Особенности сырьевого хозяйства

Доставка сырья. Пиловочное сырье в виде бревен или хлыстов доставляется на лесопильный завод водным, либо сухопутным транспортом. Основным видом водного транспорта пиловочного сырья является сплав в виде связанных больших пакетов-пучков, плотов с буксировкой механическими судами, либо отдельными бревнами, передвигающимися по течению рек (молевой сплав). Сплав используется для доставки древесины с относительно небольшим объемным весом, например хвойных пород. Лес транспортируется также в самоходных и буксируемых судах, особенно если лесоматериалы доставляются против течения рек или пиловочное сырье имеет большой объемный вес.

Сухопутный способ доставки представлен преимущественно железнодорожным и автомобильным транспортом. В особых случаях, например в горных местностях, применяются специальные способы доставки лесоматериалов - подвесные дороги, гидравлические, либо сухие лотки. Если производится круглогодовая равномерная доставка сырья на лесопильное предприятие, особенно при индивидуальном способе раскроя, значительных запасов сырья не требуется. В случае сезонной доставки предприятие вынуждено иметь значительные запасы в виде складов на воде или суше; при этом запасы должны покрывать потребность завода на все остальное время года. Так, на европейском севере зимой замерзают все водные бассейны, и при доставке сырья только водным путем в летнее время приходится создавать запасы на полгода и больше. В этих условиях возникает сложная проблема хранения и транспортирования больших масс сырья в пределах территории предприятия.

Хранение пиловочного сырья. Хранение сырья, доставленного водным путем, может быть организовано непосредственно на водных площадях, примыкающих к промышленной площадке, либо на суше - в больших штабелях. Водное хранение в озерах и реках сохраняет качество всей древесины, находящейся в воде. Выгрузку больших масс сырья приходится начинать в летнее время, вот почему древесина нуждается в дополнительной защите от повреждений грибами, насекомыми и растрескивания в период теплой погоды. Такими мерами являются сохранение максимальной влажности древесины или создание <влажного иммунитета>, чего можно достигнуть путем плотной укладки бревен в штабелях с применением периодического полива или искусственного дождевания.

В случаях сухопутной доставки запасы могут храниться такими же способами; при этом ряд пород, подвергающихся быстрым повреждениям от грибных и других заболеваний (к таким относится, например, бук), нуждается в обязательном хранении в воде; при отсутствии удобных естественных бассейнов создаются специальные механизированные водные бассейны.

Механизация на складе сырья. Приемка, хранение и доставка в лесопильный цех больших масс пиловочного сырья требует сложной механизации в виде транспортеров, водяных каналов и лотков с искусственным течением, кранов, автолесовозов и автопогрузчиков. Среди кранов чаще других применяются кабельные с большим пролетом, до 300-500 м, и большой грузоподъемностью, до 10-20 т, мостокабельные с пролетом до 100-150 м и грузоподъемностью до 10-15 т, мостовые и башенные. Как пример механизированного склада с применением кабельных кранов можно рассмотреть большой сухопутный склад хвойных бревен при сезонной доставке их водным путем. Прибывшие на заводской рейд в пучках или плотах бревна выгружаются параллельными кабельными кранами в штабеля, имеющие высоту 8-10 м. Зимой кабельные краны разгружают штабеля и доставляют бревна в обратном направлении на продольные транспортеры, отправляющие бревна в искусственный бассейн перед лесопильным цехом. Летом бревна подаются в бассейн непосредственно с рейда через канал.

Сортировка сырья. Сортировка по диаметрам, либо дополнительно по длинам и сортам является одной из трудоемких операций. Сортировка по диаметрам и длинам может быть сравнительно легко механизирована и автоматизирована. Имеется значительное число полуавтоматических устройств, надежно работающих в производственных условиях; на таких устройствах Занято минимальное количество рабочих. Обычно устройства состоят из длинного продольного цепного транспортера, вдоль которого расположены карманы для отсортированного леса; в карманы лес попадает при помощи автоматических сбрасывателей бревен. Распределением бревен по карманам ведает оператор, находящийся в начале транспортера. На основе имеющихся на бревне меток оператор определяет, к какой сортировочной группе принадлежит проходящее мимо него бревно, после чего запоминающему устройству дается команда на сбрасывание бревна в соответствующий карман. Распределительный транспортер может быть расположен на суше, либо непосредственно над водным бассейном.

