機采棉加工過程中如何做好“保長度、降短纖”工作

■馮國銀

〔第八師石總場泉水地加工廠，新疆石河子832000〕

機采棉加工過程中如何做好“保長度、降短纖”工作

■馮國銀

〔第八師石總場泉水地加工廠，新疆石河子832000〕

棉花生產(chǎn)的全程機械化是個系統(tǒng)工程，從棉花品種選育、種植模式、田間管理、脫葉質(zhì)量、采收時機、采收質(zhì)量，特別是機采籽棉水分和雜質(zhì)的含量，直接影響到機采棉的加工質(zhì)量。

石河子棉區(qū)受地理和氣候環(huán)境差異很大的影響，適合機械采收在當?shù)馗弋a(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，又具有抗病、抗蟲、耐旱、抗逆性強的棉花優(yōu)良品種的培育。每年生產(chǎn)的棉花內(nèi)在品質(zhì)（即纖維長度、馬克隆值、斷裂比強度等）不穩(wěn)定或者處于下降狀態(tài)，再加上現(xiàn)階段普遍存在的種植、脫葉、采收環(huán)節(jié)與加工環(huán)節(jié)的脫節(jié)，機采棉的內(nèi)在品質(zhì)和采收質(zhì)量參差不齊，給機采棉的加工工作造成很大困難。如何立足于現(xiàn)有的機采棉加工生產(chǎn)線，通過在加工廠內(nèi)部加強管理，做到首先掌握當年收購籽棉的內(nèi)在品質(zhì)，充分發(fā)揮現(xiàn)有工藝和設備的作用，在加工廠可以控制的范圍內(nèi)加強對每個環(huán)節(jié)的管理，確保實現(xiàn)機采棉加工“保長度、降短纖、絕殘膜（三絲）、提品質(zhì)”的工作目標。石總場泉水地加工廠主要從以下環(huán)節(jié)入手，確保實現(xiàn)機采棉加工工作目標。

一、收購環(huán)節(jié)

（一）采收前檢測籽棉的內(nèi)在品質(zhì)

對于本加工廠收購范圍內(nèi)的植棉單位，在棉田吐絮率達到采收標準準備采收時，加工廠檢驗人員到每個植棉連隊在具有代表性的棉田采集主要栽培品種的籽棉樣品，按照標準的檢驗方法，檢測出籽棉的衣分率、纖維長度、馬克隆值、斷裂比強度、色特征級等指標，充分了解當年生產(chǎn)的籽棉真實的內(nèi)在品質(zhì)，以便于選擇最佳的加工工藝、加工速度，為生產(chǎn)過程中做好“因花配車”工作提供依據(jù)。

根據(jù)當年所收購籽棉的平均纖維長度，工人就能清楚在加工過程中會對纖維造成多少損傷，損傷少可選擇增加清理強度，提高產(chǎn)量；損傷多則選擇減少清理強度，降低產(chǎn)量。

通過馬克隆值可知道當年所收購籽棉的纖維特性：棉纖維的粗細度、彈性好壞、與雜質(zhì)的附著力大小、抗拉力和抗擊打力大小，并以此為依據(jù)選擇清理的工藝和設備以及烘干籽棉的回潮率，盡量減少對棉纖維造成損傷。

當年所收購籽棉纖維的斷裂比強度（抗拉強度），讓我們知道了棉纖維的抗沖擊特性。在加工過程中，通過調(diào)整籽棉清理設備和皮棉清理設備轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)速來減輕機械對棉纖維的沖擊力，或者是在保證皮棉質(zhì)量時減少清理次數(shù)。

（二）收購檢驗環(huán)節(jié)

生產(chǎn)實踐證明，機采棉的品種、等級、回潮率、含雜率對皮棉生產(chǎn)質(zhì)量影響很大。在加工廠不能有效控制這些條件的情況下，籽棉進廠前進行車車取樣檢驗，根據(jù)不同的品種、等級、回潮率、含雜率分垛堆放。

二、籽棉清理前調(diào)整含水率環(huán)節(jié)

