Технологии производства изделий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Данная курсовая работа имеет следующую тему: «Производство теплоизоляционных ДВП».

Пояснительная записка к курсовой работе состоит из 34 страниц печатного текста, таблиц и рисунков. Использовано 5 источников информации. В ней приведены: характеристика выпускаемой продукции; характеристика сырьевых материалов; выбор и обоснование способа производства; режим работы предприятия; расчет производительности цеха; расчет состава сырьевой смеси; расчет потребности предприятия в сырье; выбор технологического оборудования; расчет основных механизмов; расчет складов сырьевой продукции. Графическая часть представлена на 1 листе формата А1, на котором изображены план и разрезы цеха с компановкой оборудования.

Ключевые слова: волокно, теплоизоляция, древесина, щепа, плита, древесноволокнистая масса.



Содержание

Реферат

Введение

1. Анализ существующих технологий производства изделий

1.1 Номенклатура, характеристика изделия

1.2 Состав сырьевой смеси

1.3 Выбор и обоснование технологического способа производства

1.4 Новое в производстве изделия

2. Технологическая часть

2.1 Режим работы предприятия

2.2 Расчет производительности предприятия

2.3. Подбор состава сырьевой смеси

2.4 Расчет потребности предприятия в сырьевых материалах

2.5 Выбор технологического оборудования

2.6 Расчет складов сырьевых материалов

2.7 Разработка технологии производства вяжущего

3. Контроль производства и качества выпускаемой продукции

4. Охрана труда на предприятии

5. Теплотехнический расчет ограждающей конструкции

Заключение

Список литературы



Введение

Отдельную группу ДВП составляют мягкие плиты небольшой и средней плотностью (150-350 кг/м3), толщиной от 9 до 25 мм изготовляемые путем сушки ковра без горячего прессования. Они характеризуются высокой пористостью, малой теплопроводностью, но низкая прочность ограничивает область их использования -- они применяются только в строительстве в качестве теплоизоляционного материала. Разные марки применяют для теплоизоляции разных участков. Например, мягкая ДВП обработанная латексом, обладает низкой влагопроницаемостью. Используется для утепления крыш. Также мягкая ДВП используется для различной тепловой и звуковой отделки стен, применяется во всех многослойных конструкциях стен и полов жилых помещений, междуэтажных перекрытиях, перегородках между квартирами. Применяется как внутренняя акустическая облицовка, в потолочных кессонных системах, как обшивочные листы.



1. Анализ существующих технологий производства изделий

1.1 Номенклатура, характеристика изделия

Древесноволокнистая плита (ДВП) -- листовой материал, изготовленный из переплетенных между собой и сформированных в ковер влажных или сухих древесных волокон посредством сушки или горячего прессования.

Рис.1 Мягкая ДВП

Древесноволокнистые плиты классифицируются:

1) По способу производства:

· Плиты прессованные, которые получаются путем сдавливания волокнистого ковра в горячем прессе, и плиты непрессованные, когда волокнистый ковер преобразуется в плиту только за счет нагрева, без приложения давления.

· Плиты, изготовленные мокрым способом, при котором для транспортировки волокна и формирования ковра используют воду, и плиты, изготовленные сухим способом, при котором для тех же целей используют воздух.

При прессовании мокрым способом получаются плиты односторонней гладкости -- у них поверхность, выходящая из-под пресса, будет гладкая, а на обратной стороне останутся следы сетки, на которой происходило прессование. При прессовании сухим способом получаются плиты двухсторонней гладкости, поскольку они формируются между двумя металлическими листами.

Поверхности у гладких ДВП могут быть облицованными с одной либо двух сторон (например, декоративно-слоистыми пластиками или пленочными материалами) или профилированными

2) По твердости и прочности:

· Мягкие ДВП. Преимущественно служат для тепло- и звукоизоляции стен, потолков, перекрытий. Их применяют для обшивки стен в производстве щитовых и панельных домов, как заполнитель дверных полотен или выравнивающий материал под твердое покрытие полов;

· Твердые и полутвердые ДВП находят применение в строительстве как обшивочный материал для внутренней либо наружной отделки стен с последующей окраской, а также как подкладочный слой при устройстве полов. В мебельном производстве они идут на задние стенки шкафов, выдвижные ящики, полки длиной до 600 мм, задние крышки корпусов для радиоаппаратуры. Их используют для внутренней облицовки пассажирских вагонов, автобусов, речных судов; для изготовления посылочных ящиков, а при толщине 6- 8 мм и для упаковки под изделия машиностроения, мебели и т. п.;

· Сверхтвердые ДВП популярны как электроизоляционный материал для изготовления панелей, щитков. Строители применяют их в качестве покрытий пола, а также для обшивки в помещениях с большими колебаниями влажности;

· Плиты средней плотности, MDF -- сравнительно новая продукция, занимающая особое место среди твердых древесных листовых материалов. Плиты MDF получают сухим способом. Плотность у них 700-800 кг/м³, а прочность при изгибе 30-35 МПа, то есть примерно вдвое больше, чем у традиционно используемых мебельщиками древесностружечных плит. Структура MDF плотная и отличается равномерностью по всей толщине плиты. Стоимость этих плит сравнительно высока, поэтому их используют преимущественно для лицевых деталей корпусной мебели;

3) По виду технических свойств: биостойкие, огнестойкие, влагостойкие, звукопоглощающие.

