人造板制造學(xué)-緒論.ppt

1、第1章 緒論,人造板制造學(xué),第一章 緒 論,人造板的定義及含義,人造板是以木材或非木材植物為原料，將經(jīng)過機(jī)械加工制造而成的各種特定構(gòu)成單元按照一定的排列原則，通過膠合、復(fù)合或自結(jié)合的方法壓制而成的板材、型材或模壓制品。,膠合板,2,第一章 緒 論,纖維板,刨花板,3,擠壓刨花板,定向刨花板,飾面刨花板,竹集成材,竹重組材,竹水泥模板,木水泥模板,石膏纖維板,水泥纖維板,4,根據(jù)人造板的定義，其包括了以下幾方面的含義： 1、人造板的原材料來源限制于植物資源； 2、構(gòu)成單元為經(jīng)過機(jī)械加工制造的特定形式； 3、單元的結(jié)合有膠黏劑膠合、復(fù)合和自結(jié)合3種方式； 4、定形采用壓制方法。,5,木質(zhì)資源,木單

2、板,木質(zhì)刨花,木質(zhì)纖維,1.1 人造板工業(yè)進(jìn)程,1.1.1 人造板的發(fā)展歷程,公元3000年前的 古埃及的鋸制薄木,1818年第一臺(tái) 旋切機(jī)問世,公元19世紀(jì)末 批量生產(chǎn)膠合板,公元20世紀(jì)初 工業(yè)化生產(chǎn)膠合板,膠合板發(fā)展,1941年 德國生產(chǎn)刨花板,1948年 第一臺(tái)連續(xù)擠壓機(jī),上世紀(jì)50年代 大幅面單層熱壓機(jī),上世紀(jì)50年代 先進(jìn)的連續(xù)熱壓機(jī),刨花板發(fā)展,上世紀(jì)初期 軟質(zhì)纖維板工業(yè)生產(chǎn),1926年 爆破法纖維分離技術(shù),1931年 連續(xù)熱磨技術(shù),1952年 干法硬質(zhì)纖維板,纖維板發(fā)展,1965年 干法中密度纖維板,6,1.1.2 人造板的生產(chǎn)現(xiàn)狀,進(jìn)入21世紀(jì)以來，世界人造板產(chǎn)量以年均7%的

3、速度持續(xù)增長，2007年產(chǎn)量超過2.8億m3。2008年因受全球金融危機(jī)的影響致使人造板產(chǎn)量下挫6.36%，但人造板工業(yè)在亞洲、特別是在中國的強(qiáng)勁拉動(dòng)下，2009年全球產(chǎn)量回升了5個(gè)百分點(diǎn)，重新步入快速發(fā)展軌道。2010年世界人造板產(chǎn)量再創(chuàng)歷史新高，超過3億m3。,刨花板產(chǎn)量保持 1億立方米左右,膠合板產(chǎn)量超過 1億立方米,纖維板產(chǎn)量達(dá)到 7千萬立方米左右,21世紀(jì)前10年世界人造板生產(chǎn)發(fā)展,7,中密度纖維板是人造板中發(fā)展最迅速的品種，近15年內(nèi)以40%的年均增長率增長，1995年產(chǎn)量為788萬m3，2000年達(dá)1905萬m3，2009年達(dá)到5560萬m3。另外，定向刨花板在北美和歐洲得到快速

4、發(fā)展。2005年，北美定向刨花板產(chǎn)量達(dá)到2687萬m3，是歐洲（405.3萬m3）的6倍。而人造板千人消耗量以加拿大最高，為世界平均消耗量的9倍之多，中國也達(dá)到了發(fā)達(dá)國家水平，為世界平均消耗量的2倍之多。,中國人造板產(chǎn)量自2005年排名世界第一以來就一路飆升，2010年更是大步跨越，以33.03%的驚人速度達(dá)到1.54億m3，2012年達(dá)到2.85億m3。中國已成為令人矚目的世界人造板超級(jí)大國。,8,“十一五”期間，中國內(nèi)地累計(jì)生產(chǎn)人造板 52585萬m3，其中： 膠合板：21422萬m3； 纖維板：15946萬m3； 刨花板：5510萬m3； 其他板：9707萬m3。,9,十一五期間我國人造

5、板比例圖,表1-6 中國人造板應(yīng)用比例（）,表1-4 各國人均消費(fèi)人造板量（2009年）（m3千人）,10,表1-5 中國人造板產(chǎn)量（萬m3）,11,12,1.1.3 人造板生產(chǎn)的發(fā)展趨勢,由于人造板的高速發(fā)展需要使用大量自然資源木材，破壞了生態(tài)環(huán)境，危及到人們的生存，因而人造板使用的木材資源從天然林為主轉(zhuǎn)向人工林，此外竹材、農(nóng)業(yè)剩余物等非木材資源也引起了人們的重視。總體說來，人造板生產(chǎn)發(fā)展趨勢體現(xiàn)在以下5方面：,1、堅(jiān)持生產(chǎn)低污染、低能耗、綠色環(huán)保的人造板產(chǎn)品，減小對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。 2、非木材植物纖維人造板的生產(chǎn)規(guī)模和設(shè)備技術(shù)將繼續(xù)改進(jìn)，勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品性能得以提高。 3、產(chǎn)品、技術(shù)不斷創(chuàng)

