液混式膨化硝銨炸藥工藝設(shè)備的技術(shù)優(yōu)勢

劉勛文，高潮，何文，劉曉虎，鄧紅峰(新疆天河化工有限公司，新疆 庫車 842000)

1 液混式膨化硝銨炸藥工藝設(shè)備的技術(shù)優(yōu)勢

液混式膨化硝銨炸藥工藝設(shè)備融入了很多先進的技術(shù)和設(shè)備，實現(xiàn)了液混式膨化硝銨炸藥生產(chǎn)的自動化和數(shù)字化管控。和其他炸藥生產(chǎn)技術(shù)相比，液混式膨化硝銨炸藥工藝設(shè)備的技術(shù)優(yōu)勢，又要體現(xiàn)在以下方面：

一是液混式膨化硝銨炸藥工藝設(shè)備具有很高的自動化水平，進料、結(jié)晶、出料等都能實現(xiàn)自動化和連續(xù)化。比如一套結(jié)晶機是產(chǎn)能就能達(dá)到3 t/h，這是傳統(tǒng)炸藥生產(chǎn)工藝無法比擬的，而且還能實現(xiàn)懸掛輸送、自動包裝和機器人裝車，同時充分保證了制藥工房定量小于1.5 t，裝藥包裝工房定量小于1 t，配合自動化全線控制，生產(chǎn)線已達(dá)到民爆行業(yè)技術(shù)指導(dǎo)意見三期目標(biāo)的相關(guān)要求。

二是液混式膨化硝銨炸藥工藝設(shè)備在生產(chǎn)中，可自主創(chuàng)新研發(fā)生產(chǎn)制造50～120 m3液態(tài)硝酸銨儲存罐具備自動溫控，內(nèi)循環(huán)混合系統(tǒng)、液位監(jiān)控、溫度監(jiān)控聯(lián)鎖和消防雨淋安全聯(lián)鎖安全系統(tǒng)，在公司生產(chǎn)線已經(jīng)成功應(yīng)用10年，進一步減少作業(yè)人員。

三是在液混式膨化硝銨炸藥工藝設(shè)備生中，原材料配比質(zhì)量容易控制，能夠有效提升炸藥生產(chǎn)質(zhì)量。比如：氧化劑硝酸銨、可燃劑油相與膨化劑通過液液相混合，所得炸藥的爆炸性能及抗水性能明顯提高。在結(jié)晶生產(chǎn)中，選擇了真空干燥結(jié)晶工藝，配合出料螺旋主動式出料采用上下料倉串接，實現(xiàn)連續(xù)進料，小批量間斷出料，延長了單位體積物料的干燥時間，確保了炸藥中的水分含量低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，出料過程順暢可靠，后續(xù)物料定量穩(wěn)定。所以，液混式膨化硝銨炸藥工藝設(shè)備生產(chǎn)方式比較簡單，在具體施工中，設(shè)備占地面積小，制藥過程實現(xiàn)無人操作，適合于自動化和連續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)[1]。

2 液混式膨化硝銨炸藥工藝設(shè)備生產(chǎn)過程

雖然液混式膨化硝銨炸藥工藝設(shè)備具有非常明顯的技術(shù)優(yōu)勢，但在具體施工中，依然需要對每道工序和工藝進行嚴(yán)格控制，才能更好地保障液混式膨化硝銨炸藥生產(chǎn)質(zhì)量。

2.1 切實做好配料工作

配料是液混式膨化硝銨炸藥工藝設(shè)備生產(chǎn)的第一步，也是非常重要的一步。如果配料不合理，必然影響后期生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。因此，必須嚴(yán)格做好配料相關(guān)工作。無論是水相配料，還是油相配料，都需要嚴(yán)格控制。在水相配料中，需要嚴(yán)格控制各項原材料的質(zhì)量和性能，水相原材料包括：硝酸銨溶液、固態(tài)硝酸銨、擴散劑。為保證配料的質(zhì)量，生產(chǎn)線采用外購液態(tài)硝酸銨，直接儲存在液態(tài)硝酸銨儲存罐中，根據(jù)生產(chǎn)需要隨時放到水相罐中備用[2]。硝酸銨水溶液暫存罐現(xiàn)場圖如圖1所示。

