清梳联纺7.3 tex纱工艺优化实践

胡振龙，赵卫华，谢立华，张成英

(东营市宏远纺织有限公司，山东 东营 257500)

0 引言

短流程清梳联从20世纪60年代发展到90年代初，应用电子计算机技术、传感技术、变频调速技术与开环梳棉技术，使设备的智能化、模块化、人机界面、变频、压力传感器控制技术得以广泛应用，使高速高产纺制高质产品已成趋势[1-2]；而不断优化工艺充分发挥清梳联合机的作用，仍是纺织企业的重要研究课题。目前，我公司主要生产集聚纺短绒棉9.7 tex纱和集聚纺长绒棉7.3 tex纱，笔者在此主要介绍后者的工艺优化情况。

1 长绒棉纤维的特性

长绒棉纤维品质优良，较为柔软，纤维长度好，一般为35 mm～39 mm，最长达64 mm，线密度为118 mtex～143 mtex，直径为15 μm～16 μm，强度较高为0.04 N/根～0.05 N/根，断裂长度为33 km～40 km，转曲较多为80个/cm～120个/cm。长绒棉相对细绒棉含大杂多、小杂少、短绒少、有害疵点少，纤维长、号数细、强力高，适合纺细号纱。长绒棉与细绒棉原料AFIS指标对比见表1，生产7.3 tex纱配棉成分指标对比见表2。

表1 长绒棉与细绒棉原料AFIS指标对比

原料类型棉结/(粒·g-1)棉结/μm带纤籽屑/μm带纤籽屑/(粒·g-1)质量长度/mm短绒率(w)/%根数长度/mm线密度/mtex不成熟纤维长绒棉14591515105530.089.029.141544.5细绒棉26070214901426.2013.213.201637.2

表2纺7.3tex纱配棉成分指标对比

原料类型马克隆值上半部长度/mm强度/(cN·tex-1)伸长率/%反射率(Rd)/%黄度(+b)成熟度系数短绒率/%棉结/(粒·g-1)长绒棉4.4637.264.416.2077.296.910.876.32145细绒棉4.4339.382.967.3377.947.590.868.01260

2 清梳联合机系统特点

2.1 优化的开清流程

清梳联合机的开清流程贯彻了“多包抓取、精细抓棉、早落少碎、渐进开松、均匀混合、少伤纤维、以梳代打”的工艺原则，生产线采用“一抓一开一混一清一梳”的短流程工艺。因长绒棉大杂较多，在清花工序尽量做到早落少碎以减少纤维损伤和棉结增加，做到16 mm短绒增加率不大于1%，棉结增长率不大于75%，总除杂效率不小于60%。梳棉工序完成梳理、除杂、成条功能，通过降低喂棉箱棉结增加量，选用优质的梳理器材，优化工艺速度，精确工艺隔距，方可做到棉结、短绒兼顾。

2.2 先进的自动化控制技术

各打手、输棉风机和给棉罗拉采用变频器控制无级调速，电气控制各流程气压，单机间既相对独立、又有连锁信号控制、PLC程控器及液晶显示操作面板，工艺调整简单，操作方便[3]。

2.3 金火探除装置和连续喂棉系统

在清梳流程中，设置了2道AMP3000型金火探除装置，并在FA125型重物分离器的进棉口、JWF1029型多仓混棉机的出棉口外部装有磁铁装置，确保火星及铁质物能及时排除，杜绝各类隐患。

连续喂棉根据梳棉机组的产量和开台数以及输棉管道压力变化来控制——JWF1115型精开棉机给棉罗拉能实现无级变速并动态跟踪，可保证供喂棉量和生条质量稳定。

2.4 优化梳棉自调匀整参数，控制条干不匀

控制清梳联棉条条干CV值，理论上要做到在清花和梳棉无机械波发生，优化梳棉自调匀整参数，稳定棉箱压力；若控制不当则会引起质量波动。

2.5 清梳联纺7.3 tex纱工艺流程

工艺流程：JWF1009型往复抓棉机→FT245型输棉风机→AM3000型金火探除器→FT215型微尘分流器→FT214型桥式磁铁→FA125型重物分离器→JWF1107型单轴流开棉机→FT222型输棉风机→JWF1029型多仓混棉机→FA055型凝棉器→JWF1115型精开棉机→FGY-90H型异纤分离器→AM3000型金火探除器→JWF1171型喂棉箱×10+JWF1203型梳棉机×10+FT025B型自调匀整仪×10。

