技术 纺纱工艺创新的探讨与实践

在生产过程中,我们使用的原棉经常是含有过多的细小杂质、短绒率很高,渴望改善原料品质;希望能够在大幅降低精梳落棉的情况下,还能提高精梳条质量,以降低生产成本;最好是能够不经过精梳就能纺出相当于一般精梳水平的普梳纱,提高市场竞争力;采用大定量粗纱、通过提升粗纱纤维结构来生产高质量细纱,以提高前纺车间的生产效率等。这些看起来很难实现的愿望,其实只要采取合理的技术措施,是完全可以做到的。

(1)收储政策,造成了轧花厂与棉纺厂的严重脱节,皮棉质量和可纺性能每况愈下。

(2)目前机采棉的比例越来越大,预计今后几年兵团机采棉的比例将会超过80%。但皮棉的加工工艺不统一,加工质量参差不齐。加工工艺目前有一籽清、一皮清;二籽清、二皮清;二籽清、一皮清等不同的操作流程。

(3)在GB 1103.1-2012《棉花 第1部分:锯齿加工细绒棉》棉花国家新标准中,皮棉的定级指标中并没有把短绒率考虑在内,无形中造成了轧花厂对纤维过度损伤问题的忽视。

要改变这种现状,需要轧花厂与棉纺厂做好沟通与衔接,了解棉纺厂对原料可纺性的具体要求,在原棉的加工过程中,尽可能减少纤维损伤和大杂破碎。

(2)打手至除尘刀的隔距由5把都是1.5mm改为(由上至下)2.5、1.5、2.0、2.5、3.0mm。

(4)在打手出口处的风道上,开80mm的补风口,防止落杂区出现负压,将短绒和细小杂质回收。

(3)也可以采用二籽清二皮清工艺,但第一皮清打手速度要降至480转/分,第二皮清打手速度要降至420转/分,其它皮清改造内容与手摘棉相同。两皮清机之间加装气流皮清。

(3)与采用普通工艺流程生产的原棉相比,含杂率允许高0.3-1.5%,因为皮清打手速度降低后,杂质破损情况减少,虽然含杂率有所升高,但细小杂质和杂质粒数降低,而较大的杂质在纺纱工艺流程中更容易被清除。手摘棉的含杂率在1.3-2.0%之间;机采棉的含杂率在1.7-2.5%之间。

精梳机既可以排除短绒又会产生短绒;准备阶段纤维伸直平行度是降低落棉的关键。

适当增加条并卷机并合根数并提高牵伸倍数;有条件预并可采用2道8×8根并合,这时条并卷机牵伸减至最小。

精梳落棉调整前为21.3%,调整后为18.2%;精条含短绒率调整前为6.3%,调整后为5.8%;采用双道并条精梳机不作任何调整,精梳落棉可降低3-5%,精梳条短绒可降低0.5-0.8%。

粗纱伸长有两层含义,一是粗纱在生产过程中产生的伸长;二是粗纱在喂入细纱牵伸装置前引纱时所造成的意外伸长。

粗纱在受到突变外力产生意外伸长时,往往是粗纱上的弱环被拉细,同时纱条上的捻度向细区转移,喂入细纱牵伸区后,细节处由于获得的捻度较多,容易造成牵伸不开而出硬头。很多时候只能采用放大钳口隔距、放大后牵伸或减小粗纱捻系数的办法来消除硬头,然而采取这些技术措施,即使消除了硬头,由于牵伸效率的变化,也会对成纱的条干、粗细节、毛羽等产生一些不利的影响,成纱的CVm%也不会达到理想状态。

在粗纱机上,要选择摩擦系数大、耐磨性能好的假捻器;压掌绕纱圈数纯棉、粘胶绕3圈,涤纶绕2圈;调整好小纱卷绕参数和轴向、径向卷绕参数。另外还要注意控制好车间的相对湿度。

在细纱机上要合理排纱。特别是纺赛络纺品种时,最大粗纱表面至导纱杆的距离不得小于3cm、导纱杆位于粗纱底部1/3-1/4处。另外,在纺制高支、赛络纺等粗纱定量较轻的产品时,要关注吊锭的选用。可选用江阴通隆纺织机械厂生产的第2代自动恒张力吊锭、无缠绕粗纱架,以降低引纱时的启动张力(该吊锭的启动张力仅需2.5克),保证大、中、小纱张力的一致性和粗纱退绕的平稳性,减少缠绕粗纱现象。

我们往往有这样的经验,在纺制细支纱时,生活很正常,质量也能达到比较满意的效果。但当我们不想改换粗纱,将原来纺制细支纱的粗纱改纺粗支纱时,却出现吐硬头现象。究其原因,是因为牵伸力加大的缘故。如我们纺制40支纱时,从粗纱条中抽取的纤维根数是80根,但纺制20支时,从粗纱条中抽取的纤维根数是160根,多了一倍,牵伸力也增加了约一倍(受很多条件影响)。由此我们得到启发,当用纺制粗支纱的粗纱纺制细支纱时,如果不改变任何条件,我们同样纺不好,这是由于牵伸力太小,纤维之间没有足够的抱合力造成的。但我们可以采取提高粗纱的捻系数、减小后牵伸倍数、减小钳口隔距等措施,使纤维获得有效的控制力,这样就能大定量纺好细支纱了,质量水平还要优于轻定量粗纱。

握持距是指牵伸区中两握持点之间的距离。握持距大则牵伸力小,牵伸稳定。但通常握持距大则意味着浮游区大。那么我们怎样才能做到既能采用较大的握持距获得稳定的牵伸,又能有效地控制纤维,特别是短纤维呢?我们可以通过图1来进行分析:

由图1分析可知,如果胶辊和罗拉直径相等,设胶辊和罗拉的直径均为D,胶辊的位移量为H,根据三角形的性质特点,握持距的变化量(即b1b2的弦长)为F,那么握持距的变化量F/H=D/2D,即握持距的变化量约是胶辊位置变化量的一半。由于现今纺织厂所配装备胶辊和罗拉的直径已非常接近(29.5/27mm),为方便起见,我们统一按握持距的变化量为胶辊变化量的一半来计算。其计算公式为:握持距的变化量=罗拉中心距±前胶辊及中铁辊位置的一半;或罗拉隔距+罗拉直径(两罗拉直径相等时)±前胶辊及中铁辊位置的一半。我们利用这个原理,配置了大握持距纺纱新工艺,从而实现了既增大了握持距,又减小了纤维浮游区长度的要求。大握持距纺纱新工艺与老工艺的主要区别见图2。

大握持距纺纱新工艺的这些特点,对细纱前牵伸区的相关工艺项目的影响主要表现在以下几个方面:

与老工艺相比,新工艺罗拉隔距放大2mm,相应浮游区增大2mm;上销前冲由-2mm变为+2mm,浮游区减小4mm;前胶辊由+2前冲至+4mm,浮游区增大(4-2)/2=1mm;综合以上影响,新工艺浮游区减小了4-2-1=1mm。

与老工艺比,中罗拉对下皮圈的传动包角增大了94-86=8度,提高了传动精度和上下皮圈的同步率。

由于上销前冲使中铁辊下沉了0.3mm,这就使中铁辊、中罗拉与下销后部之间的上下皮圈形成了一个下沉0.3mm的曲面,增强了主牵伸区中后部摩擦力界,有利于在牵伸中对中后部纤维进行有效的控制,使纤维变速点更为前移,提高成纱品质。

传统工艺由于中上罗拉后移2mm,皮圈传动力的方向为左上方方向,这就使得上皮圈有一个向上走的趋势(见图6左图),容易引起上皮圈起浮,不利于上下皮圈对纤维的控制。而新工艺(见图6右图)皮圈传动力的方向为左下方方向,工作时上下皮圈紧贴,有利于对纤维的控制。

软硬钳口、死活钳口的区别。老工艺钳口处上下销平齐,上下销之间形成的钳口为硬钳口,如果隔距块配置不当就会形成死钳口,如果不用隔距块,会因为出硬头而不能纺纱,因此钳口隔距要偏大掌握;新工艺由于上销冲出下销4mm,上下销之间的关系变为上皮圈与下销的关系,由于上皮圈是有弹性的,因此它们之间形成的钳口为软钳口,相对于传统工艺的钳口而言,钳口的适应范围大幅度扩展,形成了真正的活钳口,即使是不用隔距块也能纺纱,因此钳口隔距可以偏小掌握。

名义浮游区长度和实际浮游区长度。老工艺上下销平齐,装上隔距块后上下销之间张开了一个隔距块厚度减去上下皮圈厚度的口子,如果隔距块选择偏大则实际浮游区长度大于名义浮游区长度;而采用新工艺时纤维须条始终通过上销前沿,浮游区长度无变化。

综合大握持距新工艺的以上特点,在纺纱过程中我们就可以采用较大的粗纱捻系数、较小的后牵伸倍数和较小的钳口隔距,以增加纤维之间的内摩擦力,使成纱质量指标(如条干CVb、DR值、CVm、长短粗细节、棉结、毛羽)的稳定性得到较大幅度的提高,筒纱疵点大幅降低。同时,由于大握持距纺纱新工艺具有握持距大、浮游区小的特点,可以使用大定量、大捻系数粗纱进行生产,生产纯棉普梳、精梳、混纺,甚至化纤纯纺等各类品种而不用改变牵伸隔距,成纱质量都能保持在较高的水平,适应了现代纺织厂多品种、小批量、快交货的要求。

在纺织厂生产过程中,原棉短绒率对成纱的品质和生产成本的影响很大,而在原棉的评级指标中反而没有短绒率这一指标,再加上连续5年的收储、机采棉的使用比例增加,轧工质量参差不齐,短绒率高的可达20%以上。这应该引起我们的高度重视。建议采购皮棉时要重点关注一下短绒率指标,短绒率超过14%的不要采购,有条件的可与轧花厂合作,采用新工艺加工皮棉。

精梳机既排除短绒又产生短绒,因此以精梳落棉的短绒含量来评价精梳机的好坏是片面的。正确的评价方法是:小卷短绒率-精梳条短绒率-落棉短绒率,负数大者为差;降低精梳落棉的关键在准备阶段,采取措施提高小卷的纤维伸直平行度,可以获得降低精梳落棉2-3%,同时精梳条短绒还可降低0.3-0.5%;采用2道以上预并,精梳工艺不改变即可降低落棉3-5%,精梳条短绒还可降低0.5-0.8%。

很多企业对粗纱伸长率不够重视,有的企业从来都不做伸长率。但粗纱伸长率不但会影响细纱的生活,同时还是影响布面风格的一项重要指标。在粗纱工序要注意调整好粗纱伸长率,同时还要注意在细纱工序牵引粗纱时不要造成意外伸长。

合理配置粗纱捻系数、细纱后牵伸、钳口隔距,以及大握持距纺纱工艺的使用是大定量粗纱纺好纱的关键。与传统工艺相比,使用大定量粗纱纺纱不但各项成纱指标要优于传统工艺,而且对布面质量有显著影响的一些稳定性指标(如CVb、DR值、CVm等)也有大幅度降低;另外,纱疵也能大幅度降低。大握持距工艺的适纺范围很宽,基本上可以不用调整罗拉隔距就可以适应各种不同品种的生产要求。质量还要优于传统工艺,避免了频繁更改罗拉隔距的麻烦。

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