在八師團場，機采棉的回潮率普遍較高，大多在9%～14%；一旦采收期遇到雨水多的天氣，回潮率達到15%～18%，甚至更高。為此必須通過烘干把機采棉的回潮率控制在一個適宜儲存、加工的范圍內(nèi)，才能確保加工質(zhì)量。回潮率過高或過低都直接影響加工過程中的清雜效率和加工質(zhì)量。

（一）籽棉回潮率超過9%時的影響

棉纖維的基部與棉籽的聯(lián)結(jié)力增大，棉纖維本身的強度增加，棉籽表皮變軟，在軋花生產(chǎn)過程中，容易撕下棉籽皮，形成帶纖維籽屑。

雜質(zhì)與棉纖維的黏附性增大，使雜質(zhì)難以清除，特別是細小雜質(zhì)。

由于回潮率高，因此，棉纖維的彈性和剛性降低，纖維變得柔軟，一經(jīng)打擊和摩擦就會產(chǎn)生索絲等纖維性疵點，嚴重影響皮棉的外觀形態(tài)。

鋸齒軋花機在生產(chǎn)時容易產(chǎn)生肋條堵塞，棉纖維嵌塞在肋條間隙內(nèi)，影響棉卷的正常運轉(zhuǎn)，一旦排除不及時就容易摩擦起火。棉纖維嵌入鋸齒還會造成刷棉不凈，降低了軋花機的生產(chǎn)效率，不利于安全生產(chǎn)。

籽棉回潮率過高，纖維與棉籽的聯(lián)結(jié)力增加，不易分離，棉籽上殘留的纖維多、毛頭率增大、衣分虧損增加。

（二）籽棉回潮率過低對軋花質(zhì)量的影響

籽棉回潮率過低同樣不好。因為籽棉過分干燥時，棉纖維剛性增大而變脆，抗擊打強度降低，即抗斷裂能力降低，在加工過程中容易產(chǎn)生棉纖維被打斷或拉斷纖維的現(xiàn)象；棉籽變脆，抗打擊能力降低，容易損傷和破裂，使皮棉中帶纖維籽屑增加；纖維的彈性和剛性顯著增大，給打包帶來困難，甚至引起斷絲和崩包現(xiàn)象。

總之，機采棉必須在回潮率適宜的情況下才能保證加工質(zhì)量，生產(chǎn)實踐證明：機采棉回潮率在6.5%～8%時，棉纖維的抗拉力和抗擊打力最強，鋸齒軋花機運轉(zhuǎn)最正常，棉纖維的斷裂率最低，產(chǎn)量最高，質(zhì)量最好。要想將成包皮棉回潮率控制在5.5%～7%之間，這就要求我們充分認識到，在生產(chǎn)過程切實做好機采棉烘干工作，避免為降低皮棉含雜率而過度烘干，造成棉纖維變脆、抗斷裂能力降低，使皮棉主體長度變短，短纖維率增加。機采棉烘干既有利于排除雜質(zhì)，又能提高軋工質(zhì)量。

三、籽棉清理環(huán)節(jié)

籽棉清理環(huán)節(jié)是機采棉加工過程中的重要環(huán)節(jié)。如何保證每道工序的清雜效率，同時減少機械設備產(chǎn)生新的雜質(zhì)，減輕對棉纖維造成的損傷。

（一）籽棉清理設備的分類

從喂花口開始常用的主要籽棉清理設備有：叉管式重雜物沉積器（俗稱三角箱）、漏斗形重雜物沉積器、外吸棉和內(nèi)吸棉分離器、異性雜質(zhì)清理機、提凈式籽棉清理機（清鈴機）、傾斜回收式籽棉清理機、傾斜式籽棉清理機、軋花機提凈式清花喂花機等，都屬于籽棉清理設備，按照其除雜方式分成以下兩大類。

（二）氣流式籽棉清理設備

氣流式籽棉清理設備是利用籽棉與雜質(zhì)在顆粒大小、質(zhì)量及空氣動力學性質(zhì)（主要是懸浮速度）上的差別，通過改變混合氣流的方向和過流斷面積，將密度大于籽棉的雜質(zhì)從籽棉中分離出去。當籽棉中的雜質(zhì)隨氣流進入沉積室時，方向改變，過流斷面積增大，籽棉中的重雜物因質(zhì)量較籽棉大，所以慣性也大，繼續(xù)按原有的運動方向運動，加之沉降室過流斷面積的突然擴大，氣流速度顯著下降，只有籽棉能被懸浮帶走，重雜物只能向下墜落，從沉降室排出。氣流式籽棉清理設備一般不會對棉纖維造成損傷。

