加强车间温湿度控制稳定提高产品质量的理论和实例分析

1加强车间温湿度控制稳定提高产品质量的理论和实例分析马忠智摘要：通过对棉纤维吸湿机理，温湿度与棉纤维的性能之间的关系的理论阐述，深入研究温湿度对棉纺织生产工艺的影响，及回潮率与生条、熟条的条干均匀度之间的实例分析；针对夏季高温高湿季节，加强车间温湿度的控制措施，在达到稳定提高产品质量的同时也达到了节能的目的。关键词：温湿度，生产工艺，回潮率，条干均匀度，措施0前言随着人民生活水平的提高，市场经济的逐步完善，客户对纺织产品质量的要求越来越高，各个纺织厂对稳定提高产品质量的研究越来越深入细致。在棉纺织厂设备、工艺、操作、原料、环境的五大基础管理中，空气调节是纺织生产的一个重要环节。各车间温湿度的控制是保证产品质量稳定提高，生产顺利进行的基础。空气的温湿度对纺织工艺生产影响很大，这是由于纺织材料（天然纤维和化学纤维）大多是吸湿性的或易生静电的物质。因此，在不同的空气温湿度条件下它们的物理特性和机械特性，如强力、伸长度、导电性、柔软性、回潮率、摩擦系数等都将发生不同程度的变化，进而在纺织机械处理纤维时，各道工序对纤维性能又有着不同的要求，其温湿度的变化直接影响到纺织厂各道工序的半制品质量和生产状况。为此，本文将进行理论阐述和实例分析，使我们明确空气调节在棉纺织厂的重要性，以及在高温高湿季节采取怎样的措施来加强空气调节，稳定车间温湿度达到稳定生产、产品质量以及节能的目的。1棉纤维的吸湿机理棉纤维吸湿的两相理论认为，棉纤维的吸湿包括直接吸收水分和间接吸收水分。直接吸收水分是由亲水性基团直接吸收的水分子，它们紧靠在纤维大分子结构上，使纤维大分子的交键断裂，结合力发生变化较大地影响了纤维的物理性能。间接吸收水分则重叠在被吸收的水分子上，松松地呆着，影响生产。纤维吸收的水分子绝大部分进入纤维内的无定形区。且在吸湿过程中伴随着放热。2温湿度对纺织纤维性能的影响2.1温湿度对纺织纤维吸湿性能的影响我们大多采用回潮率来衡量纤维吸湿的强弱，影响纤维回潮率的因素有外因和内因两方面。就内因来说纤维回潮率的大小主要是取决于纤维大分子亲水基团的多少和亲水性的强弱、纤维的结晶度和纤维内空隙的大小和多少等。但是对于一种具体的纤维来说，它吸湿的多少或回潮的大小，又与周围空气条件、放置时间长短及吸湿放湿过程等外因有关，其中与空气温湿度的关系尤为密切。当周围空气的相对湿度较大时，纤维的吸湿自然会增多，在相对湿度恒定的情况下，纤维的吸湿性能随温度的升高而降低，若要求纤维的回潮率仍保持为某一定值时，则在空气温度高时相对湿度应维持大一些；温度低时相对湿度小一些（见附图中的温度、相对湿度及回潮率的关系波动图）。2.2温湿度对纺织纤维强度的影响环境的温湿度会影响纤维的各种物理特性，特别是湿度与纤维的强度关系更为密切。有的2纤维在湿度增大时会促使纤维长链分子间起滑移作用而降低强度，强力下降的程度则视纤维的内部结构和吸湿多少而定；有的则因能增进和改善长链分子的整列度而增加，特别是在相对湿度44%～70%的范围时，增加率甚为显著且幅度较大。据实验，当相对湿度达到60%～70%时棉纤维或棉纱的强度比干燥时可提高50%左右，如相对湿度超过80%以上则增加率减少甚至强度反而降低，所以络筒工序的相对湿度也不要太大，宜控制在80%以下。实验结果表明温度每升高1℃，纤维的强度约减少0.3%。2.3温湿度对纺织纤维的伸长度和柔软性的影响纺织纤维及制品在加工或使用过程中都要经受外力的拉伸作用，并且产生相应的伸长变形。吸湿后的纤维由于分子间的距离增加极易产生相对位移，故纤维的伸长度随着相对湿度的提高而增加。温度对伸长度的影响较小，对于棉纤维来说，在相对湿度不变的条件下，温度每上升1℃，伸长度增加0.2%～0.3%。温湿度与柔软性的关系一般表现在：当相对湿度增高时，因纤维吸湿后分子间的距离增加所以纤维的柔软性增加，硬度和脆性降低，易塑性度、弹性回复性减小。由于棉纤维表面具有棉蜡，对温湿度的变化特别敏感。