Твердые ДВП выпускают марок: Т -- с необлагороженной лицевой поверхностью; Т-С -- с лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы; Т-П -- с подкрашенным лицевым слоем; Т-СП -- с подкрашенным лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы; Т-В -- с необлагороженной лицевой поверхностью и повышенной водостойкостью; Т-СВ -- с лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы и повышенной водостойкостью; НТ -- пониженной плотности (полутвердые); СТ -- повышенной прочности (сверхтвердые) с необлагороженной лицевой поверхностью; СТ-С -- повышенной прочности (сверхтвердые) с лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы.

Твердые плиты марок Т, Т-С, Т-П, Т-СП в зависимости от уровня физико-механических показателей подразделяют на группы качества А и Б; по качеству поверхности плиты этих марок подразделяют на I и II сорта.

Мягкие плиты в зависимости от плотности подразделяют на марки: М-1, М-2 и М-3.

Размеры плит должны соответствовать указанным в табл. 1.



Таблица 1

Длина	Ширина	Толщина
Номин.	Номин.
Тип плит	Максимальная	Основная	Пред. откл.	Максимальная	Основная	Пред. откл.	Номин.	Пред. откл.
1.Твердые		3660;		2140	2140;
		3355;			1830;
	6100	3050;			1525;
		2745;			1220
		2440;
		2140					2,5;
		3660;	3	1700;		3	3,2;	3
		3050;		1220			4,0;
		2745;					5,0;
	5500	2440;			1700		6,0
		2350;			1220
		2050;			610
		1830;
		1700;
		1220
2.Мягкие		3000;
		2700;
	5500	2500;	5	1220	5	8,0;	1,0
		1800;				12,0;
		1600;				16,0
		1220

Значения показателей физико-механических свойств плит должны соответствовать указанным в табл. 2.

Таблица 2

Наименование	Норма для плит марок
показателя	СТ	Т-В,	Т, Т-П, Т-С, Т-СП	НТ	М-1	М-2	М-3
		Т-СВ	группа А	группа Б
1. Плотность, кг/м3	950-1100	850-1100	850-1100	800-1100	Не менее 600	200-400	200-350	100-200
2. Предел прочности при изгибе, МПа, нижняя граница	47	40	38	33	15	1,8	1,1	0,4
3. Разбухание по толщине за 24 ч, %, верхняя граница	13	10	20	23	30	Не нормируется
4. Влажность, %:
- нижняя граница	3	4	4	4	3	Не нормируется
- верхняя граница не более	10	12
5. Водопоглощение за 2 ч, %, верхняя граница	Не нормируется	34
6. Водопоглощение лицевой поверхности за 24 ч, верхняя граница	7	7	11	13	Не нормируется
7. Коэффициент теплопроводности), Вт/(мК)	-	-	-	-	-	0,09	0,07	0,05

В данной курсовой работе будут рассматриваться мягкие ДВП, основным достоинством которых является низкий коэффициент теплопроводности.

1.2 Состав сырьевой смеси

Сырьем для изготовления ДВП служит неделовая древесина хвойных и лиственных пород с ограничением гнили не более 5% и коры не более 15%. А также отходы лесозаготовок (сучья, вершины), отходы лесопиления (рейка, дровяной горбыль, срезки), кусковые отходы деревообработки, отходы целлюлозно-бумажного производства (низкосортный баланс, сучковая масса, макулатура и другие виды волокнистых отходов, не используемые для производства бумаги), камыш, солома и т.д.

Одним из главных требований, предъявляемых к сырью, является возможность получения из него наиболее длинного волокна. В этом отношении хвойные древесные породы имеют преимущество перед лиственными: длина волокон хвойных пород (сосны, ели, пихты) колеблется в пределах от 2,6 до 4,4 мм, а лиственных (березы, осины, тополя) -- от 0,7 до 1,6 мм.

Характеристикой древесины служит ее плотность в абсолютно сухом состоянии (табл. 3).

Таблица 3

Порода	Масса 1 м3 древесины, кг
	абсолютно-сухой	воздушно-сухой	Свежесрубленной
Дуб	650	740	1030
Бук	625	710	968
Береза	370	650	878
Лиственница	520	680	833
Соска	458	520	863
Ос ива	450	510	762
Пихта	414	420	827
Ель	395	450	794

В производство ДВП идет щепа без мятых кромок, с длиной частиц 10-35 мм (оптимальная 20 мм), толщиной не более 5 мм, с углом среза 30-60°С. Содержание гнили допускается не более 5%, минеральных включений не более 1%, коры не более 15% (в щепе из сучьев -- до 20%). С увеличением доли коры ухудшаются внешний вид плит и их прочность.

