3.1 Фансырьё
Характеристика сырья для производства фанеры
Сырьем для изготовления клееной фанеры являются отрезки кряжей определенного размера и качества. Предъявляемые к ним требования зависят от требований рынка на готовую продукцию, а также от принятой технологии производства. Для изготовления клееной фанеры применяется: береза, бук, ольха, осина, тополь, липа, сосна, лиственница, кедр и др.
По длине размеры сырья должны соответствовать принятым размерам продукции или быть кратными им с необходимыми припусками. Чураки бывают длиной от 0,8 до 3,2 м. Минимально допустимый размер сечения обуславливается экономической целесообразностью разработки сырья, а максимально допустимый - размерами оборудования, имеющеюся па данном предприятии. Для производства фанеры принято использовать сырье диаметром от 18 см и выше, а для строганной фанеры от 22-26 см и выше.
Требования к качеству сырья сводятся к ограничению пороков древесины и дефектов формы. Основные пороки древесины следующие:
· сучки бывают наружные и заросшие, сучки снижают прочность фанеры и ухудшают ее вид.
· кривизна чураков - дефект роста, она снижает выход наиболее высококачественного шпона, а также приводит к увеличению процента перерезанных волокон, снижая в будущем прочность фанеры.
· внутренняя гниль бывает ситовой и трухлявой. Этот порок допускается в центральной части сырья размером не выше 10 см, вне зоны лущения, которая должна быть не менее 4 см.
· большинство наиболее распространенных грибов синевы древесины не влияет на механические свойства древесины, но портит ее внешний вид. Допускается отдельные пятна синевы па торцах размером до 1/10 диаметра сырья.
· наружная трухлявая гниль и мрамор в сырье не допускаются.
· главными пороками, определяющими сортность сырья, являются сучки, ненормальные окраски и гнили, червоточина, трещины, кривизна, косослой, свилеватость, сухобокость, двойная сердцевина и др. Особенно большое внимание уделяется ограничению сучков, ненормальных окрасок и гнили, ухудшающих вид строганной фанеры, которая используется главным образом для декоративных целей.
На заводы, изготавливающие клееную фанеру, сырье может поступать в кряжах и в виде коротких отрезков - чураков. Раскрой кряжа на чураки включает в себя предварительную разметку и собственно распиловку. Разметка производится для получения из кряжа чураков, обладающих наибольшей массой и наивысшим качеством. Распиловка кряжей выполняется с помощью круглопильных балансировочных станков, поперечно-пильных станков или цепных пил.
Общие потери древесины при разделке кряжей на чураки составляют от 1 .5 до 4%, в зависимости от объема кряжа. Тонкий слой древесины, срезаемый при лущении с цилиндрического отрезка чурака. должен быть достаточно плотным, не иметь трещин и разрывов. Но вследствие того, что во время срезания он подвергается выпрямлению, в нем возникают растягивающие напряжения поперек волокон древесины.
Изготовление шпона
Полуфабрикатом для изготовления большинства видов клееной фанеры являются листы сухого шпона определенных размеров. Технологический процесс их получения состоит из следующих операций: лущение шпона, разрезки лепты шпона на листы заданного формата, сушки, сортировки и починки шпона.
Лущениепредставляет собой поперечное резание древесины. Обрабатываемый материал совершает вращательное движение, а режущий инструмент - поступательное движение в направлении оси вращения материалов. В результате этого цилиндрический отрезок древесины превращается в топкий слой определенных размеров. При этом скорость резания оказывается величиной переменной, т.к. число оборотов шпинделей станка постоянно, а диаметр чурака в процессе лущения уменьшается. Данная операция выполняется с помощью лущильного станка.
Режимы лущения. Лущение чураков преследует цель получения достаточно плотной и гладкой стружки. Образование трещин и разрывов на ней недопустимо, т.к. отрицательно сказывается на качестве фанеры.
Если инструмент совершает свободное резание древесины, во время внедрения в неё перед режущей кромкой образуется трещина, направление распространения ее произвольное, благодаря этому поверхность срезаемого слоя древесины и поверхность остающейся цилиндрической части имеют довольно большие неровности. Кроме того, на левой (т.е. обращенной к чураку) стороне срезаемого шпона из-за незначительной прочности последнего в поперечном направлении образуются дополнительные разрывы, вызываемые перегибом листа и месте внедрения инструмента в древесину.
Как уже отмечалось, при свободном резании древесины на левой стороне шпона появляются трещины и неровности. Для их ликвидации применяют обжим шпона, выполняемый с помощью прижимной линейки. Она должна быть расположена так, чтобы создаваемое ею давление на древесину проходило через режущую кромку инструмента и зазор между ножом и линейкой был меньше расчетной толщины шпона. Для обеспечения хорошего качества поверхности шпона и требуемой прочности степень обжима должна быть выдержана в пределах 10-30%, в зависимости от породы древесины, толщины шпона и температуры нагрева чурака.
