Этапы производства Параметры прессования Расход сырья Требования ГОСТ Полное оглавление Таблица 1. Технологические этапы производства древесно-стружечных плит Этап Операция Основное оборудование Ключевые параметры 1 Подготовка сырья Рубительные машины, окорочные станки Влажность сырья 60-120% 2 Первичное измельчение Стружечные станки с ножевым валом Размер щепы до 40 мм 3 Вторичное измельчение Молотковые, зубчато-ситовые дробилки Толщина стружки 0,2-0,5 мм 4 Сушка стружки Барабанные сушилки Температура 450-550 C на входе 5 Сортировка Пневматические и ситовые сепараторы Разделение на фракции 6 Осмоление Высокооборотные смесители Расход смолы 10-14% от массы 7 Формирование ковра Формующие машины Толщина ковра 2,5-4 от готовой плиты 8 Подпрессовка Холодный пресс Давление 1-1,5 МПа 9 Горячее прессование Многоэтажный или проходной пресс 180 C, 1,8-2,5 МПа 10 Охлаждение и выдержка Охладители веерного типа Выдержка 24-72 часа 11 Форматная обрезка Форматно-обрезные станки Точность до 0,3 мм 12 Шлифование Калибровально-шлифовальные станки Шероховатость до 63 мкм Примечание: Параметры указаны для типовых производственных линий периодического прессования Таблица 2. Режимы горячего прессования древесно-стружечных плит Параметр Значение Единица измерения Примечание Температура плит пресса 180 C Оптимальный диапазон 160-200 C Удельное давление 1,8-2,5 МПа Для многоэтажных прессов Время прессования 0,18-0,35 мин/мм толщины 0,18-0,22 для непрерывных прессов Влажность стружки наружных слоев 14-18 % После осмоления Влажность стружки внутреннего слоя 9-15 % После осмоления Время подъема до рабочего давления не более 30 секунд Посадка на дистанционные планки Температура на выходе из пресса 90-120 C В центре плиты Примечание: Превышение влажности стружки ведет к расслоению и разрывам готовых плит Таблица 3. Нормы расхода сырья и материалов на 1 м3 ДСП Материал Единица Расход Коэффициент потерь Древесное сырье (абс. сухое) кг 550-650 1,07 (разделка) Карбамидоформальдегидная смола (сухое вещество) кг 60-100 1,007 (смешивание) Отвердитель (хлорид аммония) кг 2-4 - Парафиновая эмульсия кг 3-8 - Электроэнергия кВт*ч 80-120 - Тепловая энергия ГДж 3,0-4,5 - Примечание: Расход смолы 13-14% для наружных слоев, 10-11% для внутреннего слоя от массы сухой стружки Таблица 4. Основные требования к ДСП по ГОСТ 10632-2014 Показатель Тип Р1 Тип Р2 Метод испытания Плотность, кг/м3 550-820 550-820 ГОСТ 10634 Отклонение плотности по пласти, % не более 10 не более 10 ГОСТ 10634 Предел прочности при изгибе (16 мм), МПа не менее 11,5 не менее 13,0 ГОСТ 10635 Модуль упругости при изгибе, МПа не менее 1600 не менее 1800 ГОСТ 10635 Прочность на растяжение перпендикулярно пласти, МПа не менее 0,28 не менее 0,40 ГОСТ 10636-2018 Разбухание по толщине за 24 ч, % не более 33 не более 22 ГОСТ 10634 Влажность, % 5-13 5-13 ГОСТ 10634 Отклонение от прямолинейности кромок, мм/м не более 1,5 не более 1,5 ГОСТ 27680 Примечание: Тип Р1 — общего назначения, тип Р2 — для мебельного производства и интерьерных работ Вернуться к навигации Содержание статьи Подготовка древесного сырья для производства ДСП Измельчение древесины и получение технологической стружки Сушка стружки в барабанных сушилках Осмоление стружки и приготовление связующего Формирование стружечного ковра Горячее прессование древесно-стружечных плит Послепрессовая обработка и контроль качества Расчет параметров прессования Часто задаваемые вопросы Подготовка древесного сырья для производства ДСП Технология производства древесно-стружечных плит базируется на использовании низкокачественной древесины и отходов деревообрабатывающей промышленности. В качестве исходного сырья применяют дровяную древесину, технологическую щепу, горбыль, рейки, обрезки пиломатериалов и другие вторичные ресурсы. Породный состав сырья существенно влияет на физико-механические характеристики готовой продукции. Круглые лесоматериалы поступают на участок подготовки, где проходят операции раскряжевки на мерные отрезки длиной около 1 метра. Гидротермическая обработка применяется для мерзлой древесины в зимний период и способствует повышению пластичности