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从企业的成长论中国烟花工艺的发展
浏阳市东信烟花集团有限公司 技术总监 章祥若

    浏阳是鞭炮的故乡,隋唐时期有人把黑火药装入竹筒,利用火线点燃使之爆炸,这就是早期的爆竹。中国烟花的生产与研制的历史悠久,中外闻名,是传统的烟花之国。随着社会的进步,人民生活水平的提高,烟花的应用越来越广泛,大型赛事、文化活动、重大节日,家庭婚丧嫁娶,企业开业庆祝,都呈现出烟花的独特魅力,大放异彩,应用越来越广泛,需求就越高,促进生产企业的大量的发展,企业的发展就促进了人们对烟花的更大重视,烟花工艺人对烟花效果不断的探索与提高,现开发了各种新型有效药剂,满足各种要求。20世纪50年代后,我国烟花爆竹生产发展迅速,无论是产品的数量还是产品的质量都达到较高的水平。浏阳市东信烟花集团有限公司把现代化的企业管理和先进的机械设备应用到传统的烟花爆竹生产中,经过技术人员对烟花工艺的的潜心研究和大量实践,在我国的焰火燃放技术取得了质的突破,通过技术创新和联合合作的方式推进了中国花炮工艺的快步向前发展,现在烟花燃放和产品的质量上已走在中国花炮行业的前列。当2001年APEC上海峰会、2005年重庆亚太城市市长会议、2006年上海六国峰会、2007年奥运会倒计时一周年晚会、2008年第二十九届奥运会和第十三届残奥会等大型焰火燃放现场,我们看到的那一幕幕生动的画面,当奥运的夜空被无数璀璨烟花所点缀,所有的这些美妙情景都是凝聚了无数花炮工艺人的心血。
    烟花工艺始终围绕着三个方面不断发展的:第一是原材料的研发,第二是花炮机械设备的研发,第三是艺术效果的创新展示。现在我国烟花爆竹生产也存在许多问题,主要是生产设备落后,工艺不合理,绝大部分生产人处于小手工业和小作坊的状况。烟花爆竹行业火灾、爆炸事故不断发生。烟花爆竹的产品设计、生产加工中涉及诸多技术,用药配比、材料选择、加工方法的不同都将直接影响燃放效果,也影响到产品的燃放安全。因此,在今后加强对烟花爆竹生产的管理,不断提高生产水平,烟花爆竹要以无烟、无毒、无污染、低噪声、造型新颖,并伴有香味和音乐的品种为开发前景。从发展趋势看,烟花爆竹的生产向机械化、现代化发展。
    我国花炮的构型技术是世界上最丰富的,分13大类数千个品种。东信集团有8大类3000多种产品,在烟花运动形式和燃放效果的穿插组合,使其有着很高的观赏价值。玩具类烟花焰色造型从平面静态到多面动态,集安全性、趣味性和智能型为一体。大型表演烟花、组合类盆花、火箭类烟花以及礼花弹的千姿百态的花色效果,有序排列的图形效果,火星尾迹的曳光效果,间歇变色的梦幻效果等等,深受国内外消费者的喜爱。鞭炮生产按原老工艺从一张纸、一根引线到做成商品需经过72道工序。东信集团研发了全自动结鞭机,80%的工序成功地采用机械生产和改革生产工艺,花炮生产全过程缩短到十几道工序,生产10万响鞭炮只需4—5个工日,装、压药等危险工序机械化,自动化程度高,即便发生事故也不足以伤及人的性命,药物干燥采用远红外干燥技术或真空干燥技术,且产品配方优化,烟花爆竹制作过程中危险的工序是配混药工序,全国许多花炮厂在对制药方面,都没有根本的解决安全、环保的问题,现在全部靠人工作业来完成制药工作,致使每年都会出现花炮厂重大安全事故。东信集团作为中国烟花行业的龙头企业,公司科研所技术人员经过研发,研制出一种烟花爆竹制作过程配混药用的机械,专业名为:烟花爆竹配混药机,它解决烟花爆竹配混药安全隐患,打破配混药制作过程中的安全瓶颈,实现人、药分离操作。产品质量有了统一的标准化。不仅具有一定的经济效益,更具有较大的社会效益。
    二十世纪九十年代末期进入了电子点火器的研制高潮,烟花企业循应时代的发展,联合高校、科研院所等研发了焰火燃放自动点火系统。有了电子点火方式,每场燃放都有了一个特定的编排方案,根据编排方案来控制点火的时间,如此一来,燃放的规模就可以成倍扩大,形成的燃放效果整体感强,表现力丰富,从很大程度上体现了烟花的艺术性,电子技术的发展也给烟花的燃放技术带来质的飞跃。安全环保和富于艺术魅力的烟花是发展的趋势。    
