刨花板工程項(xiàng)目技改初探

李 好 陳劍平

近年來，我國(guó)刨花板產(chǎn)業(yè)升級(jí)加速，淘汰落后產(chǎn)能持續(xù)推進(jìn)。2015年起，我國(guó)東北地區(qū)全面禁止國(guó)有天然林商業(yè)性采伐，受原料供應(yīng)短缺的影響，曾經(jīng)作為全國(guó)刨花板主產(chǎn)區(qū)之一的黑龍江、吉林兩省的刨花板生產(chǎn)企業(yè)相繼停產(chǎn)或關(guān)閉，短時(shí)間內(nèi)快速削減了刨花板的市場(chǎng)供應(yīng)量。從消費(fèi)市場(chǎng)看，隨著定制家具產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，刨花板作為定制家具產(chǎn)品的主要基材，需求量呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。從裝備技術(shù)和投資看，隨著我國(guó)刨花板裝備制造水平的不斷提升，技術(shù)質(zhì)量逐漸接近國(guó)際先進(jìn)水平，國(guó)產(chǎn)大產(chǎn)能、連續(xù)平壓刨花板生產(chǎn)線設(shè)備的出現(xiàn)使得刨花板企業(yè)投資門檻降低，企業(yè)更新裝備意愿明顯。受上述多種因素推動(dòng)，使得刨花板成為新一輪投資熱點(diǎn)。截至2016年底，全國(guó)近320家刨花板生產(chǎn)企業(yè)保有刨花板生產(chǎn)線337條，合計(jì)生產(chǎn)能力2 081萬m3/a，分布在24個(gè)省市區(qū)，總生產(chǎn)能力在2015年底基礎(chǔ)上增長(zhǎng)5.4%[1]。為滿足市場(chǎng)需求，更多的企業(yè)愿意通過更新工藝和設(shè)備來提高刨花板產(chǎn)品質(zhì)量。

筆者以國(guó)內(nèi)某刨花板工程技改項(xiàng)目為例，簡(jiǎn)單分析技改項(xiàng)目中工藝設(shè)備的更新與應(yīng)用。

1 技改前情況分析

該技改項(xiàng)目為2006年投產(chǎn)的年產(chǎn)量30萬m3刨花板生產(chǎn)線，主線選用進(jìn)口設(shè)備，運(yùn)行期間產(chǎn)品質(zhì)量合格，產(chǎn)能達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)。

技改前存在的主要問題：由于干燥工段未設(shè)置預(yù)除塵裝置，導(dǎo)致干燥尾氣粉塵含量較大，甚至影響到刨花板板面色澤；項(xiàng)目產(chǎn)品表面質(zhì)量較粗糙，且夾有較多大刨花，造成后續(xù)砂光量大。

2 技改方案探討

2.1 產(chǎn)品表面質(zhì)量?jī)?yōu)化

2.1.1 備料工段增加表層氣流分選

由于采用的刨花分選方式原理不同，普通機(jī)械篩選機(jī)不能分選出相同形態(tài)不同密度的金屬、砂石等雜質(zhì)，而氣流分選機(jī)可根據(jù)刨花、金屬、砂石的特性，不同形態(tài)、質(zhì)量、厚度的物質(zhì)在氣流作用下具有不同的懸浮速度，通過調(diào)整氣流的懸浮速度，可以達(dá)到分選物料的目的。

項(xiàng)目技改前，出于投資成本的考慮，機(jī)械篩選機(jī)篩選后的細(xì)刨花直接進(jìn)入表層刨花料倉，只在芯層刨花料倉前設(shè)置了氣流分選機(jī)，設(shè)計(jì)能力為處理絕干刨花18 900 kg/h 。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于原料中的金屬、沙石等物質(zhì)沒有完全被剔除，進(jìn)入后續(xù)生產(chǎn)工段，影響了刨花板表面質(zhì)量，并在后續(xù)工序時(shí)加劇了對(duì)砂帶和鋸齒的磨損。

