應(yīng)乃勇

（北京中麗制機(jī)工程技術(shù)有限公司 北京101111）

1 引言

干燥好的錦綸6 工業(yè)絲適用切片，經(jīng)過全國(guó)產(chǎn)雙金屬錦綸螺桿，工業(yè)絲紡絲箱，工業(yè)絲冷卻裝置，上油系統(tǒng)，拉伸裝置，工業(yè)絲卷繞機(jī)等，完成錦綸6 工業(yè)絲的生產(chǎn)。在嚴(yán)格控制好各種工藝條件下，可以生產(chǎn)出品質(zhì)優(yōu)等的各種規(guī)格錦綸6 工業(yè)絲。本文以1260de/210f 錦綸6 工業(yè)絲生產(chǎn)為例，分析錦綸6 工業(yè)絲生產(chǎn)設(shè)備配置、生產(chǎn)工藝條件及生產(chǎn)受影響的因素。

2 設(shè)備裝置以及生產(chǎn)工藝概述

2.1 生產(chǎn)原料

2.1.1 切片：自產(chǎn)。（見表1）

表1 錦綸6 工業(yè)絲切片

2.1.2 油劑：

錦綸6 工業(yè)絲專用油劑，此處使用蘇州竹本HQ-699。

2.2 主要生產(chǎn)設(shè)備

（1）紡絲設(shè)備：北京中麗。

（2）導(dǎo)絲器：日本湯淺。

（3）油唇：日本湯淺。

（4）熱輥：北京中麗。

（5）網(wǎng)絡(luò)器：海柏林。

（6）卷繞機(jī)：北京中麗BWA40G。

2.3 生產(chǎn)流程（見圖1）

2.4 主要檢測(cè)儀器

（1）測(cè)長(zhǎng)儀：常州紡儀 YG086 型

（2）強(qiáng)伸儀：美國(guó)Instron 4465 型

2.5 主要生產(chǎn)工藝控制實(shí)例（見表2）

2.6 產(chǎn)品物理指標(biāo)（見表3）

3 設(shè)備裝置

3.1 紡絲系統(tǒng)（見圖2）

紡絲系統(tǒng)由螺桿擠壓機(jī)、擠出頭、熔體管路、紡絲箱體、保溫箱、計(jì)量泵傳動(dòng)裝置、紡絲組件、過熱蒸汽噴射裝置、單體抽吸裝置、側(cè)吹風(fēng)、紡絲甬道等主要部件組成。

表2 主要工藝參數(shù)參考

表3 指標(biāo)

從螺桿進(jìn)料口進(jìn)入擠壓機(jī)內(nèi)的干切片，在螺桿各區(qū)加熱和轉(zhuǎn)動(dòng)擠壓下，形成了熔體，并在機(jī)頭建立了一定的壓力(一般不超過15MPa)。螺桿使用LTM 銷釘螺桿，熔體受到了進(jìn)一步的剪切均化及混合，可滿足紡絲工藝的要求。

螺桿擠出機(jī)為六區(qū)加熱，機(jī)頭設(shè)有壓力、溫度傳感器；壓力傳感器反饋壓力由控制器控制螺桿轉(zhuǎn)速、保證熔體壓力穩(wěn)定的作用。螺桿采用帶混煉頭雙金屬螺桿：1.型號(hào): JK81A-150×25。2.螺桿直徑：Φ150、長(zhǎng)徑比為L(zhǎng)/D=25。3.拖動(dòng)功率：132KW，加熱功率：86KW。4.測(cè)溫元件：Pt100。5.調(diào)速方式：交流變頻調(diào)速。6.螺桿轉(zhuǎn)速范圍：20 ～55rpm。7.帶各區(qū)獨(dú)立降溫風(fēng)扇。

熔體通過等距熔體分配管路進(jìn)入紡絲箱體。紡絲箱規(guī)格采用：1.位距：1200mm。2.加熱：聯(lián)苯蒸汽。3.設(shè)計(jì)溫度:310℃。4.箱體設(shè)計(jì)壓力：0.20MPa。5.熔體管路設(shè)計(jì)壓力：計(jì)量泵前：25.0MPa；計(jì)量泵后：30.0MPa。箱體內(nèi)，要實(shí)現(xiàn)各部位的熔體品質(zhì)一致，熔體應(yīng)以相等的停留時(shí)間經(jīng)過熔體管路輸送到每一個(gè)紡絲部位。

紡絲箱內(nèi)，熔體由高精度計(jì)量泵來計(jì)量和增壓輸送，將熔體按工藝量準(zhǔn)確地供給紡絲組件。計(jì)量泵由同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速由變頻器來調(diào)整控制。計(jì)量泵傳動(dòng)裝置采用：1.拖動(dòng)方式：每泵單獨(dú)拖動(dòng)。2.傳動(dòng)型式：立式。3.電機(jī)型號(hào)：FTY-1250-6，功率：1.5KW。4.擺線減速機(jī)減速比：1:43。

