乳化炸药连续化生产工艺质量控制探究

摘要：本文详细阐述了乳化炸药连续生产过程中的工艺质量控制，主要介绍了产品质量的影响因素和控制方法以及建立生产工艺标准化的主要因素。

关键词：乳化炸药 生产工艺质量 控制方法 标准化

1 乳化炸药连续生产工艺现状

2007年8月1日，国家质量监督局颁布了新的民用爆破器材的安全规范生产标准。对民用爆破器材、炸药的生产提出了新的要求。如对生产工艺、贮存、运输、消防等一系列影响生产质量和安全隐患的流程做出了详细的要求。特别强调民用爆破器材的生产工艺应采用成熟、可靠的工艺技术，在生产线的联建中，要尽量保证工艺技术与设备匹配、制药至成品包装能实现自动化、连续化，并能有效地控制生产工艺质量。

目前乳化炸药连续生产工艺大致分为两类：带压式的管道生产工艺和常压敝开式生产工艺。在乳化炸药的生产工艺中以带压式为主，从标准化角度看，带压式生产工艺采用的设备，大多为非标设备，而常压式则是采用标准设备；另外常压式和带压式生产线建设中，采用的工艺、设备、仪表等都在不断地摸索发展中，没有统一的安全技术标准。所以乳化炸药的连续化生产存在的诸多问题值得我们不断去探索和研究。

2 影响乳化炸药质量的主要因素以及控制方法

2.1 水相各组分对产品质量的影响及控制

水相是乳化炸药制作的基本成分，是硝酸铵溶于水形成无机氧化剂盐水溶液。硝酸铵在炸药中的使用其主要的优点是廉价，供氧量少；其缺点是乳化炸药产生不稳定性。硝酸钠是乳化炸药的主要辅助氧化剂，它易溶于水，在溶解时放出大量的氧，有利于调节炸药的氧平衡；同时硝酸钠在溶解时放出大量的热，对提高制药时的溶液温度产生了重要影响。在水相各组分控制中，反复配比硝酸铵和硝酸钠的比例，调整加料的顺序，经过反复测试使水相密度稳定在一个比较合理的值1.44g/cm3左右，这个水相密度符合工艺条件下饱和水溶液相当的密度，为保证乳化基质的质量打下了一个良好的基础。

2.2 油相各组分对产品质量的影响及控制

粘度合适的任何石油产品都可以成为乳化炸药的炭质燃料组分。石油产品粘度选择的原则是：其一保证形成稳定的W/O乳化液体系，其二该体系在一定温度下变得粘稠。一般情况下石油炭质燃料在不同的温度下表现出不同的粘稠能力，根据这个特征，选用一定比例的石蜡、工业凡士林、32#机械油配成炭质燃料。炭质燃料的原材料检验过程中，要严格控制石蜡的含油量和机械油的运动粘度，其值分别小于1.55%和32.5mm2·s-1。其数据结果经过反复的试验和测量，如果石蜡的含油率高，导致乳胶基质针入度增大，使炸药外观形态变软；另外为了提高炸药的稳定性，就要提高油分子的界面膜强度；再者为了改善乳化分散，油分子的粘度不能太高，要保持适中，这样就有利于提高炸药的质量。

2.3 乳化剂的影响及控制

为了提高乳化炸药的稳定性，经过长期的经验和大量的试验证明，采用高分子聚烃烯衍生物作为乳化剂，不仅可以形成较厚的屏障膜，而且还能有效地分散和阻止粒子的聚集。针对同一批次的原料分散剂产生的个体差异，建造乳化剂混合槽，把乳化剂放在槽内混合使用，有效地改善了乳化剂的运动粘度和碱值，从而达到了提高乳化炸药的稳定性。

2.4 敏化过程的控制

敏化工序是乳化炸药生产核心工序之一，而敏化过程的关键是严格控制生产工艺，合理分配加料的量和合理选择加料的先后顺序，适宜的发泡温度的确定。

2.4.1 发泡剂在生产过程中加入位置的确定及加入量对炸药性能的影响

化学发泡剂的发泡原理就是硝酸铵和亚硝酸盐在一定的温度下发生化学反应并产生大量的气泡的过程。乳化炸药的敏化点的选择，要充分考虑时间和位置，这样有利于发泡剂充分反应，提高乳化炸药的性能。在生产实际中，发泡剂的加料时间和位置，要结合工厂的实际情况，生产设备和生产工艺的要求，这样才能使发泡剂达到理想的发泡效果。

