大尺寸光棒高速拉制技術(shù)的精細化探索

        隨著光纖通信的飛速發(fā)展，光纖使用規(guī)模和光纖制造規(guī)模不斷擴大，光纖制造技術(shù)也隨之不斷向大尺寸光纖預制棒使用和高速拉制技術(shù)發(fā)展。與此同時，隨著光纖通信競爭的日益激烈，客戶對光纖的要求越來越高，對光纖廠家的全面制造能力提出了更高的要求。
為進一步適應市場的需求，烽火通信決定開發(fā)150mm大尺寸光纖預制棒的高速拉制技術(shù)，在提升光纖制造規(guī)模的同時，全面提升光纖的生產(chǎn)質(zhì)量管理水平，從而提供更具競爭力和更高品質(zhì)的光纖產(chǎn)品，以充分滿足客戶的需求。

拉制面臨的問題

       國內(nèi)目前常用的光纖預制棒直徑為100～120mm。與之對應的光纖拉制塔的高溫爐系統(tǒng)、吊棒系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及異常段處理程序均是適應于該尺寸光纖預制棒的設計結(jié)構(gòu)，二者相互配合，形成規(guī)?；a(chǎn)所需的1500～1600m/min的穩(wěn)定可靠的拉絲工藝控制技術(shù)。

       當光纖預制棒尺寸向更大直徑、更長棒體方向發(fā)展，直徑達到150mm，長度達到近2m時，光纖拉制塔各方面的控制技術(shù)都需要與之進行相適應的精細化提升。如圖所示，是原使用光棒和現(xiàn)使用光棒的對比。圖中，A為原有光棒，B為大尺寸光棒?？梢钥吹剑F(xiàn)在使用光棒明顯比原有光棒在長度和直徑方面均大幅提高，直徑相比原用光棒粗了50%。

大尺寸光棒的光纖拉制面臨很多難題：

       1.光纖預制棒直徑相比原有光棒，增大了近50%以上，原有的發(fā)熱體尺寸已不太適合新的變化。與此同表示，發(fā)熱體針對變化進行的尺寸大尺度調(diào)整，還需要兼顧保持均勻的穩(wěn)定性溫度場分布的問題;

       2.大尺寸光纖預制棒的引入，對新預制棒的質(zhì)量要求更加苛刻，拉絲塔吊棒系統(tǒng)的最大負荷也增加了2倍，給吊磅系統(tǒng)的穩(wěn)定性控制帶來了新的難題;

       3.大尺寸棒體要求拉絲塔連續(xù)運轉(zhuǎn)更長時間，原有可支持1000km穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的拉絲控制系統(tǒng)，現(xiàn)在需要進行精細化調(diào)整從而提高連續(xù)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時間一倍以上，從而適應可一次性連續(xù)拉制2500km光纖的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀況;

       4.在高速連續(xù)長時運轉(zhuǎn)的條件下，光纖工藝管理需要進行針對性的精細化改進，操作員工工作需要更有成效，使得生產(chǎn)過程安全可控，從而保證生產(chǎn)出高品質(zhì)的光纖進入下一環(huán)節(jié)。

精細化提升改進措施

       光纖的拉制技術(shù)實際包含三個層面：光纖拉制的裝備技術(shù)、光纖拉制的工藝技術(shù)和光纖拉制的管理技術(shù)。要形成大尺寸光棒的高速拉制技術(shù)，需要實現(xiàn)這三個方面的全面精細化改進。

       對大尺寸光棒的拉制而言，在裝備方面主要涉及高溫爐及發(fā)熱元件、吊棒系統(tǒng)、收絲系統(tǒng)等;在工藝技術(shù)方面，則主要涉及高速的升速技術(shù)、直徑控制技術(shù)和控制系統(tǒng)技術(shù)等;在管理技術(shù)方面，則有拉絲異常的管理、連續(xù)拉制的不間斷管理、整體效率提升的方法等。具體而言，有下列主要措施：

       1.在原有設計基礎上，對高溫爐體發(fā)熱元件進行適應大尺寸光棒的精細化調(diào)整;

       2.進一步提高給進系統(tǒng)精度和拉絲塔吊棒的穩(wěn)定度，以制造質(zhì)量更高的棒體;

       3.將大尺寸棒體的拉絲速度提升30%～50%，達到1800～2000m/min的升速工藝技術(shù)和直徑精度控制技術(shù);

