柳杉木材同质炭化木的生产加工方法
【专利摘要】柳杉木材同质炭化木的生产加工方法，由裁锯、脱脂、干燥、回潮、堆垛、进窑、升温、炭化、降温、出窑共十一道工序完成，其有益效果是首先将柳杉木材进行脱脂处理，为实现同质炭化打好基础；进窑时用高岭土将木材包覆，可以完全隔绝空气并均匀炭化效果；封窑后从整体上降低炭化温度，延长炭化时间，这样可以保证柳杉木材从外到内各个部位得到相同程度的炭化处理，使其各个部位的吸湿性、尺寸稳定性、力学性能、抗腐蚀性能、硬度和抗压性、胶合和表面涂饰性能，特别是颜色均显示出相同的良好特性。通过改进脱脂方法、炭化辅助材料以及炭化温度和时间，可以使炭化木达到更好的同质化效果，同时也可以提高胶合性效果，提高了产品的应用价值和经济效益。
【专利说明】柳杉木材同质炭化木的生产加工方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于林业产品加工【技术领域】，特别是一种柳杉木材同质炭化木的生产加工 方法。
【背景技术】
[0002] 炭化木是在不含任何化学剂条件下应用高温对木材进行炭化处理，使其营养成分 被破坏，从而具有较好的防腐防虫功能，由于其吸水官能团半纤维素被重组，使产品具有较 好的物理性能。
[0003] 炭化木是真正的绿色环保产品，尽管产品具有防腐防虫性能，却不含任何有害物 质，不但提高了木材的使用寿命，而且不会在生产过程中使用过程中以及使用后的废料处 理对人体、动物和环境有任何的负面影响；经过炭化后的木材表面具有原色、黄色、棕色或 深棕色的美观效果，并拥有防腐及抗生物侵袭的作用，其含水率低、不易吸水、材质稳定、不 变形、完全脱脂不溢脂、隔热性能好、施工简单、涂刷方便、无特殊气味，是理想的室内及桑 拿浴室材料，成为卫浴装饰新的流行趋势；其防腐烂，抗虫蛀、抗变形开裂，耐高温性能也成 为户外泳池景观的理想材料。
[0004] 目前市场上的炭化木主要是表层炭化木和深度炭化木，表层炭化木是用氧焊枪烧 烤，使木材表面具有一层很薄的炭化层，对木材性能的改变可以类比木材的油漆，但可以突 显表面凹凸的木纹，产生立体效果；深度炭化木是经过200度左右的高温炭化技术处理的 木材，使其深层也得到炭化处理，破坏其内部的营养成分，改变其吸水官能团半纤维素的结 构，达到防腐防潮的目的进而延长使用寿命的效果。
[0005] 深度炭化木虽然能够达到防腐防潮的效果，但是其内外颜色深浅不一，严重影响 了进一步加工产品的品质效果，为此，发明人研宄团队经过长期研宄实践，总结出了一套同 质炭化木的加工生产方法，不仅能够防腐防潮，而且颜色美观、均匀、耐久。于是发明人研发 团队在2013年6月申请了"以马尾松木材为原材料的同质炭化木的生产方法"的专利，专利 申请号为2013102572655,该专利方法能够使马尾松木材从外到内各个部位得到相同程度 的炭化处理，使其各个部位的吸湿性、尺寸稳定性、力学性能、抗腐蚀性能、硬度和抗压性、 胶合和表面涂饰性能，特别是颜色均显示出相同的良好特性，达到真正的同质炭化效果。
[0006] 但是，经过一年多来的生产实践，发明人发现，该专利方法仍然存在一些问题，首 先是，脱脂不完善，影响干燥和炭化效果，其次是对于5-6cm较厚的木材的同质化效果不理 想，再次是在炭化程度的掌控上较难操作准确。另外还发现，不同的材质需要采取不同的温 度，才能得到更好的效果。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的技术问题是针对上述问题提供一种将柳杉木材进行脱脂、干燥 和炭化处理，以便得到木材内外的处理效果高度一致的炭化木材。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种柳杉木材同质炭化木的生 产加工方法，由裁锯、脱脂、干燥、回潮、堆垛、进窑、升温、炭化、降温、出窑共十一道工序完 成，其特征在于具体生产步骤如下。