（三）機械式籽棉清理設備

機械式籽棉清理機的常用類型有提凈式籽棉清理機（清鈴機）、傾斜回收式籽棉清理機、傾斜式籽棉清理機、軋花機提凈式清花喂花機。按照清雜方式分成兩大類：刺釘輥筒式籽棉清理機、齒條輥筒式籽棉清理機。

1.刺釘輥筒式籽棉清理機。

主要指傾斜式籽棉清理機、傾斜回收式籽棉清理機的傾斜六輥部分。作用是對籽棉進行開松，主要清除黏附在籽棉上的沙土、棉葉、小棉稈等細小雜質(zhì)及部分不孕籽和僵瓣。

（1）刺釘式清花機的工作原理。

刺釘式清花機利用篩分作用原理實現(xiàn)雜質(zhì)與籽棉的分離。它是利用刺釘輥筒上的刺釘對籽棉的打擊作用，以及篩網(wǎng)與籽棉間的摩擦沖擊作用清除籽棉中的雜質(zhì)的。

（2）刺釘式清花機的主要工作部件。

主要工作部件是刺釘輥筒和除雜篩網(wǎng)。

（3）刺釘式清花機對棉纖維造成損傷的主因。

a.刺釘輥筒和除雜篩網(wǎng)的配合間隙：刺釘尖端與除雜篩網(wǎng)表面的距離一般應根據(jù)籽棉品質(zhì)及棉瓣大小確定，應在20mm左右。此間隙大，籽棉受到的阻力就小，對棉纖維產(chǎn)生的沖擊小，對棉纖維造成的損傷就小，但清雜效果差。此間隙小，籽棉受到的阻力就大，對棉纖維產(chǎn)生的沖擊也大，對棉纖維造成的損傷就大，但清雜效果好。

b.刺釘輥筒表面線速度：刺釘輥筒的表面線速度的大小直接影響清雜、松花效果。表面線速度越高，效果越好，但超過11m/s時就會擊碎棉籽、損傷纖維，在籽棉中形成疵點。所以刺釘輥筒的表面線速度在8m/s～10m/s時清雜效果最好，對棉纖維造成的損傷也最小。

刺釘輥筒式籽棉清理機各種配合間隙的調(diào)整、表面線速度（轉(zhuǎn)速）的確定要根據(jù)當年所收購籽棉纖維的馬克隆值和斷裂比強度（抗拉強度）來定，在保證清雜效果的同時，減少對棉纖維造成的損傷。

2.齒條輥筒式籽棉清理機。

主要指提凈式籽棉清理機（清鈴機）、傾斜回收式籽棉清理機的回收部分、軋花機提凈式清花喂花機。

清除的主要雜質(zhì)是鈴殼、棉稈、棉葉、棉桃、僵瓣、碎磚塊、小石塊等大雜質(zhì)。

（1）齒條式清花機的工作原理。

利用拋擲反彈結(jié)合慣性離心力的作用實現(xiàn)雜質(zhì)與籽棉分離。當籽棉和雜質(zhì)從上道工序落在鋸齒輥筒上一起轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生離心力，籽棉上的纖維被鋸齒鉤住，通過鋼絲刷時又被壓附而鉤得更緊，不易掉落。沒有纖維的雜質(zhì)密度大，彈性也大，在離心力的作用下首先被拋出，部分沒有排出的雜質(zhì)在經(jīng)過排雜棒和格條柵時，在摩擦、碰撞、打擊作用下進一步分離。

