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工艺设计论文河南工程学院专业课工艺设计论文8000t/y锦纶-66DTY丝的生产姓 名: 孙 同所属系别：材料与化学工程系专 业: 化 纤 生 产 技 术年 级: 0 8 3 1 学 号: 200802202160 指导教师： 杨秀琴 成 绩 2011年6月28日目录摘要目录一、概述2二、锦纶-66丝生产工艺流程4（一） 、生产工艺流程4（二） 、生产工艺流程简介4三、锦纶-66生产设备流程及设备简介、选型6（一）、设备流程6（二）、设备简介、选型7四、原料、成品丝指标9（一）、切片指标9（二）、锦纶-66质量指标9(三)、锦纶-66外观指标9五、锦纶-66丝生产工艺参数与工艺计算10（一）、工艺参数表10（二）、物料衡算12（三）、设备与配台计算121、主体设备122、辅助设备13（四）、工艺计算14六、设备一览表14七、人员配置148000t/y锦纶-66的生产【摘要】DTY网络丝：网络丝是指丝条在网络喷嘴中，经喷射气流作用，单丝互相缠结而呈周期性网络点的长丝。网络加工多用于POY、FDY和DTY的加工，网络技术与DTY技术结合制造的低弹网络丝，既有变形丝的蓬松性和良好的弹性，又有许多周期性和网络点，提高了长丝的紧密度，省去了纺织加工的若干工序，并能改善丝束通过喷水织机的能力。【关键词】： FDY;低速纺丝；高速拉伸；工艺条件；一、概述新中国成立后，我国的化纤行业在一段很长的时间处于空白状态。在经过60多年的细心发展，我国在化纤行业取得了巨大的成就。尤其是随着加入WTO后，国内市场的开放和巨大的需求量，致使我国的化纤行业连年呈增长趋势，为我国的国民经济做出了巨大的贡献。锦纶，学名聚酰氨纤维，是中国所产聚酰胺类纤维的统称。国际上称尼龙。强度高.耐磨性,回弹性好，可以纯纺和混纺作各种衣料及针织品。主要品种有锦纶6和锦纶66，其物理性能相差不多锦纶是合成纤维nylon的中国名称，翻译名称又叫“耐纶”、“尼龙”，学名为polyamide fibre，即聚酰胺纤维。由于锦州化纤厂是中国首家合成polyamide fibre的工厂，因此把它定名为“锦纶”。 它是世界上最早的合成纤维品种，由于性能优良，原料资源丰富，一直被广泛使用。锦纶纤维面料可分为纯纺、混纺和交织物三大类，每一大类中包含许多品种。 1 锦纶纯纺织物 以锦纶丝为原料织成的各种织物，如锦纶塔夫绸、锦纶绉等。因用锦纶长丝织成，故有手感滑爽、坚牢耐用、价格适中的特点，也存在织物易皱且不易恢复的缺点。锦纶塔夫绸多用于做轻便服装、羽绒服或雨衣布，而锦纶绉则适合做夏季衣裙、春秋两用衫等。 2 锦纶混纺及交织物 采用锦纶长丝或短纤维与其它纤维进行混纺或交织而获得的织物，兼具每种纤维的特点和长处。如粘/锦华达呢，采用15%的锦纶与85%的粘胶混纺成纱制得，具有经密比纬密大一倍，呢身质地厚实，坚韧耐穿的特点，缺点是弹性差，易折皱，湿强下降，穿时易下垂。此外，还有粘/锦凡立丁、粘/锦/毛花呢等品种，都是一些常用面料。 市场上最为常见的锦纶产品为锦纶6和锦纶66。 锦纶6：全名为聚己内酰胺纤维，由己内酰胺聚合而成。 锦纶66：全名为聚己二酰己二胺纤维 ，由己二酸和己二胺聚合而成。 锦纶6与锦纶66的共同特性：耐光性较差，在长时间的日光和紫外光照射下，强度下降，颜色发黄；其耐热性能也不够好，在150下，经历5小时即变黄，强度和延伸度显著下降，收缩率增加。锦纶6、66长丝具有良好的耐低温性能，在零下70以下时，其回弹性变化也不大。它的直流电导率很低，在加工过程中容易因摩擦而产生静电，其导电率随吸湿率增加而增加，并随湿度增加而按指数函数规律增加。