6、新，呈現(xiàn)出更多性能優(yōu)越、功能齊全的新產(chǎn)品。,13,4、工藝、設(shè)備及管理技術(shù)同步發(fā)展，先進(jìn)制造技術(shù)得到廣泛重視。 5、生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，規(guī)模效益得到呈現(xiàn)。,14,年產(chǎn)22萬m3 OSB板生產(chǎn)線,1.2 人造板的分類及命名,1.2.1 人造板的分類,眾多的人造板都是在膠合板、纖維板和刨花板的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的產(chǎn)品。由于原材料種類、制造方法及膠黏劑種類的不同，從而導(dǎo)致人造板產(chǎn)品的性能差異很大，其適合的使用環(huán)境也不同。人造板的品種很多，分類方法也很多。,1. 按構(gòu)成單元形態(tài)及膠合特性分類,15,膠 合 板 類,刨 花 板 類,纖 維 板 類,積 層 重 組 材 類,集 成 材 類,復(fù) 合 板 材 類,人

7、 造 板,1）膠合板類 膠合板：是由木段旋切成單板或由木方刨切成薄木，再用膠粘劑膠合而成的三層或多層的板狀材料，通常用奇數(shù)層單板，并有相鄰層單板的纖維方向互相垂直膠合而成。其構(gòu)成的基本單元是單板或薄木，特征是具有以相鄰層紋理互相垂直為主組坯膠合的板材。,膠合板類人造板的特征是： 構(gòu)成單元形態(tài)為規(guī)則幾何形狀，且形體尺寸較大，包括有單板、小方小條等； 板坯層次清晰，分層組坯，層內(nèi)纖維平行排列，而層間纖維可以平行排列，也可以交錯(cuò)排列； 成品密度小，構(gòu)成單元之間膠合后幾乎無間隙。,16,2）刨花板類 刨花板類：以植物纖維材料為原料（木材纖維和非木材纖維），經(jīng)專用機(jī)械制成刨花。施加一定量的膠粘劑和添加劑

8、后，鋪裝成板坯、熱壓（熱力和壓力的作用下）。而制成的一種板材。其構(gòu)成的基本單元是刨花，特征是刨花是獨(dú)立單元，單元完整。,3）纖維板類 纖維板類：是以植物纖維為主要原料，經(jīng)過纖維分離、纖維處理、成形、熱壓或干燥工序制成的產(chǎn)品。其構(gòu)成的基本單元是纖維。,17,4）積層重組類 人造板除了以膠合板類、刨花板類及纖維板類外，還有以不規(guī)則的長條單元或束狀單元為構(gòu)成單元積成膠合的人造板。這類單元按全順紋結(jié)構(gòu)組坯，由于成品結(jié)構(gòu)及性能接近木材，所以歸結(jié)為積成重組材，簡稱重組材；如果層內(nèi)纖維同向，層間纖維交錯(cuò)，歸結(jié)為積成層合材，簡稱積層材。,18,積層膠合類 積層膠合類指是指以植物纖維材料為原料（木材纖維和非木材

9、纖維）經(jīng)機(jī)械加工后不具有規(guī)則幾何形狀的束狀或條狀單元體堆積成層，分層組坯，經(jīng)施膠、熱壓（熱力和壓力的作用下）而制成的一種板材。 構(gòu)成的基本單元是無規(guī)則的束狀或條狀單元等。 特征是相鄰層纖維互相垂直，層內(nèi)纖維同向，排列不規(guī)整，有些單元的長度達(dá)到產(chǎn)品的長度。其特點(diǎn)是板坯分層組合，層內(nèi)排列無序或有序，層間層次清楚明顯。,19, 重組膠合類 重組膠合類是指以植物纖維材料為原料（木材纖維和非木材纖維）經(jīng)機(jī)械加工后不具有規(guī)則幾何形狀的束狀或條狀單元體全順紋方向組坯，經(jīng)施膠、熱壓（熱力和壓力的作用下）而制成的一種板材。 構(gòu)成的基本單元是無規(guī)則的束狀或條狀單元等。 特征是纖維同向，斷面排列不規(guī)整，有些單元的長

10、度達(dá)到產(chǎn)品的長度。其特點(diǎn)是單元全順紋組合，板坯不分層次，成品縱橫性能差異性較大。,20,5）集成材 集成材是指經(jīng)機(jī)械加工制成的具有一定規(guī)則的幾何形狀的植物纖維材料（木材、竹材）按全順紋方向組坯，沿長度或?qū)挾然蚝穸确较蚰z合起來的板材或型材。 特征是構(gòu)成單元具有一定規(guī)則的幾何形狀，并且按規(guī)律集成起來。 集成材可以是一維或二維或三維膠接均可。,6）復(fù)合人造板 復(fù)合人造板是指將一種人造板和另一種人造板，或一種人造板構(gòu)成單元和另一種構(gòu)成單元，或人造板和其他材料等結(jié)合以改善人造板性能壓制而成的板材。,21,22,2. 按生產(chǎn)方法及產(chǎn)品特性分類,根據(jù)板坯成形時(shí)的運(yùn)輸載體種類和熱壓時(shí)板坯含水率的高低，人造板可