（2）齒條式清花機的主要工作部件。

齒條輥筒、鋼絲刷、排雜棒、格條柵、刷棉輥等。

（3）齒條式清花機對棉纖維造成損傷的主因。

a.齒條輥筒表面線速度：表面線速度越高，鉤取的籽棉越多，生產(chǎn)效率越高，但對棉纖維產(chǎn)生的拉力也越大，拉斷棉纖維的幾率也大。所以一般鋸齒輥筒線速度在3ms～5m/s為好。

b.配合間隙：主要指鋸齒輥筒與除雜棒間隙10mm～30mm，或鋸齒輥與格條柵的間隙15mm～20mm。此間隙大，籽棉受到的阻力小，對棉纖維產(chǎn)生的拉力也小，但清雜效果差；此間隙小，籽棉受到的阻力大，對棉纖維產(chǎn)生的拉力也大，但清雜效果好。

齒條輥筒式籽棉清理機主要配合間隙和表面線速度（轉(zhuǎn)速），要根據(jù)當年所收購籽棉纖維的斷裂比強度（抗拉強度）來定，在生產(chǎn)效率、清雜效果、減少對棉纖維的損傷之間找到平衡點。

四、軋花環(huán)節(jié)

在軋花階段，軋花機的工作就是將棉籽上的長纖維從棉籽分離下來，形成皮棉，并保留棉籽上的短絨。入軋籽棉的含雜率、回潮率、籽棉纖維的馬克隆值、斷裂比強度（抗拉強度）都是影響軋花機產(chǎn)量和質(zhì)量的重要因素，為此，軋花生產(chǎn)操作過程的基本原則就是做好“因花配車”工作。

喂花量過大，籽棉卷緊，鋸片會刮破棉籽、刮下棉籽表皮，剝下短絨，軋出的皮棉疵點多，短纖維多。喂花量小時，籽棉卷松，產(chǎn)量低，毛頭率大，軋花生產(chǎn)成本就高。

合理控制棉籽毛頭率，不要刻意追求過低的毛頭率，防止把棉籽上的短絨刮下，減少疵點，降低短纖維含量，保持棉纖維的長度整齊度。不同的軋花機型要分別控制毛頭率，一般大型的軋花機毛頭率應控制在0.5%～0.6%，中型的軋花機毛頭率應控制在0.4%～0.5%比較合理。

根據(jù)當年收購籽棉纖維的馬克隆值、斷裂比強度（抗拉強度），合理調(diào)整軋花鋸筒的表面線速度（轉(zhuǎn)速），盡量減輕鋸齒鉤拉棉纖維時所產(chǎn)生的沖擊力和拉力，減少對棉纖維造成的損傷。雖然這會降低軋花機的生產(chǎn)效率，但軋花工作最終是要取得經(jīng)濟效益最大化，應處理好產(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)系。

五、皮棉清理環(huán)節(jié)

皮棉清理環(huán)節(jié)是保證皮棉質(zhì)量的最后關(guān)鍵點，皮棉清理就是清除皮棉中的疵點、碎棉葉、小棉稈、塵土等。目前，軋花生產(chǎn)過程中普遍存在對皮棉進行過度清理的現(xiàn)象，這也是造成棉纖維損傷、短纖維含量高的原因之一，成包皮棉含雜量以標準等級（三級）為準應控制在2.5%左右。下面筆者來介紹一下每個皮棉清理環(huán)節(jié)的特性。

軋花機鋸齒鉤拉棉纖維離開軋花肋條工作點后，就開始了皮棉清理環(huán)節(jié)。鋸齒軋花機上下排雜部、氣流式皮棉清理機、鋸齒式皮棉清理機這些設備，排除的主要雜質(zhì)和排雜方式是有區(qū)別的，對棉纖維的損傷也不一樣。

（一）鋸齒軋花機上下排雜部：是靠慣性離心力與機械作用排雜

1.鋸齒軋花機上排雜部。

鋸齒鉤拉住棉纖維、帶著雜質(zhì)運動到上排雜板（刀）處時，顆粒較大的雜質(zhì)，離心力也大，加上上排雜板（刀）碰撞，從棉纖維中排出。排出的主要雜質(zhì)是不孕籽、籽屑、棉仁、小棉稈等。

