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玻璃与防火漫谈

近几十年来，随着人们生活水平的提高和建筑业的发展，普通玻璃已不能满足社会的需求，防火玻璃因具有透光性好，强度高，耐火性好等特点，被大量用于各类高层建筑、大空间建筑的幕墙、防火隔墙、防火隔断、防火窗、防火门等方面。

玻璃的发展史

与防火玻璃区区几十年的历史相比，玻璃本身有悠久的历史。它也许首先出现在埃及或是美属不达米亚，时间在公元前3000年至公元前2000年，不过也有证据表明人类早在公元前8000年就开始给陶器上釉了。几乎可以肯定的是玻璃的发展纯属偶然。古罗马历史学家普林尼告诉我们，玻璃是腓尼基商人发现的——他们发现，灶上的硝石与海滩上的砂子混熔后形成一种清澈的液体。公元前16世纪，埃及的匠人发明了制造玻璃容器的方法，古埃及出现了玻璃珠子、玻璃镶嵌片。公元前1550至公元前1500年之间，在古埃及和两河流域都出现了玻璃器皿。第一本玻璃制造手册则出现在公元前650年的亚述石版上。公元前4世纪挨及发明了玻璃铸膜工艺、车花、镌刻和镀金工艺。公元前1世纪叙利亚人创造了吹制工艺可以将玻璃液随心所欲的吹成各种形态的器皿。以后相继出现了模具吹制法，这是批量玻璃器皿生产的开始。公元前世纪罗马成为玻璃制造业的中心，罗马帝国的玻璃工艺有吹制、吹模、切割、雕刻、镌刻、缠丝、镀金等。5世纪以后罗马工艺逐渐衰退，到8世纪，除了教堂的彩色玻璃镶嵌之外，欧洲的玻璃工艺几乎灭绝，然而，这段时期中东地区的玻璃工艺还在继续发展，叙利亚艺人把银盐注入玻璃溶液，炼出了有金属光泽的玻璃。大马士革、君士坦丁堡和开罗是9至14世纪中东地区的玻璃生产中心。12世纪，随着贸易的发展，威尼斯成为世界玻璃制造业的中心，当时的政府为了垄断玻璃制造技术，把玻璃艺人集中在与威尼斯隔海相望的穆拉诺岛上，威尼斯玻璃生产的鼎盛时期是15世纪到16世纪，产品几乎独占欧洲市场。16世纪以后，开始有玻璃工匠逃离海岛，分散到欧洲各地，玻璃制造技术也逐渐传播开来。

二．防火玻璃的分类

防火玻璃是在规定的耐火试验中能够保持其完整性的特种玻璃，凡是需要防火玻璃的地方均可按设计要求选用。主要用语防火门、防火窗、防火隔墙中代替非防火玻璃。放火玻璃可以按不同的方式进行分类：

1．按用途分类。按使用用途将防火玻璃分为建筑用防火玻璃及其他防火玻璃两大类，如建筑用防火玻璃中的防火门、防火窗、玻璃幕墙等防火分隔构件；其它防火玻璃，如船窗防火玻璃和矩型防火玻璃等船用防火玻璃。

2．按耐火性能等级分类。建筑用防火玻璃按耐火性能分为：A类（同时满足耐火完整性、耐火隔热性要求的防火玻璃）B类（同时满足耐火完整性、热辐射强度要求的防火玻璃），C类（满足耐火完整性要求的防火玻璃）

3．按产品结构分类根据《建筑用安全玻璃 防火玻璃》的规定，建筑用防火玻璃按结构分为：复合防火玻璃（FFB）和单片防火玻璃（DFB）。

（1）复合防火玻璃

复合防火玻璃是在两片玻璃之间凝聚一种透明而具有阻燃性能的凝胶，这种凝胶遇到高温时发生分解吸热反应，能吸收大量的热能，变成不透明、有良好隔热作用。它能保持在一定时间内不炸裂，炸裂后碎片不掉落，可隔断火焰，防止火焰蔓延。如果同时向凝胶中添加燃剂，在高温下能放出阻燃气体，就会同时具有阻燃和灭火功能；当火灾发生时，与火接触的那面玻璃首先遇火，几分钟后炸裂，而中间夹层材料陆续地变成一层泡状物质，形成又厚又密的泡状耐火隔热层，接触火的那面玻璃碎片始终粘在泡状层上，直到熔化，这样，背火面的玻璃始终处于受保护和屏蔽状态。在放火测试中，该玻璃背火面的平均温升不超过140℃。

