水曲柳厚板材汽蒸处理的探讨

    1.前言
　　在家具建筑装饰的工程中，大自然赐给人们的木材被视为上品，实木家具，豪华木门和木地板等等成为高雅装饰的主题。实木家具选用世界上各种珍贵的木材，当木材锯成板材后首先要进行干燥处理，以提高木材的尺寸稳定性，不至于在使用中因气候的变化而开裂变形，使木材的自然风韵和美感始终如一。实木家具较多取用厚板材，一般厚度在50-80mm，对于厚板材的干燥处理难度就大些，要做到干燥的终含水率均匀，并无较大的干燥缺陷，确实要下点功夫，要不断实践，把理论与实践结合起来，在实践中再检验理论的正确与否。笔者在原福州木材厂的干燥窑内，对水曲柳厚板材进行十几次的干燥生产实践，其结果探讨如下。望各位专家指正。

    2.水曲柳板材与规格
　　水曲柳，学名：Fraxinus mandshurica,主要产地：东北各省，板材厚55mm（3mm，长4m，自然宽，初含水率50％左右。板材锯切后，有一部分端头已有端裂或表裂。

    3.干燥工艺
　　对于水曲柳厚板材的干燥，通常采用软基准干燥工艺，此工艺干燥时间太长，约需三周左右时间。笔者结合多年教堂科研与实践，在原工艺的基础上作了改进，干燥时间约二周左右。

3.1在预热阶段中，为使木材既充分热透，又暂不蒸发水分。一边逐渐打开蒸汽加热器的阀门，以提高窑内的温度，一边逐渐打开喷蒸管的阀门，直接向窑内喷射蒸汽，在窑内风机的驱动下，使整个材堆均匀地加热加湿。这时进排汽口均关闭，而且要求干球温度与湿球温度相差2°C以内，后干球温度升到100°C，湿球温度也升到99-100°C，使窑内的介质趋于饱和状态，经过几小时的汽蒸预热处理后，提高了木材的水分渗透性，有利于下一步的干燥。

3.2在干燥阶段一开始，对水曲柳厚板而言，此时停止加热加湿，并微开排汽口，逐渐拉开干球温度与湿球温度的差距。如干球温度为98°C，湿球温度95°C，相对湿度90％，从干燥阶段一开始，木材表面就开始蒸发水分。木材经100°C的充分预热，内部的温度与表面温度趋于一致，由于外界暂停加热，介质的温度就开始下降，而木材表面的水分发也要消耗一部分热量，这样就形成木材表面温度低于内层的温度，即木材的温度梯度内高外低。另外，由于表面水分开始蒸发，而内部的水分尚未排除，此时也形成内部水分高于表层水分，即木材的含水率梯度内高外低。由于含水率梯度和温度梯度的一致方向（由内往外），虽然干燥介质的温度降低了，但随着相对湿度的逐渐下降水蒸汽不断排到窑外。在一定的温度条件下不断排到窑外。在一定的温度条件下相对湿度越低，介质吸收水蒸汽的能力就越强，木材就干燥得越快。当干球温度从100°C降到一定低点的温度时，就不能再降了，如干球温度降到65°C，湿球温度降到58°C，相对湿度为71％，此时的木材平衡含水率约为10％。这样的露天干燥状况可维持到含水率降到30％左右时，进行一次短时间的中间喷蒸处理。然后再升高干球温度在70°C，相对湿度保持在71-73％。当含水率又降低7％左右时，再降低干球温度5-7°C，相对温度仍然保持在70％；这样反复几次的升温、降温，即波动干燥基准。直到木材接近终含水率时。进行焖窑处理，以结束干燥全过程。

    4.干燥基准表

　　表1列出十几次干燥生产中有代表性的水曲柳干燥基准表

　　　　表1　水曲柳干燥基准

树种：水曲柳，厚度55mm，初含水率50％，干燥时间318.5小时 干燥各阶段 T干°C T湿°C  相对湿度 ф％ 处理时间 h  平均含水率
变化阶段

升温 25↑100 21↑100 70↑100 5 50 预热 100 100 100 5 50.3 干燥1 100↓65 100↓58 100↓71 96 30％
中间处理

干燥2 70 63 71 36 23 干燥3 63 55 66 36 20 干燥4 70 63 71 36 17.6 干燥5 60 52 66 36 15.8 干燥6 70 63 71 36 12.6
终了处理

1 焖窑 70↓30 63↓25 30 9.7
 
   5.干燥质量

以下列出十几次干燥生产中有代表性的干燥质量记录。

表2水曲柳干燥质量

水曲柳：厚度55mm ，W=9.65% 检验板 窑内放置部位 W终％ 厚度上含水率偏△Wh％ 应力偏差 Y％ 1 前 9.9 3.5 2.5 2 中 9.7 3.4 2.8 3 后 9.5 3.1 2.7 4 中上方 9.5 3.0 2.7
    板材在人工堆垛时，严格按标准执行，干燥后的木材无弯曲，内裂和纵裂表裂等缺陷，原来有裂纹的在干燥后有小范围的扩展，这属于正常现象。以上参照GB6491-81干燥质量国家标准，均达到二级干燥质量等级。
　

    6.初步结论
　　对实木家具用材。特别是厚板材的干燥处理，在预热阶段，采用高温高湿的喷蒸处理，可提高干燥的速度。在干燥阶段，用较低的温度，要控制好相对湿度，因为相对湿度起着控制干燥速度快慢的主要因素。中间进行数次的喷蒸处理，以消除应力。在较低的含水率阶段时，采用几次的波动干燥基准。这样，整个干燥周期比常规的软基准干燥缩短一周左右，干燥质量还是好的。因此，对于普通的木材干燥窑（如顶风机型、侧向通风型和端风机型）均可采用此工艺干燥厚板材。