【技术】实现纺纱增效降耗的途径

原文刊自：2020年9月

第48卷（总第587期）

摘 要

探讨纺纱流程中实现节能降耗的措施和途径。选用国产钢领钢丝圈，使用新型下销与压力棒，合理选用细纱胶辊、新型节能锭带和梳棉双齿针布，改善了成纱质量指标，延长了器材专件的使用寿命，提高了产量；采取重定量工艺、创新改造粗纱赛络纺、合理设计并条道数等，达到了产品质量稳定、运行成本降低、运转效率提高的效果。认为：采取先进的节能纺纱器材专件和创新工艺设计是纺纱企业实现节能降耗的关键。

关键词

器材；节能降耗；成纱质量；粗纱赛络纺工艺；条干；毛羽指数

器材专件的应用

▎1.1 国产钢领与钢丝圈的合理选用

钢领与高速运转的钢丝圈组成一对摩擦副，是使用量大、易磨损、易消耗的纺纱器材，其性能直接关系到纺纱质量、纺纱效率、生产成本。对于一些高品质纱线，如军工用品纱线、莱赛尔系列纱线、色织用纱、高档针织用纱以及一部分长年在机品种，我们都倾向于使用寿命更长久、稳定性与可靠性更高的进口布雷克钢领、钢丝圈。近几年，随着国产钢领钢丝圈的制造精度和质量水平的大幅提高，我们通过大量试验对比，从钢丝圈的更换周期，稳定产品质量等方面，优选国产钢丝圈并配用国产高精度钢领，基本替代了进口钢领钢丝圈，从而节约了材料成本。使用两种钢领钢丝圈纺制JC 9.8 tex包芯纱的成纱指标对比见表1。其中，组合1为配用布雷克的3854型钢领和8/0#钢丝圈，组合2为配用金猫的JDPG13854MHg型钢领和TPEL gc型9/0#钢丝圈。

表1试验表明，国产高速耐磨钢领钢丝圈的纺纱效果已经接近进口品牌钢领钢丝圈的纺纱效果,使用周期可以达到18天～20天，高速耐磨钢领的寿命可以达到4年，且无走熟期，能适应18 000 r/min高速，能够满足赛络纺、包芯纱等各种纤维的纺纱要求。以上结论我们在其他品种也得到了验证，完全可以替代进口钢领钢丝圈，而且其价格是布雷克的1/3～1/4，具有明显的高性价比优势。我公司现已全部推广使用。

▎1.2 新型下销和压力棒的合理使用

下销的作用是对下胶圈形成一个积极上托式控制面，同上胶圈一起控制纤维的有序变速。新型下销为第二代“T”形下销，主要是在下销宽度不变（24 mm），不影响前区握持距的前提下，改变其表面形态结构，减小前部平台宽度（8 mm减为5 mm），相应加长中后部弧面宽度（16 mm变为19 mm）。前缘变薄（3 mm变为2 mm），平台位置降低1 mm，曲面与小平面阶梯高差增大（1.5 mm变为2.5 mm），使平台处下胶圈的拱形弹性作用更充分体现，胶圈钳口的弹性调节功能增强，主牵伸区摩擦力界的稳定性提高，能够更有效控制纤维运动，从而改善成纱质量。采用不同下销纺制C/T 16.9 tex、JC 14.6 tex纱的成纱指标对比见表2。

细纱前区采用压力棒隔距块，压力棒下压须条使纤维束呈曲线状态，增加了摩擦力界控制范围，加强了对浮游纤维的控制，使得前牵伸区浮游区长度缩短，能有效地控制纤维运动，从而改善成纱条干，减少了常发性纱疵，能有效提高成纱质量。采用不同隔距块纺制C/T 16.9 tex、C 18.3 tex纱的成纱指标对比见表3。

采用不同的下销和隔距块，使用228新疆棉（17 300元/t）与328地产棉（15 800元/t）纺制C/T 60/40 11.0 tex纱成纱质量对比如下。

从试验结果看出，用较低等级的配棉，采用新型下销和压力棒隔距块，同样能达到成纱质量要求。这样在保证成纱质量不变的情况下，吨纱原料成本降低。

使用新型下销或压力棒，成纱质量明显改善，甚至在原配棉基础上降低一个品级上机，同样能达到所要求的指标，原料成本明显下降。但使用压力棒隔距块，牵伸力增大，有时会出现牵伸不开出“硬头”现象，因此要适当降低粗纱捻系数，增大罗拉隔距和后区牵伸倍数，优化摇架压力和胶辊硬度，加强设备和车间温湿度管理，减少锭间差异。推荐使用水滴形压力棒，可减少须条的“上翻”现象，并注意调节好隔距块压力棒的最佳钳口位置，使压力棒不碰前胶辊、前罗拉和下胶圈，从而稳定成纱质量。