[0009] ⑴裁锯：将柳杉木材裁锯成长度为100-300cm，厚度3-6cm的木材。
[0010] ⑵脱脂：将柳杉木材堆码后浸没在石灰水中用小火烧煮，直到烧沸，再用大火沸煮 2-3小时，然后在烧沸的清水中漂洗0. 5小时，再放入常温清水中漂洗干净；石灰水为按照 重量份在100份水中加入25份石灰。
[0011] ⑶干燥：将蒸烤炉内温度调节在68-72°C之间，并向蒸烤炉内喷洒水蒸气使之呈 饱和状态，然后将脱脂后的柳杉木材放入蒸烤炉内充分吸水，25-30小时后柳杉木材吸水达 到饱和状态，然后停止喷洒水蒸气，调节蒸烤炉内温度在62-66°C，闷窑12-15小时，然后开 启排气孔向外排气，并将蒸烤炉内温度逐渐升至80-84°C，进行排脱水3-5小时；如此反复 2-4次，然后检测木材含水率，直到含水率为6-8%。
[0012] ⑷回潮：将干燥后的柳杉木材移至回潮室堆放10-12天，使柳杉木材内的纤维均 匀稳定地吸潮，并将含水率控制在10-12%。
[0013] (5)堆垛：将回潮后的柳杉木材外表面包覆8-12mm厚的高岭土泥浆，然后码放在钢 架上，木材与木材之间用不锈钢条隔开，上层放置压块；其中钢条的厚度为l-2cm，压块为 性能稳定的高密度物体，其放置量为〇. 5-1. 0吨/平方米；所述高岭土泥浆是将高岭土晒干 后碾成粉末除杂过筛，将粉末加水混合搅拌成浓稠状泥浆，直到能够用手捏出形状。
[0014] (6)进窑：将码好的柳杉木材推入炭化处理窑内，密封窑门，关闭炭化处理窑的各气 孔。
[0015] (7)升温：将窑内升温，前期每小时升温5_7°C，间断向窑内喷发水蒸气，使窑内湿 度保持为100% ;随着温度升高，首先在70°C温度处稳定持续保持2-4小时，然后在KKTC温 度处稳定持续保持2-4小时，再在120°C温度处稳定持续保持2-4小时，然后在后期以每小 时升温2-3°C温度的速度逐渐升至150-180°C。
[0016] ⑶炭化：根据柳杉木材原料情况和颜色需求保持窑内温度为150-180°C，每隔10 分钟向窑内喷发一次水蒸气，使窑内湿度保持为100%，持续处理6-10小时。
[0017] (9)降温：开启各气孔，将窑内降温，前期窑内温度在120°C以上时每小时降温 2-3°C，后期窑内温度在120°C以下时，每小时降温5-7°C，每隔20-30分钟向窑内喷发一次 水蒸气，并使窑内湿度从100%逐渐降至40%-45%;将炉内温度降至80°C时停止喷发水蒸气， 并将温度维持在80°C处进行干燥，直到木材含水率为4. 5%-8. 0%时，关闭热源，完全开窑， 自然降温。
[0018] (10)出窑：当窑内温度降至45°C以下时，取出木材，敲碎并回收高岭土以备再用，剩 下的木材即为柳杉木材的同质碳化木成品。
[0019] 当炭化柳杉木早材且需要颜色鲜明的原色炭化木时，在升温步骤⑶、炭化步骤(9) 和降温步骤(IQ)中，升温时前期每小时升温5°C，后期每小时升温2°C，炭化时在150-155°C下 处理6-7小时，降温时前期每小时降温2°C，后期每小时降温5°C。
[0020] 当炭化柳杉木早材且需要颜色适中的黄色炭化木时，在升温步骤⑶、炭化步骤(9) 和降温步骤(IQ)中，升温时前期每小时升温6°C，后期每小时升温2. 5°C，炭化时在155-160°C 下处理7-8小时，降温时前期每小时降温2. 5°C，后期每小时降温6°C。
[0021] 当炭化柳杉木早材且需要颜色成熟的黄棕色炭化木时，在升温步骤⑶、炭化步 骤(9)和降温步骤(IQ)中，升温时前期每小时升温7°C，后期每小时升温2.5 °C，炭化时在 160-165°C下处理8-9小时，降温时前期每小时降温2. 5°C，后期每小时降温7°C。
