特種爆炸加工專用粉狀乳化炸藥的研制

賀軍偉

摘要：隨著金屬爆炸焊接技術(shù)的發(fā)展，特種爆破加工被廣泛用于石油、化工、加工制造等領(lǐng)域，對專用炸藥的需求也越來越多，采用環(huán)保型炸藥品種進行金屬爆炸復(fù)合焊接，效果好，效率高，對于提高稀有金屬使用和化工行業(yè)耐腐蝕裝備的制造有積極的作用。

關(guān)鍵詞：爆炸焊接;炸藥;爆破

一、總論

（一）項目的主要內(nèi)容及技術(shù)原理簡述

粉狀乳化炸藥是國內(nèi)發(fā)展的一種新型工業(yè)炸藥，采用全新的乳化混合噴霧制粉技術(shù)，所得產(chǎn)品既具有乳化炸藥優(yōu)良的抗水性能，又具有粉狀炸藥做功能力大、流散性好、使用方便的特點，產(chǎn)品儲存性能穩(wěn)定、爆炸性能好。在露天爆破、井巷爆破以及特種爆破領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，受到廣大客戶歡迎。

粉狀乳化炸藥爆速在3.4～3.9×103m/s，爆炸加工則需要較低爆速的炸藥來滿足其特定要求，一般的粉狀乳化炸藥難以滿足，因此研發(fā)特種爆炸加工專用粉狀乳化炸藥，通過分析炸藥的低速爆轟機理，以及炸藥爆炸焊接條件下爆速的影響因素，結(jié)合乳膠基質(zhì)在高溫下具有一定粘性，冷卻后凝固的特性，選擇乳膠基質(zhì)的各個基本組份的合理配比，對粉狀乳化炸藥的配方進行設(shè)計，試驗確定炸藥的配方和生產(chǎn)工藝，并實測分析確定添加劑的含量對乳化炸藥爆速的影響。

其主要技術(shù)原理：

（1）選擇既能降低炸藥的爆溫，又不會影響炸藥的密度的礦物顆粒作為低爆速粉狀乳化炸藥的添加劑;（2）以硝酸銨水溶液為水相，以固體蠟和高分子乳化劑為復(fù)合油相制備出乳膠基質(zhì)，在生產(chǎn)過程中通過加入不干擾產(chǎn)品性能的添加劑，來降低炸藥爆速，又能繼承其原有的優(yōu)良性能。

（二）項目的目的和意義

粉狀乳化炸藥具有抗水性優(yōu)良、作功能力大、爆炸性能高、使用方便的特點，但由于其爆速較高、難以準(zhǔn)確控制等問題難以適應(yīng)不同金屬焊接、爆破等技術(shù)的相關(guān)要求，因此重點研制具有綠色環(huán)保、無毒性、低爆速等特點的能夠?qū)崿F(xiàn)不同金屬爆炸復(fù)合的新型粉狀乳化炸藥。

（三）相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢

國內(nèi)外學(xué)者一方面在高能猛炸藥中加入泡沫塑料和粘結(jié)劑制成低爆速炸藥，另一方面是以銨梯炸藥或銨油炸藥外加木粉、膨脹珍珠巖、食鹽及空心玻璃微球來降低爆速作了初步研究，這些研究為低爆速粉狀乳化炸藥及其低速爆轟機理的究奠定了良好基礎(chǔ)。用于爆炸焊接的炸藥不僅要有合適的爆速，而且流散性要好，以利于均勻布藥;炸藥混合要均勻且密度一致，使低速爆轟能穩(wěn)定傳播;爆炸焊接通常在野外進行，要求炸藥對環(huán)境的適應(yīng)性要強。目前國內(nèi)諸多性能各異的低爆速炸藥，多因穩(wěn)定性、可靠性、適用性和成本等因素，未能形成較大的生產(chǎn)能力。未來隨著光面爆破、控制爆破、爆炸焊接等技術(shù)的發(fā)展和要求，可以預(yù)見其專用低爆速炸藥的研制和應(yīng)用潛力很大，其研究與開發(fā)應(yīng)朝著性能穩(wěn)定、應(yīng)用方便、成本低廉、綠色環(huán)保、工藝簡單等突出特點。

二、項目實施方案

（一）項目達到的目標(biāo)及考核的主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

項目達到的目標(biāo)：主要技術(shù)指標(biāo)：爆速2.2～2.5×103m/s;藥卷密度：（0.85～1.05）g/cm3;殉爆距離：≥5cm;猛度：≥10mm。

經(jīng)濟指標(biāo)：該產(chǎn)品性能優(yōu)越，爆轟能力強，符合安全技術(shù)要求，符合行業(yè)發(fā)展方向，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

（二）項目的主要研究（開發(fā)）內(nèi)容

項目研究主要分為以下幾個方面：

（1）通過理論分析，結(jié)合國內(nèi)外爆炸焊接的發(fā)展現(xiàn)狀，提出低爆速粉狀乳化炸藥的技術(shù)要求;

（2）理論分析工業(yè)混合炸藥的低速爆轟機理，以及炸藥在爆炸焊接條件下爆速的影響因素;

（3）根據(jù)工業(yè)炸藥的配方設(shè)計原理和基本原則，選擇炸藥的各個組份，并設(shè)計低爆速粉狀乳化炸藥的配方，同時對炸藥的爆轟參數(shù)進行實測。