▎1.3 胶辊的科学表面处理与合理使用

胶辊是牵伸装置的关键器材，胶辊的消耗也是纺纱生产成本中的重要一项。胶辊使用要避免两个极端，片面追求质量而使用过软的胶辊和片面追求使用周期而使用过硬的胶辊。

良好的防静电性、抗绕性和耐磨性以及高回弹性是高效高速纺纱对胶辊的基本要求。我们对胶辊的选用原则是：目标明确，就低选用，及时跟踪调整。在保证纱线订单质量要求的前提下，就低选择，尽可能使用偏硬的胶辊，以保证车间生活和减少胶辊的损伤数量。同时，根据不同品种的质量要求，选用硬度和表面粗糙度不同的胶辊，以及各工序不同胶辊，采用不同混比、不同化学涂料、不同涂量，最大程度改善胶辊的纺纱性能，提高胶辊的防静电性和耐磨性，以适应品种要求，兼顾成纱质量和生活状态。

▎1.3.1 胶辊表面的处理

竹浆纤维/涤11.8 tex（Pu 44.4 dtex，3.5倍牵伸）品种，原来用WRC965型微处理胶辊，成纱质量较好，但缠胶辊缠罗拉现象严重，胶辊损伤严重。现改用WRC871型双层胶辊，通过选用渗透性较强的新型化学涂料，A、B两组分的合理配比，采用二次涂料处理法，胶辊上机后，缠绕现象基本消除，胶辊的耐磨性得到提高，损伤大大减少，断头减少，车间生活明显好转。使用两种类型胶辊的成纱质量对比如下。

▎1.3.2 细纱大直径前胶辊的使用

目前细纱胶辊直径一般在30 mm，随着磨砺次数的增加，胶辊的直径变小，硬度变大，对纤维的握持能力减弱，容易出现牵伸不开，毛羽多，锭间差异大，断头多、成纱质量下降等问题，适当加大前胶辊直径，可有效解决以上问题。不同直径胶辊纺制R/JC 14.6 tex纱的质量对比见表4。

通过不同直径胶辊对比试验，成纱质量直径为30.75 mm成纱质量最优。因为直径过大，在后胶辊直径、中铁辊直径、上下销和上下胶圈不变情况下，摇架压力的平衡被破坏，如再更换中铁托将增加投入。通过增大胶辊直径，同时合理收窄胶辊工作面宽度（25 mm改为24 mm），可在摇架压力减少（由180 N降为150 N）的同时，仍能更好地握持和控制纤维，改善成纱质量，也降低了重加压带来的能耗，增加了胶辊的复磨次数，大大延长了胶辊的使用寿命，降低了胶辊的投入和消耗。目前，我公司从无锡某公司定制的直径30.75 mm、宽度24 mm胶辊广泛采用，效果不错。

▎1.4 新型节能锭带的使用

锭带的质量及接头方式不仅影响锭带的寿命和使用效果，而且影响能耗。M11齿接锭带是无锡某公司生产的一种新型节能锭带，分织物面（绿色）和改进橡胶面（黑色），接头方式采用锯齿形镶嵌无胶热熔黏结，接头平滑、无凸面，接头强力高，而且不受传动方向限制，S捻和Z捻都能适应。该锭带由于采用双工作面传动，改进橡胶面与滚盘接触。摩擦因数小，传动效率高，有利于降低传动能耗；织物面与锭盘接触，摩擦因数大，降低了锭子负载后可能造成的锭速不匀，进而造成成纱捻度不匀，该锭带在保证节能的基础上提高了锭子的传动效率。我们在更换新型锭带前，细纱机左右两侧各测20锭，平均锭速为13 680 r/min，锭速CV值1.83%，更换新型节能锭带后，平均锭速为13 916 r/min，锭速CV值0.98%，锭速提高236 r/min，传动效率提高了1.73%。相应捻度增加，提高了加捻效率，从而可通过降低一档设计捻度来提高前罗拉转速。以T 19.7 tex为例，传统锭带设计捻度90.2捻/10 cm，实测捻度83.7捻/10 cm；换用新型锭带后，设计捻度87.9捻/10 cm，实测捻度83.9捻/10 cm，前罗拉速度由197 r/min提高到201 r/min，产量增加2.03%。按照月产量800 t计算，每月可增产15 t。一落纱电能消耗由48.57 kW·h降为47.89 kW·h，吨纱节电1.42%，每月可节电9 000 kW·h左右。试验证明，新型齿接锭带节能、稳定、高效。

▎1.5 梳棉双齿锡林针布

针布是决定生条质量和成纱质量的关键器材，随着新型金属针布不断的技术进步，提升了梳棉机的生产效率和成纱质量。为适应梳棉机高速、高产的要求，锡林针布朝着“矮，浅，尖，薄，密”方向发展，为适应梳理质量要求，我们在清梳联FA203型梳棉机上采用AC2040×01850D52型双齿针布和AC2030×01550D型单齿针布在纺制JC 9.8 tex作对比试验，结果见表5。

双齿针布在一个齿距范围内有两个针齿，一个平顶高齿和一个尖顶矮齿，齿密双倍提高，分梳时，双齿更容易托持纤维，使纤维停留在齿尖位置；齿深浅，杂质和短绒更容易抛离，提高了纤维释放和转移能力，增强了对纤维的分梳能力和结杂去除效率。

