浅析全国产锦纶6 FDY高速纺设备及工艺

北京中丽制机工程技术有限公司 朱进梅/文

浅析全国产锦纶6 FDY高速纺设备及工艺

北京中丽制机工程技术有限公司 朱进梅/文

本文分析了全国产锦纶6FDY(全牵伸长丝)高速纺丝机的主要技术参数和特征，并通过生产实践，探讨该纺丝机的工艺参数和实际运转效果。

锦纶6 FDY 全国产 高速纺 牵伸卷绕

1 引言

我国已经实现了锦纶6纤维高速纺丝成套技术的国产化，但在锦纶6 FDY领域高速、高精度纺丝关键设备仍被德国、日本等国外公司所垄断。要发展化纤行业，既要用高新技术改造传统设备，又要提升效率、降低成本、节能降耗，基于这样的思路，中国纺织科学研究院、北京中丽制机工程技术有限公司联合对锦纶6FDY纺丝工艺、设备进行深入研究，优化关键部件，使设备结构更简单、操作更灵活、安装更简便、工艺性性能更优异的锦纶6 FDY高速纺纺丝设备，同时开发配套的锦纶6 FDY高速纺纺丝工艺技术。

2 设备的主要技术参数及特征

本设备主要采取热辊拉伸法FDY工艺，全机由纺丝机、牵伸机、卷绕机三大部分组成

2.1 纺丝机

2.1.1 纺丝机技术参数

螺杆挤压机规格：φ55X25；纺丝头数：12头/纺位；纺丝位距：1200mm；组件外形：φ122X120mm；喷丝板规格：φ104mm；适纺纤度范围：20～40d。

2.1.2 纺丝机特征

φ55X25螺杆挤压机通过交流变频调速拖动，采用LTM型混合头，挤压机进口处受到氮气保护，以防切片氧化，氮气供给系统配有控制阀、流量计，并可接压力计[1]；熔体分配管装有6组静态混合器；纺丝箱体2位一箱，纺丝箱体采用圆形截面，具有最小的散热表面积保温效果好，节约热能，更加符合压力容器的要求；每位装6套下装式双胞胎圆形组件，实现12头纺，使纺丝箱内部结构更加紧凑，组件采用旋紧式安装方式，整个安装过程只需要一人完成，可大大节约人力和时间，喷丝板保温良好，表面温度均匀；采用侧吹风冷却系统，能使丝束冷却均匀，侧吹风与纺丝箱直接密封连接，防止野风扰动。冷却风得以充分利用，从而使纺丝性能良好，丝束条干均匀，力学性能良好；采用油嘴喷淋上油。

图1 国产化锦纶6 FDY纺丝机

2.2 牵伸机

2.2.1 牵伸机技术参数

预网络：12头预网络器，丝束间距12 mm，总间距132 mm。一般设定空气压力为0.05MPa～0.1MPa。

终网络：左单开门，盒体尺寸500X260mm，安装尺寸430X210mm，网络器安装无夹角。一般使用的空气压力为0.2MPa～0.4MPa。

热辊辊的技术参数为：

热辊导丝盘主体尺寸为φ220×350mm，分丝辊尺寸为φ125×350mm；热辊导丝盘有效工作区为280mm；热辊导丝盘表面温度均匀性为R≤3℃；热辊工作温度范围为60～200℃；热辊最高纺丝速度为5500m/min；热辊加热器功率为220V，9KW；热辊表面：GR1：表面镀镜面铬，SR1：表面镀毛面铬；GR2A：表面镀陶瓷，GR2B：表面镀陶瓷；GR3：表面镀毛面铬，SR3：表面镀毛面铬。

2.2.2 牵伸机特征

牵伸机是锦纶6 FDY设备中的关键部分，FDY机型采用3对辊2道牵伸形式，并配有剪吸丝、预网络、终网络，网络左双开门，机架高度4600。在3对热辊中，GR1为单热辊、GR2为双热辊、GR3为单热辊。FDY的位距间距为1200mm，三对辊的排列设计为纵向叠加型，空间紧凑。

