：,主要有胶合板、刨花板、纤维板、积层胶合、集成材和复合类等；且要根据单元的形态及排列方式归结到产品的具体品种；,6,）产品结构：,均质结构、渐变结构、多层结构和复合结构等；,7,）产品形状：,平面型、曲面型及模压制品；,8,）功能化：,指进行阻燃、防水、防火、防虫、防腐及抗静电等处理。,29,2.,命名原则,人造板命名原则主要按照“承载性,生产方法,功能化,胶黏剂种类,产品结构,原材料种类,功能改性,产品形状,产品种类”顺序进行。,名称中常被省略的有功能人造板、原材料种类、胶黏剂种类中的脲醛树脂、生产方法、平面型产品等。,例如：结构型异氰酸酯胶合杨木胶合板；建筑用酚醛树脂胶合竹席胶合板；,一般以不超过,3,个类别限制语为妥，如果名称太长，可将主要特征部分加入名称内，次要部分设置为定语或补充说明。定语部分的排列顺序不用限定。,例如：结构型酚醛树脂平压法生产的渐变结构竹质阻燃刨花板。,30,1.3,人造板产品性能,1.3.1,基本性能内含及指标,人造板的基本性能主要包括外观性能、物理性能、力学性能和耐久性能。此外，人造板性能还包括有加工性能、表面性能、滞燃性能、防火性能和防腐性能等特殊性能。,1.,外观性能,外观性能是指通过人体感官或借助简单工具可以直接检测到的性能。产品不同，其外观性能也存在差异。对于不同的人造板品种，其外观性能要求内容不同。,31,主要包括产品的如下项目：,外形尺寸及偏差（长、宽和高三维方向）；,图,1,利用钢卷尺检测,产品幅面尺寸示意图,25,25,图,2,人造板厚度测,量位置示意图,图,3,利用刚卷尺测,量产品对角线示意图,32,边缘不直度、垂直度；,图,44,板边不直度检测示意图,(a),利用细绳检测，,(b),利用钢尺检测,(a),(b),图,4,直角偏差,测量示意图,偏差,33,图,44,板边不直度检测示意图,(a),利用细绳检测，,(b),利用钢尺检测,(a),(b),h,图,45,翘曲度,检测示意图,图,410,试件长度和宽度,测量方法示意图,34,平整度（翘曲度）；,材质缺陷（活节、死节、腐朽、变形等）；,加工缺陷（叠芯离缝、鼓泡、分层、压痕、局部松软、板面砂光波浪纹，明显的杂物等）；表面光洁度等等。具体规定参见相应产品标准。,2.,物理性能,人造板的物理性能包括自身的物理性能和抗水和抗气候环境影响的性能两方面。主要包括密度、含水率、吸水率和吸水厚度膨胀率，以及甲醛释放量等。此外还有导电性能、导热性能和声学性能等。,35,3.,力学性能,人造板的力学性能是指其抵抗外力的能力。人造板要求有足够的弹性、刚性，强度、握螺钉力和适当的机械加工性能。对人造板力学性能的研究、检测，不仅能为用材部门提供合理使用人造板的理论依据，而且还为人造板生产单位或其他研究部门探求新的加工方法和寻找新的利用途径建立理论依据。人造板在使用和设计制造时都必须考虑强度问题，既要保证产品有足够的强度，并保证产品在使用中有一定的安全性，同时，又要节省材料，以达到最大限度的利用。,人造板的力学性能主要包括有：静曲强度和弹性模量、结合强度、胶合强度、抗压强度、抗拉强度、握螺钉力、冲击韧性等。