在保持质量指标的前提下，出条速度可提高20%，在产量增加20%情况下，成纱质量指标没有明显变化。双齿针布尤其在机采棉含杂高，一致性差的情况下，成纱质量的稳定性较好，更适合于清梳联设备，在增加产量、提高质量、降低成本方面发挥了国产新型针布的作用。

应用新型器材专件能够在一定程度上改善成纱质量、增产降耗。但是要注意新型器材的适应性和稳定性，合理优选、安装、调整、反复试验，充分发挥新型器材的优良性能。

工艺技术创新

▎2.1 重定量工艺的应用

为适应公司发展，我们在逐步推广重定量工艺。它是前纺重定量、细纱大牵伸、优质、低耗的大牵伸纺纱工艺。我们在竹浆纤维19.7 tex纱对比两种定量的成纱质量，结果如下。

从试验结果看，前纺定量调高后，成纱质量指标没有明显变化，仍能达到质量要求。重定量工艺在成纱整体水平保持相对稳定前提下，可减少前纺设备配置数量，减少用工，节约开台时间，有利于节约吨纱成本。

前纺重定量工艺，并不是仅仅提高定量。要取得重定量大牵伸工艺较好的试验效果，必须在设备状态、工艺优选、纺织器材的配置及各项管理工作采取一系列调整和改进措施。要合理配置细纱牵伸工艺，保持细纱牵伸区内纤维运动的稳定。重定量工艺涉及到工艺、设备、管理等方面，要不断的进行工艺优化试验，促进工艺完善，使重定量工艺达到保证产品质量、降低运行成本的目的。

▎2.2 粗纱赛络纺工艺的应用

传统的赛络纺纺纱形式为细纱赛络纺，细纱赛络纺在发挥其改善条干、提高强力、降低毛羽等方面有明显优势，但需要对细纱机喂入纱架部分做相应的改造，改造一台细纱赛络纺的费用几千元，且细纱赛络纺存在着吸风笛管处有纤维散失的情况，造成细节偏多，细纱断头多，生活比较难做，在换粗纱时造成的粗纱头过多等弊端。我们在粗纱机采用双锭喂入同一锭翼的粗纱赛络纺工艺形式，粗纱条干CV明显改善，成纱质量指标优于传统环锭纺工艺。这样在没有额外改造费用情况下，提高了成纱质量，且在细纱工序普通机台都可以进行粗纱赛络纺上机生产，便于品种在细纱工序灵活安排。相对于细纱赛络纺，减少了细纱里外排粗纱意外伸长产生的粗纱剩余纱尾长度不一致现象，大大减少了细纱工序的粗纱头数量；减轻了细纱换纱工的劳动强度和换粗纱数量，减少了换纱时间，提高了细纱机的运转效率。R/JC 14.8 tex纱用不同纺纱形式的试验结果见表6。

由表6可以看出，粗纱赛络纺质量指标与细纱赛络纺相当，优于传统环锭纺质量。实际生产中，要根据用户对品种的质量要求，合理使用粗纱赛络纺工艺。粗纱赛络纺工艺在没有额外投入情况下，降低了生产成本。

▎2.3 并条道数的合理设置

根据品种质量要求，在并条工序合理设计并合道数。如纯棉精梳纺竹节纱品种一般用两道并条。在保证精梳条重不匀较小的情况下，纯棉竹节纱过一道并条，即能满足竹节纱各项指标要求。这样在并条工序就节约50%的开台。这样的设计思路我们也尝试在其他混纺品种使用。如掺加精梳落棉和超短纤维纺制点子纱、花式纱、段彩纱等，三道或四道并条才能完成的混并，我们用两道或三道来完成。同样能达到用户要求的布面风格。既减少了看车工的看台数量，又减少了能源消耗，效果明显。但前提是一定要控制好生条或精梳条重量不匀率，需要在清梳工序、精梳工序加强设备与操作管理。

▎2.4 合理回用回花回条，充分利用精梳落棉

我们对在机各品种回花回条分类存放，做好标识，有计划地在同类品种回用，节约原料，降低成本。另外，积极开拓营销渠道，转变思路，变废为宝。近期我们同韩国用户合作开发一系列花式纱线品种，其要求就是加入精梳落棉，达到成纱及织物风格类似麻纺的粗糙感。这也为我们降低生产成本提供了新的途径。

结束语

传统纺织业一直是高消耗、低利润行业。企业只有创新发展，节能降耗，才能提高产品的利润率。纺纱器材、专件的质量和性能，对纺纱产品质量、生产效率和生产成本都有重要的影响。目前，各类新型节能纺织专件的大量涌现，为我们纺织企业提供了更广阔的节能空间。我们从自身工艺、原料等方面寻求突破，节能降耗的潜力还有待进一步挖掘。实现纺纱企业节能降耗，既增加了企业的盈利能力，又响应了国家低碳环保政策的号召，具有良好的经济效益和社会效益。

资料来源： 《棉纺织技术》