Історія появи і розвитку технології виробництва плит OSB / ОСП

Історія появи і розвитку технології виробництва плит OSB / ОСП

Орієнтовано-стружкові плити, або OSB ― це плитний конструкційний матеріал з деревини. Як вже відомо нашим читачам, OSB виробляють з порівняно великою, тонкої і довгої стружки, яка змішується з водостійкою смолою і піддається впливу тиску і температури. Основне застосування в наші дні плити OSB знаходять в дерев'яному житловому будівництві при спорудженні дахів, зведенні стін, встановлення міжповерхових перекриттів, створення чорнових підлог і т.п. (Докладніше див. ЛПІ № 9 (31) за 2005 рік).
Розвиток технології: Особливості виробництва OSB / ОСП

По суті, орієнтовано-стружкові плити ― це вафельні плити другого покоління. Перша справжня OSB-плита була проведена в 1982 році в Альберті (Канада) на заводі «Едісон-OSB», що належав тоді компанії «Пелікан Сомілз Лімітед». Нові деревні плити мали таку ж міцність і жорсткість, як і хвойна фанера. Це дозволило заводу «Едісон-OSB» позиціонувати орієнтовано-стружкові плити на ринку як аналог фанери і як матеріал більш високого класу, ніж вафельні плити.

Основна відмінність OSB від вафельних плит полягало в розмірах стружки. Стружка орієнтовано-стружкових плит була більш вузька і довга в порівнянні зі стружкою вафельних плит. Крім того, кожна стружка в шарі плити OSB розташовувалася паралельно одна інший, але перпендикулярно до стружці в сусідніх шарах. Всього ж шарів було три, так само, як і у вафельних плит. Але завдяки орієнтуванню стружки в шарах OSB придбали ті унікальні властивості, які відкрили для них цілий ряд нових областей застосування.

Сучасні виробничі лінії OSB мають дуже високий ступінь автоматизації і оснащені складним технологічним обладнанням, що дозволяє випускати продукцію 24 години на добу, 7 днів на тиждень. Більшість заводів Північної Америки проводять щодня від 28 000 до 45 000 OSB-плит розміром 1220х2440 мм і товщиною 10 мм. Це найбільш ходовий формат стружкових плит. Зі стандартних форматів є ще 1200х2440 мм, 1220х3660 мм в діапазоні товщини 6, 8, 9, 11, 15, 18, 22, 25 і 38 мм.

Розглянемо докладніше типову технологію, яка найбільш поширена в Північній Америці при виробництві OSB.
отримання стружки

Насамперед на завод доставляється деревину ― круглі лісоматеріали. Осика, тополя, сосна, клен ― найбільш ходові породи, які закуповують виробники OSB. На майданчик, як правило, доставляються колоди довжиною 2,4, 4,8 або 7,3 м (стандартні довжини для північноамериканських лесозаготовителей). Як тільки сировину прибуло на майданчик заводу, його відразу розвантажують за допомогою автонавантажувачів, спеціально призначеного гідроманіпулятора або крана з грейферним захватом. Частина деревини складають на біржі сировини, частина відразу пускають у виробництво. Далі потрібний обсяг сировини на заданий час занурюють в пропарювальні басейни, після чого окорівают. Якщо деревина недавно зрубана і незамерзла, то її відразу пускають на окорке і далі в стружкових верстат. В даний час можна зустріти три види стружкових верстатів, які використовуються для виробництва OSB-стружки. Традиційний стружкових верстат для коротких деревних чурок. Є також дискові стружкові верстати, які подрібнюють цілі колоди. У них використовується інша система подачі і фіксації деревини в процесі різання. Для переробки колод без попередньої розкряжування використовують також роторні (кільцеві) стружкові верстати. Ці верстати відрізняються від дискових конструкцією ріжучого інструменту.