,36,表,1-14,人造板主要力学性能,产品名称,抗弯性能（,MPa,）,结合强度（,MPa,）,握螺钉力,顺纹抗,拉强度,（,MPa,）,顺纹抗,压强度,（,MPa,）,冲击,韧性,（,MPa,）,静曲,强度,弹性,模量,胶合,强度,内结合,强度,表面结,合强度,垂直,板面,平行,板面,层合,板类,普通胶合板,0.7,航空桦木胶合板,2.2,45,细木工板,12,（横）,0.7,木材层积塑料,255,157,78,木胶合板模板,35,4000,0.7,竹编胶合板,20,5000,刨花,板类,普通刨花板,16,0.3,0.9,1100,700,定向结构刨花板,18,2500,0.28,纤维,板类,中密度纤维板,21,1800,0.4,0.6,硬质纤维板,49,37,38,1,2,3,4,图,1-1,静曲强度及弹性模量检测加载示意图,1.,支撑辊,2.,加载辊,3.,压头,4.,试件,CSUFT,39,1,2,3,图,1-2,内结合强度检测示意图,1.,卡头,2.,试件,3.,夹具,CSUFT,40,图,1-3,握螺钉力检测示意图,1.,平行板面试件,2.,卡头,3.,自攻螺丝,4.,垂直板面试件,1,2,3,4,CSUFT,4,1,图,4,-,38,表面结合,强度试件制作,CSUFT,图,4,-,9,表面结合,强度专用卡,CSUFT,图,4,-,40,表面结合强,度检测示意图,CSUFT,A,型试件：,L,20mm,B,型试件：,L,10mm,42,图,1-4,胶合强度检测示意图,1.,自锁夹头,2.,试件,3.,切口,4.,破坏面,1,2,3,4,CSUFT,1.3.2,人造板的特点,1.,产品性能特点,人造板是以木材或非木材植物纤维为原料经胶合而制成板材，但和锯材相比，它具有很多锯材无法比拟的特点，总体说来表现在以下几方面：,1,）幅面大，规格品种多，适应性大，应用范围广,;,2,）材质均匀、功能可调，不易开裂变形，纵横强度可调控,;,3,）结构性好、形状规则、加工性能好，便于机械化大生产,;,4,）大部分人造板产品密度大、强度较低、耐久性差,;,5,）具有湿胀干缩特性，但可以调控,;,6,）表面平整度及光洁度因产品不同而相差较远，但便于后续加工。,43,2.,产品结构特点,人造板构成单元纤维纵向和横向存在较大的物理力学性能差异，且单元或产品因表面施胶等原因造成不同形态大小的单元也存在物理性能及表面特征的差异。这些因素都会造成人造板内部单元因外部环境状态的变化而产生不同步的变形，造成单元之间的相互制约而产生内应力。,为了保持人造板在生产和使用过程中形状尺寸的稳定和力学性能要求，人造板产品结构和人造板板坯成形应遵循以下原则。,1,）对称原则,2,）均匀原则,3,）单元排列原则,4,）密度和厚度原则,44,1,）对称原则,在人造板的对称中心平面两侧的相应层内的单元的树种、形态、厚度、制造方法、纹理方向、施胶量及含水率等影响单元物理力学性能的因子都应相同，即对称分布于对称中心平面两侧。这种对称包括长度、宽度及厚度方向，尤其是厚度方向。对称原则也包含了胶合板生产中的奇数层原则。,非对称结构,翘曲变形,CSUFT,对称结构,平直,CSUFT,2,）均匀原则,均匀原则包括两方面：一方面指是指人造板板坯及产品中，同一厚度层内的单元的树种、形态、厚度、制造方法、纹理方向、施胶量及含水率等影响单元物理力学性能的因子都应相同。这样可以减小层内单元的内应力，且保证砂光质量；另一方面是指人造板板坯及产品中，在平面方向任意单位面积内的含水率、质量应均匀分布，否则会增大产品内应力，引起产品变形。