DE102005053981B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Einleiten von Dampf in eine Matte bzw. in deren Deckschichten - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Bedampfung einer Matte bzw. ihrer Deckschichten bei der Herstellung von Holzwerkstoffplatten, wie Span-, Faser-, Kunststoff- oder Schnitzelplatten, aus einem Gemisch von mit oder ohne Bindemittel versetzten lignozellulose und/oder zellulosehaltigen Teilchen, wie Späne, Fasern oder Schnitzeln, wobei die Matte nach Überführung in eine Ein- oder Mehretagenpresse oder eine kontinuierlich arbeitende Presse unter Anwendung von Druck und Wärme verpresst und ausgehärtet wird, die Bedampfung der Matte über eine Bedampfungsstrecke (G) zunächst in der Mattenmitte (I-I) startet und sich dann keilförmig oder kurvenförmig während des Produktionsfortschrittes zu den Längsrändern (II-II; III-III) der Matte hin ausweitet, nach DE 10 2004 057 418, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammern auf eine annähernd gleiche oder höhere Temperatur gebracht werden als die Kondensationstemperatur des zur Vorwärmung verwendeten Fluids.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einleiten von Dampf in eine Matte bzw. in die Deckschichten einer Matte bestehend aus einem Gemisch von mit oder ohne Bindemittel versetzten lignozellulose und/oder zellulosehaltigen Teilchen, wie Späne, Fasern, Kunststoffen oder Schnitzeln bei der Herstellung von Spanplatten sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
• Mit der Hauptanmeldung DE 10 2004 057 418.9 wurde an den bisherigen Verfahren und Vorrichtungen zum Einleiten von Dampf in eine Matte bzw. in deren Deckschichten das Problem aufgezeigt, dass eine gleichmäßige Bedampfung der Deckschichten über die volle Mattenbreite in der Regel nicht möglich ist. Die Matte wird beim diskutierten Stand der Technik ungleichmäßig durch den Dampf erwärmt woraus auch resultiert, dass die Mattenmitte über die Breite gesehen weniger erwärmt wird als der Randbereich. Das Dichteprofil über den vertikalen Plattenquerschnitt unterscheidet sich am Rand von der Plattenmitte. So weist der Bereich vom Rand bis 30% zur Mattenmitte bei einer Deckschichtbedampfung breitere Deckschichten (Bereiche mit höherer Dichte) und größere Dichtemaxima als im gleichen Bereich von der Mitte aus auf. Zusätzlich weist die Mattenmitte im hinteren Pressenbereich einen langsameren Temperaturanstieg als der Mattenrand auf, wodurch nur ein geringer Gewinn an Pressgeschwindigkeit erreicht werden kann. Dieser langsamere Temperaturanstieg ist ein Zeichen, dass weniger Dampf in der Mitte eingeleitet wird. Thema der Hauptanmeldung ist das Einleiten von Dampf in die Matte oder jeweils verfahrensbedingt nur in die jeweiligen Deckschichten einer Matte während der Vorkomprimierung vor einer kontinuierlichen Hauptpresse oder während der Hauptpressung selbst. Neben der Einleitung des Dampfes in die Matte ist auch die Bedampfung von unterschiedlich breiten Matten ein Problem das gelöst wird.
• Die Hauptanmeldung versteht unter einer „Matte” ein auf ein Formband gestreutes Gemisch von mit oder ohne Bindemittel versetzten lignozellulose und/oder zellulosehaltigen Teilchen, wie Späne, Fasern oder Schnitzeln, die in mehreren Lagen bzw. Schichten und mit verschiedenen Orientierungen gestreut werden kann. Derartige Matten finden meist Anwendung in kontinuierlichen Herstellungsprozessen für Span-(MDF) oder Schnitzelplatten (OSB), können aber auch in diskontinuierlichen Prozessen eingesetzt werden. Diese Matten werden in kontinuierlichen Prozessen meist mit einer kontinuierlich arbeitenden Doppelbandpresse verpresst und ausgehärtet.
