Производство мебельных заготовок и железнодорожных шпал

Как указывалось ранее, свойства древесины мягких лиственных пород можно существенно повысить до плотности 700...800 кг/м3 методом химикомеханического модифицирования. Прочностные показатели модифицированной древесины равны или превышают показатели древесины дуба, водо- влагопоглощение вдвое ниже, а формоизменяемость остается на уровне натуральной древесины. Существо метода заключается в диффузионной пропитке свежесрубленной древесины мягких лиственных пород в растворе карбамида вымачиванием и последующей сушке под механическим давлением 0,5...0,9 МПа в стандартных сушильных камерах, оборудованных гидроцилиндрами. Полученный материал имеет цвет от светло- до темно-коричневого, напоминая текстурой грецкий орех, и может использоваться для изготовления мебели.

Отличительная особенность технологии химико-механического модифицирования — ее безотходность. В качестве исходных заготовок используется окоренная часть дерева, конечная продукция после пластификации карбамидом и сушки под давлением имеет вид брусков прямоугольного сечения или профиля будущего изделия, например плинтуса, оконного переплета, декоративных элементов мебели и др.

Исходные заготовки приняты усредненным диаметром (после окорки) 130 мм длиной 1250 мм с получением брусковых мебельных заготовок сечением 61x61 мм и длиной 1200 мм. Схема размещения технологического оборудования представлена на рис. 124.

Сырьем для изготовления бруса являются круглые лесоматериалы древесины ольхи, осины, березы, тополя диаметром 12...22 см без гнили длиной 1,25 м. Привезенные свежесрубленные балансы складируются на площадке 1. Кругляк сортируется из 5 групп по диаметрам и оцилиндровывается на окорочном станке 2 марки ОК-35. После окорки получают чураки пяти диаметров (13, 15, 17, 19, 21 см). Чураки подают на промежуточную площадку 3, где высверливаются сучки диаметром 20 мм и более на глубину 20...25 мм. После этого чураки раскалываются пополам на гидроколуне 4 (КГ-85) и укладываются в контейнеры 5.

Каждый контейнер заполняется полуцилиндрами определенного диаметра, причем каждый ряд вакуум-перекладчиком ВП-3 перекладывается металлическим листом, между цилиндрами располагаются металлические вставки. Листы и вставки располагаются на площадке 6. В случае вертикального размещения разъема цилиндров получаются после сушки два бруса со сторонами равными радиусу цилиндра, при горизонтальном размещении разъема цилиндров получаются две доски высотой 1/2 и шириной 2К.

Собранные контейнеры краном-балкой переносятся в пропиточные ванны 7. Ванны заполнены раствором карбамида концентрацией 40 %. Раствор в ванны подается из смесителя 8, куда из склада 9 подается сухой карбамид и насосом 10 подается вода. После завершения процесса пропитки (40 часов) контейнеры вынимаются из ванн кран -балкой, и они устанавливаются на тележку, которая по рельсам 11 закатывается в сушильно-прессовую камеру 12 (СПК-3), на базе стандартной сушильной камеры «Урал-72». Камера «Урал-72» оборудована 24 гидроцилиндрами мощностью 30 тс каждый, двумя гидростанциями и пультом управления. Удельное давление на бруски древесины составляет 0,5...0,9 МПа. Температура сушки 100 °С начальная и 140 °С конечная достигается с помощью добавочных нагревателей спирального типа, установленных в боковых стенках камеры. В торцовой части камеры расположен холодильник для сбора выделяющейся влаги. Изменение параметров в процессе сушки производится автоматически. После сушки и прессования (140 часов) тележка выкатывается и контейнеры разбираются. Брус поступает на площадку 13, а листы и вставки укладываются на площадке 6. Брус получается сечением 65x65x1250 мм, если кругляк имел диаметр 13 см, после чего он фрезеруется в размер 61x61 мм на четырех стороннем станке 14 (С164А). Станок сблокирован с концерав- нителем 15 (Ц2К), где брус калибруется на длину 1200 мм и поступает в склад готовой продукции 16 в штабель. Торцы штабеля покрываются слоем олифы для предохранения от набухания.