[0022] 当炭化柳杉木晚材且需要颜色适中的黄色炭化木时，在升温步骤⑶、炭化步骤(9) 和降温步骤(IQ)中，升温时前期每小时升温6°C，后期每小时升温2. 5°C，炭化时在165-170°C 下处理7-8小时，降温时前期每小时降温2. 5°C，后期每小时降温6°C。
[0023] 当炭化柳杉木晚材且需要颜色成熟的黄棕色炭化木时，在升温步骤⑶、炭化步 骤(9)和降温步骤(IQ)中，升温时前期每小时升温7°C，后期每小时升温2.5 °C，炭化时在 170-175°C下处理8-9小时，降温时前期每小时降温2. 5°C，后期每小时降温7°C。
[0024] 当炭化柳杉木晚材且需要颜色庄重的棕色炭化木时，在升温步骤⑶、炭化步骤(9) 和降温步骤(1Φ中，升温时前期每小时升温7°C，后期每小时升温3°C，炭化时在175-180°c下 处理9-10小时，降温时前期每小时降温3°C，后期每小时降温7°C。
[0025] 本发明的有益效果是首先将柳杉木材进行脱脂处理，可以避免在炭化处理过程中 因溢脂过多而在高温时引起外层炭化过度而出现炭化程度内外不均匀的现象，为实现同质 炭化打好基础，用冷水煮制，有助于更好的析出油脂，用沸水清洗，有有助于更好地洗去油 月旨；进窑时用高岭土将木材包覆，可以完全隔绝空气并均匀炭化效果；封窑后根据柳杉原 材料的不同材质和不同颜色目标而采取不同的升温和降温速度、炭化温度和炭化时间，并 且从整体上降低炭化温度，延长炭化时间，这样可以保证柳杉木材从外到内各个部位得到 相同程度的炭化处理，使其各个部位的吸湿性、尺寸稳定性、力学性能、抗腐蚀性能、硬度和 抗压性、胶合和表面涂饰性能，特别是颜色均显示出相同的良好特性。通过改进脱脂方法、 炭化辅助材料以及炭化温度和时间，可以使炭化木达到更好的同质化效果，同时也可以提 高胶合性效果，提高了应用价值和经济效益。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本 发明的进一步限定，不应以此限制本发明的保护范围。
[0027] 实施例1。
[0028] 将IOm3柳杉木材早材裁锯成长度为100cm，厚度3cm的木材；然后浸没在浓度为 20%的石灰水溶液中用小火烧煮，3小时后烧沸，接着烧大火连续煮沸2小时，然后在烧沸 的清水中漂洗〇. 5小时，再放入清水中漂洗干净；然后将蒸烤炉内温度调节为68°C，并向蒸 烤炉内喷洒水蒸气使之呈饱和状态，然后将脱脂后的柳杉木材放入蒸烤炉内充分吸水，25 小时后柳杉木材吸水达到饱和状态，然后停止喷洒水蒸气，调节蒸烤炉内温度为62°C，闷窑 12小时，然后开启排气孔向外排气，并将蒸烤炉内温度逐渐升至80°C，进行排脱水3小时； 如此反复2次，然后检测木材含水率，测得含水率为6%;然后将干燥后的柳杉木材移至回潮 室堆放10天，使柳杉木材内的纤维均匀稳定地吸潮，得到含水率为10%的柳杉木材。
[0029] 然后制备高岭土泥浆，即将高岭土晒干后碾成粉末除杂过筛，将粉末加水混合搅 拌成浓稠状泥浆，直到能够用手捏出形状。
[0030] 将高岭土泥浆包覆在每根柳杉木材的外表面，泥浆厚度为8mm，然后将柳杉木材码 放在钢架上木材与木材之间用厚度为Icm的不锈钢条隔开，放好后不再移动，以免因钢架 压迫使泥浆出现的缺口暴露在外；因上层表面积为5平方米，于是放置2. 