木材常規(guī)干燥工藝干燥工藝

1、第六章 木材常規(guī)干燥工藝本章主要內(nèi)容6.1 干燥前準備6.2 干燥基準6.3 干燥過程實施6.4 木材干燥質量檢驗6.5 干燥后鋸材保管6.6 木材干燥缺陷及預防 6.1干燥前的準備 6.1.1干燥室殼體和設備的檢查（1）干燥室殼體（2）通風設備（3）供熱和調濕設備（4）測控設備與儀表6.1.2 鋸材的堆積 木材干燥效果與干燥室結構、設備性能及操作人員技能有關，材堆堆積方式也影響木材的干燥質量。 6.1.2.1 材堆的規(guī)格和形式 材堆的堆積要有利于循環(huán)氣流均勻地流過材堆的各層板面，使材堆和氣流能夠充分地進行熱濕交換。根據(jù)干燥窯的結構和干燥方法的不同各異。 周期式強制循環(huán)空氣干燥窯材堆的裝卸有軌

2、車裝卸和叉車裝卸兩種方法，單材堆的形狀大同小異。 （1）用叉車裝卸的單元小材堆 （2）用軌車裝卸單元小材堆單元小材堆和軌車材堆干燥室堆積法板材之間不留空隙的密集排列；板材之間留有空隙；在材堆中央部分留出較大的空隙，適用于弱強制循環(huán)或自然循環(huán)。 材堆的外形尺寸大小是根據(jù)干燥窯的結構和內(nèi)部尺寸確定的，是在設計木材干燥窯時就確定下來的技術參數(shù)。軌車式干燥窯，材堆寬度與材車等寬，長度與材車等長，若材車較短時，也可兩個材車聯(lián)合使用，裝垛較長的木材。材堆側邊與門框間距為100mm。材堆的高度也由門框決定，材堆頂與門框梁的距離為100mm。叉車式裝材干燥室，材堆設計為單元小材堆，通常長2m或3m，寬1.2m

3、或1.5m，高1.2m或1.5m。小材堆由叉車橫向裝入干燥室，干燥室內(nèi)部寬度即單元小材堆長度總和，裝24節(jié)；干燥室進深方向是單元小材堆寬度總和，裝34列，列之間錯開200300mm，防止干燥室進深方向上形成節(jié)之間氣流通道；高度方向約裝3堆，材堆頂至隔板距離為200mm左右。6.1.2.2 隔條 材堆中相鄰兩層木材要用隔條均勻隔開，在材堆的高度上造成水平方向氣流通道。在這些通道中干燥介質和木材表面進行有利于木材逐漸變干的熱濕交換。隔條的作用:使材堆在寬度方向上穩(wěn)定。使材堆各層木材互相夾持，防止或減輕木材翹曲和變形。在上下木材之間造成水平式氣流循環(huán)通道。隔條的斷面尺寸： 一般取（25mm30mm）

4、(25mm40mm)，四面刨光，厚度公差為1mm。 隔條間距：按樹種、材長、材厚確定。一般為0.3m0.9m，闊葉樹木材及薄材應小一些，針葉樹木材及厚材應大一些，厚度60mm以上的針葉樹木材可以加大到1.2m，易翹曲的木材可取0.30.4m。隔條的尺寸: 一般情況下，強制循環(huán)空氣干燥窯采用2025mm厚的隔條，自然循環(huán)木材干燥窯采用2535mm厚的隔條。隔條的橫斷面一般為正方形，也有采用矩形，鋸制為25mm35mm，以適用于不同情況。板材的規(guī)格厚度不同，所需木材表面的氣流循環(huán)速度不同，其隔條的厚度也不同，下表列出板材厚度與隔條厚度之間的關系。 要求隔條材的物理力學性能好，材質均勻，紋理通直，能

5、經(jīng)久使用；一般使用變形小、硬度高的干木材制作。 6.1.2.3 堆積鋸材時的注意事項： 同一干燥室材堆木材的樹種、厚度要相同，或樹種不同而材質相近。厚度容許偏差為木材平均厚度10%，初含水率力求一致。 材堆中各層隔條在高度上自上而下地保持在一條垂直線上，落在材堆底部的支撐橫梁上。 支持材堆的幾根橫梁，高度一致，在一個水平面上。 木材越薄，要求干燥質量越高，或要求終含水率越低，配置隔條數(shù)目應越多，沿材堆長度橫置隔條。 25mm厚板材，隔條間距不應超過0.5m；50mm厚板材隔條間距可按0.81.0m布置，50mm以上厚木材，隔條間距取1.0m。 材堆端部兩行隔條，應與板端齊平，以免發(fā)生端裂。若木

6、材長短不一，應把短料放在中部，長料放在兩側。 為防止材堆上部幾層木材發(fā)生翹曲，材堆裝好后應在材堆頂部加壓重物或壓緊裝置，重物放在有隔條的位置上，不要放在兩個隔條的中間。如無壓頂, 最上面23層應為質量較差木材，或要求干燥質量不高的木材。 含水率檢驗板放在合適位置，以準確測量干燥過程木材含水率。采用電測含水率法自動控制系統(tǒng)應在干燥窯中布置3個以上含水率測量點，即選3塊以上含水率檢驗板，預先將探針裝好。通過檢驗窗放取含水率檢驗板手動操作，裝堆時應在對著檢驗窗的材堆上，預留放置檢驗板的位置。 干燥毛料時，若厚度小于40mm，寬度小于50mm時，毛料可作為隔條，若毛料尺寸超過上述數(shù)據(jù)，應放置隔條，否則

7、會影響板材的干燥質量。 自然循環(huán)干燥窯，材堆內(nèi)一系列垂直氣道應自上而下保持在一條線上，必要時可留中央氣道。 6.1.3干燥前的預處理 木材干燥前根據(jù)樹種、用途和質量要求分別進行不同預處理，可縮短干燥周期、保證干燥質量。6.1.3.1預干處理 硬闊葉樹材生材含水率一般比較高，通常在90%以上。生材直接進入干燥室干燥，干燥周期長，能耗大，質量難以保證。 木材預干從生材干燥到30%20%的含水率，再進入常規(guī)蒸汽干燥室進行二次干燥，可縮短常規(guī)室干周期約50%，能耗可大幅度降低，干燥質量顯著改善。（1）氣干預干 氣干預干投資和運轉費很低，需較大場地，周轉期長，資金積壓。（2）低溫室預干 將木材堆放在具有

