膨化炸药模板

膨化炸药第五组内容5.7膨化硝酸制造的工艺控制5.8膨化硝铵炸药的制造5.9膨化硝铵炸药5.10膨化硝铵炸药的特点5.7膨化硝酸制造的工艺控制膨化四要素(膨化质量和安全生产的保证)膨化剂用量硝酸铵溶液温度硝酸铵溶液浓度真空度（1）硝酸铵溶液温度控制由于在生产过程中，溶液的吸送系统、各种设备和配件、膨化机中的余料都会造成热量损失，导致溶液温度降低，为保证膨化前硝酸铵处于充分溶解的状态，温度控制120~140℃。（2）硝酸铵溶液浓度控制浓度太低水分来不及瞬间逸出，影响快速结晶过程；太稀溶液浓度降低，体系呈稀汤状，影响膨胀状态的形成。浓度太高，膨化时水分汽化量不够，不能形成有效的沸腾状态，最终结果只能是类似于死面疙瘩。控制在88~93%。（3）膨化剂用量膨化硝酸铵的雷管感度与膨化剂用量存在一定的关系。在保证硝酸铵膨化后不具备雷管感度的安全条件下，膨化剂用量控制在0.10~0.15%。（4）膨化压力外界压力越低，体系的压力差越大，膨化效果越好，低于-0.08MPa，不能膨化。膨化压力要达到-0.088MPa以下。特别是外界压力形成时间，对膨化过程非常重要，使真空泵工作状态、体系密封状态和体系运行状态以及冷凝效果的综合作用，这个时间越短越有利。硝酸铵溶液进入膨化机后，压力达到-0.088MPa的时间一般不超过4min。（5）其他工艺控制√设备预热：膨化结晶机和出料螺旋的预热是必不可少的。√体系密封：泄露造成膨化不完全、不充分、膨化不合格。√仪器仪表：各种显示压力、温度、时间等仪器直接反应体系的运行状况，其准确性影响正常的操作和产品质量。√有机杂质：含有0.2%以上的有机杂质使感度明显提高，大大催化硝酸铵的分解，生产过程中尽量避免有机杂质的混入和膨化剂的重复投入。√溶液浓度：硝酸铵溶液配制后，经较长时间的保温，有少量水分损失，应及时调整，增加相应的水量。√膨化质量判别：堆积密度、出料状态、经验判别（定量装车的体积法）√膨化过程判别：膨化压力的变化情况是判断膨化过程的有效方法。物料进入膨化机，真空度不断上升，至一定程度时，体系沸腾和膨胀，水分气化和逸出直至完全膨化和干燥，则真空度相应的变化为“上升-稳定-下降-上升”。√冷却用水：膨化过程中形成的水蒸气都需冷凝，必然伴随着大量冷却水的使用和冷却水的升温。冷却水循环使用，就必须使冷却水降温和定期更换冷却水。√防止吸湿：硝酸铵出料和输送过程中会形成短面，具有一定的吸湿性，在高温季节要特别注意。√非正常出料：电流表变化直接反应出料螺旋的阻力，阻力太大则进行正反向交替操作；如仍不能出料，则需人工破料，不能勉强，否则设备受损。5.8膨化工艺的特点①膨化过程的快速性硝酸铵溶液从开始“沸腾”到“膨胀”结束的时间只有70~90s；生产实际情况也说明这一过程是在很短时间内完成的。膨化的快速性决定了膨化硝铵炸药生产的高效率，是本技术具有实际应用价值的重要原因。膨化的快速性也反应了硝酸铵溶液在膨化结晶过程中“沸腾”和“膨胀”的程度。过分的“沸腾”往往导致大气泡的形成，这对爆炸性能不利。只有“微气泡”才是起到敏化作用的有效气泡，否则不但不能敏化，反而起到降低密度的作用，影响炸药产品的有效装药量、降低爆炸效果。②膨化硝酸铵的热粘性膨化硝酸铵的热粘性对于工业生产来说非常重要。例如：硝酸铵膨化结束后的物料温度高达100~105℃，这时硝酸铵呈松软和柔韧的整体大块，很难将其破碎，也就难以将其排出膨化结晶机。经过对膨化结晶机出料机构的设计和制作进行了多次修改，才使这一问题得到较好的解决。硝酸铵的热粘性还影响膨化硝铵炸药的生产过程和产品质量。例如，硝酸铵膨化后在出料或螺旋输送的过程中将会受到不同程度的挤压作用，这时可能成团，不利于进一步的破碎的混合，最后造成产品不均匀而影响产品性能。③膨化硝酸铵的冷脆性膨化硝酸铵的冷脆性也是一个重要的工艺特性。一般来说，正常膨化的硝酸铵温度在70℃以下时就非常松脆，以至用手指轻轻碾压就会形成极细粉末。