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1、第六章第六章 木材常规木材常规枯燥工艺枯燥工艺本章主要内容本章主要内容6.1 6.1 枯燥前准备枯燥前准备6.2 6.2 枯燥基准枯燥基准6.3 6.3 枯燥过程实施枯燥过程实施6.4 6.4 木材枯燥质量检验木材枯燥质量检验6.5 6.5 枯燥后锯材保管枯燥后锯材保管6.6 6.6 木材枯燥缺陷及预防木材枯燥缺陷及预防 6.16.1枯燥前的准备枯燥前的准备 6.1.16.1.1枯燥室壳体和设备的检查枯燥室壳体和设备的检查1枯燥室壳体2通风设备3供热和调湿设备4测控设备与仪表6.1.26.1.2 锯材的堆积锯材的堆积 木材枯燥效果与枯燥室结构、设备性能及操作人员技能有关，材堆堆积方式也影响木材
2、的枯燥质量。6.1.2.16.1.2.1 材堆的规格和形式材堆的规格和形式 材堆的堆积要有利于循环气流均匀地流过材堆的各层板面，使材材堆的堆积要有利于循环气流均匀地流过材堆的各层板面，使材堆和气流能够充分地进行热湿交换。根据枯燥窑的结构和枯燥方法的堆和气流能够充分地进行热湿交换。根据枯燥窑的结构和枯燥方法的不同各异。不同各异。周期式强制循环空气枯燥窑材堆的装卸有轨车装卸和叉车装卸两周期式强制循环空气枯燥窑材堆的装卸有轨车装卸和叉车装卸两种方法，单材堆的形状大同小异。种方法，单材堆的形状大同小异。（1）用叉车装卸的单元小材堆 （2）用轨车装卸单元小材堆单单元小材堆和元小材堆和轨车轨车材堆材堆枯燥
3、室堆积法枯燥室堆积法板材之间不留空隙的密集排列；板材之间不留空隙的密集排列；板材之间留有空隙；板材之间留有空隙；在材堆中央局部留出较大的空隙，适用于弱强制循在材堆中央局部留出较大的空隙，适用于弱强制循环或自然循环。环或自然循环。材堆的外形尺寸大小是根据枯燥窑的结构和材堆的外形尺寸大小是根据枯燥窑的结构和内部尺寸确定的，是在设计木材枯燥窑时就确内部尺寸确定的，是在设计木材枯燥窑时就确定下来的技术参数。定下来的技术参数。u轨车式枯燥窑，轨车式枯燥窑，材堆宽度与材车等宽，长度与材车等长，假设材车较短时，也可两个材车联合使用，装垛较长的木材。材堆侧边与门框间距为100mm。材堆的高度也由门框决定，材堆
4、顶与门框梁的距离为100mm。u叉车式装材枯燥室叉车式装材枯燥室，材堆设计为单元小材堆，通常长2m或3m，宽1.2m或1.5m，高1.2m或1.5m。小材堆由叉车横向装入枯燥室，枯燥室内部宽度即单元小材堆长度总和，装24节；枯燥室进深方向是单元小材堆宽度总和，装34列，列之间错开200300mm，防止枯燥室进深方向上形成节之间气流通道；高度方向约装3堆，材堆顶至隔板距离为200mm左右。6.1.2.2 6.1.2.2 隔条隔条 材堆中相邻两层木材要用隔条均匀隔开，在材堆的高度上造成水平方向气流通道。在这些通道中枯燥介质和木材外表进行有利于木材逐渐变干的热湿交换。u隔条的作用隔条的作用:使材堆在
5、宽度方向上稳定。使材堆各层木材互相夹持，防止或减轻木材翘曲和变形。在上下木材之间造成水平式气流循环通道。u隔条的断面尺寸：一般取25mm30mm25mm40mm，四面刨光，厚度公差为1mm。隔条间距：按树种、材长、材厚确定。一般为0.3m0.9m，阔叶树木材及薄材应小一些，针叶树木材及厚材应大一些，厚度60mm以上的针叶树木材可以加大到1.2m，易翘曲的木材可取0.30.4m。隔条的尺寸隔条的尺寸:一般情况下，强制循环空气枯燥窑采用一般情况下，强制循环空气枯燥窑采用202025mm25mm厚的隔条，自然循环木材枯燥窑采用厚的隔条，自然循环木材枯燥窑采用252535mm35mm厚的厚的隔条。隔条
6、的横断面一般为正方形，也有采用矩形，锯制隔条。隔条的横断面一般为正方形，也有采用矩形，锯制为为25mm35mm25mm35mm，以适用于不同情况。板材的规格厚度不，以适用于不同情况。板材的规格厚度不同，所需木材外表的气流循环速度不同，其隔条的厚度也同，所需木材外表的气流循环速度不同，其隔条的厚度也不同，下表列出板材厚度与隔条厚度之间的关系。不同，下表列出板材厚度与隔条厚度之间的关系。要求隔条材的物理力学性能好，材质均匀，纹理通直，能经久使用；一般使用变形小、硬度高的干木材制作。6.1.2.3 6.1.2.3 堆积锯材时的本卷须知：堆积锯材时的本卷须知：同一枯燥室材堆木材的同一枯燥室材堆木材的树