棉蜡在18.3℃时开始软化，故温度高时由于棉蜡的软化使棉纤维更为柔软。当温度超过27℃时，棉蜡开始融化发粘，纤维将绕皮辊影响生产和质量。当温度过低时因棉蜡出现硬化现象而使纤维失去它的柔软性变得脆弱，进而对棉纺织厂的工艺生产带来诸多不利影响。一般来说，当温度在20℃～27℃时棉纤维受机械处理的效果最好。2.4温湿度对纺织纤维导电性的影响纺织纤维是电的不良导体，在加工与机械表面或纤维摩擦而产生静电效应。当纤维与机件带有不同种电荷时即会相互吸引而使纤维吸附于机件表面，破坏纤维的运动规律，妨碍纤维的牵伸、梳理、卷绕过程的顺利进行，给成纱质量带来问题。为了减轻静电对加工过程的不良影响，对于具有一定吸湿性的纤维可以用提高相对湿度的方法来增加纤维的回潮率，从而使纤维的导电性能增强，电荷不易积聚。据测定，当相对湿度从20%提高到60%时棉纤维的导电性可提高四倍；相对湿度低于45%时则容易产生大量的静电且散逸困难。温度对纤维导电性的影响，随着温度的升高其导电性会相应增强。但是在温度较高时会使棉纤维的棉蜡融化，发生绕皮辊和绕罗拉的不良后果影响生产。3温湿度对棉纺织生产工艺的影响纺织厂在生产中影响产品质量与产量的因素较多，其中温湿度对生产工艺影响较大，特别是相对湿度的高低对生产的影响更大。实践证明，合理地调节车间温湿度可以改善车间生产的状况，所以掌握车间温湿度对生产工艺影响的规律是至关重要的，以便加强空气调节对温湿度的控制。现将不同车间对温湿度的要求和影响因素分述如下：3.1清花车间清花车间要求相对湿度较小，因为清花车间要把棉块开松并除去杂质。如果原棉的回潮率较小，则易将棉块开松且有利于除杂，制成棉卷均匀度好；若过小则棉纤维脆弱易被打断，增加短绒影响成纱强力，制成的棉卷蓬松，并且落棉增多使空气中的含尘量增加，影响职工的身心健康。若回潮率过大则不利于开松除杂，棉卷易沾层而造成棉卷不匀，纤维易产生束丝，棉卷褶皱。因此，纺棉的清花车间相对湿度不宜大，控制不超过60%（55%为宜），回潮率在7.5%～8.5%之间。在原棉回潮率较大是要采取相应的措施控制回潮率不要超过8.0%，可降低生条棉结。3.2梳棉车间梳棉车间要求相对湿度与清花车间相接近或稍低一些，这样棉卷在梳棉车间有少量放湿，使纤维呈内湿外干状态。外干有利于分梳，单纤化程度好，除杂效果好；内湿则棉纤维的强力和延伸性好，不易梳断，且可减少静电现象产生。如不能保持此放湿工艺，相对湿度过大，会造成棉卷层降低生条均匀度，纤维分梳困难，除杂效果差，棉结增加，棉网下垂，断头增加。3纤维由于吸湿易绕罗拉，针布易生锈。如果过小则易起静电使棉纤维吸附在道夫上，造成棉网破裂和不匀，落棉飞花增多，短纤维飞散。因此，相对湿度要控制适当，稍低于60%（低于清花车间的相对湿度）一般53%为宜，生条回潮率在6.0%～7.0%之间。3.3并粗车间并粗车间为使纤维的柔软性和饱和力增加，粗纱获得比较稳定和均匀捻度，增加强力，便于提高罗拉对纤维的控制力，纤维在牵伸过程中伸直平行，要求相对湿度较大。这样纤维的导电性好，因而不会由于静电效应而影响纤维正常的排列，条干均匀度好。故并粗车间在不缠皮棍，生产顺利条件下宜高些，但不宜太高，这样会发生粘绕皮辊、绕罗拉现象，牵伸困难，纤维间不易松开，影响条干均匀度，粗纱出硬头、牵不开。且因机件发涩，并条机产生涌条，粗纱锭壳发涩，阻力增大，导致粗纱卷绕困难引起粗纱荡头，捻度不匀、断头增多。如果相对湿度较小，并条机上由于静电作用增强造成棉条蓬松、发毛、棉网破裂、纤维飞散、飞花增多、易绕皮辊；在粗纱机上，纤维飞散、飞花多、粗纱松散、加捻困难、断头多，粗纱纤维间饱和力差，影响条干均匀和粗纱强力，粗纱成型不良。因此，相对湿度控制在55%～65%，熟条回潮率在6.5%～7.0%之间，粗纱回潮率在6.8%～7.2%之间，若在逐步放湿中此相对湿度要小于55%，以满足生产的需要。3.4细纱车间细纱车间要求相对湿度比并粗工序相对湿度小，使粗纱在细纱车间保持放湿状态，这样对牵伸有利。