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板材恒温高温干燥后期降温干燥工艺的研究

发布时间:2015年05月02日

 

根据降温过程中,板材的温度梯度与含水率梯度方向一致,对40mm厚辐射松板材进行前期恒高温后期降温干燥工艺试验。试验结果表明,此方法与全程恒高温干燥相比,能在保证干燥质量的同时,提高干燥速度提高10.45%,可缩短终了调湿处理3h。从而达到提高干燥效率,降低干燥能耗的目的。

我国实行“天保”工程后,对原始林的禁伐限伐,造成了东北材针叶木的供给减少,而我国经济的迅速发展,固定资产投资、基本建设项目的快速发展,又迫切需要大量针叶木的供给,造成了近年来我国进口针叶木的逐年大量增加。其中,新西兰辐射松是我国从新西兰进口的主要树种之一。我国2003年进口辐射松原木193万立方米,达到历史最高水平。但是从2004年起,由于进价大幅上升,进口量两年来大幅下降。2006年以来,由于俄罗斯进口木材价格大幅上升,而辐射松进价基本未变,比价已趋于合理,进口量在两年连续下滑后,去年出现了大幅上升[1]。

  新西兰辐射松属针叶材中易干树种。目前,在新西兰辐射松板材常采用120℃以上的高温干燥方法对其进行干燥,直至指定的终了含水率[2]。全程的高温干燥可以快速干燥辐射松板材,但干燥后板材残余应力较大,含水率过低,脆性大,而且材色变深,影响产品质量[3-5]。高温干燥后要对板材进行调湿处理,板材温度在100℃以上,调湿处理效果不显著,正常采用先降温后喷蒸方法[6-7]。实际生产中,通常辐射松高温干燥后把温度降低到75℃~90℃后再进行终了调湿处理,而高温干燥后期板材温度在120℃左右,具有很大的降温空间[8-9]。在适当的含水率阶段结束高温,开始降温干燥。在降温过程中,板材含水率将在温度梯度和含水率梯度的共同作用下进一步降低,而且利用降温过程对木材进行进一步干燥,与整个过程采用高温干燥相比,会节约能源,降低干燥的成本。而且可以防止木材过分干燥,有利于减小残余应力,提高木材干燥质量。

1 试验材料和设备

  试材为辐射松弦切板。试材规格:长(顺纹)×宽(弦向)×厚(径向)=600mm×150mm×40mm。

  为对比降温高温干燥与恒温高温干燥的干燥质量,将试材分为A、B两组,分别编号为A-1、A-2、A-3,B-1、B-2、B-3(每三块试件从同一块大试材上制取,要求试件的初含水率一致)。其中A用于降温干燥工艺试验,B用于恒温高温干燥工艺试验。试材A,B的初含水率分别为 140.64%、141.92%。  

  主要试验仪器:调温调湿箱,自制的铜-康铜热电偶一套,mini LIGNO DX型木材含水率测量仪,电热鼓风干燥箱,电子天平(精度0.01g),DeWALT圆锯机,小钢锯,劈刀等。

2 试材方法

2.1 恒高温干燥工艺试验

  首先对木材进行预热处理,使板材热透,然后进入120℃/93℃恒温高温干燥。前期定时记录热电偶仪表显示的热电势,并换算为相应的温度。当热电偶所测得的芯层温度所对应的含水率小于9%后,取出试件测量残余应力、分层含水率和平均含水率,然后把试件放回恒温恒湿箱进行降温。因为板材温度在 100℃以上,调湿处理效果不显著,高温干燥后需要将板材温度降低到75℃~90℃后再进行终了调湿处理。降温过程中不控制速度和和湿球温度,当干球温度降至90℃时,取出试件,测量残余应力、分层含水率和平均含水率。然后把试件放回调温调湿箱,把干球温度升至95℃,湿球温度升至91℃,终了调湿处理 6h。


 

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