涤纶短纤培训教材

.涤 纶 培 训 教 材（1）第一章 纤维的概念第一节 纤维的分类一、 纤维（fibre） 纤维-是指非常纤细的线状物物。在自然界中可以看到很多长度比直径大许多倍、并具有一定柔韧性的纤细物质，它们都可称为纤维。纤维的直径一般为几微米到几十微米，而长度直径比达数百倍或千倍。如棉型短纤维长径比约为300倍。具有手感柔软、比表面积大、覆盖面大等特点。自然界中的棉花、羊毛、蚕丝、麻都是理想的纺织纤维。随着人类的进步、科技的发展，人们用人工的方法制造出各种化学纤维，他们在纺织纤维已占有越来越大的比重。组成纤维的基本单元是高聚物大分子。所谓高聚物，即高分子聚合物，这类物质具有庞大的分子结构，分子量大，故称大分子。纤维大分子的结构一般为线型。二、 纤维的分类1、 按后道加工方式分：纺织纤维（纱线、股线、机织物、针织物） 非纺织纤维（无纺布、填充物、絮棉）2、 按形态分：长丝（蚕丝） 短纤维（棉花、羊毛）3、 按来源分：精品.纺织纤维天然纤维动物纤维植物纤维化学纤维再生纤维合成纤维蛋白质纤维再生纤维素纤维纤维素酯纤维杂链纤维碳链纤维聚酯聚酰胺纤维聚丙烯睛纤维纺织纤维天然纤维动物纤维植物纤维化学纤维再生纤维合成纤维蛋白质纤维再生纤维素纤维纤维素酯纤维杂链纤维碳链纤维聚酯聚酰胺纤维聚丙烯睛纤维（1） 天然纤维： 植物纤维是从植物获得的纤维的总称。主要组成物质为纤维素，所以又称为天然纤维素纤维。它可分为种子纤维（棉、木棉）、韧皮纤维（亚麻、苎麻、黄麻）、叶纤维（剑麻、蕉麻）和果实纤维（椰子纤维）。 动物纤维是从动物身上或分泌物取得的天然纤维。主要组成物质为蛋白质，所以又成为天然蛋白质纤维。主要分毛发纤维（羊毛、马海毛、兔毛、骆驼毛等）和丝纤维（桑蚕丝和柞蚕丝） 矿物纤维是从纤维状结构的矿物岩石中获得的纤维，主要组成是硅酸盐等无机物，主要有石棉。（2） 化学纤维：是指用天然的或合成的高聚物为原料，主要经过化学方法加工制造成的纤维。按原料、加工方法和成分的不同，化学纤维可分为再生纤维、醋酯纤维、合成纤维和无机纤维。 再生纤维是以天然聚合物为原料，经化学方法制成的化学组成与原高聚物基本相同的化学纤维。可分为再生纤维素纤维（粘胶纤维是化学纤维的第一个品种，从1897年开始现在已有一百多年的生产历史、竹纤维、天丝TANCEL）和再生蛋白质纤维（大豆纤维、牛奶丝、玉米纤维），海藻蛋白酸纤维。精品.醋酯纤维是以天然纤维素为原料，经化学方法转换成醋酸纤维素酯的化学纤维。合成纤维是以石油、煤、天然气及一些农副产品等低分子物质为原料，经人工合成获得的高聚物纺制成的化学纤维。聚酯纤维-涤纶聚酰胺纤维锦纶6，锦纶66（尼龙）聚丙烯腈纤维-腈纶聚乙烯醇纤维维纶聚氯乙烯纤维-氯纶聚氨基甲酸酯纤维-氨纶其它无机纤维是指由无机物构成的纤维，碳纤维、金属纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维等。第二节 合成纤维的发展概况精品. 合成纤维是本世纪20年代开始研制的，但合成纤维的工业化是在30年代末开始的。合成纤维的出现，是化学工业的一个创举，它为纺织原材料的供给找到新的途径，而且它具有一系列新而优异的性能，如高弹性及高强度，从而使纺织品发生了一场变革。 合成纤维从发现到工业化生产迄今，经历了四个阶段，发展了二代合成纤维。四个阶段的划分是：第一阶段：19381950年主要发展尼龙，同时探索新的化纤高聚物。 1935年美国W.CAROTHERS等人首先研究成功了第一种聚酰胺纤维尼龙66，也是最早在我国生产的合成纤维。 第二阶段：19501956年涤纶和腈纶问世，并实现了工业化生产。1940年美国化学家文菲尔德和迪克逊研究成功聚酯纤维，英国在1949年，美国在1953年实现了工业化生产（涤纶）。 