• Bei dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Hauptanmeldung ergibt sich ein Nachteil, wenn der verwendete und in die Matte einzudüsende Dampf in den Dampfkammern oberhalb der Matte kondensiert und dort zu Wasseransammlungen führt. Das kondensierte Wasser kann auf die Matte tropfen und zu Wasserflecken erst auf dem Pressgut und damit auf der produzierten Holzwerkstoffplatte selbst führen. Diese Holzwerkstoffplatte ist Ausschuss und muss bei der Sichtkontrolle ausgesondert werden. Da aber kleine Wasserflecken bei der Sichtkontrolle einer mehreren Quadratmeter großen Holzwerkstoffplatte durchaus übersehen werden können, kann dies zu Auslieferung mangelhafter Ware und dementsprechendem Imageverlust des Produzenten führen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde das Verfahren und die Vorrichtung nach der Hauptanmeldung DE 10 2004 057 418 so zu verbessern, dass die Kondensation in den Druckkammern oder Dampfhauben verhindert und mögliche Wasserflecken auf der Matte durch Tropfen vermieden werden.
• Die Lösung für das Verfahren besteht darin, dass die Druckkammern auf eine annähernd gleiche oder höhere Temperatur gebracht werden als die Kondensationstemperatur des zur Vorwärmung verwendeten Fluids.
• Die Lösung für die Vorrichtung besteht darin, dass in den Druckkammern der Bedampfungsfelder der Matte eine Heizeinrichtung angeordnet ist.
• Von Vorteil dabei ist, dass durch die erfindungsgemäße Erwärmung der Dampfkammern keine Kondensationsreste auf die Matte gelangen können und somit Wasserflecken auf dem fertig verpressten Endprodukt vermieden werden.
• Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung mit der Zeichnung hervor.
• Es zeigen:
• 1 Mögliche Einteilung der Dampfkammern in einer Draufsicht der Pressgutmatte über die Arbeitsrichtung,
• 2 keilförmige Einleitung (schraffierte Fläche) des Dampfes über die Druckkammern gemäß 1 und
• 3 alternierende Einleitung des Dampfes nur über die Druckkammern in Reihe b, d und f gemäß 1 und
• 4 eine schematische Seitenansicht mit Darstellung der Druckkammern mit einer Heizeinrichtung.
• 1 zeigt die Draufsicht auf die oberhalb einer Pressgutmatte angeordneten Druckkammerfelder in Arbeitsrichtung (AR) der Pressenherstellungsanlage ohne Bedampfung. Der Pfeil der Arbeitsrichtung zeigt auf die Einlaufseite der Bedampfungsstrecke G. Die Pressgutmatte kann dabei zum Beispiel bei Verwendung des Verfahrens in einer Vorpresse oder Hauptpresse zusätzlich in Arbeitsrichtung verdichtet werden. Nach 2 wird nun eine keilförmige Bedampfung in Arbeitsrichtung zugeschaltet; die dazu führt, dass die Luft sukzessiv aus der Mattenmitte I-I an die Mattenseite II-II und III-III gedrängt und durch Dampf ersetzt wird. Je nach aufgebrachtem Druck in den Druckkammern kann eine vollständige Durchflutung mit Verdrängung der Luft durchgeführt werden, oder eine reine Deckschichtbedampfung mit entsprechender Deckschichtvorwärmung.
• Als besonders günstig für eine Deckschichtvorwärmung hat sich eine Zuschaltung der Bedampfung mit folgendem Breitenraster herausgestellt: Zu Beginn der Vorwärmung (etwa 20% der Bedampfungslänge) eine Bedampfung von 20% der Mattenbreite g in Mattenmitte I-I über die Breite gesehen, anschließend 40% (wieder 20% der Bedampfungslänge), dann 80% (wieder 20% der Bedampfungslänge), und schließlich die volle Mattenbreite g. Mit dieser Breiteneinstellung des Dampfdruckes über die Länge der Bedampfungszone G weist die Matte nach Durchlaufen der Vorwärmvorrichtung eine gleichmäßige Erwärmung der Deckschichten von beispielsweise je 15% der Masse von oben und unten über die gesamte Mattenbreite g auf; und die restlichen 35% der möglichen Eindringtiefe des Dampfes (pro Deckschichtseite) werden nicht erwärmt. Damit bleiben 70% des Mattenkerns