熱磨法分離纖維

1、熱磨法分離纖維熱磨法分離纖維崛起的中密度纖維板1948年，在原西德小城Braunschwein附近，全世界第一條刨花板生產(chǎn)線投產(chǎn)，當(dāng)時(shí)的日產(chǎn)量僅l6m3，到l996年該公司日產(chǎn)量達(dá)1500m3。在德國生產(chǎn)技術(shù)帶動(dòng)下。二十世紀(jì)九十年代后期，全世界刨花板產(chǎn)量7000多萬m3，首次超過膠合板而雄居首位。二十世紀(jì)七十年代中密度纖維板在美國問世后，發(fā)展速度首屈一指，并給刨花板帶來很大沖擊。到世紀(jì)末，全世界中密度纖維板年產(chǎn)量2700萬m3，成為增長

2、最快的板種，與膠合板、刨花板形成鼎立之勢。進(jìn)入二十一世紀(jì)，全世界中密度纖維板增長勢頭不減。據(jù)英國Intermark公司在《關(guān)于1999年中密度纖維板最新動(dòng)態(tài)》一文中指出，二十一世紀(jì)前15年，全世界中密度纖維板需求量將繼續(xù)增長，20l5年總需求將達(dá)3700萬m3—4800萬m3，欲滿足這一預(yù)期需求，需新增生產(chǎn)能力lO0O萬m3—2l00萬m3。中密度纖維板之所以持續(xù)發(fā)展，主要得益于其優(yōu)異的性能，加工工藝性好、功能增加、使用范圍不斷擴(kuò)大、性

3、能逐漸完善，因此為市場廣泛接受而具有不可取代的地位。不斷創(chuàng)新也是中密度纖維發(fā)展的推動(dòng)力，如低孔隙度、均質(zhì)板、防潮、彎曲加工、纖維著色、超輕質(zhì)、復(fù)合門窗、預(yù)成型、異形型材、零甲醛、結(jié)構(gòu)材、表面起絨和板坯芯層預(yù)熱等新技術(shù)。我國中密度纖維板發(fā)展速度為世界之最，在l997年中密度纖維板產(chǎn)量106萬m3已位居世界第2，至2000年產(chǎn)量329.8萬m3已逼近美國。我國中密度纖維板高速發(fā)展重要原因之一是國產(chǎn)化程度不斷提高。2000年國產(chǎn)化生產(chǎn)線已有l(wèi)

4、90多條；生產(chǎn)規(guī)模也逐步擴(kuò)大，目前已能提供年產(chǎn)5萬m3的成套生產(chǎn)線，國產(chǎn)10萬m3的生產(chǎn)線也已提上議事日程。國產(chǎn)中密度纖維板生產(chǎn)線生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，主要得益于熱磨機(jī)技術(shù)的成熟和大型化。目前l(fā)070mm熱磨機(jī)已有多家生產(chǎn)，1120mm熱磨機(jī)即將投放市場。2熱磨法分離纖維分離纖維是中密度纖維板區(qū)別于其他板種最突出的特點(diǎn)。纖維質(zhì)量是板材性能優(yōu)異的關(guān)鍵所在。分離纖維是在高溫、高速和高度密封的系統(tǒng)中進(jìn)行的。它既是中密度纖維板生產(chǎn)中重要的工序，又是最

5、復(fù)雜的環(huán)節(jié)之一。21熱磨法分離纖維的優(yōu)點(diǎn)自1931年瑞典人Asplund博士發(fā)明熱磨法(TMP)以來，目前已成為纖維板生產(chǎn)最主要的纖維分離方法。熱磨法之所以被廣泛利用主要在于它有下列優(yōu)點(diǎn)：適用于多種原料制漿、能獲得大量柔韌性和交織性好的完整纖維、得率高達(dá)95％、生產(chǎn)能力大、占地面積小、噪聲小、運(yùn)行平穩(wěn)、自動(dòng)化連續(xù)作業(yè)、大幅度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率等。沖擊疲勞木材既具彈性又有塑性，是一種典型的粘彈體。當(dāng)磨片所施外力較小時(shí)，纖維產(chǎn)生純彈性變形。兩磨

6、片齒溝(漿槽)相對時(shí)，外力減少，變形消失。當(dāng)外力超過彈性極限時(shí)，纖維產(chǎn)生塑性變形，外力消失后恢復(fù)變形時(shí)間較長，且有殘余塑性變形。外力使纖維產(chǎn)生塑性變形時(shí)，即使外力消失，變形也難以恢復(fù)從而導(dǎo)致纖維分離。但通過一次受力就使纖維分離實(shí)現(xiàn)起來十分困難，甚至是不可能的，這樣分離纖維不僅能量消耗非常大，纖維質(zhì)量也難以達(dá)到要求。熱磨法采用的是使纖維受小力，多受力、重復(fù)受力的模式分離纖維。熱磨機(jī)通過磨片對纖維施加的外力，多在纖維高彈性變形范圍內(nèi)，由于磨

7、片的高速旋轉(zhuǎn)，纖維受力頻率非常高，每次受力都給纖維留下了微量的但不可逆轉(zhuǎn)的傷痕(殘余塑性變形)。多次受力的結(jié)果使纖維“疲勞”最終導(dǎo)致分離。“疲勞”分離要比一次性拉、壓、應(yīng)力分離纖維的力小得多。纖維的“疲勞”是通過受力——松弛來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)磨片兩齒頂相對時(shí)，纖維受力一次，齒溝相對時(shí)外力減少或消失。這一張一弛構(gòu)成了一次受力脈沖，千百次重復(fù)的受力脈沖，使纖維產(chǎn)生“疲勞”而分離，熱磨機(jī)分離纖維是一種典型的纖維“疲勞”現(xiàn)象。沖擊頻率設(shè)分離纖維外力為

8、S，則必然有一個(gè)沖擊次數(shù)N。不同的纖維原料和熱磨工藝有不同的S—N關(guān)系曲線。其中影響S—N曲線較大的是沖擊頻率，沖擊頻率與磨片齒型和轉(zhuǎn)數(shù)有關(guān)。沖擊頻率高纖維恢復(fù)變形難，纖維容易分離，完整性好。所以磨片轉(zhuǎn)速高，纖維質(zhì)量好。由上可知纖維分離機(jī)理是纖維原料在受熱狀態(tài)下木素胞間層軟化，加之磨片對纖維造成的壓縮、拉伸、剪切、扭轉(zhuǎn)和摩擦等高頻千百次沖擊載荷，使纖維產(chǎn)生“疲勞”，同時(shí)在水解和熱解多重作用下導(dǎo)致了纖維分離。功率消耗在中密度纖維板生產(chǎn)中，

9、熱磨工序耗電占35—45％，之所以如此之高主要是纖維細(xì)小，結(jié)合牢固。1cm3的木材大約含有近百萬根纖維，如此大的纖維分離量，所耗功率可想而知，還有漿液的高速運(yùn)動(dòng)，磨片與纖維之間、纖維與纖維之間的摩擦損失，重達(dá)幾百公斤乃至上噸重高速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子的機(jī)械損失，使熱磨機(jī)成為耗電最高的設(shè)備。熱磨機(jī)分離纖維所需功率。與磨片轉(zhuǎn)速、磨片研磨面積和磨漿阻力系數(shù)等有關(guān)。磨漿阻力系數(shù)與纖維原料的物理力學(xué)件能、磨片材質(zhì)制造質(zhì)量、齒形設(shè)計(jì)以及熱磨工藝參數(shù)、熱磨機(jī)運(yùn)行