以上的第一阶段、第二阶段的纤维是第一代合成纤维。第三阶段：1956年至今改性纤维的生产。化学改性有：利用高分子反应在纤维上引入各种活性基团、开环、闭环、交联等得到的纤维接技后的纤维共聚纤维。 物理改性有：超细纤维、伸直链结晶纤维、异形纤维、复合纤维、混合纤维。第四阶段：1960年至今特种纤维的发展。精品.功能性纤维有：耐高温纤维、高强力纤维、防火纤维、碳素纤维，超导或导电纤维。 第三阶段、第四阶段的纤维是第二代合成纤维。合成纤维纺丝方法溶液纺丝熔体纺丝干法纺丝湿法纺丝第三节 合成纤维的生产方法一、 熔体纺丝将熔融状态的成纤高聚物经计量送入放丝组件，从喷丝孔挤出后冷却成形，称为熔体纺丝法。熔体纺丝具有流程与设备简单，速度高、产能大、操作方便。整个成形过程是一个物理或物理化学过程。但设备制造精度要求较高、材质要求高的特点。熔体纺丝是目前最常用的一种方法，涤纶、锦纶 、丙纶都是以此法生产。 熔体纺丝又可分为直接纺和间接纺。直接纺是聚合工序的高聚物容体直接经熔体管道送至纺丝机，纺丝成形，这种方法流程紧凑、自动化程度高，适合大容量生产。间接纺又称切片纺，纺丝灵活、开停车方便，适合中小企业、开发品种。二、 湿法纺丝精品. 将成纤高聚物溶液，经混合、脱泡、过滤定量挤出纺丝机，原液细流经过凝固浴凝固成丝的纺丝方法。湿法纺丝具有流程长、过程复杂，纤维成形过程既是一个物理过程，也是一个化学过程，并伴随着质的变化和物质转移。相对熔体高速纺丝（1000-6000m/min），湿法放丝速度较低，只有每分钟几十米。腈纶、维纶以此法生产。三、 干法纺丝将喷丝孔中挤出的原液细流在纺丝甬道中经过热气流作用，使原液中的溶剂快速挥发，并把溶剂蒸汽排除，原液细流随之凝固成丝。干法纺丝是一个传热和传质的过程，纺速一般在200-500 m/min。四、 非常规纺丝 液晶纺丝、冻胶纺丝、静电纺丝、相分离纺丝、反应纺丝等等。第四节 我国涤纶发展状况 在世界范围内，在短短的几十年间，化学纤维的迅猛发展，占纤维总量的50%。预计到2005年，总量将超过6300万吨。中国是世界最大的纤维消费国，在未来十年，增长速度将位于世界首位，加拿大和美国第二，欧洲第三。我国合成纤维的发展从50年代末、60年代初开始的，发展历史可分为三个阶段。第一阶段为萌芽期，从国外引进了一些技术和设备建立了保定化纤厂、北京合成纤维实验厂。第二阶段为小化纤时代，即60年代和70年代初，都是百吨级和千吨级的小厂。1973年以引进四大化纤厂为标志（辽化、天化、上海石化、燕化），化纤工业进入第三个阶段，年产能在1.5万吨/线。第四个发展阶段从199精品.0年以后，世界聚酯工业发展迅速，年产能3、5、6万吨/线。 1997年我国化纤产量跃居世界第一，2004年化纤产量更达到1400万吨，其中涤纶产量1100万吨，占总量的78%。年份化纤产量（万吨）涤纶产量（万吨）2000694.2510.182001828.5632.52002987.96769.5920031184.25926.7620041424.541138.05 世界涤纶生产技术在向大型化、高速化、自动化、柔性化方向发展。涤纶短丝生产向熔体直接纺、多孔大面积喷丝板、短程纺方向发展，同时积极发展柔性生产技术，在一条生产线上通过柔性生产技术，生产不同纤度、强度要求的产品，以适应不断变化的市场。众所周知，我国人口众多，衣食温饱问题始终是头等大事。棉、麻、丝、毛等天然纤维的生产受自然气候和粮棉争地的影响，产量增长十分缓慢，远不能满足实际需要。只有通过化纤工业的发展，才能解决这一问题。预测到2050年世界纤维总需求量将达到9千万到1亿吨左右。随着用途的不断开发，化学纤维不仅解决人类穿衣的问题，而且在农业、工业、交通、水利、建筑、航天、环保、体育、国防等领域都有重要的用途，已经成为经济建设、国防建设不可缺少的重要材料。