11、分為濕法、干法和半干法三大類。,根據(jù)人造板熱壓時(shí)加壓形式和產(chǎn)品特點(diǎn)，人造板可分為平壓、擠壓和輥壓三大類。,平壓法是加壓方向垂直于板面，可分為連續(xù)式和周期式，其產(chǎn)品特點(diǎn)是板平面強(qiáng)度大，長、寬方向吸水厚度膨脹小，板的厚度方向變形大；,擠壓法是加壓壓力方向平行板面，其產(chǎn)品特點(diǎn)：板的寬度方向強(qiáng)度較大.厚度方向吸水膨脹變形小，長度方向吸水膨脹大、強(qiáng)度小。,輥壓法是加壓用輥加壓，未解決變形問題，由于板本身是曲面加壓。其產(chǎn)品特點(diǎn)類似于平壓法生產(chǎn)的板材；,23,3. 按照人造板功能分類,按功能分類，也就是按產(chǎn)品的使用性能及用途分類。如此可將人造板分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料兩大類，見表1-12。,結(jié)構(gòu)材料指具有較好

12、的力學(xué)性能（如強(qiáng)度、韌性及高溫性能等）而可用作結(jié)構(gòu)件的材料，它主要利用材料或制品的機(jī)械強(qiáng)度性能。,24,25,列治文奧林匹克橢圓速滑館是2010年冬季奧運(yùn)會(huì)標(biāo)志性建筑,同時(shí)也是先進(jìn)木結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的應(yīng)用先例。木結(jié)構(gòu)屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)及其在如此規(guī)模的建筑物上的應(yīng)用是具有重要意義的,標(biāo)志著卑詩省木材設(shè)計(jì)和制造行業(yè)世界級(jí)舞臺(tái)。,26,功能材料指具有特殊的電、磁、熱、光等物理性能或化學(xué)性能的材料，它利用材料機(jī)械性能以外的所有其他功能的材料。嚴(yán)格的說，結(jié)構(gòu)材料也是一類功能材料，它屬于力學(xué)功能型材料。,防潮刨花板,27,1.2.2 人造板的命名,1. 名稱內(nèi)涵 人造板名稱應(yīng)體現(xiàn)人造板主要性能及特點(diǎn)，構(gòu)成單元形態(tài)、單

13、元排列方式、膠黏劑種類、生產(chǎn)方法、產(chǎn)品形狀以及原材料種類等。,1）原材料種類：人造板原材料主要有木材、竹材、秸稈（玉米稈、高粱桿、棉稈等）、果殼等；,2）膠黏劑種類：有機(jī)膠黏劑主要有脲醛樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、三聚氰胺樹脂改性脲醛樹脂、異氰酸酯等；無機(jī)膠黏劑主要有水泥、石膏及粉煤灰和礦渣等；,28,3）承載性：有結(jié)構(gòu)用人造板和非結(jié)構(gòu)用人造板；,4）生產(chǎn)方法：主要指平壓法、輥壓法及擠壓法；,5）構(gòu)成單元特性：主要有膠合板、刨花板、纖維板、積層膠合、集成材和復(fù)合類等；且要根據(jù)單元的形態(tài)及排列方式歸結(jié)到產(chǎn)品的具體品種；,6）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：均質(zhì)結(jié)構(gòu)、漸變結(jié)構(gòu)、多層結(jié)構(gòu)和復(fù)合結(jié)構(gòu)等；,7）產(chǎn)品形狀：平

14、面型、曲面型及模壓制品；,8）功能化：指進(jìn)行阻燃、防水、防火、防蟲、防腐及抗靜電等處理。,29,2. 命名原則 人造板命名原則主要按照“承載性生產(chǎn)方法功能化膠黏劑種類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)原材料種類功能改性產(chǎn)品形狀產(chǎn)品種類”順序進(jìn)行。,名稱中常被省略的有功能人造板、原材料種類、膠黏劑種類中的脲醛樹脂、生產(chǎn)方法、平面型產(chǎn)品等。 例如：結(jié)構(gòu)型異氰酸酯膠合楊木膠合板；建筑用酚醛樹脂膠合竹席膠合板；,一般以不超過3個(gè)類別限制語為妥，如果名稱太長，可將主要特征部分加入名稱內(nèi)，次要部分設(shè)置為定語或補(bǔ)充說明。定語部分的排列順序不用限定。 例如：結(jié)構(gòu)型酚醛樹脂平壓法生產(chǎn)的漸變結(jié)構(gòu)竹質(zhì)阻燃刨花板。,30,1.3 人造板產(chǎn)品性

15、能,1.3.1 基本性能內(nèi)含及指標(biāo),人造板的基本性能主要包括外觀性能、物理性能、力學(xué)性能和耐久性能。此外，人造板性能還包括有加工性能、表面性能、滯燃性能、防火性能和防腐性能等特殊性能。,1. 外觀性能 外觀性能是指通過人體感官或借助簡單工具可以直接檢測到的性能。產(chǎn)品不同，其外觀性能也存在差異。對(duì)于不同的人造板品種，其外觀性能要求內(nèi)容不同。,31,主要包括產(chǎn)品的如下項(xiàng)目： 外形尺寸及偏差（長、寬和高三維方向）；,圖1 利用鋼卷尺檢測 產(chǎn)品幅面尺寸示意圖,圖2 人造板厚度測 量位置示意圖,圖3 利用剛卷尺測 量產(chǎn)品對(duì)角線示意圖,32,邊緣不直度、垂直度；,圖44 板邊不直度檢測示意圖 (a) 利用

