CN1072404A - 乳化炸药快速发泡敏化新工艺 - Google Patents

Abstract

该项发明公开了一种乳化炸药的快速发泡敏化 新工艺。工艺流程为水相材料、油相材料的制备—— 乳化——冷却——快速发泡敏化——装药卷——装 箱入库。它选用亚硝酸钠为发泡剂，磷酸为促进剂， 并以尿素为辅助发泡材料，可使发泡时间由24小时 缩短到20分钟，不需保温发泡，可免建保温发泡库， 节省资金约20万元，无发泡后效问题、工艺简单、效 益明显。测试表明，其殉爆、爆速、猛度、密度等性能 指标均达到MT66-82标准的要求。

Description

本发明涉及一种工业用炸药，尤其是适于乳化炸药的快速发泡敏化新工艺。

敏化技术是乳化炸药工艺生产的重要工艺流程之一。现有乳化炸药的传统敏化技术大致可分为珍珠岩敏化和化学发泡敏化两类，但前者因自身体积大、易吸潮破碎、运输、保管费用大;对搅伴掺和设备的破碎程度要求严格，且因自身较脆易成粉状，难以实现机械自动化给料，环境有粉尘污染;特别是由于自身为惰性物质，造成炸药威力、爆速、猛度降低;又因加入量较大，成本较高，100-200元/吨。而后者化学发泡技术虽然具有成本低、炸药爆炸性能好、易于自动化作业等优点，但也存在如下几方面的缺点：（1）发泡剂加入乳胶基质中后需保温4-24小时，才能发泡敏化合格，造成工序中断，不易管理，保温需送汽、耗煤、水、电、人工，特别在北方温度必须保障，否则，药温一低，则再加温发泡敏化比较困难。（2）存在一定后效，所谓后效问题，是指炸药在发泡室内的4-24小时后，在环境温度25℃以上时仍然发泡，造成药卷胀冒、破肚，密度严重下降时，炸药威力明显降低。

本发明针对上述问题，提供一种化学法快速发泡敏化技术，它可使敏化时间在5-120分钟之间任意调节完成，并能克服发泡后效产生的药卷胀冒，破肚现象，从而避免了爆炸威力下降问题。

本发明的任务是按如下工艺流程进行的：水相材料、油相材料制备-乳化-冷却-快速发泡敏化-装药卷-装箱入库。

以一次配制度2.5t乳化爆药为例：

a、水相材料制备：将硝酸铵1687.5kg、硝酸钠300kg依次粉碎，另备尿素34kg，在溶解罐内先注入水温大于80℃的水300kg，然后将上述原材料依次投入溶解罐，经搅拌与循环加热，输入贮存罐，然后进入水相计量槽，控制温度为100-115℃。油相材料制备：复合乳化剂50kg、复合腊87.5kg依次投入溶解罐溶解，搅拌与循环匀均，输入贮存罐，然后进入油相计量槽，油相排料温度为80-85℃。b、乳化：先将油相材料注入乳化机，增加转速550r/min，再将水相材料注入乳化机，乳化时间控制在10分钟，降低转速，此时已形成粘稠的乳胶基质即乳化炸药半成品。c、冷却：将乳化后的乳胶质由乳化机下面的缓冲罐抽出200kg经冷却器冷却输入敏化机内。d、快速发泡敏化：（1）发泡材料选择，把发泡材料分布在基质中，首先要使其成为流体，而最方便最廉价的分散剂就是水，按着乳化炸药中水份每增加1%，则炸药威力相应减少1.07%的定量关系，选用溶解度高的发泡材料对不降低炸药的威力是明显有利的。为不明显改变配方，不影响炸药的氧平衡和各种性能，产生量必须是较大的，以尽量减少用量，而亚硝酸钠附合上述条件，同时选用磷酸作促进剂，加入定量尿素，反应机理方程式如下：

