清梳联纺纯棉纱的应用实践.doc

清梳联纺纯棉纱的应用实践
汤水利1，刘灵敏1，邹永泽1，宋荷琴2
(1．经纬纺机清梳机械事业部郑州开发部；
2．无锡经纬纺织科技试验有限公司)
摘 要 介绍了郑州纺机清梳联在纺纯棉精梳纱时的最新流程配置、各单元机和清梳联系统的主要工艺优化配置、使用情况等，并提出了用好清梳联的建议。
关键词 清梳联：联程配置：新技术；新工艺；性能特点；工艺优化

清梳联工艺及设备以其合理性和先进性在国内外得到了长足的发展，已被大部分纺织厂家所接受。郑州纺机作为清梳联成套设备制造商，从20世纪60年代开始进行清梳联技术的研究与实践，后又与德国特吕茨公司进行合作生产成套清梳联设备，在引进技术的基础上结合中国的具体情况，并融合了世界其它4厂家的先进技术，形成了具有中国特色的清梳联技术。十几年来，郑州纺机生产的清梳联设备运转稳定可靠、故障率低、操作调整使用方便，受到用户的一致好评。
郑州清梳联适纺性强，可纺制多种品种的纱，如CJ/T60/40 13．Otex、CJ/T55/45 1 3．Otex、CJ/T50/50 13．0tex,CJ 18．2tex、CJ l 4．5tex等，生条及成纱的各项指标一直处于USTER200 1统计公报5％水平。为使用户更好的使用郑州清梳联设备，下面以CJ 14．5tex纱为例分析清梳联工艺与生条质量的关系。

1清梳联流程配置
郑州纺机主推的纺纯棉清梳短流程，根据工艺需要符合国际潮流，配置“一抓、一开、一混、一清、多梳”的清梳联短流程，如国内某棉纺厂的流程如下。
FA006C-230型往复抓棉机(附TF27型桥式吸铁)→AMP3000型金属、火星、重杂物三合一探除器→TF45型重物分离器→FA051A型凝棉器(附TF2407型凝棉器支架)+FAl 03A型双轴流开棉机→FA028B- 160型多仓混棉机(附TV425C型输棉风机)+FA 109A-160型三辊筒清棉机(附TF34A型吸铁装置) →JWF 1051A型异纤微尘分离机→(JWF1204型梳棉机+TF25 11型圈条器)×2+(FA 177B型喂棉箱+FA221D型梳棉机+TF2511型圈条器)×6(JWF1204型梳棉机为试验机型，在此不做工艺分析)。
2 配棉情况
平均配棉品级2．00级～2．20级；纤维主体长度29．23mm；品质长度32．60mm；纤维细度1．78～1．59dtex； 纤维强力3．87cN：成熟度系数1．65；平均含杂率1．65％；短绒含量约1 2．92％；棉结197粒/g；原棉回潮率约9.67%
3 工艺优化试验
根据配棉情况、所纺品种、化试验，具体情况如下。流程配置、产量要求等各种因素，我们对该套清梳联设备进行了工艺优化试验，具体情况如下。
3．1 FA006C-230型往复抓棉机工艺优化试验
在抓棉机抓棉臂下降量一定，小车行走速度一定时，打手转速过高对纤维的损伤大，转速过低对棉块的开松能力差，为了找到最佳打手转速，我们锁定抓棉机的下降量为l mm和行走小车的速度16m/min，在抓棉机出口处分别在不同打手转速下取样，测试其AFIS数据指标，每种转速取5个样，平均值见表1。