8、一定溫度和氣流循環(huán)速度的低溫預干室中進行低溫干燥處理。比氣干預干質量高，預干周期較短，過程易于控制；但能耗較高，投資也比較大。 低溫預干室實積容量有數(shù)百立方米，大型可達數(shù)千立方米。室內(nèi)裝有散熱器和軸流式循環(huán)風機；溫度不超過37.5，氣流循環(huán)速度約為0.5m/s；同一室內(nèi)可以裝樹種、規(guī)格不同的木材。6.1.3.2預刨處理 預刨處理適用于硬闊葉木材干燥，在室干前將硬闊葉木材經(jīng)過粗刨加工，使其厚度均勻，再進入干燥室干燥。通常用于硬木地板和實木家具面板干燥。 預刨處理特點：縮短木材干燥周期；降低木材干燥能耗；防止板材干燥過程中翹曲變形；降低干燥中板材表面開裂危險性；增加干燥室的有效容量。6.1.3.3

9、預浸泡處理 是在木材室干前將木材浸泡在一定溫度以及不同溶劑的水溶液中進行浸泡處理，獲得防變色、防霉變和脫脂等的特殊效果。（1）防變色的預浸泡（2）防霉、防藍變的預浸泡（3）脫脂浸泡處理6.1.3.4預汽蒸處理 是在實施干燥工藝過程前將木材置于密閉容器中用飽和蒸汽進行處理；或在干燥過程預熱階段用飽和蒸汽對木材進行處理?？梢愿纳颇静哪承┢焚|，提高其使用價值；一定程度上提高木材干燥速度。如松木脫脂、改善滲透性；使三角楓、山毛櫸材色發(fā)紅；殺蟲除菌、防霉消毒等； 對干燥室或容器有特殊要求，如氣密性和防腐性能，增加輔助設備，增加用汽量，提高成本；一些難干硬闊葉濕材如棟木等，在飽和蒸汽處理時，容易產(chǎn)生木材表

10、面開裂；長時間汽蒸會使木材顏色加深；故在使用預汽蒸處理前，應對木材物理性能和干燥特性進行測試，不宜隨便使用。6.1.3.5預分選處理 用于針葉樹材，因針葉樹材初含水率相差比較大，特別是速生人工林木材存在有不規(guī)則的濕心材，濕心部分含水率比正常生材約高出1倍。若與正常材同室干燥，當正常材終含水率達到要求時，濕心材含水率還遠在纖維飽和點以上。初含水率相差較大，同室干燥時會產(chǎn)生開裂等干燥缺陷。針葉樹材(特別是速生人工林木材)干燥前應進行預分選，將高含水率濕心材與正常材區(qū)分開，使其與正常木材分室干燥。 區(qū)別濕心材最簡便方法是根據(jù)其重量與聲音確定。因其含水率很高，故重量比同樣規(guī)格的正常材大得多。6.1.4

11、檢驗板的使用 生產(chǎn)中通過測定檢驗板含水率和應力變化來操作干燥過程。 用于檢驗木材含水率的檢驗板，叫做含水率檢驗板。設置含水率檢驗板的目的就是為了檢測干燥過程中木材含水率的變化，作為實施干燥基準階段轉換和結束干燥過程的依據(jù)。 用于檢驗木材干燥應力的檢驗板，叫做應力檢驗板。設置應力檢驗板的目的就是為了檢測干燥過程中木材應力的大小，作為干燥過程中實施調濕處理的依據(jù)。 檢驗板（含水率檢驗板、應力檢驗板）是室內(nèi)被干木材代表。6.1.4.1檢驗板的選制 按含水率基準操作的工藝過程必須使用檢驗板。鋸制檢驗板的木材應具有代表性，對材質要求如下：無腐朽，無裂紋，無蟲蛀，非偏心材、無渦紋，少節(jié)疤；含水率較高的邊材

12、；材質密實，干燥緩慢的樹基部材；弦切板材（板面是弦切面）。檢驗板和試驗片鋸制鋸材干燥質量GB6491-1999規(guī)定 1、5(10-15mm) 應力試驗片 2、4(10-12mm)含水率試驗片 3、6(1.0-1.2m)檢驗板6.1.4.2檢驗板的使用 木材干燥過程中，檢驗板是操作人員隨時掌握干燥過程的依據(jù)，必須保證檢驗板完整性。應放在易取放位置；檢測含水率檢驗板最好放置在材堆中水分蒸發(fā)最慢部位，確保被干木材終含水率均達到要求；檢測應力檢驗板最好放置在材堆中水分蒸發(fā)最快部位，以防止干燥缺陷的發(fā)生。試驗板放置位置B-材堆寬度 h-材堆高度 檢驗板干燥后，按圖所示鋸制最終含水率試驗片、分層含水率試驗

13、片以及應力試驗片。分層含水率和應力試件的制取（1）干燥過程檢驗 （2）干燥終了檢驗 木材寬度B200mm時，按圖方法鋸制應力試驗片，含水率和分層含水率試驗片也可以按此法進行。 寬材應力試驗片的鋸解a）含水率檢驗板的使用 用來觀察、測定干燥過程中木材含水率變化情況。檢驗板兩端頭清除干凈后涂上耐高溫不透水的涂料，防止從端頭蒸發(fā)水分。處理后的檢驗板，用天平或普通臺秤稱出最初質量G初，放在材堆中預先留好位置上，與被干木材經(jīng)受同樣干燥條件，干燥過程中含水率變化情況可通過測定含水率檢驗板含水率變化了解。（1）木材初含水率的確定 使用含水率檢驗板時，先確定檢驗板初含水率。干燥木材初含水率采用稱重法進行測定，