（2）确定工艺参数，不同油相材料生产的乳化炸药的截留气体温度是不同的，如柴油∶石蜡为1∶3时，制出的乳化炸药截留气体温度为43℃，只有在这个温度以下进行的发泡敏化才是有效的，与此同时，敏化机的功率是有限的，乳化炸药基质的粘度在60℃时为40-60万CP，而在30℃时则为80-100万CP，而且搅拌对基质造成的摩擦，对炸药的贮存期具有不良影响，因而确定加入发泡材料时，基质的温度范围在60-35℃之间。敏化机的搅拌作用是有限的，加入速度如果过快，则会由于发泡速度过快，气体逸出，达不到敏化效果，而加入速度过慢，则搅拌的同时，由于基质在不断地产生新表面，气泡也在逸出，造成发泡材料的浪费，所以第一种发泡材料亚硝酸钠加入搅拌均匀后，第二种发泡材料促进剂磷酸的加入时间为3-7分钟，因为第一种发泡材料在第二种发泡材料加入的时同仍在不断地进行分散，所以第一种材料的加入时间可比第二种材料的加入时间短，这样可以避免整个敏化时间过长，影响工序生产能力，同时达到敏化效果。当参加反应的材料浓度确定以后，反应速度是受温度制约的。一般情况下，温度越高则反应速度越快，反之亦然。液体温度较高，发泡材料加入后，敏化机内会出现黄色气体，这是因为产生了其它气体NO₂等，同时温度过高也给敏化机的降温能力带来困难，使基质的整个药温上升;如果液体的温度过低，发泡材料会产生析晶，下能在基质内均匀地分散，促进剂也会辅助发泡材料产生不溶于水的物质，考虑以上两方面，确定发泡材料的液体温度为50-60℃。发泡的作用是在混合炸药内形成0.5-100微米的微小气泡，以便在外界起爆冲量的机械作用下被绝热压缩，使机械能转变为热能，在10^-3-10^-5秒内的短暂时间内产生一系列400-600℃灼热点，从而激发乳化炸药爆炸，所以在加入各种材料时应考虑氧平衡，按着特定的反应方式，加入的全部发泡剂氧平衡为零，因而确定亚硝酸钠的加入量为基质重量的0.15-0.55%，促进剂磷酸为基质重量的0.1-0.4%辅助发泡材料尿素0.1-0.2%不超过炸药组合设计一般为±1%的公认原则。（3）配制发泡剂溶液，上述工艺参数确定以后，开始配制发泡剂溶液，定量亚硝酸钠为基质重量的0.15-0.55%加入1∶1的水（重量比），加热溶解，温控在60℃水浴槽内;定量磷酸为基质重量的0.1-0.4%加入1∶1的水（容积之比），再加入定量尿素0.1-0.2%，当乳化机内基质降到规定温度后，加入亚硝酸钠溶液，机械搅拌均匀，然后均匀地将促进剂加入，加完后停机放料。e，装药卷：将上述成品料经多头式装药机装入药筒内，规格φ35mm×150g，也可按用户要求制定规格。f，将上述小药卷装箱入成品库。

乳化炸药快速发泡敏化新工艺与传统发泡工艺相比，发泡时间由24小时缩短到20分钟，不需保温发泡，可免建保温发泡库，节省资金约20万元，无发泡后效问题，工艺简单，效益明显;通过对按照这种工艺在生产线上进行试验所产出的样品进行性能测试，其殉爆、爆速、猛度、密度等性能均达到MT66-82标准的要求。

实施例：

以一次配制2.5t乳化爆药为例：

a，水相材料制：将销酸铵1687.5Kg、硝酸钠300Kg依次粉碎，另备尿素34Kg，在溶解罐内先注入水温高于80℃的水300Kg，然后将上述材料依次投入溶解罐，经搅拌与循环加热输入贮存罐，然后进入水相计量槽，温度控制在100-115℃。油相材料制备：复合乳化剂50Kg、复合蜡87.5Kg依次投入溶解罐溶解，搅拌与循环匀均输入贮存罐，然后进入油相计量槽，其排料温度为80-85℃。b，乳化：先将油相材料注入乳化机，增加转速550r/min，再将水相材料注入乳化机，乳化时间控制在10分钟，降低转速，此时已形成粘稠的乳胶基质，即乳化炸药半成品。C，冷却：将乳化后的乳胶质由乳化机下面的缓冲罐抽出200Kg，经冷却器冷却至60℃，输入敏化机内。d，快速发泡敏化：（1）配制发泡剂溶液，定量亚硝酸钠为基质重量的0.15-0.55%，加入1∶1的水（重量比），加热溶解，温控在60℃水浴槽内;定量浓度为85%的磷酸为基质重量的0.1-0.4%，加入1∶1的水（容积之比），再加入尿素为基质重量的0.1-0.2%。（2）向基质内加入发泡剂溶液：当敏化机内基质降到60℃后，加入亚硝酸钠发泡剂溶液，机械搅拌均匀，然后均匀地将磷酸促进剂溶液加入，时间为3-7分钟停机放料。e，装药卷：将上述成品料经多头式装药机装入药筒内，规格为φ35mm×150g。f，将上述小药卷装箱入成品库。上述所说的亚硝酸钠可由硝酸钾、碳酸氢钠、碳酸铵代替，磷酸也可由硫酸、盐酸、及能产生酸性物质的硫脲代替。

Claims (2)

1、一种乳化炸药快速发泡敏化新工艺，它由下述工艺流程而完成：水相材料、油相材料制备-乳化-冷却-快速发泡敏化-装药卷-装箱入库，其特征在于，所述的快速发泡敏化新工艺：(1)先配制发泡剂溶液，定量亚硝酸钠为基质重量的0.15-0.55%，加入1∶1的水(重量比)加热溶解，温控在60℃水浴槽内；定量浓度为85%的磷酸为基质重量的0.1-0.4%，加入1∶1的水(容积之比)，再加入尿素为基质重量的0.1-0.2%，(2)向基质内加入发泡剂溶液，当敏化机内基质降到60℃后，加入亚硝酸钠发泡剂溶液，机械搅拌均匀，然后均匀地将磷酸促进剂溶液加入、时间为3-7分钟，也可根据敏化机的搅拌效率适当调节促进剂加入时间。停机放料。

2、如权利要求所述的乳化炸药快速发泡敏化新工艺，其特征在于：亚硝酸钠可由亚硝酸钾、碳酸氢钠、碳酸铵代替，磷酸也可由硫酸、盐酸、及能产生酸性物质的硫脲代替。