З 1982 року ідеальними геометричними розмірами стружки для виробництва OSB прийнято вважати такі: довжина ― від 75 до 150 мм при ширині 15 мм. А ось середня товщина стружки зменшилася з 0,8 мм, яку робили в 80-х роках, до 0,6 мм в наші дні.
сушка стружки

Сира стружка після стружкової верстата накопичується в спеціальних бункерах, з яких порціями подається в барабан сушильної установки. У виробництві OSB найчастіше використовують трехпроходние або однопрохідні барабанні сушарки, а також їх комбінацію ― трехпроходних / однопрохідне. На деяких виробництвах можна побачити більш сучасні трисекційні конвеєрні сушарки. Концепція конвеєрної сушки OSB-стружки була запозичена з харчової промисловості ― технології виробництва картопляних чіпсів. Конвеєрні сушарки мають ряд переваг перед традиційними барабанними. По-перше, конвеєрні сушарки дозволяють висушувати довшу стружку, не пошкоджуючи її. По-друге, весь потік стружки просушується більш рівномірно, і при цьому температура на виході конвеєрної сушарки нижче, ніж у сушарки барабанного типу. Це дуже важлива обставина, тому що чим нижче температура на виході сушарки, тим вище пожежна безпека процесу і нижче емісія забруднюючих речовин (летких органічних сполук).

Після сушіння стружку сортують, щоб відокремити занадто дрібну і занадто велику стружку від основного потоку. Відповідну стружку іноді сортують додатково, особливо якщо стружка внутрішнього шару буде викладатися на формувальний конвеєр хаотично, без орієнтації. В цьому випадку більшу стружку правильної форми відсортовують на зовнішній шар, де стружка орієнтується. Іншу стружку пускають на внутрішній шар OSB-плити. Розсортовані стружку накопичують в бункерах сухої стружки. Дрібниця і занадто велика стружка транспортуються в бункер сухого палива котельні.
Змішування з клеєм

Процес змішування стружки зі смолою і парафіном контролюється найретельнішим чином. Для осмоления стружки внутрішнього і зовнішнього шарів використовують різні змішувачі. Конструкцію вони мають однакову, але склад хімікатів, що подається всередину, як правило, різний. У загальних рисах змішувач являє собою циліндричний барабан, який обертається із заданою швидкістю. Всередину барабана по окремих трубопроводах подаються парафін, смола і інші компоненти клею. Але, незалежно від того, який парафін використовується, сирої або емульгований, він вводиться перед смолою. Для внутрішнього та зовнішнього шарів найчастіше використовують різні типи смол. Смола для зовнішнього шару може подаватися в рідкому або порошкоподібному вигляді, в той час як смола внутрішнього шару може бути, крім того, фенолформальдегидной або ізоціанатні. Витрата ізоціанатні смоли для стружки внутрішнього шару завжди вище, тому що вона застигає швидше і при меншій температурі, ніж фенолформальдегидная. Часто виробники збільшують кількість змішувачів, щоб мати більшу гнучкість у виборі типу смоли і спростити перехід від однієї формули клею до іншої. Цікаво, що обертовий диск, який розподіляє смолу всередині змішувача, був запозичений з обладнання для фарбування автомобілів і став прямо-таки революційним відкриттям в технології осмоления стружки. Незважаючи на високий рівень технології сьогодні, потрібно відзначити, що в питанні осмоления стружки все ще є місце для дослідницької роботи, особливо в галузі контролю витрати смоли.
Формування стружкової килима

Технологія формування стружкової килима у виробництві OSB також зазнала певних змін. Зрозуміло, що бажання орієнтувати стружку в шарах килима призвело до ускладнення конструкції формувальних машин. На початковому етапі орієнтувати стружку намагалися електростатичним методом. Але він був малоефективним, складним і дорогим. Найнадійнішим методом виявився найпростіший з усіх. Цей метод використовується і зараз.

