熔体纺丝注意由以下四个基本部分构成:1、纺丝熔体在喷丝毛细孔中流动。2、基础细流的内应力松弛和流动体系的流场转化, 即从喷丝孔中的剪切流动向纺丝线上的拉伸流动转化。3、流体丝条的单轴拉伸流动。4、纤维的固化。
在上述这些过程中, 成纤高聚物发生几何形态、物理状态和化学结构的变化。几何形态的变化时指成纤高聚物熔体经喷丝孔挤出和在纺丝线上转变为具有一定断面形状的、长径比无限大的连续丝条。纺丝中化学结构的变化是很重要的, 但在熔体纺丝中只有很少的裂解和氧化等副反应发生, 因此通常不予考虑。纺丝中物理状态的变化, 即先将固态高聚物变为易于加工的液态, 挤出后为了保持已经改变的几何形态和取得一定的纤维结构。这一变化虽然在宏观上用温度、组成、应力和速度等几个物理量就能加以描述, 但整个纺丝过程涉及高聚物的溶解和熔化, 纺丝熔体的流动和形变, 丝条固化过程中的胶凝、结晶、二次转变和拉伸流动中的大分子取向, 以及过程中的传热等。
熔体纺丝流程主要包括:
利用聚酯装置送来的聚酯物通过聚合物供给输送工序→纺丝工序→卷绕工序→横动工序并在辅助的组件工序、热媒循环工序、空调工序等的帮助下, 使聚酯熔体转变为涤纶原丝, 以供后加工装置纺成涤纶短丝。
在聚酯装置终聚釜排料泵后熔体排放管线上的三通阀出口处, 接受聚对苯二甲酸乙二酯, 经过主熔体管线和熔体三通阀, 熔体被分别送到A线和B线纺丝。为保证纺丝所需要的最佳熔体温度和压力, 同时可以独立调节聚酯装置来的熔体温度, 熔体输送管道上设有热媒循环系统。
纺丝过程中, 由于聚酯原料时常有波动, 所有为保证稳定生产, 控制绕辊, 应及时根据原料指标调节热媒循环温度。
热媒系统分为熔体管道保温和纺丝箱体保温两大部分。其中熔体输送管道用液相热媒保温, 纺丝箱体使用液相热媒保温。
纺丝温度应根据熔体的特性粘度及熔点确定。一般聚酯发生塑性流动或通过工艺加工形成纺丝状态稳定在250℃-263℃, 实际生产工艺中温度要在280℃-190℃之间。
针对热媒系统特点, 为稳定生产, 控制绕辊, 应做到以下几点:1、熔体温度过高, 熔体粘度降低, 会造成由于熔体自重引起的拉伸超过喷丝头的拉伸, 出现毛丝、断头、甚至无法纺丝。针对这一情况, 当发现熔体粘度偏低时, 应及时适当降低熔体管线温度, 或提高冷却器后压力, 以便增大喷丝拉伸效果。2、熔体温度过低时, 熔体粘度增大, 纺丝困难, 异状丝增多, 纤维均匀性差, 针对这一情况, 当发现熔体粘度偏高时, 应及时适当提高熔体管线温度, 保证出丝稳定, 但同时要注意, 当熔体温度超过290℃时, 聚酯熔体内部结果分子链开始断裂, 可顺其放流口或不严紧的法兰口、阀门处泄流, 断头增多, 也不利于生产。
纺丝工序主要包括纺丝箱体 (纺丝组件、纺丝泵) 和纺丝甬道 (油剂系统、侧吹风系统、丝道) 三大部分, 其中存在多个影响绕辊的因素。
纺丝组件的作用是将计量泵送来的熔体经过去除杂质、混合均匀后, 在一定压力下, 从喷丝板微孔中均匀的喷出细流。组件内过滤层的作业是清楚熔体中微笑的杂质和粉碎残留在熔体中的气泡等。所以, 为了保证生产稳定, 控制绕辊, 组件上机质量至关重要, 同样下机组件拆解后的跟踪分析, 也能对近期熔体物理状况有一定的验证作用。
如何检测组件上机后运行情况, 来判断组件是否已经需要下机, 主要从以下及方面着手:1、定期检查喷丝板状况, 发现喷丝板不好清洁的, 要考虑下机清洗。2、每天关注计量泵泵后压力, 发现压力有异常变化时, 要对相应组件进行检查, 确定是否由于过滤砂杂质多导致压力异常, 考虑下机处理。3、观察组件是否存在清裂解、漏浆现象, 如存在较严重以上现象, 考虑下机处理。4、观察喷丝板出丝状态, 如存在歪丝现象, 考虑下机处理。
计量泵的作用是将纺丝熔体定量地输送至喷丝板原件, 通过喷丝板小孔喷出丝束, 以保证纺丝纤度的均匀。
计量泵不能稳定工作或运转有异常时, 会导致熔体从喷丝板喷出时压力有所波动, 导致出丝状态不稳定, 容易引起断丝、喷丝板粘板等现象, 从而引发绕辊, 所以关注计量泵运行状态, 并定期对计量泵进行校对, 同样有利于生产平稳, 控制绕辊。
油剂调配是为了纺丝和纺织工序的正常生产提供所需油剂。使用油剂的目的在于调节纤维的摩擦性能, 纺织或消除静电积累, 赋予纤维平滑、柔软的特性, 使纤维顺利地通过纺丝、拉伸及纺纱工序。
纺丝油剂要有以下特点:1、可溶于水或分数在水中。2、能形成稳定的乳液。3、表面活性好。4、无泡沫。5、低挥发性。6、耐热吸湿、7、不易产生腐败物。
纺丝油剂如果不能满足以上特点就会导致丝束浸油不充分, 发生出油设备堵塞等现象, 导致丝束不稳定, 最终绕辊。所有选择一款合适的油剂是控制绕辊的有效方法。
