CN104827534A - 一种刺槐锯材的干燥方法 - Google Patents

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鲍咏泽
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Abstract

一种刺槐锯材的干燥方法，涉及木材加工技术领域，干燥前先将刺槐锯材堆垛码放好，包括以下步骤：a、预热处理阶段。干球温度控制在55-65℃，干湿球温度差控制在1-2℃，处理时间控制在3-8小时。b、干燥阶段。含水率在30％以上时，干球温度50-60℃，干湿球温度差2-3℃；分阶段干燥后当含水率达到8-12％时进入调湿处理阶段。干球温度控制在75-85℃，干湿球温度差控制在3-5℃，处理时间控制在6-12小时。d、降温阶段。使木材温度下降至较室外温度高20℃以内，在此过程中保持干湿球温度差在6-10℃。得到水分分布均匀、残余干燥应力小，且后期加工及使用中不易变形及开裂的刺槐干燥锯材。

Description

一种刺槐锯材的干燥方法
技术领域
本发明涉及木材加工技术领域，尤其是一种用于刺槐锯材的干燥方法。
背景技术
刺槐有着生长快、适应性强、耐盐碱等优点，是我国重要的速生树种之一，为华北和西北地区水土保持、防风固沙、改良土壤和四旁绿化的常用树种，主要分布在河北、河南、山东、山西和陕西等省市，我国刺槐种植面积约在l000万hm2以上。刺槐气干密度较大，木质坚硬、纹理美观、耐磨性好，心材的耐久、耐湿及耐腐性好；但由于心材侵填体丰富，干燥较易发生开裂、翘曲等干燥缺陷，干燥合格率低，只有75－80％左右。加工中刺槐出材率低、效益差是影响刺槐木材高效利用的主要因素之一。刺槐木材在制作家具、地板等实木产品前需要进行干燥处理，以避免在加工及产品使用过程中出现变形、开裂等缺陷。
国内现有的林业行业标准LY/T1068-2012《锯材窑干工艺规程》中有刺槐干燥工艺的相关内容，但这个规程中的工艺是沿用原来天然林木材的，且干燥条件较剧烈，会导致刺槐锯材在干燥过程中产生严重的开裂、变形等缺陷，合格率较低，因此企业不敢使用；企业中目前使用的工艺多为40-60度范围的干燥工艺，干燥时间长，在低温、高湿的干燥前期极易使锯材产生霉变，降低材质，且企业工艺干燥后锯材的残余干燥应力大，再加工时容易造成材料或制品产生开裂、变形等缺陷，降低材料的出材率和产品合格率，严重影响企业的效益和生产效率，致使目前刺槐木材在家具、地板等木制品方面的使用仍属于不常用的木材种类。在刺槐木材干燥方面的研究方面，主要集中在1990年代针对刺槐小径原木的干燥研究方面，如高建民“刺槐小径原条干燥特性的研究”【林产工业，1994，21(2)：5-7】、“小径原木干燥工艺初探”【木材工业，1994，8(1)：26-29】、张云岭和周传东的“刺槐小径木干燥基准”【河南科技，1996，(10)：11】、张云岭“刺槐木质马赛克生产技术”；以及刺槐横截薄片的干燥，如王丽宇“刺槐小径木圆、斜截片微波干燥技术”【北京林业大学学报，1998，20(5)：103-107】等，国内有百度法研究刺槐干燥特性的报道【张真真，黄塞北，宋氏凤等.刺槐小径材的干燥特性，中国木材,2011,(6):28-30】，但在刺槐锯材干燥的研究及应用方面未见报道，本技术旨在为刺槐木材规模化应用、制造刺槐高附加值实木产品提供技术支持。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种干燥质量符合锯材干燥质量国家标准、干燥时间短、工艺可靠的刺槐锯材干燥方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案为一种刺槐锯材干燥方法，包括以下步骤：