5吨槽钢作为压 块；然后将码好的柳杉木材堆垛推入炭化处理窑内，再密封窑门，关闭各气孔；接着将窑内 升温，前期每小时升温5°C，间断向窑内喷发水蒸气，使窑内湿度保持为100%;随着温度升 高，首先在70°C温度处稳定持续保持2小时，然后在KKTC温度处稳定持续保持2小时，再 在120°C温度处稳定持续保持2小时，然后在后期以每小时升温2°C温度的速度逐渐升至 150°C;保持温度并每隔10分钟向窑内喷发一次水蒸气，使窑内相对湿度保持为100%，持续 处理6小时后开启各气孔，将窑内降温，前期窑内温度在120°C以上时每小时降温2°C，后期 窑内温度在120°C以下时，每小时降温5°C，每隔20分钟向窑内喷发一次水蒸气，并使窑内 湿度从100%逐渐降至40%;将炉内温度降至80°C时停止喷发水蒸气，当时室温为30°C，于 是将炉内温度维持在80°C处干燥4小时，这时测得木材含水率为4. 5%时，关闭热源，停止喷 发水蒸气，完全开窑，进行自然降温；当窑内温度降至45°C以下时，取出木材，敲碎并回收 高岭土以备再用，剩下的木材即为柳杉木材的同质碳化木成品。该炭化木的颜色基本上接 近柳杉木材原色。
[0031] 实施例2。
[0032] 将IOm3柳杉木材早材裁锯成长度为200cm，厚度4cm的木材；然后浸没在浓度为 20%的石灰水溶液中用小火烧煮，3小时后烧沸，接着烧大火连续煮沸2. 5小时，然后在烧沸 的清水中漂洗〇. 5小时，再放入清水中漂洗干净；然后将蒸烤炉内温度调节为69°C，并向蒸 烤炉内喷洒水蒸气使之呈饱和状态，然后将脱脂后的柳杉木材放入蒸烤炉内充分吸水，27 小时后柳杉木材吸水达到饱和状态，然后停止喷洒水蒸气，调节蒸烤炉内温度为63°C，闷窑 13小时，然后开启排气孔向外排气，并将蒸烤炉内温度逐渐升至81°C，进行排脱水4小时； 如此反复3次，然后检测木材含水率，测得含水率为6. 5% ;然后将干燥后的柳杉木材移至回 潮室堆放10天，使柳杉木材内的纤维均匀稳定地吸潮，得到含水率为10. 8%的柳杉木材。
[0033] 然后制备高岭土泥浆，即将高岭土晒干后碾成粉末除杂过筛，将粉末加水混合搅 拌成浓稠状泥浆，直到能够用手捏出形状。
[0034] 将高岭土泥浆包覆在每根柳杉木材的外表面，泥浆厚度为9mm，然后将柳杉木材码 放在钢架上木材与木材之间用厚度为Icm的不锈钢条隔开，放好后不再移动，以免因钢架 压迫使泥浆出现的缺口暴露在外；因上层表面积为5平方米，于是放置2. 5吨槽钢作为压 块；然后将码好的柳杉木材堆垛推入炭化处理窑内，再密封窑门，关闭各气孔；接着将窑内 升温，前期每小时升温6°C，间断向窑内喷发水蒸气，使窑内湿度保持为100% ;随着温度升 高，首先在70°C温度处稳定持续保持2小时，然后在KKTC温度处稳定持续保持2小时，再 在120°C温度处稳定持续保持2小时，然后在后期以每小时升温2. 5°C温度的速度逐渐升至 155°C;保持温度并每隔10分钟向窑内喷发一次水蒸气，使窑内相对湿度保持为100%，持续 处理7小时后开启各气孔，将窑内降温，前期窑内温度在120°C以上时每小时降温2. 5°C，后 期窖内温度在120 °C以下时，每小时降温6°C，每隔25分钟向窖内喷发一次水蒸气，并使窖 内湿度从100%逐渐降至45%;将炉内温度降至80°C时停止喷发水蒸气，当时室温为30°C， 于是将炉内温度维持在80°C处干燥4小时，这时测得木材含水率为5. 5%时，关闭热源，停止 喷发水蒸气，完全开窑，进行自然降温；当窑内温度降至45°C以下时，取出木材，敲碎并回 收高岭土以备再用，剩下的木材即为柳杉木材的同质碳化木成品。该炭化木的颜色为黄色。
[0035] 实施例3。