（三）主要技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點

關(guān)鍵技術(shù)：優(yōu)化乳膠基質(zhì)的各個基本組份配比，選擇合適的添加劑，對粉狀乳化炸藥的配方進行設(shè)計，試驗確定炸藥的配方和生產(chǎn)工藝，并分析確定添加劑的含量對粉狀乳化炸藥爆速的影響。

創(chuàng)新點：（1）選擇既能降低炸藥的爆溫，又不會影響炸藥的密度的礦物顆粒作為低爆速粉狀乳化炸藥的添加劑;（2）以硝酸銨水溶液為水相，以固體蠟和高分子乳化劑為復(fù)合油相制備出乳膠基質(zhì)，在生產(chǎn)過程中加入不干擾產(chǎn)品性能的添加劑，既降低了炸藥爆速，又不改變其原有的優(yōu)良性能;（3）生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)安全可靠。

（四）實施方案

（1）通過理論分析，結(jié)合國內(nèi)外爆炸焊接的發(fā)展現(xiàn)狀，提出爆炸加工專用粉狀乳化炸藥的技術(shù)要求;

（2）理論分析工業(yè)混合炸藥的低速爆轟機理，以及炸藥在爆炸焊接條件下爆速的影響因素;

（3）根據(jù)工業(yè)炸藥的配方設(shè)計原理和基本原則，選擇炸藥的各個組份，并設(shè)計爆炸加工專用粉狀乳化炸藥的配方，同時對炸藥的爆轟參數(shù)進行理論計算和實測。

（4）設(shè)計爆炸加工專用乳化炸藥的生產(chǎn)工藝;分析測試炸藥折微觀結(jié)構(gòu)，和炸藥的爆炸性能，如炸藥的猛度和爆速等，分析炸藥的爆速與其布藥厚度之間的關(guān)系;

（5）用協(xié)調(diào)用戶進行不同金屬板材的爆炸焊接試驗，檢測復(fù)合板的質(zhì)量。

（五）技術(shù)風(fēng)險分析

（1）復(fù)合油相材料的選擇需要對油相材料的匹配程度、油膜的韌性，炸藥氧平衡，特別運動粘度等方面進行分析;

（2）尋找乳化水油相形成“油包水”比例的臨界值，進行調(diào)整配方，有破乳風(fēng)險。

三、市場分析

（一）市場預(yù)測

粉狀乳化炸藥自研發(fā)應(yīng)用以來，在全國各地得到了大力的推廣應(yīng)用。特別是近幾年來技術(shù)的不斷創(chuàng)新，使得粉狀乳化炸藥在作功能力、流散性和抗水性、儲存期等方面都優(yōu)于其他粉狀炸藥，但由于其爆速較高、難以準(zhǔn)確控制等問題難以適應(yīng)不同金屬焊接、爆破等技術(shù)的相關(guān)要求，因此公司立項對低爆速粉狀乳化炸藥進行研發(fā)，重點研制具有綠色環(huán)保、無毒性、低爆速等特點，能夠?qū)崿F(xiàn)不同金屬爆炸復(fù)合的新型粉狀乳化炸藥。低爆速粉狀乳化炸藥的研發(fā)和推廣必將有著良好的市場前景，同時，該技術(shù)符合民爆器材行業(yè)發(fā)展方向。

（二）本項目的市場競爭優(yōu)勢、風(fēng)險及市場策略

研制粉狀乳化炸藥具有安全環(huán)保、節(jié)能低耗、性能優(yōu)良、應(yīng)用方便、成本低廉以及不污染環(huán)境等優(yōu)點。項目負(fù)責(zé)人員從事多年粉狀炸藥相關(guān)工作，經(jīng)驗豐富。人才結(jié)構(gòu)合理，相關(guān)儀器設(shè)備條件具備項目完成風(fēng)險小，技術(shù)優(yōu)勢突出。無論從原料供應(yīng)，還是市場前景和技術(shù)支撐，市場應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，前景較好。

（三）推廣應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化分析

本項目根據(jù)國內(nèi)外的市場需求，重點研制低爆速區(qū)間的爆炸加工專用粉狀乳化炸藥，為爆炸焊接提供了新的優(yōu)質(zhì)選擇，具有極其廣泛的應(yīng)用市場和條件，具備產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的基礎(chǔ)和前景。

四、技術(shù)經(jīng)濟可行性的綜合評價

（一）本項目選擇既能降低炸藥的爆溫，又不會影響炸藥的密度的礦物顆粒作為低爆速粉狀乳化炸藥的添加劑，在生產(chǎn)過程中加入不干擾產(chǎn)品性能的添加劑，既降低了炸藥爆速，又不改變其原有的優(yōu)良性能，炸藥混合更均勻，生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)安全可靠。

（二）項目申報前，項目組做了大量工作，取得較好的階段成果，為項目完成打下良好基礎(chǔ)。根據(jù)前期工作所得的階段成果，制定實施方案科學(xué)合理。

（三）本項目立項方向正確，資金預(yù)算合理，資金籌措計劃可行，尤其是項目申報立項前期，投資及時到位，為項目申報立項奠定基礎(chǔ)。

總之，本項目的總體目標(biāo)可行，預(yù)期項目的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)和項目進度如期實現(xiàn)。且承擔(dān)單位領(lǐng)導(dǎo)重視，管理科學(xué)，措施得力，創(chuàng)新意識強，為項目實施提供了重要保證。

參考文獻：

[1]安立昌;低爆速爆炸焊接炸藥的配方設(shè)計;火炸藥學(xué)報;2003年03期

作者單位：前進民爆股份有限公司鞏義分公司