纺织技术 | 开清棉工艺设计与效能提升浅谈（上）

在纺纱过程中，开清棉流程的设计和工艺优化具有举足轻重的地位。为了满足纺纱要求并充分发挥原料特性，需要全面考虑开松效果、纤维损伤、除杂效果等多个方面的因素，进而选择适当的开清棉流程和工艺参数。

一、开清棉工艺流程设置与工艺选配的四大误区

当前，很多纺纱企业在设计开清棉工序工艺时，存在四大误区：

1.1 忽视开清棉工艺的设计

开清棉的工艺配置对成纱质量指标具有决定性的作用，然而令人遗憾的是，许多纺纱企业在规划开清棉工序的工艺时，往往对其重要性缺乏足够的认识。在设计梳棉、并条、粗纱、细纱等工序时比较严谨细致，但在开清棉工序的工艺设计上却显得较为敷衍，甚至完全忽视这一环节。

这种做法显然是对产品质量的提升极其不利的，因为开清棉工序是纺纱工艺流程中的第一道工序，其工艺参数直接影响原料的开松和除杂效果，因此必须对开清棉工序的工艺参数进行精心设计。

1.2 忽视系统性的原则

纺纱工艺是一个大的系统工程，各个工序之间的工艺设计必须形成有机的系统，前后兼顾，才能达到最佳的工艺效果。清花工序作为纺纱工程中的关键环节，也要遵循系统性的原则。清花工序也是一个由抓棉机、开棉机、清棉机等单机组成的一个子系统，每个单机都需要进行严谨的工艺设计，以确保整个系统的稳定运行。如果工艺设计不合理，就可能会导致整个系统运行状态不稳定，进而影响成纱质量。

1.3 忽视气流运行的要求

开清棉工序与其他工序的主要区别在于其运行方式。开清棉工序是通过气流输送原料的，原料在管道中运行。因此，气流的运行状态直接影响开清棉的工艺效果。如果气流运行不畅，原料在管道中会受到阻力和压力的作用，导致开松效果不佳，筵棉（棉卷）质量下降。因此，在工艺设计时，必须充分考虑气流运行的要求，合理配置输棉管道和设备的工艺参数。

1.4 流程配置与原料特性不匹配

开清棉工序的工艺参数配置应与原料的特性相匹配。否则会导致原料损伤或开松效果不佳。因此，在工艺设计时，应根据原料的特性选择合适的流程配置和工艺参数，以确保开松效果达到最佳状态。同时，还应根据原料的变化及时调整流程配置和工艺参数，以适应不同的生产需求。

二、开清棉工序的四大任务

开清棉工序的工艺要求是要确保原料通过初步处理后达到良好的状态，为后续工序提供稳定、高质量的筵棉（棉卷），具体地讲，主要有四大任务。

2.1 开松

将压紧的原棉或化纤转化为细小的纤维束，确保其松散状态。

2.2 除杂

有效清除原棉中的杂质和棉结，或化纤中的硬块和并丝，清花工序除杂要求见表1。

表1 清花工序除杂要求

2.3 混和

将不同批次的原棉或化纤均匀混和，为成纱质量指标的一致性提供良好的基础。

2.4 制成均匀的棉卷或棉流

为梳棉机喂入定量稳定、混和均匀、结构良好的纤维层。

三、四大任务的三个阶段

在开清棉工序的四大任务中，各个任务并非一蹴而就，原因在于初始阶段的原料结构紧密，只有将紧密的大块原料逐步松解为较小的纤维束，才能更有效地清除杂质，提升混和效果，降低梳棉工序的梳理负担。然而，直接将成包的原料开松成细小纤维束的难度较大，而且会导致纤维损伤严重。因此，开清棉工序的开松、除杂、混和、均匀喂给这四大任务也必须遵循“循序渐进”的工艺原则，可以将各个任务更细致地划分成三个不同的阶段性任务，见表2。

表2 开清棉四大任务的三个阶段

3.1 开松的三个阶段

开松是开清棉工程的第一大任务，开松作用又分为握持开松和自由开松两种形式，握持开松是指原料在给棉罗拉的握持下被打手进行打击的开松方式，这种开松方式纤维损伤较大，棉结增长率较高（一般原料每经过一次握持开松，棉结增长20%左右）；而自由开松是指原料在自由状态下被具有速度差的打手、角钉、梳针等进行撕扯的开松方式，这种开松方式纤维损伤相对较小，棉结增长率相对较低（一般原料每经过一次自由开松，棉结增长10%左右）。开松的三个阶段分别为：扯松、开松、精细开松。