精品.第二章 涤纶生产工艺流程第一节 涤纶原料生产工艺流程一、 聚对苯二甲酸乙二酯的制备1、 直接酯化TPA (PTA) + EG(乙二醇) = BHET + 2H2O原料TPA +乙二醇浆料配置第一酯化第二酯化第三酯化BHET2、 连续缩聚 nBHET = PET + EG BHET 预缩聚塔前缩聚釜后缩聚釜 PET第二节 涤纶原丝生产工艺流程1.熔体输送工段工艺流程精品. 来自聚合工段三通阀熔体管道增压泵熔体冷却器熔体配管纺丝箱体入口热媒循环泵热媒冷却器2. 纺丝工段工艺流程 纺丝箱体计量泵纺丝冷却吹风纺丝上油 卷绕上油卷 绕牵 引喂 入丝桶往复丝桶搬运3.油剂调配流程3.1油剂调配（纺丝0.20.35 %）原 油人工计量 脱盐水(纯水)油剂调配槽油剂稀释槽油剂输送泵稀油剂高位槽3.2 油剂调配（后处理 12%）精品.原 油人工计量 脱盐水油剂调配槽油剂稀释槽油剂输送泵浓油剂高位槽3.3油剂调配（后处理0.2 0.35%）原 油人工计量 脱盐水油剂调配槽油剂稀释槽油剂输送泵稀油剂高位槽4.组件清洗流程纺丝组件喷丝板等计量泵 热 拆 解真空清洗炉压缩空气吹扫塑料袋包装待用喷丝板环吹风筒 超声波清洗槽压缩空气吹扫塑料袋包装待用存放第三节 涤纶成品生产工艺流程1 后处理工段工艺流程集束架上导丝下导丝导丝机浸油槽精品.第一牵伸机水浴牵伸槽第二牵伸机蒸汽加热箱紧张热定型机（四组）喷淋冷却机第三牵伸机三辊叠丝机张力调节架卷曲预热箱卷 曲 机输送铺丝机上油机烘干机捕结器曳引张力机切 断 机打 包 机2 工艺空调流程新回风混合初效过滤中效过滤加热表冷喷淋亚高效过滤加湿环吹送风机第三章 涤纶纺丝生产第一节 合成纤维的物理化学和机械性能合成纤维的性能主要体现在以下几方面:1、 物理性能：纤维的纤度、比重、吸湿性、热性能等。2、 机械性能：断裂强度、断裂伸长、断裂功、回弹性。精品.3、 化学性能：纤维对光、热、化学作用的稳定性等。4、 加工性能：纤维的抱合性、染色性、摩擦系数、切断长度、卷曲数、卷曲率5、 实用性能：尺寸稳定性、耐洗性、耐磨性、导热性、透气性、抗起球性等。一、纤度它是表示纤维粗细程度的指标，纤维的粗细可用其截面积或直径来表示，为方便起见，一般用下列方式表示： 9000G定长制-Dn = - L Dn -旦数（d） L-纤维的长度（米） G-纤维的重量（克） 10000G定长制-d-Tex = - L d-Tex -分特数（dtex） L-纤维的长度（米） G-纤维的重量（克）纤维越细，分特数越小。 二、断裂强度它表征了纤维抗拉的程度，它是纤维重要的机械性能。相对强度-纤维在连续负荷的作用下，直至断裂时所能承受的最大负荷与纤维纤度的比值。精品. 100PPc = -（cN/dtex） d-Tex 三、断裂伸长是指纤维拉至断裂时的伸长程度，用相对伸长率表示。 L - L0相对伸长率Y = - L0L0-纤维的原长（mm）L纤维拉伸至断裂时长度（mm）四、长度棉型-38mm(名义)中长型51或65mm毛型75-100mm五、卷曲性 卷曲的数目卷曲数CN = - 25mm b-a卷曲率CI = -（%） ba轻负荷下纤维的长度（mm）b重负荷下纤维的长度（mm）六、干热收缩率 它反映了纤维结构中内应力的大小，直接影响后加工及服用性能。将纤维在180自由状态下进行热处理后，纤维的收缩程度。精品. A-B干热收缩率= -（%） AA-热处理前纤维长度B-热处理后纤维长度第二节 高分子基本知识一、高聚物的有关概念 分子量大，分子链长是高聚物最根本的特点，也是与低分子化合物的质的区别。一般低分子化合物的分子量小于100，其分子长度约为10-1-10-2nm。而典型的高聚物分子量在103-107之间，分子长度在102-104 nm。