锦纶6、66长丝具有较强的耐微生物作用的能力，其在淤泥水或碱中耐微生物作用的能力仅次于氯纶。在化学性能方面，锦纶6、66长丝具有耐碱性和耐还原剂作用，但在耐酸性和耐氧化剂作用上性能较差。强力、耐磨性好，居所有纤维之首。它的耐磨性是棉纤维的10倍，是干态粘胶纤维的10倍，是湿态纤维的140倍。因此，其耐用性极佳。 锦纶织物的弹性及弹性恢复性极好，但小外力下易变形，故其织物在穿用过程中易变皱折。 通风透气性差，易产生静电。 锦纶织物的吸湿性在合成纤维织物中属较好品种，因此用锦纶制作的服装比涤纶服装穿着舒适些。 有良好的耐蛀、耐腐蚀性能。 耐热耐光性都不够好，熨烫温度应控制在140以下。在穿着使用过程中须注意洗涤、保养的条件，以免损伤织物。 锦纶织物属轻型织物，在合成纤维织物中仅列于丙纶、腈纶织物之后，因此，适合制作登山服、冬季服装等。二、锦纶-66DTY丝生产工艺流程【2】（一）生产工艺流程采用热辊拉伸法生产聚酯FDY的工艺流程入下：切片干燥螺杆挤出机预过滤器静态混合器计量泵纺丝组件细流侧吹风上油甬道第一导丝辊第二导丝辊第三导丝辊卷绕分级包装（二）、生产工艺流程简介FDY生产工艺过程就是在FDY的生产流程中配置一对热辊，即第一、第二导丝辊，丝条自第一导丝辊出来后被牵引到第二导丝辊，并通过改变两导丝辊的速度比来调节所要求的拉伸比。丝条最后经过第三导丝辊，以控制一定的卷绕张力和松弛时间，然后进入卷绕装置。在卷绕装置上方配有网络喷嘴，在喷嘴中通入蒸汽或热空气，使丝条交络。成品丝卷绕在筒子上，满卷的丝筒落下后经平衡、检验、分级和包装，得到FDY长丝产品。1、切片的干燥严格控制干切片的含水率，对纺制FDY具有相当重要的意义。由于FDY是高速纺丝，对干切片的含水率要求也相当高，一般要求在30ppm 以下，干空气露点达一70 ，若干切片含水达不到要求，则在纺丝过程中熔体易发生水解，熔体粘度降低，同时汽泡夹在高特丝丝条中，使高速卷绕时产生毛丝、断头。我们通过控制干燥工艺，使干切片的含水率控制在30ppm以下，为使FDY丝有较好的可纺性提供了最基本的保证。2.纺丝温度纺丝温度是由螺杆挤出机、纺丝箱体和组件压力所决定，熔体温度适当，不仅可纺性好，且得到的成品丝物理机械性能也优异。过高的熔体温度，会加剧熔体的降解，使螺杆压力降低或出现渡动，条干不匀率增大，卷绕时毛丝及断头增多。若熔体温度太低，会因粘度太高， 使熔体在喷丝孔中的剪切应力增大，造成熔体破裂，可纺性变差。综合以上因素，根据这套设备的工作性能，将纺丝温度控制在290左右，从纺丝和拉伸的运转情况及成品丝的质量指标可证明，此纺丝温度基本上符合了纺丝要求。3、组件压力组件压力是熔体通过过滤层和喷丝孔时受到阻力的反压力，它与纤维质量的均匀性密切相关，为确保粗旦丝的内在质量，延长组件使用周期，降低生产成本，台理设计组件压力是关键。在实验中，组件采用海砂装配，其配比为：0306：20 ，1.2一l.5：80 ，上层砂40目40g，下层砂60目115g,初纺压力为1722MPa。4、侧吹风为使丝获得较好的条干均匀度，使进人侧吹风窗及甬道的丝充分固化，均匀成形，减少丝束表面因局部受力集中而产生断裂、毛丝及纤度不匀等现象，将侧吹风风速控制在O405ms，风温2224，风湿653。5、上油由于为粗旦丝，若要使上油均匀，油轮转速和油剂浓度必须相互配合。实验所用油剂浓度为38 ， 油泵转速为52rmin。6、牵伸卷绕GRl速度对纤维的强度、伸长影响不大，合适的拉伸倍数可使大分子有序排列规整，丝的强度增加，伸长下降，得到物理性能良好的FDY丝，合适的GRl速度和温度，可降低条干不匀率。