1)材堆码放。用厚度为15-20mm、材堆中部用宽度为25-30mm的隔条、材堆端部用宽度为50mm的隔条，将刺槐锯材间隔码放成材堆(附图1)，并将材堆置于木材干燥窑内(附图2)。材堆顶部用300-500kg/m2重物(如水泥块、铸铁块等)。之后启动干燥设备进行干燥过程。
2)干燥过程：a、预热处理阶段。干球温度控制在55-65℃，湿球温度较干球温度低(干湿球温度差)1-2℃，处理时间控制在3-8小时。b、干燥阶段。含水率在30％以上时，干球温度50-60℃，干湿球温度差2-3℃；含水率在25-30％范围时，干球温度55-65℃，干湿球温度差4-6℃；含水率在20-25％范围时，干球温度60-70℃，干湿球温度差8-10℃；含水率在15-20％范围时，干球温度65-75℃，干湿球温度差12-15℃；含水率在低于15％时，干球温度70-80℃，干湿球温度差20-22℃。当含水率达到8-12％时进入高温高湿处理阶段。c、调湿处理阶段。干球温度控制在75-85℃，干湿球温度差控制在3-5℃，处理时间控制在6-12小时。d、降温阶段。使木材温度下降至较室外温度高20℃以内，在此过程中保持干湿球温度差在6-10℃。
本发明采用蒸汽、热油或电热加热的带有喷蒸(调湿)装置的采用热湿空气为干燥介质的干燥窑，实现了快速去除木材中的水分，且使干燥后的锯材横截面中的水分分布均匀、残余干燥应力小，提高了刺槐锯材及其制品的尺寸稳定性及产品合格率。
附图说明
图1木材干燥窑运行图
1.大门 2.壳体 3.进排气口 4.散热器 5.轴流风机 6.风机间隔板 7.喷蒸管 8.堆顶重物 9.材堆 10.干湿球温度计
图2锯材材堆码放图
11.锯材 12.内部隔条 13.托盘 14.气道 15.边部隔条
具体实施方式
本说明书中公开的所有方法中的过程或步骤中的任一特征，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1
干燥长度为2000mm、宽度为120mm、厚度为25mm，且含水率为55％的刺槐锯材，要求干燥终含水率为8％。
具体干燥过程包括以下步骤：
1)先用长度为1000mm、横截面为15×20mm的内部隔条12和15×50mm的边部隔条15，将锯材11码放成宽度为1000mm的材堆，其中截面为15×50mm的边部隔条15用于材堆的端部，码放时刺槐端部与隔条齐平，且材堆中上下看隔条在一条铅垂线上，将刺槐锯材码放成长度为2000mm、宽度为1000mm、高度为1200mm的材堆，如图2。
2)将材堆9置于图1所示干燥窑2中，且材堆顶部用300kg/m2堆顶重物8(如水泥块、铸铁块等)。封闭大门1，之后启动干燥过程：开启循环风机5，使干燥窑中的湿空气以约1.5m/s的风速通过材堆9中的气道。干燥过程中的介质条件通过干湿球温度计10进行监测；干球温度通过开闭散热器4的中蒸汽进行控制，湿球温度低于设定值时开启通入喷蒸管7中的蒸汽进行调节，湿球温度高于设定值时通过开启进排气口3进行调节。
3)干燥过程如下：a、预热处理阶段。干球温度控制在65℃，干湿球温度差控制在2℃，处理时间控制在3小时。b、干燥阶段。含水率在30％以上时，干球温度60℃，干湿球温度差3℃；含水率在25-30％范围时，干球温度65℃，干湿球温度差6℃；含水率在20-25％范围时，干球温度70℃，干湿球温度差10℃；含水率在15-20％范围时，干球温度75℃，干湿球温度差15℃；含水率在低于15％时，干球温度80℃，干湿球温度差22℃；含水率达到7.5％时进入调湿处理阶段。c、调湿处理阶段。干球温度控制在85℃，干湿球温度差控制在5℃，处理时间控制在6小时。d、降温阶段。使木材温度下降至较室外温度高20℃以内，在此过程中保持干湿球温度差在10℃。