,CSUFT,3,）单元排列原则,人造板单元排列方式直接影响产品的物理力学性能。单元的平行排列有利于减小单元间的间隙，提高单向强度；单元垂直排列有利于减小成品的纵横物理力学性能的差异性，甚至提高产品平面方向的尺寸稳定性。,垂直交叉,平行,交叉,CSUFT,4,）密度和厚度原则,人造板胶合必须要保证单元胶合界面有足够的接触面积，以保证胶合强度。对于设定了厚度的产品，板坯要有足够的质量和厚度，才能保证板坯一定的压缩率而使单元充分接触，以增加胶合面积和改善胶合界面，达到提高胶和强度的目的。一般人造板在一定范围内增大施胶量或增加产品密度，其力学性能指标都会显著增加。,合适的压缩比,单元间结合面积大,过低压缩比,单元间结合面积不够,过高的压缩比,单元压缩过头，板坯排气困难,1.4,人造板生产工艺,45,1.4.1,传统三板简述,1.,胶合板,胶合板是由三层或多层不同纹理方向排列的薄木胶合而成，通常交替的各层间互成直角排列。薄木包括有旋切、刨切及锯切等方法制造，并可拼接而成的大幅面单元，通常为旋制的薄木（单板）。,胶合板的主要型式见,图,1-5,。在美国和英国，不仅把单板交叉排列胶合的板子，而且把厚芯合板，均称作胶合板。,46,图,1-5,胶合板的主要类型,a,）三层等厚结构胶合板,b,）多层结构胶合板,c,）厚芯结构胶合板,d,）细木工板,（芯层为软材锯木板条）,e,）细木工板,（芯层为木板条或软材单板条）,f,）复合板,（芯层为纤维板或刨花板等）,（,g,）胶合木,CSUFT,胶合板特点：,木材作为建筑材料的主要缺点是不均匀性、各向异性和吸水性。胶合板单板的交叉排列在很大程度上可以克服这些缺点，但这些改进不能适用于特殊用途，如果需要高的抗拉强度，就不能用胶合板，因为胶合板表板的顺纹强度由于相邻单板（芯板）纹理垂直于表板纹理而显著降低了。用胶合板制造的大部分构件，都有很高的抗扭曲能力。木材（包括胶合板）的重要特性可以用强度对密度的比值（强重比）表示，其高弹性、低导热系数和大幅面等有利因素。胶合板容易胶合，它与金属材料相比，容易加工、功率消耗低、价格较低，是一种绿色资源材料。另一优点是胶合板通过加工成饰面胶合板，厚芯合板或复合板等之后，有效地消除或缓解了木材的固有缺陷，同时也可以使用少量的优质木材生产出纹理美观、性能优越的胶合板材。约在,1930,年生产的层压木就是为了生产顺纹抗拉强度高而横纹力学性能变化小的板子。,47,48,2.,刨花板,刨花板是以木材或其他非木材植物纤维原料，经专门设备加工成刨花或碎料，施加胶黏剂和其他添加剂热压而成的板材。,按板材结构分单层、三层、渐变结构刨花板和定向结构刨花板等。,因为刨花板结构比较均匀，加工性能好，可以根据需要加工成大幅面的板材，是制造家具较好的原材料。刨花板产品可直接使用，不需要再次干燥，吸音和隔音性能也很好。但其边缘粗糙，容易吸湿，所以用刨花板制作的家具封边工艺就显得特别重要。另外刨花板相对于其他木材锯材密度较大，因而制品质量比较大。,50,刨花板分类,刨花板按产品分低密度（,0.25,0.45 g/cm,3,）、中密度（,0.55,0.70 g/cm,3,）、高密度（,0.75,1.3 g/cm,3,）,3,种，但通常生产的多为密度,0.65,0.75g/cm,3,的刨花板。