淺析全國產錦綸6 FDY高速紡設備及工藝

北京中麗制機工程技術有限公司 朱進梅/文

淺析全國產錦綸6 FDY高速紡設備及工藝

北京中麗制機工程技術有限公司 朱進梅/文

本文分析了全國產錦綸6FDY(全牽伸長絲)高速紡絲機的主要技術參數和特征，并通過生產實踐，探討該紡絲機的工藝參數和實際運轉效果。

錦綸6 FDY 全國產 高速紡 牽伸卷繞

1 引言

我國已經實現了錦綸6纖維高速紡絲成套技術的國產化，但在錦綸6 FDY領域高速、高精度紡絲關鍵設備仍被德國、日本等國外公司所壟斷。要發展化纖行業，既要用高新技術改造傳統設備，又要提升效率、降低成本、節能降耗，基于這樣的思路，中國紡織科學研究院、北京中麗制機工程技術有限公司聯合對錦綸6FDY紡絲工藝、設備進行深入研究，優化關鍵部件，使設備結構更簡單、操作更靈活、安裝更簡便、工藝性性能更優異的錦綸6 FDY高速紡紡絲設備，同時開發配套的錦綸6 FDY高速紡紡絲工藝技術。

2 設備的主要技術參數及特征

本設備主要采取熱輥拉伸法FDY工藝，全機由紡絲機、牽伸機、卷繞機三大部分組成

2.1 紡絲機

2.1.1 紡絲機技術參數

螺桿擠壓機規格：φ55X25；紡絲頭數：12頭/紡位；紡絲位距：1200mm；組件外形：φ122X120mm；噴絲板規格：φ104mm；適紡纖度范圍：20～40d。

2.1.2 紡絲機特征

φ55X25螺桿擠壓機通過交流變頻調速拖動，采用LTM型混合頭，擠壓機進口處受到氮氣保護，以防切片氧化，氮氣供給系統配有控制閥、流量計，并可接壓力計[1]；熔體分配管裝有6組靜態混合器；紡絲箱體2位一箱，紡絲箱體采用圓形截面，具有最小的散熱表面積保溫效果好，節約熱能，更加符合壓力容器的要求；每位裝6套下裝式雙胞胎圓形組件，實現12頭紡，使紡絲箱內部結構更加緊湊，組件采用旋緊式安裝方式，整個安裝過程只需要一人完成，可大大節約人力和時間，噴絲板保溫良好，表面溫度均勻；采用側吹風冷卻系統，能使絲束冷卻均勻，側吹風與紡絲箱直接密封連接，防止野風擾動。冷卻風得以充分利用，從而使紡絲性能良好，絲束條干均勻，力學性能良好；采用油嘴噴淋上油。

圖1 國產化錦綸6 FDY紡絲機

2.2 牽伸機

2.2.1 牽伸機技術參數

預網絡：12頭預網絡器，絲束間距12 mm，總間距132 mm。一般設定空氣壓力為0.05MPa～0.1MPa。

終網絡：左單開門，盒體尺寸500X260mm，安裝尺寸430X210mm，網絡器安裝無夾角。一般使用的空氣壓力為0.2MPa～0.4MPa。

熱輥輥的技術參數為：

熱輥導絲盤主體尺寸為φ220×350mm，分絲輥尺寸為φ125×350mm；熱輥導絲盤有效工作區為280mm；熱輥導絲盤表面溫度均勻性為R≤3℃；熱輥工作溫度范圍為60～200℃；熱輥最高紡絲速度為5500m/min；熱輥加熱器功率為220V，9KW；熱輥表面：GR1：表面鍍鏡面鉻，SR1：表面鍍毛面鉻；GR2A：表面鍍陶瓷，GR2B：表面鍍陶瓷；GR3：表面鍍毛面鉻，SR3：表面鍍毛面鉻。

2.2.2 牽伸機特征

牽伸機是錦綸6 FDY設備中的關鍵部分，FDY機型采用3對輥2道牽伸形式，并配有剪吸絲、預網絡、終網絡，網絡左雙開門，機架高度4600。在3對熱輥中，GR1為單熱輥、GR2為雙熱輥、GR3為單熱輥。FDY的位距間距為1200mm，三對輥的排列設計為縱向疊加型，空間緊湊。

