Древесное сырье для производства фанеры

Курсовая работа

Древесное сырье для производства фанеры

Фанера представляет собой слоистую клееную древесину, состоящую из трех и более листов лущеного или клееного шпона с взаимно перпендикулярным расположением волокон в смежных слоях, это композиционный материал. К фанерной продукции относят виды клееной слоистой древесины, полуфабрикаты ее производства, а также отдельные виды клееной древесины (столярные плиты) и продукты переработки древесных отходов (древесные пресс-массы).

Производство клееных материалов является крупной и непрерывной развивающейся отраслью деревообрабатывающей промышленности. С каждым годом растет выпуск этих материалов и расширяется из ассортимент. Они находят широкое применение в различных отраслях народного хозяйства. Фанеру и изделия из нее все более широко применяются в строительства, вагоностроении, производстве мебели. Специальные виды фанеры используют в авиастроении и судостроении, а также для производства труб, контейнеров, тары и других видов продукции.

Фанерное производство включает в себя выпуск различных марок фанеры. Основные виды: фанерные плиты, состоящие из склеенных между собой 7 и более листов лущеного шпона с заданным направлением волокон в смежных слоях; бакелизированная фанера — фанера повышенной водоатмосферостойкости и прочности; авиационная фанера — фанера, предназначенная для использования в авиационной промышленности; декоративная фанера — фанера, облицованная пленочным покрытием в сочетании с декоративной бумагой; фанерные трубы и муфты, изготавливаемые навивкой из специальной трубной фанеры; древесные слоистые пластики (ДСП), состоящие из склеенных синтетическими клеями в процессе термической обработки под высоким давлением слоев лущеного шпона; гнутоклееные детали, полученные путем гнутья с одновременным склеиванием шпона; лущенный шпон, получаемый при лущении чураков; строганный шпон, получаемый при строгании бруса или ванчеса; столярные плиты, изготавливаемые облицовыванием шпоном реечных щитов; массы древесные прессованные (МДП) — продукт совместной обработки частиц древесины, синтетических смол или их модификаций. Увеличение объемов фанерного производства будет происходить за счет расширения, модернизации производства и улучшения качества продукции.

1. Классификация древеснопильных материалов

Фанера представляет собой слоистый материал, состоящий из склеенных между собой листов лущеного шпона, нередко в композиции с другими материалами. В листе фанеры различают наружные (лицевой и оборотный) и внутренние слои шпона, отличающиеся качеством и иногда породой древесины. В основу классификации фанеры положен ряд конструктивных и технологических признаков, определяющих эксплуатационные качества каждого ее вида.

1.1 Фанера общего назначения

фанера древеснопильный армированный облицовочный Фанеру общего назначения изготовляют из трех и более слоев шпона и используют в производстве мебели, тары, в строительстве, а также в ряде других отраслей.

В зависимости от вида применяемого клея фанера выпускается следующих марок: ФСФ-фанера повышенной водостойкости, с применением фенолоформальдегидных клеев; ФК-фанера средней водостойкости, с применением карбамидоформаль-дегидных клеев; ФБА-фанера средней водостойкости, с применением альбуминоказеиновых клеев.

Обычно фанеру выпускают с нечетным числом слоев шпона, причем направление волокон древесины в смежных слоях взаимно перпендикулярно. При четном количестве слоев шпона два средних слоя должны иметь одинаковое направление волокон. Шпон наружных (лицевого и оборотного) и внутренних слоев фанеры изготавливают из древесины различных пород в соответствии с ГОСТ 99–75. Фанера считается изготовленной из древесины той породы, из которой изготовлены наружные ее слои. Симметрично расположенные относительно продольной оси сечения фанеры слои шпона должны быть одной породы и одинаковой толщины.

В зависимости от качества шпона своих наружных слоев фанера делится на пять основных сортов: А/АВ, АВ/В, В/ВВ, ВВ/С, С/С. Допускается изготовлять фанеру со следующим сочетанием лицевых слоев: А/В, А/ВВ, АВ/ВВ, В/С. Фанеру выпускают нешлифованной и шлифованной с одной или двух сторон. Шероховатость нешлифованной фанеры из древесины лиственных пород не более 200 мкм, шлифованной не более 80 мкм, а из хвойной древесины — соответственно не более 300 и 200 мкм.

Влажность фанеры марок ФСФ и ФК должна быть 5−10%, марки ФБА 6−15%. Фанера для производства мебели должна иметь влажность 6−10%. Показатели качества склеивания шпона из древесины разных пород при изготовлении фанеры приведены в табл. 1.

Фанеру выпускают длиной 2440−1220 мм, шириной 1525 — 725 мм и толщиной 1,5−18 мм. При длине одной из сторон более 1800 мм фанеру называют большеформатной. Фанеру, у которой больший размер совпадает с продольным направлением волокон шпона наружных слоев, называют продольной, в противном случае — поперечной.

1.2 Фанера строительная

Строительную фанеру изготовляют из шпона хвойных пород-сосны и лиственницы толщиной 2 — 4,5 мм, а также комбинированную. Комбинированную фанеру изготовляют с чередующимися слоями шпона из древесины хвойных пород толщиной 2 мм и более и березового шпона толщиной 1,5 мм и более или только из чередующихся слоев березового шпона этих толщин. Наружные слои фанеры изготавливают из березового шпона толщиной 1 мм. Такая конструкция пакета дает высокое качество склеивания и поверхность фанеры.

Фанеру из древесины хвойных пород по качеству наружних слоев подразделяют на шесть видов и предназначают под прозрачную и непрозрачную отделку или для применения в скрытых от обрезания конструкциях. Комбинированную фанеру выпускают семи сортов.

Строительную фанеру изготавляют в основном на клеях высокой водостойкости ФСФ, а также марки ФК. Влажность фанеры ФСФ до 12%, а марки ФК до 10%.