В производстве ДВП используются различные химические вещества:

· Гидрофобизирующие (парафин нефтяной, церезин),

· Упрочняющие (альбумин черный технический, канифоль сосновая, СФЖ),

· Эмульгаторы (олеиновая кислота, концентрат СДБ, натр едкий),

· Осадители (серная кислота техническая, сернокислый алюминий),

· Добавки для придания плитам специальных свойств (битумы нефтяные и дорожные, кремнефтористый аммоний).

1.3 Выбор и обоснование технологического способа производства

Технологический процесс производства древесноволокнистых плит (рис. 2) включает: прием, складирование и подготовку древесного сырья, получение древесных волокон, прием и складирование химикатов, приготовление проклеивающих составов, проклейку волокнистой массы, формирование ковра, разрезку ковра, горячее прессование или сушку, термообработку и увлажнение плит, форматную резку и складирование.

Способ производства определяется условиями транспортирования волокнистой массы и формирования ковра (М -- мокрый, в водной среде; С -- сухой, в воздушной среде) , а также, при необходимости, прессования плит (М -- мокрый, с применением сетки для удаления воды; С -- сухой, без применения сетки). В мировой практике принята следующая классификация способов производства древесноволокнистых плит: мокрый -- мокрое формирование ковра, мокрое прессование; сухой -- сухое формирование ковра, сухое прессование; мокро-сухой -- мокрое формирование ковра, сухое прессование; полусухой -- сухое формирование ковра, мокрое прессование. В пашей стране нашли применение традиционный мокрый и вновь осваиваемый сухой способы.

Рис. 2 Общая схема технологического процесса производства ДВП

Рассмотрим краткое описание технологического процесса производства ДВП сухим способом.

Рис. 3 Сухой способ производства ДВП

В производстве ДВП сухим способом (рис. 3) сырье в виде технологической щепы со склада 7 или от рубительных машин по конвейерам 2 и 5 через щепомойку 4 и бункер 3 поступает в размольное отделение. Из бункера б щепа подается в подогреватель 7 и оттуда в дисковую мельницу 8 (дефибратор или рафинатор). Здесь возможна установка дисковой мельницы для размола щепы и без предварительного прогрева при атмосферном давлении воздуха. Волокно поступает в сушилки 9, циклоны 10, бункер, а оттуда в смеситель 77 для смешивания со связующим. Как уже указывалось, связующее и другие добавки можно вводить в волокно и в дисковой мельнице.

Из бункеров сухого волокна 12 и 13 (для каждого потока - отдельный бункер) частицы пневмотранспортом поступают на формирующие машины 14 для формирования ковра, его уплотнение в прессах непрерывной подпрессовки 15, разрезку ковра 16, в разгрузочное устройство (этажерку) 77, в пресс 19. Готовые плиты идут на разгрузочное устройство (этажерку) 18, для охлаждения в камеру 21, на обрезку 22, шлифование (при необходимости) 23 и сортирование 24. При прессовании на специальных металлических листах (поддонах) листы возвращаются конвейером 20.

Рис. 4 Сухой способ производства ДВП с применением немецкого оборудования «Бизон»

Технологический процесс производства древесноволокнистых плит на оборудовании фирмы «Бизон» весьма эффективен и современен. Однако из-за высокой стоимости оборудования (стоимость одной современной импортной линии мощностью 50-120 тысяч кубометров в год весьма значительна -- от 22 до 50 миллионов долларов США) этот способ не нашел повсеместного распространения в нашей стране.

В данной курсовой работе для производства мягких ДВП был выбран мокрый способ производства (рис. 5)

Рис. 5 Схема мокрого способа производства ДВП

ДВП мокрого способа производства имеют ряд преимуществ: большие размеры, позволяющие производить различные монтажные работы с наименьшими затратами; низкая себестоимость продукции, по сравнению с плитами сухого способа производства. К недостаткам можно отнести низкую долговечность продукции, по сравнению с другими способами производства, а также невысокую прочность (характерную для мягких ДВП). Но т.к. мягкие ДВП используются как теплоизоляционные материалы - для их эксплуатации прочность не так важна.



1.4 Новое в производстве изделия

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ПОДГОТОВКИ ГИДРОФОБИЗИРУЮЩИХ СОСТАВОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ДРЕВЕСНО-ВОЛОКНИСТЫХ ПЛИТ

В производстве древесных плит, стойких к воздействию влаги, применяют гидрофобизаторы. В качестве гидрофобизаторов, как правило, используют парафинсодержащие вещества, придающие древесине водоотталкивающие свойства: парафин блокирует поры древесины и препятствует впитыванию связующего.

На рис. 5 представлена зависимость разбухания древесной плиты от содержания парафина в ней при использовании гидрофобизирующей эмульсии «Ergowax 60» компании «Эрготек». Из зависимости видно, что разбухаемость под воздействием влаги во многом зависит от качества и количества гидрофобизатора.