这一点对生产来说非常有益，只要充分利用这一特性就可以获得很高的生产效率和优良的产品质量。膨化硝酸铵的冷脆性还可以节省能量。在夏季和较高温度条件下都在混合设备中通冷水，不但充分利用了自身热量，而且避免了惯用的蒸汽加热混合的能量消耗。膨化硝酸铵在较低温度下易粉碎、易加工的特点还特别有利于实现连续化生产，粉碎和混合可以在一个系统中得到完成，无需采取普通硝酸铵及其炸药制造所需的高速机械粉碎和强烈碾混等条件。④硝酸铵膨化的自热性水分汽化需要吸收大量热，但是硝酸铵析晶过程及其晶变会放出大量热，所以硝酸铵膨化过程不需要外界能量支持。例如：10kg质量分数90%的硝酸铵溶液中（130℃）含有9kg硝酸铵和1kg水，水蒸发约需2170kJ热量，硝酸铵析晶约放出1000kJ热量，硝酸铵晶变约放出455kJ热量，即硝酸铵膨化过程仅需提供约700kJ热量，这些热量可以从硝酸铵降温放出的热量补充。热量补充的结果是硝酸铵自身降温35℃左右。因此，在生产过程中，硝酸铵膨化不要加热。⑤硝酸铵膨化的可调性硝酸铵膨化的程度可以在一定范围内调节。例如：适当调整膨化剂的使用量可以一定范围内改善膨化硝酸铵的感度，进而改善炸药产品的爆炸性能；改变压力条件可以控制膨化高度及微气泡量，从而改变膨化效果等。这些工艺条件对产品性能影响情况的了解和掌握，对生产过程控制非常必要和非常重要。⑥膨化硝酸铵的再生性生产过程中会发生意外情况造成膨化失败，膨化硝酸铵的再生性会将损失减小到最低程序。因为硝酸铵是可以反复膨化的，只要将不合格的膨化硝酸铵再次溶解、再次膨化，仍然可以获得合格的膨化硝酸铵。⑦膨化硝酸铵的吸湿性硝酸铵膨化以后，其表面均匀分布和覆盖了一层极薄的“表面活性剂憎水层”，可以有效地抵挡和防止水分子的入侵，所以吸湿性显著降低。但在膨化结束以后必需的破碎、出料过程中，膨化硝酸铵出现了大量的“断裂面”，具有很强的吸湿倾向，在生产过程中对此必须高度重视，采取有效措施。5.8膨化硝铵炸药的制造（1）膨化硝铵炸药的混合膨化硝铵炸药由膨化硝酸铵、复合燃料油、木粉及其它添加剂等组成，是一种“固液”两相混合体系。由于混合过程的顺序性，它们的混合属于“固-固”和“固-液”两种混合类型。膨化硝铵炸药的混合过程由原材料准备和各组分混合两部分组成，具体过程可用下列框图表述，其中混合Ⅰ、混合Ⅱ、混合Ⅲ表示混合顺序。膨化硝铵炸药属于“固-液”两相多组份混合体系，包涵了“固-固”和“固-液”两种混合类型，所以它们的混合形式主要有机械混拌和浸润扩散。前者主要依靠机械作用力，后者主要借助于分子间力。膨化AN定量定量过筛粉碎烘干木粉混合Ⅰ混合Ⅱ混合Ⅲ半成品燃料油熔混定量定量精制食盐（2）各组分的混合膨化硝铵炸药各组分的混合包含了“固-固”和“固-液”两种类型的混合。由于产品的性能与各组分混合的均匀性有着直接的关系，要求混合设备具有良好的混合效果。膨化硝铵炸药常用的混合设备为碾混机是一种新型的连续混合机，具有生产效率高，运行连续和过程安全的特点而得到越来越多的应用。卧式连续碾混机基于轮碾机的工作原理，采用微型轮碾群组结构，辅以间隔排列的螺旋叶片，使得该设备同时兼有挤压、剪切、摩擦、劈裂、撞击等多重作用和粉碎、混拌、传热、传质、输送等多种功能；卧式连续碾混机作用原理是辗压混合一个水平放置的夹套圆筒和“榔牙棒”形式的主轴组成的混合设备。主轴上均匀对称地排列了“T”形滚轮，“T”的下部是固定在轴上的支撑杆，“T”的上部是一个水平的滚轮。滚轮与筒体内壁之间存在1~2mm的间隙，当间隙内有物料时滚轮可以“自转”，同时物料随主轴一起“公转”。“自转”和“公转”的结合形成滚轮与物料间的相对运动。滚轮与支撑之间是一种弹性结合，这就使滚轮对物料形成压力。具有压力的相对运动必然形成物料与滚轮之间的摩擦和挤压。滚轮间均匀、对称地分布着螺旋叶片，使辗压后的物料向前推进和向上运动。摩擦、挤压、垂直运动、水平运动和夹套加热等的综合作用，使得卧式辗混机具备了混合、粉碎、输送、传热、传质等多种功能。