Фанеру изготавляют шлифованной и нешлифованной. Шероховатость шлифованной фанеры из древесных хвойных пород до 200 мкм, комбинированной — до 70 мкм, а нешлифованной соответственно до 300 мкм и до 200 мкм.

Строительную фанеру выпускают в основном большеформатной, размером 2440*1220 мм, хотя предусмотрено изготовление ее и с такими размерами, как фанеры общего назначения. Строительная фанера отличается большой толщиной — от 8 до 19 мм.

Фанера из древесины хвойных пород предназначена для изготавления сооружений каркасного, сборно-щитового, передвижного типов: для строительства деревянных домов и сооружений, в вагоностроении. Комбинированная фанера используется в деревянном домостроении в качестве обшивочного материала.

Фанера из березового, реже из ольхового, а также шпона из древесины хвойных пород производится для экспорта. К ней предъявляются особые требования в отношении качества, определяемого качеством применяемого шпона.

1.3 Фанера березовая авиационная

Фанера березовая авиационная состоит из трех и боле слоев относительно тонкого березового высококачественного шпона. Ее применяют при изготовлении легких летательных аппаратов, в производстве музыкальных инструментов и т. п., когда от фанеры требуются гарантированные конструкционные свойства.

В зависимости от вида применяемого клея получают фанеру следующих марок: БП-Ас применением бакелитовой пленки А; БП-В-с применением бакелитовой пленки В; БС-1-с применением смолы марки СФЖ-3011; БПС-1В-при толщине фанеры 2, 2,5 и 3 мм-с применением бакелитовой пленки В, при толщине фанеры 4, 5 и 6 мм-с применением для склеивания наружных слоев шпона бакелитовой пленки В, а для внутренних-смолы марки СФЖ-3011. Слои шпона при изготовлении фанеры марок БП-А, БП-В и БС-1 располагаются с взаимно перпендикулярным направлением волокон. В фанере марки БПС-1 В каждый наружный слой состоит из двух слоев шпона, имеющих параллельное направление волокон.

В зависимости от показателя предела прочности при растяжении вдоль волокон фанера марок БП-А, БП-В и БС-1 выпускается I и II сортов; фанера марки БПС-1В-только I сорта. Предел прочности при растяжении увеличивается с уменьшением толщины фанеры и составляет 65−95 МПа для фанеры I сорта и 50−82,5 МПа-II сорта. Предел прочности фанеры при скалывании по клеевому слою после кипячения в воде в течение 1 ч также увеличивается с уменьшением ее толщины и составляет 1,6−2 МПа. Шероховатость фанеры должна быть не более 100 мкм, влажность 5−9%. Фанеру изготовляют длиной 1000−1525 мм, шириной 800 — 1525 мм с градацией размеров 25 мм. Толщина фанеры марок ЦП-А и БП-В-1−3 мм, марки БС-1−3-12 мм, марки БПС-2−6 мм.

1.4 Фанера бакелизированная

Фанеру бакелизированную изготавливают склеиванием листов березового лущеного шпона при взаимно перпендикулярном направлении волокон в смежных слоях фенолоформальдегидным смолами.

В зависимости от вида применяемого клея и способа его нанесения на шпон фанера подразделяется на следующие марки: ФСБ и ФБС1, у которой наружние слои пропитаны или на них нанесена спирторастворимая смола; ФБВ и ФБВ1, у которых наружние слои пропитаны или на них нанесена водорастворимая смола, а на внутренние слои нанесена спирторастворимая смола, причем в фанере этих марок допускается не наносить смолу на поперечные слои шпона, расположенные симметрично относительно центрального.

Для изготовления фанеры применяют шпон, соответствующий ГОСТ 99–75, сортов В для наружних и ВВ — для внутренних слоев. Для внутренних слоев фанеры с индексом «1» используют менее качественный шпон. Склеивают шпон бакелитовым лаком марки СБС-1 или смолой марки СФЖ-3011.

Бакелезированную фанеру изготавливают при относительно высоком давлении с применением довольно большого количества клея, поэтому она обладает высокой прочностью, плотностью и формоустойчивостью. Наиболее высокими прочностными качествами обладает фанера ФБС, наименьшими — фанера всех марок с индексом «1». Предел прочности при растяжении вдоль волокон наружних слоев фанеры 60−90 Мпа; предел прочности при статистическом изгибе поперек волокон наружних слоев 65−80 Мпа, вдоль волокон 80−120 Мпа; предел прочности при скалывании по клеевому слою после кипячения в течение 1 ч — 1,5−1,8 Мпа. Плотность фанеры 1200 кг/м3, а влажность зависит от толщины: при толщине 5−7 мм она равна 6%, при толщине 10−18 мм — 8%. Бакелизированную фанеру выпускают длиной 7700−1500 мм, шириной 1550−1200 мм и толщиной 5−18 мм.

Фанеру марок ФБС и ФБС1 применяют в конструкциях машинои судостроения, в строительных конструкциях, работающих в атмосферных условиях и в помещениях; фанеру марок ФБВ и ФБВ1 — в конструкциях машиностроения и строительных, работающих внутри помещений; фанеру марок ФБС-А и ФБС1-А — в автомобилестроении для внутренних конструкций.

1.5 Фанера облицовочная

Это вид фанеры, состоящей из трех или более слоев лущеного шпона, у которой один или оба наружних слоя изготовлены из облицовочного материала. Облицовывание выполняется или при склеивании пакета или как самостоятельный процесс.

Фанера, облицованная строганым шпоном, в зависимости от вида клея делится на марки; ФОФ — с применением фенолоформальдегидного клея, ФОК — карбамидоформальдегидного. По качеству облицовочных сторон она делится на однои двустороннюю. Для облицовывания применяют строганый шпон толщиной 0,6−1 мм. В зависимости от сорта шпона и его текстуры фанера бывает I и II сортов, радиальная, нолу-радиальная, тангентальная и тангентально-торцовая.