Орієнтує головка стружки зовнішнього шару чимось дуже схожа на фермерські борони. Вона складається з ряду круглих дисків, які направляють падаючу вниз стружку, вирівнюючи її паралельно довгій стороні килима. Орієнтує головка стружки внутрішнього шару складається з роликів в формі зірки з плоскими лопатями. Обертаючись, вони вирівнюють стружку паралельно ширині килима, перпендикулярно до напрямку руху конвеєра. Розміри елементів орієнтують головок і відстань між ними підлаштовуються під розміри стружки так, щоб вона провалювалася крізь обертові диски або ролики до того, як вони винесуть стружку за межі орієнтує головки. Шари з орієнтованою стружкою викладаються на рухомий внизу конвеєр послідовно, один за іншим. Орієнтація стружки в шарах чергується в такий спосіб: поздовжня, поперечна, поздовжня (в 3-шарових плитах). Кожен шар формується окремої орієнтує головкою і викладається окремої формуючої машиною.

У процесі формування стружкової килима щільність насипу безперервно вимірюється, щоб гарантувати її однорідність.

Більшість ліній формування в Північній Америці мають 8 футів (2440 мм) в ширині. Однак зростання попиту на зарубіжних ринках змусив багатьох виробників встановлювати лінії формування шириною 9 і 12 футів (2750 і 3660 мм відповідно). На таких лініях можна проводити OSB, наприклад, для японського ринку, який споживає плити форматом 3 х 6 футів (915 х 1830 мм). Крім того, при виробництві тонких плит лінії формування великої ширини дозволяють працювати на більш низьких швидкостях формування килима, а це дозволяє підвищити точність орієнтації стружки. На сучасних лініях формування килим викладається на сталеві плоскі або сітчасті піддони, які потім подаються в гарячий прес. Можуть також використовуватися конвеєри, що працюють без піддонів (в лініях, побудованих на базі безперервного преса).
пресування

Ретельно підготовлений стружкових килим подається в гарячий прес. Прес перетворює пухку стружкових насип в плиту і полимеризует сполучна, що міститься в ній. На сучасних багатопролітних пресах можна одночасно виробляти до 16 плит форматом 12 х 24 фути (3660 х 7320 мм). Завдання преса ущільнити стружкових килим і підвищити температуру всередині нього до заданого значення. Температура затвердіння смоли знаходиться в проміжку між 170-200 ° С. Тиск і температуру необхідно заміряти протягом 3-5 хвилин. Раніше час і температура схоплювання сполучного встановлювалися виробником смоли. Але прагнення скоротити час пресування, зберігаючи при цьому характеристики міцності продукції, змусили виробників самим взятися за ретельне вивчення циклу пресування і процесів, що відбуваються під час нього. І в якийсь момент на ринку стали з'являтися OSB з нестандартним профілем щільності (розподілом щільності плити по товщині). Прагнення зменшити разбухаемость плит по товщині змушувало виробників робити зовнішній шар плит менш щільним. Але це негативно позначилося на жорсткості плит. А жорсткість і стійкість до впливу вологи ― одні з найбільш важливих ринкових властивостей OSB. Щоб допомогти виробникам, інжинірингові компанії і виробники пресів взялися вирішити цю проблему. Були розроблені нові самописні контрольно-вимірювальні прилади та обладнання, які дозволили відтворити роботу преса в лабораторних умовах. З'ясувалося, що збільшення ширини плит преса з 8 до 12 футів призвело до змін в процесі передачі тепла в глиб стружкової килима і вимагає змін в технології пресування і відведення із зони пресування пара. Лабораторні дослідження дозволили знайти спосіб, як вирішити цю проблему. Маючи нові дані про процеси, що відбуваються під час пресування, виробники пресів змогли збільшити просвіт між плитами преса, а також поверховість багатопролітних пресів з 12 до 16.
остаточна обробка

Після пресування майстер-панелі вивантажують із преса і розкроюють на формати 1220 на 2440 мм. Після цього, при необхідності, на крайках плит нарізають шпунтове з'єднання або шліфують пласти. Після шліфування орієнтовано-стружкові плити набувають дуже оригінальний зовнішній вигляд, що чимось нагадує мармур.

Плити для покрівельних робіт і статевого настилу пресують на спеціальних сітчастих піддонах. За рахунок цього одна з поверхонь плити виходить рифленої, менш слизькою для ніг людини. Такі плити особливо цінують робочі-покрівельники, яким доводиться часто переміщатися по похилій поверхні обрешітки з OSB досить високо над землею.

