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1、21 世纪初期我国人造板工业技术创新刍议李凯夫 高振忠 孙 瑾( 华南农业大学)摘 要 简要介绍了我国人造板工业的基本状况, 分析预测了 21 世纪初我国人造板工业的发展前景, 并就我国人造板工业存在的主要问题作了剖析。在此基础上, 着重探讨了新世纪初我国人造板工业在技术改造和新产品开发方面的技术创新思路。 关键词 人造板工业; 技术创新; 技术改造; 产品开发12林业科技开发 2001 年第 15 卷第1 期人造板是当今多种材料并存的时代产物, 是新木质材料发展的重点和世人关注的学科前沿研究热点。人造板工业是高效利用木材和节约木材资源的支柱产业之一, 是林业可持续发展的重要组成部分, 是木材
2、科学和木材工程相结合的硕果。人造板工业的进 步极大地带动了木材工业的发展。人造板由于设计自由度大, 可制造高性能的结构材和功能材, 开发智能材料的潜力最大, 它将木材及其它材料组成、 结构、工艺、 性能和应用等诸多因素进行优化, 按需设计, 采用新技术和新工艺, 制造品种众多的优异产品。它在 木材工业高技术发展中起到先导作用, 其自身已成为当代木材工业高技术的重要组成部分。在 21 世纪之初, 探索我国人造板工业技术创新问题意义重大。1 概 况据不完全统计, 目前全国已建成投产的人造板厂超过3 000家, 设计能力约为2 000万 m3/ a, 1998 年产量为1 056133万 m3, 比
3、 1997 年减少 591167 万 m3。预计2000 年将达到1 930万 m3, 消费量将达到2 335万m3, 形成了以胶合板、 刨花板和中密度纤维板(MDF)为主的人造板工业构架, 继续保持增长的态势。我国现有刨花板厂( 车间) 约为 550 家, 其中, 大 型厂 21 家, 占 3182% ; 中型厂 127 家, 占 23109%; 小型厂 420 家, 占76136%。设计生产能力为440 万m3,1995 年产量达 435 万 m3, 其中普通刨花板产量为311105万 m3, 非木材刨花板产量为 124105 万 m3。1997 年产量达 360 万 m3, 其中普通刨花
4、板产量为324169万 m3, 非木材刨花板产量为 13159 万 m3, 分别占人造板产量的 19128% 和 0181% 。1998 年产量为 266130万 m3。全国约有胶合板厂2 000多家, 生产能力达到1 万m3的只有 115家, 民营企业约为1 700家,1995 年产量为 759万 m3, 1997年产量为 758 万 m3, 占人造板总产量的 4511% 和 4617%。1998 年产量为446152 万m3, 预计 2000 年产量将达 900 万 m3。1995年竹材胶合板产量 2717 万 m3, 占胶合板总产量的317%, 生产厂家近 200 家, 设计能力 100
5、 万 m3。湿法硬质纤维板厂家曾经达到 400 多家, 由于污染环境,产量和质量参差不齐, 产品单一, 出现滞销, 现生产厂家仅为 70 余家, 产量徘徊在 120 万 m3左右。近几年,MDF 飞速发展, 1999 年厂家达 108 家, 生产能力超过 290 万 m3。1996 年产量达 69153 万 m3, 1997 年产量约110万 m3, 预计 2000年产量将达 200 万m3, 成为世界第二大MDF 生产国。 尽管我国人造板工业有了长足发展, 但人均人造板占有量仅为01014 m3, 相当于世界平均水平的 58%( 世界人均01024 m3) 。据国家建设部编制的计划可知, 2