组成大分子的每一基本结构单元称为链节。二、高分子链的几何形状 线型 -尼龙6、66，涤纶 支链型-腈纶网状型三、高聚物分子间作用力静电力、诱导力、色散力、氢键四、高聚物的聚集态结构结晶-高聚物的长链分子在分子间力的作用下，部分原子或原子团按一定的点阵结构在空间有规律的排列，形成结晶区。结晶的结果使分子链更加紧密的聚集在一起，因而增加了分子之间的作用力，致使高聚物的强度、硬度、密度、耐热性等有所提高。精品.取向高聚物的分子链段或整个分子链，在外力作用下，沿外力作用的方向进行有序的排列。高聚物材料的取向度大小对其物理机械性能影响显著。熔体无取向无结晶原丝部分取向基本无结晶成品纤维高度取向部分结晶五、 高聚物的力学状态1、玻璃态受力后，形变很小，形变量和受力大小成正比，当外力去除后，形变能立即恢复。2、高弹态-受力后，形变很大，当外力去除后，形变能恢复。3、粘流态在外力作用下，整个分子链发生滑移，外力去除后，形变不能恢复。六、 高聚物的力学行为第三节 熔体纺丝工艺原理一、合成纤维的成形(纺丝)过程可分为下列四步。 1.纺丝熔体从喷丝头喷丝板微孔中挤出形成细流； 2.挤出的熔体细流内应力的松弛；精品. 3.挤出的熔体细流的拉长、变细和冷却固化； 4.固态纤维的给湿上油和收集卷绕。 这四步的每一步都对纤维的内在和表观结构的不同方面有影响。第一、二步影响纤维的宏观尺寸，（细度和均匀性），并间接地影响丝条行程中的应力分布和速度分布。关系到纤维机械性能的大分子取向主要在第三步中建立。纺丝细流的固化以及聚集态结构的形成主要发生在第三、第四步。二、 纺丝过程中的三个普遍规律 1、高聚物的流动是连续的和稳态的。高聚物的稳态是指在高聚物细流的任一点上，丝条的运动状态（速度、温度、应力等）不随时间而改变。0V0A0=VA=LVLAL=W式中：0，L分别代表喷丝孔出口、纺丝行程中、以及卷绕时的密度V0，V，VL分别代表喷丝孔出口、纺丝行程中、以及卷绕时的速度A0，A，AL分别代表喷丝孔出口、纺丝行程中、以及卷绕时的丝条的截面积实际生产过程中，稳定是相对的，波动是绝对的。任何偏差和波动都会使纺丝成形过程不稳定，并造成纤维不规则、不均匀。2、纺丝行程的主要部分和形变的主要形式是单轴拉伸。3、纤维的结构和性能不仅与成形状态参数的始态和终态有关，还与形态变化的过程有关。既纤维性能与状态变化的整个精品.“历史”有关。三、熔融纺丝过程的特征整个熔体纺丝过程可分为以下四个步骤：纺丝熔体的制备；将熔体经喷丝头喷丝板微孔挤出；熔体细流被拉长变细和冷却固化；固态丝条的上油和卷绕。纺丝行程过程中，高聚物熔体细流被拉长变细并冷却凝固，形成初生纤维（原丝）。用熔体法纺制长丝和短纤维时，一般在空气介质中进行冷却，行程1-5米，为了加强冷却效果，一般在丝条出喷丝孔后在其垂直方向上施加控制平稳的横向吹风。熔体纺丝喷丝孔直径在0.2-0.4毫米左右。纺丝速度短纤维在1000-1500m/min，长丝在3000-6000m/min。四、纺丝熔体的可纺性高聚物熔体从喷丝板毛细孔中喷出后便受到轴向拉力，纺丝过程持续不断的主要条件是保证此种轴向拉力连续发生。这要求纺丝熔体应该连续地形成液态细流。这种纺丝熔体形成连续不断的液态细流的能力，就是通常所说的纺丝液的可纺性。可纺性是形成纤维的必要条件，但不是充分条件。熔体从喷丝板孔道中流出后，往往发生细流膨胀，致使液流不均匀，产生粗节或细颈，甚至发脆断裂而不能形成纤维。导致纺丝液流断裂的机理：内聚性断裂或脆性断裂,毛细断裂。七、 纺丝细流的流变性所谓熔体的流变性是指熔体在外力作用下产生流动变形的能力，它与上述可纺性的概念是相关联的。精品.高聚物熔体的性质与普通流体不同，高聚物熔体除粘度较高外，还具有明显的弹性。