CN104496733A

CN104496733A - 爆速、猛度可调型低爆速炸药及制备工艺

Info

Publication number: CN104496733A
Application number: CN201410774454.4A
Authority: CN
Inventors: 李松元; 边旭来; 邹见宾; 朱荣强; 刘俊; 李琼; 黄卫星; 宋磊; 雒丽琼; 王鹏鸣
Original assignee: Shaanxi Hongqi Industrial Explosive Group Co Ltd
Current assignee: Shaanxi Hongqi Industrial Explosive Group Co Ltd
Priority date: 2014-12-16
Filing date: 2014-12-16
Publication date: 2015-04-08

Abstract

本发明提供一种爆速、猛度可调型低爆速炸药和制备工艺，具体技术方案如下：低爆速炸药由下列组分和质量配比混合而成：硝酸铵52%~73%、复合油相2.0%~3.0%，木粉3%~16%，工业食盐20%~30%，改性剂0.3%~0.42%。本发明解决了现有爆炸焊接炸药存在的感度高、混药不均、安全性差、流散性差、爆速不稳定等问题。爆速、猛度可调型低爆速炸药。

Description

爆速、猛度可调型低爆速炸药及制备工艺

技术领域

本发明属于炸药制造技术领域，特别是爆速、猛度可调型低爆速炸药。

背景技术

爆炸焊接就是利用炸药爆炸产生的能量使复板以极高的速度碰撞基板，使两种金属板界面之间产生局部剧烈的塑性变形而紧密的结合在一起，形成良好的焊接界面。该技术在国防、造船、石油化工、冶金等部门得到了广泛应用，作为爆炸焊接的能源，低爆速炸药的性能将直接影响爆炸焊接的质量。目前，国内外在爆炸焊接工艺中低爆速炸药的生产方式主要有三种。一种方法是在炸药中添加重金属粉，以阻挡爆轰波的传播，可降低炸药爆速；另一种方法是将炸药分散在粘结剂或各种多孔材料中，以制得低密度低爆速的泡沫炸药；第三种方法是将硝酸铵改性后与燃料油混合，再加入锯末、珍珠岩等稀释剂来降低爆速。

前两种方法制得的炸药撞击感度和摩擦感度高，使用不安全，成本高，对环境污染严重，不适于工业化大生产和推广应用。第三种方法制得的炸药贮存稳定性能差，通常只能在金属爆炸焊接加工现场进行混拌使用，该方法不能保证炸药各组分混合的均匀性，炸药的爆速不一致，使爆炸焊接的复板表面出现大波纹，而且现场混药劳动强度大，不利于安全生产。并且在爆炸焊接生产工艺中，由于不同金属物理特性的不同，对炸药爆速、猛度的要求可能并非正常的线性关系，所以这就需要低爆速炸药的爆速、猛度性能具有一定的可调性。而在上述三个方法中由于使用原材料和生产工艺的限制，导致产品性能单一、可调节性能差，并且容易产生拒爆现象。

发明内容

本发明目的是提供一种爆速、猛度可调型低爆速炸药和制备工艺，以解决现有爆炸焊接炸药存在的感度高、混药不均、安全性差、流散性差、爆速不稳定等问题。爆速、猛度可调型低爆速炸药。

具体技术方案如下：

低爆速炸药由下列组分和质量配比混合而成：硝酸铵52%~73%、复合油相2.0%~3.0%，木粉3%~16%，工业食盐20%~30%，改性剂0.3%~0.42%。

1800m/s产品组分和质量配比为：硝酸铵52%~57%、复合油相2.0%~3.0%，木粉14%~16%，工业食盐25%~30%，改性剂0.3%~0.35%。

2000m/s产品组分和质量配比为：硝酸铵54%~59%、复合油相2.0%~3.0%，木粉10%~12%，工业食盐27%~32%，改性剂0.3%~0.35%。

2300m/s产品组分和质量配比为：硝酸铵64%~67%、复合油相2.0%~3.0%，木粉6.0%~8.0%，工业食盐24%~27%，改性剂0.32%~0.37%。

