彎曲的柞木刨光材回窖處理實驗
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使用國產干燥設備的板材,刨光時或刨光后常產生彎曲現象,造成產品降等。生產廠家對這些彎曲的刨光材通常是將長材截成短材,這樣既降低了木材的使用價值,也降低了木材的售價,給企業造成經濟損失。因此,這種辦法顯然是出于不得已的下策。1997年吉林省白河林業局制材廠在厚度30mm的柞木刨光材質量驗收中挑出一批因彎曲過大而不合格的刨光材。筆者初步分析了造成刨光材彎曲的原因,提出了回窖處理的方案并指導回窖處理試驗。通過試驗,改進干燥工藝,提高操作技能,減少干燥的剩余應力,避免在刨光時或刨光后產生彎曲,這是本次試驗的最終目的。現將此次試驗過程和結果簡介如下,供供行探討。
1、 試驗條件
1.1干燥設備
CLZ型側風干燥窖,設計能力50立方米,磚墻殼體內襯鋁板,1993年建窖,密封性和保溫性尚好。風速范圍為0.2--3.9m/s,自材車底部起,在材堆高度方向1.2—2.4米范圍風速明顯低,均在1 m/s以下。加熱閥和噴蒸閥有不同程度的蒸汽泄漏現象。手動控制。
1.2試驗材料
柞木刨光板材,厚30mm,長2000mm,順彎最大處大于8mm,干燥均勻度(8±4.2)%,應力偏差2.5%-5%。
2、 回窖處理試驗過程
2.1裝窖
使用厚25mm,寬30mm,長2000mm的落葉松隔條,隔條間距0.5m,材堆兩側隔條伸出量為3--5cm。堆垛時,把刨光材凹面朝下,材堆頂部放置斷面尺寸為80mm X 100mm落葉松方材,方材上面再平行放置兩列鋼軌。材堆側面與側墻間距保持80cm,材堆與頂棚、端墻間設置擋風板以提高氣流速度的均勻性。
2.2回窖處理
啟動干燥窖后,當干球溫度達到50 ℃、濕球溫度40℃時開始噴蒸。至干球溫度上升到70℃,濕球溫度上升到67℃后保持3h。因干、濕球溫度差變大,降溫到干球溫度60℃后再次噴蒸,使干球溫度再達到70℃,濕球溫度再達到67℃。如此反復處理,維持時間共計17h。降溫后從窖內不同部位抽出的應力檢驗板測定應力試片狀態良好后,結束回窖處理。
3、 結果與分析
試驗材出窖后在氣干棚中放置兩天,從不同材堆中抽出50塊刨光材,按國標進行檢測,結果如下:除材堆頂部三層刨光材外,順彎最大彎曲拱高均小于2mm,干燥均勻度為(8±2.5)%,應力偏差小于1.3%。
通過本試驗可得出如下結論:
1) 柞木刨光材順彎過大的主要原因是干燥材內仍存在較大的殘余應力,其原因一是CLZ型側風干燥窖內風速不均導致了干燥不均勻(見朱政賢,木材干燥學。中國林業出版社,1981,100—101),雖然置于材堆端部的含水率檢驗板已達到了所要求的最終含水率,然而處于材堆低風速區域的部分板材最終含水率仍較高,因而板材最終含水率不均勻是殘余應力存在的必要條件。建議在采用CLZ型側風干燥窖干燥難干材時,應力解除處理之前先進行平衡處理。二是加熱閥關閉后仍有蒸汽進入加熱器,所以應力解除處理所需的干燥介質條件和時間,影響應力解除處理效果,三是CLZ型側風干燥窖因采用手動控制,含水率和應力檢驗板只能放在材堆外部,因而檢驗板只能代表材堆外部板材的含水率和應力情況,材堆內部板材含水率和應力情況則無法檢測和估斷,因而就不能準確確定平衡處理和應力解除處理的時間和強度,這樣要消除干燥材的殘余應力就有相當難度,采用常規干燥工藝時更是如此。建議在CLZ型側風干燥窖中安裝PK系統(含水率和濕度自動顯示裝置)。
2) 在加熱閥門泄漏不嚴重(能夠維持已定的干濕球溫度差3h以上)的情況下,對已經造成彎曲的刨光材,可采用回窖處理,不失為一種消除刨光材內殘余應力的補救措施。回窖處理宜采用下列參數:干球溫度比干燥階段最高干球溫度高10℃,平衡含水率提高2.2%(達到14.7%),維持時間17h。
3)本試驗的最終目的是進一步探求造成彎曲的原因,提出合理的改進措施。根據這次回窖試驗結果,在采用CLZ型側風干燥窖難干材時,在干燥結束前先在窖中進行平衡處理,然后進行應力解除處理使干燥材在刨光時和刨光后不產生明顯的彎曲。平衡處理條件是干球溫度60℃,平衡含水率8%,平衡處理時間可采用1.1—0.9h/mm;應力解除處理條件是干球溫度60℃,平衡含水率12.5%,時間可采用0.4—0.6h/mm。
李成元
摘自《木材工業》1999年7月
責任編輯:宋健

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