Фанеру изготавливают шлифованной и нешлифованной. Шероховатость ее поверхности зависит от породы облицовки и равна для шлифованной 60−100 мкм, для нешлифованной 100−200 мкм. Влажность фанеры должна быть 8±2%, а прочность в зависимости от породы древесины шпона 0,6−1,2 МПа. Изготавливают фанеру длиной 1830, 1525 мм, шириной 1525−725 мм и толщиной 4−10 мм.

Фанеру марки ФОФ используют в условиях повышенных атмосферных воздействий — в судостроении, строительстве, а марки ФОК-в основном в мебельном производстве. Для придания фанере поверхностной стойкости против воздействия окружающей среды для облицовывания иногда применяют шпон, пропитанный меламиновой смолой.

Фанеру, облицованную бумагой, изготавливают из лущеного шпона с облицовочным покрытием, выполняющим защитно-декоративные функции, выполненным из бумаги различных видов, обычно пропитанной смолами высокой водостойкости. Сюда относится фанера декоративная, для щитовой опалубки, для авто-, вагоно-, контейнеростроения.

Декоративная фанера в зависимости от дида облицовочного покрытия и применяемых при его изготовлении смол быбывает марок: ДФ-1 и ДФ-3-с прозрачным бесцветным и окрашенным покрытием на основе сульфатной бумаги, ДФ-2 и ДФ-4-с непрозрачным покрытием бумагой, на которой нанесен рисунок, обычно имитирующий текстуру древесины. Покрытие фанеры марок ДФ-1 и ДФ-2, изготавливаемое с использованием карбамидомеламиноформальдегидной смолы, менее водостойко, чем фанеры марок ДФ-3 и ДФ-4 с использованием меламиноформальдегидной смолы.

Для изготовления фанеры применяют шпон из древесины березы и, реже, других лиственных пород. Для внутренних допускается применять шпон из древесины хвойных пород. Склеивают шпон смолой СФЖ-3011 и бакелитовой пленкой марки Б. В зависимости от качества облицованной поверхности фанера бывает I и II сортов. Влажность фанеры не более 10%. Предел прочности при скалывании по клеевому слою после вымачивания в течение 24 ч для березовой фанеры не менее 1,2 МПа, для фанеры с применением шпона других пород — не менее 1 МПа. Облицовочный слой фанеры должен быть водои светостойким, не должен отслаиваться при перекрестном надрезе. Фанеру выпускают длиной 2440−1220 мм, шириной l525−725 мм и толщиной 3−12 мм.

Декоративную фанеру применяют в качестве обшивочного материала в строительстве, автои судостроении, в мебельном производстве, других областях машиностроения.

Фанеру для щитовой опалубки и для авто-, в вагонои контейнеростроения изготавливают из березового шпона и шпона хвойных пород. Для подоблицовочного слоя применяют березовый шпон. В соответствии с назначением фанеры шпон склеивают клеями на основе фенолоформальдегидных смол.

Фанеру облицовывают с одной или двух сторон упаковочной бумагой поверхностной плотностью 60−150 г./м2, пропитанной бакелитовым лаком СБС-1 или другими фенолоформальдегидными смолами. С такими облицовками она хорошо сопротивляется атмосферным, поверхностным механическим и химическим воздействиям. Фанеру для авто-, вагонои контейнеростроения вместо облицовывания можно окрашивать с одной или двух сторон красителями или эмалями. Влажность готовой фанеры-до 12%.

Прочность фанеры оценивают двумя показателями — пределом прочности при скалывании и при статическом изгибе. Прочность при изгибе поперек волокон наружных слоев фанеры для изготовления опалубки должна быть не менее 30 МПа, вдоль волокон лицевых слоев фанеры для авто-, вагоно-, контейнеростроения — не менее 65 МПа. Облицовка фанеры не должна отслаиваться при перекрестном надрезе. Фанеру изготавливают примерно таких же форматов, как и фанеру общего назначения, причем предпочтителен большой формат-2440*1220 мм. Толщина фанеры для опалубки 8, 10, 12, 15 мм, а для авто-, вагонои контейнеростроения 18−45 мм.

Иногда фанеру общего назначения облицовывают бумагой без пропитки, причем при низком качестве лицевых слоев облицовывание производят в несколько слоев. Такую фанеру в дальнейшем отделывают.

Фанеру, облицованную бумажным слоистым пластиком, изготавливают двух видов — облицованную пластиком обычным и огнестойким. Огнестойкий пластик производят из асбестовой бумаги, пропитанной антипиренами. Толщина его 1−5 мм. Поверхность пластика может быть однотонной и многоцветной. Такая фанера обладает высокой поверхностной стойкостью против внешних механических, химических и термических воздействий не применяется при изготовлении торговой и кухонной мебели, в строительстве.

Фанеру, облицованную древесноволокнистой плитой, изготавливают с внутренними слоями из низкосортного или кускового шпона и наружными-из древесноволокнистой плиты (ДВП) марки Т-400 по ГОСТ 4598–78 толщиной 3,2 и 4 мм. При такой конструкции она обладает высокими прочностными и эстетическими качествами и применяется в строительстве, мебельном производстве. В зависимости от назначения такую фанеру изготовляют на клеях высокой и средней водостойкости. Толщина ее 10−15 мм.

Фанеру, облицованную стекловолокнистыми материалами, изготавливают на основе фанеры марки ФСФ сортов АВ/В и В/ВВ. Такую фанеру облицовывают с одной или двух сторон стеклотканью (фанера марки ФОС) или стеклотканевым материалом, пропитанным полиэфирной смолой — препрегом (фанера марки ФОП). Толщина фанеры 10, 12, 15, 18 мм. Она обладает высокой прочностью при изгибе вдоль волокон наружных слоев шпона (не менее 60 МПа), устойчивостью к истиранию и ударным нагрузкам, атмосферным воздействиям. Эти качества позволяют применять ее для изготовления полов контейнеров, вагонов, кузовов автомобилей.