Рис. 6 Зависимость разбухания от содержания парафина.

На Сухонском целлюлозно-бумажном комбинате была проведена работа по определению преимуществ (недостатков) применения парафиновой эмульсии «Ergowax 60» по сравнению с парафиновой эмульсией, изготавливаемой в цехе предприятия. В результате проведенной работы выяснилось, что парафиновая эмульсия «Ergowax 60» не улучшает показатель «разбухание» древесноволокнистых плит, внешний вид плит при применении в наливной слой в количестве 30% и более ухудшается, характеристика сточных вод по показателю «лигносульфонаты» не снижается. Было также отмечено, что предлагаемая эмульсия «Эрготек» обеспечивает более гладкую поверхность плит при дозировке в наливной слой и снижает расходы на обогрев, так как «Ergowax 60» не застывает.

На Сухонском ЦБК проводились опытные исследования по получению гидрофобизирующей эмульсии при помощи роторно-пульсационного аппарата. Эмульсия была изготовлена из парафина с примесями, в число которых входил гач. На рис. 6 представлена зависимость разбухания древесных плит, обработанных этой парафиновой эмульсией, от времени.

Рис. 7 Зависимость разбухания от времени для парафиновой эмульсии с гачем.

Из графика видно, что данная эмульсия с примесью гача вполне сопоставима по разбухаемости под действием воды с эмульсией компании «Эрготек».

Эмульсия была получена при помощи установки для приготовления волокнистой суспензии с наполнителем (положительное решение на патентное изобретение, «Установка для приготовления волокнистой суспензии с наполнителем», заявка № 2008124251/05(029412)). Конструкция установки представлена на рис. 8.

Рис. 8. Установка для приготовления волокнистой суспензии с наполнителем: 1 - бак-мерник; 2 - электродвигатель; 3, 4 ,7 ,10 - вентили; 5 - бак для суспензии; 6 - мешалка; 8 - гидродинамический диспергатор; 9 - трубопровод.

Данная конструкция установки позволяет проводить эффективный процесс диспергирования и гомогенизации волокнистой суспензии с наполнителем с различными концентрациями и видами волокнистой суспензии при сравнительно простой конструкции и малых энергетических затратах. Конструкция установки для приготовления суспензии, содержащей волокно, будет определять условия, необходимые для их диспергирования и реологические свойства суспензии.



2. Технологическая часть

2.1 Режим работы предприятия

Режим работы цеха характеризуется числом рабочих дней в году, количеством рабочих смен в сутки и количеством часов работы в смену.Режим работы устанавливают по нормам технологического проектирования предприятий отрасли, а при отсутствии их - исходя из требований технологии.

Принята работа по непрерывной неделе - 260 дней (365 календарных дней - 104 выходных, 8 праздничных + 7 дней компенсации неполного рабочего дня по субботам).

Номинальный годовой фонд рабочего времени определяется по формуле:

Ф_н = Д_н С_м Т_см ,

Годовой фонд чистого рабочего времени составляет:

Ф_ч = Ф_н К_ти К_см ,

Таблица 4

№ п/п	Наименование цехов, отделений, операций	Количество рабочих дней в году, Дн	Количество смен в сутки, См	Продолжительность рабочей смены, Тсм, час	Минимальный годовой фонд рабочего времени, Фн, час	Коэффициент технического использования оборудования, Кти	Коэффициент использования рабочего времени, Ксм	Годовой фонд рабочего времени, Фч, час
1	Формовочный цех	260	2	8	4160	0,95	0,85	3359
2	Складские помещения	365	3	8	8760	0,95	0,85	7074
3	Склад готовой продукции	365	2	8	5840	0,95	0,85	4716

2.2 Расчет производительности предприятия

В этом разделе технологической части производится расчет выпуска полуфабрикатов и готовой продукции исходя из принятого режима работы.

При расчете производственной программы следует учитывать возможный брак в производстве и производственные потери, размеры которых принимаются по соответствующим нормативам.

Для заводов древесно-волокнистых плит брак составляет 2 %.

Производительность завода по готовой продукции определяется по формулам:

П_сут=П_год/С_р,

где П_год - заданная годовая производительность завода

С_р - расчетное кол-во рабочих суток в году.

П_смен=П_год/С_р*n,

где n - число смен.

П_час=П_год/В_р,

где В_р - расчетный годовой фонд рабочего времени, в час.

Производительность по готовой продукции:

П_сут = 1050000/260 = 4038,461 м²,

П_смен = 1050000/260*2 = 2019, 231 м²,

П_час = 1050000/3922 = 267,720 м²,

В_р=С_рЧК_н = 260*16*0,943 = 3922 час.