按板坯结构分单层、三层（包括多层）、渐变,3,种结构。按耐水性分室内耐水类和室外耐水类。按刨花在板坯内的排列方式有定向型和随机型两种。此外，还有非木材材料如棉秆、麻秆、蔗渣、稻壳等所制成的各种刨花板，以及用无机胶粘材料制成的水泥木丝板、水泥刨花板等。,51,52,53,3.,纤维板,纤维板是以木材和其他植物纤维为原料，经过纤维分离，通过铺装使纤维交织成形，利用纤维自有的胶黏性或施加胶黏剂、防水剂等助剂，经热压制成的一种人造板。,纤维板具有材质均匀、纵横强度差小、不易开裂及可直接雕刻等优点，用途广泛。,制造,1m,3,中密度纤维板约需,2.0,2.5m,3,的木材，可代替,3m,3,锯材或,5m,3,原木。,54,纤维板分类,根据产品密度可将纤维板分为低密度、中密度和高密度纤维板。,根据生产方法可分为非压缩型和压缩型纤维板两大类。,根据板坯成形工艺可分为湿法纤维板、半干法、干法纤维板，以及定向纤维板。,55,56,软质纤维板,软质纤维板,软质纤维板,中密度纤维板,中密度纤维板,饰面中密度纤维板,中密度纤维板雕刻,强化地板,强化地板构成,1.4.2,生产工艺流程,1.,人造板基本工艺流程划分,人造板的品种很多，生产工艺均有差异，但其基本工艺及流程大致相同。人造板制造过程可以分为备料、制板及后期加工,3,个工段；主要包括有单元（基本单元）制造、干燥、单元加工、施胶、板坯成形、热压、中间贮存和后期处理等工序。,57,图,1-6,人造板生产工艺基本流程图,干燥,单元制造,单元加工,施胶,1.,胶黏剂,2.,防水剂,3.,固化剂,4.,防腐防霉剂,热压定形,中间处理,1.,冷却,2.,裁边分割,3.,中间贮存,后期加工,1.,表面加工,2.,精裁,分等打包入库,原材料贮备,板坯成形,CSUFT,备料工段：,备料是指将原材料加工成符合人造板生产工艺要求的合格构成单元的所有工序。包括湿单元制备、单元干燥和干单元加工等,3,部分。,制板工段：,指将构成压制成规格毛板。包括施胶、成形、预压、热压、冷却、裁边到堆垛。,单元制造,:,是指原料经特殊机械加工制造成基本单元体，例如单板、刨花、纤维的制造等。,干 燥,：去除湿单元中的多余水分。使含水率大小及均匀性满足生产工艺要求。,单元加工,：单元加工是指对干燥后的单元体进行机械加工，使其形态尺寸符合生产工艺要求的过程。,58,施 胶：,施胶是指对合格构成单元施加胶黏剂、防水剂、固化剂和缓冲剂等。,板坯成形：,板坯成形是指将施胶后的构成单元按照产品的结构要求，构成一定形状和规则，符合工艺要求的板坯。,加压定形：,加压定形是指在加热或不加热的条件下，将板坯加压制成一定厚度和密度的板材或型材。人造板生产一般采用热压（加热加压）方法。,中间贮存：,中间处理是指产品在定型后，对其进行处理，使板材内部的温度和含水率进行平衡，消除板材的温、湿应力，并裁割成一定规格尺寸的产品。,后期加工：,后期加工是指对产品进行最终处理，使产品符合出厂要求。包括表面加工、分等、打包及消纳甲醛等。,59,2.,胶合板生产工艺流程,胶合板,是由木段旋切成,单板,或由木方刨切成薄木，再用,胶粘剂,胶合而成的三层或多层的板状材料，通常用奇数层单板，并使相邻层单板的纤维方向互相垂直胶合而成。,用来制作胶合板的树种有椴木、桦木、水曲柳、榉木、色木、柳桉木、榆木及杨木等。