Фанеру, облицованную металлом, выпускают однои двусторонней. В зависимости от назначения фанеры в качестве облицовок используют различные металлы в виде тонких листов или фольги из алюминия, стали и, реже, других металлов. Облицовки к фанере приклеивают клеями, обеспечивающими податливость клеевого соединения при деформациях древесной основы и металлической облицовки. Такая фанера обладает высокой сопротивляемостью изгибу, ударным нагрузкам, огнестойка. Предварительная обработка металлической облицовки (анодирование, оксидирование и др.) придает фанере высокую эстетичность. Эту фанеру применяют для кузовов автомобилей, вагонов, в строительстве. Слой металла толщиной 0,2−0,5 мм на поверхности фанеры может быть создан также распылением его в расплавленном состоянии.

Фанеру можно облицовывать и другими материалами. У пленки поливинилхлоридные, поливинилфтористые придают ей высокие эстетические качества. Они светои водостойки, устойчивы к действию химических реагентов, эластичны, обладают высокой твердостью и стойкостью к истиранию. Такую фанеру применяют в качестве обшивочного материала в строительстве, также производстве мебели. Облицованная материалами на основе асбеста фанера хорошо предохраняет от огня и используется в строительстве, судостроении. При облицовывании пробковой крошкой фанера приобретает высокие теплои звукоизоляционные свойства и может применяться в строительстве, для изготовления холодильных устройств.

1.6 Фанера армированная

В конструкции пакета такой фанеры один или несколько внутренних слоев шпона заменены листами металла, резины, металлическими сетками или другими материалами. Армирование листами металла и сетками позволяет повысить прочность и жесткость материала без заметного увеличения массы. Армирование листовой резиной позволяет по эластичность фанеры, уменьшить ее воздухои влагопроницаемость. При этом сохраняется внешний вид древесного материала.

1.7 Фанера профилированная

Это слоистый материал, поперечному сечению листа которого во время склеивания придается сложная форма. Наиболее эффективна трапецеидальная или волнистая конфигурация профиля. Профилирование обеспечивает высокую жесткость листа фанеры вдоль профиля. Для фанеры, используемой в качестве обшивочного материала в строительстве, наиболее рационален с точки зрения требуемой жесткости и расходования материала профиль толщиной 6 мм с шагом 120 мм и высотой 40 мм.

2. Способы доставки

На фанерные заводы сырье поступает лесосплавом, сухопутным транспортом, в судах. Большей частью сырье поступает в плотах, которые комплектуют из древесины лиственных и хвойных пород (последние называют приплавом, потому что они обладают большей плавучестью, чем лиственные породы). Основным элементом любого плота является пучок древесины объемом 5−10 м³. Пучок формируют на сплоточных агрегатах и одновременно обвязывают проволокой. Пучки древесины одной длины стягивают в секции, которые соединяют в плот емкостью до 15−20 тыс. м³.

Плот транспортируют по рекам буксиры или катера.

2.1Водный путь поставки сырья имеет следующие преимущества:

поставка сырья лесосплавом — самая дешевая;

сырье при сплаве менее подвержено воздействию древесных грибков и солнечных лучей.

Недостатки поставки сырья лесосплавом: ограниченное время поставки.

В средней полосе России время навигации продолжается с мая по октябрь. Предприятия, на которые поступает сырье сплавом, должны иметь большие складские площади для его хранения, что удорожает его стоимость.

лесосплав повышает влажность древесины (более 80%), что отрицательно сказывается на сушке шпона, увеличивая время этого процесса.

Рейд фанерного производства

Лесосплавное сырье поступает на рейд фанерного завода. Рейдом называется ограниченная часть водной поверхности, расположенная у завода и предназначенная для приемки, временного хранения, сортировки и подачи сырья к выгрузочным агрегатам.

Рейды обычно располагают выше фанерного завода по течению реки для облегчения транспортирования сырья к месту выгрузки. При выборе места для рейда учитывают размеры водной площади, глубину водоема, конфигурацию берега, скорость течения воды. Наиболее целесообразны для устройства рейдов протоки и заливы.

Рейд фанерного завода обычно состоит из двух участков — главного или приемного, предназначенного для приемки и временного хранения поступающей древесины, и вспомогательного, служащего для размолевки, сортировки и выгрузки сырья из воды.

Для закрепления плотов и предохранения их от аварий во время штормов вспомогательный участок оборудуют свайными кустами, якорями и наплавными ограждениями из бревен, называемыми бонами. Бон состоит из одного или нескольких рядов бревен, соединенных между собой по длине, ширине, а иногда и по высоте.

При подаче сырья из воды на склад для хранения его обычно сортируют по размерам и породам. В этом случае пучок подается в размолевочный дворик размолевочной машины. С древесины снимается проволочная обвязка, рабочий багром направляет кряжи на хобот конвейера. В нижней, подводной части размолевочная машина имеет металлическую решетку. Утонувшая древесина из пучка опускается на сетку. По мере накопления сырья сетка поднимается, и рабочий подтягивает кряжи к конвейеру.

Поступившее на фанерный завод сырье проверяется в присутствии контролера качества леспромхоза и заказчика (представителя завода). Проверка заключается в размолевке секции или нескольких пучков древесины (т.е. в освобождении древесины от крепежной проволоки и отделении хвойных пород от лиственных) и поштучном определении объема и сортности каждого кряжа. Данные такой выборочной проверки распространяются на всю партию поступившей древесины.

