机采棉加工过程中如何做好“保长度、降短纤”工作

■冯国银

〔第八师石总场泉水地加工厂，新疆石河子832000〕

机采棉加工过程中如何做好“保长度、降短纤”工作

■冯国银

〔第八师石总场泉水地加工厂，新疆石河子832000〕

棉花生产的全程机械化是个系统工程，从棉花品种选育、种植模式、田间管理、脱叶质量、采收时机、采收质量，特别是机采籽棉水分和杂质的含量，直接影响到机采棉的加工质量。

石河子棉区受地理和气候环境差异很大的影响，适合机械采收在当地高产稳产，又具有抗病、抗虫、耐旱、抗逆性强的棉花优良品种的培育。每年生产的棉花内在品质（即纤维长度、马克隆值、断裂比强度等）不稳定或者处于下降状态，再加上现阶段普遍存在的种植、脱叶、采收环节与加工环节的脱节，机采棉的内在品质和采收质量参差不齐，给机采棉的加工工作造成很大困难。如何立足于现有的机采棉加工生产线，通过在加工厂内部加强管理，做到首先掌握当年收购籽棉的内在品质，充分发挥现有工艺和设备的作用，在加工厂可以控制的范围内加强对每个环节的管理，确保实现机采棉加工“保长度、降短纤、绝残膜（三丝）、提品质”的工作目标。石总场泉水地加工厂主要从以下环节入手，确保实现机采棉加工工作目标。

一、收购环节

（一）采收前检测籽棉的内在品质

对于本加工厂收购范围内的植棉单位，在棉田吐絮率达到采收标准准备采收时，加工厂检验人员到每个植棉连队在具有代表性的棉田采集主要栽培品种的籽棉样品，按照标准的检验方法，检测出籽棉的衣分率、纤维长度、马克隆值、断裂比强度、色特征级等指标，充分了解当年生产的籽棉真实的内在品质，以便于选择最佳的加工工艺、加工速度，为生产过程中做好“因花配车”工作提供依据。

根据当年所收购籽棉的平均纤维长度，工人就能清楚在加工过程中会对纤维造成多少损伤，损伤少可选择增加清理强度，提高产量；损伤多则选择减少清理强度，降低产量。

通过马克隆值可知道当年所收购籽棉的纤维特性：棉纤维的粗细度、弹性好坏、与杂质的附着力大小、抗拉力和抗击打力大小，并以此为依据选择清理的工艺和设备以及烘干籽棉的回潮率，尽量减少对棉纤维造成损伤。

当年所收购籽棉纤维的断裂比强度（抗拉强度），让我们知道了棉纤维的抗冲击特性。在加工过程中，通过调整籽棉清理设备和皮棉清理设备转动部件的转速来减轻机械对棉纤维的冲击力，或者是在保证皮棉质量时减少清理次数。

（二）收购检验环节

生产实践证明，机采棉的品种、等级、回潮率、含杂率对皮棉生产质量影响很大。在加工厂不能有效控制这些条件的情况下，籽棉进厂前进行车车取样检验，根据不同的品种、等级、回潮率、含杂率分垛堆放。

二、籽棉清理前调整含水率环节

在八师团场，机采棉的回潮率普遍较高，大多在9%～14%；一旦采收期遇到雨水多的天气，回潮率达到15%～18%，甚至更高。为此必须通过烘干把机采棉的回潮率控制在一个适宜储存、加工的范围内，才能确保加工质量。回潮率过高或过低都直接影响加工过程中的清杂效率和加工质量。

（一）籽棉回潮率超过9%时的影响

棉纤维的基部与棉籽的联结力增大，棉纤维本身的强度增加，棉籽表皮变软，在轧花生产过程中，容易撕下棉籽皮，形成带纤维籽屑。

杂质与棉纤维的黏附性增大，使杂质难以清除，特别是细小杂质。

由于回潮率高，因此，棉纤维的弹性和刚性降低，纤维变得柔软，一经打击和摩擦就会产生索丝等纤维性疵点，严重影响皮棉的外观形态。

锯齿轧花机在生产时容易产生肋条堵塞，棉纤维嵌塞在肋条间隙内，影响棉卷的正常运转，一旦排除不及时就容易摩擦起火。棉纤维嵌入锯齿还会造成刷棉不净，降低了轧花机的生产效率，不利于安全生产。