,图,1-7,典型胶合板生产工艺流程图,原木,截断,剥皮,定中心,旋切,组 坯,芯板涂胶,单板整理,剪切,剪切,预 压,热压,素板砂光,素板涂胶,砂光,热压,修补,预压,合面,锯边,检验分等,打包入库,水热处理,干燥,干燥,修 补,二次修补,60,3.,纤维板生产工艺流程,纤维板生产工艺分湿法、干法和半干法,3,种。,湿法,生产工艺是以水作为纤维运输的载体，其机理是利用纤维之间相互交织产生摩擦力、纤维表面分子之间产生结合力和纤维含有物产生的胶结力等的作用下制成一定强度的纤维板。,干法,生产工艺以空气为纤维运输载体，纤维制备是用一次分离法，一般不经精磨，需施加胶粘剂，板坯成形之前纤维要经干燥，热压成板后通常不再热处理，其他工艺与湿法同。,半干法,生产工艺也用气流成形，纤维不经干燥而保持高含水率，不用或少用胶料，因而半干法克服了干法和湿法的主要缺点而保持其部分优点。,61,62,图,1-8,典型中密度纤维板生产工艺流程图,原材料,剥皮,削片,木片贮存,磁选,筛选,水洗,蒸煮,纤维分离,施胶干燥,纤维分选,纤维贮存,碎屑贮存,铺装,测含水率,测板坯重,预压,金属检测,连续热压,齐边横截,鼓泡检测,厚度检测,冷却,堆垛,中间贮存,砂光,规格精裁,检验分等,包装入库,能源,中心,回收纤维,砂光粉贮存,木粉,贮存,防水剂,胶黏剂,CSUFT,4.,刨花板生产工艺流程,刨花板亦可称为碎料板或微粒板，是将木材等原材料切削成一定,规格,的碎片，经过干燥，拌以胶粘剂、硬化剂、防水剂，在一定的温度下压制而成的一种,人造板材,。,刨花板结构比较均匀，加工性能好，可以根据需要加工成大幅面的板材，是制作不同规格、样式的,家具,较好的原材料。,制成品,刨花板不需要再次干燥，可以直接使用，吸音和隔音性能也很好。但它也有其固有的缺点，因为边缘粗糙，容易吸湿，所以用刨花板制作的家具封边工艺就显得特别重要。另外由于刨花板容积较大，用它制作的家具，相对于其他板材来说，也比较重。,63,64,图,1-9,普通刨花板生产工艺流程图,CSUFT,原材料,削片,木片贮存,环式刨片,刨花精磨,气力分选,机械筛选,干燥,表层施胶,热,压,冷,却,直接刨片,底层细小刨花,上层粗,大刨花,锤式再碎,平衡生产,芯层施胶,板坯铺装,裁,边,中间贮存,砂光分等,打包入库,湿刨花贮存,表层刨花贮存,芯层刨花贮存,一般要求直径不小于,80mm,CSUFT,65,图,1-10,辊压法纤维板生产工艺流程图,CSUFT,66,图,1-11,连续平压法纤维板生产工艺流程图,CSUFT,67,图,1-12,单层热压法刨花板生产工艺流程图,CSUFT,胶合板制造流程,2,纤维板制造流程,3,刨花板制造流程,4,年产,5,万立方米的刨花板生产线建设方案是以小径木、枝桠材或木材加工剩余物，如木片、锯沫、工业刨花等为主要原料，采用机械辊式铺装技术及无垫板多层热压工艺，生产渐变结构的刨花板；广泛用于建筑、车辆、船舶的内部装修、家俱及包装等行业，具有强度好、表面平整光洁、渐变结构明显、厚度偏差低及吸水膨胀率少等优点。,工艺简介,1.,刨花制备工段：,原木（枝桠材、小径木），经链式输机输送至鼓式削片机中加工成合格的木片，由皮带运输机输送至木片料仓储存。木片料仓中木片由螺旋运输机输送至环式刨片机中制成合格湿刨花，经刮板运输机输送至湿刨花料仓储存。