液混式膨化硝铵炸药工艺设备的技术优势

刘勋文，高潮，何文，刘晓虎，邓红峰(新疆天河化工有限公司，新疆 库车 842000)

1 液混式膨化硝铵炸药工艺设备的技术优势

液混式膨化硝铵炸药工艺设备融入了很多先进的技术和设备，实现了液混式膨化硝铵炸药生产的自动化和数字化管控。和其他炸药生产技术相比，液混式膨化硝铵炸药工艺设备的技术优势，又要体现在以下方面：

一是液混式膨化硝铵炸药工艺设备具有很高的自动化水平，进料、结晶、出料等都能实现自动化和连续化。比如一套结晶机是产能就能达到3 t/h，这是传统炸药生产工艺无法比拟的，而且还能实现悬挂输送、自动包装和机器人装车，同时充分保证了制药工房定量小于1.5 t，装药包装工房定量小于1 t，配合自动化全线控制，生产线已达到民爆行业技术指导意见三期目标的相关要求。

二是液混式膨化硝铵炸药工艺设备在生产中，可自主创新研发生产制造50～120 m3液态硝酸铵储存罐具备自动温控，内循环混合系统、液位监控、温度监控联锁和消防雨淋安全联锁安全系统，在公司生产线已经成功应用10年，进一步减少作业人员。

三是在液混式膨化硝铵炸药工艺设备生中，原材料配比质量容易控制，能够有效提升炸药生产质量。比如：氧化剂硝酸铵、可燃剂油相与膨化剂通过液液相混合，所得炸药的爆炸性能及抗水性能明显提高。在结晶生产中，选择了真空干燥结晶工艺，配合出料螺旋主动式出料采用上下料仓串接，实现连续进料，小批量间断出料，延长了单位体积物料的干燥时间，确保了炸药中的水分含量低，产品质量稳定，出料过程顺畅可靠，后续物料定量稳定。所以，液混式膨化硝铵炸药工艺设备生产方式比较简单，在具体施工中，设备占地面积小，制药过程实现无人操作，适合于自动化和连续工业化生产[1]。

2 液混式膨化硝铵炸药工艺设备生产过程

虽然液混式膨化硝铵炸药工艺设备具有非常明显的技术优势，但在具体施工中，依然需要对每道工序和工艺进行严格控制，才能更好地保障液混式膨化硝铵炸药生产质量。

2.1 切实做好配料工作

配料是液混式膨化硝铵炸药工艺设备生产的第一步，也是非常重要的一步。如果配料不合理，必然影响后期生产的质量和效率。因此，必须严格做好配料相关工作。无论是水相配料，还是油相配料，都需要严格控制。在水相配料中，需要严格控制各项原材料的质量和性能，水相原材料包括：硝酸铵溶液、固态硝酸铵、扩散剂。为保证配料的质量，生产线采用外购液态硝酸铵，直接储存在液态硝酸铵储存罐中，根据生产需要随时放到水相罐中备用[2]。硝酸铵水溶液暂存罐现场图如图1所示。

图1 硝酸铵水溶液暂存罐

在选择固态硝酸铵是时需要做好备用工作，通过合理调整水相密度。水相暂存罐硝酸铵溶液密度符合要求后，加入扩散剂，水相配制完毕。在水相配料中，需要对各项工艺参数进行严格控制，主要参数包括三个方面：其一是硝酸铵溶液储罐溶液温度：115～130 ℃；浓度：92%～94%；其二是硝酸铵溶液暂存罐浓度：92%～94%；其三是硝酸铵溶液暂存罐温度： 120～130 ℃；密度：1.415～1.425 g/cm3。在进行油相配料中，同样需要对原材料的质量和性能进行严格控制。常用的油相材料包括：一体化油相、专用脂和膨化剂。在具体的油相材料配制中，油相根据配方要求购买原材料进行自行配制或采购一体化油相，溶解备用。油相溶液暂存罐布置现场图如图2所示。

图2 油相溶液暂存罐

在油相配料中，同样需要对各项工艺参数进行全面、有效地控制，涉及到的控制参数包括两点：其一是油相熔化罐温度：85～105 ℃；密度：0.83～0.86 g/cm3；重量：≤900 kg；其二是油相暂存罐温度：75～95 ℃；重量：≤450 kg。

2.2 保证制药的质量

第一，保证水相、油相混合和泵送质量。液混式膨化硝铵炸药工艺设备中混合器驱动电机、罐体、搅拌装置和保温装置等四个部分组成，采用敞开、立式结构设计，水、油相按一定比例从混合器进口连续进入混合器后，通过搅拌浆的机械搅拌、剪切和混合作用，对水相、油相进行均匀混合，制得一种乳浊液，经出料口自流至螺杆泵接料漏斗，再通过螺杆泵送至结晶机结晶[3]。水油相混合器、螺杆泵现场布置图如图3所示。