圖1 硝酸銨水溶液暫存罐

在選擇固態(tài)硝酸銨是時需要做好備用工作，通過合理調(diào)整水相密度。水相暫存罐硝酸銨溶液密度符合要求后，加入擴散劑，水相配制完畢。在水相配料中，需要對各項工藝參數(shù)進行嚴(yán)格控制，主要參數(shù)包括三個方面：其一是硝酸銨溶液儲罐溶液溫度：115～130 ℃；濃度：92%～94%；其二是硝酸銨溶液暫存罐濃度：92%～94%；其三是硝酸銨溶液暫存罐溫度： 120～130 ℃；密度：1.415～1.425 g/cm3。在進行油相配料中，同樣需要對原材料的質(zhì)量和性能進行嚴(yán)格控制。常用的油相材料包括：一體化油相、專用脂和膨化劑。在具體的油相材料配制中，油相根據(jù)配方要求購買原材料進行自行配制或采購一體化油相，溶解備用。油相溶液暫存罐布置現(xiàn)場圖如圖2所示。

圖2 油相溶液暫存罐

在油相配料中，同樣需要對各項工藝參數(shù)進行全面、有效地控制，涉及到的控制參數(shù)包括兩點：其一是油相熔化罐溫度：85～105 ℃；密度：0.83～0.86 g/cm3；重量：≤900 kg；其二是油相暫存罐溫度：75～95 ℃；重量：≤450 kg。

2.2 保證制藥的質(zhì)量

第一，保證水相、油相混合和泵送質(zhì)量。液混式膨化硝銨炸藥工藝設(shè)備中混合器驅(qū)動電機、罐體、攪拌裝置和保溫裝置等四個部分組成，采用敞開、立式結(jié)構(gòu)設(shè)計，水、油相按一定比例從混合器進口連續(xù)進入混合器后，通過攪拌漿的機械攪拌、剪切和混合作用，對水相、油相進行均勻混合，制得一種乳濁液，經(jīng)出料口自流至螺桿泵接料漏斗，再通過螺桿泵送至結(jié)晶機結(jié)晶[3]。水油相混合器、螺桿泵現(xiàn)場布置圖如圖3所示。

圖3 水油相混合器、螺桿泵

第二，保證結(jié)晶的質(zhì)量。膨化結(jié)晶機由罐體、結(jié)晶盤、主軸驅(qū)動系統(tǒng)、出料螺旋系統(tǒng)、真空系統(tǒng)及下料倉裝置六部分組成，采用立式結(jié)構(gòu)設(shè)計。水油相混合物料經(jīng)螺桿泵輸送至罐體，經(jīng)出料口產(chǎn)生細(xì)流均勻噴灑于膨化結(jié)晶機結(jié)晶盤上，在一定的真空條件下瞬間膨化結(jié)晶形成均勻、細(xì)小、松散的膨化硝銨炸藥制品。瞬間膨化結(jié)晶的膨化炸藥制品隨結(jié)晶盤旋轉(zhuǎn)一周充分排水結(jié)晶，再經(jīng)出料螺旋輸送并落入下料倉，通過上下料倉交替在自重的作用下完成出料，從而實現(xiàn)連續(xù)結(jié)晶及出料。

第三，加強對半成品的輸送冷卻、添加木粉量的控制力度，結(jié)晶膨化后經(jīng)結(jié)晶機出料螺旋、大、小真空出料倉、出料上、下平螺旋、出料斜螺旋(螺旋通水冷卻藥溫、木粉經(jīng)干燥、定量后加入)、分料螺旋、料倉(懸掛輸送系統(tǒng))到裝藥包裝工房[4]。

2.3 自動控制及全線視頻監(jiān)控系統(tǒng)

