拉絲工藝
一、坩堝拉絲工藝過程
如圖2-5所為玻璃纖維坩堝拉絲示意圖。制好的玻璃球,經熱水清洗、去污和挑選后,裝入料
斗,由加球機送至坩堝內。

坩堝通過電流發熱熔化玻璃球,并使坩堝內的玻璃液保持所要求的溫度和液面高度。玻璃液借助自重,從堝身底部漏板上的漏孔中穩定地流出,形成液滴。操作工用玻璃棒將液滴引下成絲,集成一束,經過集束輪(浸潤槽),使絲束涂上浸潤劑,繞在高速旋轉的繞絲筒上,然后將絲束放入排線輪內,旋轉的排線輪使絲束按照所要求的卷繞結構,有規律地卷繞在繞絲筒上。在卷繞過程中,排線輪逐漸后移,使原絲布滿絲筒。當絲筒繞滿后取下,即成為玻璃纖維原絲。
二、坩堝、浸潤輪和繞絲筒的相對位置
各生產廠的具體工藝位置尺寸大同小異,圖2-6示出一個工藝位置尺寸實例。拉絲工藝
相對位置很重要,其要點如下:
(1)從側面看,坩堝、浸潤槽、繞絲筒的中心線盡可能地放在同一條中心線上,見2-6(b)所示。
(2)要盡可能減少!角和"角的角度,亦即減少玻璃絲對浸潤槽的包角,以減少玻璃絲在浸潤槽上的摩擦,減少玻璃絲上的張力,并減少漏板左端和右端玻璃絲的張力差,這樣可減少斷絲,使拉絲作業比較穩定。
α角永遠大于β角,否則左側的玻璃絲便碰不到浸潤槽,無法被浸潤劑浸潤,亦不能完
全集束。所以先要設法先減小α角,其方法一般是:
(1)提高漏板高度,即提高作業線高度,或適當降低浸潤槽,以加大漏板至浸潤槽的間距。
(2)總漏孔數不變,增加漏孔排數,縮短漏板長度。
(3)玻璃絲通過排線輪的部位,應在排線輪軸與排線輪邊緣間的中心位置,這樣既不容易
纏軸,也不容易跳出排線輪。
(4)排線輪在上絲時,彈出的前位置,應比線絲筒端部縮進10~15mm,便于上絲。
三、拉絲工藝參數
拉絲工藝參數不是一成不變的,隨著生產技術的發展,許多原有的工藝參數指標不斷變更。目前各廠生產工藝參數也不盡相同。
表2-1表2-2 是全鉑坩堝和代鉑坩堝拉絲工藝參數舉例,供參考。
四、主要參數的相互關系
玻璃纖維的拉絲過程,是一個傳質,傳熱和張力變化的過程,又具體地表現著諸工藝參數的相互變量關系。為了不斷提高拉絲水平,穩定拉絲作業,對分析研究影響拉絲工藝的幾個主要因素及其相互關系,是十分必要的。
(一)原絲細度
原絲細度是衡量產品質量好壞的重要標志,科學地選擇和調整工藝參數,其目的就在于保證原絲號數等質量指標。
表示玻璃纖維原絲細度的方法有很多種,我國規定用公制號數(線密度)表示,代替以往常用的公制支數表示法。
公制號數就是拉1000M 長的原絲,有多少克重就是多少號,以tex 為單位。一般生產的連
續玻璃纖維有許多不同的號數,常用的如:64tex、36tex等.