[0036] 将IOm3柳杉木材早材裁锯成长度为300cm，厚度5cm的木材；然后浸没在浓度为 20%的石灰水溶液中用小火烧煮，2. 5小时后烧沸，接着烧大火连续煮沸3小时，然后在烧沸 的清水中漂洗〇. 5小时，再放入清水中漂洗干净；然后将蒸烤炉内温度调节为70°C，并向蒸 烤炉内喷洒水蒸气使之呈饱和状态，然后将脱脂后的柳杉木材放入蒸烤炉内充分吸水，29 小时后柳杉木材吸水达到饱和状态，然后停止喷洒水蒸气，调节蒸烤炉内温度为64°C，闷窑 14小时，然后开启排气孔向外排气，并将蒸烤炉内温度逐渐升至82°C，进行排脱水5小时； 如此反复4次，然后检测木材含水率，测得含水率为7. 1%;然后将干燥后的柳杉木材移至回 潮室堆放10天，使柳杉木材内的纤维均匀稳定地吸潮，得到含水率为11. 3%的柳杉木材。
[0037] 然后制备高岭土泥浆，即将高岭土晒干后碾成粉末除杂过筛，将粉末加水混合搅 拌成浓稠状泥浆，直到能够用手捏出形状。
[0038] 将高岭土泥浆包覆在每根柳杉木材的外表面，泥浆厚度为10mm，然后将柳杉木材 码放在钢架上木材与木材之间用厚度为Icm的不锈钢条隔开，放好后不再移动，以免因钢 架压迫使泥浆出现的缺口暴露在外；因上层表面积为5平方米，于是放置4吨槽钢作为压 块；然后将码好的柳杉木材堆垛推入炭化处理窑内，再密封窑门，关闭各气孔；接着将窑内 升温，前期每小时升温7°C，间断向窑内喷发水蒸气，使窑内湿度保持为100%;随着温度升 高，首先在70°C温度处稳定持续保持2小时，然后在KKTC温度处稳定持续保持2小时，再 在120°C温度处稳定持续保持2小时，然后在后期以每小时升温2. 5°C温度的速度逐渐升至 160°C;保持温度并每隔10分钟向窑内喷发一次水蒸气，使窑内相对湿度保持为100%，持续 处理6小时后开启各气孔，将窑内降温，前期窑内温度在120°C以上时每小时降温2. 5°C，后 期窑内温度在120 °C以下时，每小时降温7 °C，每隔30分钟向窑内喷发一次水蒸气，并使窑 内湿度从100%逐渐降至45%;将炉内温度降至80°C时停止喷发水蒸气，当时室温为30°C， 于是将炉内温度维持在80°C处干燥4小时，这时测得木材含水率为6. 5%时，关闭热源，停止 喷发水蒸气，完全开窑，进行自然降温；当窑内温度降至45°C以下时，取出木材，敲碎并回 收高岭土以备再用，剩下的木材即为柳杉木材的同质碳化木成品。该炭化木的颜色为黄棕 色。
[0039] 实施例4。
[0040] 将IOm3柳杉木材晚材裁锯成长度为100cm，厚度3cm的木材；然后浸没在浓度为 20%的石灰水溶液中用小火烧煮，3小时后烧沸，接着烧大火连续煮沸3小时，然后在烧沸 的清水中漂洗〇. 5小时，再放入清水中漂洗干净；然后将蒸烤炉内温度调节为70°C，并向蒸 烤炉内喷洒水蒸气使之呈饱和状态，然后将脱脂后的柳杉木材放入蒸烤炉内充分吸水，26 小时后柳杉木材吸水达到饱和状态，然后停止喷洒水蒸气，调节蒸烤炉内温度为64°C，闷窑 13小时，然后开启排气孔向外排气，并将蒸烤炉内温度逐渐升至82°C，进行排脱水3小时； 如此反复2次，然后检测木材含水率，测得含水率为6%;然后将干燥后的柳杉木材移至回潮 室堆放10天，使柳杉木材内的纤维均匀稳定地吸潮，得到含水率为10%的柳杉木材。
[0041] 然后制备高岭土泥浆，即将高岭土晒干后碾成粉末除杂过筛，将粉末加水混合搅 拌成浓稠状泥浆，直到能够用手捏出形状。
[0042] 将高岭土泥浆包覆在每根柳杉木材的外表面，泥浆厚度为10mm，然后将柳杉木材 码放在钢架上木材与木材之间用厚度为Icm的不锈钢条隔开，放好后不再移动，以免因钢 架压迫使泥浆出现的缺口暴露在外；因上层表面积为5平方米，于是放置2. 5吨槽钢作为压 块；然后将码好的柳杉木材堆垛推入炭化处理窑内，再密封窑门，关闭各气孔；接着将窑内 升温，前期每小时升温6°C，间断向窑内喷发水蒸气，使窑内湿度保持为100% ;随着温度升 高，首先在70°C温度处稳定持续保持2小时，然后在KKTC温度处稳定持续保持2小时，再 在120°C温度处稳定持续保持2小时，然后在后期以每小时升温2. 