EP3976331B1 - Verfahren und vorrichtung zur vorwärmung einer pressgutmatte - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur vorwärmung einer pressgutmatte Download PDF

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EP3976331B1
EP3976331B1 EP20725482.2A EP20725482A EP3976331B1 EP 3976331 B1 EP3976331 B1 EP 3976331B1 EP 20725482 A EP20725482 A EP 20725482A EP 3976331 B1 EP3976331 B1 EP 3976331B1
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EP
European Patent Office
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steam
mat
material mat
press material
air mixture
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Benedikt Reehuis
Klaus-Peter Schletz
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Siempelkamp Maschinen und Anlagenbau GmbH and Co KG
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Siempelkamp Maschinen und Anlagenbau GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
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    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/08—Moulding or pressing
    • B27N3/24—Moulding or pressing characterised by using continuously acting presses having endless belts or chains moved within the compression zone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
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    • B27N3/04—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres from fibres

Definitions

  • the invention further relates to a double belt preheating device for heating a pressed material mat and a system for producing wood-based panels.
  • the pressed material mat to be heated (which is also simply referred to as a “mat”) is preferably a pressed material mat for the production of wood-based panels. In principle, the heating of other pressed material mats or material webs is also recorded.
  • a pressed material mat for the production of wood-based panels usually consists of chips or fibers, in particular wood chips or wood fibers, preferably glued wood chips or wood fibers, which, for. B. be scattered on a spreading belt conveyor or the like to form a pressed material mat. This creates a continuous pressed material mat and consequently a pressed material mat strand, which passes through a double belt preheating device for heating and is then placed in a press, e.g. B. in a continuously working one Double belt press, which is pressed into a plate or a plate strand using pressure and heat.
  • a particularly important property of a wood-based panel is the sealing profile across the panel thickness, which can be influenced in the desired direction during panel production in the press by adjusting the heating plate temperatures, the pressing pressures and the setting of the press gap.
  • the relevant settings of the hot press e.g. B. a continuously operating double belt press are referred to as a pressing program.
  • the pressing program of the continuous press can be adjusted so that higher densities are achieved in the area of the cover layers.
  • the pressing program of the continuous press can be adjusted so that a higher density is achieved in the center of the plate.
  • the aim is to achieve the desired and previously defined panel properties or to keep them above the limit while at the same time reducing production costs, especially by saving wood and glue.
  • production costs can be reduced by simultaneously maximizing production capacity.
  • various production parameters such as the amount of glue, the mat moisture and the pressing program (to optimize the shape of the density profile) are optimized.
  • the pressed material mat is also preheated in a preheating device before the actual pressing process.
  • preheating devices are used in production, e.g. B. in MDF production, preheating devices are used in which the pressed material mat z. B. is acted upon with a heated fluid (steam or a steam-air mixture) and is thereby heated.
  • a heated fluid steam or a steam-air mixture
  • moist air the heating of the mat with a steam-air mixture with a defined dew point
  • the application of steam saturated steam or superheated steam without air content
  • the mat preheating with the help of a steam-air mixture is usually carried out in a double belt preheating device in which the pressed material mat is flowed through with a steam-air mixture with a set dew point.
  • the moist air is supplied to the mat on the top or bottom and sucked out on the opposite side, whereby the essential part of the steam contained in the mixture condenses in the mat and the mat is heated to the dew point set in the moist air (equal to the preheating temperature). becomes.
  • the preheating temperature is usually not more than 75°C in order to avoid pre-hardening of the glue before the final board thickness is reached in the press. Overall, such steam-air preheating can increase production capacity through the heat input in front of the press.
  • the alternatively known preheating with steam usually leads to heating only of the cover layers of the pressed material mat or to heating limited portions of the mat on the top and bottom.
  • a temperature of approx. 100°C is usually reached on the mat surface, depending on the amount of steam supplied
  • the amount of steam drops in a more or less wide transition range to the (initial) temperature of the mat on the forming line and consequently before it enters the preheating device.
  • Such a preheating process using steam injection (on both sides) also leads to an overall increase in production capacity due to the amount of heat introduced into the mat, although this is usually lower than with uniform preheating with moist air (steam-air mixture).
  • a method for preheating grit to a predeterminable preheating temperature in the course of producing wood-based panels by hot pressing a grit mat in a continuous press or a cycle press is, for example. B. from the DE 44 23 632 A1 known.
  • the preheating is carried out with an air-conditioned fluid made of air and water vapor, which flows through the grit.
  • the fluid has a temperature that is higher than the dew point by the dew point difference and the quantity flow of the fluid on the one hand, the dew point on the other hand and also the dew point difference are selected so that the predetermined preheating temperature of the heated grit is established. Condensation of the water vapor in the grit is accepted and, if necessary, the moisture of the heated grit is adjusted using additional process measures.
  • the DE 197 01 596 C2 describes a method and a system for preheating pressed material mats made of glued grit, wherein the pressed material mat is subjected to a flow treatment in a preheating system, in which it is surrounded by an air-conditioned fluid made of air and water vapor at a temperature of below 100 ° C with a set dew point and a flow through the set dew point difference.
  • the pressed material mats are treated in the direction of the mat thickness from above and below at the same time with the same air-conditioned fluid and in the same way specific mass flows flow through, with condensation fronts forming in the pressed material mats, which migrate towards one another in the pressed material from the surface of the pressed material mat and from the lower surface of the pressed material mat.
  • the treatment of a grit mat with a steam-air mixture is also known in connection with the production of biodegradable insulation boards (cf. DE 196 35 410 A1 ).
  • the mat or fleece is first compressed to the desired panel thickness and then a steam-air mixture is introduced into the compacted fleece in a heating zone over a period of 10 to 20 seconds, avoiding pre-hardening of the binder.
  • a stream of hot air is passed through the compressed fleece in a further treatment step.
  • the system known so far is therefore not used to preheat a mat for subsequent pressing in a separate press, but in the double belt press both the preheating takes place using a steam-air mixture and the mat is hardened and dried using hot air.
  • Methods and devices for preheating pressed material mats in the course of the production of wood-based panels are also from the EP 2 213 432 A1 and the EP 2 588 286 B1 known.
  • EP3181664A1 discloses the preambles of claims 1 and 9.
  • the invention is based on the object of creating a method for preheating a pressed material mat with which the production capacity can be increased while at the same time optimizing plate properties.
  • a corresponding preheating device and a system for the production of wood-based panels are to be created.
  • the invention teaches in a generic method for preheating a pressed material mat that the pressed material mat in the double belt preheating device is initially heated in a first stage with a first heating unit with a steam-air mixture with a set dew point (ie with a set dew point temperature) and As a rule, a (set) temperature of less than 100 ° C is applied, which flows through the mat from one side or surface to the opposite side or surface and is thereby heated to a first temperature T1 over the entire mat thickness and that the pressed material mat in the double belt preheating device is then exposed to (pure) steam or a steam-air mixture on both sides in a second stage with a second heating unit and as a result only the cover layers near the surface are heated to a second temperature T2, which is higher than the first temperature is T1.
  • Steam means in particular water vapor.
  • a steam-air mixture flows through the mat and in the second stage, steam is applied to both sides.
  • preheating can take place with a (first) steam-air mixture with a set dew point and with a (set) temperature of less than 100 ° C, and in the second stage there is also an exposure to a (second) Steam-air mixture, which, however, has a higher dew point and / or a higher temperature than the first steam-air mixture of the first stage, so that the surface layers near the surface are heated in this second stage.
  • the invention is based on the knowledge that preheating with a steam-air mixture (moist air) on the one hand and preheating with steam (saturated steam or superheated steam) have different effects and lead to different effects in the production process, so that the production process is carried out by a combined , two-stage approach can be optimized overall.
  • a steam-air mixture moist air
  • steam saturated steam or superheated steam
  • preheating the entire mat using moist air leads to a more or less pronounced "flattening" of the density profile, since a preheated mat can be compacted with less pressure because both the mat moisture and the mat temperature are increased during preheating.
  • the minimum density or the middle layer density increases with a completely preheated mat, which basically has a positive effect on the transverse tension.
  • the disadvantage is that the top layer density decreases to a greater or lesser extent, with corresponding negative effects on e.g. B. the bending stiffness.
  • preheating with steam causes the outer layers to become warmer and moister and therefore softer, which means that very distinctive high-density outer layers can be created, while the cold and "hard” mat middle leads to rather low mat densities in the middle of the panel.
  • production capacity can only be increased slightly due to the low heat input in the middle of the mat.
  • higher amounts of steam are injected into the mat cover layers in order to increase production capacity, there is a risk that an ever larger proportion of the mat's basis weight will be "consumed” in the cover layers and there will no longer be enough material available in the middle of the panel to achieve the mat density required for the transverse pull.
  • the two-stage preheating using a steam-air mixture in a first stage and using steam (or alternatively a steam-air mixture with a higher dew point) in the second stage increases both the production capacity and high material savings and an optimal Density profile (related to the important board properties such as transverse tensile strength and bending strength) is achieved simultaneously in a common preheating process and in a single preheating device.
  • the previously "opposing goals”, namely high production capacity, high material savings and optimal density profile, will be achieved together in a combined process.
  • the preheating in the first stage takes place with a steam-air mixture and consequently with moist air with a set dew point and a set temperature that is above the dew point by the so-called dew point difference.
  • the dew point (which is also referred to as the dew point temperature) refers to the temperature at which the air in the steam-air mixture is just saturated with the amount of steam (especially water vapor) present. Below the dew point, condensation of the water vapor occurs as a result of supersaturation, so that the water vapor precipitates like a dew. At the dew point, the relative humidity is 100% and the air is (just) saturated with water vapor.
  • the dew point or the dew point temperature (and, if applicable, the temperature or dew point difference) of the steam-air mixture can be specifically adjusted using known means and measures. This can be done e.g. B. Air is heated to a desired temperature (e.g. with the help of a heat exchanger) and then mixed with (fresh) steam (e.g. water vapor) in the desired ratio using a mixing device. A steam-air mixture with a dew point of 50°C to 85°C, preferably 60°C to 75°C, e.g. B. about 70 ° C used.
  • the steam condenses in the mat and the mat is preferably heated to the set dew point, ie the preheating temperature T1 of the mat the first stage preferably corresponds to the dew point temperature of the steam-air mixture used, so that the pressed material mat in the first stage is preferably heated to a temperature T1 of 50 ° C to 85 ° C, preferably 60 ° C to 75 ° C.