2.3 Подбор состава сырьевой смеси

В производстве волокнистых плит различают чистый расход древесного волокна, входящего в состав готовых плит, а также отходы и потери, в том числе:

· Технологические отходы (опилки и кусковые отходы при разделке сырья, форматной обрезке плит, отсев при сортировании щепы; волокно, уходящее со сточными водами).

· Технологические потери (пыль при рубке щепы, газообразные продукты при пропарке, растворимые в воде вещества).

· Организационно-технические отходы (отбор проб для испытаний, отходы при отладке оборудования).

Чистый расход абсолютно сухого волокна в кг на 1 м² готовой плиты:

Q_уд = S_п с_п ,

где S_п -- толщина плиты, м; с_п -- плотность плиты, кг/м³; W -- влажность готовой плиты, (в среднем 8%); К -- коэффициент удержания химических добавок (принимается равным при мокром способе производства 0,7%).

Q_уд = 0,008*200* = 1,45 кг

Для мягких ДВП толщиной 8 мм и плотностью 200 кг/м³ получим:

Потребность в абс. сухом волокне в кг/м² с учетом потерь:

Q_вол = Q_уд K₁K₂K₃ ,

где К₁ -- коэффициент потерь при форматной резке плит:

· Для мягких плит -- 1,012.

К₂ -- коэффициент потерь на физико-механические испытания плит (принимаем 1,01).

К₃ -- коэффициент потерь волокна со сточными водами:

· Для мягких плит -- 1,012.

Q_вол = 1,45*1,012*1,01*1,012 = 1,5 кг/м²

Потребность в абс. сухой щепе в кг/м² :

Q_щ = Q_вол К₄ ,

Q_щ = 1,5*1,064 = 1,59 кг/м² ,

К₄ -- коэффициент потерь материала при сортировке щепы, К₄ = 1,064.

Добавка химических веществ в производстве твердых ДВП мокрым способом составляет (в % от массы абс. сухого волокна):

Парафин (гидрофобизатор) -- 0,8--1,1.

Сернокислый алюминий (осадитель) -- 0,6-0,8.

Т.о., потребность в парафине - 0,015 кг/м² , в сернокислом алюминии - 0,012 кг/м² .

2.4 Расчет потребности предприятия в сырьевых материалах

Таблица 5. Потребность в сырье на 1 т готовой продукции

№ п.п.	Технологическая операция	Приход материала, кг	Потери, %	Расход материала, кг
1	Склад готовой продукции	1000	0,5	1005
2	Транспортирование готовой продукции на склад	1005	1,5	1020
3	Обрезка и раскрой плит	1020	1	1030
4	Сушка плит	1030	3	1060,9
5	Формование плит	1060,9	2	1082,1
6	Проклейка древесноволокнистой массы	1082,1	1	1092,9
7	Вторичный размол щепы	1092,9	1,5	1109,2
8	Первичный размол щепы	1109,2	1,5	1125,8
9	Мойка щепы	1125,8	0,5	1131,4
10	Извлечение из щепы металлических предметов	1131,4	1	1142,7
11	Сортировка щепы с последующим доизмельчением	1142,7	2	1165,5
12	Рубка древесины на щепу	1165,5	2	1188,8
13	Разделка древесины	1188,8	2,5	1218,5
14	Транспортирование компонентов со склада в формовочный цех	1218,5	2	1243

Т.е. для производства 1000 кг (1450 м²) теплоизоляционных ДВП необходимо 1243 кг (1864,5 м²) неделовой древесины хвойных пород.

2.5 Выбор потребного количества технологического оборудования

Общая формула для технологического расчета оборудования имеет вид:

П_м = ,

где: П_м - количество машин, подлежащих установке;

П_т - требуемая часовая производительность по данному технологическому переделу;

П_п - часовая производительность машин выбранного типоразмера;

К_вн - нормативный коэффициент использования оборудования по времени, принимается обычно равным 0,8 … 0,9.

П_{дефибратор} = 267,72 / 200*0,9 = 1,48

П_{дефибратор} = 267,72 / 170*0,9 =1,75

П_{дефибратор} = 267,72 / 400*0,9 = 0,74

П_{дефибратор} = 267,72 / 323*0,9 = 0,92

П_{дефибратор} = 267,72 / 520*0,9 = 0,6

П_{дефибратор} = 267,72 / 520*0,9 = 0,6

Таблица 6. Ведомость основного оборудования

Операция	Оборудование	Производительность	Количество, шт.
Размол щепы на волокно	Дефибратор RT-70 (ПНР)	200 м2/ч	2
Вторичный размол волокна	Рафинатор РР-70 (ПНР)	170 м2/ч	2
Формирование ковра	Отливная машина ХВ-2200	400 м2/ч	1
Термообработка плит	Камера термообработки Н1-23	323 м2/ч	1
Кондиционирование плит	Увлажнительная машина	520 м2/ч	1
Раскрой плит	Пильная установка	520 м2/ч	1

2.6 Расчет складов сырьевых материалов

Расчет ведется на 7 дней хранения сырья на складах.

