2.2.3 Размол технологической щепы на волокна
В процессе размола технологической щепы должно достигаться максимально полное разделение древесины на отдельные волокна, обеспечивающее увеличение поверхности частиц и повышение их пластичности. Повышение пластичности облегчает сближение частиц при формировании древесноволокнистого ковра и прессование плит. Для обеспечения пластичности волокон щепу перед размолом подвергают обработке насыщенным паром давлением 0,7 – 1,2 МПа.
В процессе пропарки и размола происходит частичный гидролиз древесины. Водорастворимые продукты сохраняются в волокнах при дальнейшей технологической обработке, участвуя в образовании физико-химических связей между волокнами. В процессе гидролиза происходит образование функциональных групп на развернутой поверхности волокон. Для различных пород древесины требуются различные условия обработки. Таким образом, ель, пихта и сосна, у которых в экстрактивных веществах содержатся способные к полимеризации непредельные кислоты, требуют минимальной термообработки. Другие породы, например береза и осина, требуют более жестких условий термообработки. Давление гидроприжима размольных дисков рафинера для щепы лиственных пород рекомендуется, наоборот меньшее, чем для хвойных пород. Продолжительность пропаривания устанавливается в зависимости от породы древесины и параметров пара, подаваемого в пропарочную камеру. В результате пропаривания щепы количество водорастворимых продуктов гидролитического разложения лигноуглеводного комплекса может достигать 20%. С увеличением содержания водорастворимых продуктов повышается пластичность волокон, качество готовых плит.
Технологическая схема получения волокна на рафинере «РR-42» фирмы «Palmann» представлена на рисунке 2.3.
1 – бункер-воронка промытой щепы; 2 – загрузочный шнек; 3 – запорный клапан для образования пробки; 4 – пропарочный котел; 5 – разгрузочный шнек; 6 – размольная камера; 7 – электродвигатель; 8 – массопровод подачи массы на сушку; 9 – циклон для сброса пускового волокна; 10 – патрубок ввода парафина; 11 – патрубок ввода смолы в массопровод; 12 – статический смеситель
Рисунок 2.3 – Технологическая схема получения волокна на рафинере «PR-42»
Из установки для промывки щепа ссыпается в бункер-воронку рафинера (1). Из бункера-воронки щепу набивным (загрузочным) шнеком (2) подают в пропарочный котел (4). Из пропарочного котла щепу разгрузочным шнеком (5) подают в размольную камеру (6) между неподвижным и вращающимся дисками. Полученное волокно давлением пара выбрасывается через разгрузочный клапан в массопровод (8) и далее в трубу-сушилку.
Переувлажненное волокно, образующееся при пуске рафинера, подают через циклон (9) в бункер пускового волокна.
Частота вращения набивного (загрузочного) шнека зависит от производительности рафинера и насыпной массы щепы (рисунок 2.4).
Продолжительность пропаривания щепы определяют с помощью диаграмм 2.5−2.7. Устанавливают производительность размольной установки (число оборотов разгрузочного шнека) по рисунку 2.5, а затем продолжительность пропаривания в зависимости от насыпной массы щепы по(рисункам 2.6−2.7. По рисунку 2.6 устанавливают, что для такой производительности продолжительность пропаривания волокна может быть от 2 до 5 мин при высоте заполнения пропарочного котла щепой от 1,6 до 4,0 м.
Рисунок 2.4 – Зависимость производительности рафинёра от частоты вращения загрузочного шнека
Рисунок 2.5 – Зависимость производительности рафинёра от частоты вращения разгрузочного шнека
Рисунок 2.6 – Диаграмма определения продолжительности пропарки в зависимости от производительности рафинёра и высоты заполнения пропарочного котла для щепы насыпной массой 180 кг/м3
Рисунок 2.7 – Диаграмма определения продолжительности пропарки в зависимости от производительности рафинёра и высоты заполнения пропарочного котла для щепы насыпной массой 150 кг/м3
Зазор между дисками, давление гидроприжима дисков и степень открытия разгрузочного клапана существенно влияют на качество получаемого волокна. С увеличением производительности рафинера зазор необходимо увеличивать. Необходимое давление гидроприжима следует устанавливать в зависимости от породного состава щепы.