（2）单片防火玻璃

单片防火玻璃由单层玻璃构成，可分为高强度单片防火玻璃和特种单片防火，高强度单片防火玻璃。高强度单片放火玻璃是通过对平板玻璃进行综合增强处理而成的。该产品不仅可以当作单片使用，也可以制成夹层玻璃、中空玻璃、镀膜玻璃等。它兼有钢化玻璃几灌浆复合防火玻璃的性能。作为建筑幕墙用玻璃，高强度单片防火玻璃不但有着厚度浮法平板玻璃相同的透光率，而且比重也与同厚度浮法平板玻璃基本相同，所以高强度单片防火玻璃代替同厚度钢化玻璃不会影响幕墙建筑结构安全性，而且强度更高，不易破碎。高强度单片防火玻璃的优异性能具体表现在以下几个方面——高防火性能：高强度单片防火玻璃是一种具有防火功能的建筑外墙用的幕墙或门窗玻璃，在1000℃火焰冲击下能保持96——183分钟不炸裂，从而有效地阻止火焰与烟雾蔓延，有利于第一时间发现火情，使人们有足够的时间撤离现场。——高强度性能：在同样厚度情况下，其强度是普通浮法玻璃的6——12倍，是钢化玻璃的1.5——3倍。因此，在同样的风压情况下，它能采用较薄的厚度或较大面积设计，由此增加通透感并降低造价。普通钢化玻璃在荷载900公斤时玻璃破坏，而它在荷载5500公斤时挠度326mm不破坏。高强度单片防火玻璃的强度是同厚度平板玻璃强度的4——6倍，是同厚度钢化玻璃强度的1.5——2倍，而且万一破损时，高强度单片防火玻璃呈小颗粒状，呈钝角状，确保在地震、火灾或受到超强度破坏力时不会对人体造成伤害。——高耐侯性：高强度单片防火玻璃与传统的灌浆或夹层防火玻璃相比，除了强度高之外，最大的特点还包括高耐候性。化学灌浆或夹层玻璃在紫外线照射下很快就变成乳白色及产生气泡，失去了玻璃通透这个基本功能，这也是防火玻璃不能作外墙使用的主要原因。而高强度单片防火玻璃同普通玻璃一样在紫外线照射下，不发生任何变化。——可加工性：高强度单片防火玻璃具有很好的可加工性。能加工成夹层安全玻璃、中空玻璃、镀膜玻璃、点式幕墙玻璃。还可以作为室内的防火隔断和逃生通道，在单片使用面积上有较大的突破，可以达到高3米宽2米，安装也简单。特种单片防火玻璃是指采用的玻璃基片为特种成分的玻璃，而非普通平板玻璃成分的玻璃。它主要有硼硅酸盐防火玻璃、铝硅酸盐防火玻璃、微晶防火玻璃及软化高于800℃以上的钠钙料优质浮法玻璃等。其共同的主要特点是：玻璃软化点高，一般均在800℃以上，热膨胀系数低，在强火焰下一般不会因高温而炸裂或变形，尤其是微晶防火玻璃，除具有上述特点外，还具有机械强度高、抗折、抗压强度高及良好的化学稳定性和物理力学性能。它同样具备软化温度高、热膨胀系数小的优点，它们用作防火玻璃，可为上等佳品，但特种材料的防火玻璃（硼、铝硅酸盐防火玻璃，微晶防火玻璃）生产成本高、销售价格贵，人们较难接受，因此目前市场上仍以透明复合夹层防火玻璃和高强度单片防火玻璃为主。

