AT405951B

AT405951B - Verfahren und vorrichtung zur formierung von faserplatten

Info

Publication number: AT405951B
Application number: AT0021598A
Authority: AT
Inventors: Franz Ing Petschauer; Josef Ing Steinegger; Thomas Dipl Ing Kefer; Johannes Dipl Ing Dr Kappel
Original assignee: Andritz Patentverwaltung
Priority date: 1998-02-06
Filing date: 1998-02-06
Publication date: 2000-01-25
Also published as: SE516702C2; ATA21598A; AU2829199A; SE9903570L; FI112517B; SE9903570D0; DE19980188B4; DE19980188B9; CA2285440A1; WO1999040254A1; FI19991903L; ZA99916B; DE19980188D2

Description

AT 405 951 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Formierung von Faserplatten zwischen zwei Bändern.

Das klassische Verfahren zur Faserplattenherstellung ist der sogenannte "Naß-Prozess". Es ist dies eine ökologisch zu bevorzugende Produktionsmethode, da die Faserplatten praktisch ohne chemische Bindemittel hergestellt werden. Als Alternative existieren ein trockener Prozeß zur Herstellung von Particle Board und der MDF (medium density fibreboard) - Prozeß, der ebenfalls ein Trockenprozeß ist. Die derzeitige Technologie des Naßprozesses ist mehrere Jahrzehnte alt. In vielen Verfahrensstufen ist er ineffektiv und weist praktisch keine Regelungsmöglichkeiten auf. Die Zerkleinerung erfolgt in einem unter Druck arbeitenden Refiner. Da keine (oder nur geringe Mengen an) Bindemittel verwendet werden, müssen während des Zerkleinerungsprozesses ausreichende Bindefähigkeiten der Fasern entwickelt werden.

Das bisherige Prinzip der Bahnbildung mittels Langsieben wird auch Foudriniere genannt und hat einige Nachteile. Die derzeitige Technologie des Stoffauflaufes erfüllt die Anforderungen an Formation und Kalibrierung der Plattendicke nicht. Weiters erfordert die Bahnbildung nach dem Foudriniere Prinzip die Verwendung von Vakuum als treibende Kraft für den Hauptteil des zu entfernenden Wassers. Dies bedeutet einen Energieverbrauch von ca. 150 kW für eine typische Anlage. Durch die einseitige Entwässerung ergibt sich eine große Maschinenlänge.

Die WO 91/05 110 A1 (Siempelkamp) zeigt eine Anlage für das entwässernde Pressen einer Feststoffmatte. Wie der Titel bereits aussagt, ist diese Anlage erst nach der Formierung der Faserplatte zur weiteren Entwässerung ersetzbar. Die WO 97/17192 A1 (ANDRITZ) beschreibt eine Vorrichtung zur Entwässerung von Feststoff-Flüssigkeits-Suspensionen, bei der Zellstoffbahnen erzeugt werden. Die JP 9 174 520 A (DAIKEN KOGYO K.K.) zeigt ein Verfahren zur Herstellung von Faserplatten, bei dem zwischen zwei Förderbändern eine Fasermatte gebildet und in einer weiteren Stufe ebenfalls zwischen zwei Förderbändern gefördert wird. Daran anschließend erfolgt eine Pressung. Die JP 9 174 520 zeigt keinerlei Entwässerung zwischen den Bändern. Die Entwässerung findet hier bereits in den vorangehenden Stufen statt, so daß bereits eine vorgeformte Bahn den beiden ersten Förderbändern zugeführt wird.

Um den Nachteil der chemischen Bindemittel bei den Trockenprozessen zu vermeiden soll der bisherige Naßprozeß verbessert werden.

Die Erfindung ist daher dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstoffsuspension zwischen zwei im wesentlichen horizontal verlaufenden Sieben oder Filzen in einer Keilzone beidseitig entwässert und in Plattenform gebracht wird. Dadurch kann der Energieverbrauch wesentlich reduziert werden, da kein Vakuum erforderlich ist. Durch den ansteigenden Druck in der Keilzone kann auf kürzester Strecke und ohne Anwendung von Vakuum rasch eine hohe und gleichmäßige Entwässerung erzielt werden, wobei durch eine verstellbare Keilzone die Plattendicke entsprechend beeinflußt werden kann.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Plattendicke quer zur Bahnlaufrichtung lokal Verdünnungswasser zugegeben wird. Damit kann ohne großen konstruktiven Aufwand in einfacher Weise eine Vergleichmäßigung der Plattendicke erreicht werden. Die Regelung erfolgt dabei durch eine Messung der Enddicke der Platte.

Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Plattendicke quer zur Bahnlaufrichtung lokal Uppen des Stoffauflaufes eingestellt werden. Mittels dieser Lippen läßt sich eine Grobeinstellung der Plattendicke erreichen, wobei in Kombination mit der Verdünnung die Plattendicke noch genauer erreicht werden kann.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffverteilung über die Arbeitsbreite mittels eines Querstromverteilers erfolgt und ein Teilstrom der Faserstoffsuspension zurückgeführt wird. Durch die Rückführung der Suspension beim Stoffauflauf läßt das Flächengewichtsquerprofil optimal einstellen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Entwässerung auf einen Trockengehalt von mehr als 40 %, bevorzugt mehr als 45 % erfolgt. Es sinkt dadurch in der nachfolgenden Heißpresse die Preßzeit (ergibt höheren Durchsatz), die Menge an bei der Heißpressung stärker beladenem Filtrat und der Dampfbedarf zum Verdampfen des Restwassers.

Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß nach der Vorentwässerung eine Deckschicht aufgebracht wird, wobei im Bereich der Aufgabe der Deckschicht eine Vakuumabsaugung vornesehen sein kann. Dadurch ist es möglich, durch Einsatz von geringen Mengen hochwertiger Fasern gute Oberflächeneigenschaften der Platten zu erzielen, ohne die Zusammensetzung oder Qualität des Restes ändern zu müssen.

Eine günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß nach der Deckschichtaufgabe eine weitere Entwässerung in einer Keilzone erfolgt. Dadurch kann die gesamte Bahn inklusive Deckschicht gut entwässert werden. 2

AT 405 951 B

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Stellen mit Linienpressung, beispielsweise zwei bis sechs, vorzugsweise drei bis fünf, Stellen vorgesehen sind. Dadurch kann ein besonders hoher Endtrockengehalt erreicht werden.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Formierung von Faserplatten.

Diese ist dadurch gekennzeichnet, daß das Untersieb im wesentlichen waagrecht geführt wird und im Bereich der Hauptentwässerung ein Obersieb vorgesehen ist, wobei das Obersieb gemeinsam mit dem Untersieb eine Keilzone bildet.

Durch das Obersieb kann eine beidseitige Entwässerung stattfinden, wodurch die Entwässerungswege praktisch halbiert werden und somit auch die Länge der Maschine wesentlich verkürzt werden kann. Weiters kann eine hohe und kontrollierte Preßkraft auf die Faserstoffbahn aufgebracht werden, wodurch in weiterer Folge kein Vakuum mehr zur Entwässerung erforderlich ist.

Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Keilzone verstellbar ausgeführt ist. Durch die verstellbare Keilzone kann besonders gut die Plattendicke eingestellt werden.

Eine günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb oder Filz in der Keilzone durch perforierte Kunststoff - oder Stahlplatten, durch Foilleisten oder durch Registerwalzen gestützt wird. Erst durch die erfindungsgemäße Anwendung eines Obersiebes können die Vorteile der genannten Varianten genutzt werden.

Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Stoffauflauf zur Aufbringung der Deckschicht vorgesehen ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Keilzonen an deren Ende anpreßbar ausgeführt sind, wodurch unabhängig von der zu produzierenden Plattendicke jeweils der höchste Trockengehalt nach der Vorentwässerung erzielt werden kann und so die Stoffbahn optimal für die nachgeschaltete Preßzone vorbereitet ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Preßnips, insbesondere zwei bis sechs, bevorzugt drei bis fünf, vorgesehen sind, wobei die Preßwalzen annähernd senkrecht übereinander angeordnet sein können. Dadurch kann ein besonders hoher Endtrockengehalt erzielt werden.

Eine günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Preßwalze der Preßnips einzeln anpreßbar sind. Damit läßt sich der Endtrockengehalt bzw. die Entwässerungskurve gut regeln.

Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Stuhlung der Maschine cantileverbar ausgeführt wird. Damit wird die Verwendung von Endlossieben ermöglicht, die höhere Standzeiten bei hohen Preßdrücken aufweisen.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei Fig. 1 eine Seitenansicht einer Anlage nach dem Stand der Technik, Fig. 2 eine Draufsicht auf Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht einer Anlage gemäß der Erfindung, Fig. 4 einen Schnitt gemäß Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt gemäß Linie V-V in Fig. 3 und Fig. 6 einen Schnitt durch einen Stoffauflauf darstellt.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Foudriniere - Anlage 1 mit einer Schwerkraftentwässerungszone 2, in der die Bahn über Walzen 3 geführt wird. Daran schließt sich eine Zone mit Vakuumwalzen 4 an, in der ein Großteil des Wassers aus der Bahn abgesaugt wird. Anschließend erfolgt noch ein weiteres Auspressen mittels paarweise angeordneten Walzen 5 und 6. Eine typische Foudriniere Anlage nach dem Stand der Technik weist für einen Durchsatz von 180 tato eine Länge von ca. 14 m auf.

Fig. 2 zeigt die Draufsicht, auf der die große Anzahl von notwendigen Walzen 3 sowie der Vakuumwalzen 4 und der Preßwalzen 5 und 6 erkennbar ist. Weiters ist der Antriebsmotor 7 mit dem Getriebe 8 erkennbar.

In Fig. 3 ist eine Faserplattenanlage nach der Erfindung dargestellt. Sie besteht aus einem Stoffauflauf 22, einer ersten Entwässerungszone 9, in der die Hauptentwässerung erfolgt. Diese Entwässerungszone 9 weist ein Untersieb 10 auf, das durch die gesamte Anlage geführt wird. Weiter weist sie ein Obersieb 11 auf so daß eine Entwässerung in beide Richtungen erfolgen kann. Ist keine Sekundärstoffaufgabe vorgesehen, so gibt es nur ein Obersieb, das ebenfalls durch die gesamte Anlage geführt wird. Dadurch erfolgt die Entwässerung gleichmäßig durch die gesamte Dicke der Bahn, was speziell bei der Faserplattenherstellung wichtig ist. An die erste Entwässerungszone 9 schließt eine weitere Entwässerungszone 12 an, in der über Vakuumkästen 13 weiteres Wasser aus der Bahn abgesaugt wird. Da nur eine vergleichsweise sehr dünne Schicht aufgegeben wird ist gegenüber den Anlagen nach dem Stand der Technik die hier abzusaugende Wassermenge sehr gering. Am Ende dieser Zone 12 wird wieder ein Obersieb 14 zur weiteren Entwässerung aufgebracht. Dieses Sieb 14 wird auch durch die nachfolgende Pressenzone 15 mit den paarweise angeordneten Walzen 16 geführt. Es wird dabei durch die stattfindende mechanische Entwässerung ein Endtrockengehalt von über 40 %, bevorzugt über 45 % erreicht. Der Stoffauflauf 22 kann dabei ein 3