14、稱重法按照國家標準GB/T 64911999 鋸材干燥質量中的規(guī)定進行。 為了正確的反映檢驗板的初含水率，應取兩塊試驗片的含水率的平均值。（2）含水率檢驗板的使用 根據(jù)已知檢驗板的MC初試驗片的平均含水率；G初檢驗板的最初質量，按下公式可以算出檢驗板的全干質量，用G干代表。 推算檢驗板全干質量就可計算干燥過程中任何時刻檢驗板含水率。 假設MC當為測定當時的檢驗板含水率，那么，當時含水率可用下面公式計算： b）應力檢驗板的使用 木材是各向異性材料，在氣態(tài)介質對流傳熱條件下干燥時，弦、徑和縱向不能同步收縮，發(fā)生內(nèi)應力難以避免。了解木材干燥過程中內(nèi)應力和沿木材厚度上含水率梯度情況，作為進行中間處理和

15、終了處理依據(jù)，從應力檢驗板上鋸制內(nèi)應力試驗片和分層含水率試驗片。 應力檢驗板在使用中，理論上應放在水分蒸發(fā)最快地方。干燥過程中應力檢驗板允許鋸割，檢查應力時，取出應力檢驗板，鋸去端頭，鋸去端頭長度試驗板長度而變化，一般為1020cm，然后鋸取內(nèi)應力試驗片；通常試驗片鋸制成應力切片和叉齒，根據(jù)切片和叉齒變形來判斷木材干燥應力的性質、大小和有無。 木材干燥內(nèi)應力性質可根據(jù)剛鋸制的應力切片和叉齒的變形（是向內(nèi)彎曲還是向外彎曲）判斷當時木材干燥應力性質；應力大小是時根據(jù)應力切片和叉齒彎曲程度來判斷，可以判斷被干木材開裂可能性。c）干燥應力的測量 干燥應力是木材由濕變干過程中由于內(nèi)、外層干燥和收縮不同步

16、造成。干燥應力發(fā)生及發(fā)展與干燥工藝有關，干燥應力大小直接影響到干燥質量。因此，無論是實際生產(chǎn)還是工藝性試驗，都必須了解和掌握干燥過程中應力變化情況。干燥結束后質量檢驗，需要測知木材殘余干燥應力。 測定木材干燥應力方法很多，包括切片法、叉齒法、貼應變片法、聲發(fā)射法和電介質特性法等。下面主要介紹生產(chǎn)中常用的切片法和叉齒法。（1）切片法 利用分層含水率試驗片，比較其切開當時及烘干后試片形狀變化來判斷干燥應力的方法。 如果內(nèi)部有應力存在，試片切開時會立即變成弓形。變形程度與應力大小、含水率梯度和表面硬化（即表層發(fā)生塑性變形）程度有關。試片變形程度可分析木材干燥應力大小。為便于比較木材干燥應力的大小，我

17、們可把切片變形的撓度f與切片原長度L比值的百分率定義為應力指數(shù)Y。應力切片的制作見圖所示。 應力切片的制作與分析（1）劃線，（2）切片風干后，（3）測量變形撓度殘余應力是在消除試片含水率梯度后測得。即應力試片切取后，在1032干燥箱內(nèi)烘干23h，或在室溫通風處氣干24h，含水率分布均衡后按上述方法測量其應力指數(shù)。測得殘余干燥應力指數(shù)。（2）叉齒法 實際生產(chǎn)中應用最普遍的應力檢驗方法。 干燥過程中需要檢驗干燥應力時，取出應力檢驗板，鋸制應力試驗片，然后按下圖所示鋸制叉齒應力檢驗片。 叉齒應力檢驗片鋸制后，在1032的干燥箱內(nèi)烘干23h，或在室溫通風處氣干24h，含水率分布均衡，叉齒內(nèi)、外層含水率

18、分布均衡后，可根據(jù)叉齒變形程度測知其應力指標Y。殘余應力指標即叉齒相對變形（Y）S 叉齒未變形時兩齒端外 側的距離，也即兩齒根 外側的距離，mm；S1叉齒變形后兩齒端外側 距離，mm；L 叉齒未變形時的外側長 度，mm。 叉齒應力檢驗片的鋸制（a）板厚50mm時的叉齒尺寸,（b）板厚50mm時的叉齒尺寸 取殘余應力指標的算術平均值（ ）為確定干燥質量的合格率的殘余應力指標。 若（ ）2，說明干燥應力很小，可忽略不計。若（ ）5，應力較大，應進行調濕處理，將其消除。鋸材干燥質量國家標準GB/T 64911999對不同等級的干燥木材規(guī)定有干燥應力指標的允許范圍。d）分層含水率的檢測 是對應力測試的

19、補充，是檢測木材厚度上不同層次含水率。木材分層含水率對干燥前或干燥過程中工藝分析和干燥后干燥質量檢查都很有用。 干燥前分層含水率，可用鋸制含水率檢驗板時截取的分層含水率試驗片來測定。干燥過程中，不能從含水率檢驗板上鋸取分層含水率試驗片?？蓮谋桓赡静幕驊z驗板上截取。分層含水率試驗片鋸制圖B 板材寬度 S 板材厚度干燥木材厚度上含水率偏差( MCh）：MCh=MCsMCb式中：MCs及 MCb心層及表層含水率，。厚度上含水率偏按其平均值( )來檢查，式中：n 分層含水率試片數(shù)。 干燥木材含水率偏差MCh越小，表明干燥木材厚度上含水率分布越均勻，意味干燥工藝和干燥基準合理，質量也越好。如果偏差

20、過大，會產(chǎn)生很大內(nèi)應力，應調整干燥介質參數(shù)，及時進行熱濕處理，使木材表面有限吸濕，均衡厚度上含水率分布，確保木材干燥質量。干燥結束后，厚度含水率偏差越小，說明木材干燥越均勻，加工時變形可能性越小。MC允許范圍表（超過下述范圍需要熱濕處理）6.2干燥基準 干燥基準就是根據(jù)干燥時間和木材含水率的變化而編制的干燥介質溫度和濕度變化的程序表。6.2.1干燥基準簡介6.2.1.1干燥基準的分類 木材干燥基準主要按干燥過程控制因素進行分類，應用較廣干燥基準是含水率干燥基準和時間干燥基準。a）含水率干燥基準 按木材含水率變化來控制干燥過程，制定干燥介質的狀態(tài)參數(shù)。即把整個干燥過程按含水率變化幅度劃分幾個階段