籽棉回潮率过高，纤维与棉籽的联结力增加，不易分离，棉籽上残留的纤维多、毛头率增大、衣分亏损增加。

（二）籽棉回潮率过低对轧花质量的影响

籽棉回潮率过低同样不好。因为籽棉过分干燥时，棉纤维刚性增大而变脆，抗击打强度降低，即抗断裂能力降低，在加工过程中容易产生棉纤维被打断或拉断纤维的现象；棉籽变脆，抗打击能力降低，容易损伤和破裂，使皮棉中带纤维籽屑增加；纤维的弹性和刚性显著增大，给打包带来困难，甚至引起断丝和崩包现象。

总之，机采棉必须在回潮率适宜的情况下才能保证加工质量，生产实践证明：机采棉回潮率在6.5%～8%时，棉纤维的抗拉力和抗击打力最强，锯齿轧花机运转最正常，棉纤维的断裂率最低，产量最高，质量最好。要想将成包皮棉回潮率控制在5.5%～7%之间，这就要求我们充分认识到，在生产过程切实做好机采棉烘干工作，避免为降低皮棉含杂率而过度烘干，造成棉纤维变脆、抗断裂能力降低，使皮棉主体长度变短，短纤维率增加。机采棉烘干既有利于排除杂质，又能提高轧工质量。

三、籽棉清理环节

籽棉清理环节是机采棉加工过程中的重要环节。如何保证每道工序的清杂效率，同时减少机械设备产生新的杂质，减轻对棉纤维造成的损伤。

（一）籽棉清理设备的分类

从喂花口开始常用的主要籽棉清理设备有：叉管式重杂物沉积器（俗称三角箱）、漏斗形重杂物沉积器、外吸棉和内吸棉分离器、异性杂质清理机、提净式籽棉清理机（清铃机）、倾斜回收式籽棉清理机、倾斜式籽棉清理机、轧花机提净式清花喂花机等，都属于籽棉清理设备，按照其除杂方式分成以下两大类。

（二）气流式籽棉清理设备

气流式籽棉清理设备是利用籽棉与杂质在颗粒大小、质量及空气动力学性质（主要是悬浮速度）上的差别，通过改变混合气流的方向和过流断面积，将密度大于籽棉的杂质从籽棉中分离出去。当籽棉中的杂质随气流进入沉积室时，方向改变，过流断面积增大，籽棉中的重杂物因质量较籽棉大，所以惯性也大，继续按原有的运动方向运动，加之沉降室过流断面积的突然扩大，气流速度显著下降，只有籽棉能被悬浮带走，重杂物只能向下坠落，从沉降室排出。气流式籽棉清理设备一般不会对棉纤维造成损伤。

（三）机械式籽棉清理设备

机械式籽棉清理机的常用类型有提净式籽棉清理机（清铃机）、倾斜回收式籽棉清理机、倾斜式籽棉清理机、轧花机提净式清花喂花机。按照清杂方式分成两大类：刺钉辊筒式籽棉清理机、齿条辊筒式籽棉清理机。

1.刺钉辊筒式籽棉清理机。

主要指倾斜式籽棉清理机、倾斜回收式籽棉清理机的倾斜六辊部分。作用是对籽棉进行开松，主要清除黏附在籽棉上的沙土、棉叶、小棉秆等细小杂质及部分不孕籽和僵瓣。

（1）刺钉式清花机的工作原理。

刺钉式清花机利用筛分作用原理实现杂质与籽棉的分离。它是利用刺钉辊筒上的刺钉对籽棉的打击作用，以及筛网与籽棉间的摩擦冲击作用清除籽棉中的杂质的。

（2）刺钉式清花机的主要工作部件。

主要工作部件是刺钉辊筒和除杂筛网。

（3）刺钉式清花机对棉纤维造成损伤的主因。

a.刺钉辊筒和除杂筛网的配合间隙：刺钉尖端与除杂筛网表面的距离一般应根据籽棉品质及棉瓣大小确定，应在20mm左右。此间隙大，籽棉受到的阻力就小，对棉纤维产生的冲击小，对棉纤维造成的损伤就小，但清杂效果差。此间隙小，籽棉受到的阻力就大，对棉纤维产生的冲击也大，对棉纤维造成的损伤就大，但清杂效果好。

b.刺钉辊筒表面线速度：刺钉辊筒的表面线速度的大小直接影响清杂、松花效果。表面线速度越高，效果越好，但超过11m/s时就会击碎棉籽、损伤纤维，在籽棉中形成疵点。所以刺钉辊筒的表面线速度在8m/s～10m/s时清杂效果最好，对棉纤维造成的损伤也最小。