  • the steam-air mixture flows through the pressed material mat from one surface to the opposite surface, preferably being supplied to one surface (e.g. the top) and to the opposite side (e.g. the bottom). is sucked off.
  • the first stage for the steam-air preheating consists of at least two zones arranged one behind the other, in which the steam-air mixture with the set dew point flows through the mat in alternating, opposite directions. So can e.g. B.
  • the steam-air mixture in the first stage the steam-air mixture is pressed into the mat from above and sucked out of the mat from below and in the second zone it is pressed into the mat from below and sucked out of the mat from above, preferably the same Mixture with the same parameters, in particular identical dew point, is used. In this way, a particularly homogeneous heat input and thus even preheating of the mat across its entire thickness can be achieved.
  • the cover layers near the surface are heated strongly, preferably to a temperature T2 of more than 85 ° C, preferably more than 95 ° C, e.g. B. about 100°C or more.
  • (pure) steam e.g. water vapor
  • the mat which was preheated to the temperature T1 over the entire thickness in the first stage for the purpose of increasing capacity, is consequently further warmed to the temperature T2 in the area of the cover layers in the second step, preferably using steam, so that with the help of the mats with warmer ones and softer cover layers, a particularly high cover layer density can be achieved with the described advantages of the board properties.
  • a steam-air mixture flows completely through the mat in the first stage, the mat in the second stage is preferably exposed to steam from both sides at the same time without opposing suction.
  • a steam-air mixture can also be used instead of steam in the second stage, which is used to heat the cover layer.
  • a steam-air mixture and consequently moist air with a higher dew point and optionally higher temperature is used in the second stage, i.e. H.
  • the steam-air mixture in the second stage has a higher dew point and/or a higher temperature or dew point difference than the steam-air mixture in the first stage, which is responsible for the uniform heating of the mat.
  • the steam-air mixture can be pressed into the mat from both sides at the same time - just as with pure steam application.
  • the steam-air mixture flows through the mat in one direction in the second stage (as in the first stage) and is consequently pressed into the mat from one side and sucked out on the other side.
  • the second stage it is advisable to press the steam-air mixture (with a higher dew point) into the mat and/or suck it through the mat in two zones arranged one behind the other in alternating, opposite directions.
  • the invention further relates to a double belt preheating device for heating a pressed material mat, in particular with or according to a method of the type described.
  • This double belt preheating device has an upper, endlessly rotating, gas-permeable conveyor belt and a lower, endlessly rotating, gas-permeable conveyor belt, between which a treatment gap is formed, through which the mat can be passed along the transport direction (by means of the driven conveyor belts).
  • the double belt preheating device has a heating unit, namely a first heating unit, which is designed as a steam-air supply device and with which the pressed material mat (in a first treatment stage) with a steam-air mixture with an adjustable dew point (and adjustable temperature ) can be acted upon, whereby this steam-air mixture (moist air) flows through the mat from one surface to the opposite surface and thereby heats the mat over the entire mat thickness, preferably to the set dew point of the steam-air mixture.
  • the double belt preheating device additionally has a second heating unit, which is arranged downstream of the first heating unit and consequently of the steam-air supply device in the transport direction and which serves to treat the pressed material mat in a second treatment stage.
  • the second heating device is preferably designed as a steam supply device with which the mat can be supplied with (pure) steam (preferably water vapor) for heating only the cover layers near the surface.
  • the second heating device can be designed as a steam-air supply device, with which the mat is used to heat only the surface layers near the surface with a (second) steam-air mixture can be acted upon, which has a higher dew point and / or a higher temperature than the (first) steam-air mixture of the first heating unit.
  • the first heating unit which is designed as a steam-air supply device, preferably has at least one supply-suction pair with a supply, e.g. B. a feed box on one side of the mat and a suction, e.g. B. a suction box, on the opposite side of the mat.
  • the supply and/or the removal can be appropriate boxes, registers and/or plates, e.g. B. have perforated plates, grid plates or the like.
  • several such devices are arranged distributed over the width of the mat, so that the loading and/or suction profile is variable over the width of the mat.
  • the first heating unit particularly preferably has not only a single supply-suction pair for a flow through the mat in one direction, but rather several supply-suction pairs arranged one behind the other are provided, which are preferably designed for opposite flow directions, so that the mat is flowed through in opposite directions one after the other in at least two zones arranged one behind the other.
  • a first feed e.g. B. a first feed box and on the opposite underside a first suction, e.g. B. a first suction box can be arranged.
  • a second feed e.g. B. a second feed box and on the top a second suction, e.g. B. a second suction box may be provided.
  • the reverse arrangement is also possible.
  • the second heating unit is preferably designed as a (pure) steam supply device and has at least one supply pair with a supply on both sides of the mat, e.g. B. a feed box. This means that you can use the feeds from both sides, e.g. B. Feed boxes, simultaneously press steam (or alternatively a steam-air mixture) into the mat from both sides in order to heat the cover layers.
  • the second heating unit (e.g. as a steam-air supply unit) can have several supply-suction pairs arranged one behind the other, which are designed for opposite flow directions, so that the construction of the second heating unit is essentially the construction of the first heating unit can correspond, but the second heating unit is designed for exposure to a steam-air mixture with a higher dew point.
  • the conveyor belts of the preheating device are preferably designed as sieve belts.
  • the double belt preheating device can be equipped with a compacting device for compacting the mat, this compacting device preferably being arranged downstream of the second heating unit. Consequently, preheating takes place first with the help of the first heating unit and the second heating unit and then optionally compression with the compacting device.
  • a compacting device can e.g. B. have an upper and a lower compacting roller, the upper and / or the lower compacting roller having at least one power means, e.g. B. a press cylinder, can be acted upon or can be acted upon.
  • the press cylinders can be e.g. B. are hydraulic cylinders.
  • the preheating is followed by post-compression to ventilate the pressed material mat, with the aim of displacing air on the mat so that the subsequent pressing process in the downstream press is optimized and the risk of blowouts is reduced. In this way, an increased feed rate of the system and thus even greater cost-effectiveness are achieved.
  • the focus is on the double belt preheating device described and its operation for preheating the pressed material mat.
  • the invention also relates to a system for producing wood-based panels, with at least one spreading device for producing a pressed material mat and with a double belt preheating device of the type described and with a press for pressing the preheated pressed material mat.
  • This press which is preferably designed as a continuously operating double belt press, is therefore preferably arranged behind the double belt preheating device according to the invention.
  • the double belt preheating device is therefore not used to produce a finished product, but only to preheat a pressed material mat within the manufacturing process, i.e. H.
  • the preheated pressed material mat is then pressed into the finished product in a separate press using pressure and heat.
  • the press downstream of the preheating device is preferably designed as a double belt press.
  • These press belts are e.g. B. supported on the heating plates or press plates with the interposition of rolling element units (e.g. rolling rods).
  • One of the heating plates or both heating plates are subjected to press cylinders which are attached to the Press frame (e.g. on the press frame) are supported.
  • the preheating device according to the invention can then be integrated into a conventional manufacturing process and combined with known double belt presses.
  • the preheating device is particularly preferred in the production of fiberboard, e.g. B. MDF board (Medium Densified Fiber) is used, i.e. H. A pressed material mat made of wood fibers is preheated. Alternatively, it can also be used on chipboards and OSB boards and consequently the preheating of chipboards and OSB mats.
  • fiberboard e.g. B. MDF board (Medium Densified Fiber) is used, i.e. H.
  • H. High Densified Fiber
  • Fig. 1 A simplified system for producing wood-based panels in continuous flow is shown.
  • the grit to be pressed e.g. wood fibers
  • the grit mat produced in this way is pretreated in a double belt preheating device 3 and then in a continuously operating press 4 using pressure and heat to form a plate or a plate-shaped strand, e.g. B. a fiberboard (preferably MDF board) pressed.
  • the press 4 is preferably designed as a double belt press, which has an upper heating plate and a lower heating plate and endlessly rotating press belts (e.g.
  • the pressed material mat 1 is preheated according to the invention using the in Fig. 1 only indicated preheating device 3, which is otherwise in Fig. 2 is shown in more detail.
  • This has an upper, endlessly rotating, gas-permeable conveyor belt 5a, e.g. B. a sieve belt 5a, and a lower, endlessly rotating, gas-permeable conveyor belt 5b, z. B. a sieve belt 5b.
  • the conveyor belts or screen belts 5a, 5b are each guided around several rollers or rollers 6, of which at least for the upper part and the lower part one roller is designed as a drive roller.
  • a treatment gap is formed between the conveyor belts 5a, 5b, through which the mat 2 is guided along the transport direction X from an inlet E to an outlet A.
  • the area of the conveyor belt 5a, 5b which extends from the inlet E to the outlet A and in which the pressed material mat 2 is guided is referred to as the feed V and the adjoining area of the belts starting at the outlet A to the inlet E forms the Return R, which then merges into flow V at inlet E.
  • the double belt preheating device 3 has a first heating unit 7 immediately behind the inlet E, which is designed as a steam-air supply device and with which the pressed material mat can be acted upon with a steam-air mixture with an adjustable dew point, which the mat from a surface flows through to the opposite surface and is thereby heated over the entire thickness of the mat.
  • the first heating unit 7 has several feed-suction pairs 8 arranged one behind the other, each of which has a feed 8a and a suction 8b arranged on the opposite side of the mat, which can be designed as a feed box 8a and a suction box 8b. Details are not shown.
  • the first feed-suction pair 8 has an upper feed 8a and a lower suction 8b, while the second feed-suction pair 8 has a lower feed 8a and an upper suction 8b.
  • two zones 8 arranged one behind the other are therefore realized, in which a steam-air mixture is pressed through the mat 2 in opposite directions and sucked through the mat.
  • the pressed material mat 2 is therefore in a first stage formed by the first heating unit 7 with a steam-air mixture with a set dew point (and set temperature). which flows through the mat from one surface to the opposite surface and thereby heats it over the entire mat thickness to a first temperature T1, which (approximately) corresponds to the (preset) dew point temperature of the steam-air mixture.
  • the preheating device 3 has a second heating unit 9, which is arranged behind the first heating unit 7 in the transport direction X.
  • this is designed as a steam supply device with which the mat 2 can be supplied with (pure) steam to heat only the cover layers near the surface.