表1 抓棉机出口试验
项 目
Nep/粒·g-1
SFC(w)( ＜12.7)/%
SFC(n)( ＜12.7)/%
原 棉
150
4.1
17.8

打手转速/r·min-1
800
169.8
4
18
900
174.6
4.2
18.29
100
169.4
3.76
17.34
1200
239.6
4.4
19.48
由表1可以看出，打手转速在100r/min时，用AFIS仪检测棉结169．4粒/g，重量法短绒含量3．76％，根数法短绒含量1 7．34％，均匀最低值。我们认为对于FA006C-230型往复抓棉机抓取此种配棉时，打手最佳转速应为1000r/min。
3．2 FAl 03A型双轴流开棉机工艺优化试验
在FA103A型机第二打手的上方有一块导流板，用于调节棉流方向，根据配棉情况，调整好导流板的方向，并使FA006C-230型往复抓棉机在上述最佳状况下工作，对FA 103A型机的打手转速进行优化试验。在FA 103A型机进、出棉口分别采样，利用FAIS仪进行测度(见表2)。
表2 FAl03A型双轴流开棉机试验
采样部位
Nep
/粒·g-1

棉结增长
率/%
SFC(w)
/%
SFC(w)
增长率
/%
SFC(n)
/%
SFC(w)
增长率/%

杂质总数
/粒·g-1
增长
率/%

打手转速
/ r·min-1
FA103A型机进棉口
203

4.5

18.2

72

FA103A型机出棉口
220
8.37
4.6
2.22
18.6
2.20
66
-8.33
350
150
-26.11
4.6
2.22
18.3
0.55
53
-26.39
400
216
6.40
4.8
6.67
19.2
5.49
55
-23.61
500
175
-13.79
4.9
8.89
19.6
7.69
52
-27.78
600
由表2看出，打手转速在400r/min时，棉结、短绒等指标较好；打手转速在600r/min时，杂质的指标较好。综合考虑，我们认为打手转速为400r/min时为最佳工作状态。
3．3 FA 109A-160型三辊筒清棉机工艺优化试验
三辊筒清棉机是短流程清梳联流程中的重点开清设备，三个辊筒的转速及它们的速比，对棉束的开松、除杂及梳理都有很大的影响，为此，我们在FA006C-230型往复抓棉机和FA l03A型双轴流开棉机均为最佳工部的情况下，对FAl09A-160型三辊筒清棉机的辊筒转速及其速比进行了工艺优化试验。我们设定三个辊筒速比分别为l：1．4：1．4，1：1．5：1．5，l：1．6：1．6，l：1．7：1．7，并分别在每种速比下设定三种不同的辊筒转速，在进、出棉口采样利用AFIS仪测试，试验数据见表3。

表3 三棍筒清棉机工艺优化试验
设备型号
Nep
/粒·g-1
Nep增
长率/%
SFC(w)
/%
SFC(w)
增长率
/%
SFC(n)
/%
SFC(w)
增长率/%

杂质总数
/粒·g-1
增长
率/%

备注
FA109A出口
155

4

17.7

48

FA109A出口
229
47.74
4.2
5.00
19.1
7.91
38
-20.83
第一打手30Hz，速比1∶1.4∶1.4
FA109A出口
228
47.10
4.3
7.50
19.4
9.60
36
-25.00
第一打手35Hz，速比1∶1.4∶1.4
FA109A出口
254
63.87
4.3
7.50
19.1
7.91
30
-37.50
第一打手40Hz，速比1∶1.4∶1.4
FA109A出口
202

4.3

19.5

45

FA109A出口
255
26.24
4.4
2.33
19.7
1.03
38
-15.56
第一打手30Hz，速比1∶1.5∶1.5
FA109A出口
281
39.11
4.5
4.65
19.7
1.03
32
-25.89
第一打手35Hz，速比1∶1.5∶1.5
FA109A出口
260
28.71
4.5
4.65
19.8
1.54
35
-22.22
第一打手40Hz，速比1∶1.5∶15
FA109A出口
166

