特种爆炸加工专用粉状乳化炸药的研制

贺军伟

摘要：随着金属爆炸焊接技术的发展，特种爆破加工被广泛用于石油、化工、加工制造等领域，对专用炸药的需求也越来越多，采用环保型炸药品种进行金属爆炸复合焊接，效果好，效率高，对于提高稀有金属使用和化工行业耐腐蚀装备的制造有积极的作用。

关键词：爆炸焊接;炸药;爆破

一、总论

（一）项目的主要内容及技术原理简述

粉状乳化炸药是国内发展的一种新型工业炸药，采用全新的乳化混合喷雾制粉技术，所得产品既具有乳化炸药优良的抗水性能，又具有粉状炸药做功能力大、流散性好、使用方便的特点，产品储存性能稳定、爆炸性能好。在露天爆破、井巷爆破以及特种爆破领域都得到了广泛应用，受到广大客户欢迎。

粉状乳化炸药爆速在3.4～3.9×103m/s，爆炸加工则需要较低爆速的炸药来满足其特定要求，一般的粉状乳化炸药难以满足，因此研发特种爆炸加工专用粉状乳化炸药，通过分析炸药的低速爆轰机理，以及炸药爆炸焊接条件下爆速的影响因素，结合乳胶基质在高温下具有一定粘性，冷却后凝固的特性，选择乳胶基质的各个基本组份的合理配比，对粉状乳化炸药的配方进行设计，试验确定炸药的配方和生产工艺，并实测分析确定添加剂的含量对乳化炸药爆速的影响。

其主要技术原理：

（1）选择既能降低炸药的爆温，又不会影响炸药的密度的矿物颗粒作为低爆速粉状乳化炸药的添加剂;（2）以硝酸铵水溶液为水相，以固体蜡和高分子乳化剂为复合油相制备出乳胶基质，在生产过程中通过加入不干扰产品性能的添加剂，来降低炸药爆速，又能继承其原有的优良性能。

（二）项目的目的和意义

粉状乳化炸药具有抗水性优良、作功能力大、爆炸性能高、使用方便的特点，但由于其爆速较高、难以准确控制等问题难以适应不同金属焊接、爆破等技术的相关要求，因此重点研制具有绿色环保、无毒性、低爆速等特点的能够实现不同金属爆炸复合的新型粉状乳化炸药。

（三）相关技术领域国内外发展现状、趋势

国内外学者一方面在高能猛炸药中加入泡沫塑料和粘结剂制成低爆速炸药，另一方面是以铵梯炸药或铵油炸药外加木粉、膨胀珍珠岩、食盐及空心玻璃微球来降低爆速作了初步研究，這些研究为低爆速粉状乳化炸药及其低速爆轰机理的究奠定了良好基础。用于爆炸焊接的炸药不仅要有合适的爆速，而且流散性要好，以利于均匀布药;炸药混合要均匀且密度一致，使低速爆轰能稳定传播;爆炸焊接通常在野外进行，要求炸药对环境的适应性要强。目前国内诸多性能各异的低爆速炸药，多因稳定性、可靠性、适用性和成本等因素，未能形成较大的生产能力。未来随着光面爆破、控制爆破、爆炸焊接等技术的发展和要求，可以预见其专用低爆速炸药的研制和应用潜力很大，其研究与开发应朝着性能稳定、应用方便、成本低廉、绿色环保、工艺简单等突出特点。

二、项目实施方案

（一）项目达到的目标及考核的主要技术经济指标

项目达到的目标：主要技术指标：爆速2.2～2.5×103m/s;药卷密度：（0.85～1.05）g/cm3;殉爆距离：≥5cm;猛度：≥10mm。

经济指标：该产品性能优越，爆轰能力强，符合安全技术要求，符合行业发展方向，具有良好的经济效益和社会效益。

（二）项目的主要研究（开发）内容

项目研究主要分为以下几个方面：

（1）通过理论分析，结合国内外爆炸焊接的发展现状，提出低爆速粉状乳化炸药的技术要求;

（2）理论分析工业混合炸药的低速爆轰机理，以及炸药在爆炸焊接条件下爆速的影响因素;