За допомогою ультразвукового датчика відразу після пресування плити перевіряють на наявність можливих внутрішніх дефектів ― повітряних кишень, бульбашок, раковин. Якщо такі виявляються, плита автоматично відбраковується.

Після пресування плити ще якийсь час витримують на складі для того, щоб дати можливість клею повністю затвердіти і полимеризоваться. Як правило, час остаточної витримки становить від 12 до 48 годин. Після цього готову продукцію відповідно до замовлення укладають в стопи, маркують і упаковують.

Багато виробників захищають кромки OSB-плит від впливу вологи. Для цього перед тим, як упакувати штабель плит, на його бічні поверхні розпорошується фарба з низькою проникаючою здатністю, яка забиває пори і ущільнює торці плит.

Для особливих областей застосування або за запитом замовника завод може виготовити плити нестандартного розміру, нанести на поверхню плит спеціальну розмітку (наприклад, де прибивати цвяхи або встановлювати кріпильні елементи) або виконати спеціальну фрезерування кромки або пласти.

На спецзамовлення кромки плит для покриття підлоги можуть бути оброблені спеціальними лакофарбовими матеріалами. Спеціальні OSB-плити виготовляють для ізоляційних стінових панелей і для стійок дерев'яних двотаврових балок.
Вплив на навколишнє середовище

Для того щоб відповідати суворим нормам екологічної безпеки, всі сучасні заводи OSB оснащуються складними очисними спорудами і системами автоматизованого контролю рівня забруднень. Подібні очисні споруди обов'язково встановлюються в зоні сушки стружки, а також в зоні пресування. Крім того, при проектуванні технологічного процесу інженери прагнуть:

1) повністю виключити стоки води, яка використовується на приготування сполучного або при очищенні обладнання кухні клею;

2) виключити стоки води з басейнів гідротермічної обробки деревини: вода з басейнів відстоюється, очищається і використовується повторно;

3) щоб технологія дозволяла максимально використовувати деревину. До 80% деревини, що поставляється на сучасний завод OSB, йде на виробництво плит, а всі залишки використовуються для вироблення енергії для нагріву преса, сушильної установки, басейнів, а також опалення виробничих приміщень в зимовий час. Відбраковані плити використовуються як матеріал прокладки або підстилковий матеріал при транспортуванні готової продукції.
Перспективи виробництва OSB / ОСП

Орієнтовано-стружкові плити майже відразу зайняли міцні позиції на ринку будівельних матеріалів, що дало потужний поштовх подальшому розвитку технології і появи нових видів продукції.

Очікується, що найближчим часом набудуть широкого поширення нові контрольно-вимірювальні системи, які можна вбудовувати в виробничу лінію і які вимірюють фізико-механічні показники готової продукції в реальному режимі часу. Інформація з таких пристроїв може фіксуватися, накопичуватися і аналізуватися, а також використовуватися загальною системою управління технологічним процесом (АСУ ТП) для контролю і регулювання параметрів процесу виробництва.

Крім того, спостерігається постійне підвищення ступеня комп'ютеризації обладнання, причому на всіх етапах виробництва. Оператору стає все простіше змінювати і налаштовувати параметри виробничого процесу, не знижуючи якості продукції на виході і уникаючи простоїв обладнання.

Зниження температури сушіння стружки, нові формули пов'язує і вдосконалення виробничих вентиляційних систем зроблять виробництво OSB повністю екологічно безпечним.

Фахівці передбачають OSB велике майбутнє. У Новій Зеландії є експериментальний завод, який займається розробками нових деревних композитів. Напрямок орієнтовано-стружкових композитів там вважається одним з найбільш перспективних. Уже сьогодні розробляється технологія виробництва деревних плит, у яких внутрішній шар ― це OSB, а зовнішні ― МДФ.

Дуже скоро нові орієнтовано-стружкові матеріали будуть конкурувати з усіма відомими нам конструкційними і неконструкціоннимі плитними матеріалами з деревини.
Виробничі потужності і ринок Північної Америки.