Хвойную древесину — приплав, если она отвечает требованиям ГОСТа, используют в качестве сырья для производства фанеры или передают в распиловку на пиломатериалы.

2.2Сухопутная поставка сырья

Производится железнодорожным и автомобильным транспортом. Сырье по железной дороге перевозят в крытых и открытых вагонах, полувагонах и на платформах. Автотранспорт используется лишь в тех случаях, когда завод не имеет своей железнодорожной ветки. Сырье подвозят лесовозами с расположенного поблизости леспромхоза (30−60 км).

Преимущество сухопутной поставки в том, что для хранения сырья не нужно иметь большие площади, так как запас сырья не должен быть более четырех-шести-недельной потребности предприятия в сырье. Это значительно упрощает все работы на складе сырья по его хранению. К недостаткам этого способа поставки сырья следует отнести его высокую стоимость и подверженность воздействию солнечных лучей, что приводит к появлению трещин в торцах кряжей и чураков.

2.3Поставке сырья в судах свойственны достоинства и недостатки каждого из описанных выше способов поставки сырья.

При проектировании фанерных заводов тщательно анализируют экономическую целесообразность их размещения в том или ином экономическом районе, учитывают затраты на поставку и хранение сырья. Новые крупные фанерные предприятия строят с учетом смешанной поставки сырья, т. е. лесосплавом и железной дорогой, которая обеспечивает регулярный вывоз готовой продукции, что упрощает работу склада готовой продукции и ряда вспомогательных служб предприятия.

3. Методы хранения

Выбор способа хранения сырья зависит от стойкости пород к воздействию грибов и насекомых и климатических зон страны.

Стойкость древесных пород при хранении указана в табл. 1.

3.1 Хранение затоплением

В летний период применяют один из самых эффективных способов хранения сырья — затопление в воде. Для этого используют озера, судоходные и сплавные реки, если у берега есть водная площадь, отделенная от фарватера.

Затопляют сырье в плотах (на реках и озерах) или в штабелях (в искусственных бассейнах или водоемах со слабым течением).

При затоплении плот нагружают дополнительными рядами кряжей (пучков) до тех пор, пока он не осядет на дно. В проточных водоемах накатываемые кряжи сплачивают с загружаемой частью плота и между собой.

Искусственные наливные бассейны загружают плотным штабелем с помощью козловых и мостовых кранов из расчета 1 м³ сырья на 2 м³ емкости бассейна. Глубина бассейна 3−4 м с уклоном дна в сторону сливной трубы.

Бассейн состоит из нескольких изолированных секций, каждая секция бассейна имеет наливную и сливную трубы. При погружении под воду нижних рядов надводную часть (накат), составляющую не менее 10% общей массы затапливаемой древесины, набирают из низкосортной древесины. Наливные бассейны загружают сырьем в плотный штабель при спущенной воде. По окончании загрузки бассейн заполняют водой, уровень которой поддерживается постоянным. Перед выгрузкой сырья воду из наливных бассейнов постепенно спускают.

Хранение древесины методом затопления в бассейне несколько дороже хранения способом дождевания, однако обеспечение полной сохранности сырья повышает его эффективность.

3.2 Хранение сырья в зимний период

Для хранения сырья, которое поступает на завод в зимний период, применяют метод замораживания. Подготовка к замораживанию начинается еще осенью. Выбирают площадку и определяют объем сырья, подлежащего замораживанию. В каждый штабель укладывают не менее 1000 м³ сырья.

Намеченное под штабель место покрывают утрамбованным слоем толщиной 15−20 см, на который укладывают плотный штабель. Через каждые четыре ряда насыпают снег и обильно поливают водой.

После того как штабель достигнет нужной высоты, с четырех сторон сооружают боковые ограждения. Между стеной бокового ограждения и штабелем оставляют зазор 30−40 см, в него втрамбовывают снег, который затем поливают водой. Выложенный штабель засыпают слоем снега толщиной не менее 20 см, утрамбовывают его и поливают водой. Замороженный штабель обносят вторым рядом бокового ограждения. Между первым и вторым рядом бокового ограждения засыпают сухие опилки, которые постепенно утрамбовывают. Расстояние между стенками забора (его толщина) должно быть с южной и западной стороны больше, чем с северной и восточной. Верх штабеля покрывают шпоном и затем засыпают его слоем опилок или древесных стружек толщиной 10−15 см. На них кладут легкие деревянные стропила и делают кровлю из старой фанеры для отвода дождевой воды за пределы штабельных боковых ограждений. Вокруг штабеля устраивают водоотводящие канавки.

Боковые ограждения сооружают с двух-трех сторон заранее (до укладки штабеля). Остальные стороны возводят при уложенном и замороженном штабеле.

Сырье в замороженном штабеле хорошо сохраняется только до середины лета, так как несмотря на теплоизоляционный слой опилок и стружек лед начинает подтаивать и в штабеле трудно сохранить минусовую температуру.

Хранение древесины замораживанием очень дорого, поэтому им пользуются только для хранения высококачественного сырья. Основные преимущества его заключаются в том, что сырье находится одновременно в условиях пониженной температуры и повышенной влажности.

Эффективность любого способа хранения сырья на фанерных предприятиях будет зависеть от того, насколько заготовители и поставщики будут своевременно защищать торцы и свободные от коры участки древесины замазками. Необходимо отметить также, что хранение сырья в кряжах независимо от применяемого способа более эффективно, чем в чураках. Это объясняется тем, что сырье подвержено разрушению большей частью с торцов. Образующиеся при этом повреждения и гнили могут быть удалены при последующей разделке кряжей на чураки.

4. Способы хранения

4.1 Хранение сырья на складе

Сырье, хранящееся на складе, должно быть надежно защищено от воздействия грибов и насекомых. Грибы развиваются наиболее интенсивно при температуре 15−20°С и влажности древесины 40−60%. При температурах ниже 7 и выше 60 °C, а также при влажности древесины менее 25% или более 100−120% к массе абсолютно сухой древесины грибы не развиваются.