八、 出口膨化现象熔体自喷丝孔挤出后，其流动状态发生了剧烈的变化。在喷丝孔中，熔体受剪切力并在刚性的孔壁的约束下分层流动。当一出喷丝孔进入空气中便成为自由的细流，并立即受到卷绕机的轴向张力。熔体在出喷丝孔后，发生出口膨化现象，最大膨化直径出现在距离喷丝板3-8毫米处，一般不超过10毫米。膨化的位置和膨化率与聚合物的性质、喷丝板毛细孔的几何形状以及熔体在毛细孔中的流动状态有关。熔体粘度越高，喷丝板长径比越小，出口膨化现象越明显。出口膨化是一个对纺丝不利的现象。随着膨化率的增大，丝条拉伸受到限制，导致纤维成形不均匀，在这种情况下，纺丝条件稍有波动，就会引起纤维断裂，产生毛丝。同时，膨化率增大后，熔体细流与喷丝板面的剥离性能变坏，造成纺丝粘板或注头丝。再严重，产生螺旋丝、波浪丝，影响正常纺丝。九、 熔体细流的拉长和固化1、 卷绕丝中单纤维的直径比喷丝孔径小的多。在喷丝孔出口至卷绕导丝盘之间，熔体细流被几十倍地拉细了（成百倍的拉长了）。沿着纺丝形成，丝条直径不断变细，运动速度不断加快，最终达到与卷绕机同样的速度。即在纺程上发生了直径和速度的变化。2、 熔体细流刚从喷丝孔挤出时，温度较高（290），沿着纺程向下运动时，不断被周围空气冷却，丝条温度逐渐下降，到达卷绕机时，温度下降至室温或略高于室温。即在纺程上发生了温度的变化。精品.3、 在纺程上，熔体细流的粘度随温度的下降而急剧上升。当粘度上升到一定值后，熔体就不再具有液体的流动性，而变成固体，即转化为固态的初生纤维。在发生这些宏观变化的同时，初生纤维的微观结构（取向、结晶等）也逐渐形成。十、 初生纤维结构的形成1、 取向纤维成形过程中的大分子取向：喷丝板孔道中液流的切变取向；纺程变形区中的流变取向；形变取向。2、 结晶第四节 熔体纺丝工艺一、熔体输送 在连续缩聚直接纺丝工艺中，关键的问题是熔体的输送和分配。在熔体输送过程中需要注意的是：保持纺丝箱体前(或计量泵入口)熔体压力的稳定，保持纺丝前聚酯熔体一定的特性粘度和温度，聚酯和纺丝的熔体输送管道交接处以及纺丝的熔体管道与纺丝箱体交接处因开车、停车时升温和降温而引起的热应力。1、熔体输送的工艺流程聚酯增压泵熔体输送管道熔体热交换器熔体分配管精品.纺丝箱体来自聚酯装置终聚釜的熔体经过熔体出料泵、熔体过滤器、三通阀后进入纺丝界区。熔体分成两路，分别经过增压泵增压以满足纺丝界区入口的压力要求。熔体经增压泵后，经熔体冷却器冷却，熔体温度一般可降低5-7，再经过两次三通分配，最终分成四路进入四个纺丝箱体熔体分配管的交接口处。熔体管道由内管和外管组成。内外管材质均为不锈钢，内管介质即为聚酯熔体，外管与内管夹套内介质为液相联苯混合物，起保温作用。2、熔体增压系统聚酯出料泵的出口压力一般为60kg/cm2左右，而从聚酯出料泵到纺丝箱体入口整个熔体输送过程中，将产生一定的压力损失，而纺丝工艺又要求纺丝箱体入口压力要保证大于精品.50 kg/cm2，这就需要在熔体输送系统设置增压系统。增压泵由机座、加热器、柔性传动轴、转矩限制器、摆线减速器、水冷式联轴器、VS马达等组成。采用3200cc/转大容量齿轮泵。这样，既保证了熔体压力，又使熔体温升减少（不超过4）。采用西门子电机变频驱动,增压泵的转速与熔体压力联锁。3、熔体增压系统的连锁控制 在增压泵的入口设有一台温度压力传感器，将泵前的温度、压力数据直接送至聚酯工序的计算机控制系统。增压泵的出口设有两台温度、压力传感器，其中一台将泵后的温度压力数据也传给聚酯工序。本项目采用增压泵泵后压力连锁控制增压泵转速的方式，即根据增压泵后第二台压力传感器的设定值与实际测量值之间的偏差来调整增压泵的转速，使之保持动态的一致性，以达到稳定进入纺丝箱体熔体压力稳定的目的。同时设定增压泵后压力高报停泵的功能，以保护增压泵及整个系统的安全。