7、种、厚度要相同树种、厚度要相同，或树种不同而，或树种不同而材质相近材质相近。厚度容许偏差为木材平均厚度。厚度容许偏差为木材平均厚度10%10%，初含水率力求，初含水率力求一致。一致。材堆中各层隔条在高度上自上而下地保持在一条垂直线上，材堆中各层隔条在高度上自上而下地保持在一条垂直线上，落在材堆底部的支撑横梁上。落在材堆底部的支撑横梁上。支持材堆的几根横梁，高度一致，在一个水平面上。支持材堆的几根横梁，高度一致，在一个水平面上。木材越薄，要求枯燥质量越高，或要求终含水率越低，配木材越薄，要求枯燥质量越高，或要求终含水率越低，配置隔条数目应越多，沿材堆长度横置隔条。置隔条数目应越多，沿材堆长度横置
8、隔条。25mm25mm厚板材，隔条间距不应超过厚板材，隔条间距不应超过0.5m0.5m；50mm50mm厚板材隔条厚板材隔条间距可按间距可按0.81.0m0.81.0m布置，布置，50mm50mm以上厚木材，隔条间距取以上厚木材，隔条间距取1.0m1.0m。材堆端部两行隔条，应与材堆端部两行隔条，应与板端齐平板端齐平，以免发生端裂。假设木，以免发生端裂。假设木材长短不一，应把短料放在中部，长料放在两侧。材长短不一，应把短料放在中部，长料放在两侧。为防止材堆上部几层木材发生翘曲，材堆装好后应在材堆顶为防止材堆上部几层木材发生翘曲，材堆装好后应在材堆顶部部加压重物或压紧装置加压重物或压紧装置，重物
9、放在有隔条的位置上，不要放在两，重物放在有隔条的位置上，不要放在两个隔条的中间。如无压顶个隔条的中间。如无压顶,最上面最上面2323层应为质量较差木材，或要层应为质量较差木材，或要求枯燥质量不高的木材。求枯燥质量不高的木材。含水率检验板放在含水率检验板放在适宜位置适宜位置，以准确测量枯燥过程木材含水，以准确测量枯燥过程木材含水率。采用电测含水率法自动控制系统应在枯燥窑中布置率。采用电测含水率法自动控制系统应在枯燥窑中布置3 3个以上含个以上含水率测量点，即选水率测量点，即选3 3块以上含水率检验板，预先将探针装好。通过块以上含水率检验板，预先将探针装好。通过检验窗放取含水率检验板手动操作，装堆
10、时应在对着检验窗的材检验窗放取含水率检验板手动操作，装堆时应在对着检验窗的材堆上，预留放置检验板的位置。堆上，预留放置检验板的位置。枯燥毛料时，假设厚度小于枯燥毛料时，假设厚度小于40mm40mm，宽度小于，宽度小于50mm50mm时，时，毛料可毛料可作为隔条作为隔条，假设毛料尺寸超过上述数据，应放置隔条，否则会影，假设毛料尺寸超过上述数据，应放置隔条，否则会影响板材的枯燥质量。响板材的枯燥质量。自然循环枯燥窑，材堆内一系列垂直气道应自上而下保持在一自然循环枯燥窑，材堆内一系列垂直气道应自上而下保持在一条线上，必要时可留中央气道。条线上，必要时可留中央气道。6.1.36.1.3枯燥前的预处理枯
11、燥前的预处理 木材枯燥前根据树种、用途和质量要求分别进行不同预处理，可缩短枯燥周期、保证枯燥质量。6.1.3.1预干处理 硬阔叶树材生材含水率一般比较高，通常在90%以上。生材直接进入枯燥室枯燥，枯燥周期长，能耗大，质量难以保证。木材预干从生材枯燥到30%20%的含水率，再进入常规蒸汽枯燥室进行二次枯燥，可缩短常规室干周期约50%，能耗可大幅度降低，枯燥质量显著改善。1气干预干 气干预干投资和运转费很低，需较大场地，周转期长，资金积压。2低温室预干 将木材堆放在具有一定温度和气流循环速度的低温预干室中进行低温枯燥处理。比气干预干质量高，预干周期较短，过程易于控制；但能耗较高，投资也比较大。低温
12、预干室实积容量有数百立方米，大型可达数千立方米。室内装有散热器和轴流式循环风机；温度不超过37.5，气流循环速度约为0.5m/s；同一室内可以装树种、规格不同的木材。6.1.3.2预刨处理 预刨处理适用于硬阔叶木材枯燥，在室干前将硬阔叶木材经过粗刨加工，使其厚度均匀，再进入枯燥室枯燥。通常用于硬木地板和实木家具面板枯燥。预刨处理特点：缩短木材枯燥周期；降低木材枯燥能耗；防止板材枯燥过程中翘曲变形；降低枯燥中板材外表开裂危险性；增加枯燥室的有效容量。6.1.3.36.1.3.3预浸泡处理预浸泡处理 是在木材室干前将木材浸泡在一定温度以及不同溶剂的水溶液中进行浸泡处理，获得防变色、防霉变和脱脂等的