干燥后依国家标准GB/T 6491-2012《锯材干燥质量》进行锯材干燥后的质量检测，干燥质量如下：平均最终含水率为8.30％，干燥均匀度为±0.60％，厚度上含水率偏差为0.35％，残余干燥应力值为1.10％的合格刺槐干燥锯材。干燥周期为7.5天，因干燥导致的锯材端表裂缺陷较企业常规的干燥质量减少50％以上，干燥质量符合国家标准中二级干燥质量的合格率较企业基准干燥提高10％，达到93.5％。
实施例2
干燥长度为4000mm、宽度为140mm、厚度为50mm，且含水率为60％的刺槐锯材，要求干燥终含水率为12％。
具体干燥过程包括以下步骤：
1)先用长度为1000mm、横截面为20×30mm的内部隔条12和20×50mm的边部隔条15，将锯材11码放成宽度为1000mm的材堆，其中截面为20×50mm的边部隔条15用于材堆的端部，码放时刺槐端部与隔条齐平，且材堆中上下看隔条在一条铅垂线上，将刺槐锯材码放成长度为4000mm、宽度为1000mm、高度为1200mm的材堆，如图2。
2)将材堆9置于图1所示干燥窑中，且材堆顶部用500kg/m2堆顶重物8(如水泥块、铸铁块等)。封闭大门1，之后启动干燥过程：开启循环风机5，使干燥窑中的湿空气以约1.5m/s的风速通过材堆9中的气道。干燥过程中的介质条件通过干湿球温度计10进行监测；干球温度通过开闭散热器4的中蒸汽进行控制，湿球温度低于设定值时开启通入喷蒸管7中的蒸汽进行调节，湿球温度高于设定值时通过开启进排气口3进行调节。
3)干燥过程如下：a、预热处理阶段。干球温度控制在55℃，干湿球温度差控制在1℃，处理时间控制在8小时。b、干燥阶段。含水率在30％以上时，干球温度50℃，干湿球温度差2℃；含水率在25-30％范围时，干球温度55℃，干湿球温度差4℃；含水率在20-25％范围时，干球温度60℃，干湿球温度差8℃；含水率在15-20％范围时，干球温度65℃，干湿球温度差12℃；含水率在低于15％时，干球温度70℃，干湿球温度差20℃；含水率达到11.5％时进入调湿处理阶段。C调湿处理阶段，干球温度控制在75℃，干湿球温度差控制在3℃，处理时间控制在12小时。d、降温阶段，使木材温度下降至较室外温度高20℃以内，在此过程中保持干湿球温度差在6℃。
干燥后依国家标准GB/T 6491-2012《锯材干燥质量》进行锯材干燥后的质量检测，干燥质量如下：平均最终含水率为11.90％，干燥均匀度为±0.95％，厚度上含水率偏差为1.50％，残余干燥应力值为2.20％的合格刺槐干燥锯材。干燥周期为20天，因干燥导致的锯材端表裂缺陷较企业常规的干燥质量减少65％以上，干燥质量符合国家标准中二级干燥质量的合格率较企业基准干燥提高10％，达到91.5％。
实施例3
干燥长度为2000mm、宽度为100mm、厚度为38mm，且含水率为45％的刺槐锯材，要求干燥终含水率为10％。
具体干燥过程包括以下步骤：
1)先用长度为1000mm、横截面为20×30mm的内部隔条12和20×50mm的边部隔条15，将锯材11码放成宽度为1000mm的材堆，其中截面为20×50mm的边部隔条15用于材堆的端部，码放时刺槐端部与隔条齐平，且材堆中上下看隔条在一条铅垂线上，将刺槐锯材码放成长度为2000mm、宽度为1000mm、高度为1200mm的材堆，如图2。