Заводские бассейны. Большое значение в технологии лесопиления имеют заводские бассейны. Они являются неотъемлемой частью современных лесопильных заводов, распиливающих хвойное сырье, позволяют создать запас сырья для бесперебойной работы завода, обеспечивают подсортировку бревен и подачу их на транспортеры во второй этаж лесопильного завода. Особенно бассейны распространены на предприятиях, оборудованных в качестве головных станков лесопильными рамами. В северных странах бассейны устраиваются отепленные, т. е. не замерзающие зимой. Для отепления используется теплая вода от паровых двигателей силовой станции, а там, где станции нет, теплая вода от специальных котельных установок.

В отепленных бассейнах создаются условия для оттаивания бревен. Теплая вода смывает с бревен часть песка и ила, в связи с чем улучшаются условия работы пил и уменьшается скольжение бревен на подающих вальцах. Все это способствует увеличению производительности завода. Различают бассейны естественные и искусственные. Для естественного бассейна используется часть естественного водоема: озера, залива, реки. С этой целью устраиваются оградительные сооружения, ограничивающие часть водной поверхности, необходимой для бассейна. Для искусственных бассейнов выкапывается котлован и укрепляются его стенки. Искусственные бассейны могут быть двух видов: непосредственно соединяющиеся с рекой и наливные. Наливные бассейны могут быть вырыты на любом расстоянии от естественного водоема и наполняются водой при помощи насосов.

Основные части бассейна:

• рабочие дворы для размещения отсортированной древесины;
• дополнительные рабочие дворы для накапливания сортированных бревен, подготовляемых к распиловке в следующие части рабочей смены после перемены пил;
• запасная часть для кратковременного хранения непиловочных сортиментов, (например дровяных бревен), либо медленно накапливающихся сортиментов (например очень толстых пиловочных бревен);
• приемно-сортировочная часть для приемки сырья со склада, реки или железной дороги и сортировки по установленным признакам;
• часть бассейна для подачи бревен на транспортеры, идущие в лесопильный цех.

Деление бассейна на указанные части производится при помощи плавающих бонов и перегородок на сваях.

Обычно боны и перегородки используются также для устройства на них переходных и рабочих мостиков. На рабочих мостиках располагаются рабочие; они при помощи багров передвигают бассейну бревна для и подачи в цех на (бревнотаски). С заводского рейда или со склада бревна подаются в бассейн цепными транспортерами или водяными лотками.

Дно и стенки искусственного бассейна делают бетонные либо деревянные. В последнем случае они обшиваются или пластинами по сваям и лагам; дно должно быть уплотнено также слоем глины.

Площадь бассейна определяется выполнением следующих функций: подсортировки бревен с необходимой дробностью оттаивания бревен в зимнее время, создания минимального запаса бревен. Большую часть бассейна составляют основные и дополнительные рабочие дворики. Количество их должно быть не меньше количества сортиментов, поступающих одновременно в бассейн. Только при соблюдении этого условия может быть обеспечена подсортировка бревен в соответствии с поставами. Во избежание чрезмерно больших бассейнов количество сортиментов должно быть ограниченным, что достигается предварительной сортировкой бревен перед поступлением в бассейн.

Площадь каждого дворика должна быть рассчитана на размещение в нем количества бревен, соответствующего производительности лесопильной рамы за часть смены до перемены пил. Площадь водной поверхности на каждое бревно с учетом места для свай и перегородок можно принимать до 1,5 площади, занимаемой самим бревном. В целях некоторого сокращения площадей бассейнов дворики для бревен ходовых размеров, постоянно поступающих в бассейн в большом количестве, можно устраивать несколько меньшей площади.

Температура воды в бассейне при самой низкой температуре воздуха должна быть не ниже 5° С. В этих условиях бассейн, рассчитанный примерно на емкость, соответствующую 5-8-ча совой производительности завода, обеспечивает частичное оттаивание бревен на глубину до 3-4 см, что достаточно для хорошей распиловки.

Наличие в рабочих дворах сортированных бревен, обеспечивающих работу рам в течение упряга и равномерное поступление дальнейших партий бревен, создает необходимый запас для текущей бесперебойной работы завода. Глубина бассейна с учетом его загрязнения и сравнительно редкой очистки должна быть равна около 1,5 м. Для частичного оттаивания на 1 м3 бревен затрачивается 25 000-35 000 ккал тепла, при этом 60-70% его идет на нагревание и оттаивание коры и древесины, а также ледяной корки, образующейся на поверхности бревен. Остальное тепло расходуется на потери: конвекцию, испарение воды с поверхности бассейна, таяние снега, лучеиспускание. В районах с теплым климатом, естественно, отепление бассейнов не требуется. При индивидуальном методе распиловки сортировать бревна по диаметрам не нужно, поэтому отпадает необходимость в делении бассейна на большее число дворов, и площадь бассейна определяется из расчета хранения определенной части сырья. На лесопильных предприятиях, распиливающих твердолиственное сырье, вследствие большого объемного веса последнего бассейны не устраиваются и бревна подаются с суши.