  • the steam feed device 9 has a feed pair with a feed 9a for the steam on both sides of the mat, these feeds 9a z. B. can be designed as feed boxes.
  • steam e.g. water vapor
  • the steam e.g. B. can have a temperature of 100 ° C or more.
  • this second heating unit 9 steam is pressed into the mat 2 on both sides and as a result only the covering layers near the surface are heated to a second temperature T2, which is higher than the first temperature T1 to which the mat is heated in the first heating unit 7.
  • the preheating device shown is followed by a two-stage preheating of the pressed material mat, namely in the first stage with the help of a steam-air mixture, with which the pressed material mat 2 is heated to a first temperature T1 evenly over the entire mat thickness.
  • first temperature T1 evenly over the entire mat thickness.
  • second stage only the surface layers near the surface are further heated to the second temperature T2.
  • the heating in the first stage results in a high heat input, which leads to increased production capacity.
  • the increase in temperature in the In the course of the subsequent pressing process, surface layers close to the surface lead to panels with improved properties, especially with regard to flexural strength and transverse tensile strength.
  • the advantages achieved according to the invention are explained in detail using the graphic representations in the Fig. 3a , 3b to 6a , 6b explained in more detail.
  • the Fig. 3a , 4a , 5a and 6a each show a temperature profile over the thickness of the plate, ie the temperature of the mat entering the press and the temperature of the plate after the press are plotted as a percentage of the plate thickness, depending on the location within the plate.
  • a plate thickness of e.g. B. 16 mm means 0% 0 mm and 100% 16 mm
  • ie the value 0% affects one plate surface
  • the value 100% refers to the opposite plate surface and the values in between affect the inside of the plate.
  • the thickness of the mat is of course significantly reduced in the pressing process in the continuous press, e.g. B. to a plate thickness of 16 mm.
  • the Figures 3b , 4b , 5b and 6b show density profiles, on the one hand for the pressed material mat before it enters the press (e.g. DP 0 in Fig. 3b ) and on the other hand for the finished pressed plate behind the press, ie the density of the plate is plotted depending on the plate thickness or the location within the plate in relation to the plate thickness.
  • the Figures 3a and 3b first show the conditions in the production of a fiberboard (e.g. MDF board) without any preheating before the press.
  • the mat density ⁇ M is as follows Fig. 3b e.g. B. 120 kg/m 3 , homogeneously over the entire thickness of the pressed material mat (density profile DPa).
  • Fig. 3b This occurs in the course of pressing Fig. 3b also shown density profile DP p , whereby the plate has an average density ⁇ P of z. B. 550 kg/m 3 .
  • Fig. 3b It can be seen that the plate has a relatively low density in the middle of the plate and a relatively high density in the outer cover layers.
  • the Figures 4a, 4b show the influence of heating the entire pressed material mat with a basically known preheating using a steam-air mixture (here abbreviated as DL in the indices), which z. B. has a dew point of 70 ° C, so that the mat is preheated over the entire width to a temperature T 1 of (approximately) 70 ° C.
  • a steam-air mixture here abbreviated as DL in the indices
  • DL steam-air mixture
  • the pressing program is adapted to this preheating, so that the same temperature profile TP P is at the outlet of the press as in Fig. 3a is achieved, but with increased production capacity through the upstream preheating.
  • Fig. 4b For comparison, the density profile DP P of the finished board without preheating (as in Fig. 3b ) shown.
  • the density profile DP DL is shown, which occurs due to the described preheating with the steam-air mixture. It can be seen that the density in the middle of the mat is increased, which has a positive effect on the transverse tension. However, the cover layer densities decrease compared to processing without preheating, which is undesirable.
  • the Figures 5a, 5b show the influence of preheating the cover layers by conventional steam application on both sides. It can be seen that the application of steam on both sides at a temperature of z. B. 100 ° C there is a strong increase in the mat temperature in the area of the surfaces or the cover layers (cf. Fig. 5a ). Starting from the homogeneous temperature profile TP 0 , the temperature profile TP D of the mat is established by the steam preheating. This leads to a plate with high density in the cover layers (cf. Fig. 5b ). Shown are the density profile DP P without preheating and the density profile DP D of the plate through steam preheating. The disadvantage here is the relatively low densities in the middle of the plate, which overall lead to the production capacity in the preheating process being limited Figures 5a, 5b is not increased as much as with the procedure Figures 4a, 4b .
  • the Figures 6a, 6b show the influence of the two-stage preheating according to the invention by first using a steam-air mixture in a first stage and then by applying steam in a second stage.
  • the mat temperature is raised to temperature T 1 over the entire thickness of the mat and the homogeneous temperature profile TP S1 is achieved.
  • the temperature is raised to the temperature T 2 of approximately 100 ° C only in the area of the cover layers via the application of steam and the temperature profile TP S2 is achieved.
  • the density profile DP K resulting from the subsequent pressing process through combined preheating is again in Fig. 6b shown in comparison to a density profile DP P without preheating.
  • a system shown as an example in the figures or its preheating device also has conventional means for generating, adjusting, supplying and controlling or regulating the steam and the steam-air mixture, e.g. B. heat exchangers, mixing devices, etc. This allows the aforementioned parameters of the steam and in particular of the steam-air mixture to be adjusted, in particular the dew point and the temperature or dew point difference.
  • conventional means for generating, adjusting, supplying and controlling or regulating the steam and the steam-air mixture e.g. B. heat exchangers, mixing devices, etc.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorwärmung einer Pressgutmatte vor dem Einlauf in eine Presse, insbesondere im Zuge der Herstellung von Holzwerkstoffplatten,
    • wobei die Pressgutmatte eine Doppelband-Vorwärmeinrichtung mit einem oberen endlos umlaufenden, gasdurchlässigen Transportband und einem unteren endlos umlaufenden, gasdurchlässigen Transportband durchläuft,
    • wobei die Pressgutmatte (in der Doppelband-Vorwärmeinrichtung) mit einem erwärmten Fluid, welches Dampf enthält, beaufschlagt und dadurch erwärmt wird.
  • Ferner betrifft die Erfindung eine Doppelband-Vorwärmeinrichtung zur Erwärmung einer Pressgutmatte sowie eine Anlage zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten.
  • Bevorzugt handelt es sich bei der zu erwärmenden Pressgutmatte (die auch einfach als "Matte" bezeichnet wird) um eine Pressgutmatte für die Herstellung von Holzwerkstoffplatten. Grundsätzlich wird aber auch die Erwärmung anderer Pressgutmatten oder Materialbahnen erfasst. Eine Pressgutmatte für die Herstellung von Holzwerkstoffplatten besteht in der Regel aus Spänen oder Fasern, insbesondere Holzspänen oder Holzfasern, bevorzugt beleimten Holzspänen oder Holzfasern, die z. B. auf einen Streubandförderer oder dergleichen zu einer Pressgutmatte gestreut werden. Dadurch wird eine kontinuierliche Pressgutmatte und folglich ein Pressgutmattenstrang erzeugt, der zur Erwärmung eine Doppelband-Vorwärmeinrichtung durchläuft und anschließend in einer Presse, z. B. in einer kontinuierlich arbeitenden Doppelbandpresse, unter Anwendung von Druck und Wärme zu einer Platte bzw. einem Plattenstrang verpresst wird.
  • Bei der Produktion von Holzwerkstoffplatten ist man bestrebt, in möglichst wirtschaftlicher Weise ein Produkt mit den gewünschten Platteneigenschaften herzustellen. Eine besonders wichtige Eigenschaft einer Holzwerkstoffplatte ist das Dichtprofil über die Plattendicke, welches sich bei der Plattenherstellung in der Presse durch Einstellung der Heizplatten-Temperaturen, der Pressdrücke und der Einstellung des Pressspaltes in der jeweils gewünschten Richtung beeinflussen lässt. Die maßgeblichen Einstellungen der Heißpresse, z. B. einer kontinuierlich arbeitenden Doppelbandpresse, werden dabei als Pressprogramm bezeichnet. Um z. B. die Biegesteifigkeit einer Platte anzuheben, kann das Pressprogramm der kontinuierlichen Presse so angepasst werden, dass höhere Dichten im Bereich der Deckschichten erreicht werden. Um dagegen die Querzugfestigkeit einer Platte anzuheben, kann das Pressprogramm der kontinuierlichen Presse so angepasst werden, dass eine höhere Dichte in der Plattenmitte erzielt wird. Insgesamt ist man bei der Plattenproduktion bestrebt, die gewünschten und zuvor festgelegten Platteneigenschaften zu erreichen bzw. über dem Grenzwert zu halten und zugleich die Produktionskosten zu reduzieren, insbesondere durch Materialeinsparungen von Holz und Leim. Weiterhin lassen sich die Produktionskosten durch eine gleichzeitige Maximierung der Produktionskapazität senken. Dazu werden diverse Produktionsparameter wie die Leimmenge, die Mattenfeuchte und das Pressprogramm (zur Optimierung der Form des Dichteprofils) optimiert. Diese Maßnahmen betreffen den Betrieb der Presse, in der die Pressgutmatte unter Anwendung von Druck und Wärme bei einem bestimmten Pressprogramm zu einer Platte verpresst wird.
  • Zur Optimierung des Herstellungsprozesses erfolgt außerdem vor dem eigentlichen Pressvorgang eine Vorwärmung der Pressgutmatte in einer Vorwärmeinrichtung. Um z. B. die Produktionskapazität zu steigern, werden bei der Produktion, z. B. bei der MDF-Produktion, Vorwärmeinrichtungen eingesetzt, in denen die Pressgutmatte z. B. mit einem erwärmten Fluid (Dampf oder ein Dampf-Luft-Gemisch) beaufschlagt und dadurch erwärmt wird. Dabei ist einerseits die Erwärmung der Matte mit einem Damp-Luft-Gemisch mit definiertem Taupunkt bekannt, wobei ein solches Dampf-Luft-Gemisch auch als Feuchtluft bezeichnet wird. Zum anderen ist die Beaufschlagung mit Dampf (Sattdampf oder überhitzter Dampf ohne Luftanteil) bekannt.