13、特殊效果。1防变色的预浸泡2防霉、防蓝变的预浸泡3脱脂浸泡处理6.1.3.4预汽蒸处理 是在实施枯燥工艺过程前将木材置于密闭容器中用饱和蒸汽进行处理；或在枯燥过程预热阶段用饱和蒸汽对木材进行处理。可以改善木材某些品质，提高其使用价值；一定程度上提高木材枯燥速度。如松木脱脂、改善渗透性；使三角枫、山毛榉材色发红；杀虫除菌、防霉消毒等；对枯燥室或容器有特殊要求，如气密性和防腐性能，增加辅助设备，增加用汽量，提高成本；一些难干硬阔叶湿材如栋木等，在饱和蒸汽处理时，容易产生木材外表开裂；长时间汽蒸会使木材颜色加深；故在使用预汽蒸处理前，应对木材物理性能和枯燥特性进行测试，不宜随便使用。6.1.3.5预
14、分选处理 用于针叶树材，因针叶树材初含水率相差比较大，特别是速生人工林木材存在有不规则的湿心材，湿心局部含水率比正常生材约高出1倍。假设与正常材同室枯燥，当正常材终含水率到达要求时，湿心材含水率还远在纤维饱和点以上。初含水率相差较大，同室枯燥时会产生开裂等枯燥缺陷。针叶树材特别是速生人工林木材枯燥前应进行预分选，将高含水率湿心材与正常材区分开，使其与正常木材分室枯燥。区别湿心材最简便方法是根据其重量与声音确定。因其含水率很高，故重量比同样规格的正常材大得多。6.1.4检验板的使用 生产中通过测定检验板含水率和应力变化来操作枯燥过程。用于检验木材含水率的检验板，叫做含水率检验板。设置含水率检验板
15、的目的就是为了检测枯燥过程中木材含水率的变化，作为实施枯燥基准阶段转换和结束枯燥过程的依据。用于检验木材枯燥应力的检验板，叫做应力检验板。设置应力检验板的目的就是为了检测枯燥过程中木材应力的大小，作为枯燥过程中实施调湿处理的依据。检验板含水率检验板、应力检验板是室内被干木材代表。6.1.4.16.1.4.1检验板的选制检验板的选制 按含水率基准操作的工艺过程必须使用检验板。锯制检验板的木材应具有代表性，对材质要求如下：无腐朽，无裂纹，无虫蛀，非偏心材、无涡纹，少节疤；含水率较高的边材；材质密实，枯燥缓慢的树基部材；弦切板材板面是弦切面。检验板和试验片锯制检验板和试验片锯制锯材枯燥质量GB649
16、1-1999规定 1、510-15mm 应力试验片 2、410-12mm含水率试验片 3、61.0-1.2m检验板6.1.4.2检验板的使用 木材枯燥过程中，检验板是操作人员随时掌握枯燥过程的依据，必须保证检验板完整性。应放在易取放位置；检测含水率检验板最好放置在材堆中水分蒸发最慢部位，确保被干木材终含水率均到达要求；检测应力检验板最好放置在材堆中水分蒸发最快部位，以防止枯燥缺陷的发生。试验板放置位置试验板放置位置B-材堆宽度 h-材堆高度 检验板枯燥后，按图所示锯制最终含水率试验片、分层含水率试验片以及应力试验片。分层含水率和应力试件的制取分层含水率和应力试件的制取1枯燥过程检验 2枯燥终了
17、检验 木材宽度B200mm时，按图方法锯制应力试验片，含水率和分层含水率试验片也可以按此法进行。宽材应力试验片的锯解宽材应力试验片的锯解a含水率检验板的使用 用来观察、测定枯燥过程中木材含水率变化情况。检验板两端头去除干净后涂上耐高温不透水的涂料，防止从端头蒸发水分。处理后的检验板，用天平或普通台秤称出最初质量G初，放在材堆中预先留好位置上，与被干木材经受同样枯燥条件，枯燥过程中含水率变化情况可通过测定含水率检验板含水率变化了解。1木材初含水率确实定 使用含水率检验板时，先确定检验板初含水率。枯燥木材初含水率采用称重法进行测定，称重法按照国家标准GB/T 64911999 锯材枯燥质量中的规定
18、进行。为了正确的反映检验板的初含水率，应取两块试验片的含水率的平均值。2含水率检验板的使用 根据检验板的MC初试验片的平均含水率；G初检验板的最初质量，按下公式可以算出检验板的全干质量，用G干代表。推算检验板全干质量就可计算枯燥过程中任何时刻检验板含水率。假设MC当为测定当时的检验板含水率，那么，当时含水率可用下面公式计算：b应力检验板的使用 木材是各向异性材料，在气态介质对流传热条件下枯燥时，弦、径和纵向不能同步收缩，发生内应力难以防止。了解木材枯燥过程中内应力和沿木材厚度上含水率梯度情况，作为进行中间处理和终了处理依据，从应力检验板上锯制内应力试验片和分层含水率试验片。应力检验板在使用中，
19、理论上应放在水分蒸发最快地方。枯燥过程中应力检验板允许锯割，检查应力时，取出应力检验板，锯去端头，锯去端头长度试验板长度而变化，一般为1020cm，然后锯取内应力试验片；通常试验片锯制成应力切片和叉齿，根据切片和叉齿变形来判断木材枯燥应力的性质、大小和有无。木材枯燥内应力性质可根据刚锯制的应力切片和叉齿的变形是向内弯曲还是向外弯曲判断当时木材枯燥应力性质；应力大小是时根据应力切片和叉齿弯曲程度来判断，可以判断被干木材开裂可能性。c枯燥应力的测量 枯燥应力是木材由湿变干过程中由于内、外层枯燥和收缩不同步造成。枯燥应力发生及开展与枯燥工艺有关，枯燥应力大小直接影响到枯燥质量。因此，无论是实际生产还