Требуемый объем материалов составит: V = П_сут *7 = 28269,227 м³

Определив необходимый запас сырья, и, задавшись высотой склада, определяют его площадь. Высота принимается 10-12 метров, в зависимости от типа и от механизма склада. механический парафин сырьевой

S = V/12 = 28269,227/12 = 2050 м².

V (склада готовой продукции) = П_сут *10/ К_{заполнения} = 44871,8 м³ .

2.7 Разработка технологии производства

Древесноволокнистые плиты в зависимости от вида изготовляют на непрерывных поточных линиях. На линиях непрессованных плит вырабатывают мягкие плиты, а на линиях прессованных плит -- полутвердые, твердые и сверхтвердые.

Технологический процесс производства мягких древесноволокнистых плит состоит из операций подготовки и размола щепы, проклейки массы, формования (отлива), сушки и раскроя плит.

Рис.9 Технологическая схема производства мягких ДВП

Подготовка сырья

Подготовка сырья заключается в приготовлении кондиционной щепы и включает следующие операции:

· разделку древесины на размеры, соответствующие приемному патрону рубительной машины;

· рубку древесины на щепу;

· сортировку щепы для отбора фракций требуемого размера с доизмельчением крупной фракции и удалением мелочи;

· извлечения из щепы металлических предметов;

· промывку щепы для очистки от грязи и посторонних включений.

Измельчение древесины

Разделка бревен необходима для придания исходному сырью размеров, соответствующих параметрам рубительной машины, а также для вырезки участков, сильно пораженных гнилью при диаметре древесины меньше 200 мм длина бревен, поступающих в рубку, может быть до 6 м, при большем диаметре она не должна превышать 3 м. Максимально допустимый диаметр бревен определяется размером приемного патрона рубительной машины. Древесина, предназначенная для изготовления высококачественных плит и отделки наружного слоя плит, окоривается па окорочных станках ОК-66М.

Для раскряжевки дровяного долготья служат балансирные пилы, слешеры (рис.10) и цепные пилы.

Рис.10 Двенадцатипильный слешер

При диаметре древесины, превышающем допустимый, долготье разделывается на коротье (1 -- 1,25 м) и раскалывается на механическом колуне.

Для измельчения подготовленной древесины в щепу применяют многокожевые рубительные машины. При измельчении древесины на рубительных машинах выход кондиционной щепы составляет 85--92%; при этом получается около 10% крупной щепы и до 5% опилок.

Для получения кондиционной щепы, обеспечивающей нормальную работу размольных машин, и получения качественной волокнистой массы щепу сортируют на щепосортировочных установках. Крупная щепа, не прошедшая через сортировочные сита, доизмельчается в дезинтеграторах. Для улавливания металлических предметов щепу пропускают через магнитные сепараторы.

Отсортированную от мелочи и крупных щепок кондиционную щепу подают ленточными конвейерами (через магнитные сепараторы, улавливающие металлические предметы) и установку для мойки щепы в бункера, вместимость которых рассчитана на хранение не менее чем 24-часового запаса щепы.

Подача щепы из бункеров регулируется вибрационными или шнековыми дисковыми разгружателями.

Подготовка древесноволокнистой массы (пульпы)

Сегодня преобладающим стал термомеханический способ получения волокна из щепы. Поскольку лигнин, скрепляющий отдельные волокна древесины между собой, размягчается при температуре выше 100°С и плавится при 172°С, щепу перед механическим истиранием пропаривают, чтобы уменьшить ее прочность. Первичный горячий размол осуществляют в дефибраторах, вторичный -- в рафинёрах или роллах (голлендерах).

Волокнистая масса для удобства транспортирования смешивается с водой до концентрации 3%.

Так как при первичном размоле щепы остаются отдельные не- размолотые пучки волокон и щепочки, массу подвергают дополнительному домалыванию на рафинаторах или роллах (голлендерах).

Получаемая масса может быть грубого или мелкого помола. Грубый помол имеет слабую степень фибриллирования (расчесанности). Если волокна сильно изрублены и укорочены, возможно образование «мертвого размола» -- сыпучей массы, в которой волокна не переплетаются (не свойлачиваются), и при формировании из них ковра он будет рваться на сетке. Мелкий помол обеспечивает надежное свойлачивание волокон и формирование достаточно прочного ковра.

Рис.11 Общий вид установки горячего размола: 1 -- бункер для щепы; 2 -- шнековый питатель; 3 -- пропарочный котел; 4 -- шнек подачи прогретой щепы; 5 -- дефибратор; 6 -- главный двигатель; 7 -- возвратный паропровод.

Размольная установка, схематически представленная на рис.4, состоит из бункера со шнековым питателем, через который щепа подается в подогреватель с мешалкой, а оттуда по другому шнеку в собственно дефибратор, состоящий из неподвижного и подвижного дисков. Попадая через центральное отверстие неподвижного диска на вращающуюся шайбу, щепа отбрасывается в зону размола. Рабочие поверхности дисков снабжены канавками и рифлениями, в которых и происходит перетирание прогретых древесных частиц на отдельные волокна и пучки волокон. Под действием центробежных сил и давления пара образующаяся волокнистая масса выбрасывается с дисков наружу.