4．按产品的结构形式分类。按照结构形式，又分为复合型防火玻璃（将两片以上的单层平板玻璃由膨胀阻燃胶结剂粘结复合在一起而制成的）；灌注型防火玻璃（在两片或两片以上单层平板玻璃的四周先用边框条密封好，然后由灌注口灌入防火液，经胶结、封口而制成）；夹丝防火玻璃（在两层玻璃中间的有机胶片或无机浆体的夹层中加入金属丝网结构的复合体）；硼硅酸盐防火玻璃（基本化学成分为SiO2、B2O3、Al2O3、R2O等的防火玻璃）；铝硅酸盐玻璃（基本化学成分为SiO2、B2O3、Al2O3、R2O、CaO2、MgO等的防火玻璃）；微晶防火玻璃（是在玻璃一定的化学组成中加入Li2O、TiO2、ZrO2等晶核剂，玻璃熔化后再进行热处理的防火玻璃）；中空防火玻璃（中空防火玻璃是在接触火焰一面的玻璃基片上，涂一层金属盐，在一定温度、湿度下干燥后，再加工成中空玻璃的防火玻璃）。

三．发展趋势

随着经济的发展，国内各场所对装饰效果和安全性的要求在不断提高，防火玻璃的需求逐年增加。上海高340米，88层的金茂大厦楼内就采用了最好成绩的安全防火玻璃。据专家预测，中国今后5——10年里防火、隔热玻璃产品市场需求将呈良好、健康的上升趋势，到2010年，放火、隔热玻璃的市场需求将打60万平方米以上。国际防火玻璃的市场前景也看好，欧美、中东地区和亚洲的日本、韩国、东南亚及大洋洲的澳大利亚等对防火、隔热玻璃的市场需求十分强劲。迄今为止，全球至少已有6座大城市在新世纪兴建高层摩天大楼。高层建筑，尤其是摩天大楼的兴建，将大大拉动国际防火玻璃市场。在中东地区，由于大旱、炎热、缺水，易引发火灾，防火、隔热玻璃一直走俏于市场，当地供不应求，市场缺口大，多靠进口补给。在欧洲，由于新欧洲标准EN1363-1的出台，硼硅酸盐玻璃、微晶玻璃板、夹丝防火玻璃也走向市场。前不久，据有关权威性资料报道，日本一家权威性玻璃行业机构对未来的新玻璃市场预测表明：防火、隔热玻璃将成为21世纪的新玻璃而走俏于国际市场。1994年当时市场调查，防火玻璃市场需求量仅为30多万平方米（约1250万美元市场销售额）；到2005年国际市场防火、隔热玻璃市场需求已上升到400万平方米左右，市场销售额突破1.7亿美元。目前，国内防火玻璃（以单片防火玻璃为例）其市场价约在300——900元/M2，国际市场上，防火能力在60min的单片防火玻璃每平方米上千元人民币，防火能力达到120min的优质防火玻璃其价格超过1万人民币，这是一个巨大而又诱人的潜在国际大市场。

新技术突破点

我们是近年来开始进行钢桶制造设备开发和生产的新企业，是我国制桶设备行业的一匹黑马，他以全新的机械设计理念，大量采用国际最新的机械结构、控制方法和元器件，以及计算机应用技术，制造出了一系列令人耳目一新的制桶设备，他的设备最大的特点是技术先进，价格低廉，目前已经在国内中小型企业中开始应用。

这次进行的缝焊机改造项目，是在他们为吴江吴氏制桶厂进行缝焊机改造获得成功的基础上，与南通华洋包装容器厂共同开发完成的，其多项改进都获得了较大的突破。与目前多数企业进行的缝焊机改造方案相比，其先进性非常明显，而且为今后的进一步改进留下了广泛的发展空间，毫不夸张地说，本次改造，为我国半自动缝焊机的改进开启了无限的发展之门，是半自动钢桶缝焊机向全自动过渡，实现低造价高品质的最佳通道。

新改造的缝焊机，其工作过程是先将卷圆好的桶身，推入焊臂间的Z形定位杆中，然后腰鼓轮夹紧桶身，并焊臂下压开始焊接，焊接时桶身由内向外运动，当桶身完全走出焊轮后，焊接完成。这一改进使原先依靠点焊机定位的工序彻底被淘汰了，节省了一台点焊机，节省了二个操作工人，节省了点焊机工作的电耗，减少了由于点焊造成的焊缝击穿等质量缺陷。使制桶自动化程度进了一大步。