21、，每一含水率階段規(guī)定了干燥介質的溫度、相對濕度。含水率干燥基準（40mm厚柞木）雙階段或三階段干燥基準：將整個干燥過程劃分為2個或3個含水率階段的的干燥基準。雙階段高溫干燥基準（40mm厚云杉）三階段干燥基準（40mm厚柞木）波動式干燥基準：在整個含水率階段，干燥介質的溫度作升高、降低之反復波動變化的基準。半波動干燥基準：燥介質的溫度在干燥的前期逐漸升高，在干燥后期作波動變化的基準。對硬闊葉樹厚木材，干燥較為困難，干燥過程中易產(chǎn)生很大含水率梯度，為加快干燥速度，避免產(chǎn)生較大含水率梯度，可采用波動式干燥基準。 波動式干燥工藝是使干燥介質溫度和濕度不斷波動變化，周期性反復進行“升溫降溫恒溫”的過程

22、，升溫過程只加熱木材不干燥，木材中心溫度接近介質溫度時即轉入降溫干燥階段，干燥介質溫度降到一定程度再保持一段時間，以便充分利用木材內(nèi)高外低溫度梯度。木材中心層溫度降低，使溫度梯度平緩時，再次升溫，周而復始確保內(nèi)高外低溫度梯度。干燥前期對提高干燥速度比較明顯，后期則不甚明顯。但前期須確保一定相對濕度，否則易產(chǎn)生開裂。后期波動則安全，在生產(chǎn)上，通常采用半波動工藝，即在干燥的前期采用常規(guī)含水率干燥基準，而后期采用波動式干燥基準。b）時間干燥基準 是按干燥時間控制干燥過程，制定干燥介質的狀態(tài)參數(shù)。即把整個干燥過程分為若干個時間階段，每一時間階段規(guī)定了干燥介質的溫度、相對濕度。時間干燥基準（30mm厚樺

23、木）c）連續(xù)升溫干燥基準 根據(jù)樹種、規(guī)格和干燥質量要求，規(guī)定介質初始溫度、最高溫度和升溫速度，從基準初始溫度開始，等速提升介質溫度，保持干燥介質溫度和木材溫度之間溫層為常數(shù)，確保干燥介質傳給木材的熱流量不變，使木材干燥速度基本保持一致。 要求干燥介質以層流狀態(tài)流過材堆，不改變氣流方向。方法簡單、操作方便，干燥快速和節(jié)能。連續(xù)升溫干燥基準（30mm厚紅松）連續(xù)升溫干燥基準（50mm厚紅松）d）干燥梯度基準 主要應用于木材干燥過程自動控制。干燥梯度是指木材平均含水率與干燥介質狀態(tài)對應木材平衡含水率之比。 干燥梯度大小反映木材干燥速度快慢，對控制木材干燥過程具有重要的意義。 干燥梯度基準制定根據(jù)木材

24、厚度和干燥難易程度，及不同含水率階段木材中水分移動性質，使干燥梯度維持在一定范圍內(nèi)，保證木材干燥質量。 梯度干燥基準選用是根據(jù)木材樹種選擇其基準組，根據(jù)木材厚度選擇干燥強度，厚度60mm以上選用軟基準，厚度在3060mm之間選用適中基準，厚度在30mm以下選用硬基準。6.2.1.2干燥基準的評價 用效率、安全性和軟硬度三個指標進行評價。效率：用干燥延續(xù)時間長短作為評價標準。同一干燥室內(nèi)用兩個不同的基準干燥同一種木材，同樣質量標準下，干燥延續(xù)時間短的基準效率高。安全性：木材在干燥過程中不發(fā)生干燥缺陷，用干燥過程中木材內(nèi)部存在實際含水率梯度與使木材產(chǎn)生缺陷的臨界含水率梯度的比值來表示，比值越小，安

25、全性越好。軟硬度：在一定干燥介質條件下，木材內(nèi)水分蒸發(fā)的程度。當木材樹種、規(guī)格和干燥設備性能相同時，干濕球溫度差大和氣流速度快的干燥基準為硬基準；反之為軟基準。同一干燥基準對某一樹種或規(guī)格的木材是軟基準，對另一規(guī)格或樹種的木材可能就是硬基準。 6.2.2干燥基準的編制方法 制定新干燥基準時，需了解木材性質和干燥特性，特別是木材的基本密度、干縮系數(shù)和干縮性等性質，并以性質相近木材的干燥基準作為參考，制定出初步干燥基準；或者鋸取小試樣木材放在干燥箱內(nèi)，在一定溫度條件下進行干燥，觀察木材試樣干燥狀況，進行分析制定出初步的干燥基準；還可根據(jù)特定圖表來確定出初步干燥基準。初步的干燥基準經(jīng)實驗室條件下小試

26、與基準調整，再經(jīng)過實際生產(chǎn)條件下中試與基準調整，即可成為合理的干燥基準。a）比較分析法 沒有干燥基準可參考，基準制定首先從研究木材性質和干燥特性開始，用分析和試驗相結合方法在實驗室進行干燥基準試驗。 材性指木材基本密度、弦向和徑向干縮系數(shù)；木材干燥特性指干燥難易程度和易產(chǎn)生干燥缺陷。通過測試，參考性質和干燥特性與其相近木材干燥基準，確定出被干木材初步干燥基準。干燥基準的制定步驟如下：根據(jù)測試擬干木材性質、干燥特性，參考與其相近木材的干燥基準，通過分析和比較制定出被干木材初步干燥基準。在實驗室條件下進行多次小試，將各含水率階段分層含水率結果繪成含水率梯度曲線，注明各個階段發(fā)生干燥缺陷性質和數(shù)量。