在纺丝过程中, 油剂浓度要调配适中, 如果油剂浓度过低, 将导致纤维之间摩擦力增大, 导致静电积聚, 使得丝束发散, 最终导致丝束通过导向辊进入喂入轮时, 因丝束发散产生绕辊。如果油剂浓度过高, 则会导致丝束抱合力变低, 使得丝束发散, 最终引起绕辊。所有适当的油剂浓度对控制绕辊非常重要。针对这一情况, 及时现场取得油剂样品, 做好油剂浓度跟踪。
在纺丝过程中, 油棒出油状态、出油均匀度同样是控制油剂系统的重点工作。如果出油不均匀或不能正常出油, 将导致丝束不稳定, 导致绕辊。
针对油棒特点, 为保证生产稳定, 控制绕辊必须做到以下几点:1、定期对油棒出油状况进行巡检, 发现出油不匀的, 要及时进行更换。2、定期更换油棒, 保证出油状态。3、针对油剂产生腐败物堵塞油棒情况, 建议在计量表前加装小型过滤器, 可以直观观察油剂状况, 发现腐败物后也可以方便取出, 减少更换油棒次数, 确保油棒出油状态。4、定期对油剂管线进行清洗。
侧吹风系统作用是将从喷丝板微孔喷出的熔体细流进行强制冷却, 使熔体细流在短时间内固化成丝条。侧吹风系统是影响绕辊因素最容易波动的。因为它涉及熔体丝条自身传热、丝条扰动和环境空气影响, 但侧吹风是导致熔体固化的决定因素, 风温、风速不稳极容易引起卷曲丝纤度不均匀、高分子取向结晶不均匀而产生质量问题。同时导致丝束运行不稳, 容易引起绕辊。
针对侧吹风系统特点, 为保证生产稳定, 控制绕辊, 要做的一下几点:1、加强工艺空调巡检, 确保喷淋、风阀开度正常。2、关注原丝指标, 针对原丝指标变化, 及时调整风温、风湿、风速。如原丝粘度降低, 应适量降低风温、提高风速。3、如遇特殊情况, 如增减负荷也要及时调整风温、风湿和风速。如增加负荷, 喷丝板熔体吐出量大, 则要增加送风量。
纺丝丝道是纺丝时丝束所走的甬道, 主要作用是给予丝束一定距离、张力确保丝条在高速运行情况下发生纤维固化后的取向、结晶。如果不能保证丝道平稳, 将导致丝条叠压不均匀形成薄厚不匀的丝束, 在进入喂入轮时, 导致咬合不吻, 引起绕辊。
针对纺丝丝道特点, 为保证生产稳定, 控制绕辊, 应做到以下几点:1、定期调整丝道, 确保丝道铺丝均匀。2、如遇特殊情况, 如增、减负荷、切换品种等, 要及时调整丝道, 确保丝道铺丝均匀。
卷绕工序主要作业是使冷却后的丝条达到应有的饱和含水值、粘附适当的油剂、消除静电、增加润滑、是纤维集合成丝束, 便于后加工。卷绕工序主要包括卷绕面板、牵引器、喂入装置三部分。
卷绕面板主要包括废丝挡板、上油轮、吸丝口、网络器、导向轮等设备。应为卷曲面板是丝束经过的、并产生拉伸的重要环节, 所以保持卷曲面板清洁、防止挂丝, 缠丝导致绕辊非常重要。
针对卷曲面板特点, 为了稳定生产, 控制绕辊, 应做到以下几点:1、及时巡检, 确保卷曲面板整洁。2、及时对卷曲面板主要设备进行检查, 发现问题及时更换。
牵引机的作用是使初生纤维获得拉伸, 以获得取向度。牵引机的牵引速度影响纤维的取向度。同时因毛丝上牵引辊、或牵引速度不稳定引起绕辊, 导致生产不稳定。
针对牵引机特点, 为了稳定生产, 控制绕辊, 应做到以下几点:1、随时检查导向辊丝束状态, 发现毛丝要及时处理。2、关注牵引机各牵引辊速度、电流, 确保牵引器运行正常。3、定期对牵引机进行隐患排查。
喂入装置为两个相互咬合的齿形轮和一个附加牵引辊, 其作用是握持丝束将其汇集成束的丝条喂入丝桶中。
喂入装置引起绕辊的主要因素是喂入轮间隙。它的作用主要是和牵引辊形成一定张力, 确保丝束平稳进入丝桶中。如果喂入轮间隙调节不到位, 将导致喂入轮和牵引辊张力过大或过小, 使得丝束不能正常进入丝桶, 引起绕辊。
针对喂入装置特点, 为稳定生产, 控制绕辊, 应做到以下几点:1、对喂入轮进行定期检查, 确认其位置、工作状态是否正常。2、运行过程中, 对喂入轮电流进行定期关注, 以便获得间接喂入轮间隙信息, 做好调节。3、随时观察喂入轮与牵引辊减张力, 发现张力异常时, 要根据具体情况, 对喂入间隙进行适当调节。
综上所述, 在纺丝生产中, 影响绕辊的因素很多, 但都有章可循, 只要掌握了原丝的状态、纺丝设备的运行状态, 再根据具体现场情况进行分析, 逐个排除绕辊因素, 总能找到绕辊的真正原因, 进行针对解决。
摘要：纺丝绕辊一直是制约纺丝厂家生产发展的重要环节, 每个纺丝企业都在致力于控制、解决绕辊问题, 本文针对纺丝流程中主要影响绕辊的因素进行分析, 以便达到控制绕辊的目的。
关键词：绕辊,纺丝流程
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