З початку 80-х років минулого століття виробничі потужності OSB інтенсивно нарощувалися як в Америці, так і в Канаді. Однак до середини 90-х років на ринку все ж домінували вафельні плити. Швидкому зростанню виробничих потужностей OSB сприяло те, що нові заводи будувалися в безпосередній близькості від динамічно розвиваються населених пунктів з постійно зростаючим попитом на будівельні матеріали. Крім того, загальна собівартість виробництва плит OSB була нижче, ніж у вафельних плит або фанери. У 1993 році на заводах США вироблялося в цілому 7,5 млн м? конструкційних OSB. Канада випускала 2,5 млн м? на рік. Уже в 1997 році виробництво OSB в США виросло до 11 млн м ?, а в Канаді ― до 6 млн м? на рік. При цьому обсяги виробництва планувалися виходячи з того, що як мінімум 15% готової продукції будуть експортуватися за кордон. У 1996 році в США працювали 36 заводів OSB і ще 8 будувалися. У Канаді функціонували 17 виробництв, 2 заводи будувалися і 3 були на стадії проектування. Ще як мінімум по одному заводу мали Мексика, Шотландія, Франція і Білорусь. Будувалися заводи OSB в Ірландії і Чилі. Планувалося будівництво нових заводів в Люксембурзі, Польщі, Чехії, Австрії, Таїланді і Австралії.
Нові можливості для osb на азіатських ринках

У вересні 1994 року міжнародна консалтингова компанія Jaakko Poyry (Фінляндія) передбачала 3-відсотковий щорічне зростання попиту на всі види деревних плит. Тільки зростання ринку OSB прогнозувався на рівні 5,7%. Згідно з даними Jaakko Poyry, нові заводи, що будуються в Азії і Океанії, могли легко створити нові ринки збуту для OSB, тому що у стружкових плит була порівняно низька собівартість виготовлення і ряд конкурентних переваг перед іншими будівельними матеріалами з деревини. Крім усього іншого, OSB вже тоді мали більш широкий діапазон областей застосування.
Контроль якості та стандарти

Методика випробувань і стандарти на плити OSB змінюються, слідуючи розвитку і змін в технології їх виробництва. У 1988 році були розроблені перші стандарти, які застосовувалися для OSB:

• «ANSI A-208.1. Американський державний стандарт. Деревостружкові плити, вироблені з стружкової насипу »;

• «CSA 0188.1. Деревостружкові та вафельні плити, виготовлені з стружкової насипу ».

Випробування якості готової продукції проводились на підставі стандарту «ASTM D1037. Стандартні методи визначення властивостей деревоволокнистих і деревостружкових плитних матеріалів ».

Згодом лише кілька методик контролю якості OSB-плит зазнали змін. В даний час в Північній Америці контроль якості OSB-плит здійснюється на підставі наступних стандартів:

• «PS 2-92. Стандарт технічних характеристик конструкційних плит на основі деревини »;

• «CSA О325.0. Листові будівельні матеріали на основі деревини ».

Обидва ці стандарту регулюють експлуатаційні властивості деревних плит.

Є ще стандарт «CSA О437. OSB і вафельні плити », який був розроблений конкретно для стружкових плит, вироблених з крупноразмерной стружки.

Вироблені в США або Канаді плити OSB повинні бути протестовані по одному з трьох останніх стандартів. Виробники зобов'язані маркувати свою продукцію і вказувати в маркуванні клас якості плит і стандарт, відповідно до якого проводилися випробування.

Що цікаво, стандарти PS 2-92 і CSA О325 зобов'язують виробника укладати договір з одним із акредитованих центрів сертифікації, який буде контролювати відповідність випущеної на заводі продукції одному з вибраних стандартів. Крім того, виробник повинен проводити внутрішньозаводські заходи щодо контролю якості продукції і регулярно перевіряти основні її характеристики. Ці перевірки повинні підтверджуватися незалежною експертною оцінкою. Незалежна експертна група повинна регулярно відвідувати завод, але без попереднього повідомлення про дату свого візиту. Експерти повинні підтверджувати проведення внутрішньозаводських заходів з контролю якості, а також відповідність випущеної продукції мінімальним вимогам, зафіксованим в стандартах PS 2-92 і CSA 0325.

