Лесопильный завод превращает круглые брёвна в пиломатериалы прямоугольного сечения в несколько этапов: окорка, первичная распиловка, обрезка кромок, торцовка, сортировка и сушка. При производстве заготовок для поддонов завод стремится получить как можно больше досок и брусьев стандартных размеров из мелких брёвен низкого качества, сводя к минимуму потери в виде опилок, горбылей и щепы.
Общая схема процесса
| Этап | Что происходит | Типичное оборудование |
|---|---|---|
| Склад круглого леса | Брёвна принимают, сортируют по диаметру и длине, хранят или орошают | Погрузчики, лесные накопители, сканеры |
| Окорка | Удаление коры | Кольцевой или роторный окорочный станок; см. окорочные станки |
| Первичная распиловка | Бревно распиливают на брусья, доски и горбыли | Ленточнопильный головной станок, круглопильные станки, фрезерно-брусующая линия |
| Продольная распиловка (раскрой) | Брусья или толстые заготовки распиливают на доски | Ленточный делительный станок, многопильный станок |
| Обрезка кромок | Удаляют обзол (кромки с корой), доски выпиливают до нужной ширины | Обрезной станок, многопильные станки |
| Торцовка | Торцы досок обрезают под прямой угол и в размер по длине | Торцовочные пилы |
| Сортировка | Доски сортируют по сорту, размеру и влажности | Сортировочный конвейер для сырых пиломатериалов, сканеры |
| Штабелирование и сушка | Доски укладывают с прокладками, затем сушат на воздухе или в камерах | Штабелеукладчики, площадки, сушильные камеры |
Склад круглого леса и окорка
Брёвна прибывают автотранспортом или по железной дороге, часто длиной от 2,5 до 6 м, и их обмеряют или сканируют для определения диаметра и объёма. Сортировка брёвен по диаметру важна, потому что схемы раскроя задают для определённой диаметральной группы. В тёплую погоду на заводах брёвна могут хранить под дождевальными установками, чтобы предотвратить торцевые трещины и грибную синеву.
Окорка удаляет кору перед распиловкой. В коре содержатся абразивные частицы, которые затупляют пилы, а чистая щепа из горбылей ценится целлюлозными комбинатами выше. В кольцевых окорочных станках инструменты вращаются вокруг пропускаемого через них бревна, а в роторных вращается само бревно относительно инструментов. Кору обычно сжигают для получения энергии или продают как мульчу. Для деревянной упаковки окорка также помогает соблюдать фитосанитарные требования некоторых стран-импортёров; см. требование об окорённой древесине.
Первичная распиловка
Первичную распиловку выполняет головной станок: он распиливает бревно на брусья (четырёхкантные заготовки), доски и горбыли. Основные способы:
- Ленточнопильный головной станок: тонкое непрерывное стальное полотно, движущееся по двум шкивам. Пропил (ширина пропила) узкий, что экономит древесину, и станок способен пилить крупные брёвна. Он универсален и подходит для более ценных лиственных и смешанных брёвен.
- Круглопильный головной станок: одна или несколько круглых пил, как правило с несколько большим пропилом, но с высокой скоростью. Часто применяется для мелких брёвен.
- Фрезерно-брусующие линии: распространены для мелких хвойных брёвен. Вращающиеся фрезерные головки превращают наружные части бревна в щепу и формируют брус, который затем поступает на многопильные станки. Такие линии быстры и выдают пиломатериалы стандартных размеров из мелких прямых брёвен.
- Передвижные и малые лесопилки: один ленточнопильный или круглопильный станок для местного производства; см. оборудование для малых лесопилок.
Лесопильные заводы, ориентированные на поддоны, часто выпиливают брусья, а затем распиливают их на доски толщиной 15–25 мм, соответствующие размерам досок настила, досок для брусьев и шашек; см. делительные и ленточные делительные станки и многопильные станки.
Обрезка, торцовка и сортировка
Доски с головного станка имеют необработанные кромки с обзолом. Обрезной станок удаляет обзол и выпиливает доску до нужной ширины. Современные обрезные станки используют сканеры для оптимизации раскроя: поперечные сканеры определяют положение обзола, чтобы получить максимально широкую пригодную доску, как отмечается в отраслевых публикациях о линиях для производства заготовок под поддоны. Затем торцовочные станки обрезают торцы под прямым углом и в размер по длине, удаляя такие пороки, как торцевые трещины.