紡絲箱在設(shè)計(jì)上采用了先進(jìn)技術(shù)（見圖3）：

1.組件采用下裝式矩形組件結(jié)構(gòu)，每位4 組件（有效防止煙囪效應(yīng)）。

2.組件出絲下方設(shè)有緩冷加熱裝置，該裝置高度250～350mm 可調(diào)，將有效地防止絲束驟冷效應(yīng)。

3.紡絲箱采用聯(lián)苯氣相循環(huán)供熱，保證箱體內(nèi)均勻受熱。

側(cè)吹風(fēng)安裝在紡絲箱下部，采用橫吹，吹風(fēng)面積：寬1100mm×高1700mm。熔體噴出噴絲板后形成絲束。均勻一致的冷卻風(fēng)保證絲束成形良好，條干均勻一致性好。

充分冷卻后的絲條經(jīng)過噴嘴上油裝置給纖維上油,增加纖維絲束的抱合力，同時(shí)絲束表面形成油膜，可以降低絲束在形成中接觸點(diǎn)的摩擦力、減少毛絲產(chǎn)生。噴嘴采用：低摩擦，狹縫式雙上油。

3.2 牽伸、卷繞系統(tǒng)（見圖4）

纖維進(jìn)入喂入對(duì)輥（GR0）與第一對(duì)熱輥(GR1)間形成預(yù)牽伸；然后進(jìn)入第二對(duì)熱輥(GR2)，并在GR2 與GR1之間形成絲束的第一級(jí)牽伸；再進(jìn)入第三對(duì)熱輥(GR3)，并在GR3 與GR2 之間形成絲束的第二級(jí)牽伸；再進(jìn)入第四對(duì)熱輥（GR4），對(duì)絲束進(jìn)行緊張熱定型。充分牽伸定型的纖維經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)器進(jìn)入卷繞頭進(jìn)行卷取，完成生產(chǎn)。

喂入對(duì)輥采用：1.外形尺寸：Φ190×350mm。 2.額定功率：1.2KW（6極）。 3.控制方式：變頻器調(diào)速。4.溫度：50℃～150℃。

第一對(duì)牽伸輥采用：1.外形尺寸：Φ190×350mm。 2.工作長(zhǎng)度：280mm。3．工作溫度：50℃～150℃（控溫精度±1.5℃)。4．速度范圍：358 ～1200m/min。5.最大轉(zhuǎn)矩：7NM（6 級(jí)永磁同步電機(jī)）。6.加熱功率：3KW(50Hz，220V)。7.控制方式：變頻器調(diào)速。8.控溫元件：鉑電阻Pt100。9.表面處理: 噴陶瓷，粗糙度：Ra1.0～2.0。

第二至第四對(duì)牽伸輥采用：1.外形尺寸：Φ190×350mm。2.工作長(zhǎng)度:280mm。3．工作溫度：100℃～230℃（控溫精度±1.5℃）。4．速度范圍：800～3500m/min。5.最大轉(zhuǎn)矩：9NM（4級(jí)永磁同步電機(jī)） 。6.加熱功率：10KW（50Hz，380V） 。7.控制方式：變頻器調(diào)速。8.控溫元件：鉑電阻Pt100。9.表面處理: 噴陶瓷，粗糙度：Ra1.6～2.2。10.軸承:進(jìn)口，油霧潤(rùn)滑，水冷卻。11.變頻器:日本安川 T7-11kw。

卷繞機(jī)采用北京中麗工業(yè)絲卷繞機(jī)：1.型號(hào)：BWA40G-1200/4。2.機(jī)械速度：Max：4000m/min。3.絲并數(shù)量：4 頭（250 動(dòng)程）。4.卷重：15kg。

4 生產(chǎn)工藝探討

4.1 工藝流程圖（見圖5）

4.2 切片要求

錦綸6 工業(yè)絲通常使用：切片相對(duì)粘度：3.4±0.03dl/g。相對(duì)粘度高的切片，分子量大，牽伸取向后，纖維強(qiáng)度高，是生產(chǎn)高強(qiáng)度工業(yè)絲必須的特點(diǎn)。切片含水率要求：≤0.03%～0.05%。含水率較低，并且分布范圍較窄，有利于保證熔融后的熔體均勻一致，這是生產(chǎn)高品質(zhì)錦綸6 工業(yè)絲的必要條件。含水率高，熔體容易降解，飄絲多，斷頭多，無法正常生產(chǎn)。含水率過低，增粘明顯，熔體不勻增加，斷頭多，不利正常生產(chǎn)。因此，為保證錦綸6 工業(yè)絲生產(chǎn)順利，應(yīng)嚴(yán)格控制好干切片質(zhì)量。