6、010 年全社会各类房屋竣工面积达 16 亿 m2。1999年建设部提出的在今后 5年内将建设 50 60 个面积为1 000万 m2, 具有超前性和导向性的城市示范小康住宅小区。发展新型墙体材料已列入建材工业首选项目中, 要求新型材料应体大质轻、 受力合理、 隔热保温、 利用废料、 没有污染和施工方便, 这为人造板 在建筑领域应用提出新课题和带来机遇。2000 年我国装修工程产值将超过2 000亿元, 约需木材5 000万m3, 若 10% 为人造板所替代, 则需人造板 500 万 m3。2010年建筑用木材约为8 550万 m3, 若 10%为人造板所替代, 则需 855 万 m3。199
7、8 年全国家具产量约为618亿件, 其中 49167% 为木质家具。当城镇居民人均住宅面积增加 1 倍, 家具需求量就增加 215 倍; 住宅面积增加 2 倍, 家具需求量就增加 815 倍。2010 年我国城镇人均住房由 1995年的8 m2左右提高到 1518 m2, 约增1 倍, 家具需求量将由人均0127件提高到0195件, 全国年需总量约为 13168 亿件, 若 10% 为人专论 综述 造板所替代, 则需人造板3 253万m3。综上所述, 2010 年全国约需人造板将达4 708万m3。按现在人造板建设速度推算, 2010 年我国人造板生产能力仅为3 000万 m3。因此, 人造板
8、在我国仍 具有很大的市场。我国人造板工业不是饱和了, 而是还有很大的发展空间, 应在客观分析现状的基础上,找出问题, 明确主攻方向, 依靠技术创新将我国人造板工业引入健康发展的轨道。林业科技开发 2001年第 15 卷第 1 期13我国人造板工业现存主要问题如下:( 1) 结构不合理, 技术含量低: 我国胶合板比例偏大, 从产量看, 1995年占 4511% , 1996 年占 4017%; 从 消费看, 胶合板约占 50% 。目前, 世界胶合板比例仅为35% 左右, 近几年发达国家胶合板呈负增长, 其原因主要是原料的限制和其他产品部分取代所致。定向结构板( OSB) 、 高性能复合板、 无机
9、胶粘剂人造板、 特殊用途的板材比例偏小; 特厚板和薄板比例偏低;防潮、 防蛀、 阻燃等功能板比例更少; 深加工和高技术新产品比例很小; 后成型板材、 智能板材及环境板材 亟待开发。( 2) 应用领域窄, 应用技术滞后: 我国家具用人造板约占 79%, 建筑用人造板仅占 15% 左右, 与国外差距较大, 应用技术与相应的规范亟待确立; 人造板的毒性、 调湿性、 调温性、 尺寸稳定性、 阻燃性等 性能评价方法亟待建立。若不迅速推进人造板进入结构材料领域的进程, 人造板应用系统将崩溃, 人造板制造的价值将不复存在。( 3) 管理水平差, 合格率 较低: 多数胶合板企业生产和管理仍停留在国际 20世纪
10、 70 年代水平, 绝大多数小胶合板企业属技术落后型, 1998 年产品合格率为 6916% ; 多数刨花板企业生产和管理水平为国际 20世纪 80 年代水平, 1996 年 产品合格率仅为 3616% ; 多数湿法硬质纤维板企业生产和管理水平仅为国际 20 世纪 60 年代水平, 1996年产品合格率仅为 70% 左右; 多数 MDF 企业生产和管理水平为国际 20 世纪 80 年代水平, 1997 年 MDF 合格率为 6215%; 多数企业没有技术开发的能力, 技术人才匮乏; 多数产品甲醛释放量较高, 厚度偏差大,吸水厚度膨胀率较大。特别是我国行业管理不力, 低 水平重复的项目过多, 致
11、使我国人造板工业进入迫切需要/ 切除肿瘤, 注入活力0的阶段。2 技改方向211 扩大规模 应在提高原料利用率和生产效率上下功夫, 采用新型旋切机、 原料细化新技术和自动化技术, 最大限度减少碎单板量和不合格的碎料。提高热压机生产能力是当务之急, 热油加热技术、 无垫板热压技术、 多层压机替代单层压机和增加压机的层数可大幅度提高热压机的生产能力。干燥是多数企业/ 卡脖子0工序, 采用先进的干燥工艺和技术是解决产量不足的关 键。采用热油加热技术和分级干燥技术是行之有效的措施。更新人造板制造和应用的观念, 简化工艺,匹配工序, 优化参数是扩大规模的关键。212 突破创新 获得优质单板、 刨花和纤维
