宋国亮 SONG Guo-liang
（北京中丽制机工程技术有限公司，北京 101111）
摘要： 介绍了对普通FDY设备进行技术改造，升级为纺制缝纫线的产业用丝设备。对改造及技术升级的特点进行了论述。并对生产工艺进行了简单分析。结果表明，经过升级改造，并通过调整相应的工艺参数，可生产出优良的中高强缝纫线。
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关键词 ： 普通FDY；技术改造升级；中高强缝纫线；工艺控制
中图分类号：TQ340.6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）24-0115-03
作者简介：宋国亮（1987-），男，北京人，中丽制机研发部，现主要从事化纤机械产品研发工作，研究方向为化纤机械。
0 引言
近年来，聚酯纤维作为中国纺织工业最为重要的原材料之一，取得了举世瞩目的成绩，成为世界上生产规模最大、产业链最完整的生产第一大国。随着聚酯生产规模的飞速发展，生产技术的日新月异。常规产品利润空间急剧缩小，尤其是涤纶普通产品出现局部亏损，很多用户想通过设备改造来挽救不利局面。
北京中丽制机工程技术有限公司在充分调研市场的前提下，推出了为普通FDY化纤长丝牵伸机进行技术升级，改造为纺缝纫线等产品的工业丝纺牵联合机。使其焕发新的活力，在较短的时间内，利用尽可能少的资金，设备做局部升级改造，迅速形成新品种的生产能力，救活了部分企业，从而为企业带来更好的经济效益及增强产品的竞争力，开拓新的市场领域。
1 涤纶中高强缝纫线生产设备及工艺流程
1.1 对原料要求
1.2 工艺流程
普通切片，经挤压、熔融、纺丝、牵伸、卷绕制成中强型全牵伸丝（FDY）丝饼的工艺路线。其流程为：切片 → 螺杆挤压机 → 测量头 → 熔体管道系统 → 纺丝箱 → 计量泵 → 组件（喷丝板） →多层缓冷器 → 侧吹风（环吹）冷却 → 油嘴喷淋上油（油轮上油） → 预网络 → 3多对热牵伸辊（GR1-GR3）→ 在线检测的终网络 → BWA系列全自动精密卷绕头。
1.3 生产设备
1.4 涤纶中高强缝纫线纺牵联合机技术参数
涤纶中高强缝纫线纺牵联合机技术参数见表2。
2 FDY升级改造为纺中高强缝纫线设备的结构与技术特点
2.1 普通的FDY一般采用利用两对热辊进行牵伸，生产全牵伸丝（如图2）
图2所示为标准的FDY工艺流程及设备布置图，图3为国内流行的几种标准配置的FDY牵伸卷绕机架。
左边为GR1，GR2全部为（单辊+分丝辊）配置，中间为GR1(对辊)，GR2（单辊分丝辊）配置，右边为GR1，GR2全部为（对辊）配置。
2.2 升级改造的结构与技术特点
我们在此设备基础上，楼上纺丝部份不动，将楼下牵伸部分进行升级改造。每位增加一对热辊及配套元件，将原有的一级拉伸改为二级拉伸。拉伸是生产中高强缝纫线的关键一步，热辊GR1、GR2、GR3速度、温度，各拉伸比、卷绕速度、卷绕张力对各种缝纫线的强力、干热收缩指标及卷绕成型影响很大。为此我们根据用户需求，将按普通、高强、高强低缩产品，设计升级改造，开发了三个系列的机型。如图3、图4、图5所示。
2.2.1 纺制普通中强缝纫线的牵伸机型
3 实际应用
3.1 工艺参数的选择
纺制缝纫线比纺普通FDY的工艺流程长，总拉伸比较高，纺丝速度相对要低，GR1速度太高，喷丝头拉伸比大，在拉伸过程中产生毛丝严重；GRl速度太低，丝条晃动严重，造成丝条性能恶化及染色不匀。随总拉伸比的增加，纤维的取向度、结晶度增加，强度提高，总拉伸比的选择及各级拉伸倍率的分配对纤维性能和生产稳定性影响很大，拉伸比太低或分配不当会造成拉伸区运行不稳，丝条晃动，拉伸不匀，染色不均，成品强度难以提高。
实验结果证明：GR1速度为500-700m/min；GR1与GR2之间的拉伸比3.5-4.5；GR2与GR3之间的拉伸比为1.05-1.3较好。
热辊温度：GR1、GR2、GR3的温度对纤维的拉伸性能有很大的影响。当温度过高时，丝条易在热辊上摆动，造成受热、拉伸不匀，染色条状段斑；温度过低，拉伸所需的热量不够，不利于拉伸。GR2温度既对进一步拉伸变形提供热量，又对已进行的拉伸变形起定型作用，如选用太高，定型太牢，不利于下一步拉伸；如选用太低，则不能满足拉伸及定型的热量需求。综合各热辊所起作用，在生产中使用GR1的温度为60-90℃、GR2的温度设定为130-150℃较为理想。GR3主要是紧张定型，将纤维经过一级、二级拉伸后形成的取向和结晶有效固定，从而使成品丝结构稳定。紧张定型温度高，丝束中大分子链活动能力强，在拉伸张力作用下，“取向诱导结晶”，一级牵伸中产生的高取向可充分转化为结晶，纤维结晶度提高，断裂强度提高；同时未能转化为结晶的已取向大分子解取向，从而消除了拉伸内应力，纤维沸水收缩率下降，结构趋于稳定。但温度过高，大分子链发生松弛，反而对原已形成的结构产生破坏，纤维的断裂强度有所下降。在生产中，可根据需要调整GR3温度，以便生产出满足需求的产品，GR3的温度设定为210-230℃为宜。
3.2 升级改造后的牵伸机所产缝纫线的技术指标
以生产111.1dtex/36f FDY为例，主要经济及质量指标对比见表4。
3.3 升级改造后的牵伸机所产缝纫线的经济效益对比
4 结语
两对辊变三对辊的多级拉伸是涤纶普通FDY改造为中高强缝纫线的关键，升级改造的亮点在于楼上纺丝部分基本不变，楼下不增大位距。位数不变，保持产量不降低的同时，能够生产中高强缝纫线，从而达到良好的经济效益。
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