27、根據(jù)小試結果統(tǒng)計和分析，對初步干燥基準進行重新修訂。比較幾次試驗結果，將缺陷最小，梯度最大曲線設為標準曲線。根據(jù)含水率標準曲線確定干燥基準各含水率階段介質狀態(tài)參數(shù)，確定為初步應用干燥基準，進行生產(chǎn)性試驗。如果生產(chǎn)性試驗成功，可認為初步應用干燥基準是合理的，并在生產(chǎn)上繼續(xù)考察和修改，最終確定為該樹種和規(guī)格的干燥基準。b）圖表法 根據(jù)凱爾沃思的研究，干燥基準可以通過圖表直接查到。根據(jù)被干木材沿厚度平均含水率規(guī)由圖確定表征干燥介質狀態(tài)的平衡含水率EMC和干燥梯度DG。干燥基準推薦表（1）適用于針葉材 （2） 適用于闊葉材c）百度試驗法 是把標準尺寸試件放置在干燥箱內(nèi)，在溫度為100條件下進行干燥并觀

28、察其端裂與表面開裂的情況，干燥終了后，鋸開試件觀察其中央部位內(nèi)裂（蜂窩裂）和截面變形（塌陷）狀態(tài)。以確定木材在干燥室干燥時溫度和相對濕度。 百度試驗法是根據(jù)試材的初期開裂（端裂與表面開裂）、內(nèi)部開裂與塌陷等破壞與變形的程度而決定干燥基準的初期溫度，末了溫度和干濕球溫度差（相對濕度）。 用標準試件所確定出的是被試驗樹種厚度為25mm厚板材的干燥基準。另外，根據(jù)試件在干燥過程中含水率的變化和干燥時間的關系，還可以估計被試樹種木材在進行室干時所需要的時間。百度試驗法的試驗方法如下: 從試驗試材中選擇標準的弦切板，鋸取規(guī)格為厚20mm寬l00mmx長200mm的刨光標準試件最少8塊。同時在緊靠試件兩端

29、截取兩片順紋厚度為1012mm的初含水率試片，用烘干法測定試件的初含水率。標準試件測得初重后，橫立100恒溫干燥箱內(nèi)烘干。每隔1h稱量試件的變化，測定其干燥速度。并在開始的13h內(nèi)，注意觀察試件端頭和表面開裂的情況，當開裂達到最大程度時，取出試件，測量開裂的程度，對照以下規(guī)定和下表確定初期開裂的等級。 長細表裂、端表裂:長度50mm，寬度2mm; 短細表裂、端表裂:長度50mm，寬度2mm; 寬表裂、寬端表裂:寬度2mm。6.2.3干燥基準的選用 根據(jù)被干木材樹種和規(guī)格選擇適宜的干燥基準?；鶞蔬x擇是否合理，影響生產(chǎn)量和干燥質量。 木材干燥基準可通過查表獲得。從表4-20和4-22中查找某樹種和

30、規(guī)格對應基準號，根據(jù)基準號查附錄5和附錄6中木材干燥基準表，可獲得該樹種和規(guī)格木材干燥基準。6.3干燥過程的實施 干燥過程實施之初先進行操作：關閉進、排氣道； 啟動風機，對多臺風機，逐臺啟動； 打開疏水器旁通管閥門，緩慢打開加熱器，使加熱系統(tǒng)緩慢升溫同時排出管系內(nèi)空氣、積水和銹污，待旁通管有大量蒸汽噴出時關閉旁通管閥門，打開疏水器閥門，使疏水器正常工作。 干燥工藝實施過程中，干燥室內(nèi)干球溫度升到4050時，須保溫0.5h，使室內(nèi)壁和木材表面預熱，再逐漸開大加熱器閥門，并適當噴蒸，使干、濕球溫度同時上升到預熱處理要求的介質狀態(tài)。處理結束后進入干燥階段，按工藝要求進行操作。6.3.1預熱階段 裝置

31、啟動，通過噴蒸，或與加熱結合，對木材進行預熱處理。預熱處理目的：讓木材熱透，使含水率梯度和溫度梯度方向保持一致，消除生長應力；對半干材和氣干材消除表面應力；對生材和濕材，可使含水率偏高木材蒸發(fā)一部分水分，趨于一致。也可以降低纖維飽和點和水分粘度，使木材表面毛細管擴張，提高木材表面水分移動速度。 預熱處理過程中，木材表面水分一般不蒸發(fā)，允許少量吸濕。預熱階段干燥介質狀態(tài)預熱溫度：略高于干燥基準開始階段溫度。硬闊葉材高5，軟闊葉材及厚度60mm以上針葉材高8，厚度60mm以下針葉材高15。預熱濕度：生材干濕球溫度差0.51；氣干材溫度差使室內(nèi)木材平衡含水率略大于氣干時木材平衡含水率。預熱時間：木材

32、中心溫度不低于規(guī)定介質溫度3為準。針葉材及軟闊葉材夏季1h/cm，冬季木材初始溫度低于-5時，增加20%30%。硬闊葉材及落葉松按上述時間增加20%30%。 預熱結束后，將介質溫、濕度降到基準相應階段規(guī)定值，即進入干燥階段。6.3.2干燥階段6.3.2.1干燥階段的實施 木材經(jīng)預熱處理后，處于干燥最佳狀態(tài)，按干燥基準進行操作，進入干燥階段。 干燥過程中，干燥介質參數(shù)調節(jié)嚴格按照干燥基準進行。 溫度轉換時，不許急劇升高溫度和降低濕度。按含水率干燥基準控制的干燥過程，干燥介質溫度是逐漸升高和逐漸降低濕度。升溫和降濕速度，根據(jù)被干木材樹種和厚度確定。升溫速度：軟雜木 3.5cm以下2/h，3.5cm

33、以上1/h； 硬雜木 3.5cm以下1.5/h，3.5cm以上1/h。降濕速度：軟雜木 3.5cm以下每小時下降3， 3.5cm以上每小時下降2； 硬雜木 3.5cm以下每小時下降2， 3.5cm以上每小時下降2。調節(jié)誤差：溫度不超過2；濕度不超過5。 6.3.2.2干燥階段的熱濕處理a）中間熱濕處理 木材干燥過程中表面水分蒸發(fā)速度比內(nèi)部水分移動速度大1001000倍左右，表面含水率先降至纖維飽和點并發(fā)生干縮，而內(nèi)部含水率還遠高于纖維飽和點；干燥基準越硬，這種現(xiàn)象越突出，發(fā)生開裂可能性越大。 對表層殘留伸張應力顯著的木材應進行中間熱濕處理，防止后期發(fā)生內(nèi)裂或斷面凹陷。 中間熱濕處理是通過高溫高