精品.4、熔体输送系统的工艺参数熔体特性粘度和熔体在输送过程中的停留时间是熔体输送过程中的两个基本参数。对于一定的产品品种、产量和一定的装置，这两个参数是一定的。在熔体输送过程中，熔体温度是一个很重要的参数，温度选择的原则一般从两个方面考虑，一是熔体的降解程度，二是熔体的流动性。温度对熔体的降解影响很大，为防止熔体在输送过程中热降解太大，熔体输送的温度不宜选择太高。但熔体温度过低，又会影响熔体在管道内的流动性。因此必须考虑温度对热降解和压力损失的影响。5、静态混合器聚酯熔体在管道内的流动，在径向有速度分布。这种径向速度分布造成管道中心与管壁的熔体质量的差异，如粘度、温度等。为了确保熔体进入纺丝箱体时质量均匀，在管道内设置静态混合器。静态混合器的作用主要是当熔体通过时，能将同一截面上的不同熔体进行充分混合，使同一截面上的熔体质量均匀。二、热媒加热系统热媒-传热介质的简称，它是将热源的热量传递给需要加热的对象的热载体，反之则叫做冷媒。对传热介质的基本要求是热稳定性好，高温下不分解。精品.1、热媒的性质本装置所用的热媒是联苯（26.5%）-联苯醚(73.5%)混合物，它的商品名为DOWTHERMA，国内成为导生。外观：无色至淡黄色透明液体，流动性好，有特殊的气味。沸点：256-258（标准大气压下） 闪点：115着火点：138自燃点：540饱和蒸汽压：0.1MPa（1kgf/cm2）腐蚀性：液相和汽相下，对普通的金属和合金没有腐蚀作用。可燃性：热媒是可燃性物质，但它有比较高的闪点和着火点。热媒在空气中的爆炸极限相当狭窄。有时热媒汽体会泄漏到大气中，一般泄漏的汽体会很快冷却到低于着火点以下的温度，一般不会引起燃烧。因热媒有刺激性气味，因此可及时发现泄漏，及时组织抢修。然而当泄漏的热媒蒸汽在空气中的温度、在空气中的混合体积等全都集中在狭窄的爆炸极限范围内时，就会发生爆炸。从管线泄漏到保温材料中的热媒同样具有危险性，这种泄漏会引起保温材料燃烧。热媒失火可用二氧化碳或干粉灭火器，对于较大的火灾用泡沫灭火器灭火。毒性：联苯-联苯醚混合物属于低毒类，能引起慢性中毒，主要损害肝、肺、肾等人体器官。液相热媒对皮肤和眼睛有轻微的刺激，长时间或重复接触会发生皮炎，应尽量防止对皮肤的伤害。精品.车间内热媒的允许浓度控制在7mg/cm3以内，以减少对人体的危害。稳定性：联苯混合物的热稳定性好，在380下可长期使用，380-400可短期使用。2、热媒的汽相和液相技术采用汽相热媒加热的方法一般是通过蒸汽自然循环将热量传递给被加热的对象。在汽相系统中，热量是蒸汽变到冷凝液所释放的潜热，温度等于热媒蒸汽的饱和温度。为了保证纺丝箱体中各熔体配管以及纺丝组件中熔体温度均一，以达到消除各个纺丝位间原丝质量差异，因此纺丝箱体采用汽相热媒加热保温。液相热媒是利用热媒温度降低过程中所释放的显热进行加热，对于熔体输送系统来说，只要保证熔体输送管道上各点在时间上没有差异，不需消除空间上的差异，即保证熔体输送管道上各点的熔体温度、压力、粘度等工艺参数恒定不随时间变化，不需要保证各个空间点上的熔体参数都一致，因此熔体输送系统的管道采用液相热媒技术进行加热保温。3、汽相热媒系统汽相热媒的加热对象是纺丝箱体。每条生产线配置两台汽相热媒炉，每台汽相热媒炉对应着两个纺丝箱体。热媒以蒸汽形式进入纺丝箱体，冷凝后的液体靠重力回到热媒炉，这样汽-液-汽不断循环，保证了纺丝箱体的温度恒定。汽相热媒炉的连锁控制：A、每台热媒炉电加热器一只，150KW。精品.B、当热媒加热炉的电加热器温度过高时，干枯报警器将加热炉的电源切断，并报警。C、每台热媒锅炉装有一只液面报警检测器，以测量联苯液面。D、每台热媒锅炉装有一只压力报警器，当热媒压力升高到极限值时，切断加热器电源，停止加热。