4.6

20.4

57

FA109A出口
248
49.40
4.8
4.35
21.7
6.37
56
-1.75
第一打手30Hz，速比1∶1.6∶1.6
FA109A出口
276
66.27
4.8
4.35
22.2
8.82
54
-5.26
第一打手35Hz，速比1∶1.6∶1.6
FA109A出口
293
76.51
5.1
10.87
21.3
4.41
50
-12.28
第一打手40Hz，速比1∶1.6∶1.6
FA109A出口
166

4.1

18.7

55

FA109A出口
274
65.06
5
21.95
21.8
16.58
38
-30.91
第一打手30Hz，速比1∶1.7∶1.7
FA109A出口
316
90.36
4.8
17.07
21.3
13.90
36
-34.55
第一打手35Hz，速比1∶1.7∶1.7
FA109A出口
288
73.49
4.6
12.20
20.1
7.49
44
-20.00
第一打手40Hz，速比1∶1.7∶1.7
注： (1)第一辊筒电机工作频率为30Hz时，第一辊筒转速7l6r/min； (2)第一辊简电机工作频率为35Hz时，第一辊筒转速838 r/min： (3)第一辊简电机工作频率为40 Hz时，第一辊筒转速956 r/min。
由表3可以看出当三个辊筒的速比为1∶1.5∶1.5时，棉结、短绒的增长率均最低；由表3还可以看出，在每种速比一定时，随着辊筒速度的升高，棉结数量、短绒含量相应增加，对纤维损伤增大，但除杂效果增强。综合考虑，我们优选辊筒速比1∶1.5∶1.5，第一辊筒电机工作频率为30Hz为最佳工艺配置。
3．4 JWF1051A型异纤微尘分离机工艺优化
JWF1051A型异纤微尘分离机同时具有去除纤维中异性纤维、微尘和超短短绒的能力，是我公司推出的新产品之一。通过调整排尘风机和出棉风机使该机处于最佳工作状态，其进棉口、出棉口、排尘口处的风量、风压、风速见表4。

表4 JWFl051A型异纤微尘分离机工艺优化试验
测试部位
静压/Pa
风速/m·s-1
风景/m3·h-1
进棉口
-365
11.8
3568
出棉口
750
10.0
2543
排法管口
-275
9.7
2467
补风口

1442
JWFl051A型异纤微尘分离机对微尘和超短短绒的去除能力以及对棉结的影响见表5，表5为2005年6月2日所做试验的数据(AFIS仪测试数据)。

表5 异纤微尘分离机去除微尘和超短短绒试验
测试部位
Nep/粒·g-1
SFC(w) /%
SFC(n) /%
Dust/粒·g-1
VFM/%
进棉口
289
4.9
20.7
37
0.54
出棉口
297
4.2
18.5
11
0.19
去除率/%
-2.8
14.3
10.6
70.2
64.8
为了检测JWF1051A型异纤微尘分离机对异性纤维的去除能力，我们用30mm×5mm的色条对其进行试验，试验结果见表6。
表6 异纤清除能力试验
色条颜色
投入总数/粒
检出数/粒
检出率/%
红
100
80
80
黑
100
73
73
橙黄
100
44
44
浅率
100
45
45
平均值

60.5
由表4、表5、表6可以看出，JWF1051A型异纤微尘分离机对微尘、短绒和异性纤维有较强的去除能力，且棉结的增长率较低。
3．5 FA 177B型清梳联喂棉箱工艺优化试验
由于清梳联上棉箱为正压，正常生产时不便采样，我们选择改变棉箱打手转速，采梳棉机的筵棉和生条，观察棉箱打手不同转速生条指标的变化，数据如表7所示。
表7 FAl 77B型清梳联喂棉箱工艺优化试
设备型号
Nep
/粒·g-1
Nep去
除率/%
SFC(w)
/%
SFC(w)
增长率/%
SFC(n)
/%
SFC(w)
增长率/%