34、濕處理，促其表層吸濕，調整表層和內(nèi)層水分分布，削弱含水率梯度，使已存在的應力趨于緩和。經(jīng)處理后再轉入干燥時，在一定時間內(nèi)，干燥速率明顯加快而不會引起木材的損傷。 中間熱濕處理干燥介質狀態(tài)溫度：和木材當時含水率階段對應。干球溫度比當時干燥階段溫度高810，濕球溫度最高不超過100。濕度：按室內(nèi)木材平衡含水率比該階段基準規(guī)定值高5%6%，或近似控制干、濕球溫度差為23。 處理時間：近似地憑經(jīng)驗估計：針葉材和軟闊葉材厚板，及厚度不超過50mm厚的硬闊葉材，處理時間為每1h/cm左右；厚度超過60mm的硬闊葉材和落葉松約為1.52h /cm。中間熱濕處理次數(shù) 中間熱濕處理以防止表裂和改善干燥條件為主，

35、只需在含水率減少1/31/2時處理1次即可。 針葉材和軟闊葉材中、薄板及中等硬度闊葉材薄板可不處理。 中等硬度闊葉材中、厚板材，處理12次；處理2次時，分別在含水率降低1/3和降至25%附近進行。 硬闊葉材中、厚板，處理3次或3次以上，考慮在含水率45%、35%、25%、15%附近進行。具體通過應力檢驗，在表面張應力達最大值時，或當表面硬化較嚴重時（殘余應力較大）進行處理。中期處理前后應力試驗片齒形的變化中間熱濕處理效果判斷 根據(jù)應力試驗片齒形變化狀況判斷，如圖所示。未處理前：木材中存在較大應力（如圖中1） ；處理后：應力消除（如圖中2）或減少（如圖中,3）；處理過度：出現(xiàn)（圖中4）的情況，應

36、力向相反方向發(fā)展，造成反應力，材質固化，難以矯正。 處理時間不夠：應力只有一部分消除，齒形彎曲程度緩和一些，仍應延長處理時間，直到應力完全消除。b）平衡熱濕處理 平衡處理目的是為了提高整個材堆的干燥均勻度和沿厚度上含水率分布的均勻度。平衡處理時干燥介質狀態(tài)溫度：比基準最后階段高58；但干球溫度最高不超過100。硬闊葉樹木材中、厚板對干燥質量要求較高，溫度不超過基準最后階段的溫度。濕度：按室內(nèi)介質對應的木材平衡含水率等于允許的終含水率最低值確定。介質平衡含水率比木材終含水率可以低2。時間：參照木材終了處理時間，按每1cm厚度維持26h估計，在室干結束后進行檢驗，以便總結和修正。對于針葉材和軟闊葉

37、材薄板，或次要用途的木材干燥，可不進行平衡處理。6.3.3終了熱濕階段6.3.3.1終了熱濕處理 材干燥到終含水率時，要進行終了熱濕處理。 目的：消除木材橫斷面上含水率分布的不均勻，消除殘余應力。要求干燥質量為一、二和三級的木材，必須進行終了處理。處理時干燥介質的狀態(tài)溫度：比干燥基準最后階段高58，或保持平衡處理時溫度；濕度：按室內(nèi)木材平衡含水率高于終含水率規(guī)定值的5%6%確定。高溫下相對濕度達不到要求時，可適當降低溫度。時間：按樹種和厚度近似估計，針葉材和軟闊葉材厚度小于60mm時1h/cm，厚度大于60mm時1.5h /cm。中等硬度闊葉材和落葉松薄板1h/1cm，中、厚板1.5h/cm，

38、木材越厚處理時間越長。硬闊葉材h /cm；處理時間隨材質硬度和木材的厚度增加而增加。終了處理時間（h）注：1 表列值為一、二級干燥質量木材的處理時間，三級干燥質量木材的處理時間為表 列值的1/2。 2 有*號者表示需要進行中間處理，處理時間為表列值的1/3。 終了熱濕處理后，在干燥基準最后階段介質狀態(tài)下繼續(xù)干燥，并在和終含水率相平衡的空氣狀態(tài)中使據(jù)材保持若干小時，進行調節(jié)處理，使沒有干好的木材變干，過干的木材被潤濕，使終含水率沿木材斷面分布均勻。6.3.3.2干燥結束 干燥過程結束后，關閉加熱器和噴蒸管閥門。為加速木材冷卻卸出，風機繼續(xù)運轉，進、排氣口呈微啟狀態(tài)。室內(nèi)溫度降至不高于大氣溫度30

39、時方可出室。寒冷地區(qū)可在室內(nèi)溫度低于30時出室。 干木材存放期間，要求含水率不發(fā)生大幅度波動。要求存放干木材庫房氣候條件穩(wěn)定，力求和干木材終含水率相平衡，不使木材在存放期間含水率發(fā)生大的變化。這樣，就要求有空氣調節(jié)設備，或安裝簡易的通風采暖裝置，庫房在寒冷季節(jié)維持不低于5的溫度；相對濕度維持在3560%范圍內(nèi)。對于貯存時間較長的木材，應按樹種、規(guī)格分別堆成互相銜接的密實材堆，可以減輕木料變化程度。 6.3.4木材干燥操作過程及注意事項6.3.4.1干燥室內(nèi)溫、濕度的調節(jié) 木材干燥過程中，干燥室內(nèi)溫度和相對濕度要符合干燥基準表規(guī)定要求，是實際操作中最主要、最經(jīng)常的工作。 溫度和相對濕度調節(jié)依靠操