近年來由于市場(chǎng)對(duì)刨花板質(zhì)量要求的提高，氣流分選在表層刨花制備中得到廣泛應(yīng)用。

技改后根據(jù)實(shí)際需要，在保留原有芯層刨花氣流分選的基礎(chǔ)上增加了表層刨花氣流分選，使表層刨花中80%以上小于0.20 mm的細(xì)微砂粒被分離出來。增加表層氣流分選不僅為后續(xù)拌膠工段節(jié)省了膠黏劑，并且可以克服刨花板較硬難以鋸切的情況，減輕了砂光時(shí)對(duì)砂帶的磨損，提高了刨花板的板面質(zhì)量。表層氣流系統(tǒng)設(shè)計(jì)幾乎為封閉循環(huán)回路，僅有一個(gè)廢料下落口，不僅可以減少粉塵和刨花的對(duì)外排放，而且在冬季生產(chǎn)過程中可以盡可能地保持干燥后的刨花溫度，有利于保障產(chǎn)能（如圖1）。

圖1 氣流分選工藝流程圖Fig.1 Flow diagram of air grading process

2.1.2 升級(jí)鋪裝設(shè)備

刨花鋪裝機(jī)是刨花板生產(chǎn)的主要設(shè)備之一，不同鋪裝設(shè)備可以得到不同的板坯結(jié)構(gòu)和不同的鋪裝精度[2]。刨花的鋪裝精度不僅會(huì)影響原料的消耗，而且決定了熱壓后的素板厚度公差和力學(xué)性能。目前國(guó)內(nèi)大部分家具企業(yè)使用的刨花板是經(jīng)過二次深加工而成的，因此刨花板表面質(zhì)量成為影響后續(xù)加工成本的關(guān)鍵因素。刨花板表面不夠精細(xì)勢(shì)必會(huì)在貼面時(shí)增加三聚氰胺浸漬紙的使用量，提高表面的質(zhì)量也有利于提高刨花板表面力學(xué)強(qiáng)度，有利于家具生產(chǎn)中五金件的固定。

考慮到該項(xiàng)目設(shè)計(jì)產(chǎn)量較大，生產(chǎn)工藝調(diào)整為氣流鋪裝和機(jī)械鋪裝組合的鋪裝方式，兩臺(tái)氣流鋪裝機(jī)分別鋪裝上下表層，芯層采用機(jī)械鋪裝。表層采用氣流鋪裝，并通過在線控制氣流的分布和流量來優(yōu)化鋪裝效果，可獲得細(xì)膩的板坯表面；芯層采用機(jī)械鋪裝，可獲得混合結(jié)構(gòu)的芯層，從而提高板材內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度。鋪裝機(jī)通過計(jì)量料倉直接控制板坯重量，提高了鋪裝效率和精度。此次鋪裝工藝技改克服了因一些樹種原料容易產(chǎn)生細(xì)長(zhǎng)纖維，并且難以折斷形成“L”狀散落在刨花板表層的現(xiàn)象，使產(chǎn)品表層的漸變結(jié)構(gòu)更明顯，成品板的表面更細(xì)膩，提高了板材內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度。技改后，可實(shí)現(xiàn)16 mm成品板的砂光余量控制在0.3 mm以內(nèi)。

2.2 干燥工段增加預(yù)除塵

刨花干燥是刨花板生產(chǎn)中的關(guān)鍵工藝之一，保證干燥后的刨花含水率穩(wěn)定是后續(xù)連續(xù)壓機(jī)生產(chǎn)線正常運(yùn)行的前提。

技改前（如圖2）項(xiàng)目采用設(shè)計(jì)能力為30 000 kg/h輥筒式干燥機(jī)。刨花干燥的終含水率約為1.5%，干燥尾氣排放量大，顆粒物含量較高，干燥的尾氣粉塵處理采用組合式旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器除塵效率在99.5%以上，處理后其干燥尾氣中的顆粒物排放濃度≤80 mg/m3，符合現(xiàn)行的GB 16297—1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》?？梢哉f組合式旋風(fēng)分離器后氣體排放決定了整條生產(chǎn)線的排放標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 改造前干燥工藝平面布置圖Fig.2 Layout of drying process before transformation