2500m/s产品组分和质量配比为：硝酸铵69%~73%、复合油相2.0%~3.0%，木粉3%~5%，工业食盐20%~24%，改性剂0.37%~0.42%。

复合油相由复合蜡、硬脂酸、Span-80组成，比例分别为97.5%、1.25%、1.25%。

改性剂为十八烷胺磷酸盐或十八烷胺醋酸盐或十八烷胺硝酸盐或十八烷胺盐酸盐。

木粉为混合木质粉碎制成，水分≤2.0%，细度为85-95% 过40目筛。

低爆速炸药的制备方法，包括下操作步骤：

第一步，将硝酸铵与十八烷胺盐按照既定比例投入硝酸铵破碎机粗碎，再经螺带混合机在40～50℃下预热。再通过螺旋输送机送至1号二级凸轮进行粉碎，经热风气流通过管道送至1号旋风分离器分离后（热风温度150±5℃），螺旋收集输送进入2号凸轮机进一步粉碎干燥，再经热风吹送至2、3号旋风分离器进行二次分离，在热风作用下，是硝酸铵与十八烷胺盐充分混合与干燥，从而形成流散性良好的改性硝酸铵。

第二步，将复合油相熔化（熔化温度90～110℃），并在规定温度下储存待用（储存温度120～130℃）。将木粉处理到工艺要求的细度，再经干燥处理达到水分含量≤2%的工艺要求。

第三步，将改性硝酸铵、复合油相、木粉、工业食盐按比例添加进行混合，形成低爆速炸药。

第四步，性能检测。首先利用密度杯测量低爆速炸药堆积密度，其次通过长方形装药模型（长×宽×高为500×40×40mm，爆速检测探针距离为200mm）在堆积密度下测量爆速，最后测量猛度。

本发明可实现爆速1800 m/s、猛度7～8mm，爆速2000 m/s、猛度9～10mm，爆速2300m/s、猛度11.5～13.5mm，爆速2500m/s、猛度11～14mm多种规格产品。爆速、猛度可调型低爆速炸药。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明作进一步说明。

实施例1：

以工业生产1000Kg低爆速炸药的配方是：硝酸铵726.8Kg、复合油相31.6Kg、木粉31.6Kg、工业食盐210Kg、十八烷胺盐3.95Kg。

按照上述组分和质量配比，制备操作步骤如下：

第一步：称取726.8Kg硝酸铵、3.95Kg十八烷胺盐投入硝酸铵破碎机中。粗碎后通过150±5℃热风送入凸轮粉碎机进行再次粉碎，并在热风输送过程中进行干燥。粉碎干燥后硝酸铵水分含量≤0.2%，细度为85-95% 过60目筛。

第二步：称取31.6Kg复合油相在90～110℃的熔化槽中熔化，在120～130℃的保温罐中保温待用。再称取31.6Kg合格木粉、210Kg工业食盐待用。

第三步：最后将原材料通过机械混合形成低爆速炸药。

第四步：性能检测。该低爆速炸药堆积密度为0.73g/cm³，通过长方形装药模型（长×宽×高为500×40×40mm，爆速检测探针距离为200mm）在堆积密度下爆速为2500±50 m/s，猛度为11.9mm。

实施例2：

以工业生产1000Kg低爆速炸药的配方是：硝酸铵671.6Kg、复合油相29.2Kg、木粉79.2Kg、工业食盐220Kg、十八烷胺盐3.65Kg。

按照上述组分和质量配比，制备操作步骤如下：

第一步：称取671.6Kg硝酸铵、3.65Kg十八烷胺盐投入硝酸铵破碎机中。粗碎后通过150±5℃热风送入凸轮粉碎机进行再次粉碎，并在热风输送过程中进行干燥。粉碎干燥后硝酸铵水分含量≤0.2%，细度为85-95% 过60目筛。