每根原絲有許多根單絲集束而成,根據所用坩堝孔不同,原絲可由50 根、100 根、200根、
400根、600根、800根或更多的單絲組成。單絲根數和單絲直徑對原絲細度和原絲強度有很大
影響。原絲細度、單絲根數及單絲直徑關系式如下所示:
(二)漏孔直徑
坩堝加工好后,漏嘴的直徑也就定了,在生產當中,漏孔直徑是不能調節的。所以在選定
漏孔直徑時,要慎重,制造漏嘴時要求精密。漏孔直徑對流量、張力和單纖維直徑的影響很大,
漏孔直徑加大,流量就要增加,拉絲張力變大,纖維直徑也粗了。
單纖維直徑與漏孔直徑的平方成正比,因此,對號數的影響是! 次方關系,也就是說,漏孔
直徑稍為大一點,號數就增加很多,所以,在制造鉑金坩堝時,孔徑公差是" #$#%&&,要求很
嚴。
在不同液面高度,不同漏板溫度條件下,采用不同直徑的漏孔,可以拉出相同號數的原絲。
從直徑稍大的漏孔中拉絲,牽伸比大,拉絲張力也大一些,所以用高液面小孔徑比低液面稍大
孔徑要好拉一些,當然過小,冷卻度增加,也是不適宜的。
漏嘴長度影響也很大,如液面高度、拉絲速度、漏板溫度等條件不變,漏嘴稍長一些,流量
就減少,這是因為漏嘴的阻力和冷卻程度加大之故。漏嘴長度與流量成反比關系。
(三)液面高度
玻璃液面加高,流量增加,纖維直徑變粗,號數變大。反之液面降低,則號數減少。因此,
坩堝內液面高度波動,就要引起原絲號數的波動。
液面升高,纖維張力增大,但同時纖維直徑也增大,拉伸程度相應減小,故纖維的內應力基
本保持不變。
液面高度對號數的影響是’(! 次方正比關系,在生產中一般不經常調整液面高度。
采用高液面拉絲,坩堝熱容量大,冷玻璃對漏板溫度影響小,玻璃液的熱均勻性好。目前
我國各廠廣泛采用代鉑爐和池窯拉絲,均可在節省鉑金基礎上,把液面提高到200~300mm,對于穩定拉絲作業有很大好處。當然,過高的液面,會浪費電能或燃料,也是不適宜的。
(四)拉線速度
在相同的玻璃成分、液面、孔徑、溫度條件下,流量是固定不變的。因此,拉絲速度加快,纖維直徑就細,原絲號數降低。同時,拉絲張力提高,拉絲速度降低,纖維直徑變粗,原絲號數提高。
拉絲速度與纖維直徑的平方成反比,用公式表示,即:
(五)漏板溫度
溫度對纖維號數影響很大。溫度升高,玻璃液粘度減小,流量增大,原絲號數提高。拉絲是靠玻璃液在一定高溫范圍內,即粘度范圍內,才能正常進行拉絲,低于或高于這個范圍,都不能順利地拉絲。
太稀,使漏嘴錐體不穩定,后形成不連續的液滴而斷絲;高于此粘度范圍,玻璃液太稠,拉絲
張力過大造成斷絲。因此在拉絲生產過程中,漏板各處溫度要均勻,還要精密控制漏板溫度,嚴格控制各漏嘴處的玻璃粘度一致,以保證流量的穩定,即原絲號數的穩定。


因此,高速拉絲時,張力較大。但張力再大也超不過玻璃纖維低強力的! 0 8。如果工藝
制度正常,不會由于張力大,而把已經成型的玻璃纖維拉斷。
(2)在成型溫度范圍內,漏板溫度高一些,玻璃粘度小一些,張力也小。因此,一般多在拉
絲溫度范圍內偏高一側進行拉絲。
(3)采用高液面小孔徑比低液面大孔徑拉同一直徑的纖維,拉伸比要小一些,張力也小一
些。
(4)液面高,纖維直徑粗,張力增大,但與纖維內應力無關。纖維內承受的應力與張力的關
系如下:![]()
高速拉絲是增產的有效措施,但張力會增加,因此采用提高漏板溫度、對絲根進行強制冷
卻、加高液面、采用較小孔徑的辦法,可以抵消部分增加的張力,這就是簡稱的“三高一小”的拉絲作業方法。
(七)主要參數對作業的影響
在拉絲生產過程中,漏板溫度T、拉絲速度v、玻璃液面高度H、漏嘴孔徑D及孔長等,是
影響拉絲工藝的主要因素。彼此相互聯系,又相互影響。從成型工藝參數對玻璃液面流量、單絲直徑和原絲號的影響程度來看,漏嘴孔徑和溫度的影響較為顯著;拉絲速度和液面高度均有一定的影響。
各主要工藝參數對玻璃流量Q、單纖維直徑d 和原絲號數Nt的影響,可歸納如下:
(三)拉絲理論產量計算
在連續拉絲過程中,假定無斷頭、不停車,原絲號數或支數正符合標準,一臺坩堝每小時能
拉制的原絲量,稱為理論產量。











