4.3 紡絲系統(tǒng)工藝特點(diǎn)

生產(chǎn)1260de/210f 錦綸6 工業(yè)絲，螺桿使用帶銷釘混煉頭的錦綸6 專用雙金屬螺桿，六區(qū)加熱。螺桿1～6 區(qū)溫度通常設(shè)定：300℃，303℃，306℃，308℃，310℃，305℃。因?yàn)槭褂孟鄬?duì)粘度3.4dl/g 左右的錦綸6 切片，熔點(diǎn)較高，較高的螺桿溫度設(shè)置，保證了切片熔融均勻一致。保證正常紡絲。

熔體經(jīng)過等距的熔體管路送到每個(gè)計(jì)量泵入口，這樣熔體停留時(shí)間相同，保證了各個(gè)位熔體品質(zhì)形同，以便生產(chǎn)高品質(zhì)的絲。

聯(lián)苯氣相熱媒系統(tǒng)給螺桿擠出頭，熔體管路，紡絲箱體，組件等提供保溫加熱。減少熔體不規(guī)則降解或熔體局部增粘，可以通過控制好溫度來實(shí)現(xiàn)，保證熔體溫度均勻一致，從而保證生產(chǎn)的穩(wěn)定。一般熔體溫度控制在298℃～305℃左右，能保證進(jìn)行正常紡絲。

充分均勻冷卻是錦綸6 工業(yè)絲紡絲生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，無風(fēng)區(qū)須控制在230～330mm，緩冷器控制250℃～300℃，以解決驟冷問題。側(cè)吹風(fēng)窗長(zhǎng)度1600～2000mm，可以保證不同規(guī)格的錦綸6 工業(yè)絲充分冷卻。側(cè)吹風(fēng)溫度控制在22 ℃～25 ℃，風(fēng) 速0.4～0.7m/s。冷卻不充分的纖維束，拉伸過程中會(huì)產(chǎn)生疵點(diǎn)，毛絲斷頭增加。冷卻后的絲束經(jīng)油輪上油后進(jìn)入牽伸系統(tǒng)牽伸。

4.4 牽伸系統(tǒng)工藝分析

生產(chǎn)1260de/210f 錦綸6 工業(yè)絲，熱輥牽伸一般采用：一組喂入輥+四組熱輥牽伸系統(tǒng)。這樣可以保證均勻的控制強(qiáng)力，能穩(wěn)定地伸長(zhǎng)，沸水收縮時(shí)較為穩(wěn)定。GR0 和GR1 之間為預(yù)牽伸，使絲束穩(wěn)定送入主牽伸過程；第一對(duì)熱輥（GR2）和第二對(duì)熱輥（GR2）之間為主牽伸，拉伸比一般在2.5～3.5 倍，使絲束充分取向；GR2 和GR3 之間為牽伸定型，拉伸比一般在1.2～1.5 倍，使絲束進(jìn)一步取向定型；GR3 和GR4之間為緊張定型，拉伸比一般在0.9～1.0倍，使絲束充分熱定型。各輥溫度在牽伸定型過程中也是至關(guān)重要。GR0 位冷輥，GR1 溫度控制在60℃～80℃，GR2溫度控制在160℃～180℃，GR3 溫度控制在190℃～220℃，GR4 溫度控制在130℃～160℃，以充分使絲束牽伸定型，不至于單絲斷裂。

4.5 卷繞系統(tǒng)要求

生產(chǎn)1260de/210f 錦綸6 工業(yè)絲，因?yàn)槔w維纖度高，單絲纖度（dpf）較大，落絲時(shí)間短，很容易出現(xiàn)成型不良。為了保證正常的卷繞成型，卷繞張力T3 必須均勻，較小控制，一般控制在40～60cn，能保證成型良好。絲上含油率控制在1.0%～2.0%，能保證后加工順利進(jìn)行。

5 結(jié)論

（1）生 產(chǎn)1260de/210f錦綸6工業(yè)絲，使用高相對(duì)粘度錦綸6 切片（相對(duì)粘度3.4dl/g）。

（2）生 產(chǎn)1260de/210f錦綸6工業(yè)絲，應(yīng)控制好干切片含水率。

（3）生 產(chǎn)1260de/210f錦綸6工業(yè)絲，使用下裝組件，可以有效防止煙囪效應(yīng)。

（4）生 產(chǎn)1260de/210f錦綸6工業(yè)絲，絲束的高溫緩慢冷卻無風(fēng)區(qū)高度250～350mm，可以有效防止驟冷效應(yīng)。

（5）生 產(chǎn)1260de/210f錦綸6工業(yè)絲，一般采用一組喂入輥+四組熱輥牽伸系統(tǒng)。

（6）生 產(chǎn)1260de/210f錦綸6工業(yè)絲，應(yīng)控制卷繞張力120～180cn，以保證成型優(yōu)良。