預網絡器的主要作用是對絲束纖維上的油劑進行很好的均化作用，同時穩定絲束間的張力，增加絲束間的抱合力，提高纖維對熱牽伸的承受能力，預網絡器不產生“網絡結點”。

終網絡器一般設置在牽伸輥與卷繞之間，絲束在高速氣流中多角度噴射下相互糾纏形成交絡，絲束間抱合性大大增強，增加絲束卷繞和退繞的均一性，后加工時不易產生毛絲、斷頭和松圈絲等現象。

2.3 卷繞機

2.3.1 卷繞機技術參數

每位卷繞頭數量：1臺；卷繞錠軸長：1380mm；卷繞絲餅數：12；紡絲工藝速度：5500m/min，最大機械速度6000m/min。

2.3.2 卷繞機特征

摩擦輥采用主動式，在自動換筒過程中，摩擦輥的速度保持恒速，不存在被動摩擦輥丟速的問題，可以使自動換筒過程更平穩，完成同速切換，對底層絲的成型效果好。

摩擦輥機架采用了側掛支撐新型結構，在提高整體的支撐強度的同時，更加方便摩擦輥電機的后置安裝，節約空間，減少了整機的長度。

采用比例閥氣路系統，使紡絲過程接觸壓力全程可控、可調，以保證絲餅成型良好、質量可靠。

采用順向取絲方式，減少了切換時張力的瞬時波動對絲的損傷，可大大提高過尾率。

3 工藝參數及質量控制

3.1 工藝參數設定

切片原料：在該錦綸6 FDY高速紡生產線上，使用廣東新會美達尼龍6切片，每包25kg，相對切片粘度為3.3±0.05，含水量小于0.03% ，單體含量小于0.6%。

紡絲品種及速度：生產品種為30D/24f，卷繞速度為4800m/min。

紡絲溫度：為了錦綸6切片熔融均勻，熔體流動性好，混合充分，通常將紡絲溫度控制在254℃左右，擠壓機溫度分布，一區：252℃，二區：257℃，三區：251℃，四區：251℃，五區：251℃。

紡絲壓力：采用的噴絲板為圓形板，噴絲孔徑為φ0.3 mm，組件內采用金屬砂作為過濾介質，過濾網采用20ц金屬無紡布，以去除熔體內雜質。一般設定的組件紡絲初始壓力為14Mpa。

冷卻成型：在紡絲箱體噴絲板下面設置了27.5mm高的緩冷區域，可以改善絲條的分子結晶及取向。為了達到良好的可紡性、保證絲條質量，正確地控制絲條冷卻速率很關鍵。側吹風風速為0.4m/s，風溫18±2℃，相對濕度80%±5%。

牽伸卷繞工藝參數：牽伸采用高速熱輥牽伸工藝。為了有良好的牽伸效果并減少斷頭，在牽伸工藝中設定合理的熱輥溫度，分配好牽伸比，都具有極其重要的作用。在30D/24f、4800m/min紡速生產中，采用的牽伸比為5.20，各熱輥溫度：GR1為80℃，GR2為120℃，GR3為140℃。

卷繞成型：卷繞張力對卷繞成型有相當大的影響，紡絲中卷繞張力設定在240g左右，絲束纏繞角度取7°～8°，采用防疊卷繞。

3.2 產品質量指標

表1 產品30d/24f物理性能質量指標

4 結束語

中國紡織科學研究院、北京中麗制機工程技術有限公司研制的全國產化錦綸6 FDY高速紡設備運行良好，生產工藝穩定，產品性能優良，具有先進的技術水平，可以使設備運行成本大大降低。為企業增加了新的經濟增長點，也為我國化學纖維設備多樣化的開發做出了貢獻。

[1] 井佳音.錦綸6工業絲一步法紡絲設備的開發[J].紡織科學研究,1996, (04):19.

[2] 宋明，GB/T16603-2008.錦綸牽伸絲[S].北京：中國標準出版社，2008.