волокон. Окорка сырья выполняется на роторных окорочных станках, что позволяет снизить содержание коры в готовой продукции до регламентированных значений. Базисная плотность древесного сырья определяет нормы расхода связующего. Для осины этот показатель составляет около 400 кг/м3, для березы — 520 кг/м3, для сосны — 415 кг/м3. При использовании смешанного сырья выполняют расчет средневзвешенной базисной плотности, что позволяет корректировать технологические параметры осмоления. Технологические требования к сырью Начальная влажность древесного сырья может достигать 60-120% в зависимости от условий заготовки и хранения. Содержание гнили не должно превышать установленных норм, так как это негативно влияет на прочностные показатели плит. Посторонние включения в виде металлических предметов удаляются металлодетекторами на входном контроле. К оглавлению Измельчение древесины и получение технологической стружки Процесс измельчения древесного сырья включает две последовательные стадии. Первичное измельчение выполняется на рубительных машинах барабанного или дискового типа, где формируется технологическая щепа размером до 40 мм. Из щепы на роторных стружечных станках получают древесные частицы заданных геометрических параметров. Размеры стружки для наружных слоев существенно отличаются от частиц внутреннего слоя. Микростружка для формирования мелкоструктурной поверхности имеет среднюю длину до 5 мм, ширину до 1,5 мм и толщину не более 0,25 мм. На практике размеры микростружки составляют 1,5-2,0 мм по длине, 0,3-0,4 мм по ширине и около 0,07 мм по толщине. Вторичное измельчение стружки осуществляется на молотковых, лопастных или зубчато-ситовых дробилках. Ширина стружки после первичного измельчения может достигать 40 мм, что неприемлемо для производства плит с качественной поверхностью. Дробилки обеспечивают получение кондиционных частиц требуемых размеров путем механического воздействия на исходный материал. Геометрические параметры древесных частиц Оптимальная толщина стружки для внутреннего слоя составляет 0,2-0,5 мм при ширине 1-10 мм и длине 5-40 мм. Соотношение длины к толщине определяет гибкость частиц и их способность к переплетению в структуре плиты. Слишком толстая стружка (более 0,7-0,9 мм) затрудняет процесс прессования и негативно влияет на прочностные характеристики. Общая поверхность 1 кг микростружки достигает 120 м2, при этом около 81% площади приходится на пласти древесных частиц, 15% — на боковые грани и 4% — на торцевые поверхности. Этот показатель определяет удельный расход связующего, который должен равномерно покрывать всю поверхность частиц. К оглавлению Сушка стружки в барабанных сушилках Сушка измельченной древесины выполняется в барабанных сушилках конвективного типа с использованием топочных газов в качестве теплоносителя. Начальная влажность стружки варьируется от 60 до 120%, конечная влажность должна составлять 3-5% для внутреннего слоя и 4-6% для наружных слоев перед операцией осмоления. Температура сушильного агента на входе в барабан достигает 450-550 градусов Цельсия при работе с топочными газами. На выходе из барабана температура снижается до 90-120 градусов. Показателем корректности выбранного температурного режима служит температура отработанных газов, которая не должна превышать 120 градусов во избежание возгорания сухой стружки. Контроль температурного режима Превышение температуры на выходе из барабана до 150-160 градусов Цельсия приводит к загоранию сухой стружки внутри сушильного агрегата. Для снижения пожароопасности и повышения равномерности влажности современные производства применяют двухступенчатую сушку с разделением процесса на зоны интенсивного и умеренного влагоудаления. Двухступенчатая технология сушки Двухступенчатые сушилки комбинируют пневматическую трубу-сушилку и традиционный барабан. На первой ступени температура теплоносителя может достигать 700-800 градусов Цельсия, при этом температура древесных частиц не превышает 100 градусов за счет интенсивного испарения свободной влаги. Материал высушивается с 80-140% до 35-45% влажности. Вторая ступень обеспечивает финишную сушку до требуемых 