40、作人員經(jīng)常觀察和測定干燥室內(nèi)溫、濕度變化情況，進行合理調節(jié)與控制。 通常情況下，溫度調節(jié)誤差不超過2；相對濕度調節(jié)誤差不超過5。 干燥介質狀態(tài)調節(jié)順序表注：表中文字上角標表示操作順序6.3.4.2干燥室操作注意事項要求供汽壓力不超過0.4MPa，盡量使供汽壓力穩(wěn)定。干球溫度由加熱閥門調節(jié)，相對濕度或干濕球溫度差由進、排氣道和噴蒸管調節(jié)。為使介質狀態(tài)控制穩(wěn)定，減少熱量損失，應注意加熱、噴蒸、進排氣三種執(zhí)行器互鎖。干燥階段，加熱不噴蒸，噴蒸不加熱，噴蒸時進排氣道關閉，進排氣道打開時不噴蒸。盡量減少噴蒸，充分利用木材中蒸發(fā)的水分提高室內(nèi)相對濕度。溫差大于基準設定值l時，應關閉進排氣道，大于2時進行噴

41、蒸，大于3，除上述措施外還應停止加熱同時打開疏水器旁通閥，排凈加熱器內(nèi)余汽，用緊急降溫辦法來提高相對濕度。干、濕球溫度難以達到基準要求數(shù)值，先控制干球溫度不超過基準要求誤差范圍，再調節(jié)溫差在要求范圍內(nèi)。風機運行如發(fā)現(xiàn)聲音異?；蛴凶矒袈?，立即停機檢查，排除故障后再工作。遇停電或因故停機，立即停止加熱或噴蒸，關閉進排氣道，防止木材損傷降等。注意改變風向，先停3min以上，風機停穩(wěn)后再逐臺反向啟動。風機改變風向后，溫、濕度采樣應改變，始終以材堆進風側溫、濕度為執(zhí)行干燥基準依據(jù)。供汽壓力正常的情況下，操作也正常，升溫、控溫不正常時，可能是疏水器工作不正常所致，需修理或更換。遇停電或因故停機，應立即停止

42、加熱和噴蒸，并關閉進排氣道。采用干濕球溫度計的干燥室，要每次更換紗布，并保持一定的水位。6.3.5木材干燥工藝舉例a）舉例1 水曲柳木材，厚度40mm，初含水率65%，終含水率812，干燥質量二級；制定其干燥工藝。（1）確定水曲柳木材的干燥特性 查附錄2得：基本密度0.509g/cm3；弦向干縮系數(shù)0.184；徑向干縮系數(shù)0.338。屬于難干木材，易產(chǎn)生翹曲及內(nèi)裂。（2）確定水曲柳木材的干燥基準 查表4-22，選定基準號131*；查附錄6，選定（40mm厚）水曲柳木材干燥基準見表4-25所示。水曲柳木材干燥基準（40mm厚）（3）預熱處理介質狀態(tài) 根據(jù)木材預熱處理工藝規(guī)程中規(guī)定，預熱處理介質狀

43、態(tài)為：預熱溫度：65570（取高于基準第一階段溫度5）；相對濕度：98（取t0.5確定介質濕度，用t70，t0.5查干燥介質濕度表）； 預熱時間：6h（按厚度1cm處理1h增加30來計算：44305.2h，取為6h）。 預熱處理結束后，將介質溫濕度降到基準第一階段規(guī)定的值，進入干燥階段。（4）干燥階段 嚴格按照干燥基準進行操作；以1/h速度升溫。中間處理：（40mm厚）水曲柳屬于中等硬度闊葉樹中、厚木材，根據(jù)中間處理工藝規(guī)程，確定中間處理2次。 第一次處理在含水率降低1/3時進行，含水率在40（652/343，取40）時進行處理； 第二次處理在含水率25%進行。第一次中間處理介質狀態(tài)：溫度：6

44、7875（取高于基準該含水率階段溫度8）；相對濕度：94（取高于該含水率階段EMC6確定介質濕度；按t75，EMC13.6619.6查圖2-4）； 時間：5h（查表4-23，取15h的1/3）第二次中間處理介質狀態(tài)：溫度：75883（取高于基準該含水率階段溫度8）；相對濕度：90（取高于該含水率階段EMC6確定介質濕度；按t83，EMC10.3616.3查圖2-4）； 時間：5h（查表4-23，取15h的1/3）。平衡處理：當檢測的最干木材含水率降至8時，開始進行平衡處理。平衡處理介質狀態(tài)：溫度：90595（取高于基準該含水率階段溫度5）；相對濕度：70（取EMC8確定介質濕度；按t95，EM

45、C8查圖2-4）； 時間：10h（查表4-23）。（5）終了熱濕處理 檢測的木材平均含水率達到10%時，開始進行終了處理。終了處理介質狀態(tài)：溫度：90595（高于基準該含水率階段溫度5）；相對濕度：90（取介質EMC高于終含水率5確定介 質濕度；按t95，EMC15查圖2-4）； 時間：10h（查表4-23）。 終了處理結束后，結束干燥木材干燥過程。干燥室內(nèi)溫度降到不高于大氣溫度30時木材方可運出干燥室。b) 舉例2 略6.4木材干燥缺陷及預防6.4.1干燥缺陷類型 木材干燥產(chǎn)生缺陷的因子是干燥條件、干縮率、水分移動難易及材料抵抗變形能力等，大多數(shù)能防止或減輕。6.4.1.1木材外部開裂 木材

46、室干中發(fā)生的初期開裂主要有以下兩種情況。（1）表裂 是在弦切板外弦面上沿木射線發(fā)生的縱向裂紋。是由干燥前期表面張應力過大而引起。（2）端裂（劈裂或縱裂） 有制材前原木生長應力和干縮出現(xiàn)的裂紋，也有干燥條件惡劣時發(fā)生新的端裂，或使原來裂紋擴展。厚度較大木材，木射線粗的硬闊葉材或髓心板，由于端部干燥應力和弦、徑向收縮應力差異及生長應力疊加發(fā)生沿木射線或髓心的端部縱裂。端裂直接影響木材加工出材率。6.4.1.2木材內(nèi)部開裂 內(nèi)部開裂是在木材內(nèi)部沿木射線裂開，如蜂窩狀。外表無開裂痕跡，鋸斷時才能發(fā)現(xiàn)。通常伴隨外表不平坦或明顯皺縮、或炭化、或質量變輕等。一般發(fā)生于干燥后期，由于表面硬化嚴重，后期干燥條件