  • Die Mattenvorwärmung mit Hilfe eines Dampf-Luft-Gemisches (Feuchtluft) erfolgt in der Regel in einer Doppelband-Vorwärmeinrichtung, in der die Pressgutmatte mit einem Dampf-Luft-Gemisch mit eingestelltem Taupunkt durchströmt wird. Dabei wird die Feuchtluft der Matte auf der Ober- oder Unterseite zugeführt und auf der gegenüberliegenden Seite abgesaugt, wobei der wesentliche Teil des in dem Gemisch enthaltenen Dampfes in der Matte kondensiert und die Matte auf den in der Feuchtluft eingestellten Taupunkt (gleich der Vorwärmtemperatur) erwärmt wird. Die Vorwärmtemperatur beträgt dabei üblicher Weise nicht mehr als 75°C, um eine Voraushärtung des Leims vor dem Erreichen der Plattenenddicke in der Presse zu vermeiden. Insgesamt lässt sich durch eine solche Dampf-Luft-Vorwärmung die Produktionskapazität durch den Wärmeeintrag vor der Presse erhöhen.
  • Die alternativ ebenfalls bekannte Vorwärmung mit Dampf führt in der Regel zu einer Erwärmung lediglich der Deckschichten der Pressgutmatte bzw. zu einer Erwärmung begrenzter Anteile der Matte auf der Ober- und Unterseite. Im Zuge der Beaufschlagung mit Dampf wird in der Regel an der Mattenoberfläche eine Temperatur von ca. 100°C erreicht, die abhängig von der zugeführten Dampfmenge in einem mehr oder weniger breiten Übergangsbereich auf die (Anfangs-)Temperatur der Matte auf der Formstraße und folglich vor dem Einlauf in die Vorwärmeinrichtung abfällt. Auch ein solcher Vorwärmprozess durch (beidseitige) Dampfinjektion führt durch die in die Matte eingebrachte Wärmemenge insgesamt zu einer Steigerung der Produktionskapazität, die jedoch in der Regel geringer ist als bei der gleichmäßigen Vorwärmung mit Feuchtluft (Dampf-Luft-Gemisch).
  • Ein Verfahren zum Vorwärmen von Streugut auf eine vorgebbare Vorwärmtemperatur im Zuge der Herstellung von Holzwerkstoffplatten durch Heißpressen einer Streugutmatte in einer kontinuierlichen Presse oder einer Taktpresse ist z. B. aus der DE 44 23 632 A1 bekannt. Die Vorwärmung wird mit einem klimatisierten Fluid aus Luft und Wasserdampf durchgeführt, welches das Streugut durchströmt. Das Fluid hat dabei eine Temperatur, die um die Taupunktdifferenz höher als der Taupunkt ist und der Mengenstrom des Fluid einerseits, der Taupunkt andererseits und außerdem die Taupunktdifferenz werden so gewählt, dass die vorgegebene Vorwärmtemperatur des erwärmten Streugutes sich einstellt. Dabei wird eine Kondensation des Wasserdampfs in dem Streugut in Kauf genommen und die Feuchte des erwärmten Streugutes erforderlichenfalls durch zusätzliche Verfahrensmaßnahmen eingestellt.
  • Die DE 197 01 596 C2 beschreibt ein Verfahren und eine Anlage zum Vorwärmen von Pressgutmatten aus beleimten Streugut, wobei die Pressgutmatte in einer Vorwärmanlage einer Strömungsbehandlung unterzogen wird, bei der sie von einem klimatisierten Fluid aus Luft und Wasserdampf bei einer Temperatur von unter 100°C mit einem eingestellten Taupunkt und einer eingestellten Taupunktdifferenz durchströmt wird. Dabei werden die Pressgutmatten bei der Strömungsbehandlung in Richtung der Mattendicke von oben und unten gleichzeitig mit gleichklimatisiertem Fluid und in gleichen spezifischen Mengenströmen durchströmt, wobei sich in den Pressgutmatten Kondensationsfronten bilden, die im Pressgut von der Oberfläche der Pressgutmatte sowie von der Unterfläche der Pressgutmatte aufeinander zuwandern.
  • Die Behandlung einer Streugutmatte mit einem Dampf-Luft-Gemisch ist auch im Zusammenhang mit der Herstellung biologisch abbaubarer Dämmplatten bekannt (vgl. DE 196 35 410 A1 ). Dabei wird die Matte bzw. das Vlies zunächst auf die gewünschte Plattenstärke verdichtet und anschließend wird in das verdichtete Vlies in einer Aufheizzone über einen Zeitraum von 10 bis 20 Sekunden ein Dampf-Luft-Gemisch eingeführt, und zwar unter Vermeidung von Voraushärtungen der Bindemittel. Zur Aushärtung und Trocknung wird in einem weiteren Behandlungsschritt durch das verdichtete Vlies ein Heißluftstrom hindurchgeleitet. Die insoweit bekannte Anlage dient folglich nicht der Vorwärmung einer Matte für eine anschließende Verpressung in einer separaten Presse, sondern in der Doppelbandpresse erfolgt sowohl die Vorwärmung über ein Dampf-Luft-Gemisch als auch die Aushärtung und Trocknung der Matte mittels Heißluft.
  • Verfahren und Vorrichtungen zur Vorwärmung von Pressgutmatten im Zuge der Herstellung von Holzwerkstoffplatten sind im Übrigen aus der EP 2 213 432 A1 und der EP 2 588 286 B1 bekannt.
  • Die aus der Praxis bekannten Verfahren und Anlagen zur Vorwärmung einer Pressgutmatte vor dem Einlauf in eine Presse haben sich grundsätzlich bewährt. Sie sind jedoch verbesserungsfähig, und zwar einerseits hinsichtlich der Produktionskapazität und andererseits hinsichtlich der Platteneigenschaften. - Hier setzt die Erfindung ein.
  • EP3181664A1 offenbart die Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 9.
  • Ausgehend von dem vorbekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Vorwärmung einer Pressgutmatte zu schaffen, mit welchem sich die Produktionskapazität bei gleichzeitig optimierten Platteneigenschaften erhöhen lässt. Außerdem soll eine entsprechende Vorwärmeinrichtung sowie eine Anlage zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten geschaffen werden.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Verfahren zur Vorwärmung einer Pressgutmatte, dass die Pressgutmatte in der Doppelband-Vorwärmeinrichtung zunächst in einer ersten Stufe mit einer ersten Erwärmungseinheit mit einem Dampf-Luft-Gemisch mit eingestelltem Taupunkt (d. h. mit eingestellter Taupunkttemperatur) und in der Regel mit einer (eingestellten) Temperatur von weniger als 100°C beaufschlagt wird, welches die Matte von einer Seite bzw. Oberfläche zur gegenüberliegenden Seite bzw. Oberfläche durchströmt und dadurch über die gesamte Mattendicke auf eine erste Temperatur T1 erwärmt wird und
    dass die Pressgutmatte in der Doppelband-Vorwärmeinrichtung anschließend in einer zweiten Stufe mit einer zweiten Erwärmungseinheit beidseitig mit (reinem) Dampf oder mit einem Dampf-Luft-Gemisch beaufschlagt wird und dadurch lediglich die oberflächennahen Deckschichten auf eine zweite Temperatur T2 erwärmt werden, die höher als die erste Temperatur T1 ist. Dampf meint insbesondere Wasserdampf.
  • Bevorzugt erfolgt in der ersten Stufe eine Durchströmung der Matte mit einem Dampf-Luft-Gemisch und in der zweiten Stufe eine beidseitige Beaufschlagung mit Dampf.
  • Alternativ kann jedoch in der ersten Stufe eine Vorwärmung mit einem (ersten) Dampf-Luft-Gemisch mit eingestelltem Taupunkt und mit einer (eingestellten) Temperatur von weniger als 100°C erfolgen und in der zweiten Stufe erfolgt ebenfalls eine Beaufschlagung mit einem (zweiten) Dampf-Luft-Gemisch, dass jedoch einen höheren Taupunkt und/oder eine höhere Temperatur als das erste Dampf-Luft-Gemisch der ersten Stufe aufweist, so dass in dieser zweiten Stufe die Erwärmung der oberflächennahen Deckschichten erfolgt.
  • Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass die Vorwärmung mit einem Dampf-Luft-Gemisch (Feuchtluft) einerseits und die Vorwärmung mit Dampf (Sattdampf oder überhitzter Dampf) unterschiedlich wirken und zu verschiedenen Effekten im Produktionsprozess führen, so dass der Produktionsprozess durch eine kombinierte, zweistufige Vorgehensweise insgesamt optimiert werden kann. Denn mit Hilfe einer Vorwärmung mittels eines Dampf-Luft-Gemisches lässt sich bei der Erwärmung auf den Taupunkt eine deutlich höhere Wärmemenge in die gesamt Matte einbringen als bei einer herkömmlichen Dampf-Vorwärmung, die ausschließlich oder im Wesentlichen zu einer Erwärmung der Deckschichten führt. Damit lässt sich die Produktionskapazität durch die Vorwärmung mittels eines Dampf-Luft-Gemisches stärker erhöhen als mit einem Dampf-Vorwärmprozess. Allerdings führt die Vorwärmung der gesamten Matte mittels Feuchtluft zu einer mehr oder weniger starken "Abplattung" des Dichteprofils, da sich eine vorgewärmte Matte mit weniger Druck verdichten lässt, weil sowohl Mattenfeuchte als auch Mattentemperatur beim Vorwärmen angehoben werden. Dadurch steigt bei einer vollständig vorgewärmten Matte die minimale Dichte bzw. die Mittelschichtdichte an, was sich grundsätzlich positiv auf den Querzug auswirkt. Nachteilig ist jedoch, dass die Deckschichtdichte mehr oder weniger stark abnimmt, mit entsprechend negativen Auswirkungen auf z. B. die Biegesteifigkeit.
  • Anders als bei der Vorwärmung mit Hilfe eines Dampf-Luft-Gemisches führt die Vorwärmung mit Dampf dazu, dass die Deckschichten wärmer und feuchter und damit auch weicher werden und damit lassen sich sehr ausgeprägte Deckschichten hoher Dichte erzeugen, während die kalte und "harte" Mattenmitte zu eher niedrigen Mattendichten in der Plattenmitte führt. Auf diese Weise lässt sich die Produktionskapazität wegen des geringen Wärmeeintrags in der Mattenmitte nur geringfügig erhöhen. Wenn jedoch höhere Dampfmengen in die Mattendeckschichten injiziert werden, um die Produktionskapazität zu steigern, besteht die Gefahr, dass ein immer größerer Anteil des Flächengewichts der Matte in den Deckschichten "verbraucht" wird und in der Plattenmitte nicht mehr genug Material zur Verfügung steht, um die für den Querzug benötigte Mattendichte zu erreichen.
