柞木表板的木材干燥工艺研究
名扬木材市场木材价格
2015-10-27
中国林产工业协会的有关资料指出：“以三层实木地板为代表的实木复合地板将在未来十年成为地板市场的主流产品，实木复合地板在北美、欧洲等发达地区占木地板总量的60%，我国实木复合地板产销量以每年30%～50%的速度递增。”一方面对实木复合地板的需求增加，另一方面优质木材价格上涨（如用来锯切表板的大方材达到7000元/m3），这就对生产提出了更高的要求。由于表板的厚度较薄（湿毛料厚度通常在8mm以下），宽度和长度尺寸大（定单的主要规格多为180~220mm×950~1795mm），所以在干燥过程中极易产生变形，而且干燥后还会留下砂光不掉的水渍。表板一旦产生这些干燥缺陷，将直接降等（甚至报废），造成严重的经济损失。针对这些问题，结合生产实际情况，我们在借鉴柞木表板原有干燥工艺的基础上，通过试验，对其进行了合理的改进。
1.1材料
试验所用材料为俄罗斯进口柞木，由精带锯锯切成表板；试材尺寸8mm×180~220mm×1950mm（厚×宽×长）；试材总体积90m3；初含水率40％以上。
1.2设备
顶风机型常规干燥窑（配置8号风机8台），铝合金壳体，材堆配置容积为150m3，叉车装窑。控制系统为意大利生产的电脑联网高级控制系统，双路温度、平衡湿度测量，6点测试木材含水率。
干燥锯材（毛料）含水率是木材干燥质量的首要指标，它与木材加工、使用和木制品的尺寸稳定性紧密相关。按照国家标准《锯材干燥质量》（GB/T6491-1999），并根据生产要求，表板的最终含水率确定为6％~8%，则干燥质量等级可达到国家一级材干燥质量的要求。
2、试验方法
2.1堆积与预干
在试材（表板）达到最终含水率要求前，先在大棚或窑内预干到含水率在30％以下，可根据工厂的实际条件，采用散开凉放、单层码放等方式，然后进行入窑前的码垛。表板在码放时，应采用双层相扣码放的方式，隔条间距为200mm，并且将板的端头和边压住，上下垂直，摆放整齐，顶部压重物，之后立即入窑。需要注意的是码好后的试材不宜在室外长时间放置。
2.2干燥基准
2.3干燥过程控制
干燥过程控制参照LY/T1068-2002锯材窑干工艺规程［2］，其控制要点如下。
①预热升温。试材进窑后预热的目的不仅要使其热透，同时也要保持表板单片应力变化平衡，因其承受应力能力较小，虽然是干燥的第一阶段，但如果控制不当，亦会产生开裂和变形，此阶段主要注意升温速度应控制在3℃/h，到达基准温度后要保持一段时间。
②初期处理。在试材温度、湿度与窑内干燥介质的温湿度达到充分平衡后，喷蒸系统启动，在窑内湿度增加的同时，温度也以3℃/h的速度增加。应保持介质的相对湿度接近100％，以降低试材的各向异性。
③干燥阶段。试材预热处理后，温度、湿度回落至干燥基准。由于被干燥的表板单位密度较大（气干密度为0.76g/m3，属难干的材种），而厚度较薄，所以水分扩散速度快，极易开裂和变形。因此干燥过程中，在不偏离基准温度和湿度的同时，从一个阶段向另一个阶段过渡时，要特别注意升温和排湿的速度，干燥中的升温速度不应超过1℃/h，排湿时应注意排潮量的多少，开启排潮口时，应控制其开关时间和频率，以防止过多的干冷空气进入窑内，造成板材开裂和变形。
④中间处理。根据柞木表板的干燥特性及试验中的变化可以看出，其开裂与变形在4~6h内就可能发生，所以在干燥过程中，应经常观察其应力的变化情况，检查设备运转是否正常，发现问题要及时处理。在执行表1的工艺基准时，可根据干燥过程中的变化情况作适当调整，一般要求每间隔6h做一次实地检查测量，在升温、降温等窑内情况变化大时，更要格外注意，并增加检查次数；在实测时，如果窑内外的温差较大，应尽量避免检测小门，以防止进入过多的冷空气。
⑤平衡处理。试材平衡处理的时机应根据需要有所变化，一般以平均含水率达到10%为宜。平衡处理的温度要比干燥温度低（一般低5℃左右），相对湿度在40％~50％之间，处理时间为6h，然后以1℃/h的速度升温，达到下一阶段的温度稳定状态时，再按这个阶段的要求进行排潮。⑥终了处理。如果表板的残余应力没有完全消除，则表板在干燥结束出窑后还会产生形变，可采用喷蒸提高湿度的方法来减小表板厚度及试材整体的含水率偏差，以保证试材含水率均匀，消除残余应力，防止表板出窑后变形。
从风机启动到干燥结束，干燥周期为280h。对表板的终含水率、干燥质量指标和应力指标等按国家标准《锯材干燥质量》（GB/T6491-1999）检验规则进行检测，结果如表2所示。
3、小结