（3）混合工艺简介膨化硝铵炸药的混药设备和工艺，采用连续混药系统，彻底取消了间断、落后、低效的轮碾混药机。连续混药系统的设备是根据物料“相向、相对和逆向”运动而形成“湍动混合”的思想，采用锥形预混器和双螺旋主混器相结合的“二段混和”技术方案设计而成的。连续混药系统主要靠“螺旋输送”来实现工艺的连续化。膨化硝酸铵经螺旋输送、定量、粉碎后进入混药设备；木粉经螺旋干燥、输送、定量后进入混药设备；复合燃料油经定量进入混药设备。各种材料经预混器混合后进入双螺旋混合器。但是螺旋混合仅仅是混拌，几乎不具备粉碎、捏合、揉合等必备的强制性的机械作用，生产的产品密度偏低，颗粒较粗、均匀性不够。南京理工大学采用了膨混联建、连续化、自动化、随动定量、连续碾混、连续螺混的生产工艺，已经成为粉状工业炸药主流产品和先进生产工艺，实现了从人工劳动强度大的间断工艺到连续化、生产线密封化、程控化的根本性转变，彻底淘汰了铵锑炸药落后的轮碾工艺，形成如下几种模式：①立式间断膨化——螺旋连续混药工艺年生产能力为8000~10000吨，具有设备投资小、布置紧凑、工艺流畅、可操作性强、产品性能稳定的特点，采用了节能型水喷射泵，使真空系统的速率和效率明显提高，能量消耗降低了约30%，而且简化了系统结构。（图1）②连续膨化——螺旋连续混药工艺年生产能力为12000~15000吨，生产线结构紧凑、布局合理，采用膨化硝酸铵回转冷却输送设备，引入硝酸铵自动加料技术为特色的自动控制操作系统，实现了生产过程的连续化、自动化。主要特点是采用计算机控制系统，对配料溶化、连续膨化、连续混药等关键工序运用自动控制技术进行控制、调节、记录、提高了产品质量的稳定性；对工艺流程设备运行状态及主要工艺参数用动画方式实时、直观形象地在工艺流程中显示出来，并可以实时采集和自动记录，形成历史数据库；对质量控制的关键参数进行实时监测，出现异常自动报警、故障自动监测诊断等；生产线的关键部位均设置了检测、限制报警与保护、连锁保护装置，提高了整条生产线的可靠性和安全性。此外，高效率、低能耗的水循环式真空系统的引入也是该生产线的一大特点。（图2）③立式间断膨化——随动配料连续碾混混药工艺核心设备是卧式连续碾混机。关键技术是随动计量配料系统，是一种以硝酸铵计量为基准，其它物料按照设定的投料比跟踪计量的自动程控加料体系。该系统采用冲量计量、质量计量、体积计量相结合的计量方式和冲板流量计、质量传感器、流量计量泵相匹配的计量装置，以及专门设计的计算机程控装置组合而成。从而实现了硝酸铵冲量主动计量，木粉和食盐减量随动定量、燃料油体积随动计量的膨化炸药自动添加随动配料的自控系统。卧式连续碾混机、随动自控配料装置，辅以缓冲式螺旋冷却机、盘管式螺旋凉药机、椎形预混器等形成了膨化硝铵炸药连续碾混新技术，实现了精确计量、准确配料、自动控制、高效混合的粉状硝铵炸药连续化生产。生产的膨化硝铵炸药均匀细致，密度0.88~0.92g∙cm-3(立式手工装药机)和0.91~0.95g∙cm-3(自动装药机)，爆炸性能优良。连续碾混技术具有：（1）年生产能力达8000~15000吨；（2）颗粒微细、分散均匀、结合紧密，炸药的密度、爆速、猛度和殉爆明显提高；（3）产品质量稳定，生产过程的密封性、连续性和程控性基本消除了环境因素和人工因素对产品质量的影响；（4）生产安全可靠，减少生产人员，操作不安全因素减少；（5）生产成本降低，基本消除“跑冒滴漏”，产品合格率提高，能量利用率改善。（A）膨化硝铵炸药连续生产线生产效率高，操作简便，过程稳定，年生产能力可达12000~15000吨；（B）连续生产线产品质量稳定，爆炸性能优良，一般殉爆距离在6cm以上，爆速在3300~3500/s，猛度在13~14mm。（C）连续生产线中对工艺精度要求较高、操作比较繁琐的部位实行自动控制，减轻了工人的劳动强度，提高了产品的稳定性。（D）连续生产线的关键点位均设置了检测、限制报警与保护、连锁保护，提高了整条生产线的可靠性和安全性。从生产中得出的结论：（4）