Зазор между дисками устанавливается с помощью установочного микровинта. Один полный оборот микровинта вызывает осевое смещение диска на 0,75 мм. При вращении микровинта «вправо» диски сближаются и наоборот. Измерение зазора осуществляют измерительным зондом с выводом результата измерения на цифровой прибор с точностью до 0,01 мм. За нулевое положение измерительного зонда принимают точку соприкосновения дисков. Для определения точки соприкосновения дисков микровинт вращают «вправо» до появления свистящего звука, который возникает при соприкосновении вращающегося диска с неподвижным. Затем микровинт вращают «влево» до установки необходимого зазора, величину которого показывает цифровой индикатор.
Диски могут находиться в соприкосновении только в течение 1−2 сек, иначе возможен перегрев и разрушение сегментов.
Пуск рафинёра следует производить при зазоре между дисками не менее 5 мм. Тем самым предотвращается запуск со сведёнными дисками. Если размалывающие диски находятся на расстоянии менее 5 мм друг от друга, то путём «левого» вращения микровинта они разводятся до тех пор, пока на пульте управления рафинёра не загорится лампа «ротор на позиции», что говорит об удалении размольных дисков на 5 мм друг от друга.
Перед подачей щепы размольную камеру необходимо прогреть до температуры не менее 100 °С.
После сброса первых порций волокна производится регулирование зазора между дисками с учётом работы разгрузочного клапана и давления гидроприжима дисков для получения волокна необходимого качества. Через некоторое время после начала работы рафинёра нагрузка на двигатель начинает падать, что свидетельствует об увеличении зазора. В этом случае диски сближают до первоначального показания нагрузки на двигатель.
При неизменном зазоре и всё увеличивающейся степени износа сегментов дисков происходит повышение потребляемой двигателем электроэнергии. Для поддержания заданного зазора в этом случае необходимо увеличивать давление гидроприжима дисков, а для повышения срока службы сегментов один раз в неделю изменять направление вращения диска.
Разгрузочный клапан также постепенно изнашивается, поэтому необходимо во время эксплуатации периодически регулировать степень его открытия.
При размоле технологической щепы на волокно следует следить за технологическими параметрами. Основные технологические параметры размола щепы на волокно, контроль технологического процесса, нарушения технологического режима, их причины и способы устранения приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Основные технологические параметры размола щепы на волокно
Наименование параметров |
Ед.изм |
Значение параметра в зависимости от породы |
|
Хвойные |
Лиственные |
||
1. Давление насыщенного пара в пропарочной камере |
МПа |
0,6 – 0,8 |
0,8 – 1,2 |
2. Температура в пропарочной камере |
°С |
165 – 175 |
175 – 190 |
3. Продолжительность пропаривания щепы (насыпной массой 180 кг/м3) и уровень заполнения пропарочного котла при производительности: |
|
|
|
− 2000 кг/ч |
мин |
4,0 – 5,0 |
5,0 – 6,0 |
|
м |
1,2 – 1,5 |
1,5 – 1,9 |
− 3000 кг/ч |
мин |
3,0 – 5,0 |
4,0 – 6,0 |
|
м |
1,4 – 2,2 |
1,7 – 2,8 |
− 4000 кг/ч |
мин |
2,0 – 4,0 |
3,0 – 5,0 |
|
м |
1,2 – 2,3 |
1,8 – 2,8 |
− 5000 кг/ч |
мин |
2,0 – 4,0 |
3,0 – 5,0 |
|
м |
1,4 – 2,3 |
2,3 – 3,5 |
− 5500 кг/ч |
мин |
2,0 – 3,0 |
3,0 – 4,0 |
|
м |
1,5 – 2,6 |
2,6 – 3,2 |
4. Частота вращения разгрузочного шнека при производительности: |
|
|
|
− 2000 кг/ч |
мин-1 |
11 |
11 |
− 3000 кг/ч |
мин-1 |
16 |
16 |
− 4000 кг/ч |
мин-1 |
21 |
21 |
− 5000 кг/ч |
мин-1 |
26 |
26 |
− 5500 кг/ч |
мин-1 |
28 |
28 |
5. Манометрическое давление в гидросистеме: прижима |
|
|
|
− Давление масла «вперед» |
МПа |
7(70) |
7(70) |
− Давление масла «назад» |
МПа |
3(30) |
3(30) |
− Давление заграждающей воды |
МПа |
1(10) |
1(10) |
6. Зазор между дисками |
мм |
0,25 – 0,55 |
0,25 – 0,55 |