根據(jù)不同的機型，上排雜板（刀）與鋸齒的間隙為1.5mm～4.8mm，此間隙可根據(jù)生產(chǎn)過程中的排雜情況進行調(diào)節(jié)。

2.鋸齒軋花機下排雜部。

在刷棉點，毛刷輥筒以鋸片2.5倍以上的線速度，把棉纖維和雜質(zhì)吹刷下來，依靠高速氣流和刷力給棉纖維和雜質(zhì)加速，并形成混合流，當運動到下排雜板處時混合流方向改變，由于雜質(zhì)質(zhì)量大，慣性也大，不易改變方向，遇到下排雜板的碰撞，從棉纖維中分離出來。排出的雜質(zhì)主要是不孕籽、籽屑、碎棉葉、小棉稈等，該部位不損傷棉纖維。

下排雜板要求離鋸片的距離50mm，離毛刷的距離38mm，這兩個間隙可以根據(jù)軋花生產(chǎn)時的排雜情況及時調(diào)整，做到因花配車。

（二）氣流式皮棉清理機是利用慣性離心力排雜

軋花機軋下的松散纖維被氣流吹送進入氣流皮棉清理機的皮棉道。皮棉道截面面積自入口處逐漸變小，到達皮棉道轉(zhuǎn)折處為最小，垂直向上后又逐漸變大。自入口到轉(zhuǎn)折處，氣流的運動速度是逐漸加快的。在轉(zhuǎn)折處，纖維因質(zhì)量較輕隨氣流轉(zhuǎn)彎向上運動；雜質(zhì)較重，慣性較大，因難以改變原有的運動方向而繼續(xù)向前運動，從可調(diào)排雜口縫隙中拋出，并由排雜螺旋輸出到機外。

生產(chǎn)過程中要保證混合氣流的流速，根據(jù)排雜情況及時調(diào)整可調(diào)排雜口縫隙的大小，以達到最佳的排雜效果，氣流皮清機在排雜過程中不損傷棉纖維。

（三）鋸齒式皮棉清理機

1.鋸齒式皮清機在生產(chǎn)中的兩項重要工作。

一是對棉纖維進行開松和梳理，減少索絲，使纖維順直；二是最后一次清除皮棉中的雜質(zhì)（主要是不孕籽、索絲、棉結(jié)、籽屑、碎棉葉、小棉稈等雜質(zhì)），提高皮棉的外觀質(zhì)量。

2.影響棉纖維梳理效果的因素。

（1）給棉握持力。

不管什么型號的鋸齒皮清機，其喂棉部分都要對喂入的棉胎保持一定的握持力（680kN～700kN），這樣才能保證在鋸齒的鉤拉下把活索絲開松，纖維拉直、理順。給棉握持力大，對棉纖維的拉力就大，拉斷棉纖維的機率也大；反之就小。在生產(chǎn)過程中，要適時檢查和調(diào)整給棉握持力，使其保持最佳狀態(tài)，在保證梳理效果的同時減輕對棉纖維的損傷。

（2）梳刷比。

梳刷比指齒條輥筒表面線速度與給棉羅拉表面線速度的比（一般應在1：22～1：30）。梳刷比的大小體現(xiàn)鋸齒鉤取纖維的多少，梳刷比取大值，單位鋸齒鉤取的纖維數(shù)量越少，對纖維的分梳效果越好，排雜效果越好，產(chǎn)量越高，同時對棉纖維產(chǎn)生的沖擊力也越大，對棉纖維造成的損傷也越大。在生產(chǎn)過程中應根據(jù)掌握的當年產(chǎn)籽棉纖維的馬克隆值、斷裂比強度（抗拉強度）進行調(diào)配。

（3）齒條輥筒與排雜刀間隙。

此間隙因機型不同略有差異，一般在1mm-2mm。間隙偏小，排雜效果好，對棉纖維產(chǎn)生的沖擊力大，造成的損傷也大，應適時調(diào)整。

綜上所述，在棉花生產(chǎn)全程機械化這個系統(tǒng)工程全面完善之前，現(xiàn)有類型的機采棉加工生產(chǎn)線都還要繼續(xù)加工各種質(zhì)量相差很大的機采棉。作為棉花加工廠，還將面臨如何保證加工質(zhì)量這道難題。在加工廠可以控制的范圍內(nèi)，通過對生產(chǎn)工藝和設備性能的充分了解，在日常生產(chǎn)中加強細節(jié)方面的管理，才能實現(xiàn)機采棉加工“保長度、降短纖、絕殘膜（三絲）、提品質(zhì)”的工作目標。