CN102515987B - 一种膨化硝铵炸药高性能膨化剂及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种膨化硝铵炸药高性能膨化剂，各原料及质量百分比如下：醋酸盐60～80%、硬脂酸10～20%、扩散剂10～20%；本发明还涉及了一种利用高性能膨化剂制取膨化硝铵炸药的方法。本发明所研发的高性能膨化剂使用量由原来的0.17%降低至0.13%，生产成本大幅下降，产品质量也有大幅提升，膨化硝酸铵密度降低至0.38g/cm3～0.41g/cm3的要求，膨化硝铵炸药流散性显著提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种膨化硝铵炸药高性能膨化剂及其使用方法，特别是涉及一种可以提高膨化硝铵炸药流散性的膨化剂及其使用方法。
背景技术
膨化剂作为硝酸铵膨化的“四要素”之一，是一种用于硝酸铵真空结晶以改善硝酸铵性能的表面活性剂，它能有效降低硝酸铵溶液的表面张力，有利于气泡的形成，使得膨化硝酸铵具有大量的“微孔”，从而达到降低膨化硝酸铵堆积密度，提高硝酸铵膨化效果的目的，膨化剂的质量直接影响着膨化硝铵炸药的质量。
膨化剂对膨化硝铵炸药的影响因素主要在于膨化剂质量及膨化剂加入量。膨化剂加入量直接影响着膨化效果的好坏，一般为硝酸铵质量的0.12%～0.15%为宜。加入量过小，达不到膨化的效果；加入量过大，硝酸铵固体表面能降低并不明显，还会使得雷管感度增加，不利于安全生产。膨化硝酸铵的自敏化理论的成功，主要在于硝酸铵膨化过程中产品的有效“微孔”，一般直径介于 10-6～10-3cm的“微孔”才是膨化硝铵炸药所需的有效“微孔”，在受到爆炸冲击波作用时，才能形成炸药爆炸必需的“热点”。
硝酸铵溶液真空膨化过程中的主要工艺影响因素为结晶机温度和真空度。硝酸铵溶液的膨化过程为：结晶机温度为130℃时开始抽真空，真空度达到0.090Mpa时吸料，吸料过程中真空度将有所降低，吸料结束后计时真空干燥7min，一般要求出料前真空度≥0.090Mpa。
溶解后的硝酸铵溶液温度为130℃±5℃，如果结晶机温度过低，进入膨化结晶机时，部分硝酸铵溶液温度将迅速降低，相应溶解度降低，硝酸铵易结晶析出，造成结晶机壁处生产出的膨化硝酸铵质量较差，有较多硬颗粒出现，进而影响炸药性能。开班前对结晶机的预热很重要，一般要求预热时间不低于30min，生产前结晶机温度130℃±5℃。
硝酸铵在膨化的同时也被干燥。真空条件一方面使硝酸铵溶液的沸点降低以利于析晶,另一方面将其中的水分带走,真空是硝酸铵膨化必须具备的条件之一。真空度对膨化效果的影响主要为真空度大小和达到要求真空度所需时间，即抽真空速率。只有较高的真空度，才能使硝酸铵结晶体形成相对较好的多孔蓬松状，因为高真空度有利于水分的快速蒸发及抽走；否则，低真空度下或抽真空速率过低导致析晶时间较长，硝酸铵颗粒之间出现“盐桥”，致使硝酸铵膨化效果差。一般生产过程中要求真空度≥0.090Mpa，吸料结束真空度上升至0.090Mpa所需时间≤4min，可以很好的满足生产要求。
发明内容
针对现有技术存在的缺点，本发明的目的是提供一种膨化硝铵炸药高性能膨化剂及其使用方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种膨化硝铵炸药高性能膨化剂，各原料及质量百分比如下：醋酸盐60～80%、硬脂酸10～20%、扩散剂10～20%。