变频调速系统的应用，使缝焊机的焊接速度实现了无级调速，从而可以轻松实现高速度的焊接，发挥半自动焊机的最大效能。目前改造后的焊机，其焊接速度可达到八秒一个桶（对于200升钢桶而言）。配合适当的上下桶装置，可以轻松实现高速焊接，并与国产最高速的制桶生产线配套。

在这个改造的基础上，配以焊缝辗压装置，可以将3mm搭边的焊缝辗平，增加焊缝的平整和美观程度，并减少因为焊缝偏厚而造成的卷边缺陷。

改变焊臂的安装结构，可以轻松实现焊机的后进料焊接，省去前进料的辅助时间，大幅度地提高焊接速度，轻松实现高速自动化焊接。

通过焊接电源的次级桥式整流，可以进一步实现焊接电流的精确控制，大幅度提高焊接质量和焊接速度，以最低的成本完成半自动到全自动的改造。而直流焊接的应用，大大地减少了自动化改造的成本，降低了设备的电耗，是一项最最实用的发展方向。

自动送料机构的增加，还可以有效地减少焊接辅助时间的消耗，增强焊接定位的准确性，降低操作工人的工作强度。

改造技术的历程

该焊机改造新技术，使我国在钢桶焊接设备的发展上进了一大步。从南京矿山机械厂研制出我国第一台全自动焊机，到一年前，深圳骏腾发焊接设备有限公司生产出全自动高速缝焊机，再到这次新型缝焊机改造技术的突破，我国钢桶缝焊机的发展已经走过了二十年的风风雨雨，但是道路的坎坷是难以想象的，到今天为止，已实际上经历了四次重大的变革。

全自动缝焊机的诞生

1987年，南京矿山机械厂通过多年的研制，以英联邦焊机为模型，制造出了我国第一台全自动钢桶缝焊机，在我国制桶行业丢下了一枚重磅炸弹。但由于当时我国的经济技术发展基础较差，国产化以后带来了很多的问题，设备元器件的质量及性能都不能得到满足，致使全自动焊机在运行中故障频出，成本过高，所以几年后，仅生产数台的全自动焊机没有得到持续的发展，中途夭亡了。

半自动焊机改造技术的出现

在第一台全自动缝焊机产生并夭亡后的十年间，国内制桶行业把希望重新寄托在半自动缝焊机的改造上。于是相继产生了多种改造方案，如天津精大稀设备改造公司研制的缝焊机装置、西安机械研究所研制的焊缝碾边机等等，由于在电流的控制上没有进行突破性的改进，所以始终没有实现质量和速度的飞跃，因此也没有得到大规模的应用。但是这些努力为几年后的缝焊机改造提供了有益的经验。

五年前，当上海梅达焊接设备有限公司出笼了微机型电阻焊控制器以后，便迎来了钢桶缝焊机改造的新潮流。这次缝焊机改造由于突破了传统的焊机控制理念，实现了全自动缝焊机的搭边和焊接效果，使焊接质量得到了大幅度的提高，因此，似乎一夜间风靡国内制桶行业，这是一次技术的飞跃，这是一次质的改变，目前，利用这一技术进行的缝焊机改造已经在我国制桶行业得以普及。

全自动缝焊机再次出现

一年前，当深圳骏腾发焊接设备有限公司制造出钢桶全自动缝焊机以后，我国的制桶行业看到了希望。这是我国第二次出现钢桶全自动缝焊机，由于它出现在第一台全自动缝焊机产生的十年之后，国内的经济技术基础已经得到了长足的进步，这是天时地利人和的共同产物，该设备的出现，在国内制桶行业得到了迅速的响应。但由于我国制桶行业的特殊性，能够花一百多万元购买缝焊机的制桶企业并不多。更主要的原因是，二十年前第一台缝焊机夭亡的阵痛还没有完全消除，更多的企业还在观望阶段，所以，要实现普及应用还有待时日。

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