Доски сортируют по сучкам, обзолу и другим признакам либо сортировщики на сортировочном конвейере для сырых пиломатериалов, либо сканеры, распознающие сучки, трещины и гниль по цвету и форме. Сорт определяет, станет ли заготовка материалом для поддонов, более ценным пиломатериалом или пойдёт в щепу; см. сортировка пиломатериалов и «пороки древесины».
Сушка и окончательная обработка
Сырые пиломатериалы в большинстве программ производства поддонов необходимо высушить перед использованием. Доски укладывают в штабели с прокладками и сушат на воздухе или в камерах, как описано в статьях о воздушной и камерной сушке. Некоторые заводы продают сырые доски расположенным поблизости поддонным предприятиям, которые сушат или подвергают термообработке готовые поддоны. Экспортные поддоны проходят термообработку и маркируются в соответствии с ISPM 15; см. «термообработка».
Побочные продукты и выход
Не весь объём бревна превращается в пиломатериалы. Типичные побочные продукты:
- Горбыли и обрезки кромок: перерабатываются в щепу для целлюлозных или плитных производств либо раскраиваются на детали и шашки для поддонов.
- Опилки и стружка: используются как топливо, подстилка для животных или сырьё для плит.
- Кора: используется для получения энергии или в ландшафтном дизайне.
Выход пиломатериалов зависит от размера бревна, сбежистости, ширины пропила, точности распиловки и ассортимента продукции. Исследование Лесной службы США по выходу пиломатериалов показало, что уменьшение пропила с 12/32 до 9/32 дюйма повысило выход примерно на 7 % для брёвен диаметром 5,5–12 дюймов, а компьютерная оптимизация обрезки достигла 97 % теоретического оптимума. Схемы раскроя описаны в статье «выход из бревна и схемы раскроя».
Масштаб завода и автоматизация
Крупные хвойные лесопильные заводы перерабатывают сотни брёвен в час, причём каждым резом управляют сканеры, компьютеры и оптимизаторы. В статье отраслевого издания о сканировании на лесопильных линиях отмечается, что многие высокопроизводительные хвойные линии с фрезерно-брусующими станками останавливают, если выходит из строя система сканирования и оптимизации, поскольку ручное управление не обеспечивает такого же выхода. Малые заводы используют более простые ленточнопильные или круглопильные станки с ручным управлением, но проходят те же этапы.
Безопасность
Лесопильные заводы относятся к числу наиболее опасных производственных сред: движущиеся полотна, тяжёлые брёвна, пыль и шум. Ограждения, процедуры блокировки, пылеудаление и обучение персонала обязательны; см. «безопасность на поддонном производстве».
Часто задаваемые вопросы
Что такое головной станок?
Головной станок — первая пила на лесопильном заводе, которая разделяет бревно на брусья, доски и горбыли. Это может быть ленточная пила, круглая пила или фрезерно-брусующая линия.
Что такое брус (кант)?
Брус — это бревно, опиленное с двух или четырёх сторон, готовое к распиловке на доски или к прямому использованию в качестве балки или элемента поддона.
Почему брёвна окоряют перед распиловкой?
Кора содержит абразивные частицы, которые затупляют пилы и загрязняют щепу, а древесина для маркировки по ISPM 15 должна быть окорена. Удаление коры также позволяет продавать чистую щепу.
Какая часть бревна превращается в пиломатериалы?
Это сильно зависит от размера бревна и технологии завода. Оптимизация, более узкие пропилы и точная распиловка повышают выход, а из мелких брёвен выход меньше, чем из крупных.
Источники
- Sawlines: Scanners, Computers Optimize Machines — Pallet Enterprise
- Lumber recovery (General Technical Report FPL-39) — USDA Forest Products Laboratory
- Wood Handbook: Wood as an Engineering Material — USDA Forest Products Laboratory
- Beware of Blue Stained Wood in Wood Packaging Materials — Northeastern Lumber Manufacturers Association