进一步的，各原料及质量百分比可以如下：醋酸盐70%、硬脂酸15%、扩散剂15%。
进一步的，各原料及质量百分比可以如下：醋酸盐75%、硬脂酸12%、扩散剂13%。
进一步的，各原料及质量百分比可以如下：醋酸盐68%、硬脂酸17%、扩散剂15%。
一种膨化硝铵炸药高性能膨化剂的使用方法，包括以下步骤：
（1）.硝酸铵经破碎机破碎后，经硝酸铵输送螺旋输送至分配螺旋，交替进入事先加水、通入不高于0.4MPa的蒸汽进行加热的溶解罐内，加热搅拌溶解(溶液2000kg/罐)，溶液温度达到130℃后加入硝酸铵含量0.15%的膨化剂，膨化剂加入后搅拌溶解8min，使膨化剂充分溶解，溶解完毕后利用溶解罐与储罐的高位差放入硝酸铵溶液储罐内，储罐通蒸汽保温，并不断搅拌，以保证溶液均匀；
（2）.结晶机温度达到130℃后抽真空，真空度达到0.07MPa时开启结晶机吸料阀门，利用真空将硝酸铵溶液吸入结晶机内，吸料时间56s，吸料量400kg，吸料完毕后关闭吸料阀门继续抽真空干燥，真空度回升至0.07MPa时计时7min，真空干燥结束，破真空，开启出料门，利用旋转刮板将膨化硝酸铵排出结晶机，进入膨化硝酸铵输送螺旋，再进入通冷却水的降温回料螺旋，保证膨化硝酸铵在螺旋出口温度不高于80℃；
（3）.利用物料运输小车接从膨化硝酸铵输送螺旋出来的膨化硝酸铵，利用电子称计量220.8kg膨化硝酸铵运输至轮碾工房。膨化硝酸铵与9.6kg木粉同时加入轮碾机内，加入7min后，用油桶计量加入9.6kg复合油相，继续轮碾混合10min后出料，出料后，炸药半成品经过筛凉药机进行筛凉药，确保炸药在装药前温度低于50℃，筛凉后的药粉经过六头装药机进行装药，装药后进行浸蜡、中包、热合、装箱形成炸药成品，成品经检验合格后入库。
本发明研发的高性能膨化剂可能具有以下创新点：
1、阳离子表面活性剂、有机酸盐醛类缩合物、脂肪酸和脂肪酸金属盐、有机憎水剂；
2、阳离子表面活性剂为烷基胺的醋酸盐、硝酸盐和盐酸盐中的一种或几种混合物；
3、有机酸盐醛类缩合物为芳香族磺酸盐与醛的缩合物；
4、脂肪酸和脂肪酸金属盐为C12-C18脂肪酸和他们的锌盐、钙盐、铝盐、钠盐等的金属盐中的一种或几种混合物；
5、有机憎水剂为改进的扩散剂。
本发明的优点在于：本发明所研发的高性能膨化剂须满足膨化剂使用量由原来的0.17%降低至0.13%，生产成本大幅下降，产品质量也有大幅提升，膨化硝酸铵密度降低至0.38g/cm3～0.41g/cm3的要求，膨化硝铵炸药流散性提高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明：
实施例一：
按下述配比称取原料（Kg)：醋酸盐70、硬脂酸15、扩散剂15。
实施例二：
按下述配比称取原料（Kg)：醋酸盐75、硬脂酸12、扩散剂13。
实施例三：
按下述配比称取原料（Kg)：醋酸盐68、硬脂酸17、扩散剂15。
实施例四：
按下述配比称取原料（Kg)：醋酸盐69、硬脂酸19、扩散剂12。
实施例五：
按下述配比称取原料（Kg)：醋酸盐71、硬脂酸11、扩散剂18。
上述实施例按以下步骤进行：