采用上述工艺对柞木表板进行干燥试验，干燥后其质量符合生产国际定单要求的AB级地板的干燥质量标准（基本与国标锯材干燥质量一级材一致），这说明其干燥过程控制的方法和试验数据在实际生产中极具参考价值，该干燥工艺可用于大规模生产。
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1、试验前准备1.1材料
试验所用材料为俄罗斯进口柞木，由精带锯锯切成表板；试材尺寸8mm×180~220mm×1950mm（厚×宽×长）；试材总体积90m3；初含水率40％以上。
1.2设备
顶风机型常规干燥窑（配置8号风机8台），铝合金壳体，材堆配置容积为150m3，叉车装窑。控制系统为意大利生产的电脑联网高级控制系统，双路温度、平衡湿度测量，6点测试木材含水率。
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1.3干燥质量要求干燥锯材（毛料）含水率是木材干燥质量的首要指标，它与木材加工、使用和木制品的尺寸稳定性紧密相关。按照国家标准《锯材干燥质量》（GB/T6491-1999），并根据生产要求，表板的最终含水率确定为6％~8%，则干燥质量等级可达到国家一级材干燥质量的要求。
2、试验方法
2.1堆积与预干
在试材（表板）达到最终含水率要求前，先在大棚或窑内预干到含水率在30％以下，可根据工厂的实际条件，采用散开凉放、单层码放等方式，然后进行入窑前的码垛。表板在码放时，应采用双层相扣码放的方式，隔条间距为200mm，并且将板的端头和边压住，上下垂直，摆放整齐，顶部压重物，之后立即入窑。需要注意的是码好后的试材不宜在室外长时间放置。
2.2干燥基准
2.3干燥过程控制
干燥过程控制参照LY/T1068-2002锯材窑干工艺规程［2］，其控制要点如下。
①预热升温。试材进窑后预热的目的不仅要使其热透，同时也要保持表板单片应力变化平衡，因其承受应力能力较小，虽然是干燥的第一阶段，但如果控制不当，亦会产生开裂和变形，此阶段主要注意升温速度应控制在3℃/h，到达基准温度后要保持一段时间。
②初期处理。在试材温度、湿度与窑内干燥介质的温湿度达到充分平衡后，喷蒸系统启动，在窑内湿度增加的同时，温度也以3℃/h的速度增加。应保持介质的相对湿度接近100％，以降低试材的各向异性。
③干燥阶段。试材预热处理后，温度、湿度回落至干燥基准。由于被干燥的表板单位密度较大（气干密度为0.76g/m3，属难干的材种），而厚度较薄，所以水分扩散速度快，极易开裂和变形。因此干燥过程中，在不偏离基准温度和湿度的同时，从一个阶段向另一个阶段过渡时，要特别注意升温和排湿的速度，干燥中的升温速度不应超过1℃/h，排湿时应注意排潮量的多少，开启排潮口时，应控制其开关时间和频率，以防止过多的干冷空气进入窑内，造成板材开裂和变形。
④中间处理。根据柞木表板的干燥特性及试验中的变化可以看出，其开裂与变形在4~6h内就可能发生，所以在干燥过程中，应经常观察其应力的变化情况，检查设备运转是否正常，发现问题要及时处理。在执行表1的工艺基准时，可根据干燥过程中的变化情况作适当调整，一般要求每间隔6h做一次实地检查测量，在升温、降温等窑内情况变化大时，更要格外注意，并增加检查次数；在实测时，如果窑内外的温差较大，应尽量避免检测小门，以防止进入过多的冷空气。
⑤平衡处理。试材平衡处理的时机应根据需要有所变化，一般以平均含水率达到10%为宜。平衡处理的温度要比干燥温度低（一般低5℃左右），相对湿度在40％~50％之间，处理时间为6h，然后以1℃/h的速度升温，达到下一阶段的温度稳定状态时，再按这个阶段的要求进行排潮。⑥终了处理。如果表板的残余应力没有完全消除，则表板在干燥结束出窑后还会产生形变，可采用喷蒸提高湿度的方法来减小表板厚度及试材整体的含水率偏差，以保证试材含水率均匀，消除残余应力，防止表板出窑后变形。
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2.4试验结果检测从风机启动到干燥结束，干燥周期为280h。对表板的终含水率、干燥质量指标和应力指标等按国家标准《锯材干燥质量》（GB/T6491-1999）检验规则进行检测，结果如表2所示。
3、小结
采用上述工艺对柞木表板进行干燥试验，干燥后其质量符合生产国际定单要求的AB级地板的干燥质量标准（基本与国标锯材干燥质量一级材一致），这说明其干燥过程控制的方法和试验数据在实际生产中极具参考价值，该干燥工艺可用于大规模生产。