ohne Dampfeinbringung. Die hergestellten Platten, die mittels dieser Methode vorgewärmt wurden, weisen sowohl am Rand als auch in der Mattenmitte I-I gleichmäßige vertikale Dichteprofile auf. Die mit dem Dichteprofil korrelierten Platteneigenschaften wie die Biegefestigkeit ist an den Rändern II-II und III-III genauso groß wie in Mattenmitte I-I. Die Pressgeschwindigkeit kann deutlich gegenüber den oben genannten Verfahren gesteigert werden, da die Erwärmung der Mittelschicht auf die Aushärttemperatur des Klebstoffs von ca. 100°C in der Heißpresse in Mattenmitte I-I zu dem gleichen Zeitpunkt erfolgt wie am Mattenrand II-II und III-III.
• Die Luftverdrängung und damit die gleichmäßige Bedampfung lassen sich noch dadurch unterstützen, dass in der Mattenmitte I-I ein höherer Dampfdruck eingestellt wird als am Mattenrand II-II und III-III. Weiterhin kann noch über die Bedampfungsstrecke G der Bedampfung ein unterschiedlicher Dampfdruck eingestellt werden. So wird für die Deckschichtbedampfung im hinteren Bereich der Bedampfungsstrecke G (etwa ab d oder e) vorzugsweise mit einem niedrigeren Dampfdruck in Mattenmitte I-I gearbeitet, damit die Dampffront nicht tiefer als am Mattenrand II und III eindringt.
• Um entweder bei dicken Matten, bei hoher Pressgeschwindigkeit oder bei größerer gewünschter Bedampfungstiefe eine große Dampfmenge auf kurzer Bedampfungslänge einzubringen, muss ein hoher Dampfdruck auf die Matte aufgebracht werden. Dies kann trotz beidseitig auf der Matte aufliegenden Dampfplatten zu seitlichen Ausbläsern von Partikel führen. Im Mattenrandbereich II-II und III-III können deshalb zur Vermeidung dieser Probleme auf der gesamten Bedampfungsstrecke G niedrigere Dampfdrücke eingestellt werden als in Mattenmitte I-I. Damit lassen sich seitliche Ausbläser von Holzpartikeln wie Spänen oder Fasern vermeiden. Diese Einstellung kann mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ebenfalls wieder in der hinteren Bedampfungsstrecke G probeweise wieder angepasst werden, wenn sich die entweichenden Gase ihren Weg durch die Mattenränder gesucht haben und eine Erhöhung der Ausströmungsgeschwindigkeit keine Ausbläser mehr verursacht.
• Natürlich besteht die Möglichkeit dass bei speziellen Produktionen (besonders bei unterschiedlichen Mattendicken) die Mattenmitte I-I über die Mattenbreite g gesehen niedrigere Querzüge als der Rand II-II oder III-III aufweist. In diesem Fall ist die Erwärmung in Mattenmitte I-I langsamer erfolgt als am Rand II-II und III-III. Somit kann es notwendig sein, bei bestimmten Plattendicken die Deckschichtbedampfung so zu führen, dass in Mattenmitte etwas mehr Dampf, also Feuchtigkeit und Wärme, zugegeben wird. Die Erwärmung der Matten über den Querschnitt ist dadurch in Mattenmitte I-I über die Mattenbreite g gesehen etwas tiefer als am Rand. Beispielsweise wird der Rand 15% tief der Masse erwärmt und die Mitte 20%. Mit diesem Verfahren konnten Platten mit nahezu gleichen Querzügen und Dichteprofilen bei hoher Pressgeschwindigkeit produziert werden. Zur Umsetzung dieses Möglichkeit wird die Bedampfung keilförmig so geführt, dass 20% der Mattenbreite g in Mattenmitte I-I nicht 20% über die Bedampfungsstrecke G sondern 40% über die Bedampfungsstrecke G der Bedampfung geführt werden. Alternativ kann aber auch die Einteilung aus dem obigen Beispiel verwendet werden, wobei aber in Mattenmitte I-I ein höherer Dampfdruck als an den Rändern II-II und III-III verwendet wird. Zur Bedampfung einer Matte mit unterschiedlicher Mattenbreite g können die äußeren Bedampfungsfelder an den Rändern II-II und III-III unter denen sich kein Material bei einer schmalen Matte befindet, abgeschaltet werden, um unnötigen Dampfverbrauch zu