滌綸FDY生產設備的技術改造及應用實例

范仁忠，屠海燕，李建鄴

（江蘇嘉通能源有限公司，江蘇 如東 226400）

滌綸全牽伸絲（Fully Drawn Yarn，FDY）生產線主要由切片干燥機、螺桿擠出機、熔體過濾器、紡絲箱體、熱輥牽伸卷繞機等組成[1]。為了生產復合彈性纖維、提高產品質量和產能，原滌綸FDY生產線需進行技術改造。滌綸FDY兩輥牽伸裝置改三輥牽伸裝置能賦予產品更好的彈性和絲束均勻性[2]。滌綸FDY 12頭紡生產設備改24頭紡的最大優點在于以低成本的改造成倍提高產量[3]。本研究主要介紹兩輥牽伸裝置改為三輥牽伸和12頭紡卷繞設備改為24頭紡的技術改造方案及實際應用情況。

1 設備概況

目前，生產設備主要為北京中麗的成套設備。該設備具有均勻穩定的側吹風系統，適紡細旦絲的油劑噴淋系統，采用高頻熱管均溫技術的熱輥、分絲輥以及BWA55T-1500型12頭高速自動切換卷繞頭。

2 設備改造

2.1 牽伸機的改造

在FDY兩輥牽伸裝置中，第一組熱輥的轉向為逆時針方向，第二組熱輥的轉向為順時針方向，如圖1所示。但是，兩輥牽伸裝置已不能滿足產品的生產要求，亟需結合產品要求和設備特點改進牽伸裝置。

圖1 FDY兩輥牽伸裝置

FDY三輥牽伸裝置是在FDY兩輥牽伸裝置的基礎上進行技術改造，如圖2所示，共有3個步驟：（1）將原第一組熱輥和第二組熱輥重新排布。其中，第一組熱輥往左移，第二組熱輥朝左下角方向趨近中間位置。（2）在原第二組熱輥的位置上增加第三組分絲輥。（3）為了保證熱輥表面溫度的平衡，每組熱輥都重新設計了保溫箱。同時，為了減少絲束在熱輥之間的抖動，第一組熱輥和第二組熱輥、第二組熱輥和第三組分絲輥之間都分別設計并添加了梳型導絲器。

圖2 FDY三輥牽伸裝置

在FDY三輥牽伸裝置中，第一組熱輥的轉向為逆時針方向，第二組熱輥和第三組熱輥的轉向均為順時針方向。當絲束進入牽伸機時，先引入第一組熱輥并逆時針繞5～6圈，然后把絲束引入第二組分絲輥并順時針繞5～6圈。由于第二組熱輥設定的速度比第一組熱輥快，實現了第一步牽伸。再把絲束引入第三組分絲輥。同理，第三組分絲輥設定的速度比第二組熱輥快，實現了第二步牽伸。

與改造前相比，FDY三輥牽伸裝置通過不同熱輥表面設定的不同溫度，在分步牽伸過程中，能更好地牽伸和熱定型絲束，還能通過調節第三組分絲輥的速度調節卷繞張力的大小。

2.2 卷繞機的改造

FDY 12頭紡生產設備主要由生頭拉桿、上移絲桿、橫動凸輪總成、卷繞頭紙管夾頭和生頭護板部件等五大關鍵部分組成（圖3～4）[4]。但是，12頭紡生產設備已遠不能滿足產能要求，于是重新設計五大關鍵組成部分并改造成24頭紡生產設備。

圖3 24頭紡FDY全自動卷繞頭的主視圖

（1）生頭拉桿。原12頭紡的生頭拉桿只有12只等分均布的導絲鉤。現根據原外形尺寸制作有24只等分均布導絲鉤的生頭拉桿，并安裝在卷繞頭的相同位置。

（2）上移絲桿。原12頭紡的上移絲桿只有12只等分均布的移絲棒。現根據原外形尺寸制作有24只等分均布移絲棒的上移絲桿，并安裝在卷繞頭的相同位置。

（3）橫動凸輪總成。原12頭紡的橫動凸輪總成只有12圈凸輪槽。現根據原外形尺寸制作有24圈凸輪槽的橫動凸輪總成，并安裝在卷繞頭的相同位置。

（4）卷繞頭紙管夾頭。因為12頭紡變成24頭紡，所以紙管比原來縮短1/2。現根據每只新紙管的長度配兩排頂緊脹珠的布局制作新紙管夾頭，并統一替換原來的兩只12頭紡紙管夾頭。

（5）生頭護板部件。原12頭紡的生頭護板部件只有12個凹槽。現根據原外形尺寸制作有24個凹槽的生頭護板部件，并安裝在卷繞頭的相同位置。

當絲束進入卷繞機時，24根絲束分別掛進生頭拉桿上的24只導絲鉤，然后分別把絲束引到高速旋轉的紙管夾頭對應紙管上進行卷繞。同時，通過安裝在橫動凸輪總成上的24只橫動導絲器分別握持住對應位置的絲束，并做恒定距離的左右往復運動，以此讓絲束平鋪在高速旋轉的紙管上并控制絲餅的寬度。

改造后發現，FDY 24頭紡生產設備的產能是原12頭紡的兩倍。

圖4 24頭紡FDY全自動卷繞頭的左視圖

3 應用實例

以規格為50 D/32 F的聚對苯二甲酸乙二醇酯（Polyethylene Glycol Terephthalate，PET）/聚對苯二甲酸丙二醇酯[Poly(Trimethylene Terephthalate)，PTT]復合紡為例，具體工藝參數如表1所示。

采用改造后的滌綸FDY生產線并依據表1中的工藝參數，成功制得50 D/32 F的PET/PTT復合紡FDY，主要技術指標如表2所示。

表1 PET/PTT復合紡的工藝參數

表2 PET/PTT復合紡的主要技術指標

4 結語

三輥牽伸裝置能保證50 D/32 F PET/PTT復合紡FDY的卷曲彈性收縮率在48.0%左右，達到了高彈的標準。24頭紡生產設備延續了12頭紡生產設備的穩定性，并提供了產能保障。