       4.大尺寸棒體需要拉絲塔連續(xù)運轉(zhuǎn)更長時間，將原有可支持一次性拉制1000km光纖的拉絲控制系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時間提高到一倍以上，從而適應可一次性連續(xù)拉制2000km光纖的新要求;

       5.在拉絲系統(tǒng)高速連續(xù)長時運轉(zhuǎn)的條件下，更高效率處理光纖異常，從而保證高質(zhì)量的光纖品質(zhì)進入下一環(huán)節(jié);

       6.加強人員的培訓與交流，提升員工的整體水平;

       7.加強現(xiàn)場管理的嚴肅性，形成嚴格的工藝紀律;

       8.形成涵蓋拉絲、篩選復繞和測試的聯(lián)動電子化管理體系，減少人為因素造成的質(zhì)量問題。

精細化提升帶來的效果

       針對大尺寸光棒的高速、高質(zhì)量拉制存在的技術(shù)難題，烽火通信專門成立了設備改進組、工藝提升組和QC質(zhì)量組，多管齊下，合力提升單模光纖的整體質(zhì)量和產(chǎn)出效率，取得了良好效果。

       通過不斷的實踐運用，從2010年6月份開始至今，150mm及以上大尺寸光棒的高速拉絲生產(chǎn)系統(tǒng)已經(jīng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，產(chǎn)量達到理論水平，實現(xiàn)了曲線記錄的無紙化和曲線分析自動化，在實現(xiàn)低碳化綠色高速拉絲技術(shù)的同時，光纖質(zhì)量有了進一步提高。

制棒人員水平有效提升

       大力開展了QC提升活動，運用團隊力量保證了生產(chǎn)穩(wěn)定性，提高了開工率和產(chǎn)品質(zhì)量，從而提高了產(chǎn)品美譽度。QC團隊能力和個人能力都有明顯提高，奠定了拉絲新工藝的人才儲備基礎。

光纖裝備技術(shù)有效提升

       記錄紙數(shù)據(jù)保存很不方便，查找數(shù)據(jù)比較困難，若改成硬盤存儲數(shù)據(jù)，不但數(shù)據(jù)容易保存，還可以編寫程序?qū)Ρ４娴臄?shù)據(jù)進行自動分析。

       另外，通過實施無紙化運轉(zhuǎn)，發(fā)現(xiàn)異常品的篩選過程存在可優(yōu)化提升的空間，增加了對異常品的分析，嚴格了篩選過程控制，取得了下列效果：

       1.改變了過去每個號在電腦上看曲線時間長，效率低的問題;

       2.異常點檢查頻次加大，降低了故障隱患率，客戶質(zhì)量投訴明顯減少;

       3.異常點位置排查范圍由原來的異常點1公里內(nèi)精確到現(xiàn)在的1米范圍內(nèi)，有效提升了光纖的質(zhì)量。

高溫爐穩(wěn)定水平提升

       通過嚴格管理，有效改進電極結(jié)構(gòu)和發(fā)熱體結(jié)構(gòu)，我們總結(jié)出了高溫爐生產(chǎn)過程漏水時設備的使用狀況及該狀況對漏水可能帶來的影響，并提出了一系列的改造建議，并設計制造新型高溫爐零件，最終實現(xiàn)了高溫爐部件的高可靠性改造：QC小組成員首先制定編寫相關(guān)操作說明書，查找資料與各生產(chǎn)廠家聯(lián)系，對現(xiàn)有設備進行改造實驗，再將改進的方法和設備運用到生產(chǎn)中，對存在問題再修正確認，反復摸索的實施方案。提出了兩步拉絲升速法，實現(xiàn)拉絲過程質(zhì)量無紙化記錄，高溫爐電極打火預防，高溫爐下部爐蓋結(jié)構(gòu)改進并實現(xiàn)國產(chǎn)化等多種方法以提升高溫爐穩(wěn)定性。

       通過對光纖拉制工藝進行改進，將高溫爐、送棒系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、固化系統(tǒng)和收絲系統(tǒng)進行適應性改進，并嚴格拉絲過程控制，烽火通信在大尺寸光棒高速拉制技術(shù)方面進行了精細化改善的有益探索，實現(xiàn)了長達2m，直徑達150mm以上的大尺寸光纖預制棒的高質(zhì)量拉制，可實現(xiàn)一次性穩(wěn)定拉制光纖長度2500km的水平，有力提升了光纖的成本和產(chǎn)出效率，大幅提高了光纖的產(chǎn)品質(zhì)量，為給客戶提供符合需求的綠色可靠光纖奠定了堅實基礎。