刺钉辊筒式籽棉清理机各种配合间隙的调整、表面线速度（转速）的确定要根据当年所收购籽棉纤维的马克隆值和断裂比强度（抗拉强度）来定，在保证清杂效果的同时，减少对棉纤维造成的损伤。

2.齿条辊筒式籽棉清理机。

主要指提净式籽棉清理机（清铃机）、倾斜回收式籽棉清理机的回收部分、轧花机提净式清花喂花机。

清除的主要杂质是铃壳、棉秆、棉叶、棉桃、僵瓣、碎砖块、小石块等大杂质。

（1）齿条式清花机的工作原理。

利用抛掷反弹结合惯性离心力的作用实现杂质与籽棉分离。当籽棉和杂质从上道工序落在锯齿辊筒上一起转动，产生离心力，籽棉上的纤维被锯齿钩住，通过钢丝刷时又被压附而钩得更紧，不易掉落。没有纤维的杂质密度大，弹性也大，在离心力的作用下首先被抛出，部分没有排出的杂质在经过排杂棒和格条栅时，在摩擦、碰撞、打击作用下进一步分离。

（2）齿条式清花机的主要工作部件。

齿条辊筒、钢丝刷、排杂棒、格条栅、刷棉辊等。

（3）齿条式清花机对棉纤维造成损伤的主因。

a.齿条辊筒表面线速度：表面线速度越高，钩取的籽棉越多，生产效率越高，但对棉纤维产生的拉力也越大，拉断棉纤维的几率也大。所以一般锯齿辊筒线速度在3ms～5m/s为好。

b.配合间隙：主要指锯齿辊筒与除杂棒间隙10mm～30mm，或锯齿辊与格条栅的间隙15mm～20mm。此间隙大，籽棉受到的阻力小，对棉纤维产生的拉力也小，但清杂效果差；此间隙小，籽棉受到的阻力大，对棉纤维产生的拉力也大，但清杂效果好。

齿条辊筒式籽棉清理机主要配合间隙和表面线速度（转速），要根据当年所收购籽棉纤维的断裂比强度（抗拉强度）来定，在生产效率、清杂效果、减少对棉纤维的损伤之间找到平衡点。

四、轧花环节

在轧花阶段，轧花机的工作就是将棉籽上的长纤维从棉籽分离下来，形成皮棉，并保留棉籽上的短绒。入轧籽棉的含杂率、回潮率、籽棉纤维的马克隆值、断裂比强度（抗拉强度）都是影响轧花机产量和质量的重要因素，为此，轧花生产操作过程的基本原则就是做好“因花配车”工作。

喂花量过大，籽棉卷紧，锯片会刮破棉籽、刮下棉籽表皮，剥下短绒，轧出的皮棉疵点多，短纤维多。喂花量小时，籽棉卷松，产量低，毛头率大，轧花生产成本就高。

合理控制棉籽毛头率，不要刻意追求过低的毛头率，防止把棉籽上的短绒刮下，减少疵点，降低短纤维含量，保持棉纤维的长度整齐度。不同的轧花机型要分别控制毛头率，一般大型的轧花机毛头率应控制在0.5%～0.6%，中型的轧花机毛头率应控制在0.4%～0.5%比较合理。

根据当年收购籽棉纤维的马克隆值、断裂比强度（抗拉强度），合理调整轧花锯筒的表面线速度（转速），尽量减轻锯齿钩拉棉纤维时所产生的冲击力和拉力，减少对棉纤维造成的损伤。虽然这会降低轧花机的生产效率，但轧花工作最终是要取得经济效益最大化，应处理好产量和质量的关系。

五、皮棉清理环节

皮棉清理环节是保证皮棉质量的最后关键点，皮棉清理就是清除皮棉中的疵点、碎棉叶、小棉秆、尘土等。目前，轧花生产过程中普遍存在对皮棉进行过度清理的现象，这也是造成棉纤维损伤、短纤维含量高的原因之一，成包皮棉含杂量以标准等级（三级）为准应控制在2.5%左右。下面笔者来介绍一下每个皮棉清理环节的特性。