E、每台热媒锅炉装有安全阀和防爆膜，当热媒炉内压力高于设定值后，防爆膜破裂，安全阀自动启动，热媒蒸汽通过排放管线排放到热媒储槽中，以确保整个系统的安全。防爆膜是用于各种压力容器和压力系统中的一种安全保护装置。当容器由于物料的化学反应或操作失误而超压并达到爆破片的规定值时，爆破片即发生爆破而泄压，从而保护容器和系统的安全。三、纺丝熔体直接纺丝包括：熔体分配计量、纺丝丝条挤出、丝条冷却成形。1、熔体分配熔体分配是在纺丝箱体中进行的。纺丝箱体是为了进行熔体保温和温度控制，采用多个纺丝位（组件）合用一个矩形加热箱进行集体保温，这样的保温称为纺丝箱体。本装置一个纺丝箱体装有8个纺丝组件。来自输送系统的熔体进入纺丝箱体入口后，通过熔体分配管道将熔体均匀、等长的送至每个纺丝位。纺丝箱体中熔体分配管道的布置要求是要保证熔体到达每个纺位的距离要完全相等,同时管径的选择和管线的排布要有利于缩短熔体在箱体中的停留时间,并尽可能减少拐折。精品.纺丝箱中熔体配管方式有分歧式和辐射式。2、熔体计量熔体纺丝计量采用齿轮计量泵，它是纺丝过程中的关键部件。计量泵的准确性和均匀性直接影响成形纤维的质量。正确地使用、处理和维修计量泵对纺丝质量至关重要。计量泵的结构比较简单，是单组啮合齿轮的计量泵。计量泵是由上、下两盖板和一块中间板及主动、从动两齿轮、联轴节、联轴节套、联轴节盖等组成。精品.计量泵使用注意事项：不能长期空运转。出口压力不能过高，否则将造成保险销断裂、计量泵或电机损坏。3、 纺丝纺丝丝条是通过喷丝头组件挤出形成的。喷丝头组件是喷丝板、熔体分配板、熔体过滤介质和组装套的组合件。本装置使用的组件属于多孔喷丝孔组件，喷丝头组件在安装使用前先进行整体预热，（另外的组件预热炉）更换时也是作为一个整体拆下来，安装形式上装式。精品.3.1 喷丝头组件的作用 进一步去除熔体中的杂质,防止堵塞喷丝孔,延长喷丝板的使用周期。（海砂、过滤网） 使熔体充分混合。 把熔体均匀分配到喷丝板的每一小孔中。32 喷丝组件的更换 定期更换：新上机的组件，内压比较低。使用一段时间后，由于截留了熔体中的杂质，熔体流动的阻力增加，组件压力升高。当高于一定数值后，必须强行更换组件，否则会引起熔体泄漏，降低计量泵效率，使纺丝位与位之间的差异增大。 不定期更换：是指组件压力超过极限值（200kgf/cm2），或组件发生漏浆、出丝不畅、喷黑丝等。 组件更换注意事项：准备更换上机的新组件，必须是经过充分预热紧固的，否则熔体进入冷的组件后便会发生凝固或粘度突然增加，使组件压力急剧上升，损伤计量泵。33 喷丝板3.3.1 喷丝板的形状：圆形、矩形。3.3.2 喷丝孔的几何形状：喷丝板的核心问题是喷丝孔的几何形状和加工精度。喷丝孔的几何形状直接影响到熔体的流动特性，因而影响纤维成形的好坏。导孔：圆形、锥形、双曲线形，直径2.5毫米,锥部角度60。毛细孔：圆形、异形,3.3.3 喷丝孔直径和长径比 直径-由熔体在喷丝孔中的流动、产品品种所决定的。精品. 长径比决定了组件压力、熔体出喷丝孔的流动状态。一般来说，较大的长径比有利于稳定纺丝，但长径比过大，给喷丝孔的机械加工和清洗带来很大的困难。3.3.4 喷丝板的孔数和排列 排列方式：同心圆、菱形、星形、辐射形。3.4 高压纺丝和低压纺丝 低压纺丝:组件压力在100kgf/cm2以下高压纺丝: 组件压力在300kgf/cm2以上.4、丝条冷却成形4.1 冷却吹风的形式： 侧吹风： 环吹风：半敞开式低阻尼环吹装置、中心吹风和密闭式环吹装置4.2 冷却吹风条件： 风温：18-24 风速：风速和风量是影响纺丝成形的重要参数，风速过高或过低，原丝的断面不匀率都较大。风速过小，冷却气流只能接触到内部丝条，而不能穿过丝束，使丝束的内外层冷却差异增大。但冷却气流速度过大，气流成遄流状，使丝条摇晃不定，扰动增大，这两种情况都会造成原丝冷却成形不良，产生并丝、疵点。 