刨花板工程项目技改初探

李 好 陈剑平

近年来，我国刨花板产业升级加速，淘汰落后产能持续推进。2015年起，我国东北地区全面禁止国有天然林商业性采伐，受原料供应短缺的影响，曾经作为全国刨花板主产区之一的黑龙江、吉林两省的刨花板生产企业相继停产或关闭，短时间内快速削减了刨花板的市场供应量。从消费市场看，随着定制家具产业的迅猛发展，刨花板作为定制家具产品的主要基材，需求量呈现快速增长趋势。从装备技术和投资看，随着我国刨花板装备制造水平的不断提升，技术质量逐渐接近国际先进水平，国产大产能、连续平压刨花板生产线设备的出现使得刨花板企业投资门槛降低，企业更新装备意愿明显。受上述多种因素推动，使得刨花板成为新一轮投资热点。截至2016年底，全国近320家刨花板生产企业保有刨花板生产线337条，合计生产能力2 081万m3/a，分布在24个省市区，总生产能力在2015年底基础上增长5.4%[1]。为满足市场需求，更多的企业愿意通过更新工艺和设备来提高刨花板产品质量。

笔者以国内某刨花板工程技改项目为例，简单分析技改项目中工艺设备的更新与应用。

1 技改前情况分析

该技改项目为2006年投产的年产量30万m3刨花板生产线，主线选用进口设备，运行期间产品质量合格，产能达到预期设计。

技改前存在的主要问题：由于干燥工段未设置预除尘装置，导致干燥尾气粉尘含量较大，甚至影响到刨花板板面色泽；项目产品表面质量较粗糙，且夹有较多大刨花，造成后续砂光量大。

2 技改方案探讨

2.1 产品表面质量优化

2.1.1 备料工段增加表层气流分选

由于采用的刨花分选方式原理不同，普通机械筛选机不能分选出相同形态不同密度的金属、砂石等杂质，而气流分选机可根据刨花、金属、砂石的特性，不同形态、质量、厚度的物质在气流作用下具有不同的悬浮速度，通过调整气流的悬浮速度，可以达到分选物料的目的。

项目技改前，出于投资成本的考虑，机械筛选机筛选后的细刨花直接进入表层刨花料仓，只在芯层刨花料仓前设置了气流分选机，设计能力为处理绝干刨花18 900 kg/h 。在实际生产过程中，由于原料中的金属、沙石等物质没有完全被剔除，进入后续生产工段，影响了刨花板表面质量，并在后续工序时加剧了对砂带和锯齿的磨损。

近年来由于市场对刨花板质量要求的提高，气流分选在表层刨花制备中得到广泛应用。

技改后根据实际需要，在保留原有芯层刨花气流分选的基础上增加了表层刨花气流分选，使表层刨花中80%以上小于0.20 mm的细微砂粒被分离出来。增加表层气流分选不仅为后续拌胶工段节省了胶黏剂，并且可以克服刨花板较硬难以锯切的情况，减轻了砂光时对砂带的磨损，提高了刨花板的板面质量。表层气流系统设计几乎为封闭循环回路，仅有一个废料下落口，不仅可以减少粉尘和刨花的对外排放，而且在冬季生产过程中可以尽可能地保持干燥后的刨花温度，有利于保障产能（如图1）。

图1 气流分选工艺流程图Fig.1 Flow diagram of air grading process

2.1.2 升级铺装设备

刨花铺装机是刨花板生产的主要设备之一，不同铺装设备可以得到不同的板坯结构和不同的铺装精度[2]。刨花的铺装精度不仅会影响原料的消耗，而且决定了热压后的素板厚度公差和力学性能。目前国内大部分家具企业使用的刨花板是经过二次深加工而成的，因此刨花板表面质量成为影响后续加工成本的关键因素。刨花板表面不够精细势必会在贴面时增加三聚氰胺浸渍纸的使用量，提高表面的质量也有利于提高刨花板表面力学强度，有利于家具生产中五金件的固定。