16、細(xì)繩檢測，(b) 利用鋼尺檢測,(a),(b),圖4直角偏差 測量示意圖,33,圖44 板邊不直度檢測示意圖 (a) 利用細(xì)繩檢測，(b) 利用鋼尺檢測,圖45 翹曲度 檢測示意圖,圖410 試件長度和寬度 測量方法示意圖,34,平整度（翹曲度）； 材質(zhì)缺陷（活節(jié)、死節(jié)、腐朽、變形等）； 加工缺陷（疊芯離縫、鼓泡、分層、壓痕、局部松軟、板面砂光波浪紋，明顯的雜物等）；表面光潔度等等。具體規(guī)定參見相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。,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氣候環(huán)境影響的性能兩方面。主要包括密度、含水率、吸水率和吸水厚度膨脹率，以及甲醛釋放量等。此外還有導(dǎo)電性能、導(dǎo)熱性能和聲學(xué)性能

17、等。,35,3. 力學(xué)性能 人造板的力學(xué)性能是指其抵抗外力的能力。人造板要求有足夠的彈性、剛性，強(qiáng)度、握螺釘力和適當(dāng)?shù)臋C(jī)械加工性能。對(duì)人造板力學(xué)性能的研究、檢測，不僅能為用材部門提供合理使用人造板的理論依據(jù)，而且還為人造板生產(chǎn)單位或其他研究部門探求新的加工方法和尋找新的利用途徑建立理論依據(jù)。人造板在使用和設(shè)計(jì)制造時(shí)都必須考慮強(qiáng)度問題，既要保證產(chǎn)品有足夠的強(qiáng)度，并保證產(chǎn)品在使用中有一定的安全性，同時(shí)，又要節(jié)省材料，以達(dá)到最大限度的利用。,人造板的力學(xué)性能主要包括有：靜曲強(qiáng)度和彈性模量、結(jié)合強(qiáng)度、膠合強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、握螺釘力、沖擊韌性等。,36,表1-14 人造板主要力學(xué)性能,37,38

18、,39,40,41,圖4-38 表面結(jié)合 強(qiáng)度試件制作,CSUFT,圖4-9 表面結(jié)合 強(qiáng)度專用卡,CSUFT,圖4-40 表面結(jié)合強(qiáng) 度檢測示意圖,CSUFT,A型試件：L20mm B型試件：L10mm,42,圖1-4 膠合強(qiáng)度檢測示意圖 1.自鎖夾頭 2.試件 3.切口 4.破壞面,CSUFT,1.3.2 人造板的特點(diǎn),1. 產(chǎn)品性能特點(diǎn) 人造板是以木材或非木材植物纖維為原料經(jīng)膠合而制成板材，但和鋸材相比，它具有很多鋸材無法比擬的特點(diǎn)，總體說來表現(xiàn)在以下幾方面：,1）幅面大，規(guī)格品種多，適應(yīng)性大，應(yīng)用范圍廣; 2）材質(zhì)均勻、功能可調(diào)，不易開裂變形，縱橫強(qiáng)度可調(diào)控; 3）結(jié)構(gòu)性好、形狀規(guī)則、

19、加工性能好，便于機(jī)械化大生產(chǎn); 4）大部分人造板產(chǎn)品密度大、強(qiáng)度較低、耐久性差; 5）具有濕脹干縮特性，但可以調(diào)控; 6）表面平整度及光潔度因產(chǎn)品不同而相差較遠(yuǎn)，但便于后續(xù)加工。,43,2. 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn),人造板構(gòu)成單元纖維縱向和橫向存在較大的物理力學(xué)性能差異，且單元或產(chǎn)品因表面施膠等原因造成不同形態(tài)大小的單元也存在物理性能及表面特征的差異。這些因素都會(huì)造成人造板內(nèi)部單元因外部環(huán)境狀態(tài)的變化而產(chǎn)生不同步的變形，造成單元之間的相互制約而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。,為了保持人造板在生產(chǎn)和使用過程中形狀尺寸的穩(wěn)定和力學(xué)性能要求，人造板產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和人造板板坯成形應(yīng)遵循以下原則。,1）對(duì)稱原則 2）均勻原則 3）單元排

20、列原則 4）密度和厚度原則,44,1）對(duì)稱原則 在人造板的對(duì)稱中心平面兩側(cè)的相應(yīng)層內(nèi)的單元的樹種、形態(tài)、厚度、制造方法、紋理方向、施膠量及含水率等影響單元物理力學(xué)性能的因子都應(yīng)相同，即對(duì)稱分布于對(duì)稱中心平面兩側(cè)。這種對(duì)稱包括長度、寬度及厚度方向，尤其是厚度方向。對(duì)稱原則也包含了膠合板生產(chǎn)中的奇數(shù)層原則。,非對(duì)稱結(jié)構(gòu) 翹曲變形,CSUFT,對(duì)稱結(jié)構(gòu) 平直,CSUFT,2）均勻原則 均勻原則包括兩方面：一方面指是指人造板板坯及產(chǎn)品中，同一厚度層內(nèi)的單元的樹種、形態(tài)、厚度、制造方法、紋理方向、施膠量及含水率等影響單元物理力學(xué)性能的因子都應(yīng)相同。這樣可以減小層內(nèi)單元的內(nèi)應(yīng)力，且保證砂光質(zhì)量；另一方面是