2)将材堆9置于图1所示干燥窑中，且材堆顶部用400kg/m2堆顶重物8(如水泥块、铸铁块等)。封闭大门1，之后启动干燥过程：开启循环风机5，使干燥窑中的湿空气以约1.5m/s的风速通过材堆9中的气道。干燥过程中的介质条件通过干湿球温度计10进行监测；干球温度通过开闭散热器4的中蒸汽进行控制，湿球温度低于设定值时开启通入喷蒸管7中的蒸汽进行调节，湿球温度高于设定值时通过开启进排气口3进行调节。
3)干燥过程如下：a、预热处理阶段。干球温度控制在60℃，干湿球温度差控制在1.5℃，处理时间控制在6小时。b、干燥阶段。含水率在30％以上时，干球温度55℃，干湿球温度差2.5℃；含水率在25-30％范围时，干球温度60℃，干湿球温度差5℃；含水率在20-25％范围时，干球温度65℃，干湿球温度差9℃；含水率在15-20％范围时，干球温度70℃，干湿球温度差13℃；含水率在低于15％时，干球温度75℃，干湿球温度差21℃。当含水率达到9.5％时进入调湿处理阶段。c、调湿处理阶段。干球温度控制在80℃，干湿球温度差控制在4℃，处理时间控制在9小时。d、降温阶段。使木材温度下降至较室外温度高20℃以内，在此过程中保持干湿球温度差在8℃。
干燥后依国家标准GB/T 6491-2012《锯材干燥质量》进行锯材干燥后的质量检测，干燥质量如下：平均最终含水率为10.20％，干燥均匀度为±0.70％，厚度上含水率偏差为0.80％，残余干燥应力值为2.20％的合格刺槐干燥锯材。干燥周期为15天，因干燥导致的锯材端表裂缺陷较企业常规的干燥质量减少55％，干燥质量符合国家标准中二级干燥质量的合格率较企业基准干燥提高12％，达到92％。

Claims (4)

1.一种刺槐锯材的干燥方法，其特征在于：用厚度为15-20mm、宽度为25-50mm的隔条将刺槐锯材垂直间隔码放成材堆，将材堆置于木材干燥窑内；具体干燥过程包括以下步骤：
a、预热处理阶段
干球温度控制在55-65℃，干湿球温度差1-2℃，处理时间控制在3-8小时；干湿球温度差指的都是湿球温度较干球温度低，以下同；
b、干燥阶段
含水率在30％以上时，干球温度50-60℃，干湿球温度差2-3℃；含
水率在25-30％范围时，干球温度55-65℃，干湿球温度差4-6℃；
含水率在20-25％范围时，干球温度60-70℃，干湿球温度差8-10℃；
含水率在15-20％范围时，干球温度65-75℃，干湿球温度差12-15℃；
含水率在低于15％时，干球温度70-80℃，干湿球温度差20-22℃；
当含水率达到8-12％时进入调湿处理阶段；
c、调湿处理阶段
干球温度控制在75-85℃，干湿球温度差控制在3-5℃，处理时间控制在6-12小时；
d、降温阶段
使木材温度下降至较室外温度高20℃以内，在此过程中保持干湿球温度差在6-10℃。
2.根据权利要求1所述的干燥方法，其特征在于，所述材堆是由隔条将不同层锯材隔离开15-20mm高的气道，以便干燥中气流能够均匀通过。且材堆端部使用50mm宽隔条，材堆中部使用25－30mm宽的隔条。
3.根据权利要求1所述的干燥方法，所述隔条在材堆中的位置，应该使整个材堆中的隔条上下保持在一条铅垂线上，且靠近材堆边缘的隔条与锯材端头齐平。
4.根据权利要求1中所述的干燥方法，其特征在于，所述干燥是在材堆锯材间气道中风速在1.5m/s的条件下进行。
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