杂质
/粒·g-1
杂质
去除率/%
棉箱打手转速
/ r·min-1
FA177B筵棉1
FA221D生条1
305
47

84.59
4.6
4.2

-8.70
20.7
17.1

-17.39
37
16

56.76
592
FA177B筵棉2
FA221D生条2
307
49

84.04
4.6
4

-13.04
20.6
6.8

-66.99
45
16

64.44
682
FA177B筵棉3
FA221D生条3
312
52

83.33
4.7
4.4

-6.38
21
18

-14.29
63
16

74.60
813
由表7可以看出，随着棉箱打手速度的升高，棉结略有增加，但试验效果不够明显，可能是由于我们没有针对棉样，不能很好的反映规律。在本次试验中，我们优选打手转速为592r/min。
3．6 FA221D型梳棉机工艺配置及生条指标
主要针布配置：刺辊V．E-50l0V-8型，锡林R2030×0．5型，道失N4030B×0．9型，活动盖板PT52型。主要工艺配置：在选定开清棉优化工艺的前提下，我们确定FA221D型机的主要上机工艺如下：生条定量20．5g/5m，出条速度150m/min，刺辊速度748r/min，锡林速度360r/min，活动盖板速度201 mm/min，给棉板工艺长度21 mm，给棉板与给棉罗拉隔距0．1 8mm，给棉罗拉与刺辊隔距1．02mm，刺辊与锡林隔距0．1 8mm，锡林与后固定盖板盖距0．6 l mm、0．56mm、0．5 l mm、0．5 l mm，锡林与活动盖板盖距0．23mm、0．20 mm、0．20 mm、0．1 8 mm，锡林与前固定盖板盖距0．25nun、0．25mm、0．23mm、0．20 mm，锡林与道夫隔距0．10mm，道夫与剥棉罗拉0．15mm，大压辊间隔距0．13mnl，小压辊间隔距0．13mm。2005年5月l 5日厂家验收时，对6台FA22 1 D型梳棉机的筵棉和生条分别采样，利用AFIS仪进行测试，筵棉及生条的测试数据见表8；利用USTER4型条干仪对生条进行测试，条干CV值见表9；生条重量内不匀率见表10；筵棉及生条的茹可夫短绒率见表11。
由表8、表9、表1 0表11可知，通过工艺优化，生条的各项指标均在同类品种中达到最佳值，厂家对此非常满意。

表8 筵棉及生条的测试数据
项目
Nep
/粒·g-1
Ne去除率
/%
SFC(w)
( ＜15.5)/%
SFC(w)
去除率/%
SFC(w)
( ＜15.5)/%
SFC(n)
去除率/%
杂质
/粒·g-1
杂质去除率/%
筵棉（平均）
梳棉生条1
梳棉生条2
梳棉生条3
梳棉生条4
梳棉生条5
梳棉生条6
357
45
37
36
37
55
38

87.39
89.64
89.92
89.64
84.59
89.36
6.6
6.6
6
6.4
6
6.4
6.1

0.00
9.09
3.03
9.09
3.03
7.58
22.9
20.4
19.4
20.2
19
20.3
19.1

10.92
15.28
11.79
17.03
11.35
16.59
41
10
12
11
15
11
11
75.61
70.73
73.17
63.41
73.17
73.17
73.17