这是由于放湿会使纤维纤维内湿外干，内湿材料柔软，易加工、易导电；外干则摩擦及粘着力小。如果相对湿度大，纱线与钢丝圈之间以及钢丝圈与纲领之间的摩擦力增加造成飞圈，断头率高，罗拉、皮圈表面附着飞花，牵伸不良，造成粗节纱多、条干不匀；同时皮辊发粘，绕皮辊影响生产，增加工人的劳动强度。所以要求偏小控制，但不宜太小，这样易使棉纤维散落，飞花增多，牵伸中易产生静电，使纤维不平直条干恶化，易绕皮辊，断头增多，并且纤维抱合力差，成纱毛羽增加，松纱多棉纱强力下降，所以相对湿度不超过60%，回潮率在6.0%～6.5%之间。在实际生产中应针对粗纱的实际情况作相应调整相对湿度为52%为宜。3.5络筒工序络筒工序要求保持一定的相对湿度，是为了保证并增加纱线的强力和回潮率，有利于清除纱疵。使纱线表面光滑，减少纱线损失。若相对湿度过小，筒子变重纱线吸湿伸长，不易除杂，机件表面沾附飞花且易生锈；若湿度过小，会造成强力下降断头多，使成品筒子轻而松，成型不良，产生毛羽纱，造成质量下降，车间飞花增多。因此，相对湿度一般控制在65%～75%之间，回潮率在7.0%～8.0%之间。若在实际生产中为了满足回潮率的要求也可以将相对湿度增加到80%左右，要保证生产的顺利进行。4实例分析有以上的理论、数据，我们可以全面、透彻地了解空气调节在纺织厂的重要性。下面我们看看实际生产中清花、并条工序的温度、相对湿度、空气含湿量、回潮率的波动与清花棉卷含杂，并条条干均匀度的影响关系。从图1、图2、图3、图4中我们可以看出：温度、相对湿度、空气含湿量、半制品回潮率符合波动规律。在相对湿度不变的情况下，温度升高则含湿量增加，回潮率降低；在温度不变的情况下，相对湿度升高则含湿量增加，回潮率升高。当温湿度一同升高时，含湿量增加，回潮率变化视情况而定；温度与相对湿度，一个升高，一个降低时，含湿量与回潮率的变化就视其具体情况而定。从整体上拿四幅图看温度、相对湿度、空气含湿量、回潮率的波动相似，其原因在于受外界气候条件的影响较大，但各工序之间的温湿度工艺配合比较好，这是保证生产进行，促进产品质量稳定提高的首要条件。从图1中可以看出、温湿度、回潮率的波动，棉卷的含杂率也有相应波动。虽然受原棉含4杂率的影响较大，但是考虑这个因素之后由于生产设备是定台供应的，这样波动数据之间就具有了较强的可比性。当原棉含杂率比较稳定的时候，棉卷含杂率比较稳定的时候，棉卷含杂率随着温湿度、回潮率波动：回潮率减小时棉卷含杂率也随着降低，升高时升高，波动较明显；当回潮率稳定时，棉卷含杂率波动也相应平缓，这里影响因素较多，在此只是理论到实践上一个定性，一个明了，还没有更深入的达到量化研究，这还要与纺织工艺结合深入研究。从图2、图3、图4中我们可以看出，大部分条干均匀度随着回潮率的升高而降低，其变化趋势较明显。有些波动失常，是由于温湿度控制不当或设备运转不良造成的。当回潮率偏大或偏小时，条干会恶化。具体地偏高还是偏低的掌握，从月平均上看：回潮率大时，其条干均匀度偏高，这可能是皮辊压力设置不当，对纤维的控制能力不好或者是工艺不当等设备、工艺原因所致，这要视设备情况而定。高速并条机FA311型，工序回潮率低，由于其温湿度是受精梳工序的影响（理想的精梳工序温湿度控制是：温度控制在20℃～28℃，相对湿度控制在50%～60%）。由于梳棉、条卷、并卷、精梳、并条、粗纱为一个生产车间，一套空调室控制，而各工序对温湿度的要求不一且各种设备的性能、发热量不同、吸放湿规律不同，在空气调节上技术难度较大，区域性差异大，各工序相互影响较大，对产品质量不利，也不利于空调系统的节能运行。所以采取逐步放湿的工艺控制，既方便了空调工作也保证了产品质量的稳定可靠。5加强空气调节，稳定车间温湿度的措施及建议经理论和实例分析，我们可以看出在实际生产中存在的实际问题，“稳定”不是一个简单的词。为了产品质量的稳定我们必须加强车间空气调节。当车间温湿度和半制品回潮率适合生产工艺需要时，空调运转工作应着重抓好温湿度的稳定性；当回潮率达不到规定，出现波动时则首先