5°C温度的速度逐渐升至 165°C;保持温度并每隔10分钟向窑内喷发一次水蒸气，使窑内相对湿度保持为100%，持续 处理8小时后开启各气孔，将窑内降温，前期窑内温度在120°C以上时每小时降温2. 5°C，后 期窖内温度在120 °C以下时，每小时降温6°C，每隔20分钟向窖内喷发一次水蒸气，并使窖 内湿度从100%逐渐降至40% ;将炉内温度降至80°C时停止喷发水蒸气，当时室温为30°C， 于是将炉内温度维持在80°C处干燥4小时，这时测得木材含水率为5. 5%时，关闭热源，停止 喷发水蒸气，完全开窑，进行自然降温；当窑内温度降至45°C以下时，取出木材，敲碎并回 收高岭土以备再用，剩下的木材即为柳杉木材的同质碳化木成品。该炭化木的颜色为黄色。
[0043] 实施例5。
[0044] 将IOm3柳杉木材裁锯成长度为200cm，厚度5cm的木材；然后浸没在浓度为20% 的石灰水溶液中用小火烧煮，3. 5小时后烧沸，接着烧大火连续煮沸2. 5小时，然后在烧沸 的清水中漂洗0.5小时，再放入清水中漂洗干净；然后将蒸烤炉内温度调节为71°C，并向蒸 烤炉内喷洒水蒸气使之呈饱和状态，然后将脱脂后的柳杉木材放入蒸烤炉内充分吸水，28 小时后柳杉木材吸水达到饱和状态，然后停止喷洒水蒸气，调节蒸烤炉内温度为65°C，闷窑 14. 5小时，然后开启排气孔向外排气，并将蒸烤炉内温度逐渐升至83°C，进行排脱水4小 时；如此反复3次，然后检测木材含水率，测得含水率为7%;然后将干燥后的柳杉木材移至 回潮室堆放11天，使柳杉木材内的纤维均匀稳定地吸潮，得到含水率为11. 5%的柳杉木材。
[0045] 然后制备高岭土泥浆，即将高岭土晒干后碾成粉末除杂过筛，将粉末加水混合搅 拌成浓稠状泥浆，直到能够用手捏出形状。
[0046] 将高岭土泥浆包覆在每根柳杉木材的外表面，泥浆厚度为11mm，然后将柳杉木材 码放在钢架上木材与木材之间用厚度为Icm的不锈钢条隔开，放好后不再移动，以免因钢 架压迫使泥浆出现的缺口暴露在外；因上层表面积为5平方米，于是放置5吨槽钢作为压 块；然后将码好的柳杉木材堆垛推入炭化处理窑内，再密封窑门，关闭各气孔；接着将窑内 升温，前期每小时升温7°C，间断向窑内喷发水蒸气，使窑内湿度保持为100%;随着温度升 高，首先在70°C温度处稳定持续保持2小时，然后在KKTC温度处稳定持续保持2小时，再 在120°C温度处稳定持续保持2小时，然后在后期以每小时升温2. 5°C温度的速度逐渐升至 170°C;保持温度并每隔10分钟向窑内喷发一次水蒸气，使窑内相对湿度保持为100%，持续 处理9小时后开启各气孔，将窑内降温，前期窑内温度在120°C以上时每小时降温2. 5°C，后 期窑内温度在120 °C以下时，每小时降温7 °C，每隔25分钟向窑内喷发一次水蒸气，并使窑 内湿度从100%逐渐降至40%;将炉内温度降至80°C时停止喷发水蒸气，当时室温为30°C， 于是将炉内温度维持在80°C处干燥4小时，这时测得木材含水率为7. 5%时，关闭热源，停止 喷发水蒸气，完全开窑，进行自然降温；当窑内温度降至45°C以下时，取出木材，敲碎并回 收高岭土以备再用，剩下的木材即为柳杉木材的同质碳化木成品。该炭化木的颜色为黄棕 色。
[0047] 实施例6。
[0048] 将IOm3柳杉木材裁锯成长度为300cm，厚度6cm的木材；然后浸没在浓度为20%的 石灰水溶液中用小火烧煮，4小时后烧沸，接着烧大火连续煮沸3小时，然后在烧沸的清水 中漂洗0. 5小时，再放入清水中漂洗干净；然后将蒸烤炉内温度调节为72°C，并向蒸烤炉内 喷洒水蒸气使之呈饱和状态，然后将脱脂后的柳杉木材放入蒸烤炉内充分吸水，30小时后 柳杉木材吸水达到饱和状态，然后停止喷洒水蒸气，调节蒸烤炉内温度为66°C，闷窑15小 时，然后开启排气孔向外排气，并将蒸烤炉内温度逐渐升至84°C，进行排脱水5小时；如此 反复4次，然后检测木材含水率，测得含水率为8%;然后将干燥后的柳杉木材移至回潮室堆 放12天，使柳杉木材内的纤维均匀稳定地吸潮，得到含水率为12%的柳杉木材。