Во всех рассмотренных технологических процессах получения изделий из дестама в качестве сырья используется древесина мягких лиственных пород. Представляется целесообразным для получения сырья не заготовка существующих запасов, а выращивание быстрорастущей древесины на необлесенных участках. Для производства мебельных заготовок потребуется 3 тыс. м круглого леса ежегодно. Культура тополей Рори 1 us canescens и Мериландика в десятилетнем возрасте способна давать такое количество древесины с 10 га. Следовательно, достаточно иметь 100 га (1 км2) насаждений таких тополей с ежегодной посадкой 10 га, чтобы полностью обеспечить сырьем цех с годовой программой 1800 м3 модифицированной древесины в год.

Схема опытно-промышленного цеха производства мебельных заготовок из дестама

Рис. 123 Схема опытно-промышленного цеха производства мебельных заготовок из дестама: 1- склад сырья; 2- окорочный станок ОК-35;

3- промежуточный склад; 4-гидроколун КГ-85; 5- контейнеры; 6- вакуум- перекладчик; 7- пропиточные ванны; 8- смеситель; 9- склад карбамида; 10- насос; 11- рельсы; 12- сушильно-прессовая камера СПК-3; 13- склад бруса; 14- фрезерный станок С164А; 15- концеравнитель Ц2К; 16- склад готовой продукции.

В настоящее время на железных дорогах мира протяженность пути с деревянными шпалами составляет около 90 % её общей длины, это 1,17 млн км. Это означает, что на железных дорогах уложено 2,3 млрд шт. шпал. В ближайшей перспективе удельный вес деревянных шпал снижаться не будет, и, следовательно, ежегодно во всем мире будет укладываться около 50 млн новых шпал. В России укладывается около 6 млн шпал при ежегодной потребности

13,2 млн. Срок службы шпал из древесины твердых лиственных пород составляет 42...50 лет, а шпал из хвойной древесины составляет 10... 15 лет. Отсюда наибольшая перспектива применения шпал из модифицированной древесины для России, особенно если учесть, что запасы деловой древесины для шпал в освоенных районах по существу исчерпаны, а из-за необходимости освоения новых районов и транспортных расходов цена одной деревянной шпалы уже превысила 400 р.

Для получения шпал из модифицированной древесины разработана установка СПК-5, которая проходит заводские испытания. Установка расчитана на одновременную сушку, прессование и пропитку одновременно 72 заготовок шпал диаметром 25 см и длиной 275 см.

Паспортные данные установки:

Годовая производительность шпал, шт. 20000

Установленная мощность

токопремников, кВт 75

Время сушки -пропитки, ч 20

Объем загружаемой древесины, м3 9,7

Объем загружаемой древесины, шт. 72

Рабочий объем ванны, м3 16

Усилие гидроцилиндров, тс 450

Удельное давление на древесину, МПа 0,8

Температура антисептика, °С 110

Глубина вакуума, МПа 0,5

Габариты установки, м:

длина 13,8

ширина 4,0

высота 6,8

Масса установки, т 78

Технологическая линия производства шпал представлена на рис. 125. Шпалы получают следующим образом. Круглое сырые лесоматериалы из древесины ольхи и березы складируют на площадке 1. Затем на оцилиндровоч- ном станке 2 производится оцилиндровка заготовок до диаметра 250 мм. Неприводным рольгангом заготовки подают на сверлильный станок 3, где высверливают сучки диаметром более 10 мм на глубину 20 мм. Наличие этой операции обусловлено большей плотностью древесины сучка по сравнению с плотностью основной древесной массы. Именно поэтому, как показала практика, присутствие сучков мешает равномерному прессованию древесины и является причиной производственного брака.

