CN1041931A

CN1041931A - 高精度延期药配方及制造工艺

Info

Publication number: CN1041931A
Application number: CN 88109978
Authority: CN
Inventors: 夏兆铭; 宋金陵; 匡翔波; 袁书启; 陈俊芳
Original assignee: Maanshan Institute Of Mining Research Ministry Of Metallurgical Industry
Current assignee: Maanshan Institute Of Mining Research Ministry Of Metallurgical Industry
Priority date: 1988-10-15
Filing date: 1988-10-15
Publication date: 1990-05-09

Abstract

发明为火工用品—雷管用延期药的配方系列及制造工艺。发明为改进发明，即对原Si系药剂进行改进，提高了药剂作用的精度和稳定性。改进的要点是改变基药配方及增加添加剂，新药剂为Pb₃O₄-Si系列基药加Sb₂S₃、Se及SiO₂等添加剂，其组成成分在给定范围内变化的一系列配方；同时强化了加工工艺，和改变原料设备及介质、原料的工艺条件、提高了原料的纯度和细度；改进了造粒工艺，提高了药粒质量等。用本发明配方及工艺制成的延期药制造的高精度、多段雷管，将大幅度提高爆破质量和爆破效率有明显的经济效益。

Description

一种火工用品，制造雷管中的延期药的配方系列及制造工艺，用于制备各种引爆雷管，特别适用于高精度延期雷管，能大幅度提高爆破质量和爆破效率。

随着工程爆破规模不断扩大，如何降低爆破震动的危害，如何提高爆破效率以改善爆破质量，成为工程爆破急需要解决的问题。国内外研究表明：当前应迅速研制一种结构简单、生产效率高、价格便宜的30段高精度毫秒雷管，以推广大区微差爆破技术，（20万吨矿量/次）这是解决上述问题的关键，目前国内外生产延期雷管均采用不同的延期药配方和不同的延期元件长度来调节雷管的延期时间，因此研制高精度延期药及其元件是研制高精度延期雷管的核心。

本发明的高精度延期药是一种硅系延期药，与当前国内外普遍采用的硅系延期药相比，其原材料的破碎工艺、药剂配方组成及其加工工艺均有独到之处，采用本发明的高精度延期药，制成单芯小直径延期元件装配成的一套系列的延时精度高的延期雷管。

目前国内外有关工厂所用的延期药原材料见表1。

由有1可见：国外生产的延期雷管段数多，延时精度高，我国生产的延期雷管段数少，延时精度低。我国除了抚顺474厂能生产30段高精度毫秒电雷管外，其余各个厂家均不能生产。其原因是：延期药原材料的破碎工艺不完善、粒度分析的检测手段不先进、延期药配方组成没有找到合适的范围、制药工艺不完善等等。

我国生产的各种延期雷管，段数少，延时精度低与国外国类产品相比有很大的差距。从60年代开始，国内有关研究院、所、工厂都开展了这方面的研究工作，1975年煤炭部组织了攻关小组在实验室研究成功了1-10段25毫秒等间隔的高精度毫秒电雷管;1984年抚顺474厂研究成功1-30段LYG30D900型高精度毫秒电雷管;1985年福建烽林机械厂与武汉冶金安全技术研究所合作研究成功1-20段D-1型高精度毫秒电雷管。这些品种的出现促进了爆破技术的发展，提高了我国延期雷管的制造水平。但这些品种，在延期药和延期元件的制造工艺上还存在一定的问题，因而限制了它的发展和应用。1-10段25毫秒等间隔的高精度毫秒电雷管，由于工艺复杂，无法投入生产;LYG30D900型电雷管，延时精度高，段数也多，但由于采用三芯拉拔工艺制造延期元件，工序多、生产效率低、成本高，因而在国内难以应用;G-1型雷管，段数少、延时精度不高，工艺落后，也很难投产。因此，研制段数多、间隔时间短、延时精度高、工艺简单、生产效率高、成本低的延期药和延期元件，这是当前迫切要解决的课题。

本发明解决了上述问题，用本发明的工艺生产的延期药具有下列优点：

1.燃烧速度稳定，在较大的药柱长度范围内能保持稳定燃烧。

2.低段配方的延期药，其燃烧产物成凝聚状，燃烧残渣喷出少。

3.高段配方的延期药，其发火点低，易为引火头或导爆管的火焰点燃。

4.有良好的物理、化学安定性，在规定的贮存期内，其燃烧性能不变。

5.加工工艺简单，效率高，不污染环境，原材料来源广，成本低。

本发明延期药所以具有上述一系列优点，主要是针对现有技术存在的问题，对配方和加工工艺进行改进，首先是配方的改进，本药亦为Si系药剂，但基药组成物和相对含量、添加剂的种类及含量均与最相近的美国配方不同;且原料质量标准高，粉碎工艺条件与传统工艺不同，改进了磨机和介质的种类，磨机转数及造球浓度均注优化，造粒过程严格筛控以保证粒度等，各部分内容详细情况如下：

