Потребность в древесном сырье

Рассчитывая потребность в сырье для цеха ДСтП, следует исходить из структуры изготавливаемых плит. Они могут быть трёхслойными (с внутренним слоем из сравнительно крупных частиц и наруж­ными слоями из мелкой стружки с более высоким, чем в среднем слое, содержанием связующего) или пятислойными (с дополнительными поверхностными слоями из мелкодисперсного материала). Поэтому потребность в древесине приходится определять по отдельности для разных слоев. Для при­готовления стружки наружных слоев преимущественно используют твёрдое технологическое сырьё (круглые лесоматериалы и крупномерные отходы лесопиления или фанерного производства), а для стружки внутреннего слоя - технологическую щепу, привозную или собственного изготовления.

По рассматриваемой нами методике расчётов сначала определяют удельную (на 1 м³ отдельно­го слоя готовой плиты) потребность в сухой стружке. Затем рассчитывают удельную потребность в сырой стружке, щепе и лесоматериалах с учётом потерь древесины на основных технологических операциях.

Удельная потребность в абсолютно сухой стружке q1, кг/м³, для каждого слоя готовой плиты определяется по формулам

(151)

и

(152)

 

где ρ_пл – средняя плотность готовой плиты, кг/м³

i_нар и i_вн – доли, %, наружных и внутреннего слоев, соот­ветственно (в нашем примере расчёта взята наиболее ходовая 16-миллиметровая плита, которая до шлифования имеет толщину 17,5 мм, из них 6,65 мм (38%) приходится на наружные слои и 10,85 мм (62%) - на внутренний, и после шлифования суммарная толщина наружных слоев составит 16-10,85 = 5,15 мм);

W_пл – влажность готовой плиты (в расчёте принимаем, что в среднем W_пл = 8%);

I_нар и I_вн – доли связующего в наружных и внутреннем слоях плиты, % (процент берётся от массы абсолютно сухой стружки для данного слоя, см. табл. 6.2).

Таблица 6.2 Доля связующего (по сухому остатку) в стружечной плите

Базисная плотность древесины ρбаз, кг/м3	Доля связующего, % от массы абс. сухой стружки
Внутренний слой	Наружный слой
	11,0	14,5
	10,6	14,0
	10,0	13,5
	9,5	13,0
	9,2	12,5
560 и более	8,8	12,5

 

У плит с мелкоструктурной поверхностью плотность наруж­ных слоев ρ_нар примерно на 18% больше средней плотности:

Следовательно, плотность внутреннего слоя ρ_вн составит:

Данные о базисной плотности ρ_баз и коэффициентах объ­ёмной усушки для сырья из древесины различных пород при­ведены в таблице 6.3

 

Таблица 6.3 Базисная плотность и коэффициенты объёмной усушки для древесного сырья

Порода древесины	Базисная плотность ρбаз, кг/м3	Коэф. объёмной усушки К об
Берёза		0,62
Дуб		0,53
Бук		0,48
Ель		0,48
Кедр		0,40
Лиственница		0,59
Липа		0,56
Ольха		0,47
Осина		0,45
Сосна		0,42
Тополь		0,49
Ясень		0,48

 

Если используется смесь пород, то в технологических расчётах берут средневзвешенную плотность древесного сырья. Например, для сырья, смешанного из сосны, берёзы и осины в соотношении, соответственно, 50:30:20, базисная плотность составит:

 

Потребность в абсолютно сухой стружке с учётом потерь на участке после прессовой обработки плит q2, кг/м³, определяется по формулам:

(153)

и

(154)

где К_обр – коэффициент потерь при форматной обрезке (эмпирически, для

линий с позиционным прессом К_обр = 1,05, для линий с

проходным прессом К_обр = 1,02);

К_шл – коэффициент потерь при шлифовании, определяется исходя из

суммарной толщины наружных слоев шлифованной плиты:

 

где Δ – припуск на шлифование (для плит, изготавливаемых в

позиционных прессах, Δ = 1,5 мм, в проходных Δ = 0,6 мм);

h_нар – суммарная толщина наружных слоев после шлифования, мм.

Потребность в стружке с учётом её потерь перед смесителями и в смесителях(без учёта возвраща­емых отходов при обрезке и шлифовании) q 3, кг/м³, определяется по формулам:

(155)

и

(156)

где К_гк – коэффициент потерь на главном конвейере,

К_тр – коэффициент потерь при транспортировке стружки,

К_см – коэффициент потерь стружки в смесителях.