20、是工艺性试验，都必须了解和掌握枯燥过程中应力变化情况。枯燥结束后质量检验，需要测知木材剩余枯燥应力。测定木材枯燥应力方法很多，包括切片法、叉齿法、贴应变片法、声发射法和电介质特性法等。下面主要介绍生产中常用的切片法和叉齿法。1 1切片法切片法 利用分层含水率试验片，比较其切开当时及烘干后试片形状变化来判断枯燥应力的方法。如果内部有应力存在，试片切开时会立即变成弓形。变形程度与应力大小、含水率梯度和外表硬化即表层发生塑性变形程度有关。试片变形程度可分析木材枯燥应力大小。为便于比较木材枯燥应力的大小，我们可把切片变形的挠度f与切片原长度L比值的百分率定义为应力指数Y。应力切片的制作见图所示。应应力
21、切片的制作与分析力切片的制作与分析1划线，2切片风干后，3测量变形挠度剩余应力是在消除试片含水率梯度后测得。即应力试片切取后，在1032枯燥箱内烘干23h，或在室温通风处气干24h，含水率分布均衡后按上述方法测量其应力指数。测得剩余枯燥应力指数。2 2叉齿法叉齿法 实际生产中应用最普遍的应力检验方法。枯燥过程中需要检验枯燥应力时，取出应力检验板，锯制应力试验片，然后按以下图所示锯制叉齿应力检验片。叉齿应力检验片锯制后，在1032的枯燥箱内烘干23h，或在室温通风处气干24h，含水率分布均衡，叉齿内、外层含水率分布均衡后，可根据叉齿变形程度测知其应力指标Y。剩余应力指标即叉齿相对变形YS 叉齿未
22、变形时两齿端外 侧的距离，也即两齿根 外侧的距离，mm；S1叉齿变形后两齿端外侧 距离，mm；L 叉齿未变形时的外侧长 度，mm。叉齿应力检验片的锯制叉齿应力检验片的锯制a板厚50mm时的叉齿尺寸,b板厚50mm时的叉齿尺寸 取剩余应力指标的算术平均值 为确定枯燥质量的合格率的剩余应力指标。假设 2，说明枯燥应力很小，可忽略不计。假设 5，应力较大，应进行调湿处理，将其消除。锯材枯燥质量国家标准GB/T 64911999对不同等级的枯燥木材规定有枯燥应力指标的允许范围。d d分层含水率的检测分层含水率的检测 是对应力测试的补充，是检测木材厚度上不同层次含水率。木材分层含水率对枯燥前或枯燥过程中
23、工艺分析和枯燥后枯燥质量检查都很有用。枯燥前分层含水率，可用锯制含水率检验板时截取的分层含水率试验片来测定。枯燥过程中，不能从含水率检验板上锯取分层含水率试验片。可从被干木材或应力检验板上截取。分层含水率试验片锯制图分层含水率试验片锯制图B 板材宽度 S 板材厚度枯燥木材厚度上含水率偏差 MCh：MCh=MCsMCb式中：MCs及 MCb心层及表层含水率，。厚度上含水率偏按其平均值 来检查，式中：n 分层含水率试片数。枯燥木材含水率偏差MCh越小，说明枯燥木材厚度上含水率分布越均匀，意味枯燥工艺和枯燥基准合理，质量也越好。如果偏差 过大，会产生很大内应力，应调整枯燥介质参数，及时进行热湿处理，
24、使木材外表有限吸湿，均衡厚度上含水率分布，确保木材枯燥质量。枯燥结束后，厚度含水率偏差越小，说明木材枯燥越均匀，加工时变形可能性越小。MCMC允许范围表超过下述范围需要热湿处理允许范围表超过下述范围需要热湿处理6.26.2枯燥基准枯燥基准 枯燥基准就是根据枯燥时间和木材含水率的变化而编制的枯燥介质温度和湿度变化的程序表。6.2.16.2.1枯燥基准简介枯燥基准简介6.2.1.16.2.1.1枯燥基准的分类枯燥基准的分类 木材枯燥基准主要按枯燥过程控制因素进行分类，应用较广枯燥基准是含水率枯燥基准和时间枯燥基准。a含水率枯燥基准 按木材含水率变化来控制枯燥过程，制定枯燥介质的状态参数。即把整个枯
25、燥过程按含水率变化幅度划分几个阶段，每一含水率阶段规定了枯燥介质的温度、相对湿度。含水率枯燥基准含水率枯燥基准40mm40mm厚柞木厚柞木u双阶段或三阶段枯燥基准：将双阶段或三阶段枯燥基准：将整个枯燥过程划分为2个或3个含水率阶段的的枯燥基准。双阶段高温枯燥基准双阶段高温枯燥基准40mm40mm厚云杉厚云杉三阶段枯燥基准三阶段枯燥基准40mm40mm厚柞木厚柞木u波动式枯燥基准：在整个含水率阶段，枯燥介质的温度作升高、降低之反复波动变化的基准。u半波动枯燥基准：燥介质的温度在枯燥的前期逐渐升高，在枯燥后期作波动变化的基准。u对硬阔叶树厚木材，枯燥较为困难，枯燥过程中易产生很大含水率梯度，为加快