锯末经锯末筛筛分后送至湿刨花料仓。,2.,干燥及分选工段：,湿刨花经定量输出，由运输机送至干燥机中进行干燥处理，使其达到工艺要求的含水率。干燥后的刨花，由风送系统将其送至震动筛中进行分选。干燥设备中设置火花探测系统，多点监测，防止火情的发生。如有火情，由消防系统自动喷淋灭火。经震动筛分离的表层料，输送至表层料仓中储存；芯层料输送至芯层料仓储存，较大物料输送至打磨机打磨后再次筛分。,3.,调胶施胶工段,该工段是对固化剂溶液的制备、石蜡的乳化、添加剂的储存、混合胶的制备及输送。对施加于芯、表层刨花的胶粘剂按工艺要求实现连续、自动、准确的计量。,由芯表层料仓将刨花定量输送至计量料仓中，经计量装置连续称重后均匀连续地进入拌胶机中。施胶量则按进料量自动、均匀、连续地调整，以满足工艺要求。,4.,铺装、热压成型工段,施胶后的芯表层刨花由运输机送至铺装机中进行铺装。将刨花连续均匀地铺在运输带上，形成截面为渐变结构的板坯。成型后的板坯带经横截锯、齐边锯截成生产工艺要求的长度和宽度的板坯，经加速运输机运至装板机机中，装板机将装满板坯的托板一次送入热压机中，按设定好的工艺曲线进行热压。,5.,后处理工段,压制好的板材，经输送辊台进入凉板器冷却处理后，经纵、横锯边机定尺锯边，锯边后的毛板存于毛板存放区。,6.,砂光工段,存放达到工艺时间要求的板材送入砂光生产线中进行砂光。经检验分等后送往成品库存放。,1.5,人造板生产供热,1.5.1,供热要求及热源种类,1.,供热的基本要求,木材工厂使用蒸汽的部门主要有生产车间（包括干燥、热磨、热压等）和辅助生产车间（如制胶、浴室、食堂等）。用汽压力，除以蒸汽作为热源的热风、热水、热油干燥、热压等，要求较高的压力,（,13,20,）,10,5,Pa,之外，其他用汽压力大都在,710,5,Pa,以下，有些只要求（,2,3,）,10,5,Pa,。因此，在使用过程中需经过减压，以确保用汽安全。,68,2.,热源种类及特点,1,）接触加热的热介质种类及要求,接触加热作为人造板的主要加热方式广泛用于人造板制造，接触加热的热能由热压板通道内部流动的导热介质（载热体）提供，热介质的特性直接影响到热压板的温度高低及温度的稳定性。作为人造板热压的热介质应符合以下要求：,优良的热传导性能，能快速高效的将热能传递给热压板；在常压下具有高沸点和低冷凝温度；热稳定性好，热焓值较高，且不易燃烧；无毒、无臭和低腐蚀性，利于锅炉设备及输送管道运转；价格低廉，经济性能好。,目前人造板使用的热介质主要有蒸汽、过热水和导热油。,69,人造板热介质的特点比较,饱和蒸汽热焓值较低，温度波动大，运行压力较高，设备密封要求高且故障率高，需要有专门余热回收设备，否则能耗高，此外，饱和蒸汽会产生冷凝水和水垢，这些都会影响热传导效率。但设备简单，投资少，仍是人造板热压选用的主要热介质。,过热水的热容量远大于蒸汽，无冷凝水排放，可循环利用，热利用率高，但设备系统复杂，设备密封要求高，易含杂质产生沉淀结垢，对加热系统有腐蚀作用。,导热油在沸点下运行，热容量大，传热稳定，热效率高，无腐蚀和结垢，系统运行压力低，易于密封和防漏，但热油价格昂贵、可燃，并易产生污染。