21、指人造板板坯及產(chǎn)品中，在平面方向任意單位面積內(nèi)的含水率、質(zhì)量應(yīng)均勻分布，否則會(huì)增大產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力，引起產(chǎn)品變形。,CSUFT,3）單元排列原則 人造板單元排列方式直接影響產(chǎn)品的物理力學(xué)性能。單元的平行排列有利于減小單元間的間隙，提高單向強(qiáng)度；單元垂直排列有利于減小成品的縱橫物理力學(xué)性能的差異性，甚至提高產(chǎn)品平面方向的尺寸穩(wěn)定性。,垂直交叉,平行,交叉,CSUFT,4）密度和厚度原則 人造板膠合必須要保證單元膠合界面有足夠的接觸面積，以保證膠合強(qiáng)度。對(duì)于設(shè)定了厚度的產(chǎn)品，板坯要有足夠的質(zhì)量和厚度，才能保證板坯一定的壓縮率而使單元充分接觸，以增加膠合面積和改善膠合界面，達(dá)到提高膠和強(qiáng)度的目的。一般人造

22、板在一定范圍內(nèi)增大施膠量或增加產(chǎn)品密度，其力學(xué)性能指標(biāo)都會(huì)顯著增加。,合適的壓縮比 單元間結(jié)合面積大,過低壓縮比 單元間結(jié)合面積不夠,過高的壓縮比 單元壓縮過頭，板坯排氣困難,1.4 人造板生產(chǎn)工藝,45,1.4.1 傳統(tǒng)三板簡述,1. 膠合板 膠合板是由三層或多層不同紋理方向排列的薄木膠合而成，通常交替的各層間互成直角排列。薄木包括有旋切、刨切及鋸切等方法制造，并可拼接而成的大幅面單元，通常為旋制的薄木（單板）。,膠合板的主要型式見圖1-5。在美國和英國，不僅把單板交叉排列膠合的板子，而且把厚芯合板，均稱作膠合板。,46,圖1-5 膠合板的主要類型,CSUFT,膠合板特點(diǎn)： 木材作為建筑材料

23、的主要缺點(diǎn)是不均勻性、各向異性和吸水性。膠合板單板的交叉排列在很大程度上可以克服這些缺點(diǎn)，但這些改進(jìn)不能適用于特殊用途，如果需要高的抗拉強(qiáng)度，就不能用膠合板，因?yàn)槟z合板表板的順紋強(qiáng)度由于相鄰單板（芯板）紋理垂直于表板紋理而顯著降低了。用膠合板制造的大部分構(gòu)件，都有很高的抗扭曲能力。木材（包括膠合板）的重要特性可以用強(qiáng)度對(duì)密度的比值（強(qiáng)重比）表示，其高彈性、低導(dǎo)熱系數(shù)和大幅面等有利因素。膠合板容易膠合，它與金屬材料相比，容易加工、功率消耗低、價(jià)格較低，是一種綠色資源材料。另一優(yōu)點(diǎn)是膠合板通過加工成飾面膠合板，厚芯合板或復(fù)合板等之后，有效地消除或緩解了木材的固有缺陷，同時(shí)也可以使用少量的優(yōu)質(zhì)木材生

24、產(chǎn)出紋理美觀、性能優(yōu)越的膠合板材。約在1930年生產(chǎn)的層壓木就是為了生產(chǎn)順紋抗拉強(qiáng)度高而橫紋力學(xué)性能變化小的板子。,47,48,2. 刨花板 刨花板是以木材或其他非木材植物纖維原料，經(jīng)專門設(shè)備加工成刨花或碎料，施加膠黏劑和其他添加劑熱壓而成的板材。 按板材結(jié)構(gòu)分單層、三層、漸變結(jié)構(gòu)刨花板和定向結(jié)構(gòu)刨花板等。,因?yàn)榕倩ò褰Y(jié)構(gòu)比較均勻，加工性能好，可以根據(jù)需要加工成大幅面的板材，是制造家具較好的原材料。刨花板產(chǎn)品可直接使用，不需要再次干燥，吸音和隔音性能也很好。但其邊緣粗糙，容易吸濕，所以用刨花板制作的家具封邊工藝就顯得特別重要。另外刨花板相對(duì)于其他木材鋸材密度較大，因而制品質(zhì)量比較大。,50,刨