Подготовка сырья к распиловке. На складах производится технологическая подготовка сырья к распиловке. При групповом методе распиловки технологическая подготовка пиловочного сырья перед поступлением в раскрой заключается в сортировке и подборке сырья по размерам и качеству, оттаивании древесины, окорке сырья, обмывке и обнаружении и извлечении металлических включений. Сортировка и подборка сырья по диаметрам и качеству необходима в связи с тем, что групповой метод раскроя позволяет использовать древесину только при обработке однородного по размерам и качеству сырья. Окорка может производиться либо непосредственно на место лесозаготовок, либо на лесопильных предприятиях, что предпочтительнее, так как при долговременном хранении кора предохраняет древесину от порчи; кроме того, в последнем случае окорка хорошо сочетается с механизированным поточным лесопильным производством. Из современных окорочных механизмов наиболее применимы роторные окорочные станки, в которых используются затупленные резцы-кулачки, совершающие вращательное движение вокруг бревна, подаваемого прямолинейно, при помощи вальцов. Они отличаются высокой производительностью (120-400 м3/ч) при незначительной потере древесины. Кора, образующаяся в процессе окорки, имеет большую влажность и в дальнейшем направляется транспортерами в специальные отжимающие прессы, а затем либо в топки для сжигания, либо для использования по разным назначениям.

Кроме роторных окорочных, могут применяться барабанные корообдирочные и гидравлические машины. В последних окорка производится струями воды под большим давлением; для этого требуется большой расход энергии. Барабанные окорочные машины громоздки. Имеются еще ножевые корообдирочные машины, в которых при окорке теряется 7-8% чистой древесины, вследствие чего они не могут быть рекомендованы для использования на лесопильно-деревообрабатывающих предприятиях.

Для хорошей окорки зимой необходимо произвести предварительное оттаивание коры. В связи с затруднительностью такого оттаивания в открытых бассейнах при сравнительно низкой температуре воды можно производить сезонную окорку сырья летом. Кроме того, можно прогревать и оттаивать кору непрерывным способом в закрытых механизированных бассейнах при высокой температуре воды. Имеются предложения подвергать окорке бревна в воздушной струе с наполнителем в виде древесных опилок. Опыты разрушения коры в такой струе под давлением 4-5 атм дали положительные результаты.

На лесопильных предприятиях окорочные станки располагаются либо на складе сырья (перед бассейном), либо в лесопильном цехе - перед подачей бревен на первичные раскройные станки; первый способ расположения имеет ряд преимуществ (отсутствие жесткой связи между головным пильным станком и окорочным агрегатом, который вынужден часто останавливаться; возможность создания достаточного буферного запаса бревен перед головным станком в бассейне), вследствие чего он и получил наибольшее распространение. Правда, расположение в лесопильном цехе имеет свое преимущество: исключает необходимость устройства дополнительного - для оттаивания коры - бассейна.

При наличии бревен с оттаявшим заболонным слоем имеется возможность несколько повысить скорость подачи при раскрое бревен и повысить износоустойчивость пил. Обмывка бревен теплой водой перед поступлением в распиловку производится для окончательного удаления грязи и песка; она может быть совмещена с окоркой или проходить самостоятельно на продольных цепных транспортерах, подающих бревна из бассейна в распиловку.

Некоторые пиловочные бревна имеют металлические включения - гвозди, осколки металла, чаще всего незаметные при наружном осмотре. При попадании под пилы металлические части выводят их из строя и вызывают простои оборудования. Для обнаружения металлических частей применяются металлоискатели. Бревно с дефектом удаляют из потока, из него извлекают металлический предмет, а затем снова направляют в общий поток к станкам.

Известно, что многие предприятия, работающие на толстомерном сырье и применяющие групповой метод первичного раскроя, имеют рамы, распиливающие бревна ограниченных диаметров. Например, через распространенные рамы с просветом 750 мм можно пропускать бревна с наибольшим комлевым диаметром 650 мм. В этом случае к подготовке толстомерного пиловочного сырья к раскрою его на лесопильных рамах можно отнести также предварительную опиловку крупных горбылей на круглопильном или ленточно-пильном станке для бревен. При этом применяют специальные станки с двумя круглыми пилами в одной вертикальной плоскости, либо приспосабливают круглопильный станок, устанавливая на нем дополнительную верхнюю пилу на специальной приставке. При такой реконструкции можно распиливать бревна диаметром в комлевой части до 1 м. Подобные станки целесообразно устанавливать перед подачей бревен в лесопильный цех.