高温敏化技术乳化炸药生产及工艺控制的探讨

高温敏化技术乳化炸药生产及工艺控制的探讨

黄丽芹

黑龙江省银峰化工（集团）有限公司 黑龙江鸡西 158100

[摘要]本文将理论与实践相结合，重点对生产工序、工艺的严格控制进行了阐述，从而保证产品的安全质量。

关键词 : 炸药 生产 工艺 探讨

引言

我公司现有的乳化炸药生产线采用的是金奥博科技有限公司提供的技术和设备，整条生产线是先进的电视监控微机自控的连续化智能生产线，年生产能力15000吨。实现了水油相制备工序自动加水计量，自动温控和自动配料；制乳工房为敞开搅拌式静态乳化系统；装药工序采用无动力和无机械转动的静态分散液化器和美国迪博泰旋转式塑膜智能装药机；包装工序采用视觉自动定位跟踪智能机器人抓取包装系统；装车工序采用伸缩式运输皮带装车入库；主控制器采用的为西门子 S7-300实现全线智能化控制，人机交互界面是通过WINCC组态软件实现信息交换控制。

生产工艺流程主要为水油相制备工序、乳化工序、敏化工序、装药工序、冷却工序吹干工序及包装工序。

生产工艺流程图如下：

1、水油相制备

水相制备：将硝酸铵、硝酸钠、水、氯化钾（煤矿型炸药使用）四种原材料，按规定的比例加热至90℃-95℃完全溶解后，制成水相。

水相酸值应控制在PH=5.2-5.8之间；析晶点应控制在76℃-85℃（根据炸药品种调整），水相比重控制在1.40 g/cm³-1.440 g/cm³之间。各物料应完全溶解，不能有可见未溶解的硬块，水溶液应清澈透明无杂物，不可见漂浮杂物。待用。

水相投料温度应不低于65℃，溶解温度不超过95℃，水相保温、放料温度不低于90℃。

加料顺序为水、1/2硝酸铵、硝酸钠（氯化钾）最后再加1/2硝酸铵。因硝酸铵溶解时属于吸热反应，溶液温度降低，而其又易于结晶，因此每次投料不宜一次性将硝酸铵全部投入，避免由于温度过低析晶而无法保证连续化生产，另要求水相投料温度应不低于65℃也是基于此原因。

油相制备： 将一体化复合油相融化后加热至90℃-95℃，混合均匀后制成油相。油相密度应控制在0.83g/cm³-0.85 g/cm³范围内，待用。

复合油相应完全熔化，混合均匀，无可见不熔物。

此条生产线采用的是一体化复合油相，与以往传统现场配置油相相比，大大降低了工人的劳动强度，简化工序，提高了生产效率，减少生产设备及在线人员，保证安全，同时减少了质量隐患。

1. 乳化工序

将制备好的水相和油相按给定的比例，沿着各自的输送管道，泵送至预乳罐进行预乳化，工业控制计算机即时对两相物料的流量进行监控和调节，以保证两相物料的比例准确。

这一过程中应注意，预乳罐搅拌的转速调节，油相正常输送时最小转速180rpm，开启水相泵时260～280rpm（到达搅拌叶片处开启搅拌、并根据液位逐渐调速），成乳后530～620rpm。

此工序属弱度乳化,物料呈半流体状态。后再经泵送至精乳器，由于精乳器特殊的技术结构，物料在压力的作用下，通过后既已形成了从不同方向聚合在一起强力混合，搅拌，剪切的油包水型的高质量的乳化胶体。此过程无需动力，这也是此条生产线的一大核心技术。

此工序属于深度乳化，物料呈膏状胶体状态，外观粘稠、光亮透明，有弹性，可塑性强。如若出现胶体稀薄，浑浊，弹性差，肉眼可见气泡较多，此时应停止生产，待查明原因后方可继续开车。因为此种胶体生产出的产品性能差，贮存期短；特别生产过程中存在较大的安全隐患，因胶体中存在的气泡，已完成了敏化过程，大大增加了感度，在后续输送的过程中一但遇到硬物或温度高压力大时，便会在气泡处产生热点，进而发生爆炸事故。因此应禁止这种胶体的产生。

同时要特别注意，基质输送泵压力与精乳器的出口压力差值，应不低于0.8MPa，这一点非常重要，他直接决定乳胶质量的好坏。在精乳工序之所以无需动力，这是重要条件之一，也是提高本质安全和保证产品质量的关键指标。

基质泵出口温度应为85℃～95℃；基质泵压力<1.5MPa；精乳器压力<0.5MPa ；乳胶泵压力<1.0MPa；出药压力<0.8MPa；胶体密度1.40 g/cm³-1.42 g/cm³；

2. 敏化、装药及冷却

将配制好的发泡剂溶液倒入发泡剂罐中，并开启搅拌1-2分钟，再泵送至封闭式静态敏化器与来自乳化工序的乳胶基质进行充分混合敏化，后进入旋转式转盘塑膜自动装药机，根据产品设计要求装填成不同规格的药卷，药卷下装药机后落入皮带，进入冷却水池冷却，后再进入吹干系统进行外观干燥，以免水滴潮湿影响后续药卷抓取及纸箱装药后湿软，堆倒现象。

敏化、出药温度应控制在80℃～90℃ 敏化压力<0.8 MPa

药卷密度1.00 g/cm³－1.18g/cm³

此敏化技术属于高温敏化，药卷在下装药机15-30秒内敏化发泡已经完成，改变了传统的后续发泡工艺，即药卷装箱后还需4-6小时才可敏化完成发泡工艺。此技术大大提高了生产效率。

同时要严格把控好发泡速度，通常直径小于35mm的药卷在进入冷却水池之前必须完成发泡。因为敏化剂的发泡条件不可低于70℃，由于药卷直径小，进入冷却水中，温度立刻由外至内迅速下降70℃以下，药卷不在发泡；而直径大的药卷降温速度慢，即使进入冷却水中短时间内仍可继续发泡。

要控制上述发泡速度，我们可以通过调整发泡剂量、入水皮带的频率及敏化的温度来满足需要。

4、 包装入库

吹干后的药卷由皮带机送入成品工序，由智能机器人包装系统，统一装包封箱，送入中转站台，入库贮存。

此工序应当注意，当机器人包装线出现故障时，机器人控制系统发送故障信号给控制室上级控制系统。同时包装系统有药卷回流防止堆料吸收能力，时间为不大于2分钟，如2分钟内机器人恢复正常，则无需停止包装设备。若2分钟内无法恢复，则控制室上级控制系统会自动先后停止冷却输送系统、装药工序、制药工序，全线连锁停机。防止药卷堆积。

5、结束语

此条生产线工艺技术成熟，其中三项技术获得了国家科技成果，生产的乳化炸药具有爆炸性能好、安全度高、贮存性能稳定、优质环保等特点，产品投放市场后，深受用户的认可及好评。

参考文献

1. 汪旭光： 乳化炸药 冶金工业出版社 1993年

2. 吕春绪等 ： 工业炸药理论 兵器工业出版社 2003年

3 .陆明： 工业炸药配方设计 北京理工大学出版社 2002年