新一代高速拉丝技术

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1、第二届中国通信光电线缆产业高峰论坛暨中国光纤光缆30年大会新一代高速拉丝技术罗文勇李进延雷道玉李诗愈李昌民伍淑坚陈伟烽火通信科技股份有限公司摘要：拉丝速度是光纤拉丝工艺的关键技术指标。本文分析了拉丝速度从1000m／min往上提高时面临的几个技术难题，这些难题包括包层直径控制，裸光纤冷却，涂敷与固化技术等等；并介绍了己解决了这些难题的烽火通信新一代高速拉丝技术。使用这种新一代高速拉丝技术，能够稳定地以1600m／min的拉丝速度拉制出高质量的光纤。关键词：光纤；拉丝速度；冷却；涂敷一，引言随着光纤市场竞争的激烈度越来越强，如何有效提高单元设备的生产

2、能力，提升生产效率，降低生产成本变得越来越重要。提高拉丝速度能大幅提高设备的单位产能，对提升光纤厂商的市场竞争力作用显著。因此，世界各大光纤制造企业都在积极研制新一代高速拉丝技术，期望将拉丝速度由现有的1000m／min左右的商用水平提升到1500m／min甚至更高的水平。拉丝速度是光纤拉丝工艺的关键技术指标，许多拉丝工艺与拉丝设备都是根据拉丝速度来确定参数和性能指标。因此，在提高拉丝速度的同时，必须同时对拉丝工艺与设备进行改造，形成一整套完整的全新的拉丝技术才能保证生产效率的提升和产品质量的提高。烽火通信科技股份有限公司通过充分吸收先进技术，研发

3、新工艺与设备，经过艰苦的努力，成功实现了1600m／min的高速稳定拉丝技术。本文将对这一高速拉丝技术作简要介绍。二、高速拉丝面临的几个困难拉丝速度的提升将会给光纤拉制技术带来显著变化，很多技术指标将因此而劣化。l，包层直径与翘曲度在包层直径控制技术和光纤翘曲度控制方面，拉制速度的提高将引起光棒熔融与光纤成型区的锥面的变化。由于石墨高温炉需要通入惰性气体进行保护，随着玻璃熔融体流动速度的变化，原有炉体内的温度分布与气流流动将会因此发生紊乱，使高温炉内的气体流动成为紊流，并会扰乱熔融区光纤表面的温度分布。光纤的包层直径波动范围将因此而变大，光纤在炉内

4、成型区的冷却将变得不均匀，造成翘曲度下降。需要对之进行适当调整与优化，以保证光纤包层直径的稳定和光纤的翘曲度。一146—第三届中国通信光电线缆产业高峰论坛暨中国光纤光缆30年大会2，裸纤冷却拉丝速度的提高将给光纤的冷却带来更大的困难。以现有商用水平为1000m／min为例，若光纤从高温炉内出来到第一次涂覆之前的有效冷却长度为15m，则光纤的冷却时间为0．9s：如果将拉丝速度提高到1600m／min，则光纤的冷却时间将不No．6s，冷却时间缩短了30％多；原有的冷却系统将不再适用。很多公司采用He气冷却的办法解决这一问题。事实上，单纯采用He冷并不能

5、有效解决这一问题。He气将会使裸纤冷却系统更易发生冷凝现象，对光纤的强度影响较大。如何解决裸光纤的冷却问题，将是制约光纤拉丝速度提高的关键因素。3．涂覆技术在800一1000m／min左右的拉丝速度下，涂覆技术已普遍采用了加压涂覆工艺，涂覆器中的涂料在压力的作用下，环绕光纤形成了一个剖面类似双曲线形状的流体结构，光纤与流体结构端头的涂料接触，被均匀地涂覆上一层涂料。如图一所示：涂覆器中涂料与光纤接触情况其中黄色代表涂料．红色代表光纤～～1-』)／一一一一一、、～—一—，．-’’-一_——一一_i至l--．在1600m／min的情况下，光纤通过涂覆器

6、的时间将不到几个毫秒，在如此短的时间内要实现有效涂覆，并保证涂覆厚度和涂覆质量，原有的低速涂覆控制技术已不再适用，需要为之配备一套快速涂覆工艺。在高速情况下，空气将会被光纤带着往下跑，形成所谓的吸附效应。拉丝速度越高，吸附效应越强烈。因此，在高速拉丝状态下，将有大量的空气会被光纤带入涂覆器。这将导致涂层中含有气泡，引起涂覆不良，严重的还将破坏涂料运动的路线，导致涂料从涂覆器上口冒出，形成所谓的涂料“上冒”，造成光纤拉制失败。另外，光纤在高速运动下经过转向轮和牵引轮时，将会具有一定的离心力。如图二所示：高速运转--V光纤的离心力示意图——147——第

7、t埘中国通信光电线缆产业高峰论坛暨中国光纤光缆30午人会离心力的训算公式为：F=mv2／r。在光纤质量与转向轮半径不变的情况F，离心力将与拉丝速度的平方成正比。这意味着当拉丝速度从i000m／min提高到i600m／min时，离心力将变大256倍。由于转向轮处于光纤拉制整体路线的一个端点，离心力将通过杠杆作用使光纤发生强烈摆动．从而严重影响光纤的涂覆质量。总之，随着拉丝速度由800一1000m／min向1600m／min甚至更高速度方向发展，涂覆质量诸如：涂覆直径，涂包同心度．涂层表面光洁度等都将随之发生严重的劣化。4．蹦化与排炯技术在这里．固化与

8、排烟技术指的是两个问题．一个是光纤的固化问题，另一个是光纤在出了固化炉后的冷却与排烟问题。(1)固化问题光纤的阎化是拉丝工