  • Erfindungsgemäß werden nun durch die zweistufige Vorwärmung mittels eines Dampf-Luft-Gemisches in einer ersten Stufe und mittels Dampf (oder alternativ auch einem Dampf-Luft-Gemisch mit höherem Taupunkt) in der zweiten Stufe sowohl die Produktionskapazität erhöht als auch hohe Materialeinsparungen und ein optimales Dichteprofil (bezogen auf die wichtigen Platteneigenschaften wie Querzug und Biegefestigkeit) erreicht, und zwar gleichzeitig in einem gemeinsamen Vorwärmprozess und in einer einzigen Vorwärm-Einrichtung. Die bislang "gegenläufigen Ziele", nämlich hohe Produktionskapazität, hohe Materialeinsparung und optimales Dichteprofil, werden in einem kombinierten Prozess gemeinsam erreicht.
  • In dem erfindungsgemäßen zweistufigen Vorwärmprozess erfolgt die Vorwärmung in der ersten Stufe mit einem Dampf-Luft-Gemisch und folglich mit Feuchtluft mit einem eingestellten Taupunkt und eingestellter Temperatur, die um die sogenannte Taupunktdifferenz über dem Taupunkt liegt. Der Taupunkt (der auch als Taupunkttemperatur bezeichnet wird) bezeichnet diejenige Temperatur, bei der in dem Dampf-Luft-Gemisch die Luft mit der vorhanden Menge des Dampfes (insbesondere Wasserdampfes) grade gesättigt ist. Unterhalb des Taupunktes tritt Kondensation des Wasserdampfes in Folge einer Übersättigung ein, so dass sich der Wasserdampf tauartig niederschlägt. Am Taupunkt beträgt die relative Luftfeuchtigkeit folglich 100 % und die Luft ist mit Wasserdampf (gerade) gesättigt. Der Taupunkt bzw. die Taupunkttemperatur (sowie ggf. die Temperatur bzw. Taupunktdifferenz) des Dampf-Luft-Gemisches lässt bzw. lassen sich mit bekannten Mitteln und Maßnahmen gezielt einstellen. Dazu kann z. B. Luft (z. B. mit Hilfe eines Wärmetauschers) auf eine gewünschte Temperatur erhitzt und anschließend mit einer Mischvorrichtung mit (frischem) Dampf (z. B. Wasserdampf) in dem gewünschten Verhältnis gemischt werden. Bevorzugt wird für die Vorwärmung in der ersten Stufe ein Dampf-Luft-Gemisch mit einem Taupunkt von 50°C bis 85°C, vorzugsweise 60°C bis 75°C, z. B. etwa 70°C verwendet. Im Zuge der Vorwärmung in der ersten Stufe, bei der das Dampf-Luft-Gemisch die Matte über die gesamt Dicke vollständig durchströmt, kondensiert der Dampf in der Matte und die Matte wird bevorzugt auf den eingestellten Taupunkt erwärmt, d. h. die Vorwärmtemperatur T1 der Matte in der ersten Stufe entspricht bevorzugt der Taupunkttemperatur des verwendeten Dampf-Luft-Gemisches, so dass die Pressgutmatte in der ersten Stufe bevorzugt auf eine Temperatur T1 von 50°C bis 85°C, vorzugsweise 60°C bis 75°C erwärmt wird.
  • Dabei durchströmt das Dampf-Luft-Gemisch die Pressgutmatte in der ersten Stufe von einer Oberfläche zur gegenüberliegenden Oberfläche, indem sie bevorzugt auf der einen Oberfläche (z. B. der Oberseite) zugeführt und auf der gegenüberliegenden Seite (z. B. der Unterseite) abgesaugt wird. Grundsätzlich kann es ausreichen, in der ersten Stufe lediglich in einer einzelnen Zone für eine Durchströmung der Matte in einer Richtung zu sorgen, z. B. von oben nach unten oder alternativ von unten nach oben. In bevorzugter Weiterbildung besteht die erste Stufe für die Dampf-Luft-Vorwärmung jedoch aus zumindest zwei hintereinander angeordneten Zonen, in denen das Dampf-Luft-Gemisch mit dem eingestellten Taupunkt die Matte in wechselnden, entgegengesetzten Richtungen durchströmt. So kann z. B. in der ersten Stufe das Dampf-Luft-Gemisch von oben in die Matte gedrückt und von unten aus der Matte gesaugt werden und in der zweiten Zone von unten in die Matte gedrückt und von oben aus der Matte gesaugt werden, wobei bevorzugt das gleiche Gemisch mit denselben Parametern, insbesondere identischem Taupunkt verwendet wird. Auf diese Weise lässt sich ein besonders homogener Wärmeeintrag und damit eine gleichmäßige Vorwärmung der Matte über die gesamte Dicke erreichen.
  • Demgegenüber erfolgt in der zweiten Stufe eine starke Erwärmung lediglich der oberflächennahen Deckschichten, und zwar bevorzugt auf eine Temperatur T2 von mehr als 85°C, vorzugsweise mehr als 95°C, z. B. etwa 100°C oder mehr. Besonders bevorzugt wird dazu (reiner) Dampf (z. B. Wasserdampf) gleichzeitig von beiden gegenüberliegenden Seiten bzw. Oberflächen in die Matte gedrückt, ohne dass auf der jeweils gegenüberliegenden Seite eine Absaugung erfolgt. Die zum Zwecke der Kapazitätssteigerung in der ersten Stufe über die gesamte Dicke auf die Temperatur T1 vorgewärmte Matte wird folglich in dem zweiten Schritt im Bereich der Deckschichten auf die Temperatur T2 weiter aufgewärmt, und zwar bevorzugt mittels Dampf, so dass mit Hilfe der Matten mit wärmeren und weicheren Deckschichten eine besonders hohe Deckschichtdichte mit den beschriebenen Vorteilen der Platteneigenschaften erzielt werden kann. Während folglich die Matte in der ersten Stufe von einem Dampf-Luft-Gemisch vollständig durchströmt wird, wird die Matte in der zweiten Stufe bevorzugt mit Dampf von beiden Seiten gleichzeitig ohne gegenüberliegende Absaugung beaufschlagt.
  • In einer alternativen Ausführungsform kann jedoch auch in der zweiten Stufe, die der Deckschichterwärmung dient, ein Dampf-Luft-Gemisch statt eines Dampfes zum Einsatz kommen. In diesem Fall wird jedoch in der zweiten Stufe ein Dampf-Luft-Gemisch und folglich Feuchtluft mit einem höheren Taupunkt und optional höherer Temperatur verwendet, d. h. das Dampf-Luft-Gemisch weist in der zweiten Stufe einen höheren Taupunkt und/oder eine höhere Temperatur bzw. Taupunktdifferenz auf als das Dampf-Luft-Gemisch in der ersten Stufe, das für die gleichmäßige Durchwärmung der Matte verantwortlich ist. Das Dampf-Luft-Gemisch kann in der zweiten Stufe - so wie bei einer reinen Dampfbeaufschlagung - gleichzeitig von beiden Seiten in die Matte eingedrückt werden. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass das Dampf-Luft-Gemisch in der zweiten Stufe (so wie in der ersten Stufe) die Matte in einer Richtung durchströmt und folglich von einer Seite in die Matte gedrückt und auf der anderen Seite abgesaugt wird. Dann ist es jedoch in der zweiten Stufe zweckmäßig, das Dampf-Luft-Gemisch (mit höherem Taupunkt) in zwei hintereinander angeordneten Zonen in wechselnden, entgegengesetzten Richtungen in die Matte hineinzudrücken und/oder durch die Matte zu saugen.
  • Insgesamt erfolgt in dem erfindungsgemäßen, zweistufigen Prozess eine besonders vorteilhafte Vorwärmung, die sowohl zur Erhöhung der Produktionskapazität als auch zur Optimierung der Platteneigenschaften führt, so dass sich Platten mit guten Eigenschaften (insbesondere hinsichtlich Querzugfestigkeit und Biegefestigkeit) mit erhöhter Produktionskapazität und folglich in besonders wirtschaftlicher Weise herstellen lassen.
  • Optional besteht im Übrigen die Möglichkeit, die Matte in der Doppelband-Vorwärmeinrichtung nicht nur vorzuwärmen, sondern auch zu verdichten, und zwar nach der zweiten Vorwärmstufe. Dazu kann in die Doppelband-Vorwärmeinrichtung hinter der zweiten Erwärmungseinrichtung eine Kompaktiereinrichtung angeordnet sein.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Doppelband-Vorwärmeinrichtung zur Erwärmung einer Pressgutmatte, und zwar insbesondere mit bzw. nach einem Verfahren der beschriebenen Art. Diese Doppelband-Vorwärmeinrichtung weist ein oberes, endlos umlaufendes, gasdurchlässiges Transportband und ein unteres, endlos umlaufendes, gasdurchlässiges Transportband auf, zwischen denen ein Behandlungsspalt gebildet ist, durch den die Matte entlang der Transportrichtung (mittels der angetriebenen Transportbänder) hindurchführbar ist. Ferner weist die Doppelband-Vorwärmeinrichtung eine Erwärmungseinheit, nämlich eine erste Erwärmungseinheit, auf, die als Dampf-Luft-Zuführungseinrichtung ausgebildet ist und mit welcher die Pressgutmatte (in einer ersten Behandlungsstufe) mit einem Dampf-Luft-Gemisch mit einstellbarem Taupunkt (und einstellbarer Temperatur) beaufschlagbar ist, wobei dieses Dampf-Luft-Gemisch (Feuchtluft) die Matte von einer Oberfläche zur gegenüberliegenden Oberfläche durchströmt und dadurch über die gesamten Mattendicke die Matte erwärmt, und zwar bevorzugt auf den eingestellten Taupunkt des Dampf-Luft-Gemisches. Erfindungsgemäß weist die Doppelband-Vorwärmeinrichtung zusätzlich eine zweite Erwärmungseinheit auf, die der ersten Erwärmungseinheit und folglich der Dampf-Luft-Zuführeinrichtung in der Transportrichtung nachgeordnet ist und die der Behandlung der Pressgutmatte in einer zweiten Behandlungsstufe dient. Bevorzugt ist die zweite Erwärmungseinrichtung als Dampf-Zuführungseinrichtung ausgebildet, mit der die Matte zur Erwärmung lediglich der oberflächennahen Deckschichten mit (reinem) Dampf (vorzugsweise Wasserdampf) beaufschlagbar ist. Alternativ kann die zweite Erwärmungseinrichtung jedoch als Dampf-Luft-Zuführungseinrichtung ausgebildet sein, mit der die Matte zur Erwärmung lediglich der oberflächennahen Deckschichten mit einem (zweiten) Dampf-Luft-Gemisch beaufschlagbar ist, welches einen höheren Taupunkt und/oder eine höhere Temperatur als das (erste) Dampf-Luft-Gemisch der ersten Erwärmungseinheit aufweist.