3-5% с более мягким температурным воздействием. Расход тепла на испарение 1 кг влаги составляет 3000-3200 кДж. Продолжительность сушки в трехходовых барабанах достигает 8-20 минут, что обеспечивает высокую равномерность влажности готовой стружки. Частота вращения барабана регулируется клиноременным вариатором в диапазоне 3-9 оборотов в минуту. При однородной массе допускается увеличение скорости вращения, при наличии крупных частиц и высокой начальной влажности скорость снижают для увеличения времени пребывания материала в зоне нагрева. К оглавлению Осмоление стружки и приготовление связующего Операция осмоления является одной из наиболее ответственных в технологическом процессе. Связующее на основе карбамидоформальдегидной смолы должно равномерно покрывать каждую древесную частицу. Неосмоленные стружки не склеиваются в процессе прессования, а избыток смолы приводит к перерасходу материала и снижению качества плит. Карбамидоформальдегидные смолы марок КФ-МТ-15, КФЖ и КФ-ХТ-П применяются в качестве основного связующего для производства древесно-стружечных плит. Массовая доля сухого остатка в смоле составляет не менее 51%, плотность — от 1200 кг/м3. Содержание свободного формальдегида в современных смолах не превышает 0,3%, что соответствует требованиям к плитам класса эмиссии Е1. Смесители непрерывного действия Современные смесители работают по принципу распыления связующего на поток взвешенных в воздухе древесных частиц. Концентрация связующего в потоке наружного слоя составляет 53-55%, внутреннего — 60-61%. Частота вращения лопастного вала достигает 1220 оборотов в минуту, что обеспечивает формирование тонкого факела распыленной смолы. При внутренней подаче связующего стружка поступает в камеру через тангенциально расположенную воронку. Разбрасывающие лопасти придают стружечной массе форму вращающегося цилиндра. Смола подается через пустотелый вал с форсунками различной длины — это обеспечивает осмоление частиц разных фракций по всему сечению камеры. Состав связующего для трехслойных плит Рекомендуемый расход сухой смолы при базисной плотности сырья 400 кг/м3 составляет 14,0% для наружных слоев и 10,6% для внутреннего слоя от массы абсолютно сухой стружки. При увеличении базисной плотности до 440 кг/м3 расход снижается до 13,5% и 10,0% соответственно. В качестве отвердителя применяют хлорид аммония в количестве 3% от массы сухой смолы. К оглавлению Формирование стружечного ковра Формирование стружечного ковра выполняется на формующих машинах, которые распределяют осмоленную стружку по поверхности движущегося поддона или непрерывной ленты. Для трехслойных плит используют три формующие станции: две для наружных слоев с микростружкой и одну для внутреннего слоя с более крупными частицами. Толщина сформированного ковра превышает толщину готовой плиты в 2,5-4 раза. Операция подпрессовки уменьшает высоту пакета, повышая его транспортабельность и предотвращая разрушение структуры при перемещении к горячему прессу. Удельное давление подпрессовки составляет 1-1,5 МПа. При бесподдонном способе производства коэффициент уплотнения ковра в холодном прессе выше, что обусловлено отсутствием поддерживающей подложки. Сформированный брикет разрезается на мерные заготовки и подается непосредственно на плиты горячего пресса. Этот метод позволяет снизить металлоемкость линии и повысить производительность. Контроль массы стружечного пакета Контрольное взвешивание пакетов выполняется автоматическими весовыми станциями. Отклонение массы от заданного значения сигнализирует о нарушениях в работе формующих машин и служит основанием для корректировки технологических параметров. Пакеты с критическим отклонением массы отбраковываются и возвращаются на повторную переработку. Распределение стружки по слоям регулируется производительностью дозаторов формующих станций. Соотношение масс наружных и внутреннего слоев определяет прочностные характеристики плиты при изгибе и качество поверхности. Типичное соотношение составляет 25-30% на наружные слои и 70-75% на внутренний. К оглавлению Горячее прессование древесно-стружечных плит Горячее прессование является