Горде слово «конструкційний» матеріал накладає на орієнтовано-стружкові плити жорсткі вимоги щодо якості та фізико-механічними характеристиками.
На закінчення

1. Сьогодні спостерігається інтенсивне зростання ринку OSB в Росії. Перші плити OSB з'явилися в нашій країні в 1986 році. На одному з підприємств Білоруської РСР був організований перший радянський цех з випуску орієнтовано-стружкових плит. Але, на жаль, через прорахунки в технології, допущених постачальником обладнання, і відсутність досвіду у білорусів освоїти виробництво OSB Радянському Союзу так і не вдалося. Основна частина встановленого обладнання була лише модернізована під випуск OSB, а розрахована на випуск ДСтП. У технологічному процесі було багато вузьких місць, і якість плит також залишала бажати кращого. Якийсь час завод робив спроби налагодити технологію і підвищити якість продукції, що випускається. Але вони не увінчалися успіхом. Незабаром виробництво було згорнуто, а обладнання законсервовано.

Завоювання плитами OSB російського ринку почалося завдяки старанням європейських виробників. Офіційно імпорт невеликих партій орієнтовано-стружкових плит в нашу країну почався в кінці 90-х років минулого століття. У 2000 році в Росію було імпортовано близько 2000 м? OSB. Але вже в 2004 році обсяги імпорту зросли до 50 000 м ?. Як стверджують маркетологи IMS Engineering (петербурзької компанії, що займається інвестиційними проектами в області глибокої переробки деревини), до 2008 року обсяги споживання OSB в Росії досягнуто 400 000 м ?.

Дерев'яне домобудівництво знову стає популярним в Росії. А це вірна ознака того, що ринок OSB буде стійко зростати.

2. Американський ринок споживає OSB в основному як будівельний матеріал. За даними фахівців іншої консалтингової фірми Wood-Invest, попит на OSB в Америці буде рости не тільки в будівельному сегменті ринку, але і в сегменті товарів для приватного споживача. За останні двадцять років ринок OSB розвивається так само стрімко, як в 60-х роках розвивався ринок МДФ або ДСтП. Якщо в 1985 році в Північній Америці було вироблено 4 млн м? (418 млн м?) OSB, то вже в 1993 році ця цифра зросла до 10 млн м? (1050 млн м³?), А в 2002-му було вперше вироблено понад 20 млн м? (2100 млн м³?) Орієнтовано-стружкових плит.

61 завод в США і Канаді покриває близько 70% ринку OSB для дерев'яного домобудівництва Північної Америки. Це означає, що при будівництві одного середньостатистичного американського будинку використовується близько 6,4 м? (670 м?) OSB. Ринок OSB Північної Америки вже сьогодні просто величезний. Решта 30% попиту північноамериканського ринку OSB покриваються за рахунок імпорту плит з-за кордону. Європейський ринок має такі ж тенденції до зростання.

3. У плит OSB є три основних переваги ― мінімальні вимоги до деревній сировині; як результат, більш низька собівартість виробництва; і на виході ми отримуємо плитний матеріал з першокласними характеристиками міцності.

У цьому, без сумніву, криється відповідь на питання, чому так швидко зростає попит, збільшуються виробничі потужності і з'являються нові сфери застосування орієнтовано-стружкових плит.

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о бане

Статьи по пеноблоку,пенобетону,пенобетонным блокам

Статьи pp-budpostach.com.ua Статьи по бетону

Статьи Все о заборах

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о крышах ( виды, материал, как лутше выбрать)

Статьи Все о Фундаменте

Статьи по газобетону ( газоблоку ), газобетонных блоков, газосиликатнных блоков

Новости, статьи, слухи, факты, разное и по чу-чуть

Статьи по кирпичу ( рядовому, лицевому,облицовочному,клинкерному, шамотному, силикатному,)