47、又較劇烈，內(nèi)部張應力過大引起。厚度較大，尤其密度大、木射線粗、木質較硬樹種，如櫟木、水曲柳、柯木、錐木、楓香、柳安等硬闊葉樹材，都易發(fā)生內(nèi)裂。6.4.1.3木材變形 變形是由于板材紋理不直、各部位或不同組織間收縮差異及局部塌陷引起。彎曲程度與樹種、樹干形狀及鋸解方法有關。室干材可通過合理裝堆和控制干燥工藝來避免或減輕這些變形。變形主要有橫彎、順彎、扭曲和翹曲等幾種。變形會給加工帶來困難，加工余量增加，出材率明顯降低。（1）橫彎,（2）順彎, （3）弓彎(翹彎),（4）扭曲6.4.1.4木材的皺縮 是木材細胞不均勻收縮引起的不均勻凹陷。常見于某些闊葉樹材，如桉樹、楓香、楊木等。一般在高含水率階段

48、干燥較快時發(fā)生。也有少數(shù)樹種如桉樹氣干條件下也常會發(fā)生皺縮，與細胞形態(tài)、胞壁厚薄不均及透氣性有關。塌陷集中部分出現(xiàn)板面凸凹不平現(xiàn)象，使加工余量增大。因室干工藝不合理引起皺縮，往往伴隨有內(nèi)裂或外裂，嚴重者使木材降等乃至報廢。易發(fā)生皺縮樹種在高含水率階段應低溫高濕條件緩慢干燥或先將木材經(jīng)過一段時間氣干，可減輕或避免皺縮發(fā)生。條溝型皺縮 內(nèi)裂型皺縮 均勻型皺縮6.4.1.5木材的變色 變色主要有兩種：一種是由變色菌、腐朽菌繁殖發(fā)生變色；另一種是由木材中抽提物成分在濕熱狀態(tài)下酸化造成變色。 干燥過程中霉菌會使木材變色。易長霉某些樹種，如橡膠木、馬尾松、榕樹、椰木、云南鐵杉等，高含水率階段，當大氣環(huán)境溫

49、、濕度較高且不通風時，極易長霉。不宜采用低溫干燥方法。尤其是濕材或生材干燥，干燥溫度不應低于60。高溫干燥含水率高的木材往往會使木材顏色加深或變暗；有時會因噴蒸處理時間過長（濕度過大）或干燥室長期未清掃使木材表面變黑。 氧化酶會導致木材表面變色。變色因樹種不同而異，如冷杉邊材變黃，榿木變紅棕色，柳杉變黑。含水率和濕度是酶變色的重要影響因素。當環(huán)境相對濕度達100時，木材出現(xiàn)酶變色。溫度也影響變色，環(huán)境溫度在20以下時變色緩慢。6.4.2干燥缺陷產(chǎn)生原因及預防 木材在室干過程中和室干結束以后，易產(chǎn)生的缺陷分為二大類：一類為肉眼能看見，稱之為可見缺陷。例如，開裂、彎曲、皺縮等。另一類為不可見缺陷。

50、例如，內(nèi)應力，木材機械強度降低等。 木材在干燥過程中易產(chǎn)生的干燥缺陷種類繁多，產(chǎn)生干燥缺陷原因各不相同。本節(jié)通過對實際生產(chǎn)中干燥缺陷產(chǎn)生的一般原因和預防及糾正方法進行了歸納和總結，列于表中僅供參考。6.5木材干燥質量的檢驗 干燥質量檢測在木材干燥結束后進行，根據(jù)鋸材干燥質量國家標準GB/T 64911999的規(guī)定進行檢測。6.5.1干燥木材的干燥質量指標 干燥質量指標包括平均最終含水率( )、干燥均勻度即材堆或干燥室內(nèi)各測點最終含水率與平均最終含水率的容許偏差( MCz)、木材厚度上含水率偏差(MCh)，殘余應力指標(Y)和可見干燥缺陷(彎曲、干裂等)。含水率及應力質量指標 可見干燥缺陷質量指

51、標 木材干燥質量等級范圍：一級：適用于儀器、模型、樂器、航空、紡織、精 密儀器制造、鞋楦、歇根、工藝品、鐘表殼 等生產(chǎn)。二級：適用于家具、建筑門窗、車輛、船舶、農(nóng)業(yè) 機械、軍工、實木地板、細木工板、縫紉機 臺板、室內(nèi)裝飾、衛(wèi)生筷、指接材、紡織木 構件、文體用品等生產(chǎn)。三級：適用于室外建筑用料、普通包裝箱、電纜盤 等生產(chǎn)。四級：用于遠程運輸木材、出口木材等。6.5.2 干燥木材含水率6.5.2.1 木材含水率要求 干燥木材含水率即木材經(jīng)過干燥后最終含水率，按用途和地區(qū)考慮確定。以用途為主，地區(qū)為輔。我國各地區(qū)木材平衡含水率見表4-29所示。該值可以作為確定干燥木材含水率的依據(jù)，干燥木材含水率應比

52、使用地區(qū)的平衡含水率低23。干燥木材含水率按用途確定見表4-30。6.5.2.2干燥木材含水率與殘余應力檢測（1）檢測被干木材各項含水率，除分層含水率外，其余指干燥木材斷面上平均含水率；干燥木材各項含水率指標，采用稱重法和電測法進行測定。以稱重法為準，電測法為輔；（2）同室干燥木材平均最終含水率( )、干燥均勻度(MCz)、厚度上含水率偏差(MCh)等干燥質量指標，用含水率試驗板(整塊被干木材)進行測定。木材長度3m時，含水率試驗板于干燥前一批被干木材中選取，要求沒有材質缺陷，含水率要有代表性。木材長度2m時，含水率試驗板于干燥結束后木堆中選取。干燥木材平均最終含水率，用含水率試驗板平均最終含水率檢測。含水率試驗板平均最終含水率( ）計算：干燥均勻度(MCz)可用均方差來檢查。均方差()用下式計算，精確至0.1。 木材厚度上含水率偏差()MCk)按其