наиболее ответственной операцией технологического цикла. Стоимость пресса составляет 20-25% затрат на все оборудование завода. Прессование выполняется при температуре 180 градусов Цельсия и удельном давлении 2,5-3,5 МПа. Длительность процесса определяется из расчета 0,3-0,35 минуты на каждый миллиметр толщины плиты. Под воздействием тепла и давления в трехфазной системе (твердое вещество, вода, воздух) протекают сложные физико-химические процессы. На первой стадии прессования сближаются древесные частицы, вытесняется воздух, начинают действовать силы молекулярного сцепления. Древесные частицы переплетаются, формируя прочную структуру. Время подъема давления до рабочего значения (посадка на дистанционные планки) не должно превышать 30 секунд. Заданная толщина готовых плит обеспечивается дистанционными прокладками, закрепленными на плитах пресса. Одновременное смыкание рабочих органов многоэтажного пресса реализуется симультанным механизмом. Типы прессового оборудования Многоэтажные гидравлические прессы периодического действия позволяют одновременно прессовать до 22 плит. Высота таких агрегатов достигает 8 метров, максимальные размеры плит — 6x3 метра. Загрузка всех пакетов выполняется одновременно с помощью автоматического загрузчика этажерного типа. Проходные ленточные прессы непрерывного действия обеспечивают гибкое управление процессом с возможностью изменения давления и температуры на различных участках. Стружечный ковер загружается при пониженной температуре плит для предотвращения преждевременного отверждения клея. После полной упрессовки температура снова снижается, смягчая условия парообразования. Критический параметр — влажность стружки Избыточная влажность осмоленной стружки приводит к расслоению и разрывам плит при прессовании. Чем выше содержание влаги в пакете, тем больше времени требуется для ее испарения. Превышение влажности наружных слоев выше 18% и внутреннего слоя выше 15% недопустимо. К оглавлению Послепрессовая обработка и контроль качества После выгрузки из пресса плиты поступают в охладители веерного типа для снятия внутренних напряжений, вызванных разницей температуры и влажности между наружными и внутренними слоями. Горячие плиты легко повреждаются при механическом воздействии, поэтому в течение 24-72 часов они выдерживаются на складе кондиционирования. Форматная обрезка выполняется на станках продольно-поперечного раскроя с точностью до 0,3 мм. Отходы обрезки измельчаются и возвращаются в производственный цикл. Калибрование и шлифование поверхности осуществляется на многоголовочных станках, оснащенных 4, 6 или 8 шлифовальными головками. Шероховатость поверхности шлифованных плит регламентируется стандартом и составляет не более 63 мкм для плит с мелкоструктурной поверхностью. Контроль параметра выполняется по ГОСТ 15612 с использованием профилографа или образцов шероховатости. Готовые плиты сортируются по сортам в соответствии с допустимыми дефектами. Входной и выходной контроль Контроль качества включает проверку геометрических размеров, прямолинейности и перпендикулярности кромок, а также физико-механических показателей. Отклонение от прямолинейности не должно превышать 1,5 мм на 1 метр длины кромки. Разность длин диагоналей пласти — не более 0,2% длины плиты. Плотность определяют по ГОСТ 10634, предел прочности при изгибе — по ГОСТ 10635, прочность на растяжение перпендикулярно пласти — по ГОСТ 10636. Разбухание по толщине после 24-часовой выдержки в воде характеризует водостойкость плиты и зависит от типа связующего и наличия гидрофобных добавок. К оглавлению Расчет параметров прессования Расчет времени прессования выполняется исходя из толщины готовой плиты и удельной продолжительности процесса. Для многоэтажных прессов при температуре 180°C удельная продолжительность прессования с карбамидными клеями составляет 0,18-0,22 мин/мм толщины. Для плиты толщиной 16 мм при коэффициенте 0,20 мин/мм время цикла составит: 16 x 0,20 = 3,2 минуты. При использовании периодических многоэтажных прессов время может увеличиваться до 0,30-0,35 мин/мм. Расход древесного сырья на 1 м3 плит рассчитывается с учетом