表9 条干CV值
梳棉及编号
1
2
3
4
5
6
平均
条干CV/%
3.57
3.26
3.72
3.20
3.37
3.29
3.40

表10 生条重量内不均匀
梳棉及编号
1
2
3
4
5
6
平均
5m重量内不均匀U/%
0.80
0.72
0.70
0.88
0.81
0.68
0.77

表11 筵棉及生条短绒率
筵棉短绒平均含量/%
生条短绒平均含量/%
梳棉短绒平均增长率/%
13.33
16.35
3.02

4 系统工艺配置
4．1 风量、风压的配置
清梳联流程是一个系统工程，要开好清梳联，必须把多台单元作为一个整体考虑，前后机台的风量、风压要匹配，FA006C型机出棉口、FF45型机进棉口及出棉口、FAl 09A型机出棉口、FA 177B型机上棉箱、FA 103A型及FAl09A型机吸落棉管道、FA221D型机吸落棉管道，检测压力使之达到产品说明书的要求，并符合前后机台间的压力匹配。
4．2开松除杂的配置
真正贯彻“多包取用、精细抓取、均匀混合、渐进开松、早落少碎、高效除杂、以梳代打、高产梳理、稳定供给、自调匀整”的工艺特点，从原棉排包到抓棉臂下降量，TF45型重物分离器的落棉率， FAl03A型机和FAl09A型机及FA221D型机落棉率要统筹考虑，尤其是FAl03A型机与FAl09A型机打手速度及落棉率，要相互匹配，根据“大杂先落，早落少碎”的工艺原理，FA103A型机作为清梳联流程的预开棉机，应适当加大其打手转速及尘棒隔距，使棉籽、不孕籽及较大的重杂及早落下，以免被后道工序打碎。FAl09A型机是整个流程的精开棉机，主要对棉束进行开松梳理清除细小杂质，其辊简转速要根据配榭隋况适当调整，太高易损伤纤维，太低不能除掉细小杂质，根据FA 109A型机在流程中的位置，应适当减小其落棉率，并要与FA 103A型机前后呼应。
4．3连续喂棉的实施
清梳联作为一个连续化系统化的生产单元，喂棉的连续性对于稳定生条质量起着至关重要的作用。合理调整连续喂棉PID参数，使FAl09A．型机给棉运转率达到100％，适当调整FA028B型多仓混棉机的换仓压力，FA006C型抓棉机的下降量及小车速度，使FA006C型抓棉机的运转率达到95％以上。
5 成纱指标
该套清梳联联合机于2005年3月底投入生产，同年4月完成工艺调试，运转一年来设备稳定可靠，成纱指标一直处于USTER 2001统计公报的5％水平。利用该套清梳联合机先后纺CJ/60/0 l 3．0tex、CJ/55/5 1 3．0tex、CJ/50/0 l 3．0tex、CJ14．5tex等多个品种。表1 2列出了最近几个月所纺CJ 1 4．5tex机织用管纱的成纱质量指标(表1 2)。
表12 CJ14．5tex机织用管纱的成纱质量指标
项目
月份
平均
2005-11
2005-12
2006-1
2006-2
百米重量CV/%
1.37
1.44
1.28
1.42
1.38
单纱断强/cN·tex-1
18.8
18.6
18.4
18.7
18.6
单强CV/%
6.68
6.80
6.75
6.70
6.73
条干CV/%
11.03
12.22
10.13
12.14
11.38
细节（-50%）/个·km-1
0
1
0
1
0.5
细节（+50%）/个·km-1
9
15
2
11
9
棉结（+50%）/个·km-1
28
36
7
30
25
6 使用体会
要使用好清梳联纺出高质量的纱，有很多地方需要注意和研究，根据在该，一的调试和使用情况，主要有以下几方面。
6．1选择合适的流程配置
根据原料的实际情况和纺纱的具体要求等，选用合理的清梳联流程是纺出高质量成纱的基本条件之一。郑州纺机有多种开棉机与清棉机组合供选择，以满足不同用户的不同要求。流程中开清棉机的选择可按照表l 3进行，这样既能满足除杂的要求，又能够有效的保护纤维减少纤维的损伤。
表13开清棉机选配依据
原棉含杂率
开棉机+清棉机组合