Чтобы подача щепы шнековым питателем поддерживалась равномерной, разгрузочный шнек подогревателя выполнен в конической форме.

Создаваемая им компрессорная пробка предотвращает возвратный поток пара и пульсацию потока щепы. При равномерном поступлении щепы дефибратор работает устойчивее и волокна получаются более однородными.

На второй ступени размола применяют рафинёры, а в производстве мягких ДВП для получения еще более тонкого помола -- голлендеры или конические мельницы с базальтовой и керамической размольной гарнитурой. В голлендере (рис. 5) размельчаемая масса движется по спирали.

Рис.12 Голлендер - а и его поперечный разрез - б: 1 - барабан; 2 - бруски; 3 - коробка с базальтовым вкладышем; 4 - сливное отверстие

Принцип работы рафинёра такой же, как у дефибратора, но у первого нет пропарочной камеры (рис. 6 и 7).

Рис. 13 Схема дефибратора: 1 -бункер для щепы; 2 - подающий шнек; 3 - подача пара; 4 - контроль уровня заполнения; 5 - пропарочная камера; 6 - мешалка; 7 - выходной шнек; 8 - дефибратор; 9 - циклон

Рис. 14 Схема рафинера: 1 и 2- вращающиеся диски; 3 - зона размола; 4 - вход материала в зону размола; 5 - выход волокна; 6 - подача материала

Степень размола массы измеряется на аппарате «Дефибратор-секунда», характеризуется в градусах помола и имеет обозначение ДС. В числовом выражении градус помола равен времени (в секундах), которое требуется для обезвоживания помещенной на сетку смеси из 128 г абсолютно сухой волокнистой массы и 10 л воды (концентрация 1,28%). Для мягких плит степень помола должна быть в пределах -- 28-35 ДС.

Проклеивание древесноволокнистой массы

Для придания плитам определенной водостойкости массу проклеивают канифольно-парафиновой или парафиновой эмульсией. Для осаждения эмульсии на волокно применяют сернокислый алюминий (глинозем) в количестве 1--2% массы волокна.

Расход гидрофобных добавок, определяемый по отношению к массе абсолютно-сухого волокна, составляет (в %): при проклейке канифольно-парафиновой: канифоли - 1--1,5; парафина - 1,5--2. Осадителем является раствор сернокислого алюминия, добавляемый в количестве 1,5--2%. Массу проклеивают при концентрации волокна 1,8--2% и температуре не более 55°С.

Формование плит

При мокром способе производства ковер формируется на отливной машине, где волокнистая масса обезвоживается за счет свободной фильтрации воды через сетку, а также с помощью отсоса ее посредством вакуума. При фильтрации взвешенные частицы сближаются и переплетаются между собой, возникают силы сцепления волокон друг с другом. Соотношение между массой воды и древесины составляет примерно 100:1, После фильтрации через сетку концентрация массы увеличивается до 8-10%. При фильтрации волокна сближаются и переплетаются, происходит процесс свойлачивания. Чем тоньше и длиннее волокна, тем больше площадь соприкосновения и силы сцепления между ними.

Отливные машины могут быть периодического и непрерывного действия. Относительная влажность плит, выходящих из отливной машины, 61--65%.

Качество лицевой поверхности плиты, ее внешний вид и твердость определяются в основном величиной волокон, находящихся на поверхности. Поэтому для получения плит с отделанной поверхностью на отливной машине устанавливают дополнительный напускной ящик для древесной массы тонкого помола без примеси коры. Эта масса может быть окрашена.

Сушка плит

Мягкие плиты сушат в камерах периодического и непрерывного действии, на которых установлены от 8 до 12 рядов роликовых конвейеров.

Влажность высушенных плит не должна превышать 3%, что обеспечивает высокое качество плит по всем показателям и исключает возможность самовозгорания плит при хранении их в стопах на складе.

Обрезка и раскрой плит

Обрезка и раскрой мягких плит на нужные размеры производятся на форматно-обрезных установках с автоматическим управлением.



3. Контроль производства и качества выпускаемой продукции

Отклонения от номинальных размеров плит не должны превышать предельные, приведенные в табл. 1.

Плиты должны иметь прямые углы. Отклонение от прямоугольности кромок, измеренное на отрезке длиной 1000 мм, не должно быть более 2 мм.

Кромки плит должны быть прямолинейными. Отклонение от прямолинейности, измеренное на отдельных отрезках длиной 1000 мм, не должно быть более 1 мм.

Содержание вредных химических веществ, выделяемых плитами в производственных помещениях, при изготовлении плит не должно превышать предельно допустимых концентраций (ПДК), утвержденных Министерством здравоохранения для воздуха рабочей зоны производственных помещений.