3 主要设备与工艺参数

3.1 JWF1009型往复抓棉机

抓棉机担负着多包抓取、精细抓取和均匀混和的作用，向单轴流开棉机输送初步开松混和的原棉；该机采用双抓棉罗拉，使得抓取棉块小，有利于杂质早落少碎。工艺参数设置主要考虑抓取、打击平行，调整打手、小车运行以及打手下降的速度等，在尽量减少纤维损伤的同时，实现对棉束的开松与混和。经工艺优化实践，确定抓棉打手速度为910 r/min，打手刀片伸出肋条距离为2 mm，打手每次下降距离为1.2 mm，小车运行速度为19 m/min，开松混和效果佳，且该机运转效率不小于97%[4]。不同抓棉打手速度下开松混和原棉指标对比见表3。

3.2 JWF1107型单轴流开棉机

该机采用滚筒机构和V型弹性角钉，棉流在自由状态下随打手旋转5周半，实现柔和打击；棉束在离心力作用下与尘棒反复撞击，从而使棉杂分离。由于清棉过程中棉流在浮游状态下进行自由打击，其纤维长度、弹性和强力基本保持不变，不会增加棉结和短绒。JWF1107型单轴流开棉机的打手速度为521 r/min(变频为35 Hz)，尘棒入口至出口隔距为9.1 mm(安装角为18°)、8.7 mm(安装角为15°)、8.2 mm(安装角为12°)、7.6 mm(安装角为9°)；入口压力为+610 Pa，出口压力为-890 Pa。不同打手转速下棉结、短绒AFIS测定值对比见表4。

表3不同抓棉打手速度下开松混和原棉指标对比

打手转速/(r·min-1)棉结/(粒·g-1)短绒率/%杂物总数/(粒·g-1)可见异物/%91024015.1852.30.35120028518.6268.20.35132531020.51110.50.32 注:取样次数均为10次。

表4不同打手转速棉结短绒AFIS值对比

打手转速/(r·min-1)棉结/(粒·g-1)短绒率/%456入口出口24532314.014.0521入口出口36131615.814.8700入口出口32430118.217.5

3.3 JWF1029型多仓混棉机

该机是典型的在扰动气流的作用下“同时喂入异时输出”，原料被均匀吹入棉仓，形成气流混和，各仓经过90°转弯输送，利用路程差获得并合混和、形成层层叠合，再由斜帘切割使过多纤维被抛入混棉室再次混和，这样原棉在多仓内经三重混和均匀，效果优良。在清梳联工艺流程中，提高多仓混棉机的运转率是保证整个流程中各机台高运转率的核心，而合理的工艺参数是保证运转率的前提。JWF1029型多仓混棉机换仓压力上限约为400 Pa，下限约为150 Pa，斜帘高速设置为65%，斜帘低速设置为30%，平帘高速系数为0.50，平帘低速系数为0.32，运转效率为98%。

3.4 JWF1115型精开棉机

该机采用钢针打手，开松效果好，对纤维损伤小，打手3/4被尘棒包围，除杂效果好。不同打手转速与混棉质量对比见表5。

表5 不同打手速度与混棉质量对比

打手转速/(r·min-1)480540600进口棉结/(粒·g-1)281292312出口棉结/(粒·g-1)352395452棉结增长率/%25.335.344.9

表5可看出，打手转速高，棉结和短绒增长率也高。根据纤维特性，适当降低打手转速，可有效减少纤维损伤和降低棉结、短绒，因此，JWF1115型精开棉机打手转速为480 r/min、尘棒入口隔距为10 mm、出口隔距为16 mm，给棉罗拉压力控制为450 Pa，转速比例系数为0.35，打手给棉速度为50%。

3.5 JWF1171型喂棉箱

该机的上棉箱压力控制为600 Pa～800 Pa，逐台调节上棉箱网眼板后面的调节板，通过平衡各机台之间的排气量使落棉量均匀。

下棉箱压力一般约为60 Pa，调节显示屏压力值及进风口调节板等，使下棉箱形成均匀棉层；注意下棉箱棉层不宜过高，在振动透气栅上以80 mm～100 mm为宜。

开松辊转速过高易损伤纤维，过低则绕辊严重(不到一个班开松辊表面就被缠满)，经工艺优化的开松辊转速为980 r/min，可避免纺长绒棉绕开松辊问题，及严重影响筵棉开松和下棉问题。

3.6 JWF1203型梳棉机梳棉工艺

由于长绒棉纤维长、线密度小，要尽可能充分梳理并减少纤维损伤，故梳棉工艺采用“紧隔距，轻定量，慢速度”原则，增强锡林—回转盖板区的分梳效果，减少纤维间反复搓擦产生棉结的概率。因为梳棉工序既去除短纤维、又产生短绒，所以合理设定锡林、刺辊转速，增大回转盖板线速，有利于去除短绒和杂质、提高棉结去除率。

3.6.1锡林转速

锡林转速高则筵棉离心力高，有利于排杂。实践表明锡林转速从375 r/min提高到460 r/min，生条棉杂减少约20%；但锡林转速的增高使棉结减少、棉结清除率高，而纤维受损大、短绒增长大。所以锡林转速要根据原棉品质和成纱质量合理设定，一般控制为335 r/min～465 r/min时的质量较稳定。不同锡林转速对棉结、杂质的影响见表6。

表6 不同锡林转速对棉结杂质的影响

锡林转速/(r·min-1)棉结/(粒·g-1)杂质/(粒·g-1)375662041541184623917

3.6.2刺辊转速

刺辊转速高也有利于对纤维的梳理和除杂；原棉品级好、成熟度好、强力高时，刺辊转速可高些；反之，适当慢些，以免损伤纤维、增加短绒，影响成纱质量；刺辊转速一般为980 r/min～1300 r/min。为了便于转移，锡林—刺辊的转速比以1.7～2.0为宜。不同刺辊转速对棉结、杂质的影响见表7。

表7 不同刺辊转速对棉结杂质的影响

刺辊转速/(r·min-1)棉结/(粒·g-1)杂质/(粒·g-1)73666198155717920411510204516

3.6.3回转盖板线速

回转盖板针布线速高，在锡林—回转盖板梳理区停留时间短，针面负荷相对减少；但单位时间走出梳理区的盖板根数多，除杂效率增高，对提高棉网质量、减少生条棉结杂质有利。回转盖板线速3组优化试验见表8。由表8可知，当速度为300 mm/min时，可大幅提高回转盖板针布除杂效率，各项指标相对较好。

表8 回转盖板线速3组优化试验对比

回转盖板线速/(mm·min-1)230260300回潮率/%4.514.834.39重不匀率/%2.452.471.90条干CV/%3.493.443.38纤维棉结/(粒·g-1)403733籽屑棉结/(粒·g-1)754

3.6.4刺辊—给棉板隔距

刺辊—给棉板隔距大，则梳理度差、棉束增多；隔距小，则梳理好，但易损伤纤维，因此，一般控制为0.18 mm～0.61 mm，纺长绒棉一般以控制为0.51 mm为宜。

3.6.5除尘刀位置

除尘刀位置以机架平面为基准，一般以±6 mm进行调节。含大杂多时可采用低刀工艺，增加落杂；小杂多时宜适当抬高除尘刀位置。除尘刀角度一般调节为70°～110°，角度大有利于落杂，也有利于小漏底处回收，但落棉多。除尘刀与刺辊针布间隔距小，不仅有利于落杂，也有利于托持纤维，一般设置为0.31 mm～0.43 mm。

3.6.6刺辊—锡林隔距

刺辊—锡林隔距小则刺辊针布上的纤维易被锡林针布抓取，有利于转移；当针尖平面度好、针布运行平稳时，其隔距一般为0.18 mm～0.23 mm。

3.6.7锡林—回转盖板隔距

锡林—回转盖板隔距与梳理质量密切相关：隔距大有利于减少纤维充塞，中部逐渐减小有利于对棉束逐步加强分梳，出口处略大利于锡林针布上的纤维起浮，便于纤维向道夫针布转移；隔距小，针布刺入纤维层深、接触纤维多，纤维被针布握持或梳理的长度大、梳理力大，利于棉束充分分解，且利于纤维在两针布间反复转移，使浮于两针面间的纤维减少、被搓成棉结的概率降低。锡林—回转盖板间5点隔距分别设置为0.20mm，0.17mm，0.17mm，0.17mm，0.20mm，也可为0.17mm，0.15mm，0.15 mm，0.15 mm，0.17 mm。

3.6.8锡林—道夫隔距

锡林—道夫隔距偏小为宜：隔距小则转移好、棉结少、棉网外观清晰；隔距大则棉网上易出现云斑、棉结增多，一般设置为0.10 mm～0.13 mm。锡林—道夫隔距对梳棉指标的影响见表9。

表9 锡林—道夫隔距对梳棉指标的影响

锡林—道夫隔距/mm0.150.10回潮率/%5.545.79重不匀率/%3.213.16纤维棉结/(粒·g-1)4239籽屑棉结/(粒·g-1)5316 mm短绒率(w)/%10.49.516 mm短绒率(n)/%24.823.2

4 空气压力及气流优化配置

气流配置合理是开好、用好清梳联的关键。

4.1 排风量

要保证清花车间送风量和排风量的平稳，且车间为正压，应使过滤量约大于实际排风量10%，风机变频调速应根据实际需要合理调整。

4.2 合理配置各单机进出口的气流与气压

棉流进、出压力不宜过高，以免既浪费能耗又造成棉流滚动、刮擦而形成棉结，因此，应首先优选静压值。开清棉的原料靠气流输送，管道气流的稳定性直接影响开清棉的生产效率和生条质量，一般气流速度约12 m/s为佳。

4.3 梳棉吸尘系统

JWF1203梳棉机上增加了多个负压吸点，如后车肚吸落杂装置、活动盖板花吸风口、固定盖板清洁器吸风口、大漏底除尘吸风口等对排除短绒、棉结、杂质起着重要作用。一般梳棉机每小时吸风量为3600 m3，根据这个要求配置相应排风量的滤尘机组，我公司选用蜂窝式滤尘机组。要保证滤尘机的排风效果，必须保证二级滤尘长毛滤尘袋上尘土吸得净、通风好。我们发现，原长毛绒滤尘袋使用中容易变形下垂，造成二级吸嘴吸不净尘袋上的尘土，严重影响滤尘袋的透气性，达不到风机应有的排风效果。为此我们进行了改造，在原滤尘袋的基础上增加了几条宽1 cm的帆布条做拉筋，使滤尘袋安装后拉得更紧且不易下垂，保证了吸嘴的吸尘效果和滤尘风机的排风量。使梳棉机漏底落棉和其它吸口的尘杂及时吸走，提高了生条质量，延长了滤尘袋的使用寿命。

5 生产管理

5.1 环境控制

由于原棉回潮率高时，棉块不易开松而除杂效率低、易缠罗拉、绕打手；而回潮率低时，则加工过程中纤维易被打断，导致损伤而增加短绒，从而影响除杂效率、恶化生条条干；一般纺长绒棉回潮率宜控制为7.5%。

5.2 设备维护及运转管理

由于清梳联合机组设备精良，自动化程度高，因此需要高素质和高技术水平的专业人员维修、维护和使用，要做到：① 制定《值车工作法》《清洁进度表》《设备维修工作法》等管理制度，使清梳联各项管理工作规范化、制度化；② 加强员工培训，使其熟知机器的性能、工作原理、操作要领；③ 保全严格执行维修计划，保质保量完成维护任务，加油要到位，不少加、不漏加；检修工做到勤巡回、勤检查，及时发现并处理设备故障，保证设备正常运行；定期检查自调匀整，保证传感器反应灵敏，基准电压符合标准且左右一致；④ 运转工认真执行操作法，严格按清洁图表清洁，随时保证机器清洁，杜绝积花、挂花、塞花等影响产品质量的问题，保证安全生产。

6 结语

由于清梳联合机集机、电、气于一体并采用PLC技术、交流变频调速、自调匀整装置等自动化、智能化控制技术，因此只有充分了解设备性能特点、保持设备及器材的优良状态，不断优化工艺设计、提高员工操作维修水平、积极主动地持续改进，保证前后供应、充分发挥各单机作用，才能不断提升产品的整体质量，从而保证成纱质量。