26、枯燥速度，防止产生较大含水率梯度，可采用波动式枯燥基准。波动式枯燥工艺是使枯燥介质温度和湿度不断波动变化，周期性反复进行“升温降温恒温的过程，升温过程只加热木材不枯燥，木材中心温度接近介质温度时即转入降温枯燥阶段，枯燥介质温度降到一定程度再保持一段时间，以便充分利用木材内高外低温度梯度。木材中心层温度降低，使温度梯度平缓时，再次升温，周而复始确保内高外低温度梯度。枯燥前期对提高枯燥速度比较明显，后期则不甚明显。但前期须确保一定相对湿度，否则易产生开裂。后期波动则安全，在生产上，通常采用半波开工艺，即在枯燥的前期采用常规含水率枯燥基准，而后期采用波动式枯燥基准。b b时间枯燥基准时间枯燥基准 是
27、按枯燥时间控制枯燥过程，制定枯燥介质的状态参数。即把整个枯燥过程分为假设干个时间阶段，每一时间阶段规定了枯燥介质的温度、相对湿度。时间枯燥基准时间枯燥基准30mm30mm厚桦木厚桦木c连续升温枯燥基准 根据树种、规格和枯燥质量要求，规定介质初始温度、最高温度和升温速度，从基准初始温度开始，等速提升介质温度，保持枯燥介质温度和木材温度之间温层为常数，确保枯燥介质传给木材的热流量不变，使木材枯燥速度基本保持一致。要求枯燥介质以层流状态流过材堆，不改变气流方向。方法简单、操作方便，枯燥快速和节能。连续升温枯燥基准连续升温枯燥基准30mm30mm厚红松厚红松连续升温枯燥基准连续升温枯燥基准50mm50
28、mm厚红松厚红松d枯燥梯度基准 主要应用于木材枯燥过程自动控制。枯燥梯度是指木材平均含水率与枯燥介质状态对应木材平衡含水率之比。枯燥梯度大小反映木材枯燥速度快慢，对控制木材枯燥过程具有重要的意义。枯燥梯度基准制定根据木材厚度和枯燥难易程度，及不同含水率阶段木材中水分移动性质，使枯燥梯度维持在一定范围内，保证木材枯燥质量。梯度枯燥基准选用是根据木材树种选择其基准组，根据木材厚度选择枯燥强度，厚度60mm以上选用软基准，厚度在3060mm之间选用适中基准，厚度在30mm以下选用硬基准。6.2.1.2枯燥基准的评价 用效率、安全性和软硬度三个指标进行评价。u效率效率：用枯燥延续时间长短作为评价标准。
29、同一枯燥室内用两个不同的基准枯燥同一种木材，同样质量标准下，枯燥延续时间短的基准效率高。u安全性安全性：木材在枯燥过程中不发生枯燥缺陷，用枯燥过程中木材内部存在实际含水率梯度与使木材产生缺陷的临界含水率梯度的比值来表示，比值越小，安全性越好。u软硬度软硬度：在一定枯燥介质条件下，木材内水分蒸发的程度。当木材树种、规格和枯燥设备性能相同时，干湿球温度差大和气流速度快的枯燥基准为硬基准；反之为软基准。同一枯燥基准对某一树种或规格的木材是软基准，对另一规格或树种的木材可能就是硬基准。6.2.26.2.2枯燥基准的编制方法枯燥基准的编制方法 制定新枯燥基准时，需了解木材性质和枯燥特性，特别是木材的基本
30、密度、干缩系数和干缩性等性质，并以性质相近木材的枯燥基准作为参考，制定出初步枯燥基准；或者锯取小试样木材放在枯燥箱内，在一定温度条件下进行枯燥，观察木材试样枯燥状况，进行分析制定出初步的枯燥基准；还可根据特定图表来确定出初步枯燥基准。初步的枯燥基准经实验室条件下小试与基准调整，再经过实际生产条件下中试与基准调整，即可成为合理的枯燥基准。a a比较分析法比较分析法 没有枯燥基准可参考，基准制定首先从研究木材性质和枯燥特性开始，用分析和试验相结合方法在实验室进行枯燥基准试验。材性指木材基本密度、弦向和径向干缩系数；木材枯燥特性指枯燥难易程度和易产生枯燥缺陷。通过测试，参考性质和枯燥特性与其相近木材
31、枯燥基准，确定出被干木材初步枯燥基准。枯燥基准的制定步骤如下：根据测试拟干木材性质、枯燥特性，参考与其相近木材的枯燥基准，通过分析和比较制定出被干木材初步枯燥基准。在实验室条件下进行屡次小试，将各含水率阶段分层含水率结果绘成含水率梯度曲线，注明各个阶段发生枯燥缺陷性质和数量。根据小试结果统计和分析，对初步枯燥基准进行重新修订。比较几次试验结果，将缺陷最小，梯度最大曲线设为标准曲线。根据含水率标准曲线确定枯燥基准各含水率阶段介质状态参数，确定为初步应用枯燥基准，进行生产性试验。如果生产性试验成功，可认为初步应用枯燥基准是合理的，并在生产上继续考察和修改，最终确定为该树种和规格的枯燥基准。b b图