（3）根据工业炸药的配方设计原理和基本原则，选择炸药的各个组份，并设计低爆速粉状乳化炸药的配方，同时对炸药的爆轰参数进行实测。

（三）主要技术关键及创新点

关键技术：优化乳胶基质的各个基本组份配比，选择合适的添加剂，对粉状乳化炸药的配方进行设计，试验确定炸药的配方和生产工艺，并分析确定添加剂的含量对粉状乳化炸药爆速的影响。

创新点：（1）选择既能降低炸药的爆温，又不会影响炸药的密度的矿物颗粒作为低爆速粉状乳化炸药的添加剂;（2）以硝酸铵水溶液为水相，以固体蜡和高分子乳化剂为复合油相制备出乳胶基质，在生产过程中加入不干扰产品性能的添加剂，既降低了炸药爆速，又不改变其原有的优良性能;（3）生产工艺简单，生产安全可靠。

（四）实施方案

（1）通过理论分析，结合国内外爆炸焊接的发展现状，提出爆炸加工专用粉状乳化炸药的技术要求;

（2）理论分析工业混合炸药的低速爆轰机理，以及炸药在爆炸焊接条件下爆速的影响因素;

（3）根据工业炸药的配方设计原理和基本原则，选择炸药的各个组份，并设计爆炸加工专用粉状乳化炸药的配方，同时对炸药的爆轰参数进行理论计算和实测。

（4）设计爆炸加工专用乳化炸药的生产工艺;分析测试炸药折微观结构，和炸药的爆炸性能，如炸药的猛度和爆速等，分析炸药的爆速与其布药厚度之间的关系;

（5）用协调用户进行不同金属板材的爆炸焊接试验，检测复合板的质量。

（五）技术风险分析

（1）复合油相材料的选择需要对油相材料的匹配程度、油膜的韧性，炸药氧平衡，特别运动粘度等方面进行分析;

（2）寻找乳化水油相形成“油包水”比例的临界值，进行调整配方，有破乳风险。

三、市场分析

（一）市场预测

粉状乳化炸药自研发应用以来，在全国各地得到了大力的推广应用。特别是近几年来技术的不断创新，使得粉状乳化炸药在作功能力、流散性和抗水性、储存期等方面都优于其他粉状炸药，但由于其爆速较高、难以准确控制等问题难以适应不同金属焊接、爆破等技术的相关要求，因此公司立项对低爆速粉状乳化炸药进行研发，重点研制具有绿色环保、无毒性、低爆速等特点，能够实现不同金属爆炸复合的新型粉状乳化炸药。低爆速粉状乳化炸药的研发和推广必将有着良好的市场前景，同时，该技术符合民爆器材行业发展方向。

（二）本项目的市场竞争优势、风险及市场策略

研制粉状乳化炸药具有安全环保、节能低耗、性能优良、应用方便、成本低廉以及不污染环境等优点。项目负责人员从事多年粉状炸药相关工作，经验丰富。人才结构合理，相关仪器设备条件具备项目完成风险小，技术优势突出。无论从原料供应，还是市场前景和技术支撑，市场应用领域广泛，前景较好。

（三）推广应用及产业化分析

本项目根据国内外的市场需求，重点研制低爆速区间的爆炸加工专用粉状乳化炸药，为爆炸焊接提供了新的优质选择，具有极其广泛的应用市场和条件，具备产业化生产的基础和前景。

四、技术经济可行性的综合评价

（一）本项目选择既能降低炸药的爆温，又不会影响炸药的密度的矿物颗粒作为低爆速粉状乳化炸药的添加剂，在生产过程中加入不干扰产品性能的添加剂，既降低了炸药爆速，又不改变其原有的优良性能，炸药混合更均匀，生产工艺简单，生产安全可靠。

（二）项目申报前，项目组做了大量工作，取得较好的阶段成果，为项目完成打下良好基础。根据前期工作所得的阶段成果，制定实施方案科学合理。

（三）本项目立项方向正确，资金预算合理，资金筹措计划可行，尤其是项目申报立项前期，投资及时到位，为项目申报立项奠定基础。

总之，本项目的总体目标可行，预期项目的技术经济指标和项目进度如期实现。且承担单位领导重视，管理科学，措施得力，创新意识强，为项目实施提供了重要保证。

参考文献：

[1]安立昌;低爆速爆炸焊接炸药的配方设计;火炸药学报;2003年03期

作者单位：前进民爆股份有限公司巩义分公司