详细说明：

1.延期药原材料质量标准及破碎工艺

延期药原材料质量标准见表2。

表2

材料名称	质量指标	检验项目
			Pb₃O₄	1、规格：化学试剂三级或工业品（HGB3228-60)2、外观：橙红色粉未、肉眼不见杂质3、纯度：不低于90％4、硝酸不溶物：≤0.2％5、粒度：过120～140目筛，若肉眼可见杂质可在水中过120～140目筛，去除筛上大粒及水面飘浮杂质。	1、外观检查2、纯度分析
Si	1、规格：Fsi-3或FSi-2及FSi-1(沪Q／YB513－79）2、外观：灰黑色块状，内部及表面均匀，不得有明显的金属杂质3、纯度：不低于99.0%4、杂质：Fe、Cu、Sb∑≤1.0%5、粒度：2μm以下（含2μm)不低于95％6、比表面：不低于45000cm³/g	1、外观检查2、纯度分析3、粒度分析4、比表面测定

续表2

材料名称	质量指标	检验项目
			Sb₂S₃	1、规格：化学试剂三级（沪Q／HG22－226－66）2、外观：黑色结晶粉未，肉眼不见杂质及针状结晶3、纯度：化合硫含量25.0～28.3%相当于Sb₂S₃含量89～99％4、杂质：I水不容物≤0.50%、盐酸不溶物≤1.5%游离S₈≤0.07%5、比重：≤4.50～4.75%6、粒度：湿磨后过200目筛（若纯度达不到要求，要经过精炼、去杂质、提纯。）	1、外观检查2、纯度分析3、测定比重
Se	1、规格：工业品2、外观：灰黑色粉未或结晶状3、纯度：不低于99.5%4粒度：过200目筛	不作分析
			SiO₂	1、规格：化学试剂三级（沪Q／HG22－467－66）2、外观：白色粉未或细粒状3、纯度：不低于99.5%4、粒度：分碎后过200目筛	不作分析

续表2

材料名称	质量指标	检验项目
			聚乙烯醇	1、规格：符合企业标准要求（沪Q／HG14－129－65）2、外观：白色结晶状或颗粒状3、纯度：不低于85％4、平均聚合度：1700～18005、醇解度：＞99.8%	不作分析

延期药原材料破碎工艺

延期药是机械混合物，各种原料均为固态物质，各组份的接触状态主要由其细度决定，细度越小，接触面越大，在混药中均匀性也越好，燃烧时其延时精度就高。在各组份中以可燃剂Si粉的细度的影响最为显著，其粒度要达到要求，一般要经过长时间机械破碎。传统的破碎工艺，球磨机采用铁的转鼓和铁球，一般要经过200～300小时球磨，球磨后的Si粉其纯度要下降8.8%左右，其粒度和比表面积达不到要求，近几年来，球磨机改用不锈钢转鼓及轴承钢球，经过250小时球磨后，Si粉的纯度有了改善，但其粒度和比表面积有时仍达不到要求。本发明用硬质合金制做转鼓和球，将传统工艺规定的转速30～35转/分提高到50转/分，经球磨80小时后其粒度及比表面积均达到要求。传统的破碎工艺与本发明的破碎工艺（相同部份省略）对比见表3。