32、表法图表法 根据凯尔沃思的研究，枯燥基准可以通过图表直接查到。根据被干木材沿厚度平均含水率规由图确定表征枯燥介质状态的平衡含水率EMC和枯燥梯度DG。枯燥基准推荐表枯燥基准推荐表1适用于针叶材 2 适用于阔叶材c c百度试验法百度试验法 是把标准尺寸试件放置在枯燥箱内，在温度为100条件下进行枯燥并观察其端裂与外表开裂的情况，枯燥终了后，锯开试件观察其中央部位内裂蜂窝裂和截面变形塌陷状态。以确定木材在枯燥室枯燥时温度和相对湿度。百度试验法是根据试材的初期开裂端裂与外表开裂、内部开裂与塌陷等破坏与变形的程度而决定枯燥基准的初期温度，末了温度和干湿球温度差相对湿度。用标准试件所确定出的是被试验树种
33、厚度为25mm厚板材的枯燥基准。另外，根据试件在枯燥过程中含水率的变化和枯燥时间的关系，还可以估计被试树种木材在进行室干时所需要的时间。u百度试验法的试验方法如下百度试验法的试验方法如下:从试验试材中选择标准的弦切板，锯取规格为厚20mm宽l00mmx长200mm的刨光标准试件最少8块。同时在紧靠试件两端截取两片顺纹厚度为1012mm的初含水率试片，用烘干法测定试件的初含水率。标准试件测得初重后，横立100恒温枯燥箱内烘干。每隔1h称量试件的变化，测定其枯燥速度。并在开始的13h内，注意观察试件端头和外表开裂的情况，当开裂到达最大程度时，取出试件，测量开裂的程度，对照以下规定和下表确定初期开裂
34、的等级。长细表裂、端表裂:长度50mm，宽度2mm;短细表裂、端表裂:长度50mm，宽度2mm;宽表裂、宽端表裂:宽度2mm。6.2.3枯燥基准的选用 根据被干木材树种和规格选择适宜的枯燥基准。基准选择是否合理，影响生产量和枯燥质量。木材枯燥基准可通过查表获得。从表4-20和4-22中查找某树种和规格对应基准号，根据基准号查附录5和附录6中木材枯燥基准表，可获得该树种和规格木材枯燥基准。6.36.3枯燥过程的实施枯燥过程的实施 枯燥过程实施之初先进行操作：关闭进、排气道；启动风机，对多台风机，逐台启动；翻开疏水器旁通管阀门，缓慢翻开加热器，使加热系统缓慢升温同时排出管系内空气、积水和锈污，待旁
35、通管有大量蒸汽喷出时关闭旁通管阀门，翻开疏水器阀门，使疏水器正常工作。枯燥工艺实施过程中，枯燥室内干球温度升到4050时，须保温0.5h，使室内壁和木材外表预热，再逐渐开大加热器阀门，并适当喷蒸，使干、湿球温度同时上升到预热处理要求的介质状态。处理结束后进入枯燥阶段，按工艺要求进行操作。6.3.16.3.1预热阶段预热阶段 装置启动，通过喷蒸，或与加热结合，对木材进行预热处理。预热处理目的：让木材热透，使含水率梯度和温度梯度方向保持一致，消除生长应力；对半干材和气干材消除外表应力；对生材和湿材，可使含水率偏高木材蒸发一局部水分，趋于一致。也可以降低纤维饱和点和水分粘度，使木材外表毛细管扩张，提
36、高木材外表水分移动速度。预热处理过程中，木材外表水分一般不蒸发，允许少量吸湿。预热阶段枯燥介质状态预热阶段枯燥介质状态预热温度：略高于枯燥基准开始阶段温度。硬阔叶材高5，软阔叶材及厚度60mm以上针叶材高8，厚度60mm以下针叶材高15。预热湿度：生材干湿球温度差0.51；气干材温度差使室内木材平衡含水率略大于气干时木材平衡含水率。预热时间：木材中心温度不低于规定介质温度3为准。针叶材及软阔叶材夏季1h/cm，冬季木材初始温度低于-5时，增加20%30%。硬阔叶材及落叶松按上述时间增加20%30%。预热结束后，将介质温、湿度降到基准相应阶段规定值，即进入枯燥阶段。6.3.26.3.2枯燥阶段枯
37、燥阶段6.3.2.1枯燥阶段的实施 木材经预热处理后，处于枯燥最正确状态，按枯燥基准进行操作，进入枯燥阶段。枯燥过程中，枯燥介质参数调节严格按照枯燥基准进行。温度转换时，不许急剧升高温度和降低湿度。按含水率枯燥基准控制的枯燥过程，枯燥介质温度是逐渐升高和逐渐降低湿度。升温和降湿速度，根据被干木材树种和厚度确定。升温速度：软杂木 3.5cm以下2/h，3.5cm以上1/h；硬杂木 3.5cm以下1.5/h，3.5cm以上1/h。降湿速度：软杂木 3.5cm以下每小时下降3，3.5cm以上每小时下降2；硬杂木 3.5cm以下每小时下降2，3.5cm以上每小时下降2。调节误差：温度不超过2；湿度不超