自動控制及全線視頻監(jiān)控系統(tǒng)是液混式膨化硝銨炸藥工藝設(shè)備和其他炸藥生產(chǎn)工藝最為不同的系統(tǒng)。通過自動控制及全線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)φ麄€液混式膨化硝銨炸藥工藝設(shè)備生產(chǎn)全過程進行實時施工，利用傳感器技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等可將生產(chǎn)現(xiàn)場的各項數(shù)據(jù)，技術(shù)傳輸?shù)娇刂浦行模瑓R總到一個平臺上進行集中管理控制。自動化控制系統(tǒng)對膨混生產(chǎn)全過程實現(xiàn)遠(yuǎn)程操作控制、在線修改功能，可根據(jù)需要隨時調(diào)節(jié)產(chǎn)能，具有查詢、存儲、統(tǒng)計、打印、操作授權(quán)等功能，對生產(chǎn)過程中的流量、溫度、真空度、電機電流、泵送壓力等參數(shù)進行在線實時顯示、監(jiān)控，并設(shè)置了可靠的溫度、壓力、電機保護、消防等安全聯(lián)鎖設(shè)施[5]。生產(chǎn)現(xiàn)場自動控制系統(tǒng)配合全線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，確保了生產(chǎn)現(xiàn)場更加安全。

2.4 裝藥包裝和成品裝車

當(dāng)裝藥結(jié)束之后，及時用回轉(zhuǎn)螺旋進行篩藥和降溫冷卻，利用送袋機、裝袋機、縫袋機等，自動化包裝設(shè)備進行裝藥包裝。保證完成之后，經(jīng)皮帶輸送機組到成品暫存庫，機器人裝車。在裝藥保證和成品裝車中，需要對各項參數(shù)嚴(yán)格控制，比如：裝藥的溫度要控制在55 ℃以下，大包裝藥機的壓力要控制在0.45～0.6 MPa之間，大包藥水分：≤0.22%；密度：0.5～0.7 g/cm3。

3 膨化硝銨炸藥推廣建議

第一，膨化硝銨炸藥比較乳化炸藥密度低，爆力強，裝同樣炮孔單耗更小，在爆破中低等硬度巖石爆破效果更好，如新豐石灰?guī)r石場。較乳化炸藥好裝藥入孔，快速安全。實際爆破作業(yè)中炮工用繩索掛乳化炸藥入孔，炮孔深時容易出現(xiàn)藥卷卡孔或者脫落堵孔，處理堵塞炮孔耗時，特別有些定時爆破作業(yè)不得不延時爆破，耽誤工期。

第二，液混式膨化硝銨炸藥較其他硝銨類粉狀炸藥爆速更高，抗水性更好，潮濕炮孔爆破有優(yōu)勢。爆破理論和試驗表明：工業(yè)炸藥的威力取決于其沖量大小，而不在于其脈沖壓力大小，前者取決于炸藥爆破能量大小和作用時間長短，后者取決于爆速。工業(yè)炸藥有用機械功的能量取決于炸藥的爆熱和比容，膨化硝銨炸藥比乳化炸藥做功能力更強，爆速適中[6]。

第三，推廣膨化硝銨炸藥到巖石硬度較高爆破作業(yè)場所，如：鎢礦、花崗巖礦，需對現(xiàn)場爆破情況作充分了解。建議用戶混搭乳化炸藥使用，可以在保證同樣爆破效果下，用戶降低成本，操作方便。同時，應(yīng)盡快縮短膨化硝銨炸藥到爆破工地時間，爭取用膨化硝銨炸藥裝填無水孔爆破。

4 結(jié)語

綜上所述，本文采用理論結(jié)合實踐的方法，分析了液混式膨化硝銨炸藥工藝設(shè)備的技術(shù)優(yōu)勢及其炸藥生產(chǎn)。分析結(jié)果表明，和其他炸藥生產(chǎn)工藝相比，液混式膨化硝銨炸藥工藝設(shè)備有非常顯著的技術(shù)優(yōu)勢，在生產(chǎn)效率、自動化水平、生產(chǎn)質(zhì)量等方面的優(yōu)勢尤為明顯。雖然液混式膨化硝銨炸藥工藝的技術(shù)優(yōu)勢明顯，但依然需要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進行生產(chǎn)，嚴(yán)格控制每道工序的質(zhì)量，才能最大程度上保證液混式膨化硝銨炸藥生產(chǎn)質(zhì)量。