破譯光纖拉絲高效率密碼

　　提高光纖拉絲速度

　　拉絲速度從某種意義上來說是衡量一個光纖廠家拉絲水平的標志之一。隨著預(yù)制棒制造工藝的提高，光棒的尺寸是越來越大，光纖拉絲速度也是越來越高，從最初的200～300m/min到后來的800～1000m/min甚至更高，目前最高的拉絲速度已經(jīng)達到了1500m/min。提高拉絲速度對工藝帶來的影響是最直接的，除了涂覆壓力，模具溫度，光纖涂覆同心度外，光纖的緩慢冷卻也及其重要，此外還會影響光纖的翹曲度。在高速拉絲狀態(tài)下，涂覆壓力會急劇增加，為了限制涂覆壓力的劇增就需要增加涂覆模具的溫度，而涂覆溫度增加又會影響涂料的粘度，容易造成內(nèi)外涂層的混亂，這就需要一個平衡，我們通過反復試驗摸索出了這個平衡點。提高拉絲速度，光纖在進入到涂覆模具時的溫度就會增加，一般來說進入到模具時的裸光纖溫度應(yīng)保持在30℃～60℃之間，如果溫度過高就會對涂覆質(zhì)量和光纖性能造成影響。影響翹曲度的原因主要是光纖在溫場中受熱不均勻，導致光纖在徑向收縮不同，造成光纖翹曲度的減小。高速拉絲需要更高的拉絲功率，也就更容易產(chǎn)生溫場不均勻的現(xiàn)象。

　　正常拉絲一個預(yù)制棒結(jié)束后需要給拉絲爐降溫，同時需要對涂料罐中的涂料進行補給，如果想法縮短這個環(huán)節(jié)，那么拉絲效率將得到很大的提高。我們通過設(shè)備改造，增加了一套不間斷換棒裝置和在線加涂料系統(tǒng)使得這一問題得到解決。

　　高速拉絲試驗及設(shè)備改造結(jié)果

　　改善翹曲度

　　為了提高拉絲效率，我們從兩方面著手進行，一方面把拉絲速度從1000m/min提高到1300m/min，另一方面我們對設(shè)備進行了改造。提高拉絲速度會對光纖翹曲度有大的影響，而光纖的翹曲度是光纜用戶最為關(guān)心的指標之一，尤其在帶纖中，光纖翹曲度要是偏小將對接續(xù)帶來嚴重的后果。翹曲度是指裸光纖在不受任何外界應(yīng)力的情況下的發(fā)生彎曲所對應(yīng)的曲率半徑，R=(X2+Y2)/2Y。

　　為了提高拉絲速度我們分別使用不同的速度進行拉絲并對各自的翹曲度進行了測試。拉絲速度的增加對翹曲度的影響是巨大的，我們通過對拉絲爐子進行改造，增加一種裝置，使得在高速拉絲時光纖的翹曲度得到了明顯的改善。

　　改善光纖涂覆同心度

　　采用濕對濕法(wet-on-wet)高速拉絲，由于使用的是一套模具同時進行兩次涂覆，速度對光纖外涂層的同心度(OCE)影響很大，為了滿足我們產(chǎn)品規(guī)格的要求，我們除了對拉絲塔進行定期校正中心外，還對涂覆模座基座進行了改造，自己研制了一種可在線微調(diào)仰角的數(shù)顯裝置，圖5是模座改造后使用1300m/min拉絲光纖的OCE圖示。可見，對模座基座進行改造后提高拉絲速度光纖的OCE比以前更好。

　　改善冷卻效果

　　高速拉絲對光纖的冷卻效率提出了要求，冷卻長度是個重要的問題，如果光纖過熱進入到模具中將導致涂料粘度降低，涂覆直徑出現(xiàn)波動，光纖涂層同心度變差甚至出現(xiàn)滴流現(xiàn)象，嚴重影響了光纖涂覆質(zhì)量。光纖溫度太低，則會提高拉絲爐的功率，浪費能源。

　　假設(shè)光纖進涂覆模具的溫度為50℃，可用下式計算光纖冷卻長度：L=0.0135υ-0.093，式中υ為拉絲速度。

　　當采用1300m/min速度拉絲時，光纖的冷卻長度為17.5m，顯然如此長度的自然冷卻距離一般的拉絲塔都很難達到，因此我們采用了Helium Cooling System裝置來對光纖進行冷卻，通過調(diào)節(jié)氦氣流量和冷卻水的溫度可以達到我們理想的光纖溫度，見圖6。

　　減少停機時間

　　拉絲結(jié)束后，停機降溫換棒大約需要2.5～3.5小時，除了等待冷卻爐子進行清洗外，還需要對涂料罐中剩余的涂料進行補充。一般來說剛加入的涂料是不能用來拉絲，因為在添加涂料的過程中不可避免的產(chǎn)生了一些氣泡，因此添加好涂料后需要靜置2小時后才能拉絲。

　　現(xiàn)在我們對拉絲爐和涂料添加系統(tǒng)進行了改造，爐子采用氣封裝置，在拉絲結(jié)束后半小時就可以重新掛棒，同時增加了一組備料罐，在拉絲結(jié)束后馬上可以把已經(jīng)靜置超過6小時的涂料加到涂料罐中，這樣一來我們拉絲換棒停機時間可以縮短到1～1.5小時。圖7為改造前后拉絲效率的比較。

　　我們通過對拉絲爐、涂覆系統(tǒng)、光纖冷卻系統(tǒng)成功的改造，不但可以采用1300/min進行高速拉絲，還使拉絲停機時間得到了縮短，使公司的拉絲效率比起以前提高了30%以上，為公司在激烈的市場競爭中打下了堅實的基礎(chǔ)。

來源：亨通光纖