风湿：冷却空气应有一定的湿度，一方面可以防止丝条在高速运行中产生静电，减少抖动。二是湿度高可以提高空气的比热和传热系数，有利于丝束的及时冷却。精品.5. 卷绕落桶 将纺丝冷却成形丝束给湿上油,集束落桶的过程一般分为给湿上油、导丝集束、牵引落桶和往复横动四个部分。 5.1 上油： 作用：增加单纤维之间的抱和力，增强集束性，防止丝束松散；增强丝束的平滑性，减少纤维与金属、纤维与纤维之间的摩擦，防止纤维损伤、断头、缠辊；消除或减小静电，防止丝束松散。5.2 导丝集束 将上油后的丝束由竖直方向变为水平方向,然后将一条生产线上各个纺丝位的丝束集为一总束送往牵引机构卷绕落桶的过程。导丝集束机构由转向辊（每个位）、托丝辊（每四个位）、总托丝辊组成。5.3卷绕落桶由六辊牵引机和喂入轮组成了卷绕落桶机构。牵引辊的速度就是纺丝速度，它是纺丝成形过程中的重要参数。5.4 横动往复 在横向和纵向两个方向以一定速度运动的装置，盛丝桶放在横动往复装置上，把从喂入轮落下的丝束均匀有规律地铺在盛丝桶中。满桶时能自动换桶，将满桶送入后道工序。三、 组件系统组件系统包括：喷丝组件、计量泵、环吹装置，是纺丝的关键部件。喷丝组件使纺丝流体经过滤、混合后挤压成纺丝丝条，完成纤维的最初形状。精品.计量泵定量地给喷丝组件提供熔体，保证纺丝的均匀性和一致性。环吹使冷却风合理分布，均匀地吹到纺丝细流上，使熔融态的细流均匀冷却成固态丝条。1、清洗11 真空清洗：将粘有熔体的脏喷丝组件放入真空清洗炉中，使熔体在高温下分解成水和二氧化碳，以达到清理的目的。12 三甘醇清洗：将粘有熔体的脏喷丝组件放入温度在260-265的三甘醇溶液中，三甘醇使熔体分解，达到清理的目的。13碱洗：在喷丝板上经常沾有少量铝屑在密封槽内，无法清理，使用较长的喷丝板上也会沾有白色的升华物，这些杂质只能通过碱洗才能去除。14超声波清洗：经过真空、碱洗的喷丝板微孔中，还含有许多无法清洗的小颗粒、杂质，故要采用超声波清洗。2、 喷丝组件 熔体从通道孔进入组件腔体内，用16-20目的过滤砂滤去大块杂质，并使熔体充分混合，产生一定的组件压力。熔体还要经过组合滤网再次过滤杂质，再通过分配板、中间板均匀分配到喷丝板上，并使熔体充分混合。熔体进入喷丝板前还要经过组合滤网过滤，然后从喷丝孔挤出纺丝细流。21上套：主要完成熔体的初步分配、过滤等任务，熔体进口出有铜垫片，上机后与箱体熔体口对接，当箱体上顶紧螺栓顶紧后，使垫片变形而密封。上套头部装有两只吊环，以运送组件。吊环要旋到位，以保证组件吊入箱体时顺利进行。精品.上套内装有有孔底板、组合滤网、海砂，对熔体起初步过滤作用。还有20只螺孔，可安装外圈紧固螺栓。22、组合滤网：过滤熔体杂质。23分配板：对熔体起初步分配作用，该板布满熔体流通孔。24中间板：最终完成熔体的供给、分配。25喷丝板：26保护板：3、组件质量：31 漏浆：内漏、外漏 材料原因：垫片尺寸不合要求，滤网尺寸不准。设备原因：熔体口坏，垫圈沟槽坏，紧固螺栓使用时间太长。方法原因：组装位置不对，力矩不准，未按顺序紧固，吊入箱体不到位，顶紧螺栓未顶紧，预热温度不够，未热紧。人的原因：培训不够，技术不熟练，未按操作规程执行，责任心差。32 疵点：材料原因：熔体质量不稳定，有杂质。滤网尺寸不准，击穿。密封垫片尺寸不对，过滤砂杂质多。环境因素：现场灰尘多，湿度大。精品.操作因素：装配不良，海砂未洗干净。超声波清洗时间不够，TEG清洗时间不够，过滤砂未振平。设备因素：喷丝板面损伤，喷丝孔内有毛刺。超声波清洗质量差，砂振动不平。人的因素：培训不够，技术不熟练，未按操作规程执行，清洗不干净，责任心差。如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！精品