  • Bevorzugt weist die erste Erwärmungseinheit, die als Dampf-Luft-Zuführungseinrichtung ausgebildet ist, zumindest ein Zufuhr-Absaug-Paar mit einer Zuführung, z. B. einem Zuführkasten, auf der einen Seite der Matte und einer Absaugung, z. B. einem Absaugkasten, auf der gegenüberliegenden Seite der Matte auf. Die Zufuhr und/oder die Abfuhr können entsprechende Kästen, Register und/oder Platten, z. B. Lochplatten, Gitterplatten oder dergleichen aufweisen. Es besteht auch die Möglichkeit, dass mehrere solcher Einrichtung über die Breite der Matte verteilt angeordnet sind, so dass das Beaufschlagungs- und oder Absaugprofil über die Breite der Matte variabel ist.
  • Besonders bevorzugt weist die erste Erwärmungseinheit jedoch nicht nur ein einziges Zufuhr-Absaug-Paar für eine Durchströmung der Matte in einer Richtung auf, sondern es sind mehrere, hintereinander angeordnete Zufuhr-Absaug-Paare vorgesehen, die bevorzugt für entgegengesetzte Strömungsrichtungen ausgelegt sind, so dass die Matte nacheinander in zumindest zwei hintereinander angeordneten Zonen in entgegensetzten Richtungen durchströmt wird. So kann z. B. auf der Oberseite zunächst eine erste Zuführung, z. B. ein erster Zufuhrkasten und auf der gegenüberliegenden Unterseite eine erste Absaugung, z. B. ein erster Absaugkasten, angeordnet sein. Dahinter kann auf der Unterseite eine zweite Zufuhr, z. B. ein zweiter Zufuhrkasten und auf der Oberseite eine zweite Absaugung, z. B. ein zweiter Absaugkasten vorgesehen sein. Die umgekehrte Anordnung ist ebenfalls möglich.
  • Die zweite Erwärmungseinheit ist bevorzugt als (reiner) Dampf-Zuführungseinrichtung ausgebildet und weist zumindest ein Zufuhr-Paar mit auf beiden Seiten der Matte jeweils einer Zuführung, z. B. einen Zuführkasten auf. Damit lassen sich von beiden Seiten über die Zuführungen, z. B. Zuführkästen, gleichzeitig von beiden Seiten Dampf (oder alternativ auch ein Dampf-Luft-Gemisch) in die Matte drücken, um die Deckschichten zu erwärmen.
  • In alternativer Ausgestaltung kann die zweite Erwärmungseinheit (z. B. als Dampf-Luft-Zuführeinheit) mehrere hintereinander angeordnete Zuführ-Absaug-Paare aufweisen, die für entgegengesetzte Strömungsrichtungen ausgelegt sind, so dass die Konstruktion der zweiten Erwärmungseinheit im Wesentlichen der Konstruktion der ersten Erwärmungseinheit entsprechen kann, wobei die zweite Erwärmungseinheit jedoch für eine Beaufschlagung eines Dampf-Luft-Gemisches mit höherem Taupunkt ausgelegt ist.
  • Die Transportbänder der Vorwärmeinrichtung sind bevorzugt als Siebbänder ausgebildet.
  • Optional kann die Doppelband-Vorwärmeinrichtung mit einer Kompaktiereinrichtung für die Verdichtung der Matte ausgerüstet sein, wobei diese Kompaktiereinrichtung bevorzugt der zweiten Erwärmungseinheit nachgeordnet ist. Es erfolgt folglich zunächst die Vorwärmung mit Hilfe der ersten Erwärmungseinheit und der zweiten Erwärmungseinheit und anschließend optional eine Verdichtung mit der Kompaktiereinrichtung. Eine solche Kompatkiereinrichtung kann z. B. eine obere und eine untere Kompaktierwalze aufweisen, wobei die obere und/oder die untere Kompaktierwalze mit zumindest einem Kraftmittel, z. B. einem Presszylinder, beaufschlagbar ist bzw. beaufschlagbar sind. Bei den Presszylindern kann es sich z. B. um Hydraulikzylinder handeln. Optional erfolgt folglich im Anschluss an die Vorwärmung eine Nachverdichtung zur Entlüftung der Pressgutmatte, und zwar mit dem Ziel, Luft auf der Matte zu verdrängen, so dass der anschließende Pressprozess in der nachgeordneten Presse optimiert und die Gefahr von Ausbläsern reduziert wird. Auf diese Weise wird eine erhöhte Vorschubgeschwindigkeit der Anlage und damit eine noch höhere Wirtschaftlichkeit erreicht.
  • Erfindungsgemäß steht die beschriebene Doppelband-Vorwärmeinrichtung sowie deren Betrieb zur Vorwärmung der Pressgutmatte im Vordergrund. Die Erfindung betrifft jedoch außerdem eine Anlage zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten, mit zumindest einer Streuvorrichtung zur Erzeugung einer Pressgutmatte und mit einer Doppelband-Vorwärmeinrichtung der beschriebenen Art sowie mit einer Presse zum Verpressen der vorgewärmten Pressgutmatte. Diese Presse, die bevorzugt als kontinuierlich arbeitende Doppelbandpresse ausgebildet ist, ist folglich bevorzugt hinter der erfindungsgemäßen Doppelband-Vorwärmeinrichtung angeordnet. Die Doppelband-Vorwärmeinrichtung dient folglich nicht der Herstellung eines fertigen Produktes, sondern lediglich der Vorwärmung einer Pressgutmatte innerhalb des Herstellungsprozesses, d. h. die vorgewärmte Pressgutmatte wird anschließend in einer separaten Presse unter Anwendung von Druck und Wärme zu dem Fertigprodukt verpresst.
  • Die der Vorwärmeinrichtung nachgeordnete Presse ist bevorzugt als Doppelbandpresse ausgebildet. Sie weist z. B. eine obere Heizplatte und eine untere Heizplatte sowie im Pressenoberteil und im Pressenunterteilt endlos umlaufende Pressbänder auf, z. B. Stahlpressbänder. Diese Pressbänder sind z. B. unter Zwischenschaltung von Wälzkörperaggregaten (z. B. Rollstangen) an den Heizplatten bzw. Pressenplatten abgestützt. Eine der Heizplatten oder auch beide Heizplatten werden mit Presszylindern beaufschlagt, die an dem Pressengestell (z. B. an dem Pressenrahmen) abgestützt sind. Die erfindungsgemäße Vorwärmeinrichtung kann dann folglich in einen herkömmlichen Herstellungsprozess integriert und mit bekannten Doppelbandpressen kombiniert werden.
  • Besonders bevorzugt wird die Vorwärmeinrichtung bei der Herstellung von Faserplatten, z. B. MDF-Platte (Medium Densified Fiber) eingesetzt, d. h. es erfolgt die Vorwärmung einer Pressgutmatte aus Holzfasern. Alternativ kann auch der Einsatz bei Spanplatten und OSB-Platten und folglich die Vorwärmung von Spanmatten und OSB-Matten erfolgen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert, die lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellen. Es zeigen
    • Fig. 1
    einen Ausschnitt aus einer Anlage zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten in einer vereinfachten Darstellung,
    Fig. 2
    eine schematisch vereinfachte Seitenansicht einer Doppelband-Vorwärmeinrichtung aus der Anlage nach Fig. 1,
    Fig. 3a, 3b
    Temperatur- und Dichteprofil einer Matte bzw. Platte ohne Mattenvorwärmung
    Fig. 4a, 4b
    Temperatur- und Dichteprofil einer Matte mit einer Mattenvorwärmung mittels eines Dampf-Luft-Gemisches,
    Fig.5a, 5b
    Temperatur- und Dichteprofil einer Matte mit einer Vorwärmung mittels Dampf und
    Fig. 6a, 6b
    Temperatur- und Dichteprofil mit einer erfindungsgemäßen zweistufigen Vorwärmung mit sowohl Dampf-Luft-Gemisch als auch Dampf.
  • In Fig. 1 ist vereinfachte eine Anlage zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten im kontinuierlichen Durchlauf dargestellt. Zunächst wird mit Hilfe einer lediglich angedeuteten Streuvorrichtung 1 das zu verpressende Streugut (z. B. Holzfasern) unter Bildung einer Streugutmatte bzw. Pressgutmatte 2 auf ein Bandförderer aufgestreut. Die auf diese Weise hergestellte Streugutmatte wird in einer Doppelband-Vorwärmeinrichtung 3 vorbehandelt und anschließend in einer kontinuierlich arbeitenden Presse 4 unter Anwendung von Druck und Wärme zu einer Platte bzw. einem plattenförmigen Strang, z. B. einer Faserplatte (vorzugsweise MDF-Platte) verpresst. Die Presse 4 ist bevorzugt als Doppelbandpresse ausgebildet, die eine obere Heizplatte und eine untere Heizplatte und im Pressenoberteil und im Pressenunterteil endlos umlaufende Pressbänder (z. B. Stahlpressbänder) aufweist, wobei diese Pressbänder unter Zwischenschaltung von Wälzkörperaggregaten (z. B. Rollstangen) an den Pressenplatten (Heizplatten) abgestützt sind. Eine der Heizplatten oder auch beide Heizplatten werden mit Presszylindern beaufschlagt, die an dem Pressengestellt (z. B. an Pressenrahmen) abgestützt sind.