Для расчёта возьмём К_гк =1,01; К_тр= 1,01; К_см= 1,02.

Потребность в стружке с учётом потерь её в сушилках q4, кг/м³, определяется по формулам:

(157)

и

(158)

где К_суш – коэффициент потерь стружки при её сушке и сортировке (далее

в расчёте примем эмпири­ческие значения для наружных слоев К_суш =

1,03, для внутреннего слоя К_суш= 1,025). Поскольку расчёты по

рассматриваемой методике ведутся применительно к массе абсолютно

сухой струж­ки, в этих формулах не учитывается усушка древесины, а

имеются в виду только механически теряемые (в основном

выдуваемые) частицы.

Потребность в щепе для получения стружки внутреннего слоя q5,кг/м³, определяется по формуле:

(159)

где К_цст – коэффициент потерь щепы при её сортировании и измельчении в стружку в центробеж­ных стружечных станках (в расчёте примем К_цст= 1,06).

Потребность в технологическом сырье (круглых лесоматериалах) для получения стружки наружных слоев q6,кг/м³, определяется по формуле:

(160)

где К_стр – коэффициент потерь сырья, возникающих при измельчении древесины в стружку и при доизмельчении стружки (в расчёте примем К = 1,06);

К_разд – коэффициент потерь древесины при поперечной разделке длинномерного сырья на чураки (в расчёте примем К_разд = 1,01). Если на измельчение идёт длинномерное сырьё, этот коэффициент применять не следует.

Потребность в щепе и ином технологическом сырье следует выразить также и в кубометрах с тем, чтобы определить удельный расход сырья в объёмных соотношениях — в кубометрах сырья на 1 м³ готовой продукции.

Для этого сначала рассчитывается плотность при выбранной влажности древесины:

(161)

где W_c – влажность исходного сырья (в нашем расчёте W_c = 80%);

К_об – коэффициент объёмной усушки (как средневзвешенная величина, см. табл. 6.3);

ρ_баз – базисная плотность древесины определённой породы (см. табл. 6.3) или средневзвешен­ная плотность смешанного сырья.

Удельные объёмы требуемой щепы q5_v и круглых лесоматериалов q6_v, выраженные в плотных кубо­метрах на 1 м³ готовой продукции, определяются по формулам:

(162)

и

(163)

Пример с расчётом удельной потребности в древесном сырье см. на следующей странице.

 

Расчёт удельной потребности в древесном сырье

1. Средневзвешенная базисная плотность сырья

2. Плотность наружных слоев готовой стружечной плиты

3. Потребность в абсолютно сухой стружке для наружных слоев

4. Плотность внутреннего слоя готовой стружечной плиты

5. Потребность в абсолютно сухой стружке для внутреннего слоя

6. Коэффициент потерь стружки наружных слоев при шлифовании плиты

7. Потребность в стружке с учётом потерь на обрезку и шлифование

8. Потребность в стружке с учётом потерь перед смесителями и в смесителях

9. Потребность в стружке с учётом потерь в сушилках

10. Потребность в технологической щепе для внутреннего слоя

11. Потребность в технологическом сырье для наружного слоя

12. Плотность древесины при влажности 80%

13. Плотность древесины при влажности 5%

 

14. Удельные объёмы требуемой щепы и иного технологического сырья

Потребность в связующем

На предприятиях ДСтП в качестве связующего преимущественно используется карбамидоформальдегидная смола с отвердителем в виде 20-процентного водного раствора хлористого аммония или сульфата аммония. Для наружных слоев можно применять смолу без отвердителя.

Потребность в связующем q_см (по сухому остатку), кг/м³, определяется по отдельности для каж­дого слоя:

(164)

и

(165)

 

где ρ и ρ_вн – плотность наружных и внутреннего слоев, соответственно, кг/м³;

i_n.нар и i_вн – доли наружных и внутреннего слоев, соответственно;

К_п.нар и К_п.вн – коэффициенты потерь смолы на всех участках производства для наружных и внут­реннего слоев, соответственно:

и

 

где К_см – коэффициент потерь смолы на участке смешивания (в расчёте примем К_см= 1,007);

W_m – влажность готовой плиты (в среднем W_m =10%);

I_нар и I_вн – доли связующего в наружных и внутреннем слоях, % (см. табл. 6.2).