原棉含杂率≤30.%
FA103A型双轴流开棉机+
FA109A型三辊筒清棉机
FA103A型双轴流开棉机+
JWF1124型单辊筒清棉机

3.0%≤原棉含杂草≤5.0%
FA113系统单轴流开棉机+
FA109A型三辊筒清棉机
FA113系统单轴流开棉机+
JWF1124型单辊筒清棉机
5.0%≤原棉含杂率≤7.0%
FA103A型双轴流开棉机+
FA112型四辊筒清棉机
原棉含杂草≥7.0%
FA113系列单轴流开棉机+
FA112型四辊筒清棉机
6．2选用合理的针布配置
针布做为梳棉机的心脏，选择使用是否合理非常重要。针布的选择必须考虑纤维的特性、清梳联工艺配置、纺纱条件和要求、针布互相配套等，尤其是针布应互相配套，即梳棉机的刺辊、锡林、道夫和盖板针布配置要做到“四配套"，使各自的作用得到充分发挥，有效地完成对纤维的穿刺、开松、除杂、握持、分梳、均匀混和、转移、凝聚、成网等一系列完整的加工过程，提高对棉结、杂质的去除率，减少对纤维的损伤，降低短绒，保证条干和重不匀等指标，使生条和成纱指标达到最佳。
6．3选用合理的工艺
有了合适的流程和针布配置，还需要有合理的工艺来保证其发挥出最大的功效。按照“多包取用、精细抓取、自由打击、大杂先落、早落少碎、渐进开松、充分混合、弹性握持、以梳代打、细致除杂、开清梳分工合理、保护纤维、连续均匀供给、自调匀整、适当隔距、高效梳理"的工艺原则，并结合本单位的实际使用情况，选取最佳的工艺方案，并进行工艺优化。
6．4稳定配棉成份
配棉成份要稳定，需做调整时，应小批量少量调换，在不调整上机工艺的情况下，使生条及成纱质量稳定。当大批量调换配棉成份时，应通过试验来调整上机工艺，以稳定生条及成纱质量。
6．5做好设备的日常清洁和保养
设备运行状态良好和系统稳定可靠是保证质量的最基本条件之一。要使设备运行状态良好和系统稳定可靠，就必须做好日常的清洁和保养工作。曰常清洁工作包括各单元机和管道的清洁，清除积尘、挂花等，并对挂花处进行处理以避免再挂花。保养工作主要有检查皮带、轴承等是否有损坏，减少故障停车。
6．6 稳定可靠的空调系统和滤尘系统
新型清梳联合机以“高速、高产、高效率、高度自动化、高质量”主要特征，但对温、湿度和风量、风压的要求也较高，这就要求空调和滤尘系统必须稳定可靠。当外界温湿度骤变时，生产车间的温、湿度要保持稳定，以稳定空气的粘滞系数，可采取关门、加帘等来解决。若滤尘风量、风压过大，不仅浪费能源，还会增加落棉量，使制成率降低，生产成本增加，企业效益降低；若滤尘风量、风压过小，则会造成吸口堵塞，甚至引起事故，所以应选配好滤尘机组，合理设计安装滤尘管网，并注意滤尘及管网的维护保养，使系统保持稳定。
6．7加强管理、重视人才培养、提高技术水平
清梳联是一项系统工程，把开清棉、梳棉管道气流输送、喂棉箱、连续喂棉装置、自调匀整装置、吸落棉系统等组成一个完整的体系，涉及机械、电气、气动、工艺、计算机、自动控制、通讯技术等方面的知识。影响这个体系稳定运行的因素很多，有设备因素、工艺技术因素、操作管理因素等，只要有一个方面不注意或措施跟不上就会引起质量波动，故需要综合人才。
7 结 语
通过生产实践证明，该套清梳联流程配置和工艺配置是合理的，为我公司纺纯棉清梳联的发展指明了方向，也为用户选择流程和工艺配置提供了参考。根据实际情况，选用合理的工艺流程，按照工艺原则，进行精细调节，发挥各类人才的智慧和力量，抓好管理，是用好清梳联设备的关键。在棉纺厂和纺机制造厂的共同努力下，把清梳联的设计、制造和应用推向更高的水平。

注：本文摘自《2006中国棉纺织行业技术进步战略学术研讨会论文集》242-248