考虑到该项目设计产量较大，生产工艺调整为气流铺装和机械铺装组合的铺装方式，两台气流铺装机分别铺装上下表层，芯层采用机械铺装。表层采用气流铺装，并通过在线控制气流的分布和流量来优化铺装效果，可获得细腻的板坯表面；芯层采用机械铺装，可获得混合结构的芯层，从而提高板材内结合强度。铺装机通过计量料仓直接控制板坯重量，提高了铺装效率和精度。此次铺装工艺技改克服了因一些树种原料容易产生细长纤维，并且难以折断形成“L”状散落在刨花板表层的现象，使产品表层的渐变结构更明显，成品板的表面更细腻，提高了板材内结合强度。技改后，可实现16 mm成品板的砂光余量控制在0.3 mm以内。

2.2 干燥工段增加预除尘

刨花干燥是刨花板生产中的关键工艺之一，保证干燥后的刨花含水率稳定是后续连续压机生产线正常运行的前提。

技改前（如图2）项目采用设计能力为30 000 kg/h辊筒式干燥机。刨花干燥的终含水率约为1.5%，干燥尾气排放量大，颗粒物含量较高，干燥的尾气粉尘处理采用组合式旋风分离器，旋风分离器除尘效率在99.5%以上，处理后其干燥尾气中的颗粒物排放浓度≤80 mg/m3，符合现行的GB 16297—1996《大气污染物综合排放标准》。可以说组合式旋风分离器后气体排放决定了整条生产线的排放标准。

图2 改造前干燥工艺平面布置图Fig.2 Layout of drying process before transformation

随着环保要求的提高和对产品质量要求的提高，项目在技改后（如图3）对原工艺进行了优化，原干燥机、干燥主旋风分离器以及组合式旋风分离器不做改动，在干燥“Ω”预热管道处增加6个旋风分离器对热烟气进行预除尘。采取这样的改造措施是因为干燥刨花的热烟气产生于热能中心燃烧木质废料，由于木质废料的含水率不均匀，在燃烧过程中会产生最大1 000 mg/m3的烟气粉尘，如果不进行除尘处理将会污染刨花，影响板材质量。如果将此预除尘装置设置在热能中心处，由于热烟气温度高达850 ℃，技术难度高，势必会增加投资成本[3]。而“Ω”预热管道处的温度已经降到500 ℃以下，在此处对烟气进行预除尘不仅能保证板材色泽，提高板材质量，也为后续的烟气除尘起到了辅助作用，进一步提高后续的烟气除尘效果，减少排入大气的粉尘颗粒。

图3 改造后干燥工艺平面布置图Fig.3 Layout of drying process after transformation

2.3 小结

以上技术改造与设备升级具体情况汇总如表1。

通过技改方案实施，刨花板质量得到明显提升，但需提高刨花板产品质量不局限于上述几种方式。刨花板表面缺陷因每条生产线的具体情况而不同，可根据刨花板项目自身特点和缺憾，例如从刨花制备工序入手，通过调整刨片机、筛选装置来获得更优质的刨花原料，调整热压工艺来获得力学性能更好的刨花板等。

表1 刨花板项目技术改造效果Tab.1 Summary of particleboard project technical renovation

3 结束语

刨花板生产属于技术密集型产业。虽然每条刨花板生产线使用的生产工艺与设备会有一定差异，但不可否认，技术创新是企业提升竞争力的主要途径，生产线装备升级可为刨花板生产发展提供有力支撑。

该技改项目的一系列改造可满足消费需求升级对刨花板产品质量更高的要求。由此可见，刨花板企业应该转变发展方式以适应市场需求变化，以先进技术与装备助力企业提升竞争力。如何经济合理地更新工艺技术设备，适应清洁生产、绿色发展的理念，是企业发展方向也是其成功的关键因素之一。

[1] 胡广斌. 我国刨花板产业供给侧结构性改革加快推进[J]. 林产工业, 2017, 44(7):3-5.

[2] 胡德弟. 浅议刨花板铺装机及其应用[J]. 中国人造板, 2015, 22(10):11-13.

[3] 刘守华. 刨花板生产设备的新技术引领中国刨花板产业新发展[J].中国人造板, 2013, 20(3):5-9.