[0049] 然后制备高岭土泥浆，即将高岭土晒干后碾成粉末除杂过筛，将粉末加水混合搅 拌成浓稠状泥浆，直到能够用手捏出形状。
[0050] 将高岭土泥浆包覆在每根柳杉木材的外表面，泥浆厚度为12mm，然后将柳杉木材 码放在钢架上木材与木材之间用厚度为Icm的不锈钢条隔开，放好后不再移动，以免因钢 架压迫使泥浆出现的缺口暴露在外；因上层表面积为5平方米，于是放置5吨槽钢作为压 块；然后将码好的柳杉木材堆垛推入炭化处理窑内，再密封窑门，关闭各气孔；接着将窑内 升温，前期每小时升温7°C，间断向窑内喷发水蒸气，使窑内湿度保持为100% ;随着温度升 高，首先在70°C温度处稳定持续保持2小时，然后在KKTC温度处稳定持续保持2小时，再 在120°C温度处稳定持续保持2小时，然后在后期以每小时升温3°C温度的速度逐渐升至 180°C;保持温度并每隔10分钟向窑内喷发一次水蒸气，使窑内相对湿度保持为100%，持续 处理10小时后开启各气孔，将窑内降温，前期窑内温度在120°C以上时每小时降温3°C，后 期窑内温度在120 °C以下时，每小时降温7 °C，每隔30分钟向窑内喷发一次水蒸气，并使窑 内湿度从100%逐渐降至45% ;将炉内温度降至80°C时停止喷发水蒸气，当时室温为30°C， 于是将炉内温度维持在80°C处干燥4小时，这时测得木材含水率为8%时，关闭热源，停止喷 发水蒸气，完全开窑，进行自然降温；当窑内温度降至45°C以下时，取出木材，敲碎并回收 高岭土以备再用，剩下的木材即为柳杉木材的同质碳化木成品。该炭化木的颜色棕色。
[0051] 现将本发明各实施例所加工的同质炭化木与发明人团队去年申请的马尾松木材 同质炭化木产品相比较，得到如下比较表。
[0052] 柳杉同质碳化木与马尾松同质炭化木的性能比较表
【权利要求】
1. 柳杉木材同质炭化木的生产加工方法，由裁锯、脱脂、干燥、回潮、堆垛、进窑、升温、 炭化、降温、出窑共十一道工序完成，其特征在于具体生产步骤如下： ⑴裁锯：将柳杉木材裁锯成长度为100-300cm，厚度3-6cm的木材； ⑵脱脂：将柳杉木材堆码后浸没在石灰水中用小火烧煮，直到烧沸，再用大火沸煮2-3 小时，然后在烧沸的清水中漂洗〇. 5小时，再放入常温清水中漂洗干净；石灰水为按照重量 份在100份水中加入25份石灰； ⑶干燥：将蒸烤炉内温度调节在68-72°C之间，并向蒸烤炉内喷洒水蒸气使之呈饱和 状态，然后将脱脂后的柳杉木材放入蒸烤炉内充分吸水，25-30小时后柳杉木材吸水达到饱 和状态，然后停止喷洒水蒸气，调节蒸烤炉内温度在62-66°C，闷窑12-15小时，然后开启排 气孔向外排气，并将蒸烤炉内温度逐渐升至80-84°C，进行排脱水3-5小时；如此反复2-4 次，然后检测木材含水率，直到含水率为6-8% ; ⑷回潮：将干燥后的柳杉木材移至回潮室堆放10-12天，使柳杉木材内的纤维均匀稳 定地吸潮，并将含水率控制在10-12% ; (5) 堆垛：将回潮后的柳杉木材外表面包覆8-12mm厚的高岭土泥浆，然后码放在钢架 上，木材与木材之间用不锈钢条隔开，上层放置压块；其中钢条的厚度为l-2cm，压块为性 能稳定的高密度物体，其放置量为〇. 5-1. 