25、花板分類 刨花板按產(chǎn)品分低密度（0.250.45 g/cm3）、中密度（0.550.70 g/cm3）、高密度（0.751.3 g/cm3）3種，但通常生產(chǎn)的多為密度0.650.75g/cm3的刨花板。按板坯結(jié)構(gòu)分單層、三層（包括多層）、漸變 3種結(jié)構(gòu)。按耐水性分室內(nèi)耐水類和室外耐水類。按刨花在板坯內(nèi)的排列方式有定向型和隨機(jī)型兩種。此外，還有非木材材料如棉稈、麻稈、蔗渣、稻殼等所制成的各種刨花板，以及用無機(jī)膠粘材料制成的水泥木絲板、水泥刨花板等。,51,52,53,3. 纖維板 纖維板是以木材和其他植物纖維為原料，經(jīng)過纖維分離，通過鋪裝使纖維交織成形，利用纖維自有的膠黏性或施加膠黏劑、防水劑等

26、助劑，經(jīng)熱壓制成的一種人造板。 纖維板具有材質(zhì)均勻、縱橫強(qiáng)度差小、不易開裂及可直接雕刻等優(yōu)點(diǎn)，用途廣泛。 制造1m3中密度纖維板約需2.02.5m3的木材，可代替3m3鋸材或5m3原木。,54,纖維板分類 根據(jù)產(chǎn)品密度可將纖維板分為低密度、中密度和高密度纖維板。 根據(jù)生產(chǎn)方法可分為非壓縮型和壓縮型纖維板兩大類。 根據(jù)板坯成形工藝可分為濕法纖維板、半干法、干法纖維板，以及定向纖維板。,55,56,軟質(zhì)纖維板,軟質(zhì)纖維板,軟質(zhì)纖維板,中密度纖維板,中密度纖維板,飾面中密度纖維板,中密度纖維板雕刻,強(qiáng)化地板,強(qiáng)化地板構(gòu)成,1.4.2 生產(chǎn)工藝流程,1. 人造板基本工藝流程劃分 人造板的品種很多，生產(chǎn)

27、工藝均有差異，但其基本工藝及流程大致相同。人造板制造過程可以分為備料、制板及后期加工3個(gè)工段；主要包括有單元（基本單元）制造、干燥、單元加工、施膠、板坯成形、熱壓、中間貯存和后期處理等工序。,57,圖1-6 人造板生產(chǎn)工藝基本流程圖,CSUFT,備料工段：備料是指將原材料加工成符合人造板生產(chǎn)工藝要求的合格構(gòu)成單元的所有工序。包括濕單元制備、單元干燥和干單元加工等3部分。 制板工段：指將構(gòu)成壓制成規(guī)格毛板。包括施膠、成形、預(yù)壓、熱壓、冷卻、裁邊到堆垛。,單元制造: 是指原料經(jīng)特殊機(jī)械加工制造成基本單元體，例如單板、刨花、纖維的制造等。,干 燥：去除濕單元中的多余水分。使含水率大小及均勻性滿足生產(chǎn)

28、工藝要求。,單元加工：單元加工是指對(duì)干燥后的單元體進(jìn)行機(jī)械加工，使其形態(tài)尺寸符合生產(chǎn)工藝要求的過程。,58,施 膠：施膠是指對(duì)合格構(gòu)成單元施加膠黏劑、防水劑、固化劑和緩沖劑等。,板坯成形：板坯成形是指將施膠后的構(gòu)成單元按照產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)要求，構(gòu)成一定形狀和規(guī)則，符合工藝要求的板坯。,加壓定形：加壓定形是指在加熱或不加熱的條件下，將板坯加壓制成一定厚度和密度的板材或型材。人造板生產(chǎn)一般采用熱壓（加熱加壓）方法。,中間貯存：中間處理是指產(chǎn)品在定型后，對(duì)其進(jìn)行處理，使板材內(nèi)部的溫度和含水率進(jìn)行平衡，消除板材的溫、濕應(yīng)力，并裁割成一定規(guī)格尺寸的產(chǎn)品。,后期加工：后期加工是指對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行最終處理，使產(chǎn)品符合出

29、廠要求。包括表面加工、分等、打包及消納甲醛等。,59,2. 膠合板生產(chǎn)工藝流程 膠合板是由木段旋切成單板或由木方刨切成薄木，再用膠粘劑膠合而成的三層或多層的板狀材料，通常用奇數(shù)層單板，并使相鄰層單板的纖維方向互相垂直膠合而成。 用來制作膠合板的樹種有椴木、樺木、水曲柳、櫸木、色木、柳桉木、榆木及楊木等。,圖1-7 典型膠合板生產(chǎn)工藝流程圖,60,3. 纖維板生產(chǎn)工藝流程 纖維板生產(chǎn)工藝分濕法、干法和半干法 3種。,濕法生產(chǎn)工藝是以水作為纖維運(yùn)輸?shù)妮d體，其機(jī)理是利用纖維之間相互交織產(chǎn)生摩擦力、纖維表面分子之間產(chǎn)生結(jié)合力和纖維含有物產(chǎn)生的膠結(jié)力等的作用下制成一定強(qiáng)度的纖維板。 干法生產(chǎn)工藝以空氣為

