矿棉

冶金材料

矿棉及其制品质轻、耐久、不燃、不腐、不受虫蛀等，是优良的隔热保温、吸声材料。由硅酸盐熔融物制得的棉花状短纤维，包括矿渣棉、岩棉、玻璃棉和陶瓷纤维等，我国一般只指前两种。最早从夏威夷火山口得到的矿棉，称为“法尔的头发”。以冶金矿渣或粉煤灰为主要原料者称矿渣棉；以玄武岩等岩石为主要原料者称“岩棉”。将原料破碎成一定粒度后加助剂等进行配料，再入炉熔化、成棉、装包。成棉工艺有喷吹法、离心法及离心喷吹法三种。矿棉与粘合剂再经成型、干燥、固化等工序可制成各种矿棉制品。

制法

矿棉配制原料时，通常控制其酸性系数值MK值(以重量百分数计的 SiO2+Al2O3与MgO+CaO的比值)为1.2～1.6。当使用天然岩石为原料时，应添加适量助熔剂；使用冶金矿渣时，则常添加适量酸性物质。一般采用鼓热风的冲天炉作为岩石或矿渣的溶化设备，也可用池窑、电炉等。

成棉工艺

主要有喷吹法、离心法和离心喷吹法三种。①喷吹法。是用一定压力的高速空气或过热蒸汽，将熔融物的流股分裂、吹拉成为纤维。根据流股与气流的相对位置，又可分为立吹法和平吹法，前者所得的纤维质量优于后者。②离心法。是借机械离心力，将熔融物流股甩制成纤维，常使用多辊离心机。③离心喷吹法。综合了离心和喷吹两法的特点。矿棉与粘结剂按一定比例混合或在成棉时喷入粘结剂，再经成型、干燥、固化等工序可制成各种矿棉制品。其主要品种有板（又分硬质、半硬与刚性三种）、毡、毯、垫、席、条带、绳与管壳等。矿棉制品按其品种和粘结剂之不同，可用干法、湿法或半干法成型。所用粘结剂分为有机质的（如合成树脂、淀粉、沥青等）和无机质的（如水玻璃、膨润土、高岭土等）两种。

矿棉生产工艺现状

矿棉生产工艺在国外开始于20世纪30年代，当时采用蒸汽喷吹法，用高速气流将从流料口流出的熔体流股吹散并将其牵伸成纤维，纤维粗，纤维直径达十几微米，杂质和渣球含量大，产品质量差。40年代以后，人们在矿棉生产工艺上不断地精益求精，先后发展了平式喷吹法、立式喷吹法、盘式离心法、辊式离心法等。70至80年代，国际上发展并成熟了以冲天炉熔制、四辊离心成纤、沉降集棉为主要特征的普通法生产工艺。

在我国，普通法仍是主导的生产工艺装备。80年代，在改进熔制、成纤机制及由三角网带集棉、摆锤铺毡替代沉降集棉技术的基础上，国际上又发展了摆锤法生产工艺。在与普通法工艺生产消耗基本相同的条件下，摆锤法能生产出纤维长而细、渣球少、高弹性、高强度、低密度、手感好的优质制品，并改善了普通法矿棉制品分层的现象。在我国，仅广东一家岩棉公司采用了摆锤法生产工艺，其产品质量优于国内同类产品。在90年代的十年中，国际上摆锤法生产工艺整体技术水平又得到了一次飞跃(暂将能代表国际最先进技术水平的摆锤法称为高级摆锤法，此前的摆锤法生产工艺称为初级摆锤法)。采用的高级摆锤法技术生产的优质结构棉将给人们以新的概念，其纤维更长而细，渣球含量更少，纤维三维分布，使它在相同绝热效果和相同抗压强度要求下制品容重仅为普通法制品的60%，而且使生产复合板工艺简化，降低了复合板的生产成本。采用高级摆锤法技术后，可解决现有的普通矿棉制品的分层问题，改善其施工性和与其它建筑材料的结合性，这将能够方便地应用于建筑行业。

性能

矿棉及其制品具有质轻、耐久、不燃、不腐、不霉、不受虫蛀等特点，是优良的保温隔热、吸声材料。矿棉的纤维直径应不大于9微米；渣球含量不超过 10%。原棉的容重为50～100公斤/米3，制品的容重则因品种而异毡为40～200公斤/m3，板为70～500公斤/m3。矿棉与制品在常温下的热导率一般为0.041～0.07瓦/(米·开)。用途干法矿棉板和毡，可制作建筑物内、外墙的复合板以及屋顶、楼板、地面结构的保温、隔声材料。湿法、半干法刚性板可作公共与民用建筑物的天花板及墙壁等内装修吸声材料。矿棉毡、管、板可作为工业热工设备和冷藏工厂的保温隔热材料。

新应用

随着国家对节能环保要求的重视，矿棉这一保温元老又在新的行业发挥重大的作用。在如火如荼的建筑保温中，矿棉的应用也是炙手可热，尤其是近几年以聚苯乙烯发泡板保温模式的火灾，时有发生，建筑保温行业对于保温材料的选择一直很重视。矿棉由于保温效果可以又具有很好的不可燃性，在建筑保温行业中的使用越来越多，一直致力于建筑保温的田彦锋教授早在2000年就说过：“不可燃保温材料的应用技术是建筑节能行业必须要重点研发的”

在建筑节能中矿棉的施工主要是两大类，一类是干挂，一类是粘贴，干挂主要是配套建筑外墙外挂玻璃幕墙、石材幕墙等，在龙骨中作填充保温材料。粘贴，是效仿聚苯乙烯板材的施工，由于矿棉板自重比聚苯乙烯板要重并且内部强度稍差，在施工中有几点需要注意，首先是必须要使用镀锌网做保护，并且要使用保温钉固定，对于自重较大的矿棉产品，还要考虑施工工序，避免自重过大导致的形变。

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