38、过5。6.3.2.2枯燥阶段的热湿处理a中间热湿处理 木材枯燥过程中外表水分蒸发速度比内部水分移动速度大1001000倍左右，外表含水率先降至纤维饱和点并发生干缩，而内部含水率还远高于纤维饱和点；枯燥基准越硬，这种现象越突出，发生开裂可能性越大。对表层残留伸张应力显著的木材应进行中间热湿处理，防止后期发生内裂或断面凹陷。中间热湿处理是通过高温高湿处理，促其表层吸湿，调整表层和内层水分分布，削弱含水率梯度，使已存在的应力趋于缓和。经处理后再转入枯燥时，在一定时间内，枯燥速率明显加快而不会引起木材的损伤。中间热湿处理枯燥介质状态中间热湿处理枯燥介质状态温度：和木材当时含水率阶段对应。干球温度比当时
39、枯燥阶段温度高810，湿球温度最高不超过100。湿度：按室内木材平衡含水率比该阶段基准规定值高5%6%，或近似控制干、湿球温度差为23。处理时间：近似地凭经验估计：针叶材和软阔叶材厚板，及厚度不超过50mm厚的硬阔叶材，处理时间为每1h/cm左右；厚度超过60mm的硬阔叶材和落叶松约为1.52h/cm。中间热湿处理次数中间热湿处理次数 中间热湿处理以防止表裂和改善枯燥条件为主，只需在含水率减少1/31/2时处理1次即可。针叶材和软阔叶材中、薄板及中等硬度阔叶材薄板可不处理。中等硬度阔叶材中、厚板材，处理12次；处理2次时，分别在含水率降低1/3和降至25%附近进行。硬阔叶材中、厚板，处理3次或
40、3次以上，考虑在含水率45%、35%、25%、15%附近进行。具体通过应力检验，在外表张应力达最大值时，或当外表硬化较严重时剩余应力较大进行处理。中期处理前后应力试验片齿形的变化中期处理前后应力试验片齿形的变化中间热湿处理效果判断中间热湿处理效果判断 根据应力试验片齿形变化状况判断，如下图。未处理前：木材中存在较大应力如图中1；处理后：应力消除如图中2或减少如图中,3；处理过度：出现图中4的情况，应力向相反方向开展，造成反响力，材质固化，难以矫正。处理时间不够：应力只有一局部消除，齿形弯曲程度缓和一些，仍应延长处理时间，直到应力完全消除。b b平衡热湿处理平衡热湿处理 平衡处理目的是为了提高整
41、个材堆的枯燥均匀度和沿厚度上含水率分布的均匀度。平衡处理时枯燥介质状态温度：比基准最后阶段高58；但干球温度最高不超过100。硬阔叶树木材中、厚板对枯燥质量要求较高，温度不超过基准最后阶段的温度。湿度：按室内介质对应的木材平衡含水率等于允许的终含水率最低值确定。介质平衡含水率比木材终含水率可以低2。时间：参照木材终了处理时间，按每1cm厚度维持26h估计，在室干结束后进行检验，以便总结和修正。对于针叶材和软阔叶材薄板，或次要用途的木材枯燥，可不进行平衡处理。6.3.36.3.3终了热湿阶段终了热湿阶段6.3.3.16.3.3.1终了热湿处理终了热湿处理 材枯燥到终含水率时，要进行终了热湿处理。
42、目的：消除木材横断面上含水率分布的不均匀，消除剩余应力。要求枯燥质量为一、二和三级的木材，必须进行终了处理。处理时枯燥介质的状态处理时枯燥介质的状态温度：比枯燥基准最后阶段高58，或保持平衡处理时温度；湿度：按室内木材平衡含水率高于终含水率规定值的5%6%确定。高温下相对湿度达不到要求时，可适当降低温度。时间：按树种和厚度近似估计，针叶材和软阔叶材厚度小于60mm时1h/cm，厚度大于60mm时1.5h/cm。中等硬度阔叶材和落叶松薄板1h/1cm，中、厚板1.5h/cm，木材越厚处理时间越长。硬阔叶材h/cm；处理时间随材质硬度和木材的厚度增加而增加。终了处理时间终了处理时间h h注：1 表
43、列值为一、二级枯燥质量木材的处理时间，三级枯燥质量木材的处理时间为表 列值的1/2。2 有*号者表示需要进行中间处理，处理时间为表列值的1/3。终了热湿处理后，在枯燥基准最后阶段介质状态下继续枯燥，并在和终含水率相平衡的空气状态中使据材保持假设干小时，进行调节处理，使没有干好的木材变干，过干的木材被润湿，使终含水率沿木材断面分布分布均匀均匀。6.3.3.26.3.3.2枯燥结束枯燥结束 枯燥过程结束后，关闭加热器和喷蒸管阀门。为加速木材冷却卸出，风机继续运转，进、排气口呈微启状态。室内温度降至不高于大气温度30时方可出室。寒冷地区可在室内温度低于30时出室。干木材存放期间，要求含水率不发生大幅
44、度波动。要求存放干木材库房气候条件稳定，力求和干木材终含水率相平衡，不使木材在存放期间含水率发生大的变化。这样，就要求有空气调节设备，或安装简易的通风采暖装置，库房在寒冷季节维持不低于5的温度；相对湿度维持在3560%范围内。对于贮存时间较长的木材，应按树种、规格分别堆成互相衔接的密实材堆，可以减轻木料变化程度。6.3.46.3.4木材枯燥操作过程及本卷须知木材枯燥操作过程及本卷须知6.3.4.16.3.4.1枯燥室内温、湿度的调节枯燥室内温、湿度的调节 木材枯燥过程中，枯燥室内温度和相对湿度要符合枯燥基准表规定要求，是实际操作中最主要、最经常的最主要、最经常的工作工作。温度和相对湿度调节依靠