пооперационных коэффициентов потерь. Коэффициент потерь при разделке сырья составляет 1,07, при сушке стружки — 1,025 для внутреннего слоя и 1,03 для наружных слоев. Коэффициент потерь при обрезке и шлифовании уточняется с учетом возврата отходов в производство. Пример расчета расхода связующего Для трехслойной плиты плотностью 700 кг/м3 при соотношении слоев 25:50:25 и рекомендуемом расходе смолы 13,7% для наружных слоев и 10,2% для внутреннего расчет выполняется следующим образом: Масса наружных слоев: 700 x 0,25 x 2 = 350 кг/м3 Масса внутреннего слоя: 700 x 0,50 = 350 кг/м3 Расход смолы на наружные слои: 350 x 0,137 = 47,95 кг/м3 Расход смолы на внутренний слой: 350 x 0,102 = 35,7 кг/м3 Общий расход сухой смолы: 47,95 + 35,7 = 83,65 кг/м3 При концентрации рабочего раствора связующего 60% расход жидкой смолы составит: 83,65 / 0,60 = 139,4 кг/м3. Коэффициент потерь смолы на участках приготовления и смешивания принимается равным 1,007, что увеличивает расчетный расход до 140,4 кг/м3. К оглавлению Часто задаваемые вопросы Какова оптимальная температура горячего прессования ДСП? Оптимальная температура плит пресса составляет 180 градусов Цельсия при использовании карбамидоформальдегидных смол. Диапазон может варьироваться от 160 до 200 градусов в зависимости от типа связующего, толщины плиты и требуемой производительности. Повышение температуры сокращает время прессования, но увеличивает риск термодеструкции древесины и преждевременного отверждения клея в поверхностных слоях. Как рассчитать время прессования для плиты заданной толщины? Время прессования рассчитывается умножением толщины плиты в миллиметрах на удельную продолжительность процесса. Для многоэтажных прессов периодического действия коэффициент составляет 0,25-0,35 мин/мм при температуре до 180°C. Для проходных прессов непрерывного действия коэффициент снижается до 0,18-0,22 мин/мм. Таким образом, для плиты толщиной 18 мм время цикла составит от 3,2 до 6,3 минуты в зависимости от типа оборудования. Какой расход связующего на 1 м3 древесно-стружечных плит? Расход сухой карбамидоформальдегидной смолы составляет 60-100 кг на 1 м3 готовых плит в зависимости от требуемого класса эмиссии и прочностных характеристик. Для наружных слоев рекомендуется 13-14% от массы сухой стружки, для внутреннего слоя — 10-11%. При пересчете на жидкую смолу с концентрацией 60% расход увеличивается в 1,67 раза. Современные технологии позволяют снизить расход до 60-70 кг/м3 при сохранении соответствия требованиям ГОСТ 10632-2014. Чем отличаются плиты типа Р1 от Р2 по ГОСТ 10632-2014? Плиты типа Р1 предназначены для общего применения и имеют менее жесткие требования к физико-механическим показателям. Плиты типа Р2 производятся для мебельного производства и внутренней отделки помещений. Для Р2 нормируются более высокие значения предела прочности при изгибе (13,0 МПа против 11,5 МПа для плит толщиной 16 мм), модуля упругости (1800 МПа против 1600 МПа) и прочности на растяжение перпендикулярно пласти (0,40 МПа против 0,28 МПа). Разбухание по толщине для Р2 также ограничено более жестко — не более 22% против 33%. Какова влажность стружки перед операцией осмоления? Влажность стружки перед смешиванием со связующим должна составлять 3-5% для внутреннего слоя и 4-6% для наружных слоев. После осмоления влажность увеличивается: для наружных слоев допускается 14-18%, для внутреннего — 9-15%. Превышение этих значений приводит к расслоению и разрывам плит при горячем прессовании из-за интенсивного парообразования внутри пакета. Какое давление применяется при горячем прессовании ДСП? Удельное давление горячего прессования составляет 1,8-2,5 МПа для многоэтажных прессов периодического действия. Для проходных прессов непрерывного действия давление может достигать 2,5-3,5 МПа. Давление зависит от требуемой плотности готовой продукции, влажности и размеров древесных частиц, а также продолжительности цикла. При подпрессовке в холодном прессе давление снижается до 1-1,5 МПа. Время достижения рабочего давления (посадка на дистанционные планки) не должно превышать 30 секунд для обеспечения равномерного уплотнения пакета.