  • Um den Pressprozess innerhalb der Presse 4 zu optimieren, erfolgt erfindungsgemäß eine Vorwärmung der Pressgutmatte 1 mit Hilfe der in Fig. 1 lediglich angedeuteten Vorwärmeinrichtung 3, die im Übrigen in Fig. 2 näher dargestellt ist. Diese weist ein oberes, endlos umlaufendes, gasdurchlässiges Transportband 5a, z. B. ein Siebband 5a, und ein unteres, endlos umlaufendes, gasdurchlässiges Transportband 5b, z. B. ein Siebband 5b auf. Die Transportbänder bzw. Siebbänder 5a, 5b sind jeweils um mehrere Rollen bzw. Walzen 6 geführt, von denen für das Oberteil und das Unterteil zumindest jeweils eine Walze als Antriebswalze ausgebildet ist. Zwischen den Transportbändern 5a, 5b ist ein Behandlungsspalt gebildet, durch den die Matte 2 entlang der Transportrichtung X von einem Einlauf E bis zu einem Auslauf A hindurchgeführt wird. Der Bereich des Transportbandes 5a, 5b der sich vom Einlauf E bis zum Auslauf A erstreckt und in dem folglich die Pressgutmatte 2 geführt wird, wird als Vorlauf V bezeichnet und der sich daran anschließende Bereich der Bänder beginnend am Auslauf A bis zum Einlauf E bildet den Rücklauf R, der dann wiederum am Einlauf E in den Vorlauf V übergeht.
  • Die Doppelband-Vorwärmeinrichtung 3 weist unmittelbar hinter dem Einlauf E eine erste Erwärmungseinheit 7 auf, die als Dampf-Luft-Zuführungseinrichtung ausgebildet ist und mit welcher die Pressgutmatte mit einem Dampf-Luft-Gemisch mit einstellbarem Taupunkt beaufschlagbar ist, welches die Matte von einer Oberfläche zur gegenüberliegenden Oberfläche durchströmt und dadurch über die gesamte Mattendicke erwärmt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die erste Erwärmungseinheit 7 mehrere hintereinander angeordnete Zuführ-Absaug-Paare 8 auf, die jeweils eine Zuführung 8a und einer auf der gegenüberliegenden Mattenseite angeordnete Absaugung 8b aufweisen, wobei diese als Zuführkasten 8a und Absaugkasten 8b ausgebildet sein können. Einzelheiten sind nicht dargestellt. Das erste Zuführ-Absaug-Paar 8 weist eine obere Zuführung 8a und eine untere Absaugung 8b auf, während das zweite Zuführ-Absaugpaar 8 eine untere Zuführung 8a und eine obere Absaugung 8b aufweist. In der ersten Behandlungsstufe innerhalb der Dampf-Zuführeinrichtung 7 sind folglich zwei hintereinander angeordnete Zonen 8 realisiert, in denen in entgegengesetzten Richtungen ein Dampf-Luft-Gemisch durch die Matte 2 hindurchgedrückt und durch die Matte hindurchgesaugt wird. Die Pressgutmatte 2 wird folglich in einer von der ersten Erwärmungseinheit 7 gebildeten ersten Stufe mit einem Dampf-Luft-Gemisch mit eingestelltem Taupunkt (und eingestellter Temperatur) beaufschlagt, welches die Matte von einer Oberfläche zur gegenüberliegenden Oberfläche durchströmt und dadurch über die gesamten Mattendicke auf eine erste Temperatur T1 erwärmt, die (in etwa) der (voreingestellten) Taupunkttemperatur des Dampf-Luft-Gemisches entspricht.
  • Ferner weist die Vorwärmeinrichtung 3 eine zweite Erwärmungseinheit 9 auf, die in der Transportrichtung X hinter der ersten Erwärmungseinheit 7 angeordnet ist. Diese ist im Ausführungsbeispiel als Dampf-Zuführungseinrichtung ausgebildet, mit der die Matte 2 zur Erwärmung lediglich der oberflächennahen Deckschichten mit (reinem) Dampf beaufschlagbar ist. Dazu weist die Dampf-Zuführungseinrichtung 9 ein Zuführ-Paar mit auf beiden Seiten der Matte jeweils einer Zuführung 9a für den Dampf auf, wobei diese Zuführungen 9a z. B. als Zuführkästen ausgebildet sein können. Mit den Zuführungen 9a wird von beiden Seiten gleichzeitig Dampf (z. B. Wasserdampf) in die Matte gedrückt, wobei der Dampf z. B. eine Temperatur von 100°C oder mehr aufweisen kann. Mit dieser zweiten Erwärmungseinheit 9 wird beidseitig Dampf in die Matte 2 gedrückt und dadurch werden lediglich die oberflächennahen Deckschichten auf eine zweite Temperatur T2 erwärmt, die höher als die erste Temperatur T1 ist, auf die die Matte in der ersten Erwärmungseinheit 7 erwärmt wird.
  • Mit der in Fig. 2 dargestellten Vorwärmeinrichtung folgt eine zweistufige Vorwärmung der Pressgutmatte, und zwar in der ersten Stufe mit Hilfe eines Dampf-Luft-Gemisches, mit dem die Pressgutmatte 2 auf eine erste Temperatur T1 gleichmäßig über die gesamte Mattendicke erwärmt wird. In der zweiten Stufe erfolgt eine weitere Erwärmung lediglich der oberflächennahen Deckschichten auf die zweite Temperatur T2. Durch die Erwärmung in der ersten Stufe erfolgt ein hoher Wärmeeintrag, der zu einer erhöhten Produktionskapazität führt. Die Erhöhung der Temperatur in den oberflächennahen Deckschichten führt im Zuge des anschließenden Pressprozesses zu Platten mit verbesserten Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich Biegefestigkeit und Querzugfestigkeit.
  • Im Einzelnen werden die erfindungsgemäß erreichten Vorteile anhand der grafischen Darstellungen in den Fig. 3a, 3b bis 6a, 6b näher erläutert. Die Fig. 3a, 4a, 5a und 6a zeigen jeweils ein Temperaturprofil über die Dicke der Platte, d. h. es sind die Temperatur der in die Presse einlaufenden Matte und die Temperatur der Platte nach der Presse in Abhängigkeit von dem Ort innerhalb der Platte in Prozent bezogen auf die Plattendicke aufgetragen. Bei einer Plattendicke von z. B. 16 mm meint 0 % 0 mm und 100 % 16 mm, d. h. der Wert 0 % betrifft die eine Plattenoberfläche und der Wert 100 % betrifft die gegenüberliegende Plattenoberfläche und die Werte dazwischen betreffen das Platteninnere. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Dicke der Matte im Pressprozess in der kontinuierlichen Presse natürlich erheblich reduziert wird, z. B. auf die Plattendicke von 16 mm.
  • Die Figuren 3b, 4b, 5b und 6b zeigen jeweils Dichteprofile, und zwar zum einen für die Pressgutmatte vor dem Einlauf in die Presse (z. B. DP0 in Fig. 3b) und zum anderen für die fertig gepresste Platte hinter der Presse, d. h. es ist die Dichte der Platte in Abhängigkeit von der Plattendicke bzw. von dem Ort innerhalb der Platte bezogen auf die Plattendicke aufgetragen.
  • Die Figuren 3a und 3b zeigen zunächst die Verhältnisse bei der Herstellung einer Faserplatte (z. B. MDF-Platte) ohne jegliche Vorwärmung vor der Presse. Die Temperatur T0 der Pressgutmatte nach der Streustation beträgt z. B. etwa 30 °C, so dass die Matte ohne Vorwärmung mit einer Temperatur T0 = 30°C mit einem Temperaturprofil TP0 in die Presse einläuft und nach der Presse das Temperaturprofil TPP der Platte mit einer minimalen Temperatur von z. B. 110°C am Auslauf der Presse aufweist. Die Mattendichte ρM beträgt gemäß Fig. 3b z. B. 120 kg/m3, und zwar homogen über die gesamte Dicke der Pressgutmatte (Dichteprofil DPa). Im Zuge des Pressens stellt sich das in Fig. 3b ebenfalls dargestellte Dichteprofil DPp ein, wobei die Platte eine mittlere Dichte ρP von z. B. 550 kg/m3 aufweist. In Fig. 3b ist erkennbar, dass die Platte in der Plattenmitte eine verhältnismäßig geringe Dichte und in den äußeren Deckschichten eine verhältnismäßig hohe Dichte aufweist.
  • Die Figuren 4a, 4b zeigen den Einfluss der Erwärmung der gesamten Pressgutmatte mit einer grundsätzlich bekannten Vorwärmung mittels eines Dampf-Luft-Gemisches (hier in den Indizes mit DL abgekürzt), welches z. B. einen Taupunkt von 70°C aufweist, so dass eine Vorwärmung der Matte über die gesamte Breite auf eine Temperatur T1 von (etwa) 70°C erfolgt. In Fig. 4a ist wiederum das homogene Temperaturprofil TP0 mit der Mattentemperatur T0 nach der Streustation und folglich vor der Vorwärmeinrichtung mit 30°C dargestellt. Ferner ist die Mattentemperatur T1 hinter der Vorwärmeinrichtung dargestellt, d. h. es erfolgt über die Dicke eine im Wesentlichen gleichmäßige Vorwärmung auf etwa 70°C (Temperaturprofil TPDL). Das Pressprogramm ist an diese Vorwärmung angepasst, so dass am Auslauf der Presse dasselbe Temperaturprofil TPP wie in Fig. 3a erreicht wird, jedoch mit erhöhter Produktionskapazität durch die vorgeschaltete Vorwärmung. In Fig. 4b ist zum Vergleich wieder das Dichteprofil DPP der fertigen Platte ohne Vorwärmung (so wie in Fig. 3b) dargestellt. Ferner ist das Dichteprofil DPDL dargestellt, das sich aufgrund der beschriebenen Vorwärmung mit dem Dampf-Luft-Gemisch einstellt. Es ist erkennbar, dass die Dichte in der Mattenmitte angehoben wird, was sich positiv auf den Querzug auswirkt. Dagegen nehmen jedoch die Deckschichtdichten gegenüber der Verarbeitung ohne Vorwärmung ab, was unerwünscht ist.
  • Die Figuren 5a, 5b zeigen den Einfluss einer Vorwärmung der Deckschichten durch eine herkömmliche beidseitige Dampfbeaufschlagung. Es ist erkennbar, dass über die beidseitige Beaufschlagung mit Dampf mit einer Temperatur von z. B. 100°C eine starke Erhöhung der Mattentemperatur im Bereich der Oberflächen bzw. der Deckschichten erfolgt (vgl. Fig. 5a). Ausgehend von dem homogenen Temperaturprofil TP0 stellt sich das Temperaturprofil TPD der Matte durch die Dampfvorwärmung ein. Dieses führt zu einer Platte mit hoher Dichte in den Deckschichten (vgl. Fig. 5b). Gezeigt sind das Dichteprofil DPP ohne Vorwärmung und das Dichteprofil DPD der Platte durch die Dampf-Vorwärmung. Nachteilig sind dabei die verhältnismäßig geringen Dichten in der Plattenmitte, die insgesamt dazu führen, dass die Produktionskapazität bei dem Vorwärmverfahren gemäß Figuren 5a, 5b nicht so stark erhöht wird wie bei dem Verfahren nach Figuren 4a, 4b.