30、纖維運(yùn)輸載體，纖維制備是用一次分離法，一般不經(jīng)精磨，需施加膠粘劑，板坯成形之前纖維要經(jīng)干燥，熱壓成板后通常不再熱處理，其他工藝與濕法同。 半干法生產(chǎn)工藝也用氣流成形，纖維不經(jīng)干燥而保持高含水率，不用或少用膠料，因而半干法克服了干法和濕法的主要缺點(diǎn)而保持其部分優(yōu)點(diǎn)。,61,62,4. 刨花板生產(chǎn)工藝流程 刨花板亦可稱為碎料板或微粒板，是將木材等原材料切削成一定規(guī)格的碎片，經(jīng)過干燥，拌以膠粘劑、硬化劑、防水劑，在一定的溫度下壓制而成的一種人造板材。,刨花板結(jié)構(gòu)比較均勻，加工性能好，可以根據(jù)需要加工成大幅面的板材，是制作不同規(guī)格、樣式的家具較好的原材料。制成品刨花板不需要再次干燥，可以直接使用，吸音

31、和隔音性能也很好。但它也有其固有的缺點(diǎn)，因?yàn)檫吘壌植?，容易吸濕，所以用刨花板制作的家具封邊工藝就顯得特別重要。另外由于刨花板容積較大，用它制作的家具，相對(duì)于其他板材來說，也比較重。,63,64,CSUFT,65,66,67,膠合板制造流程,2,纖維板制造流程,3,刨花板制造流程,4,年產(chǎn)5萬立方米的刨花板生產(chǎn)線建設(shè)方案是以小徑木、枝椏材或木材加工剩余物，如木片、鋸沫、工業(yè)刨花等為主要原料，采用機(jī)械輥式鋪裝技術(shù)及無墊板多層熱壓工藝，生產(chǎn)漸變結(jié)構(gòu)的刨花板；廣泛用于建筑、車輛、船舶的內(nèi)部裝修、家俱及包裝等行業(yè)，具有強(qiáng)度好、表面平整光潔、漸變結(jié)構(gòu)明顯、厚度偏差低及吸水膨脹率少等優(yōu)點(diǎn)。 工藝簡介 1.

32、刨花制備工段： 原木（枝椏材、小徑木），經(jīng)鏈?zhǔn)捷敊C(jī)輸送至鼓式削片機(jī)中加工成合格的木片，由皮帶運(yùn)輸機(jī)輸送至木片料倉儲(chǔ)存。木片料倉中木片由螺旋運(yùn)輸機(jī)輸送至環(huán)式刨片機(jī)中制成合格濕刨花，經(jīng)刮板運(yùn)輸機(jī)輸送至濕刨花料倉儲(chǔ)存。鋸末經(jīng)鋸末篩篩分后送至濕刨花料倉。 2. 干燥及分選工段： 濕刨花經(jīng)定量輸出，由運(yùn)輸機(jī)送至干燥機(jī)中進(jìn)行干燥處理，使其達(dá)到工藝要求的含水率。干燥后的刨花，由風(fēng)送系統(tǒng)將其送至震動(dòng)篩中進(jìn)行分選。干燥設(shè)備中設(shè)置火花探測系統(tǒng)，多點(diǎn)監(jiān)測，防止火情的發(fā)生。如有火情，由消防系統(tǒng)自動(dòng)噴淋滅火。經(jīng)震動(dòng)篩分離的表層料，輸送至表層料倉中儲(chǔ)存；芯層料輸送至芯層料倉儲(chǔ)存，較大物料輸送至打磨機(jī)打磨后再次篩分。,3.

33、調(diào)膠施膠工段 該工段是對(duì)固化劑溶液的制備、石蠟的乳化、添加劑的儲(chǔ)存、混合膠的制備及輸送。對(duì)施加于芯、表層刨花的膠粘劑按工藝要求實(shí)現(xiàn)連續(xù)、自動(dòng)、準(zhǔn)確的計(jì)量。 由芯表層料倉將刨花定量輸送至計(jì)量料倉中，經(jīng)計(jì)量裝置連續(xù)稱重后均勻連續(xù)地進(jìn)入拌膠機(jī)中。施膠量則按進(jìn)料量自動(dòng)、均勻、連續(xù)地調(diào)整，以滿足工藝要求。 4. 鋪裝、熱壓成型工段 施膠后的芯表層刨花由運(yùn)輸機(jī)送至鋪裝機(jī)中進(jìn)行鋪裝。將刨花連續(xù)均勻地鋪在運(yùn)輸帶上，形成截面為漸變結(jié)構(gòu)的板坯。成型后的板坯帶經(jīng)橫截鋸、齊邊鋸截成生產(chǎn)工藝要求的長度和寬度的板坯，經(jīng)加速運(yùn)輸機(jī)運(yùn)至裝板機(jī)機(jī)中，裝板機(jī)將裝滿板坯的托板一次送入熱壓機(jī)中，按設(shè)定好的工藝曲線進(jìn)行熱壓。 5. 后

34、處理工段 壓制好的板材，經(jīng)輸送輥臺(tái)進(jìn)入涼板器冷卻處理后，經(jīng)縱、橫鋸邊機(jī)定尺鋸邊，鋸邊后的毛板存于毛板存放區(qū)。 6. 砂光工段 存放達(dá)到工藝時(shí)間要求的板材送入砂光生產(chǎn)線中進(jìn)行砂光。經(jīng)檢驗(yàn)分等后送往成品庫存放。,1.5 人造板生產(chǎn)供熱,1.5.1 供熱要求及熱源種類,1. 供熱的基本要求 木材工廠使用蒸汽的部門主要有生產(chǎn)車間（包括干燥、熱磨、熱壓等）和輔助生產(chǎn)車間（如制膠、浴室、食堂等）。用汽壓力，除以蒸汽作為熱源的熱風(fēng)、熱水、熱油干燥、熱壓等，要求較高的壓力（1320）105Pa之外，其他用汽壓力大都在7105Pa以下，有些只要求（23）105Pa。因此，在使用過程中需經(jīng)過減壓，以確保用汽安全。