说明：1.Pb₃O₄+Si-基药

2.Sb₂S₃、Se、SiO₂均为外加量是基药的百分数。

3.乙醇适量∶指乙醇∶药剂＝1∶2.5（均为重量比）

4.单位秒量：指用拉拔工艺制成单芯小直径延期元件，1毫米药芯燃烧的时间。

5.国外配方摘自国外火工品，1977年国防工业出版社。

3.延期药制造工艺

（1）混药罐为不锈钢八角罐，φ15、φ20、φ25毫米的不锈钢球各占1/3，球料66-5∶1。

（2）用台秤称取原材料和球后，按下列顺序放入罐中：球→Pb₃O₄→Sb₂S₃→Si→Se→乙醇。混药罐的上部应留有药罐容积的（1/2～1/3）空间。

（3）混药转速按下式确定：

η＝（1/2～1/3）×（0.85）×42.4/D（转/分）

（4）混药时间：不低于10小时。

（5）混药后需停几分钟出药，将药液倒在瓷盘中检出合金球，凉药，待乙醇蒸发后可先进下步操作。

（6）每公斤药剂加入2%聚乙烯醇水溶液150cc搅拌均匀。送入烘房（45°～50℃）烘1～2小时。

（7）将药剂倒在40目铜网筛上造粒，送入烘房（45°～50℃）烘6～10小时，不充许在烘房中倒盘。

（8）从烘房中取出药剂，凉药半小时，用60目、100目钢网筛过筛，取100目上的药剂为最终产品，100目下的药剂可付产品，分别装瓶待用。

延期药制造工艺，有下列三个关键：

1.按公式确定的转速，是标准的转速，这是长期试验得出的结论。

2.聚乙烯醇水溶液浓度要配制适当，有助于搅拌均匀，聚乙烯醇水溶液是理想的胶液，成膜快，不变质，成本低，没有刺激性气味。

3.造粒筛分，强调过三筛，以保证粒度均匀，流动性好，有利于提高延时精度。

4.延期药配段调试方法

首先测定延期药元件不同长度的燃烧时间进行单因素回归分析，计算相关系数，求出长度与延时的经验公式，根据设计要求的延时，反算出延期药元件的长度。

按照表4中：1-0、2222、424、451、4542共5组配方，试制了延期药，用拉拔工艺制成单芯小直径延期元件，并用上述延期药配段调试方法，确定了各段的元件长度，装配成1-30段，MG803-B型塑料导爆管高精度毫秒雷管，通过测定其各项性能指标均达到了设计要求，该产品具有国外同类产品的先进水平填补了我国一项空白。产品测定结果见表5。

测试方法：按部颁标准方法测试。

测试仪表：系国家定型的专用仪表。

PT-1型时间间隔测试仪，石英压电信号器及脉冲信号转换装置。

附图1为产品结构图

附图2为延期药加工工艺流程图

附图说明

（1）附图说明附图1为产品结构图。图中18系高精度延期药，药芯直径约为3毫米，利用不同的药剂配方及不同的药芯长度，能严格控制不同的燃烧时间，从而在工程爆破中出现顺序起爆。

（2）附图2为高精度延期药加工工艺流程图。图中1-氧化剂：Pb₃O₄。2-可燃剂：Si粉。3-溶剂：乙醇。4、5-添加剂：Sb₂S₃、Se粉，在个别配方中还要加入添加剂：SiO₂。6-称量。用盘秤和量筒。7-混药。将称量好的原材料，按照一定顺序放入转鼓中，药剂与合金球重量比为1∶5。调节转速，混药10小时。8-出药。混药完毕，需停几分钟出药，将药液倒在瓷盘中，检出合金球。9-凉药。在常温下凉药，使乙醇蒸发。10-加粘结剂。每公斤药剂加入150cc2%聚乙烯醇水溶液。11-搅拌。12-烘药。烘房温度45°～50℃，烘药时间1～2小时。13-造粒。将药剂倒在40目铜网筛上造粒。14-烘药。烘房温度45°～50℃，烘药时间6-10小时。15-筛分。从烘房中取出药剂，（不充许在烘房中倒筛）。凉药0.5小时，用60目、100目铜网筛过筛，取100目网上药剂可最终产品，100目网下药剂为付产品。16-检验。检查产品质量。17-装瓶待用。

MG803-B型30段塑料导爆管高精度毫秒雷管专家鉴定会

产品性能测试记录

测试人员：组长刘定吉监督：李显泉吴其苏

记录：何厚金操作：陈贵增谢红卫杨善长

Claims

1、一种雷管用延期药的配方系列及制造工艺，基药的成份为Pb₃O₄及Si，配有若干添加剂其特征基药中Pb₃O₄含量75～90%，Si含量25-10%；添加剂种类Sb₂S₂、Se及SiO₂，各种添加剂占基药比例为Sb₂O₃0～25%，Se 0～18%，SiO₂0～3%；该延期药为成份在上述范围增减的一系列配方。

2、权力要求1所述的雷管用延期药，制备过程包括选料、磨料、配料、混料、造球、筛控配段等工序，本发明的工艺特征为：

a.磨料过程将传统钢磨机和钢介质球改为合金磨机及合金介质球，使磨后的Si粉纯度能得到保证，其粒度分布和比表面积均达到了设计要求。

b.磨矿机转数提高30～50%，使磨料时间减少3～5倍;磨料细度提高到-2μm占96%，比表面超过45000Cm²/g;

c.造粒用2%聚乙烯醇水溶液，按每公斤料150ml添加搅拌，在40目筛网上造粒;药粒在45～50℃温度下烘6～10小时，冷却后用60目、100目两级筛控，+100目为成品，-100目为返料;

d.配段采用长度和燃烧时间的单因素回旧方法进行。