GR2的温度如同拉伸机的热板温度，主要起热定型作用，温度高，则丝束中大分子链活动增强，结晶度提高，非结晶区含量下降，丝的沸水收缩率下降，粗旦丝由于丝束较粗，内外层受热难于均一，故应将GR2温度适当提高；但温度过高，会使纤维大分子链松弛而发生解取向，导致毛丝断头增多。因此设定GRl温度为65，GR2温度为128，拉伸比为23。在纺丝过程中，形变速率主要取决于卷绕速度，随着卷绕速度的增加，卷绕张力升高。卷绕张力过高，会使卷绕筒子的成形质量变差，严重时将降等，在保证丝饼不变形的情况下，卷绕张力增加，生头容易；而卷绕张力过低，虽然卷绕筒子的成形质量很好，但在织造过程中，遇绕存在问题严重时整个丝饼不能遇绕。所以选择适宜的卷绕速度，能保证纺丝正常进行以及卷绕筒子的成形质量。经综合考虑各方面的因素，将卷绕速度设定为5000mmin。4三、涤纶FDY生产设备流程及设备简介、选型【3】（一）、设备流程切片干燥机螺杆挤压机预过滤器纺丝箱体计量泵纺丝组件拉伸辊卷绕机（二）设备简介、选型设备选型主要依据是年产量，由年产量确定泵供量、计量泵转速、螺杆转速、切片的供给速度以及压缩空气的供给量。由此，查找书籍或上网查找相应的生产设备参数，相比较并反复论证设备选择的可行性，请教老师，然后据此选择合适的设备类型。主要的设备类型及工艺参数选择如下：1、切片干燥机（KF）项目范围或规格项目范围或规格生产能力（kg/h）1000空气量（Nm/min）20搅拌器转速（r/min）2.5干燥时间（h）4预结晶时间（min）15干燥温度（）170预结晶温度（）140筒体外径（mm）3502、螺杆挤压机（巴马格9E4/24D）项目范围或规格项目范围或规格生产能力（kg/h）300最高转速（r/min）100螺杆直径（mm）90工作转速（r/min）18-70传动功率（kw）29加热总功率（kw）28.83、预过滤器（NSF4型）项目范围或规格项目范围或规格最大过滤量(kg/mh)300过滤精度(m)20能力(kg/h)800最大过滤压力（MPa）25体积(dm)6.8最大切换压差（MPa）10过滤面积(m)2滤芯数4由于熔体内含有一定的机械杂质和未熔透的凝胶粒子，故在纺丝前要进行过滤，以改善纺丝性能，延长纺丝组件使用寿命。预过滤器为双室过滤，先使用一室，当压力降超过50*105100*105时，则切换过滤室。切换周期为15天，切换时间为2min。4、纺丝箱体（巴马格）类型位数每位头数每位组件数每个组件喷丝板数喷丝板孔数喷丝板直径(mm)喷丝板孔径(mm)组件最大压力（Mpa）参数1084236700.25405、计量泵（巴马格）类型每位配用泵传动箱数每位叠泵数公称流量（mL/r）泵转速（r/min）泵效率参数121.8240.96四、原料、成品丝指标【4】（一）切片指标项目质量指标项目质量指标特性粘度（dL/g）0.64-0.66凝胶粒子（个）0.4端羧基含量（mol/t）27水分（%）0.3熔点（）260二甘醇含量（%）1.2二氧化钛（%）2.5切片尺寸（mm）33（二）涤纶FDY质量指标单丝纤度(dtex)2.89强度伸长（cN/dtex）2.86纤度cv值()1.28强度cv值()5.83纤度偏差()1.2伸长（%）26.95沸水收缩率()45.26伸长cv值()8.64(三)、涤纶FDY外观指标项目单位ABC毛丝个/筒0210网丝cm根部1根部1根部2圈丝个/筒01030尾巴丝根/筒22无多尾巴油污丝-无不明显较明显色泽(对照标样)-正常不明显较明显成形(对照标样)-良好较好较差筒重(净重)kg31.50.5五、涤纶FDY丝生产工艺参数与工艺计算（一）工艺参数（104dtex/36f）【5】1干燥参数：、干空气露点-20；预结晶时间15min；预结晶温度170-180；干燥温度170-180；出风温度155-165；出料温度140；干切片含水30ppm。