35、,68,2. 熱源種類及特點(diǎn) 1）接觸加熱的熱介質(zhì)種類及要求,接觸加熱作為人造板的主要加熱方式廣泛用于人造板制造，接觸加熱的熱能由熱壓板通道內(nèi)部流動(dòng)的導(dǎo)熱介質(zhì)（載熱體）提供，熱介質(zhì)的特性直接影響到熱壓板的溫度高低及溫度的穩(wěn)定性。作為人造板熱壓的熱介質(zhì)應(yīng)符合以下要求： 優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性能，能快速高效的將熱能傳遞給熱壓板；在常壓下具有高沸點(diǎn)和低冷凝溫度；熱穩(wěn)定性好，熱焓值較高，且不易燃燒；無毒、無臭和低腐蝕性，利于鍋爐設(shè)備及輸送管道運(yùn)轉(zhuǎn)；價(jià)格低廉，經(jīng)濟(jì)性能好。 目前人造板使用的熱介質(zhì)主要有蒸汽、過熱水和導(dǎo)熱油。,69,人造板熱介質(zhì)的特點(diǎn)比較, 飽和蒸汽熱焓值較低，溫度波動(dòng)大，運(yùn)行壓力較高，設(shè)備密封要

36、求高且故障率高，需要有專門余熱回收設(shè)備，否則能耗高，此外，飽和蒸汽會(huì)產(chǎn)生冷凝水和水垢，這些都會(huì)影響熱傳導(dǎo)效率。但設(shè)備簡單，投資少，仍是人造板熱壓選用的主要熱介質(zhì)。 過熱水的熱容量遠(yuǎn)大于蒸汽，無冷凝水排放，可循環(huán)利用，熱利用率高，但設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備密封要求高，易含雜質(zhì)產(chǎn)生沉淀結(jié)垢，對(duì)加熱系統(tǒng)有腐蝕作用。 導(dǎo)熱油在沸點(diǎn)下運(yùn)行，熱容量大，傳熱穩(wěn)定，熱效率高，無腐蝕和結(jié)垢，系統(tǒng)運(yùn)行壓力低，易于密封和防漏，但熱油價(jià)格昂貴、可燃，并易產(chǎn)生污染。,70,1. 鍋爐供熱 鍋爐容量的確定 鍋爐的額定容量Q，可按下式確定：,1.5.2 供熱系統(tǒng),式中：Q鍋爐額定容量，th Qc全廠生產(chǎn)用的最大蒸汽耗量，th Q

37、s全廠生活用的最大蒸汽耗量，th Qz鍋爐房自用蒸汽量，th（一般取5%8%） Qg管網(wǎng)熱損失，th（一般取5%10%）,71,鍋爐原理及結(jié)構(gòu),72,鍋爐型式的選擇，要根據(jù)全廠用汽負(fù)荷的大小、負(fù)荷隨季節(jié)變化的曲線、所要求的蒸汽壓力以及當(dāng)?shù)毓?yīng)燃料的品質(zhì)，并結(jié)合鍋爐的特性，按照高效、節(jié)能、操作和維修方便等原則加以確定。木材加工工廠一般采用沸騰爐、鏈排爐和煤粉爐，其爐型應(yīng)根據(jù)燃料的特性和熱效率進(jìn)行選擇。,73,沸騰爐(fluidized bed combustion boiler)是一種燃煤鍋爐，是近年發(fā)展起來的一種新的燃燒技術(shù)之一?，F(xiàn)代沸騰路爐是利用“聚式流態(tài)化床”技術(shù)的熱工設(shè)備。流體從下而上流過靜止的粒狀物料層時(shí)，若流速超過一定限度，則散料層開始膨脹、蠕動(dòng)而具有流動(dòng)性，變成假流體狀態(tài)，這一過程稱為散料層的流化。流化后的粒料上下翻動(dòng)與流體的沸騰相似，故又稱沸騰層，用此方法處理物料的熱工設(shè)備稱為沸騰爐。,工作原理：固體燃料在爐內(nèi)被向上流動(dòng)的氣流托起，在一定的高度范圍內(nèi)作上下翻滾運(yùn)動(dòng)，并以流態(tài)化(或稱沸騰)狀態(tài)進(jìn)行燃燒的爐膛，又稱流化床燃燒爐。它是把固體燃料破碎成一定粒度的粉末，使之在爐內(nèi)以類似沸騰的狀態(tài)燃燒。在中國，沸騰爐用煤的粒度一般為8毫米以下。,74,75,沸騰爐的優(yōu)點(diǎn)是：不但能燒優(yōu)質(zhì)煤，也能燒一般爐排爐和室燃爐不能燒的各類劣質(zhì)煤；床內(nèi)埋管的傳熱效果很好，約為普通鍋爐管子的5