План участка по производству шпал площадью 189 м

Рис. 125 План участка по производству шпал площадью 189 м2: 1- склад сырья; 2- оцилиндровочный станок; 3- сверлильный станок; 4- подстопное место заготовок; 5- ванна стабилизационной пропитки; б- участок загрузки пресс- форм; 7- емкость с горячим антисептиком; 8- насосная станция; 9- сепаратор; 10-сушильно-прессовая ванна; 11- гидроцилиндры; 12- гидростанция; 13- участок разгрузки пресс-форм; 14- емкость с холодным антисептиком; 15- подстопное место готовой продукции; 16- резервуар антисептика; 17- склад, готовой продукции; 18- кран-балка

Затем заготовки вынимают из ванны 5, дают стечь раствору и отправляют на подстопные места заготовок 4. На участке загрузки 6 производится укладка заготовок, которые берутся с подстойного места 4, в пресс-формы. Собранные прессформы помещаются в сушильно-прессовые ванны 10, которые по рельсам закатываются под раму с гидроцилиндрами 11.

После высверловки сучков заготовки древесины помещают в ванну 5, где в течение 10... 12 ч осуществляется их пропитка стабилизато-

ром-карбамидоформальдегидной смолой марки КФЖ с содержанием сухого остатка 40 % и вязкостью 12... 15 секунд.

Сушильно-прессовая ванна 10 работает следующим образом. В сушильно-прессовую ванну закачивается горячий антисептик сразу после того, как ее закатили под раму с гидроцилиндрами. Эта операция занимает один час. Затем антисептик в течение двух часов нагревают до температуры 130 °С. После этого идет совмещенный процесс сушки-пропитки под давлением 0,6. ..0,8 МПа в течение 16 ч.

По завершении этой операции производят в течение двух часов слив горячего антисептика и закачивают холодный, в котором заготовки выдерживают в течение двух часов, не снижая механического давления. Меняя горячий антисептик на холодный, мы, в целях интенсификации процесса пропитки и сокращения его продолжительности, проводим ее методом горяче-холодных ванн. Последующая операция слива антисептика и выкатывания сушильно-

прессовой ванны занимает один час. Пооперационная временная гистограмма работы промышленной установки СПК-5 представлена на рис. 126.

После выкатывания сушильно-прессовальной ванны 10 из-под рамы с гидроцилиндрами 11, прессформы перемещаются на участок разгрузки 13. В процессе разборки прессформ готовые изделия (шпалы) укладываются на подстопные места 15, а прессформы возвращаются на участок загрузки 6. Затем готовые изделия перемещаются на склад готовой продукции 17, а оттуда - потребителю.

Для нормального функционирования установки СПК-5 участок, кроме вышеперечисленного, оборудуется емкостью с горячим антисептиком 7, насосной станцией 8, сепаратором 9, гидростанцией 12, емкостью с холодным антисептиком 14 и емкостью с резервом антисептика 16.

Пооперационная временная гистограмма работы промышленной установки СПК-5

Рис. 126 Пооперационная временная гистограмма работы промышленной установки СПК-5: 1- закатывание тележки, закачка антисептика - 1 ч; 2- прогрев антисептика до 130 °С - 2 ч; 3- сушка-пропитка под механическим давлением - 16 ч; 4- слив горячего антисептика, закачка холодного - 2 ч; 5- выдержка в холодном антисептике - 2 ч; 6- слив холодного антисептика, выкатывание тележки -1ч

Перемещение заготовок, прессформ, готовых изделий, сырья и другого по цеху производится при помощи кран -балки 17.

Основной режим работы цеха по производству шпал - односменный с продолжительностью смены 8 часов, с пятидневной рабочей неделей. Годовой эффективный фонд работы сушильно-прессовальных ванн - 5760 ч (240 дней). Годовой эффективный фонд работы остального оборудования -1920 ч (240 дней). Остальное время отводится на профилактический ремонт и выходные дни.

Согласно рассмотренной организации производства шпал из модифицированной древесины возможен годовой выпуск железнодорожных шпал в количестве 69120 шт. или 8294,4 м3.

Химический состав ЖТК, %:

Парафиновые углеводороды (алканы) Сю-С^

нормального и изомерного строения 10

Нафтеновые углеводороды(циклоалканы)

в виде моно-, би-, три- и тетрациклических соединений 12-14 Ароматические углеводороды, 76-78

в том числе:

алкил бензолы 30

ивданы и тетралины 18

алкилнафталины 4

данафтенбжюлы 14

аценафтены 18

флуорены 8

фенантрены 10

Фенолы и нафталины отсутствуют .

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >