【技术】纯棉纱清梳工艺流程的探讨

清、梳工序是纺纱流程中两个极其重要的工序,担负着对原棉开松、除杂、混和、排除短绒和梳理纤维的作用,其流程配置和工艺选用是否合理直接影响成品的质量。

在清、梳工序的生产实践中,对如何提高开松、除杂效果和棉卷的均匀度,大家都十分重视,但缺少对开松和除杂过程中纤维损伤和索丝棉结增长率的关注度。

清、梳工序流程和工艺不当,会使棉卷(对原棉)的棉结增长80%以上,生条(对原棉)的短绒率增加4~6%。为了提高生条质量,有必要对清、梳工序的流程和工艺配置进行深入的探讨。

一、成卷机流程的配置和工艺选用

1. 1 改进和完善成卷机流程

对成卷机流程进行改进和完善,使其既能有足够的开松和除杂作用,又能使纤维损伤和索丝棉结增长率降低到最低程度,下面是一个具有代表性的改进和完善后的成卷机流程:

FA002×2抓棉机→CFA026A风机+TF27桥式磁铁→119Ⅱ火星探除器→A045B5.5凝棉器+A035C混开棉机+TF27桥式磁铁→A045B凝棉器+FA103A双轴流开棉机→FA0226多仓混棉机→A045B凝棉器+FA106B开棉机+TF31磁铁→A062Ⅱ配棉器→(A045B凝棉器+FA046振动棉箱+A076F成卷机)×2。

流程中的设备选自郑州纺机和晨阳纺机,并进行了优化组合,与常规流程相比,这个流程有以下几个方面的特点:

(1)FA002的打手刀片选用小刀片,抓棉效率高,抓取的棉块小,有利于实现“精细抓棉”;A035C和FA106B出棉补风口的面积增大、位置降低,而且是沿打手切线补风,有利于棉块快速脱离刀片,减少因重复打击而造成纤维损伤和索丝增加;A076F加装“渐增加压”和棉卷自调匀整仪,前者能改善棉卷内紧外松和小卷伸长小、大卷伸长大的现象;后者能降低棉卷的重量不匀率。

(2)流程中增加了一台FA103A,提高了整个流程的开松除杂作用,因而在工艺选用时,具备条件采用“轻打”和“多梳”工艺,而“轻打”和“多梳”对于减少纤维损伤和索丝、棉结的效果显著。FA103A的开松形式不同于其它开棉机,棉块沿着打手切线表面喂入、呈螺旋线前进,两只打手对棉流进行多次自由打击,开松作用好,纤维损伤小,除杂效率高。

(3)FA103A装有间道,生产中、细特纱线品种时可以经过FA013A,而生产特细特(长绒棉)纱线品种时则可以跳过FA103A。

(4)FA002×2采用并联双抓,抓取的棉包数增加一倍,原棉的混合作用提高,抓取的棉块减小一半。

(5)为提高FA002×2双抓的吸棉效率,加装CFA026A接力风机。风机参数:1440r/m、4700m3/h、1000Pa。

(6)常规流程中的混开棉机为A035E,共有四只打手,而且其中两只开棉打手都是豪猪打手,开松作用剧烈、纤维损伤厉害、索丝和棉结增长率高。本流程改用A035C、三只打手,其中只有一只开棉打手,而且是鼻型打手,开松作用柔和,纤维损伤小,索丝和棉结增长率低,只是开松、除杂效果略差于A035E。

(7)常规流程中的开棉机为,豪猪打手。本流程改用FA106B,鼻型打手,具有梳、打结合的特点,开松、除杂效率高,纤维损伤小,索丝、棉结少。对比试验结果见表1。

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1.2 成卷机流程的工艺配置

1.2.1 降低单产

降低单产不仅能提高开松和除杂作用,也是实施“薄喂、轻打”和“多梳、少打”的前提条件。

提高产量应着眼于减少停台和提高运转率。在保证供应的条件下,将单产降低到最低水平。品种不同,单产也应不同:粗特纱480~550kg/套时,中特纱400~450kg/套时,细特纱330~380kg/套时,特细特纱(长绒棉)250~300kg/套时。

1.2.2 细抓

抓棉机实施“细抓”能帮助后道开清棉机提高开松效果和除杂作用。FA002×2采用并联双抓是“细抓”的有效措施,但必须调整以下工艺与之匹配:

(1)抓棉机打手速度由740r/min加快到900r/min。

(2)打手刀片由伸出肋条2.5~7.5mm调整为缩进肋条2.5mm。

(3)小车下降量减小为2.4mm。

(4)抓棉机运转率调整为90%以上(通过调整小车回转速度来实现)。

1.2.3 薄喂

薄喂的目的是轻打,轻打必须薄喂。薄喂能使杂质容易暴露在外,打手打击时更容易被清除,同时薄喂还有助于提高开松作用。

实施“薄喂”时,应对以下工艺给予调整:

(1)A035C压棉帘与角钉帘间距由50mm减为30mm,同时调整以下工艺与之匹配:加快角钉帘线速度至80~100m/min;减小均棉打手与角钉帘间距至40~50mm;调整运转率达到90%以上(通过调整输棉帘速度来实现)。

(2)减小FA0226的换仓压力。换仓压力与仓内的储棉密度相关:压力大,密度大;压力小,密度小。压力过大时,输棉罗拉与打手之间容易发生“轧车”现象。为实施“薄喂”,可减小换仓压力至180~190Pa,同时调整运转率达到90%以上(调整输棉罗拉速度)。

(3)调校FA106B储棉箱调节板至最前,使储棉箱容量最小,结合调整给棉罗拉速度,使运转率达到90%以上。

(4)FA046振动棉箱下开口调校到180~200mm,为A076F实施“薄喂”创造条件,同时调整角钉帘线速度,使运转率达到95%以上。

1.2.4 轻打

“轻打”能减少纤维损伤、降低索丝棉结增长率,还能减少杂质破碎。减慢打手速度,能减小打击力,实现“轻打”的目的。

(1)A035C的开棉打手速度由900r/min减慢为685r/min。

(2)FA103A的两个打手速度由412×424r/min减慢为370×381r/min。

(3)FA106B打手速度选慢速(480r/min)。

(4)A076F打手速度由900r/min减慢为760r/min。

1.2.5 多梳少打

“多梳少打”会降低除杂效率,但由于流程中增加了一台FA103A,因而总除杂效率只会增大、不会减小,而且“多梳少打”可以有效减少纤维损伤、索丝和棉结,还能提高开松度。

实施“多梳少打”应做好以下工作:

(1)A035C平行打手(二)的U型刀片改“子弹头”型的圆柱钉,并由8×28=224片加密为12×28=336根。

(2)A035C开棉打手由豪猪打手改为鼻型打手。

(3)FA106开棉打手由豪猪打手改为鼻型打手。

1.2.6 早落多落

原棉中的杂质应在开清棉“早落多落”,避免被后道设备(如A076打手和梳棉机刺棍)打碎成细杂,使得细杂数量成倍增加,而细杂的清除十分困难。

实施“早落多落”,应调整以下工艺:

(1)放大尘棒隔距(必要时新做尘棒弧形架):A035C平行打手尘棒隔距块由8mm改为12mm,开棉打手尘棒根数由34根减少至32根;FA106B尘棒根数由63根(14、17、17、15)减少至60根(13、16、16、15);A076F尘棒根数由15根减少为11根。

(2)合理补风。A035C和FA106B的出棉补风口面积加大、位置放低,并且改为沿打手切线补风。A076F尘棒补风改为大小过棉板补风。

(3)降低打手落杂箱内的空气压力。分别在A035C、FA106B和A076F的落杂箱下方挖一个深40cm的前倾式锥形地坑,增大落杂箱容积、降低落杂箱气压,有利于杂质、短绒的顺畅排除。

(4)A035C、FA103A和FA106B采用自动吸落棉方式,使打手落杂箱处于负压状态。相比挖地坑,更有利于杂质特别是细杂和短绒的排除。自动吸落棉参数见表2。

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1.3 纺纱质量

改进和完善后的成卷机流程,在河南濮阳、江西瑞昌和上海等纺织厂的生产实践中,纺纱质量都得到了明显的提升,其中以濮阳三强最好。

三强纺织JC18.2tex和JC14.6tex品种,原棉品级2.2,主体长度29.5mm,马克隆值4.4,含杂率1.5%,短绒率16%,棉卷不匀率0.9%,棉卷含杂率0.67%,除杂效率55%,棉结增长率38%,短绒率12.8%。供A186H梳棉机,台时产量18kg,生条定量16.5g/5m,生条棉结14个/克,杂质37个/克,短绒率12.8%。结合后续工序的设备、工艺、操作和纺纱器材的优化,成纱质量由Uster公报50%的水平提高到15%的水平,其中JC14.6tex的重量CV%1.7%,断强17.8cN/tex、强力CV%7.2%、条干CV%11.7%、50%细节0个/千米、+50%粗节4个/千米、+200%棉结24个/千米、黑板条干3:6:1:0、黑板棉结6个/克、结杂总数10个/克。供纱上海三枪、无锡一棉和天津田歌等全国著名企业。

二、清梳联流程的更新和工艺优选

不论是郑州纺机还是青岛纺机的清梳联,都是短流程、高速度和高产量。对于粗特纱和中特纱的产量和质量都比较理想,但对细特纱和特细特纱,则显现纤维损伤严重、短绒增长率高,特别是棉结成倍增加。

濮阳某纺织公司曾对清梳联与成卷机流程进行纺纱质量对比试验,试验品种JC14.6tex,试验结果见表3。

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从表3的数据可知,清梳联的纺纱质量明显差于成卷机流程。

山东东营某纺织公司使用清梳联生产C14.6tex和C18.2tex品种,原棉品级2.2,品质长度31.4mm,马克隆值4.5,含杂率1.8%,短绒率13.7%,筵棉含杂率0.92%、梳棉机出条速度140m/min,台时产量39kg,生条棉结56个/克、杂质41个/克、短绒率18.6%。相同显示出清梳联存在棉结多、短绒率高的问题。

要提高清梳联的纺纱质量,其流程必须更新,工艺也应优选。

2.1 清梳联流程的改进

为了提高清梳联的优势,降低清梳联缺点的不利影响,有必要对清梳联流程进行改进。下面是一个比较典型的改进流程:

FA002×2抓棉机→CFA026A风机+TF27桥式磁铁→119Ⅱ火星探除器→A045B5.5凝棉器+A035C混开棉机+TF27桥式磁铁→A045B凝棉器+FA103A双轴流开棉机→FA0226多仓混棉机→A045B凝棉器+FA106B开棉机+TF31磁铁→A045B凝棉器+FA106A开棉机+FT301连续喂棉器→CFA020A风机→119Ⅱ火星探除器→(JWF1171棉箱+FA203C梳棉机+FT025A自调匀整器)×8~10台。

改进后的清梳联新流程具有以下特征:

(1)流程中的设备选自郑州纺机、青岛纺机和晨阳纺机,并进行优化组合,其中FA103A、FA0226和TF31为郑州纺机,FT301B、JWF1171、FA203C和FT025A为青岛纺机,其余为晨阳纺机。

(2)摒弃了标准型清梳联中的开清棉设备,用FA002×2并联双抓取代FA006(FA009),用FA0226取代FA0288(FA029),FA106B和FA106A取代FA109(FA116),并在FA002×2和FA103A之间增加一台A035C。与成卷机流程相同,本流程中的开清棉机组具有除杂效率高、开松作用柔和、纤维损伤小、索丝棉结增长率低等优点。

(3)A035混开棉机是我国纺织技术人员七十年代的创新产品,并在近半个世纪的生产实践中经过不断改进和完善,具有混棉、开松和除杂三个作用,在成卷机流程中,取代A006B、A034和A036三台设备。

在FA002×2之后,增加一台A035C具有以下优点:由抓棉机输送过来的棉块先经过A035C棉箱的“横铺直取”进行“粗混”,再经过FA0226的“细混”,混棉作用更趋完美;A035C的压棉帘与角钉帘、均棉打手与角钉帘的开松作用不同于打手的开松,前者为撕扯开松,后者为打击开松,二者相比,撕扯开松效果好,开松作用柔和,不会损伤纤维,索丝棉结增加很少;经角钉帘的撕扯开松,棉块减小,再接受平行打手和开棉打手的打击开松时,棉块受到的打击力度因棉块的减小而降低,纤维损伤小。撕扯开松后棉块减小,棉块中的杂质容易暴露,后续打手打击开松时,杂质就容易被清除。“先撕扯开松,后打击开松”符合“先松后打、松打结合”的工艺原则。

A035C的独特作用是其它开棉机所不具备的,因此不论是成卷机流程还是清梳联流程,都是不可或缺的。

(4)用FA002×2取代FA006(FA009)。FA002并联双抓,打手采用小刀片,抓取的棉包数量增加了一倍,抓取的棉块减小,抓棉效率显著提高,已经能趋近FA006(FA009)的“精细抓棉”。

(5)用FA106B和FA106A取代FA109(FA116)。FA106B的鼻型打手开松和除杂效率高、纤维损伤小。FA106A为梳针打手,能将棉块“精细开松”成棉束状态,纤维损伤很小。

(6)流程中的梳棉机为青岛纺机的FA203C,结构设计合理、工艺成熟、加工精度高,锡林中心高度比其他厂要高46mm,回转盖板的梳理区大,盖板总数86根,工作盖板33根,比其他厂分别增加了6根和3根,分梳能力强。机前加装皮圈导棉和棉网集束器,因而机前断头极少。机后1171棉箱的开松辊为针辊,作用柔和,棉结增长率较低。

2.2 清梳联的工艺配置

清梳联的开清棉工艺与成卷机流程相同。清梳联的梳棉工艺也不宜采用高速高产的工艺配置方案。

梳棉机应采用“薄喂、柔梳、轻定量”工艺,锡林与刺辊线速比宜大,长绒棉品种不宜采用“紧隔距、强分梳”工艺。

2.2.1 偏低掌握梳棉机单产

梳棉机的单产低,可以减轻梳理负荷、提高棉网的清晰度。FA203C梳棉机的单产,可以按下表4的推荐值进行掌握。

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2.2.2优选分梳元件

按“矮齿、小角、纵稀、横密”原则优选针布和齿条,常规品种的针布推荐配置见表5。

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2.2.3 速度的选配

锡林速度快,可以提高梳理作用,但会增大纤维的损伤,特别是生产细度细、长度长的长绒棉品种时纤维损伤更大。提高锡林与刺辊的线速比,不仅可以提高刺辊的纤维转移率,还能减少刺辊与给棉板之间的纤维损伤。生产常规品种时FA203C的推荐速度配置见表6。

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2.2.4 后部工艺

(1)给棉板工作面长度。给棉板工作面长度应与原棉的纤维长度相适应,工作面长度短、纤维长度长时,纤维损伤严重,甚至被刺辊扯断;工作面长度长、纤维长度短时,刺辊的分梳作用降低。

生产纤维长度为19~25mm的粗绒棉,工作面长度选30mm;生产纤维长度为27~31mm的细绒棉,工作面长度选32mm;生产纤维长度为35mm以上的长绒棉,工作面长度选36~38mm(或给棉板抬高4~6mm)。

(2)给棉板与刺辊隔距。隔距小,刺辊的分梳作用强,但是损伤纤维严重。隔距大小应与原棉的品质相适应。给棉板与刺辊的隔距,生产粗绒棉为9英丝、细绒棉为12英丝、长绒棉为17英丝。

(3)刺辊与锡林隔距。刺辊改用V型自锁齿条后,圆整度提高,因而有条件将刺辊与锡林隔距由7英丝减小为5英丝,可使锡林与刺辊的分梳作用和纤维转移率得到增强。

(4)刺辊预梳板。加装刺辊预梳板能提高梳理作用,但也会增加对纤维的损伤,所以,生产粗绒棉和细绒棉品种时应加装预梳板,而生产长绒棉品种时应取消预梳板。

(5)后车肚落棉率。后车肚落棉率一般掌控在1.5~2.5%之间,要求刺辊的除杂效率50~60%,除杂效率低、落棉少时,应增加落棉;除杂效率高,且有落白现象时可减少落棉。

2.2.5机中工艺

(1)盖板与锡林隔距。“紧隔距、强分梳”是梳棉机的重要工艺原则,但“紧隔距”的前提条件是锡林圆整度和盖板平整度要好。“紧隔距”能增强分梳作用,但也会增加纤维的损伤。生产细绒棉时盖板隔距应偏小掌握,如7、6、5、6英丝,生产长绒棉时盖板隔距宜稍大掌握,如9、8、7、8英丝。

(2)盖板花率。盖板花率一般控在0.8~1.2%,视生条短绒率而定,要求生条短绒率中特纱≦16%、细特纱≦13%。短绒率高时,增加盖板花,反之应减少盖板花。

2.2.6 机前改单罗拉剥棉+皮圈导棉

机前三罗拉剥棉改为单罗拉剥棉和皮圈导棉,棉网的纤维伸直度和清晰度及成纱质量能显著提高,加装皮圈导棉可有效减少改单罗拉剥棉后的机前断头。

2.3 改进后清梳联的纺纱质量

与标准型清梳联相比,更新后的新流程有三大优势:

(1)标准型的FA109的打手速度快,第二、三打手速度分别为2100、3400r/min,且为锯齿打手,开松作用猛烈,纤维损伤严重,索丝、短绒和棉结增长率高。改进后的流程FA106B和FA106A打手速度慢、为480r/min,且FA106B为鼻型打手,具有梳、打结合的特点,开松作用好,除杂效率高,纤维损伤小。FA106A为梳针打手,能将棉块分梳成微小棉束状态,开松作用柔和,短绒和棉结增长率低。改进后的流程特别适宜细绒棉和长绒棉品种。

(2)改进后的流程混棉效果良好:FA002×2并联双抓,棉包数增加一倍,即混棉量增加一倍,原棉进入A035C后,在棉箱内“横铺直取”,对原棉进行“粗混”,经A035C和FA103A的开松和除杂后,再在FA0226进行“细混”,因而原棉的混合作用更充分。

(3)改进后的流程中开清棉机组结构简单、工艺成熟、故障率低、维修便捷,并且价格低廉。

改进后的清梳联流程,1171棉箱筵棉对原棉的除杂效率可达50~55%,棉结增长率30~40%(标准型为80%以上),短绒增长率-3~-4%(标准型+3~+5%)。梳棉机(生条对棉箱筵棉)棉结清除率≧80%,短绒增长率≦3%。

三、结 语

生产制造清梳联的纺机厂,国内多达10余家,归纳起来,主要有郑州纺机和青岛纺机为代表的两种流程类型,但其开清棉机组的流程都是一抓、一松、一混和一清,共同的优点是流程短、速度快、产量高,生产中特纱比较理想,但生产细特纱和特细特纱时,短绒增长率和棉结增长率都很高,许多纺织厂只能减慢速度、降低产量,但纺纱质量仍然不够理想。

在生产实践中,纺纱企业不但要关注流程的开松、除杂和分梳的作用,更要关注开松、除杂和分梳过程中纤维损伤、索丝棉结增长的问题。也期盼国内纺机厂能够以纺纱质量为主线,设计和制造出能满足高品质细特纱和特细特纱质量需要的清梳联生产线。

作者:薛金山 上海申达股份有限公司

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