第一步.硝酸铵经破碎机破碎后，经硝酸铵输送螺旋输送至分配螺旋，交替进入事先加水、通入不高于0.4MPa的蒸汽进行加热的溶解罐内，加热搅拌溶解(溶液2000kg/罐)，溶液温度达到130℃后加入硝酸铵含量0.15%的膨化剂，膨化剂加入后搅拌溶解8min，使膨化剂充分溶解，溶解完毕后利用溶解罐与储罐的高位差放入硝酸铵溶液储罐内，储罐通蒸汽保温，并不断搅拌，以保证溶液均匀；
第二步.结晶机温度达到130℃后抽真空，真空度达到0.07MPa时开启结晶机吸料阀门，利用真空将硝酸铵溶液吸入结晶机内，吸料时间56s，吸料量400kg，吸料完毕后关闭吸料阀门继续抽真空干燥，真空度回升至0.07MPa时计时7min，真空干燥结束，破真空，开启出料门，利用旋转刮板将膨化硝酸铵排出结晶机，进入膨化硝酸铵输送螺旋，再进入通冷却水的降温回料螺旋，保证膨化硝酸铵在螺旋出口温度不高于80℃；
第三步.利用物料运输小车接从膨化硝酸铵输送螺旋出来的膨化硝酸铵，利用电子称计量220.8kg膨化硝酸铵运输至轮碾工房。膨化硝酸铵与9.6kg木粉同时加入轮碾机内，加入7min后，用油桶计量加入9.6kg复合油相，继续轮碾混合10min后出料，出料后，炸药半成品经过筛凉药机进行筛凉药，确保炸药在装药前温度低于50℃，筛凉后的药粉经过六头装药机进行装药，装药后进行浸蜡、中包、热合、装箱形成炸药成品，成品经检验合格后入库。
经测试，所制得的膨化硝铵炸药产品爆速≥3350m/s，殉爆距离≥5cm，水分≤0.3%，药卷密度0.85 g/cm3～0.95g/cm3,猛度≥14mm，做功能力≥310ml,保质期≥180天，炸药爆炸后有毒气体含量≤80L/kg，达到并超过WJ9026-2004《膨化硝铵炸药》的规定要求。
Claims (1)
1.一种膨化硝铵炸药高性能膨化剂的使用方法，其特征在于：提供一种各原料及质量百分比如下：醋酸盐70％、硬脂酸15％、扩散剂15％制成的膨化剂，并按以下步骤：
(1)硝酸铵经破碎机破碎后，经硝酸铵输送螺旋输送至分配螺旋，交替进入事先加水、通入不高于0.4MPa的蒸汽进行加热的溶解罐内，加热搅拌溶解(溶液2000kg/罐)，溶液温度达到130℃后加入硝酸铵含量0.15％的膨化剂，膨化剂加入后搅拌溶解8min，使膨化剂充分溶解，溶解完毕后利用溶解罐与储罐的高位差放入硝酸铵溶液储罐内，储罐通蒸汽保温，并不断搅拌，以保证溶液均匀；
(2)结晶机温度达到130℃后抽真空，真空度达到0.07MPa时开启结晶机吸料阀门，利用真空将硝酸铵溶液吸入结晶机内，吸料时间56s，吸料量400kg，吸料完毕后关闭吸料阀门继续抽真空干燥，真空度回升至0.07MPa时计时7min，真空干燥结束，破真空，开启出料门，利用旋转刮板将膨化硝酸铵排出结晶机，进入膨化硝酸铵输送螺旋，再进入通冷却水的降温回料螺旋，保证膨化硝酸铵在螺旋出口温度不高于80℃；
(3)利用物料运输小车接从膨化硝酸铵输送螺旋出来的膨化硝酸铵，利用电子称计量220.8kg膨化硝酸铵运输至轮碾工房。膨化硝酸铵与9.6kg木粉同时加入轮碾机内，加入7min后，用油桶计量加入9.6kg复合油相，继续轮碾混合10min后出料，出料后，炸药半成品经过筛凉药机进行筛凉药，确保炸药在装药前温度低于50℃，筛凉后的药粉经过六头装药机进行装药，装药后进行浸蜡、中包、热合、装箱形成炸药成品，成品经检验合格后入库。
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