Технологический процесс изготовления ЦСП состоит из следующих операций: подготовка и сортировка круглого древесного сырья (очистка от коры и разделка брёвен); выдержка сырья; изготовление древесных частиц; последующее их доизмельчение и сортировка; приготовление цементностружечной смеси; формирование ковра; формирование пакетов в силовых тележках; прессование пакетов; тепловая обработка; распрессовка и разборка пакетов; твердение плит, уложенных в штабеля; кондиционирование; обрезка плит по формату; сортировка; шлифование плит (при необходимости); контроль качества; складирование.
В зависимости от вида используемого сырья и применяемого оборудования могут быть исключены или добавлены некоторые технологические операции или изменена последовательность их выполнения.
Для производства цементностружечных плит используют здоровую древесину хвойных пород - ель, сосну, пихту, заготовленную в осенне- зимний период. Исключениями являются лиственница, бук, дуб из-за высокого содержания в них экстрактивных веществ. Допускается использование березы, тополя, осины, однако при этом наблюдается снижение прочности готовых плит на 10-15 %.
Древесина должна быть окорена, не иметь гнили и выдержана при положительной температуре на складе не менее 3 месяцев. Допускается содержание коры не более 15 % и гнили не более 5 %.
В качестве вяжущего применяются портландцемент марки не ниже 500 (ГОСТ 10178-85) без пластификаторов и посторонних механических включений. Содержание шлаковых добавок не более 5 %. Имеются научные разработки по использованию для ЦСП других видов вяжущего, но они не имеют широкого промышленного внедрения.
Подготовка древесного сырья
Поступающее на предприятие длинномерное сырье разделывается на станках типа ДЦ-10 на требуемые по длине заготовки-чураки. Затем производится окорка сырья на станках модели ОК и удаление гнили на станке типа Н-10. Сырье рассортировывается по породам, выдерживается на складе в течение 3-6 месяцев для равномерного распределения влажности и уменьшения содержания «цементных ядов».
Преимуществом при изготовлении цементностружечных плит пользуется сплавная древесина хвойных пород зимней рубки. Подготовленная древесина поступает в стружечное отделение. Получение плит высокого качества возможно при применении специально резаной тонкой, гладкой стружки. На линиях, оснащенных импортным оборудованием, для изготовления такой стружки применяется стружечных станок с ножевым валом германской фирмы «Хомбак», на отечественных линиях применяется станок типа ДС-6. На линиях отечественного производства дополнительно имеется возможность получения стружки из технологической щепы на центробежных станках типа ДС-7. Полученная стружка для наружного слоя доизмельчается в молотковой дробилке типа ДМ-8. Сортировка стружки производится на ситах с размерами для наружных слоев 10´10, 5´5 и 2´2 мм, для внутреннего 25´25, 20´20, 15´15 мм. Оптимальные размеры стружек представлены в таблице 3.4.
В реальных условиях производства размеры стружек для ЦСП более разнообразны: длина от 13 до 45 мм; ширина от 4 до 6 мм; толщина от 0,13 до 0,5 мм. Порода древесины, исходное сырьё и размеры стружек существенно влияют на прочность цементностружечных плит. Применение технологической щепы, горбылей, реек в качестве исходного сырья приводит к снижению показателей прочности на 20-30 %.
Межоперационные запасы стружки необходимые для бесперебойной работы цеха хранятся в вертикальных бункерах типа ДБО вместимостью от 60 до 300 м3, цемента в бункерах типа СБ вместимостью от 25 до 100 т. Растворы химических добавок для защиты цемента готовят в гуммированных ёмкостях с пропеллерными мешалками. Параметром готовности служит плотность раствора.
Процесс смешивания происходит в смесителе, куда компоненты поступают в такой последовательности: стружка, вода, растворы химических добавок, цемент. Продолжительность цикла перемешивания не должна превышать 10 мин. Смесители представляют собой емкости вместительностью 3 или 6 м3, снабженные устройствами для загрузки компонентов, их перемешивания лопастными мешалками и выгрузки готовой смеси. Как правило, в производстве ЦСП для смешивания используются смесительные агрегаты периодического действия фирмы «Келлер», отдельно для внутреннего и наружного слоев. При перемешивании компонентов в одной установке разделение на слои производится в формирующей машине. Дозирование компонентов может осуществляться весовым или объемным методом. Готовая смесь, имеющая влажность от 40 до 43 %, подаётся через дозирующие бункера в формирующие машины. Влажность готовой смеси контролируется путем отбора проб.
Формирование пакетов. Формирование непрерывного трёхслойного ковра осуществляется на транспортных листах-поддонах, которые движутся вместе с формирующим конвейером типа ДК-1. Соотношение между толщиной ковра и толщиной готовой плиты должно быть 3:1. Стальные листы - поддоны предварительно смазываются для предотвращения сцепления с цементностружечной смесью и укладываются внахлест. Настил ковра осуществляется формирующей машиной ДФ-6 или станцией фирмы «Бизон-Верке». Специальное устройство обрезает заднюю кромку и разделяет непрерывный ковер на пакеты. Каждая плита проходит участок контроля качества. Отбракованный пакет сбрасывается в ванну и системой конвейеров возвращается в формирующую машину внутреннего слоя. Кондиционный пакет поступает к загрузочной станции, которая ставит его на роликовый конвейер с зажимным каркасом, называемым силовой тележкой. Заполненные плитами силовые тележки задвигаются в пресс, где после уплотнения штабеля на заданный размер тележка запирается. Продолжительность этих операций не должна превышать одного часа. Прессование осуществляется в прессовых установках типа Д-2245 или фирмы «Бизон». Давление в прессе от 1,8 до 3,5 МПа.
После открытия пресса формы направляются в камеру термообработки на 8 часов для приобретения плитами распалубочной прочности. Температура в камере от 50 до 80°С. Влажность воздуха не менее 50-60 %. Оптимальных значений начальной и конечной влажности можно достигнуть при подаче тепла по определенной схеме, которую можно представить в виде диаграммы «температура-время».
Термообработка проводится в четыре фазы: предварительная выдержка при комнатной температуре, нагрев, собственно термообработка и охлаждение. Чаще всего применяется нагрев, протекающий со скоростью повышения температуры от 40 до 60 °С/ч. По окончанию процесса твердения формы раскрываются под давлением на 0,2 МПа больше давления прессования.
Распалубка плит производится в расштабелере, пустые поддоны поступают на устройство очистки и смазки, плиты укладываются в штабель.
Дальнейшее твердение плит происходит в помещении цеха при температуре не ниже 16 °С. Штабеля готовых плит укрывают полиэтиленовой пленкой для предотвращения их высушивания.
Длительность твердения зависит от активности цемента, вида древесины, состояния воздуха и других технологических факторов и колеблется от 7 до 14 суток. Влажность плит после выдержки около 40 %. Для достижения стандартной влажности (9±3) % плиты высушивают.
Сушка производится в сушильной камере проходного типа. Плиты сушат при температуре от 70 до 110 оС в вертикальном положении, что гарантирует стабильность формы во время сушки.
Форматная обрезка плит осуществляется по выходу из сушильной камеры. После обрезки плиты сортируют по качеству и отправляются на склад.
Технологические линии по производству ЦСП могут быть полностью сформированы на базе отечественного оборудования, а также выпускаются фирмой «Bison», «Eltomation», «Duripanel» и другими.