2.4.2 促进剂在生产过程中的调整

环境温度对促进剂产生很大的影响，在生产过程中促进剂的添加要考虑季节性的变换，不同的季节加入不同量的促进剂来满足要求。以下是以85％磷酸作为促进剂主要成分为例，夏天磷酸比重取1.28g·cm-3，冬天磷酸比重取1.30g·cm-3，基质发泡所需量与药条密度的关系见 表1。

2.5 装药对乳化炸药质量的影响

装药工艺对乳化炸药的质量有很大的关联，采用合理规范的装药工艺和设备能提高炸药的质量并提高生产过程中的安全性能。乳化炸药的自动装药机，一般采用EL20-1自动装药机，其工艺参数为：装药密度0.90～1.25g·cm-3，液压压力不超过7.5Mpa。乳化炸药的稳定性是炸药制作中的一项重要技术指标，而稳定性的表现因素是界面膜强度和紧密程度。如果乳化炸药的密度过大，将产生不良效果，其一，界面膜将会被破坏，影响破乳的分层速度；其二，影响炸药的起爆和降低传爆能力。温度对装药品质的影响主要表现在外观质量，温度过高外包装纸被烫化，温度过低装药速度降低，影响生产效率。由生产经验和大量实验证明，冬天的装药温度控制在35～45℃，夏天的装药温度控制在40～50℃。

3 建立标准化生产工艺，提高生产质量

3.1 工艺配方

乳化炸药的配方是安全因素的关键，是连续化生产工艺质量的基础。不同的工艺配比将决定不同的生产工艺流程和安全性因素制定，在乳化炸药中水含量是炸药制作的主要参数，然而采用不同的材料将对水含量产生不同的效果。很多厂家在配方中加入大量的石粉，这样减少规定的水含量，从而降低成本和提高装药速度。石粉是一种惰性材料，它的加入产生双重效果，第一降低了粉状乳化炸药的殉爆作用。第二，促进了加工时的不安全因素发生。所以对于石粉的加入量要进行严格的控制，再配比是要综合考虑各方面的因素，达到预定的效果。

乳化炸药的研究和发展已经经历了一段漫长的历史，其配比组合方案已经相当成熟，而配方标准化的道路在一步一步地推进。为了使配方标准化，首先要加强检测时恢复对配比组成的检测要求，提高安全性能；其次配方按其系列标准化，其物理状态也趋于一致，也有利于乳化炸药装药和包装设备的研究。

3.2 加工工艺

乳化炸药的加工工艺主要包括工艺模式、加工温度、压力、流量、产能等。在产品加工时要按照一定的标准进行加工，才能满足质量的要求。

3.2.1 工艺模式

随着乳化炸药生产工艺的发展，其多样化的生产工艺应用于生产实际当中，但其效果并不是很明显。为了提高加工时的效率，产品的质量以及加工过程中的安全，炸药生产公司有必要对炸药的工艺模式进行规划，使其走向标准化道路。在乳化炸药生产中，由于其连续性生产以及生产工艺的控制优势，我们可以改善乳罐问题，乳化器、螺杆泵问题，使其形成一套标准化的生产线。根据现在的乳化炸药生产工艺以及乳化炸药工艺模式技术某些方面已相互渗透，我们完全有能力把生产工艺标准化。

3.2.2 温度、压力

温度和压力是生产工艺重要参数之一，它不仅对产品的质量产生很大的影响，而且也是安全事故的主要原因之一。温度、压力的不同大多由于生产工艺的非标准化。目前，温度压力的控制仅限于超温报警和超温停机功能，而对加工时的温度控制采取的很少。其原因是加工过程中的温度很难检测和控制，所以很多企业再加工温度超过了技术转让方所规定的工艺温度，在生产中为了保证不让停产影响其生产效率，就把报警温度设置值超过了工艺规定的温度，所以在这种情况下很容易产生产品质量和安全事故。针对该情况，对温度和压力的标准化是当务之急。

4 结语

对于乳化炸药的连续生产工艺产品质量控制主要归于三点：其一，严格把关乳化炸药原材料的质量，从源头控制产品的质量；其二，确定合理的工艺条件，满足炸药的敏化效果；其三，制定标准的生产工艺流程，保证产品的质量和安全。

参考文献：

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