vermeiden. Flächengewichtsschwankungen, welche durch Streuungsungenauigkeiten verursacht werden, führen zu lokal höherer Mattendichte, welche über eine längerer Produktionszeit in einem bestimmten Breitenbereich der Matte z. B. 20% der Breite in der Mattenmitte vorliegen. Dieses Mattenstück höheren Flächengewichts ist bei einer Flächengewichtsmessung vor der Bedampfung erkennbar. In den Bereichen mit mehr höheren Flächengewicht muss ein leicht höherer Dampfdruck eingestellt werden, um die gleiche Bedampfungstiefe zu erreichen bzw. es muss eine längere Strecke in Transportrichtung gesehen bedampft werden. Ebenso ist bei einer vollständigen Durchströmung der Matte bis zur Mitte der Mitteschicht eine vollständige Erwärmung nicht möglich, wenn in der vollen Mattenbreite Dampf von beiden Seiten eingeleitet wird und Lufteinschlüsse in der Mattenmitte vorhanden sind. Die oben beschriebene keilförmige Bedampfung oder die Aufwendung eines höheren Dampfdruckes über die gesamte Bedampfungslänge löst auch dieses Problem, sodass bei einer vollständigen Durchströmung der Matte die störenden Bereiche von Lufteinschlüssen bereinigt werden und eine vollständige gleichmäßige Erwärmung über die Breite und Dicke der Matte gesichert ist. Die Vorrichtung wird so ausgeführt, dass die Bedampfungsfläche in verschiedene Bedampfungsfelder unterteilt wird, wobei sowohl quer (v, w, x, y, z) als auch längs (a, b, c, d, e, f) beliebig viele Felder für ein schachbrettartiges Aussehen verteilt werden können. Durch die variable Abschaltung und regelbare Ansteuerung hinsichtlich des Dampfdruckes bzw. der Dampfmenge dieser Felder einzeln oder in Gruppen lassen sich verschiedene Bedampfungszonen hinsichtlich des Bedampfungsdruckes oder die Bedampfungsmenge quer über die Matte einsteuern.
• Es ist natürlich offensichtlich, dass je nach Stand der Technik auch eine differential verkleinerte Anordnung der Bedampfungsfelder möglich und anwendbar wäre. So wäre bei entsprechender Verkleinerung der einzelnen Bedampfungsfelder gegen eine Vielzahl von Bedampfungsfeldern in Längsrichtung als auch in Querrichtung eine kurvenförmige Bedampfung quer über die Mattenbreite denkbar.
• In 4 ist eine schematische Seitenansicht gezeigt, in der wie bereits ausreichend ausgeführt ersichtlich ist, dass eine Matte 2 auf einem Förderband 1 in Arbeitsrichtung durch eine Anordnung von Druckkammern 3 oben und unten geführt wird. Das Förderband 1 ist in der Regel als Siebband ausgeführt und somit dampfdurchlässig. Eine derartige Vorrichtung findet üblicherweise in einer Vorpresse zur Vorverdichtung und Einstellung verschiedenster Parameter vor eine kontinuierlich arbeitenden Doppelbandpresse Anwendung. In den Druckkammern 3 ist eine Heizeinrichtung 4 oberhalb der Matte 2 angeordnet. Damit soll verhindert werden, dass eine Kondensierung in den Druckkammern 3 selbst stattfinden kann und somit Wassertropfen auf die Matte 2 fallen. Je nach Stärke der Fluidströmung des Dampfes kann es auch sinnvoll sein eine Erwärmung der Druckkammern 3 unten durchzuführen, damit nicht Kondensat in der Dampfströmung mitgenommen werden kann und so von unten an die Matte 2 gelangt. Bei der Verwendung von Siebbändern kann es im übrigen sinnvoll sein das Förderband 1 vor den Bedampfungsfelder a, b, c, d, e, f in Arbeitsrichtung AR der Matte 2 mit einer Heizeinrichtung 5 zu versehen, damit das Förderband 1 auf eine annähernd gleiche oder höhere Temperatur gebracht werden als die Kondensationstemperatur des zur Vorwärmung verwendeten Fluids.
• Es versteht sich für den Fachmann von selbst, dass die Erwärmung der Druckkammern bzw. des Förderbandes vor der Verwendung der Druckkamern mit Dampf abgeschlossen sein muss.
• Bezugszeichenliste