第二步：称取29.2Kg复合油相在90～110℃的熔化槽中熔化，在120～130℃的保温罐中保温待用。再称取79.2Kg合格木粉、220Kg工业食盐待用。

第三步：最后将原材料通过机械混合形成低爆速炸药。

第四步：性能检测。该低爆速炸药堆积密度为0.61g/cm³，通过长方形装药模型（长×宽×高为500×40×40mm，爆速检测探针距离为200mm）在堆积密度下爆速为2300±50 m/s，猛度为12.23mm。

实施例3：

以工业生产1000Kg低爆速炸药的配方是：硝酸铵570.4Kg、复合油相24.8Kg、木粉104.8Kg、工业食盐300Kg、十八烷胺盐3.1Kg。

按照上述组分和质量配比，制备操作步骤如下：

第一步：称取570.4Kg硝酸铵、3.1Kg十八烷胺盐投入硝酸铵破碎机中。粗碎后通过150±5℃热风送入凸轮粉碎机进行再次粉碎，并在热风输送过程中进行干燥。粉碎干燥后硝酸铵水分含量≤0.2%，细度为85-95% 过60目筛。

第二步：称取24.8Kg复合油相在90～110℃的熔化槽中熔化，在120～130℃的保温罐中保温待用。再称取104.8Kg合格木粉、300Kg工业食盐待用。

第三步：最后将原材料通过机械混合形成低爆速炸药。

第四步：性能检测。该低爆速炸药堆积密度为0.63g/cm³，通过长方形装药模型（长×宽×高为500×40×40mm，爆速检测探针距离为200mm）在堆积密度下爆速为2000±50 m/s，猛度为9.6mm。

实施例4：

以工业生产1000Kg低爆速炸药的配方是：硝酸铵552Kg、复合油相24Kg、木粉154Kg、工业食盐270Kg、十八烷胺盐3.0Kg。

按照上述组分和质量配比，制备操作步骤如下：

第一步：称取552Kg硝酸铵、3.0Kg十八烷胺盐投入硝酸铵破碎机中。粗碎后通过150±5℃热风送入凸轮粉碎机进行再次粉碎，并在热风输送过程中进行干燥。粉碎干燥后硝酸铵水分含量≤0.2%，细度为85-95% 过60目筛。

第二步：称取24Kg复合油相在90～110℃的熔化槽中熔化，在120～130℃的保温罐中保温待用。再称取154Kg合格木粉、270Kg工业食盐待用。

第三步：最后将原材料通过机械混合形成低爆速炸药。

第四步：性能检测。该低爆速炸药堆积密度为0.56g/cm³，通过长方形装药模型（长×宽×高为500×40×40mm，爆速检测探针距离为200mm）在堆积密度下爆速为1800±50 m/s，猛度为7.5mm。

三、本发明的优点

1、本发明中低爆速炸药在改性铵油炸药生产工艺的基础上改进而来，利用改性铵油炸药气流工艺，保持了炸药流散性，减少水分含量，大大的提高了低爆速爆炸焊接炸药的储存性能，缓解了结块现象的发生。

2、本发明中低爆速炸药使用的调节剂均为煤矿许用型改性铵油炸药生产材料，解决了外来添加剂对炸药安全稳定性和爆轰稳定性的影响。

3、本发明中低爆速炸药利用现有生产线设备生产，采用机械混合，减少人工成本和人工混合中带来的安全隐患。

4、本发明中低爆速炸药利用密度、猛度、爆速的互相影响关系，实现在同一爆速下对猛度性能的调整。

综上所述，本发明提供的低爆速炸药不含单质猛炸药，也不用添加其他稀释剂，与其他低爆速炸药相比生产成本降低，完全性高，环境污染小。而且本发明在利用原有改性铵油炸药生产线的基础上只需增加少量设备就可批量生产，节约设备投资。另外本发明提供的低爆速炸药混药均匀，对成品组分、水分、细度容易控制。并且本发明产品规格众多，可满足不同金属材料爆炸焊接工艺。