轧花机锯齿钩拉棉纤维离开轧花肋条工作点后，就开始了皮棉清理环节。锯齿轧花机上下排杂部、气流式皮棉清理机、锯齿式皮棉清理机这些设备，排除的主要杂质和排杂方式是有区别的，对棉纤维的损伤也不一样。

（一）锯齿轧花机上下排杂部：是靠惯性离心力与机械作用排杂

1.锯齿轧花机上排杂部。

锯齿钩拉住棉纤维、带着杂质运动到上排杂板（刀）处时，颗粒较大的杂质，离心力也大，加上上排杂板（刀）碰撞，从棉纤维中排出。排出的主要杂质是不孕籽、籽屑、棉仁、小棉秆等。

根据不同的机型，上排杂板（刀）与锯齿的间隙为1.5mm～4.8mm，此间隙可根据生产过程中的排杂情况进行调节。

2.锯齿轧花机下排杂部。

在刷棉点，毛刷辊筒以锯片2.5倍以上的线速度，把棉纤维和杂质吹刷下来，依靠高速气流和刷力给棉纤维和杂质加速，并形成混合流，当运动到下排杂板处时混合流方向改变，由于杂质质量大，惯性也大，不易改变方向，遇到下排杂板的碰撞，从棉纤维中分离出来。排出的杂质主要是不孕籽、籽屑、碎棉叶、小棉秆等，该部位不损伤棉纤维。

下排杂板要求离锯片的距离50mm，离毛刷的距离38mm，这两个间隙可以根据轧花生产时的排杂情况及时调整，做到因花配车。

（二）气流式皮棉清理机是利用惯性离心力排杂

轧花机轧下的松散纤维被气流吹送进入气流皮棉清理机的皮棉道。皮棉道截面面积自入口处逐渐变小，到达皮棉道转折处为最小，垂直向上后又逐渐变大。自入口到转折处，气流的运动速度是逐渐加快的。在转折处，纤维因质量较轻随气流转弯向上运动；杂质较重，惯性较大，因难以改变原有的运动方向而继续向前运动，从可调排杂口缝隙中抛出，并由排杂螺旋输出到机外。

生产过程中要保证混合气流的流速，根据排杂情况及时调整可调排杂口缝隙的大小，以达到最佳的排杂效果，气流皮清机在排杂过程中不损伤棉纤维。

（三）锯齿式皮棉清理机

1.锯齿式皮清机在生产中的两项重要工作。

一是对棉纤维进行开松和梳理，减少索丝，使纤维顺直；二是最后一次清除皮棉中的杂质（主要是不孕籽、索丝、棉结、籽屑、碎棉叶、小棉秆等杂质），提高皮棉的外观质量。

2.影响棉纤维梳理效果的因素。

（1）给棉握持力。

不管什么型号的锯齿皮清机，其喂棉部分都要对喂入的棉胎保持一定的握持力（680kN～700kN），这样才能保证在锯齿的钩拉下把活索丝开松，纤维拉直、理顺。给棉握持力大，对棉纤维的拉力就大，拉断棉纤维的机率也大；反之就小。在生产过程中，要适时检查和调整给棉握持力，使其保持最佳状态，在保证梳理效果的同时减轻对棉纤维的损伤。

（2）梳刷比。

梳刷比指齿条辊筒表面线速度与给棉罗拉表面线速度的比（一般应在1：22～1：30）。梳刷比的大小体现锯齿钩取纤维的多少，梳刷比取大值，单位锯齿钩取的纤维数量越少，对纤维的分梳效果越好，排杂效果越好，产量越高，同时对棉纤维产生的冲击力也越大，对棉纤维造成的损伤也越大。在生产过程中应根据掌握的当年产籽棉纤维的马克隆值、断裂比强度（抗拉强度）进行调配。

（3）齿条辊筒与排杂刀间隙。

此间隙因机型不同略有差异，一般在1mm-2mm。间隙偏小，排杂效果好，对棉纤维产生的冲击力大，造成的损伤也大，应适时调整。

综上所述，在棉花生产全程机械化这个系统工程全面完善之前，现有类型的机采棉加工生产线都还要继续加工各种质量相差很大的机采棉。作为棉花加工厂，还将面临如何保证加工质量这道难题。在加工厂可以控制的范围内，通过对生产工艺和设备性能的充分了解，在日常生产中加强细节方面的管理，才能实现机采棉加工“保长度、降短纤、绝残膜（三丝）、提品质”的工作目标。