Для сохранения древесины должны быть созданы неблагоприятные условия для развития грибов и насекомых, т. е. низкая температура и повышенная влажность. Если сырье зимней или весенней доставки оставить незащищенным, то в августе оно окажется не пригодным для производства шпона, а при дальнейшем хранении в незащищенном виде оно может быть использовано только в качестве дров.

В первый период хранения незащищенного сырья происходит его задыхание: под действием кислорода воздуха древесина буреет, а затем поражается грибами. При дальнейшем хранении в ней появляются сначала мраморная, а затем мягкая гниль. Указанные процессы особенно интенсивно протекают в древесине березы, ольхи и бука.

Зимой нет необходимости применять какие-либо средства защиты сырья от вредителей из-за низкой температуры. Наиболее опасен весенне-летний период. В это время интенсивно протекает процесс испарения влаги из древесины, особенно с торцов кряжей и чураков, что приводит к появлению трещин, в которых развиваются грибы и различные насекомые (короед).

Кряжи или чураки хранят в штабелях высотой от 4 до 8 м и длиной от 80−150 м.

По схеме расположения кряжей штабеля сырья бывают двух типов: плотные и рядовые. В плотном штабеле в основной его части кряжи от низа до верха укладывают без прокладок (россыпью) и только «голову» и «хвост» штабеля — с прокладками в каждом ряду. Основание штабеля должно состоять из бревен-подкладок: две подкладки для кряжей до 7 м и три — для более длинных кряжей. Толщину подкладок берут не более 7з среднего диаметра укладываемых кряжей. Недостаток плотных штабелей состоит в трудности укладки и разборки кряжей из-за отсутствия прокладок, облегчающих перекатывание кряжей. Рядовой штабель не имеет этого недостатка, однако емкость такого штабеля меньше, чем плотного.

4.2 Расчёт штабелей

«Головы» и «хвосты» штабелей необходимо укреплять клиньями или прокладками, препятствующими рассыпанию штабеля. Кряжи заделывают в «голове» и «хвосте» штабеля, вырубая ложе на толстом конце прокладки, но не глубже половины ее диаметра.

При разборке штабеля необходимо поддерживать безопасный угол откоса насыпи кряжей: осенью 30−40, зимой 60−70°. Особенно меры предосторожности следует соблюдать во время оттепелей, когда древесина оттаивает и может произойти обвал кряжей. В это время насыпи кряжей следует придавать откос 35−45°. Место для укладки штабеля может быть подготовлено заранее: убирают мусор, делают дренажную систему для отвода воды, в целях дезинфекции площадку обрабатывают химическими составами.

Объем сырья, подлежащего хранению на складе лесосплавной поставки, определяют по формуле

Q_спл=Q_год — Q_летн,

Где Q_год — объем сырья, поступающего лесосплавом, м3;

Q_летн — объем сырья, подаваемого в переработку летом без укладки в штабеля, м3

При сухопутной поставке сырья объем древесины, подлежащей хранению на складе, Qcух определяется четырех-шестинедельной потребностью предприятия. Если предприятие снабжается сырьем по смешанному типу поставки, т. е. лесосплавом и сухопутным транспортом, то в переработку в первую очередь поступает сырье сухопутной поставки, так как оно более подвержено порче в период транспортирования, особенно в летний период.

Потребное число штабелей, А определяют по формуле

A=Q_спл / Q_шт,

где

Q_спл — объем древесины, подлежащей хранению, лесосплавной поставки, м3;

Q_шт — объем древесины в штабеле, м3

Склады сырья должны быть защищены от ветров и расположены на пониженных местах с целью сохранения в древесине влаги. Между смежными штабелями разрывы должны составлять от 1 до 3 м. Через каждые 150 м по фронту ширины штабелей устраивают пожарные разрывы с мощеными дорогами.

Группы штабелей между пожарными разрывами образуют кварталы, четыре квартала — участок. Между кварталами склада делают противопожарные разрывы по 10 м, а между участками — по 25 м при высоте штабеля до 8 м. Граница склада должна отстоять от производственных помещений не менее 50 м, от жилых — не менее 100 м. К каждому кварталу с трех сторон должны примыкать дороги, выходящие к естественным или искусственным водоемам.

5. Защита сырья

5.1 Влагозащитные и антисептические замазки

Для хранения сырья на складе фанерных заводов торцы древесины покрывают влагозащитными и антисептическими замазками.

В качестве замазок для древесины лиственных пород используют битумы, сухоперегонные смолы, пеко-смоляные смеси, битумные эмульсии.

Битумы — органические природные вещества или продукты их переработки, растворимые в органических растворителях (спирте, бензоле, хлороформе).

К природным битумам относятся: озокерит, асфальтиты, асфальты, нефть.

Пеки — остаточные продукты после отгонки из дегтей масляных фракций. Они бывают каменноугольные, нефтяные, сланцевые, торфяные, древесные.

В качестве горячих влагозащитных замазок применяют нефтяные битумы трех марок. Из них выпаривают воду, после чего применяют как замазки.

В горячем виде при температуре 40−50° С используют смоляные смеси (смолы 30−70%; пека 70−30%). Расход горячих замазок составляет 2−2,5 кг на 1 м³ чураков, 1 -1,5 кг на 1 м³ кряжей.

В качестве холодных водозащитных замазок используют: битумные эмульсии (50−60% битума, 1−2% эмульгатора), стабилизаторы эмульсий типа контакта Петрова, рыбьего жира, канифольного масла, небольшого количества едкой щелочи и воды; битумные пасты (битума 15−50%, жирной глины 10−15%, воды 45−35%); пеко-смоляные пасты (пека 23−35%, смолы 15−25%, жирной глины 15%, воды 35%); смоляные пасты (смолы 45%, жирной глины 15%, воды 40%).