  • Die Figuren 6a, 6b zeigen den Einfluss der erfindungsgemäßen zweistufigen Vorwärmung mittels zunächst eines Dampf-Luft-Gemisches in einer ersten Stufe und anschließend mittels einer Dampfbeaufschlagung in einer zweiten Stufe. In der ersten Stufe wird die Mattentemperatur über die gesamte Dicke der Matte auf die Temperatur T1 angehoben und das homogene Temperaturprofil TPS1 erzielt. In der anschließenden zweiten Stufe wird über die Dampfbeaufschlagung die Temperatur lediglich im Bereich der Deckschichten auf die Temperatur T2 von etwa 100°C angehoben und das Temperaturprofil TPS2 erreicht. Das sich im anschließenden Pressprozess ergebende Dichteprofil DPK durch kombinierte Vorwärmung ist wiederum in Fig. 6b im Vergleich zu einem Dichteprofil DPP ohne Vorwärmung dargestellt. Aus Fig. 6b ergibt sich folglich, dass sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Kapazitätssteigerung ein grundsätzlich vorteilhaftes Dichteprofil DPK ergibt, und zwar ähnlich wie ohne Vorwärmung oder sogar ein noch weiter optimiertes Dichteprofil im Hinblick auf Querzug und Biegefestigkeit, da zum einen die Dichte in der Plattenmitte erhöht und zum anderen die Dichte im Bereich der Deckschichten erhöht werden. Wichtig ist dabei, dass dieses gleichwertige oder sogar verbesserte Dichtprofil bei gleichzeitig hoher Produktionskapazität erreicht wird, da gemäß Fig. 6a über die Vorwärmung ein hoher und gleichmäßiger Wärmeeintrag in die Matte gelingt, so dass der anschließende Pressprozess besonders wirtschaftlich mit hoher Kapazität erfolgen kann.
  • Eine in den Figuren beispielhaft dargestellte Anlage bzw. deren Vorwärmeinrichtung weist im Übrigen übliche Mittel zur Erzeugung, Einstellung, Zuführung und Steuerung oder Regelung des Dampfes und des Dampf-Luft-Gemisches auf, z. B. Wärmetauscher, Mischvorrichtungen etc. Damit lassen sich die genannten Parameter des Dampfes und insbesondere des Dampf-Luft-Gemisches einstellen, insbesondere der Taupunkt und die Temperatur bzw. Taupunktdifferenz.

Claims (16)

  1. Verfahren zur Vorwärmung einer Pressgutmatte (2) vor dem Einlauf in eine Presse (4), insbesondere im Zuge der Herstellung von Holzwerkstoffplatten,
    wobei die Pressgutmatte (2) eine Doppelband-Vorwärmeinrichtung (3) mit einem oberen endlos umlaufenden, gasdurchlässigen Transportband (5a) und einem unteren, endlos umlaufenden gasdurchlässigen Transportband (5b) durchläuft,
    wobei die Pressgutmatte (2) mit einem erwärmten Fluid, welches Dampf enthält, beaufschlagt und dadurch erwärmt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Pressgutmatte (2) in der Doppelband-Vorwärmeinrichtung (3) zunächst in einer ersten Stufe mit einer ersten Erwärmungseinheit (7) mit einem Dampf-Luft-Gemisch mit einem eingestellten Taupunkt beaufschlagt wird, welches die Pressgutmatte (2) von einer Oberfläche zur gegenüberliegenden Oberfläche durchströmt und dadurch über die gesamte Mattendicke auf eine Temperatur (T1) erwärmt wird und
    dass die Pressgutmatte (2) in der Doppelbandvorwärmeinrichtung (3) anschließend in einer zweiten Stufe mit einer zweiten Erwärmungseinheit (9) beidseitig mit Dampf oder mit einem Dampf-Luft-Gemisch beaufschlagt wird und dadurch lediglich die oberflächennahen Deckschichten auf eine zweite Temperatur (T2) erwärmt werden, die höher als die erste Temperatur (T1) ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Stufe Dampf oder ein Dampf-Luft-Gemisch gleichzeitig in die beiden gegenüberliegenden Oberflächen der Pressgutmatte (2) gedrückt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Stufe ein Dampf-Luft-Gemisch oder Dampf in zumindest zwei hintereinander angeordneten Zonen in wechselnden, entgegengesetzten Richtungen in die Pressgutmatte (2) gedrückt und/oder durch die Pressgutmatte (2) gesaugt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Stufe in zumindest zwei hintereinander angeordneten Zonen ein Dampf-Luft-Gemisch in wechselnden, entgegengesetzten Richtungen in die Pressgutmatte (2) gedrückt und/oder durch die Pressgutmatte (2) gesaugt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressgutmatte (2) in der ersten Stufe auf eine Temperatur (T1) erwärmt wird, die dem Taupunkt des Dampf-Luft-Gemisches entspricht.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressgutmatte (2) in der ersten Stufe mit dem Dampf-Luft-Gemisch über die gesamte Dicke auf eine Temperatur (T1) von 50°C bis 85°C, vorzugsweise 60°C bis 75°C erwärmt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Stufe die beiden oberflächennahen Deckschichten der Pressgutmatte (2) mit dem Dampf oder dem Dampf-Luft-Gemisch auf eine Temperatur (T2) von mehr als 85°C, vorzugsweise mehr am 95°C, z. B. etwa 100°C, erwärmt werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressgutmatte (2) in der Doppelband-Vorwärmeinrichtung (3) nach der zweiten Stufe mit einer der zweiten Erwärmungseinheit (9) nachgeordneten Kompaktiereinrichtung (10) verdichtet wird.
  9. Doppelband-Vorwärmeinrichtung (3) zur Erwärmung einer Pressgutmatte (2), insbesondere mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    mit einem oberen, endlos umlaufenden gasdurchlässigen Transportband (5a) oder in einem unteren, endlos umlaufenden gasdurchlässigen Transportband (5b), zwischen denen ein Behandlungsspalt gebildet ist, durch den die Pressgutmatte (2) entlang der Transportrichtung (X) hindurchführbar ist,
    mit einer ersten Erwärmungseinheit (7), die als Dampf-Luft-Zuführeinrichtung ausgebildet ist, und mit welcher die Pressgutmatte (2) mit einem Dampf-Luft-Gemisch mit einstellbarem Taupunkt beaufschlagbar ist, welches die Pressgutmatte (2) von einer Oberfläche zur gegenüberliegenden Oberfläche durchströmt und dadurch über die gesamte Mattendicke erwärmt,
    wobei der ersten Erwärmungseinheit (7), d. h. der Dampf-Luft-Zuführungseinrichtung, in der Transportrichtung (X) eine zweite Erwärmungseinheit (9) nachgeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Erwärmungseinrichtung (9) entweder als Dampf-Zuführungseinrichtung ausgebildet ist, mit der die Matte zur Erwärmung lediglich der oberflächennahen Deckschichten mit Dampf beaufschlagbar ist oder
    als Dampf-Luft-Zuführungseinrichtung ausgebildet ist, mit der die Pressgutmatte (2) zur Erwärmung lediglich der oberflächennahen Deckschichten mit einem Dampf-Luft-Gemisch beaufschlagbar ist, welches einen höheren Taupunkt und/oder eine höhere Temperatur als das Dampf-Luft-Gemisch der ersten Erwärmungseinheit (7) aufweist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erwärmungseinheit (7), d. h. die Dampf-Luft-Zuführungseinrichtung, zumindest ein Zufuhr-Absaug-Paar (8) mit einer Zuführung (8a), z. B. mit einem Zuführkasten, auf der einen Seite der Matte und einer Absaugung (8b), z. B. einem Absaugkasten, auf der gegenüberliegenden Seite der Matte aufweist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erwärmungseinheit (7) mehrere hintereinander angeordnete Zufuhr-Absaug-Paare (8) aufweist, die bevorzugt für entgegengesetzte Strömungsrichtungen ausgelegt sind, so dass nacheinander ein Dampf-Luft-Gemisch in entgegengesetzten Richtungen durch die Pressgutmatte 2 gedrückt und/oder gesaugt wird.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Erwärmungseinheit (9), die z. B. als Dampf-Zuführungseinrichtung ausgebildet ist, ein Zuführpaar mit auf beiden Seiten der Matte jeweils einer Zuführung (9a), z. B. einem Zuführkasten, aufweist, mit denen die Pressgutmatte (2) gleichzeitig von beiden Seiten mit Dampf oder einem Dampf-Luft-Gemisch beaufschlagbar ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Erwärmungseinheit (7), z. B. als Dampf-Luft-Zuführeinheit, mehrere hintereinander angeordnete Zufuhr-Absaug-Paare aufweist, die für entgegengesetzte Strömungsrichtungen ausgelegt sind, so dass ein Dampf-Luft-Gemisch hintereinander in entgegengesetzten Richtungen durch die Matte gedrückt und/oder durch die Matte gesaugt wird.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportbänder (5a, 5b) als Siebbänder ausgebildet sind.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der zweiten Erwärmungseinheit (7) eine Kompaktiereinrichtung (10) für die Verdichtung der Pressgutmatte nachgeordnet ist, die bevorzugt eine obere und eine untere Kompaktierwalze (11) aufweist, wobei die obere und/oder die untere Kompaktierwalze (11) mit zumindest einem Kraftmittel (12), z. B. einem Presszylinder, beaufschlagbar ist bzw. beaufschlagbar sind.
  16. Anlage zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten, mit zumindest einer Streuvorrichtung (1) zur Erzeugung einer Pressgutmatte (2), einer Doppelband-Vorwärmeinrichtung (3) nach einem der Ansprüche 9 bis 15 zur Vorwärmung der Pressgutmatte und einer Presse (4) zum Verpressen der vorgewärmten Pressgutmatte (2) unter Anwendung von Druck und Wärme.
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