45、操作人员经常观察和测定枯燥室内温、湿度变化情况，进行合理调节与控制。通常情况下，温度调节误差不超过2；相对湿度调节误差不超过5。枯燥介质状态调节顺序表枯燥介质状态调节顺序表注：表中文字上角标表示操作顺序6.3.4.26.3.4.2枯燥室操作本卷须知枯燥室操作本卷须知要求供汽压力不超过0.4MPa，尽量使供汽压力稳定。干球温度由加热阀门调节，相对湿度或干湿球温度差由进、排气道和喷蒸管调节。为使介质状态控制稳定，减少热量损失，应注意加热、喷蒸、进排气三种执行器互锁。枯燥阶段，加热不喷蒸，喷蒸不加热，喷蒸时进排气道关闭，进排气道翻开时不喷蒸。尽量减少喷蒸，充分利用木材中蒸发的水分提高室内相对湿度。温
46、差大于基准设定值l时，应关闭进排气道，大于2时进行喷蒸，大于3，除上述措施外还应停止加热同时翻开疏水器旁通阀，排净加热器内余汽，用紧急降温方法来提高相对湿度。干、湿球温度难以到达基准要求数值，先控制干球温度不超过基准要求误差范围，再调节温差在要求范围内。风机运行如发现声音异常或有撞击声，立即停机检查，排除故障后再工作。遇停电或因故停机，立即停止加热或喷蒸，关闭进排气道，防止木材损伤降等。注意改变风向，先停3min以上，风机停稳后再逐台反向启动。风机改变风向后，温、湿度采样应改变，始终以材堆进风侧温、湿度为执行枯燥基准依据。供汽压力正常的情况下，操作也正常，升温、控温不正常时，可能是疏水器工作不
47、正常所致，需修理或更换。遇停电或因故停机，应立即停止加热和喷蒸，并关闭进排气道。采用干湿球温度计的枯燥室，要每次更换纱布，并保持一定的水位。6.3.56.3.5木材枯燥工艺举例木材枯燥工艺举例a a举例举例1 1 水曲柳木材，厚度40mm，初含水率65%，终含水率812，枯燥质量二级；制定其枯燥工艺。1 1确定水曲柳木材的枯燥特性确定水曲柳木材的枯燥特性 查附录2得：基本密度0.509g/cm3；弦向干缩系数0.184；径向干缩系数0.338。属于难干木材，易产生翘曲及内裂。2 2确定水曲柳木材的枯燥基准确定水曲柳木材的枯燥基准 查表4-22，选定基准号131*；查附录6，选定40mm厚水曲柳
48、木材枯燥基准见表4-25所示。水曲柳木材枯燥基准水曲柳木材枯燥基准40mm40mm厚厚3 3预热处理介质状态预热处理介质状态 根据木材预热处理工艺规程中规定，预热处理介质状态为：预热温度：65570取高于基准第一阶段温度5；相对湿度：98取t0.5确定介质湿度，用t70，t0.5查枯燥介质湿度表；预热时间：6h按厚度1cm处理1h增加30来计算：44305.2h，取为6h。预热处理结束后，将介质温湿度降到基准第一阶段规定的值，进入枯燥阶段。4 4枯燥阶段枯燥阶段 严格按照枯燥基准进行操作；以1/h速度升温。中间处理：40mm厚水曲柳属于中等硬度阔叶树中、厚木材，根据中间处理工艺规程，确定中间处
49、理2次。第一次处理在含水率降低1/3时进行，含水率在40652/343，取40时进行处理；第二次处理在含水率25%进行。第一次中间处理介质状态：温度：67875取高于基准该含水率阶段温度8；相对湿度：94取高于该含水率阶段EMC6确定介质湿度；按t75，EMC13.6619.6查图2-4；时间：5h查表4-23，取15h的1/3第二次中间处理介质状态：温度：75883取高于基准该含水率阶段温度8；相对湿度：90取高于该含水率阶段EMC6确定介质湿度；按t83，EMC10.3616.3查图2-4；时间：5h查表4-23，取15h的1/3。平衡处理：当检测的最干木材含水率降至8时，开始进行平衡处理
50、。平衡处理介质状态：温度：90595取高于基准该含水率阶段温度5；相对湿度：70取EMC8确定介质湿度；按t95，EMC8查图2-4；时间：10h查表4-23。5终了热湿处理 检测的木材平均含水率到达10%时，开始进行终了处理。终了处理介质状态：终了处理介质状态：温度：90595高于基准该含水率阶段温度5；相对湿度：90取介质EMC高于终含水率5确定介 质湿度；按t95，EMC15查图2-4；时间：10h查表4-23。终了处理结束后，结束枯燥木材枯燥过程。枯燥室内温度降到不高于大气温度30时木材方可运出枯燥室。b b 举例举例2 2 略略6.46.4木材枯燥缺陷及预防木材枯燥缺陷及预防6.4.