2、纺丝参数：纺丝速度3200m/min；成品规格104dtex/36f；螺杆挤出量300kg/h；螺杆各区温度：冷却区50一区2801二区2851三区2901四区2921五区2921测量头2901；螺杆挤压头压力7.5Mpa；机头压力14.4；组件预热温度310计量泵规格1.8（cm/r）2；计量泵转速40r/min；计量泵单孔挤出量3.128kg/h；组件初始压力10Mpa；喷丝板规格0.2536箱体温度289；侧吹风：风温221风湿655%风压0.48-0.55Pa3、卷绕参数：卷绕速度5000m/min；油剂浓度9-10%；油泵转速24r/min；卷装重10kg。（二）物料衡算【6】1、物料平衡计算（1）各级工序物料损耗系数工序干燥纺丝拉伸分级损失0.60%1.67%6.10%0.50%（2）各级工序损失量及主要的原料消耗定量进入分级工序的物料：1000.0+5.0=1005.0kg进入牵伸工序的物料：1005.5+3.0=1008.0kg进入纺丝工序的物料：1008.0+74.2-75=1007.2kg进入干燥工序的物料：1007+12.8=1020kg2、物料平衡图切片为1020kg 粉末、水分 12.8kg干燥1007.2kg油剂和水分 75kg 断头、油机挥发74.2kg纺丝1008kg 废丝3kg分级1000kg 1000.0kg成品丝，其中FDY992kg、油剂4kg、水分4kg（三）设备与配台计算【7】1、主体设备主要参数：纤度104dtex，纺丝速度3200m/min,卷装速度5000/min，机械效率0.97，成品率0.95，每年时间333d（或8000h）（1）螺杆挤出机一个丝饼的年产量=104/1000050002460333=25t/y总的丝饼数=8000/25=320规定一个位有8个丝饼 则共有40个位一个箱体有10个位 则有4个箱体计划4条生产线 则平均每条线有一个箱体，10个位，80个丝饼计量泵选用四叠泵 则一条线需要20个泵所以 泵供量 G=4251000/333/24=12.512kg/h总泵供量=G泵数目机械效率=12.512800.97=970.95kg/h实际产量/螺杆产量=970.95/300=3.235台故，实际生产中选择巴马格9E4/24D型4台即可。（2）纺丝机已知：纤度104dtex，卷绕速度5000m/min，系数0.93，纺丝箱每位8头。每个纺丝位的年产量为：W=G头数系数608000=12.51280.9324333/1000=185.99t/y需要位数=总泵供量/W=970.95/25.3=38.377位一共4台螺杆挤压机，所以4条生产线，4台纺丝机。每台机有10位可以满足工艺的需求。（3）计量泵泵供量 G=4251000/333/24=12.512kg/h选用JR-1.84的巴马格机型。2、辅助设备（1）清洗设备：YH852-2A三甘醇清洗炉(双缸)电压：380/220V 功率：10Kw2（2）车间运输车辆根据需求而定。（3）通用设备选型名称型号使用条件材质离心泵BA80热水碳钢风机SZ热风碳钢热水泵8GP-24循环水，热水碳钢（四）工艺计算【8】已知：纤度104dtex，卷装速度5000m/min，泵规格1.8ml/r，熔体密度1.22g/cm，效率0.96。1、泵供量 G=4251000/333/24=12.512kg/h2、计量泵转速计