Claims

AT 405 951 B Querstromverteiler, mit einem Diftusorblock und einer Lochwalze zur Zerstörung der sich in der Suspension bildenden Flocken sein. Das Untersieb 10 verläuft durch die gesamte Anlage im wesentlichen waagrecht. Gemeinsam mit dem Obersieb 11 wird in der ersten Entwässerungszone 9 ein Keil 17 gebildet. Die Siebe 10, 11 laufen hier über perforierte Platten 18 aus Kunststoff oder Stahl. Alternativ können auch Foilleisten oder Registerwalzen eingesetzt werden. Die Keilzone 17 kann an ihrem Ende 19 in der Spalthöhe eingestellt oder angepreßt werden. Das Ende der Keilzone bildet eine Walze 20, die gegen das Obersieb 11 antreibt. Im Bereich der Entwässerungszone 12 kann ein weiterer Stoffauflauf 23 für eine Deckschicht vorgesehen werden. Zur Entwässerung der Deckschicht wird ein weiteres Obersieb 14 angeordnet, Die Entwässerung wird durch Absaugung mittels Vakuum (über Kästen 13) unterstützt. Das Obersieb 14 bildet mit dem Untersieb 10 eine weitere Keilzone 21, die ebenfalls verstellbar und gegebenenfalls an ihrem Ende anpreßbar ausgeführt sein kann. Um den Endtrockengehalt zu erhöhen sind in der Preßzone 15 zwei bis sechs, vorzugsweise drei bis fünf Preßnips, d.h. gegeneinander gepreßte Walzenpaare, vorgesehen. Das vorliegende Beispiel weist vier derartige Walzenpaare 16, die Preßnips bilden, auf. Eine derartige Anlage weist bei einem Durchsatz von ca. 320 tato eine Gesamtlänge von ca. 11,5 m auf, d.h. bei einer Steigerung der Produktion um ca. 80 % nur eine Länge von ca. 80 % und bedeutet eine spezifische Leistung von ca. 220 % der Anlagen nach dem Stand der Technik. Fig. 4 zeigt einen Schnitt gemäß Linie IV-IV in Fig. 3. In diesem Schnitt gegen die Bahnlaufrichtung gesehen erkennt man die untere Keilplatte 18, einen Vakuumkasten 13 sowie die Walze 20 am Ende der Keilzone 17. Mit FS wird die Sogenannte Führerseite und Mit TS die Triebseite, an der alle Antriebe und sonstigen Leitungen angeordnet sind, bezeichnet. Fig. 5 zeigt einen Schnitt an derselben Stelle wie Fig. 4, jedoch in Bahnlaufrichtung gesehen. Hier sind daher Triebseite und Führerseite gegenüber Fig. 4 vertauscht. Man erkennt neben dem Vakuumkasten 13 und der Keilplatte 18 den weiteren Stoffauflauf 23 für die Deckschicht. Die Zufuhr der Suspension in den Stoffauflauf 23 erfolgt über eine Anschlußleitung 24 von der Triebseite her. Das abgesaugte Wasser wird über eine Leitung 25 aus dem Vakuumkasten 13 abgeführt. Fig. 6 zeigt den Stoffauflauf 22 im Detail. Die Suspension wird über einen Querstromverteiler 26 zugeführt und gelangt über einen Diffusorblock 27 zu einer Lochwalze 28, die die sich in der Suspension bildenden Flocken zerstört. Von dort wird sie in die vom Untersieb 10 und Obersieb 11 gebildete Keilzone 17 eingebracht. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt. Es können auch je nach den Erfordernissen andere Kombinationen der einzelnen Entwässerungszonen vorgesehen werden. Patentansprüche 1. Verfahren zur Formierung von Faserplatten zwischen zwei Bändern, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasersuspension zwischen zwei im wesentlichen horizontal verlaufenden Sieben oder Filzen in einer Keilzone beidseitig entwässert und in Plattenform gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Plattendicke quer zur Bahnlaufrichtung lokal Verdünnungswasser zugegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Plattendicke quer zur Bahnlaufrichtung lokal Lippen des Stoffauflaufes eingestellt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffverteilung über die Arbeitsbreite mittels eines Querstromverteilers erfolgt und ein Teilstrom der Faserstoffsuspension zurückgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entwässerung auf einen Trockengehalt von mehr als 40 %, bevorzugt mehr als 45 % erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Vorentwässerung eine Deckschicht aufgebracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Aufgabe der Deckschicht eine Vakuumabsaugung vorgesehen ist. 4 AT 405 951 B
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Deckschichtaufgabe eine weitere Entwässerung in einer Keilzone erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Stellen mit Linienpressung, beispielsweise 2 bis 6, vorzugsweise 3 bis 5, Stellen vorgesehen sind.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersieb (10) im wesentlichen waagrecht geführt wird und im Bereich der Hauptentwässerung (9) ein Obersieb (11) vorgesehen ist, wobei das Obersieb (11) gemeinsam mit dem Untersieb (10) eine Keilzone (17) bildet.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilzone (17) verstellbar ausgeführt ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb oder Filz (10, 11) in der Keilzone (17) durch perforierte Kunststoff - oder Stahlplatten, durch Foilleisten oder durch Registerwalzen gestützt wird.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Stoffauflauf (23) zur Aufbringung der Deckschicht vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilzonen (17) an deren Ende (19) anpreßbar ausgeführt sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Preßnips, insbesondere 2 bis 6, bevorzugt 3 bis 5, vorgesehen sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßwalzen (16) annähernd senkrecht übereinander angeordnet sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßwalzen (16) der Preßnips einzeln anpreßbar sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Stuhlung der Maschine cantileverbar ausgeführt wird. Hiezu 5 Blatt Zeichnungen 5