3.1.1 扯松

扯松主要是在抓包机位置完成的，将原料从紧密的纤维包中扯出并形成较小纤维块。

3.1.2 松解

松解是开清棉工程的主要任务之一，主要通过打击和撕扯的方式，将纤维块进一步松解成更小的纤维块，这个过程主要是在开棉机械上完成的。

3.1.3 精细开松

精细开松是开松的第三个阶段，主要在精清机、清棉机、喂棉机等设备上完成。通过梳针、锯齿、角钉等机构，将较小的纤维块进一步开松成更为细小的纤维束。

3.2 除杂的三个阶段

除杂是开清棉工程的第二大任务，除杂的三个阶段分别为：除大杂、主除杂、除小杂。

3.2.1 除大杂

除大杂阶段主要是通过重物分离器、桥式磁铁、金属探测器等设备，将原料中的大杂质和铁类杂物清除掉。

3.2.2 主除杂

主除杂是除杂任务的主要阶段，通过尘格（尘棒）的刮擦作用或气流离心力抛落的作用来清除原料中的大部分杂质。

3.2.3 除小杂

除小杂阶段是在主除杂之后进行的，主要是在负压作用下，通过网眼板或尘笼的网眼过滤掉原料中的细小杂质和灰尘。

3.3 混和的三个阶段

混和是开清棉工程的第三大任务，混和的三个阶段分别为：纤维块混和、纤维束混和、小纤维束混和。

3.3.1 纤维块混和

纤维块混和主要是在抓包机上完成的，通过在不同包位上抓取多唛头的原料进行混和，这是一种粗放的混和方式。

3.3.2 纤维束混和

纤维束混和主要是通过横铺直取、时差、程差等混和方式，通过棉流特定的输送方式，在棉箱内对原料进行混和。

3.3.3 小纤维束混和

小纤维束混和是在精清机、清棉机、喂棉机等设备上进行的，通过梳针、锯齿、角钉等机构，在对纤维束进行进一步开松的过程中进行混和并输出。

3.4 成卷或形成均匀的棉流

均匀喂给是开清棉工程的终极任务，经过开松混和处理后原料，被制成棉卷或形成均匀的筵棉供梳棉机使用。均匀喂给的三个阶段分别为：多包抓取、棉箱均匀、定量喂给。

3.4.1 多包抓取

多包抓取主要是在抓包机上完成的，通过勤抓少抓，保证抓棉机的运转效率，使不同时间段输出的原料量基本稳定。

3.4.2 棉箱均匀

通过机台间的连锁运行系统（光电开关、摇栅等）控制棉箱的储棉量和输出量，保证棉流的稳定、持续输送。

3.4.3 定量喂给

通过成卷机、喂棉箱等机械，保证喂入梳棉机的纤维层定量稳定，保持单位时间内喂棉量的均匀性。

开清棉工系的流程，有很多不同的组合方式，不同的厂家选择的组合方式不同，但是大体上一般要经过抓棉、松解、混和、开解喂给、成卷或形成筵棉等几个阶段，每一个阶段的任务是不同的（见图1）。

图1 开清棉工艺流程及组合示例

四、开清棉需要解决的四大矛盾

在开清棉工艺流程中，存在四大矛盾需要解决。

4.1 开松效果与纤维损伤的矛盾

为了提高开松效果，需要增加开清点数量和打击力度，但这样会增加纤维损伤。因此，需要在流程配置和工艺设计时寻找平衡点，以达到既能确保开松效果，又可以保护好纤维、减少损伤的目标。

4.2 除杂效果与棉结增长率的矛盾

如果原料含杂较高，为了提高除杂效果需要增加打手对原料的打击力度，加大原料与尘格（尘棒）的擦刮力度，但这样会增加棉结增长率，同时造成部分纤维损伤，短绒率增加。短绒在后工序的加工中也容易形成棉结，造成成纱棉结较多。因此，需要根据原料特性调整工艺参数，以平衡除杂效果和棉结增长率的矛盾。

4.3 开清棉与梳棉在除杂负荷分配上的矛盾

在原料含杂一定的情况下，开清棉与梳棉的除杂负荷有一个自动平衡的作用。开清棉的除杂效率高，梳棉的除杂效率就会相应降低，反之亦然。因此需要根据原料的特性、含杂的具体情况及产品的质量要求合理分配除杂负荷，确保各工序发挥最佳的工艺效能。

4.4 产量与质量的矛盾

在保证产量的同时，需要确保产品质量。因此，在工艺设计时要考虑通过优化工艺参数、提高设备性能来平衡产量和质量的关系。

开清棉工艺流程及工艺参数的配置，需要在遵循一定工艺原则的基础上解决好这四大矛盾。通过优化工艺流程及工艺参数，充分发挥开清棉的工艺效能，提高产品质量。

（未完待续）

来源：王学元 中国纱线网
编辑： 中国纱线网，转载请注明出处

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