12、是提高产品质量的关键。选用激光定心上木、 单板斜接和拼接技术, 最大限度增加原料利用率。正确调整环式刨片机的伸刀 量、 径向间隙和刀缝宽度, 确保刀刃锋利是必要的; 选择新型旋切、 削片、 刨片和热磨设备已受世人注目。目前配合生物酶分离技术而采用的揉搓工艺、 针对速生材和小径木而采用的复合式旋切工艺、 结合计算机 识别和控制技术而采用的加工原理已展现良好的应用前景。热磨设备正向大直径、 复合磨区与理想软化工艺方向发展。采用新的施胶技术是降低胶耗、 提高 质量的关键。将热磨机后喷胶改为干燥机尾端喷胶可最大限度减少胶粘剂预固化, 减少胶耗。采用特制的刨花平稳断面分布控制装置( PSP) 和有节制的
13、气流控制系统进行刨花施胶, 将喷胶与摩擦施胶融合一 体, 最大限度实现均匀、 少量施胶。双轴高速拌胶机大有替代环式拌胶机的趋势, 提高了拌胶的均匀性,减少了胶耗, 改善了拌胶质量。MDF 向机械式铺装 方向发展, 可减少能量消耗和空气过滤成本, 提高铺装均匀性; 铺装精度高, 板坯刮取量仅为 5% 10% ,较气流铺装减少了一半, 降低了板材密度的波动量。刨花板气流铺装机由内循环式变为外循环式, 也可大 大改善铺装质量; 分级式铺装机开始了刨花铺装的新时代。喷蒸热压和连续热压技术将极大推动人造板工业的技术进步; 巧妙的板坯反弹力平衡系统和自动感应控制系统将使人造板热压工艺更加合理, 大大改 善
14、板材的质量。加湿真空处理、 应力释放处理、 热处理和后成型处理技术使人造板制造进入新的层次。213 降耗节能 质量是人造板生存的关键, 确保质量是人造板工业发展的基础。物耗和能耗占人造板成本的 70% 85% , 降耗节能是降低成本的关键。采用高效、 低毒的胶种与新型拌胶机, 可降低胶耗 20 个百分点。在 人造板工业中热耗大户是干燥, 约占 60% , 采用新的加热技术和设备是节能的关键。采用气力输送系统无功补偿技术或变频调速技术是十分有效的节能措专论综 述施。最大限度地减少砂光量与裁边量。3 开发新产品311 无机胶粘剂人造板( CB)我国的水泥产量达419 亿t, 居世界首位, 8 00
15、0多 家企业遍布全国; 我国石膏的储量为 57317 亿 t, 熟石膏粉生产企业 300余家。CB 的木材用量只有板材重量的 20%左右, 消耗木材较少; 大多数树种都适合制造CB, 但以密度较低的树种为好, 以杨木制成的无机 胶粘剂刨花板性能较为优良, 这将为我国杨木的利用开辟新的途径。1993 年底由国家税务总局颁布的部分墙体材料免征增值税的通知中已增列了 CB 这一 产品。国家建设部在颁布5在框架结构建筑中限制使用实心粘土砖的规定6同时, 将 CB 作为建筑内墙材料列入2000 年重点发展计划项目之中, 将 CB 列为重点推广的绿色建材。在 1996 年全国墙体改革工作会 议中, 确立了
16、一系列政策, 针对 CB 方面的有: 基本建设政策性贷款; 实行固定资产投资方向调节税为零的政策; 减免土地使用税; 利用废料生产的板材项目免 征所得税和增值税。CB 可广泛应用于建筑、 家具、 装修、 包装等行业。生产1 m3CB 需用015 m3木材, 而1 m3CB 可以代替3 m3原木使用。年产 3 万 m3CB 可节省 10 万 hm2土地( 2 m深, 相对于红砖来说) , 节煤 5 952 t, 这为解决我国木材供需矛盾、 保持水土、 振兴经济将起到重要作用。目前应在优化工艺、 专用设备、 标准制订、 应用技术上组织联合攻关。14林业科技开发 2001 年第 15 卷第1 期312 重组木1973年开发了重组木, 1976年申请专利, 1982 年澳大利亚建成生产性试验车间。1987 年澳大利亚建设年产 5 万 m3的重组木工厂, 于 1991 年 7 月关闭停 产。其原因主要是热压技术不过关, 设备设计有严重的缺陷, 管理不当, 市场销路不畅。1992 年美国购买了进一步开发重组木技术的权利, 与澳大利亚合作在美国建设了一条年产 5 万 m3重组木生产
