大尺寸光棒高速拉制技術的精細化探索

        隨著光纖通信的飛速發展，光纖使用規模和光纖制造規模不斷擴大，光纖制造技術也隨之不斷向大尺寸光纖預制棒使用和高速拉制技術發展。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150mm大尺寸光纖預制棒的高速拉制技術，在提升光纖制造規模的同時，全面提升光纖的生產質量管理水平，從而提供更具競爭力和更高品質的光纖產品，以充分滿足客戶的需求。

拉制面臨的問題

       國內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、吊棒系統、冷卻系統、控制系統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構，二者相互配合，形成規?；a所需的1500～1600m/min的穩定可靠的拉絲工藝控制技術。

       當光纖預制棒尺寸向更大直徑、更長棒體方向發展，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?，現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，原有的發熱體尺寸已不太適合新的變化。與此同表示，發熱體針對變化進行的尺寸大尺度調整，還需要兼顧保持均勻的穩定性溫度場分布的問題;

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

       3.大尺寸棒體要求拉絲塔連續運轉更長時間，原有可支持1000km穩定運轉的拉絲控制系統，現在需要進行精細化調整從而提高連續穩定運轉時間一倍以上，從而適應可一次性連續拉制2500km光纖的穩定運轉狀況;

       4.在高速連續長時運轉的條件下，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，使得生產過程安全可控，從而保證生產出高品質的光纖進入下一環節。

精細化提升改進措施

       光纖的拉制技術實際包含三個層面：光纖拉制的裝備技術、光纖拉制的工藝技術和光纖拉制的管理技術。要形成大尺寸光棒的高速拉制技術，需要實現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熱元件、吊棒系統、收絲系統等;在工藝技術方面，則主要涉及高速的升速技術、直徑控制技術和控制系統技術等;在管理技術方面，則有拉絲異常的管理、連續拉制的不間斷管理、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，對高溫爐體發熱元件進行適應大尺寸光棒的精細化調整;

       2.進一步提高給進系統精度和拉絲塔吊棒的穩定度，以制造質量更高的棒體;

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

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

       5.在拉絲系統高速連續長時運轉的條件下，更高效率處理光纖異常，從而保證高質量的光纖品質進入下一環節;

       6.加強人員的培訓與交流，提升員工的整體水平;

       7.加強現場管理的嚴肅性，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動電子化管理體系，減少人為因素造成的質量問題。

精細化提升帶來的效果

       針對大尺寸光棒的高速、高質量拉制存在的技術難題，烽火通信專門成立了設備改進組、工藝提升組和QC質量組，多管齊下，合力提升單模光纖的整體質量和產出效率，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系統已經穩定運轉，產量達到理論水平，實現了曲線記錄的無紙化和曲線分析自動化，在實現低碳化綠色高速拉絲技術的同時，光纖質量有了進一步提高。

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穩定性，提高了開工率和產品質量，從而提高了產品美譽度。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。

光纖裝備技術有效提升

       記錄紙數據保存很不方便，查找數據比較困難，若改成硬盤存儲數據，不但數據容易保存，還可以編寫程序對保存的數據進行自動分析。

       另外，通過實施無紙化運轉，發現異常品的篩選過程存在可優化提升的空間，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公里內精確到現在的1米范圍內，有效提升了光纖的質量。

高溫爐穩定水平提升

       通過嚴格管理，有效改進電極結構和發熱體結構，我們總結出了高溫爐生產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操作說明書，查找資料與各生產廠家聯系，對現有設備進行改造實驗，再將改進的方法和設備運用到生產中，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，實現拉絲過程質量無紙化記錄，高溫爐電極打火預防，高溫爐下部爐蓋結構改進并實現國產化等多種方法以提升高溫爐穩定性。

       通過對光纖拉制工藝進行改進，將高溫爐、送棒系統、冷卻系統、固化系統和收絲系統進行適應性改進，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方面進行了精細化改善的有益探索，實現了長達2m，直徑達150mm以上的大尺寸光纖預制棒的高質量拉制，可實現一次性穩定拉制光纖長度2500km的水平，有力提升了光纖的成本和產出效率，大幅提高了光纖的產品質量，為給客戶提供符合需求的綠色可靠光纖奠定了堅實基礎。