Раскрой ленты шпона на листы.
Шпон, получаемый на лущильном станке, представляет собой ленту, ширина которой равна длине чурака. Длина ленты зависит от диаметра чурака и толщины шпона и может доходить до нескольких десятков метров. Для дальнейшего использования эта лента должна быть разрезана на отдельные листы, размеры которых соответствовали бы размерам изготовляемой из шпона продукции. Лента шпона раскраивается ножницами, имеющими механический или пневматический привод. На некоторых предприятиях имеются автоматические и полуавтоматические ножницы, у которых включение рабочего движения ножа осуществляется с помощью концевых электрических датчиков, фото элементов или датчиков с радиоактивными изотопами.
Подача лепты к ножу и уборка отрезанных листов шпона выполняется с помощью системы транспортеров, с автоматизированной системой укладки листов в стопу.
Сушка шпона.
Шпон для изготовления клееной слоистой фанеры подвергается предварительной сушке для уменьшения количества содержащейся в нем влаги до необходимых пределов. Эта операция выполняется сразу же после изготовления шпона на лущильных станках. Для правильного ведения сушки необходимо знать начальную и конечную влажность шпона
Начальная влажность сырья зависит в основном от способа доставки его на завод. При доставке по железной дороге она составляет 50-90%, при доставке сплавом 90-130% Шпон с различной влажностью следует сушить при разных режимах. Конечная влажность шпона определяется требуемой влажностью готового продукта, родом применяемого клеевого материала и особенностями процесса склеивания. Практически она лежит в пределах 6-12%.
Существует три способа сушки шпона: контактный, контактно-конвективный и конвективный.
При контактном способе тепло передается листу шпона в результате его соприкосновения с нагретым телом. Этот способ передачи тепла осуществлен в дыхательных прессах и контактных сушилках непрерывного действия. При контактно-конвективном способе тепло передается шпону нагретым воздухом или газом, циркулирующим вокруг него и в результате соприкосновения с нагретым телом. При конвективном способе передача тепла шпону осуществляется только за счет обмывания его нагретым воздухом или газом.
Сушилка представляет собой камеру длиной 30 м, изготовленную из кирпича, железобетона, металла и др. По обеим сторонам ее расположены коридоры, внутри которых находятся осевые вентиляторы и паровые калориферы. Для достижения необходимой равномерности сушки камера по длине разделена па две части, в каждой из которых воздух движется впротивоположных направлениях. Для прохождения шпона через сушилку внутри нее размещены 4-5 горизонтальных рядов ленты, специального плетения, которым сообщается движение от привода, обеспечивающего возможность регулирования времени прохождения шпона через сушилку.
Режим сушки шпона сушилках следующий: температура циркулирующего воздуха 60-120°С, относительная влажность воздуха 15-25%, скорость движения воздуха 0,9-1,1 м/с. Продолжительность сушки шпона в лих сушилках от 20 до 90мин.
Сортировка шпона
Шпон после охлаждения подвергается сортировке, т.е. разделению на однородные группы с учетом качества древесины, обработки, размеров, породы древесины, направления волокон и т.д. Главная трудность сортировки заключается в правильном установлении качественной характеристики шпона. Весь шпон по качеству делится условно на пять сортов: А, АВ, В, ВВ и С. Для каждого сорта четко оговариваемся допустимость того или иного порока древесины или дефекта обработки. Основными сортообразующими пороками для шпона являются: сучки (по этому признаку сортность устанавливается для 75-90% листов шпона); ложное ядро (0,02-15%) обесцвечивание и пятнистость (4-8%).
Сортировка шпона на предприятиях может быть организована по-разному. Ее можно проводить непосредственно у сушильных устройств, на специально отведенных площадках или на транспортерах перемещающих шпон от сушильных площадок к подстойным местам. В первом случае у сушильных агрегатов необходимо иметь достаточное количество подстойных мест, что увеличивает общую площадь, занятую данным участком. Положительной стороной такой организации работы является устранение излишних переносок шпона, отрицательно сказывающихся на его качестве. Во втором случае листы шпона у сушильных агрегатов укладываются в стопы, перевозят на участок сортировки и там сортируют по соответствующим местам. Наиболее совершенной является организация сортировки на транспортере, идущем непосредственно от сушилки и имеющем ряд карманов, открывающихся по заказу сортировщика. Находясь около переднего конца транспортера, сортировщик, оценивая качество подошедшего к нему листа шпона, нажатием кнопки дает команду исполнительному механизму открыть соответствующий карман.