В качестве упрочняющих добавок должны применяться малотоксичные смолы с содержанием свободного формальдегида не более 0,1 %.

Содержание добавок формальдегидосодержащих смол в рецептуре плит по отношению к абсолютно сухой массе не должно превышать 1,3 %.

Цветовая тональность и степень размола древесины лицевого слоя твердых плит должны соответствовать образцам-эталонам, согласованным изготовителем с основными потребителями.

Плотность, водопоглощение лицевой поверхностью и предел прочности при растяжении перпендикулярно к пласти контролируют периодически не реже одного раза в две недели и при каждом изменении технологии изготовления плит.

Плиты хранят в закрытых помещениях рассортированными по маркам, сортам и размерам.

При поставке плит торгующим организациям по их требованию на каждой пачке плит закрепляют этикетку, содержащую:

- наименование или товарный знак предприятия-изготовителя;

- условное обозначение плит;

- число плит в пачке;

- дату изготовления и номер смены;

- штамп отдела технического контроля.

Каждая отгружаемая партия плит одной марки, группы и сорта должна сопровождаться документом о качестве, удостоверяющим ее соответствие требованиям настоящего стандарта и содержащим:

- наименование организации, в систему которой входит предприятие-изготовитель;

- наименование предприятия-изготовителя, его товарный знак и адрес;

- условное обозначение плит;

- число плит в партии, их общую площадь в квадратных метрах, определенную с точностью до 0,01 м²;

- дату изготовления и номер партии.

Документ о качестве закрепляют во влагозащитной упаковке на продукции на видном месте.

При поставке на экспорт плиты упаковывают и маркируют в соответствии с технической документацией, согласованной с внешнеторговыми организациями.

Плиты перевозят всеми видами транспорта в соответствии с Правилами перевозки грузов, действующими для данного вида транспорта, с обязательным предохранением от атмосферных осадков и механических повреждений.

Допускается перевозка плит в контейнерах и транспортными пакетами и стопами в соответствии с технической документацией, согласованной с соответствующими транспортными министерствами и потребителем.



4. Охрана труда на предприятии

Контроль за противопожарной безопасностью на территории предприятия должен вестись постоянно. Завод должен быть оборудован системой видеонаблюдения всех цехов, которая позволяет круглосуточно следить за всеми помещениями завода. Противопожарные разрывы между зданиями должны соответствовать строительным нормам.

Территория завода также должна быть оборудована противопожарными кранами, питающимися от магистральных труб технической воды.

На предприятии необходимо оградить движущиеся части всех механизмов и двигателей, а также электроустановки, площадки и т.д. Должны быть заземлены электродвигатели и электрическая аппаратура.

Поступающие на предприятие рабочие должны допускаться к работе только после их обучения безопасным приемам работы и инструктажа по технике безопасности.

Персонал предприятия должен проходить ежегодное обучение технике безопасности и программе пожарно-технического минимума.



5. Теплотехнический расчет ограждающей конструкции

Таблица 7

Слои ограждающей конструкции	Плотность материала, кг/м3	Расчетный коэффициент теплопроводности, Вт/(м,0С)	Термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, м2 0С/Вт	Толщина слоя, мм
Ж/б стеновая панель	2500	1,95	-	240
Воздушный зазор	-	-	0,13	10
Утеплитель ДВП М-1	200	0,09	-	233
Цементно-песчаный раствор	1800	0,76	-	10

R_o= + R₁ + R₂ + R₃ + R₄ + , где = 8,7 Вт/ (м,⁰С) - (СНиП II-3-79**);

= 23 Вт/ (м,⁰С) - (СНиП II-3-79**);

R=R_oэнерг=2,99 м^{2 0}С/Вт;

R=,

где - толщина слоя, м;

- расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя

R₀ = =2,99 м^{2 0}С/Вт;

=2,59*0,09 = 0,233 м.

Принимаем толщину утеплителя 233 мм.



Заключение

В данной курсовой работе запроектировано промышленное здание по производству теплоизоляционных ДВП производительностью 1000000 м²\год.

В ходе курсовой работы были выполнены: план промышленного предприятия с размещением оборудования для производства мягких ДВП, технологическая схема производства, поперечный и продольный разрезы здания с указанием оборудования производства, произведены расчеты производительности предприятия, состава сырьевой смеси, складов сырьевых материалов.

В записке содержится материал о способах производства изделия, его видах, свойствах, способах производства и т.д.



Список используемой литературы

1. ГОСТ 4598-86

2. Иванов А.Н. Химические процессы современной технологии ЦБП. - Спб.,2010. - 48 с.

3. Карасев Е.И. Оборудование предприятий для производства древесных плит. - М.:МГУЛ, 2002. - 320 с.

4. Бирюков В.И. Справочник по ДВП. - М.: Лесная промышленность, 1981. - 184 с.

5. Волынский В.Н. Технология древесных плит и композитных материалов. Спб.: Издательство «Лань», 2010. - 336 с.

Размещено на Allbest.ru