四、本发明的关键点和保护点

1、原材料的选择。本发明在选择原材料时特地选取与煤矿许用型改性铵油炸药类似的材料，一方面保证低爆速炸药的爆轰稳定性和安全稳定性，另一方面利于工业批量生产。

2、生产工艺。本发明低爆速炸药在生产过程中需严格控制生产工艺，特别是对原材料、半成品、成品的水分、细度的控制以及原材料比例控制。通过严格的工艺控制保证了产品的爆轰性能、储存稳定性和流散性。

3、产品性能的可调性。由于低爆速炸药的爆速主要是由炸药爆热和装药密度所决定，而猛度主要是由炸药爆热和爆炸产生气体量所决定，所以本发明利用原材料物理、化学特性在炸药密度、猛度、爆速互相影响的三个因素中寻找平衡点。实现系列化低爆速炸药，以及同一爆速，不同猛度性能的低爆速炸药，充分满足不同金属材料的爆炸焊接生产工艺。

Claims

1.爆速、猛度可调型低爆速炸药，其特征是由下列重量百分比的原料混合制成：硝酸铵52%~73%、复合油相2.0%~3.0%，木粉3%~16%，工业食盐20%~30%，改性剂0.3%~0.42%，各组分合计100%。

2.根据权利要求1所述爆速、猛度可调型低爆速炸药，其特征是爆速1800m/s产品配比为：硝酸铵52%~57%、复合油相2.0%~3.0%，木粉14%~16%，工业食盐25%~30%，改性剂0.3%~0.35%，各组分合计100%。

3.根据权利要求1所述爆速、猛度可调型低爆速炸药，其特征是爆速2000m/s产品配比为：硝酸铵54%~59%、复合油相2.0%~3.0%，木粉10%~12%，工业食盐27%~32%，改性剂0.3%~0.35%。

4.根据权利要求1所述爆速、猛度可调型低爆速炸药，其特征是爆速2300m/s产品配比为：硝酸铵64%~67%、复合油相2.0%~3.0%，木粉6.0%~8.0%，工业食盐24%~27%，改性剂0.32%~0.37%。

5.根据权利要求1所述爆速、猛度可调型低爆速炸药，其特征是爆速2500m/s产品配比为：硝酸铵69%~73%、复合油相2.0%~3.0%，木粉3%~5%，工业食盐20%~24%，改性剂0.37%~0.42%。

6.根据权利要求1-5任意一项所述爆速、猛度可调型低爆速炸药，其特征是复合油相由复合蜡、硬脂酸、Span-80组成，重量百分比分别为97.5%、1.25%、1.25%；改性剂为十八烷胺磷酸盐或十八烷胺醋酸盐或十八烷胺硝酸盐或十八烷胺盐酸盐；木粉为混合木质粉碎制成，水分≤2.0%，细度为85-95% 过40目筛。

7.如权利要求1-6所述的低爆速炸药的制备方法，其特征是包括下操作步骤：

第一步，将硝酸铵与十八烷胺盐按照既定比例投入硝酸铵破碎机粗碎，再经螺带混合机在40～50℃下预热，再通过螺旋输送机送至1号二级凸轮进行粉碎，经热风温度150±5℃为热风气流通过管道送至1号旋风分离器分离后，螺旋收集输送进入2号凸轮机进一步粉碎干燥，再经热风吹送至2、3号旋风分离器进行二次分离，在热风作用下，使硝酸铵与十八烷胺盐充分混合与干燥，从而形成流散性良好的改性硝酸铵；

第二步，将复合油相在温度90～110℃下熔化，并在规定温度下储存待用，储存温度120～130℃；将木粉处理到工艺要求的细度，再经干燥处理达到水分含量≤2%的工艺要求；

第三步，将改性硝酸铵、复合油相、木粉、工业食盐按比例添加进行混合，形成低爆速炸药；

第四步，性能检测：首先利用密度杯测量低爆速炸药堆积密度，其次通过长方形装药模型在堆积密度下测量爆速，最后测量猛度。