    鞭炮生产中,珍珠岩粉作为疏密调整剂成功地得到运用。不仅不影响爆炸效果而且还降低了成本,大大增加了生产和储运中的安全。这也是我国鞭炮制作技术的独创,国外的烟花用彩色发光剂,代表性的国家如日本、美国、德国等,一般比较注重焰色效果,其用的氧化剂如氯酸盐(钾、钡)、高氯酸盐(钾、铵)、硝酸盐(钾、钠、锶)较为普遍,有机化工原料运用较多,易吸湿的可燃物或还原剂亦较普遍。但其所采用的防潮技术包复工艺很严密,其星体生产一般都采用军事信号弹配方及制作工艺。过去我国花炮品种比较单一,产品更新换代慢,市场生命力短。而国外花炮企业追求的是产品专而精、高品质、个性化、艺术化的效果。如日本的礼花弹,欧洲的圆柱型单级或多级礼花弹,美国的火炬、花筒、盆花,德国、西班牙的火箭,这些在世界上享有盛誉。满足各类消费者对于燃放的不同需求,同时生产出安全、环保的产品,通过不懈的投入和努力,已经在安全生产、新型适用材料、点火系统等方面取得进展。其中烟花行业自动控制项目有动画焰火矩阵架子烟花燃放系统;可编排的盆花点火装置;燃放烟雾驱散装置;架子烟花自动安装伸缩架;火药烘焙房自动控制报警装置。烟花原材料系列研发项目:微烟发射药、微烟开包药、微烟亮珠、微烟引线、金光药剂、特效防潮剂。以上述新项目涵盖了当前烟花新材料、新产品以及烟花制造、燃放等整个烟花领域中急待解决的高、特、新技术课题,同时适应了烟花更安全、更环保、更美妙的社会文化需求。
    因此,在今后加强对烟花爆竹生产的管理,不断提高生产水平,烟花爆竹要以无烟、无毒、无污染、低噪声、造型新颖,并伴有香味和音乐的品种为开发前景。从发展趋势看,这是烟花爆竹的生产向机械化、现代化发展的方向。
    北京2008年第二十九届奥运会和第十三届残奥会开闭幕大型焰火燃放上,奥运会焰火燃放上充分考虑到环保因素,北京奥运会开闭幕式的焰火燃放在短时间内有上万枚各规格的礼花弹、盆花在空中绽放,焰火燃放的总数远远超过雅典奥运会的数量。东信集团通过对点火引线、传火引线、发射药、开包药、星体及烟火零部件的引燃药进行开发。环保烟花进行技术革新,该项目被列为湖南省重大科技专项开发之中,从原材料的选用开始就进行了研究,在产品上全部用硝基化合物以及多基化合物代替硫磺,减少烟尘,并避免了硫化钾、二氧化硫等有害物质的排放,终于开发出了一系列专供北京奥运会开闭幕式无烟、微烟等安全环保原材料。
     东信集团在承担整个奥林匹克公园内“龙型水系”的燃放任务,总计产品数量将近10万发,累计点火次数超过16万次。在燃放过程中面临着点火阵线长、产品多、点火次数多、时间短的技术难点,按照北京奥组委的设计要求,所有燃放点的燃放时序性一定要精确到毫秒,开场的“巨龙”就需要每个燃放点在人可以感知的视觉停顿之前依次点火,在夜空中抛出千万朵大红牡丹,这些牡丹在火光中闪烁出一条升腾而起的金黄色飞龙,在10秒钟里横穿3.5公里,精度高是奥组委对焰火控制系统提出的一个总要求,由于国外在燃放控制系统上已走在我们前列了,火药作为中国的四大发明之一,烟花又是中国的传统产业,在焰火控制系统的研制开发上东信集团三年时间先后投资600多万,以省科技“一把手”工程项目为平台进行科研攻关,省市各级科技主管部门对设备的研发提出了指导性意见,经过北京奥运会开幕式之前的两次焰火燃放预演,获得了北京奥组委20多名知名专家的认可,该设备点火时间精度、产品发射高度、角度都完全达到甚至超过奥运会开闭幕式的要求,成功通过北京奥组委专家的审查、检测,并顺利拿下了北京奥运会开闭幕式的整个奥林匹克公园内“龙型水系”的焰火燃放任务,成为唯一入选北京奥运会焰火燃放中具有自主知识产权的国内焰火燃放控制系统,给观众奉献一场高水准、高质量的烟花大餐,此套系统于获得湖南省科技进步三等奖,这都是与省市各级科技主管部门为企业着想开展“一把手”工程进行科研攻关分不开的。
新开发出来的音乐焰火编排软件可用来配合技术人员分析音乐波形、提供燃放控制点清单、提供燃放辅助器材清单,庞大的音乐烟花数据库甚至还可以模拟整场音乐焰火的燃放效果!当这一切都做好了之后,为了确保燃放的万无一失,一种新型的采用无线网桥技术来实现遥控点火的系统应运而生,这种系统采用无线网桥、CAN总线技术等国防科技,能最大限度降低信号衰减,提高系统可靠性,并且这种系统布设简单,维护方便,检测灵活,音乐焰火燃放有此系统相配合,真是如虎添翼!
    烟花药剂最基本的组成是氧化剂和可燃剂。氧化剂提供燃烧反应所需要的氧,可燃剂提供燃烧反应所需要的热。在烟花药剂中为了使产品效果多样化,得到理想的烟火效应,所以又加入了粘结剂和特种效应剂(如着色剂、烟雾剂、钝感剂、增亮剂)等,本人从以上几个方面简述新型烟花原材料的选择与开发利用。
     氧化剂分解或燃烧为烟火效应提供必需要的氧,保证烟花效应的顺利完成。
     新型烟花氧化剂要求其是富氧的离子型固体,在中等温度下即可分解放出氧。纯度不低于98%—99%,水分含量少,不含有增强药剂机械敏感度或降低药剂化学安定性和影响烟花效应的杂质。吸湿性小,放氧量大。
    氧化剂的选择与利用是十分重要的,在氧化剂的选择上应注意以下问题:根据烟花药剂的用途选择氧化剂,如发射药剂用氧化剂应选成气性好的氧化剂,如硝酸钾、硝基胍等,效果药剂用的氧化剂应选择与效果药剂匹配的氧化剂,不能产生冲突,影响效果。
    氧化剂的用量应根据氧化剂本身的氧含量和烟火药剂的燃烧特性,根据所需效应合理配份氧化剂用量,防止氧化剂过多抢效果和氧化剂过少燃烧不完全。
 
 

来源:湖南省工艺美术协会  时间:2010-10-19 21:37:40