Хорошим антисептиком являются спиртовые растворы фенолформальдегидных смол. Применяют также комбинированные влагозащитные антисептические замазки, в состав которых входят битумные эмульсии и различные пасты с каменноугольными, торфяными и древесными дегтями и смолами.

Пасты наносят кистью или лопаткой, а эмульсии разбрызгивателем. Обмазанные торцы древесины защищают от солнечных лучей щитами из низкосортной фанеры.

Способ хранения с применением замазок трудоемок. Его применяют при небольших запасах сырья со сроком хранения до двух месяцев.

5.2 Дождевание

При хранении сырья используют и такой способ защиты как дождевание, осуществляемое с помощью трубопроводов с водоразбрызгивающими механизмами или душевыми воронками. На 1 м² верхней поверхности штабеля расходуется 6−8 л воды, что обеспечивает поддержание на поверхности древесины тонкой пленки воды. С площадки дождевания вода отводится в канализацию. Дождевание начинают применять с наступлением теплой погоды. Интенсивность дождевания зависит от времени года, высоты штабеля, влажности и температуры воздуха. Первоначальное дождевание штабелей должно обеспечить проникание воды на всю их высоту. Последующие поливы периодически повторяются 5−6 раз в день (по 15 мин через 2−3 ч). Сохранность сырья обеспечивается весь теплый период года.

При укладке сырья кранами более целесообразно применять передвижную дождевальную установку. Передвижная дождевальная установка (рис. 3) представляет собой эстакаду козловой конструкции, которая перемещается по рельсам, уложенным по продольным бортам площадки 2. На одной тележке эстакады устанавливают насосную станцию и механический фильтр. Забор воды происходит через всасывающий трубопровод с приемником, опущенным в заборную траншею площадки, наполненную водой. Центральный насос подает воду через механический фильтр и распределительный трубопровод 4 в два дождевальных лотка, подвешенных к нижнему поясу горизонтальной фермы эстакады. При дождевании эстакада перемещается по площадке 2 вперед и назад со скоростью 0,9 м/с.

Передвижная дождевальная установка:

1 — фундамент под пути, 2 — бетонированная площадка, 3 — распределительная стенка, 4 — распределительный трубопровод, 5 — спускной трубопровод, 6 — дождевальная установка

5. Требования к качеству По качеству древесины кряжи и чураки делят на четыре сорта. Для производства фанеры используют сырье хвойных пород только 1-го и 2-го сортов, а лиственных пород — 1, 2 и 3-го сортов. Сортность сырья определяется пороками древесины, которые образовались в процессе ее роста, а также пороками механического происхождения, называемыми дефектами. Дефекты возникают в древесине в процессе ее заготовки, транспортирования, сортировки, механической обработки.

Порок или дефект в той или иной степени снижает качество продукции по физико-механическим показателям или ведет к уменьшению полезного выхода.

Наиболее распространенный порок древесины — сучки. Сучки снижают механическую прочность шпона и фанеры. Сучки учитываются в сырье по степени срастания с окружающей древесиной — сросшиеся, частично сросшиеся, несросшиеся, и по состоянию древесины сучка — здоровые, гнилые, табачные. Количество их на метр длины и размер в диаметре определяют сорт сырья.

Трещины — метиковые (простые и сложные), морозные, усушки, отлупные — снижают механическую прочность, так как нарушается целостность древесины. Этот порок допускается в сырье вне зоны лущения и строго регламентируется Из пороков формы ствола ограничиваются ребристая закомелистость и кривизна. Эти пороки сильно снижают полезный выход шпона из сырья. Ребристая закомелистость допускается глубиной 1/10 диаметра чурака. Простая кривизна допускается со стрелой прогиба до 2% длины для кряжей и чураков лиственных пород диаметром до 26 см и до 3% - при диаметре более 26 см. Для хвойных пород простая кривизна не должна превышать 1 -1,5% при диаметре чураков не более 26 см и 1,5−2% - при диаметре более 26 см.

Сложная кривизна в фанерном сырье лиственных и хвойных пород допускается в размере половины нормы простой. Кривизну в кряжах определяют в пределах длины одного чурака.

Из пороков строения древесины ограничиваются наклон волокон (тангентальный), крень (местная и сплошная), ложное ядро, прорость закрытая. Указанные пороки снижают механическую прочность шпона и фанеры.

Другие пороки этой группы — пpopость открытая, сухобокость, пасынок — допускаются глубиной не более 1/10 диаметра сырья. Они снижают выход продукции из сырья.

В сырье не допускается ядровая гниль (пестрая китовая, бурая трещиноватая, белая волокнистая), так как ее присутствие резко снижает физико-механические показатели фанеры. Для 1-го сорта сырья ограничивается размер забоданных грибных окрасок (синева, цветные забоданные окраски), а также побурение, заболонная гниль (твердая).

Червоточина допускается в сырье только поверхностная и неглубокая, в основном в зоне сбега чурака. Этот порок снижает механическую прочность изделия.

Из механических повреждений в сырье ограничиваются: заруб и запил; от щеп, скол, вырыв, скос пропила. Величина повреждений не должна выходить за 1/10 диаметра чурака в месте повреждения. Эти дефекты вызывают снижение полезного выхода шпона из сырья.

В шпоне пороки и дефекты древесины учитываются более тщательно. Их размер и количество на 1 м² поверхности шпона определяют его сортность и назначение для дальнейшей переработки в технологическом процессе.