0吨/平方米；所述高岭土泥浆是将高岭土晒干后 碾成粉末除杂过筛，将粉末加水混合搅拌成浓稠状泥浆，直到能够用手捏出形状； (6) 进窑：将码好的柳杉木材推入炭化处理窑内，密封窑门，关闭炭化处理窑的各气孔； (7) 升温：将窑内升温，前期每小时升温5-7 °C，间断向窑内喷发水蒸气，使窑内湿度保 持为100% ;随着温度升高，首先在70°C温度处稳定持续保持2-4小时，然后在100°C温度处 稳定持续保持2-4小时，再在120°C温度处稳定持续保持2-4小时，然后在后期以每小时升 温2-3°C温度的速度逐渐升至150-180°C ; ⑶炭化：根据柳杉木材原料情况和颜色需求保持窑内温度为150-180°C，每隔10分钟 向窑内喷发一次水蒸气，使窑内湿度保持为100%，持续处理6-10小时； ⑶降温：开启各气孔，将窑内降温，前期窑内温度在120°C以上时每小时降温2-3°C，后 期窖内温度在120°C-下时，每小时降温5-7°C，每隔20-30分钟向窖内喷发一次水蒸气，并 使窑内湿度从100%逐渐降至40%-45% ;将炉内温度降至80°C时停止喷发水蒸气，并将温度 维持在80°C处进行干燥，直到木材含水率为4. 5%-8. 0%时，关闭热源，完全开窑，自然降温； (10)出窑：当窑内温度降至45°C以下时，取出木材，敲碎并回收高岭土以备再用，剩下的 木材即为柳杉木材的同质碳化木成品。
2. 根据权利要求1所述的柳杉木材同质炭化木的生产加工方法，其特征在于在升温步 骤⑶、炭化步骤(9)和降温步骤(10)中，当炭化柳杉木早材且需要颜色鲜明的原色炭化木时，升 温时前期每小时升温5°C，后期每小时升温2°C，炭化时在150-155°C下处理6-7小时，降温 时前期每小时降温2°C，后期每小时降温5°C。
3. 根据权利要求1所述的柳杉木材同质炭化木的生产加工方法，其特征在于在升温步 骤⑶、炭化步骤(9)和降温步骤(10)中，当炭化柳杉木早材且需要颜色适中的黄色炭化木时，升 温时前期每小时升温6°C，后期每小时升温2. 5°C，炭化时在155-160°C下处理7-8小时，降 温时前期每小时降温2. 5°C，后期每小时降温6°C。
4. 根据权利要求1所述的柳杉木材同质炭化木的生产加工方法，其特征在于在升温步 骤(8)、炭化步骤(9)和降温步骤(10)中，当炭化柳杉木早材且需要颜色成熟的黄棕色炭化木时， 升温时前期每小时升温7°C，后期每小时升温2. 5°C，炭化时在160-165°C下处理8-9小时， 降温时前期每小时降温2. 5°C，后期每小时降温7°C。
5. 根据权利要求1所述的柳杉木材同质炭化木的生产加工方法，其特征在于在升温步 骤⑶、炭化步骤(9)和降温步骤(10)中，当炭化柳杉木晚材且需要颜色适中的黄色炭化木时，升 温时前期每小时升温6°C，后期每小时升温2. 5°C，炭化时在165-170°C下处理7-8小时，降 温时前期每小时降温2. 5°C，后期每小时降温6°C。
6. 根据权利要求1所述的柳杉木材同质炭化木的生产加工方法，其特征在于在升温步 骤⑶、炭化步骤(9)和降温步骤(10)中，当炭化柳杉木晚材且需要颜色成熟的黄棕色炭化木时， 升温时前期每小时升温7°C，后期每小时升温2. 5°C，炭化时在170-175°C下处理8-9小时， 降温时前期每小时降温2. 5°C，后期每小时降温7°C。
7. 根据权利要求1所述的柳杉木材同质炭化木的生产加工方法，其特征在于在升温步 骤⑶、炭化步骤(9)和降温步骤(10)中，当炭化柳杉木晚材且需要颜色庄重的棕色炭化木时，升 温时前期每小时升温7°C，后期每小时升温3°C，炭化时在175-180°C下处理9-10小时，降温 时前期每小时降温3°C，后期每小时降温7°C。
【文档编号】B27K5/00GK104493935SQ201410671997
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月22日 优先权日:2014年11月22日
【发明者】刘耀伦 申请人:重庆市后皇嘉树木业有限公司