,70,1.,锅炉供热,锅炉容量的确定,锅炉的额定容量,Q,，可按下式确定：,1.5.2,供热系统,式中：,Q,锅炉额定容量，,t,h,Qc,全厂生产用的最大蒸汽耗量，,t,h,Qs,全厂生活用的最大蒸汽耗量，,t,h,Qz,锅炉房自用蒸汽量，,t,h,（一般取,5%,8%,）,Qg,管网热损失，,t,h,（一般取,5%,10%,）,71,锅炉原理及结构,72,锅炉型式的选择，要根据全厂用汽负荷的大小、负荷随季节变化的曲线、所要求的蒸汽压力以及当地供应燃料的品质，并结合锅炉的特性，按照高效、节能、操作和维修方便等原则加以确定。木材加工工厂一般采用沸腾炉、链排炉和煤粉炉，其炉型应根据燃料的特性和热效率进行选择。,73,形式代号,燃烧方式代号,额定压力或供热量,出口蒸汽或热水压力,设计序号,燃烧方式代号,过热蒸汽温度或热水温,度回水温度（若为饱,和蒸汽则该项取消）,沸腾炉,(fluidized bed combustion boiler),是一种燃煤锅炉，是近年发展起来的一种新的燃烧技术之一。现代沸腾路炉是利用“聚式流态化床”技术的热工设备。流体从下而上流过静止的粒状物料层时，若流速超过一定限度，则散料层开始膨胀、蠕动而具有流动性，变成假流体状态，这一过程称为散料层的流化。流化后的粒料上下翻动与流体的沸腾相似，故又称沸腾层，用此方法处理物料的热工设备称为沸腾炉。,工作原理：固体燃料在炉内被向上流动的气流托起，在一定的高度范围内作上下翻滚运动，并以流态化,(,或称沸腾,),状态进行燃烧的炉膛，又称流化床燃烧炉。它是把固体燃料破碎成一定粒度的粉末，使之在炉内以类似沸腾的状态燃烧。在中国，沸腾炉用煤的粒度一般为,8,毫米以下。,74,75,沸腾炉的优点是：,不但能烧优质煤，也能烧一般炉排炉和室燃炉不能烧的各类劣质煤；床内埋管的传热效果很好，约为普通锅炉管子的,5,10,倍；由于沸腾床燃烧温度低，烟气中,NOX,的生成量少，如在进料中适量加入石灰石或白云石，即可将煤中硫分脱除，使排烟中,SO,2,的含量下降。,沸腾炉的缺点是,：沸腾床中细颗粒燃料容易被烟气带出，所以未燃尽损失大，燃烧效率比室燃炉低；烟气中飞灰较多，锅炉受热面容易发生磨损；鼓风所需的送风机风压高，故耗电量大；沸腾床内给煤和布置埋管难以均匀。烧高灰分劣质煤时，为了不使大量飞灰污染环境，必须配备高效率大容量的除灰装置。由于以上原因，发展大容量的沸腾炉锅炉尚有困难。,76,链条炉排锅炉，是一种卧式三回程水火管混合式锅炉，在锅筒内布置一束螺纹烟管。炉膛左右二侧装有光管水冷墙。采用轻型链条炉排实现机械加煤，配有鼓风机、引风机进行机械通风，并装有刮板式出渣机实现自动出渣。该炉前后拱采用新型的节能技术炉拱。燃料自煤斗落到炉排上，进入炉膛燃烧后，火焰经过后拱折射向上通过本体两侧燃烬室折向转到前烟箱，再由前烟箱折回锅内管束，通过后烟箱进入省煤器，然后由引风机抽引通过烟道至烟囱排向大气。,77,78,链排式热风炉,79,性能特点,1,、锅炉热效率在,77%,以上，高于,工业锅炉,通用技术条件,标准。,2,、操作实现了机械化，减轻了司炉工的劳动强度。,3,、快装出厂，到使用现场后，装接阀门仪表，鼓、引风机、烟风管道、省煤器、,除尘器,、出渣机。上煤机及水电路等即可运行，且具有起动生火快等特点。,4,、安装、移动方便能节约大量的基建投资。,5,、燃烧煤种，低位发热值,17750J/Kg,，挥发物,38.5%,，含灰量,32.4%,的二类