有關(guān)炭化木的基本知識
窯式和罐式“炭化木”的生產(chǎn)工藝過程皆分為一次干燥,二次干燥、快速升溫炭化、降溫和調(diào)濕處理、再降溫出窯(罐)5個階段。
(一)一次干燥
從生(濕)材干燥至約12%(或10%)含水率的階段叫一次干燥。這一階段可在炭化窯(罐)內(nèi)進(jìn)行,也可由常規(guī)窯來完成。鑒于炭化窯(罐)的造價較高,且設(shè)備運轉(zhuǎn)費用高,故用常規(guī)窯來進(jìn)行一次干燥較經(jīng)濟(jì),且干燥質(zhì)量也較容易控制,但干燥時間較長。
(二)二次干燥
從12%的木材含水率干燥到3%(或4%)的階段叫二次干燥。這一階段在炭化窯(罐)內(nèi)完成。含水率約12%的鋸材進(jìn)炭化窯后,先可進(jìn)行常規(guī)過渡干燥。干球溫度約從65—75℃開始,然后分階段升溫至約125℃,干濕球溫差逐步擴(kuò)大到25℃。待木材含水率降至約3%,二次干燥階段結(jié)束。這階段時間的長短,取決于木材的樹種和厚度,22mm厚的鋸材一般約需10多個小時。
(三)快速升溫炭化
木材含水率達(dá)到3%以后,就度過了干燥的危險期??梢钥焖偕郎兀谳^短時間內(nèi),升至炭化溫度(一般為180~212℃)。然后保持炭化溫度不變,約3小時,對木材進(jìn)行高溫?zé)崽幚?,使木材中的半纖維素和纖維素的無定形區(qū)降解,木材中吸濕性的羥基數(shù)量大大減少。同時木材中的抽提物如樹脂,萜類化合物、單寧、酸類化含物等大量揮發(fā)。因而木材的吸濕性大大減小,尺寸穩(wěn)定性和耐腐蝕性顯著提高。這一階段,窯(罐)內(nèi)要充滿保護(hù)氣體,(一般為水蒸氣),氣體的含氧量必須在2%以下,簡單的衡量方法是維持窯內(nèi)的濕球溫度為99.5~100℃。否則很干的木材會有著火危險,而且木材在高溫下氧化,對其強(qiáng)度也不利。
(四)降溫調(diào)濕
木材炭化處理后,不但含水率很低(0.5%以下),而且木材本身的溫度也很高,接近180~212℃。這時無法直接進(jìn)行調(diào)濕處理,必須先對木材降溫。注意千萬不能采用風(fēng)冷降溫,若窯外的新鮮空氣流進(jìn)窯內(nèi),很容易使木材著火。正確的方法是,停止向散熱器供熱的同時,向窯內(nèi)噴射霧化水,不但起到降溫作用,而且可使幾乎全干的木材適當(dāng)增濕。待窯內(nèi)介質(zhì)溫度降至116℃左右,就可進(jìn)行調(diào)濕處理。這時向窯內(nèi)噴射飽和水蒸氣的同時,再噴射霧化水,以提高窯內(nèi)介質(zhì)的相對濕度和木材的含水率,并消除殘余應(yīng)力。一般待木材含水率升至4~5%時,可結(jié)束調(diào)濕處理。
(五)冷卻出窯
窯內(nèi)木材在116℃至112℃的溫度下調(diào)濕處理后,就消除了著火的危險。但不能馬上出窯,否則熱木材被窯外冷風(fēng)一吹,立即就會開裂,并發(fā)出細(xì)微的“噼啪”聲。故須待窯內(nèi)外溫差降至30℃左右,才能出窯。
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