图3 水油相混合器、螺杆泵

第二，保证结晶的质量。膨化结晶机由罐体、结晶盘、主轴驱动系统、出料螺旋系统、真空系统及下料仓装置六部分组成，采用立式结构设计。水油相混合物料经螺杆泵输送至罐体，经出料口产生细流均匀喷洒于膨化结晶机结晶盘上，在一定的真空条件下瞬间膨化结晶形成均匀、细小、松散的膨化硝铵炸药制品。瞬间膨化结晶的膨化炸药制品随结晶盘旋转一周充分排水结晶，再经出料螺旋输送并落入下料仓，通过上下料仓交替在自重的作用下完成出料，从而实现连续结晶及出料。

第三，加强对半成品的输送冷却、添加木粉量的控制力度，结晶膨化后经结晶机出料螺旋、大、小真空出料仓、出料上、下平螺旋、出料斜螺旋(螺旋通水冷却药温、木粉经干燥、定量后加入)、分料螺旋、料仓(悬挂输送系统)到装药包装工房[4]。

2.3 自动控制及全线视频监控系统

自动控制及全线视频监控系统是液混式膨化硝铵炸药工艺设备和其他炸药生产工艺最为不同的系统。通过自动控制及全线视频监控系统，能够对整个液混式膨化硝铵炸药工艺设备生产全过程进行实时施工，利用传感器技术，网络技术等可将生产现场的各项数据，技术传输到控制中心，汇总到一个平台上进行集中管理控制。自动化控制系统对膨混生产全过程实现远程操作控制、在线修改功能，可根据需要随时调节产能，具有查询、存储、统计、打印、操作授权等功能，对生产过程中的流量、温度、真空度、电机电流、泵送压力等参数进行在线实时显示、监控，并设置了可靠的温度、压力、电机保护、消防等安全联锁设施[5]。生产现场自动控制系统配合全线视频监控系统，确保了生产现场更加安全。

2.4 装药包装和成品装车

当装药结束之后，及时用回转螺旋进行筛药和降温冷却，利用送袋机、装袋机、缝袋机等，自动化包装设备进行装药包装。保证完成之后，经皮带输送机组到成品暂存库，机器人装车。在装药保证和成品装车中，需要对各项参数严格控制，比如：装药的温度要控制在55 ℃以下，大包装药机的压力要控制在0.45～0.6 MPa之间，大包药水分：≤0.22%；密度：0.5～0.7 g/cm3。

3 膨化硝铵炸药推广建议

第一，膨化硝铵炸药比较乳化炸药密度低，爆力强，装同样炮孔单耗更小，在爆破中低等硬度岩石爆破效果更好，如新丰石灰岩石场。较乳化炸药好装药入孔，快速安全。实际爆破作业中炮工用绳索挂乳化炸药入孔，炮孔深时容易出现药卷卡孔或者脱落堵孔，处理堵塞炮孔耗时，特别有些定时爆破作业不得不延时爆破，耽误工期。

第二，液混式膨化硝铵炸药较其他硝铵类粉状炸药爆速更高，抗水性更好，潮湿炮孔爆破有优势。爆破理论和试验表明：工业炸药的威力取决于其冲量大小，而不在于其脉冲压力大小，前者取决于炸药爆破能量大小和作用时间长短，后者取决于爆速。工业炸药有用机械功的能量取决于炸药的爆热和比容，膨化硝铵炸药比乳化炸药做功能力更强，爆速适中[6]。

第三，推广膨化硝铵炸药到岩石硬度较高爆破作业场所，如：钨矿、花岗岩矿，需对现场爆破情况作充分了解。建议用户混搭乳化炸药使用，可以在保证同样爆破效果下，用户降低成本，操作方便。同时，应尽快缩短膨化硝铵炸药到爆破工地时间，争取用膨化硝铵炸药装填无水孔爆破。

4 结语

综上所述，本文采用理论结合实践的方法，分析了液混式膨化硝铵炸药工艺设备的技术优势及其炸药生产。分析结果表明，和其他炸药生产工艺相比，液混式膨化硝铵炸药工艺设备有非常显著的技术优势，在生产效率、自动化水平、生产质量等方面的优势尤为明显。虽然液混式膨化硝铵炸药工艺的技术优势明显，但依然需要按照相关标准和规范进行生产，严格控制每道工序的质量，才能最大程度上保证液混式膨化硝铵炸药生产质量。