6. Нормативные документы ГОСТ

Фанера — сложный древесный материал с однонаправленной или перекрестной структурой. Фанера, склеенная из трех и более слоев шпона с наружными слоями из шпона лиственных пород древесины (ГОСТ 3916.1) или хвойных (ГОСТ 3916.2), изготавливается следующих марок:

· ФСФ — фанера повышенной водостойкости;

· ФК — фанера водостойкая;

· ФБА — фанера не водостойкая (ФБА — только по ГОСТ 3916.1).

По степени обработки поверхности фанеру подразделяют на шлифованную с одной (Ш₁) или с двух (Ш₂) сторон (пластей) и нешлифованную. По содержанию формальдегида фанеру подразделяют на классы эмиссии: Е1, Е2 и Е3. Фанеру класса эмиссии Е3 допускалось выпускать до 01.01.92 г.

Допускаются в партии листы фанеры размерами на 25−30 мм менее установленных в таблице (переобрез) с градацией 25 мм в количестве, согласованном с потребителем. Допускается изготовлять фанеру других размеров, соответствующих техническим характеристикам единичных клеильных прессов.

Листы фанеры должны быть обрезаны под прямым углом. Косина не должна превышать 3 мм на 1000 мм длины кромки. Отклонение от прямолинейности кромок не должно превышать 2 мм на 1000 мм.

Для изготовления фанеры применяют лущеный шпон по ГОСТ 99, для наружных слоев (лицевого и оборотного) — шпон лиственных пород древесины (ГОСТ 3916.1) и хвойных (ГОСТ 3916.2); для внутренних слоев — шпон лиственных и (или) хвойных пород древесины.

Фанера считается изготовленной из той породы древесины, из которой изготовлены ее наружные слои.

При четном числе слоев шпона два средних слоя должны иметь параллельное направление волокон. Симметрично расположенные слои шпона по толщине фанеры должны быть из древесины одной породы и одинаковой толщины.

Сорт фанеры определяется качеством лущеного шпона наружных слоев и обозначается сочетанием сортов шпона лицевого и оборотного слоев. Возможны сочетания:

Предел прочности при скалывании по клеевому слою фанеры должен соответствовать нормам, установленным в таблице.

Предел прочности при скалывании по клеевому слою фанеры

Примечание. За предел прочности при скалывании по клеевому слою фанеры, наружные и внутренние слои которой состоят из разных древесных пород, принимают норму, установленную для пород, имеющих меньшую прочность.

По заказу потребителя фанеру марки ФСФ изготовляют с пределом прочности при скалывании по клеевому слою после 1 ч кипячения в воде не менее 1,4 МПа.

Влажность фанеры марок ФСФ и ФК должна быть от 5 до 10%, а марки ФБА — от 6 до 15%.

Параметр шероховатости R_m фанеры по ГОСТ 7016 не должен быть более, мкм:

· по ГОСТ 3916.1 для шлифованной 100, нешлифованной 200;

· по ГОСТ 3916.2 для шлифованной 200, нешлифованной 320.

Фанера должна быть сформирована в пакеты массой не более 1500 кг отдельно по породам древесины наружных слоев, маркам, сортам, классу эмиссии, видам обработки поверхности и размерам.

Учет фанеры производят в кубических и квадратных метрах. Объем одного листа определяют с точностью до 0,1 м³, объем партии фанеры — с точностью до 0,01 м³.

Площадь листа фанеры учитывают с точностью до 0,01 м², а площадь листов в партии — с точностью до 0,5 м².

Заключение

Рассматривая технологический процесс изготовления фанеры с точки зрения его технической базы, следует выделить такие показатели, как уровень техники и стабильность технологических операций, выполняемых на этой технике. Если первое подразумевает прогрессивность технических решений, заложенных в оборудование, то второе — сохранение постоянства показателей (толщина и разнотолщинность шпона, ширина и длина форматных листов шпона, его влажность и т. д.) в течение заданного интервала времени.

На фанерных предприятиях используется такой показатель, как удельный расход фанерного сырья на производство 1 м³ сырого и сухого шпона и фанеры. Несмотря на то, что этот показатель не позволяет оценить качественные характеристики древесины и шпона, он, тем не менее, дает количественную оценку, т. е. технологический и производственный количественные выходы. Первый характеризует возможное количество продукции, получаемое в результате переработки фанерного сырья по принятой технологии, второй — фактическое количество продукции, получаемое с учетом не только технологических, но и производственных потерь и отходов.

Итак, анализируя удельный расход фанерного сырья, можно сделать следующие выводы:

— выход готовой продукции составляет 12% из сырья, что удовлетворяет желаемым результатам;

— основные потери сырья, как видно из табл. 8, приходится на шпон-рванину — 70%, что тоже удовлетворяет желаемым результатам, так как фанера является материалоемким продуктом.

— по другим показателям потерь сырья особых отклонений тоже не наблюдается.

Список используемой литературы

1) Волынский, В. Н. Технология клееных материалов [Текст]: учебное пособие для вузов / В. Н. Волынский. — Архангельск: АГТУ, 2003. — 280 с.

2) Дамдинов, Ц. Д. Технология клееных материалов и древесных плит [Электронный ресурс]: методические указания к курсовому и дипломному проектированию производства деревостружечных плит для студентов специальности 250 403 «Технология деревообработки» / Ц. Д. Дамдинов, Е. Д. Балаханова, С. В. Эрдынеев. — Улан-Удэ, Издательство ВСГТУ, 2005 — 48 с.

3) Юрова, О. В. Технология клееных материалов и древесных плит [Электронный ресурс]: метод. пособие по курсовому проектированию / О. В. Юрова, М. Н. Кочева. — Сыктывкар: СЛИ, 2010.

4) Справочник по производству фанеры [Текст] / под ред. Н. В. Качалина. — М., 1984. — 430 с.

5) ГОСТ 99–96. Шпон лущенный. Технические условия [Текст] / Межгост. совет по стандартизации, метрологии и сертификации. — Минск, 1997. — 18 с.