预网络器的主要作用是对丝束纤维上的油剂进行很好的均化作用，同时稳定丝束间的张力，增加丝束间的抱合力，提高纤维对热牵伸的承受能力，预网络器不产生“网络结点”。

终网络器一般设置在牵伸辊与卷绕之间，丝束在高速气流中多角度喷射下相互纠缠形成交络，丝束间抱合性大大增强，增加丝束卷绕和退绕的均一性，后加工时不易产生毛丝、断头和松圈丝等现象。

2.3 卷绕机

2.3.1 卷绕机技术参数

每位卷绕头数量：1台；卷绕锭轴长：1380mm；卷绕丝饼数：12；纺丝工艺速度：5500m/min，最大机械速度6000m/min。

2.3.2 卷绕机特征

摩擦辊采用主动式，在自动换筒过程中，摩擦辊的速度保持恒速，不存在被动摩擦辊丢速的问题，可以使自动换筒过程更平稳，完成同速切换，对底层丝的成型效果好。

摩擦辊机架采用了侧挂支撑新型结构，在提高整体的支撑强度的同时，更加方便摩擦辊电机的后置安装，节约空间，减少了整机的长度。

采用比例阀气路系统，使纺丝过程接触压力全程可控、可调，以保证丝饼成型良好、质量可靠。

采用顺向取丝方式，减少了切换时张力的瞬时波动对丝的损伤，可大大提高过尾率。

3 工艺参数及质量控制

3.1 工艺参数设定

切片原料：在该锦纶6 FDY高速纺生产线上，使用广东新会美达尼龙6切片，每包25kg，相对切片粘度为3.3±0.05，含水量小于0.03% ，单体含量小于0.6%。

纺丝品种及速度：生产品种为30D/24f，卷绕速度为4800m/min。

纺丝温度：为了锦纶6切片熔融均匀，熔体流动性好，混合充分，通常将纺丝温度控制在254℃左右，挤压机温度分布，一区：252℃，二区：257℃，三区：251℃，四区：251℃，五区：251℃。

纺丝压力：采用的喷丝板为圆形板，喷丝孔径为φ0.3 mm，组件内采用金属砂作为过滤介质，过滤网采用20ц金属无纺布，以去除熔体内杂质。一般设定的组件纺丝初始压力为14Mpa。

冷却成型：在纺丝箱体喷丝板下面设置了27.5mm高的缓冷区域，可以改善丝条的分子结晶及取向。为了达到良好的可纺性、保证丝条质量，正确地控制丝条冷却速率很关键。侧吹风风速为0.4m/s，风温18±2℃，相对湿度80%±5%。

牵伸卷绕工艺参数：牵伸采用高速热辊牵伸工艺。为了有良好的牵伸效果并减少断头，在牵伸工艺中设定合理的热辊温度，分配好牵伸比，都具有极其重要的作用。在30D/24f、4800m/min纺速生产中，采用的牵伸比为5.20，各热辊温度：GR1为80℃，GR2为120℃，GR3为140℃。

卷绕成型：卷绕张力对卷绕成型有相当大的影响，纺丝中卷绕张力设定在240g左右，丝束缠绕角度取7°～8°，采用防叠卷绕。

3.2 产品质量指标

表1 产品30d/24f物理性能质量指标

4 结束语

中国纺织科学研究院、北京中丽制机工程技术有限公司研制的全国产化锦纶6 FDY高速纺设备运行良好，生产工艺稳定，产品性能优良，具有先进的技术水平，可以使设备运行成本大大降低。为企业增加了新的经济增长点，也为我国化学纤维设备多样化的开发做出了贡献。

[1] 井佳音.锦纶6工业丝一步法纺丝设备的开发[J].纺织科学研究,1996, (04):19.

[2] 宋明，GB/T16603-2008.锦纶牵伸丝[S].北京：中国标准出版社，2008.