I-I, II-II, III-III

Längslinien der Matte in Arbeitsrichtung

a, b, c, d, e, f

Anordnung der Druckkammern in Arbeitsrichtung

g

Mattenbreite

G

Bedampfungsstrecke in Arbeitsrichtung

1

Förderband

2

Matte

3

Druckkammern

4

Heizeinrichtung

5

Heizeinrichtung

Claims (7)

1. Verfahren zur Bedampfung einer Matte bzw. ihrer Deckschichten bei der Herstellung von Holzwerkstoffplatten, wie Span-, Faser-, Kunststoff- oder Schnitzelplatten, aus einem Gemisch von mit oder ohne Bindemittel versetzten lignozellulose und/oder zellulosehaltigen Teilchen, wie Späne, Fasern oder Schnitzeln, wobei die Matte nach Überführung in eine Ein- oder Mehretagenpresse oder eine kontinuierlich arbeitende Presse unter Anwendung von Druck und Wärme verpresst und ausgehärtet wird, die Bedampfung der Matte über eine Bedampfungsstrecke (G) zunächst in der Mattenmitte (I-I) startet und sich dann keilförmig oder kurvenförmig während des Produktionsfortschrittes zu den Längsrändern (II-II; III-III) der Matte hin ausweitet, nach DE 10 2004 057 418, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammern auf eine annähernd gleiche oder höhere Temperatur gebracht werden als die Kondensationstemperatur des zur Vorwärmung verwendeten Fluids.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verwendung von Dampf eine Temperatur für die Druckkammern über 100°C eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verwendung von Siebbändern ober- und/oder unterhalb der Matte diese ebenfalls vor Kontakt mit dem verwendeten Fluid auf eine annähernd gleiche oder höhere Temperatur gebracht werden als die Kondensationstemperatur des zur Vorwärmung verwendeten Fluids.
4. Vorrichtung zur Bedampfung der Matte vor einer Presse, bei der eine durchgehende Bedampfungsfläche in verschiedene Bedampfungsfelder unterteilt ist, wobei sowohl in quer- (v, w, x, y, z) als auch in Längsrichtung (a, b, c, d, e, f) mehrere Felder schachbrettartig verteilt angeordnet sind und die einzelnen Bedampfungsfelder sowohl einzeln, als auch in Gruppen ansteuerbar sind und jedes Feld bzw. jede Gruppe in der Dampfmenge bzw. im Dampfdruck regelbar ausgeführt ist, nach DE 10 2004 057 418, dadurch gekennzeichnet, dass in den Druckkammern (3) der Bedampfungsfelder (a, b, c, d, e, f) der Matte (2) eine Heizeinrichtung (4) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (4) aus Radiatoren besteht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (4) aus elektrischen beheizten Matten besteht.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (4) oben und/oder unten in den Druckkammern (3) angeordnet ist.

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