隨著環(huán)保要求的提高和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高，項(xiàng)目在技改后（如圖3）對(duì)原工藝進(jìn)行了優(yōu)化，原干燥機(jī)、干燥主旋風(fēng)分離器以及組合式旋風(fēng)分離器不做改動(dòng)，在干燥“Ω”預(yù)熱管道處增加6個(gè)旋風(fēng)分離器對(duì)熱煙氣進(jìn)行預(yù)除塵。采取這樣的改造措施是因?yàn)楦稍锱倩ǖ臒釤煔猱a(chǎn)生于熱能中心燃燒木質(zhì)廢料，由于木質(zhì)廢料的含水率不均勻，在燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生最大1 000 mg/m3的煙氣粉塵，如果不進(jìn)行除塵處理將會(huì)污染刨花，影響板材質(zhì)量。如果將此預(yù)除塵裝置設(shè)置在熱能中心處，由于熱煙氣溫度高達(dá)850 ℃，技術(shù)難度高，勢(shì)必會(huì)增加投資成本[3]。而“Ω”預(yù)熱管道處的溫度已經(jīng)降到500 ℃以下，在此處對(duì)煙氣進(jìn)行預(yù)除塵不僅能保證板材色澤，提高板材質(zhì)量，也為后續(xù)的煙氣除塵起到了輔助作用，進(jìn)一步提高后續(xù)的煙氣除塵效果，減少排入大氣的粉塵顆粒。

圖3 改造后干燥工藝平面布置圖Fig.3 Layout of drying process after transformation

2.3 小結(jié)

以上技術(shù)改造與設(shè)備升級(jí)具體情況匯總?cè)绫?。

通過技改方案實(shí)施，刨花板質(zhì)量得到明顯提升，但需提高刨花板產(chǎn)品質(zhì)量不局限于上述幾種方式。刨花板表面缺陷因每條生產(chǎn)線的具體情況而不同，可根據(jù)刨花板項(xiàng)目自身特點(diǎn)和缺憾，例如從刨花制備工序入手，通過調(diào)整刨片機(jī)、篩選裝置來獲得更優(yōu)質(zhì)的刨花原料，調(diào)整熱壓工藝來獲得力學(xué)性能更好的刨花板等。

表1 刨花板項(xiàng)目技術(shù)改造效果Tab.1 Summary of particleboard project technical renovation

3 結(jié)束語

刨花板生產(chǎn)屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。雖然每條刨花板生產(chǎn)線使用的生產(chǎn)工藝與設(shè)備會(huì)有一定差異，但不可否認(rèn)，技術(shù)創(chuàng)新是企業(yè)提升競(jìng)爭(zhēng)力的主要途徑，生產(chǎn)線裝備升級(jí)可為刨花板生產(chǎn)發(fā)展提供有力支撐。

該技改項(xiàng)目的一系列改造可滿足消費(fèi)需求升級(jí)對(duì)刨花板產(chǎn)品質(zhì)量更高的要求。由此可見，刨花板企業(yè)應(yīng)該轉(zhuǎn)變發(fā)展方式以適應(yīng)市場(chǎng)需求變化，以先進(jìn)技術(shù)與裝備助力企業(yè)提升競(jìng)爭(zhēng)力。如何經(jīng)濟(jì)合理地更新工藝技術(shù)設(shè)備，適應(yīng)清潔生產(chǎn)、綠色發(fā)展的理念，是企業(yè)發(fā)展方向也是其成功的關(guān)鍵因素之一。

[1] 胡廣斌. 我國(guó)刨花板產(chǎn)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革加快推進(jìn)[J]. 林產(chǎn)工業(yè), 2017, 44(7):3-5.

[2] 胡德弟. 淺議刨花板鋪裝機(jī)及其應(yīng)用[J]. 中國(guó)人造板, 2015, 22(10):11-13.

[3] 劉守華. 刨花板生產(chǎn)設(shè)備的新技術(shù)引領(lǐng)中國(guó)刨花板產(chǎn)業(yè)新發(fā)展[J].中國(guó)人造板, 2013, 20(3):5-9.