陳先俊 李文藝 徐靜 邱長征

(馬鞍山江南化工有限責任公司)

向上孔乳化銨油炸藥連續(xù)化生產工藝的研究

陳先俊 李文藝 徐靜 邱長征

(馬鞍山江南化工有限責任公司)

為了改善乳化銨油炸藥間斷式生產存在的問題并為生產線自動化、信息化改造打下基礎，在原有間斷式生產基礎上，通過增加少量設備，改變生產方式，實現(xiàn)連續(xù)化生產。從工藝、設備、試生產方面介紹了連續(xù)化生產的實施過程，分析了連續(xù)化生產影響產品質量的相關因素和改變生產方式前后的質量情況。結果表明，采用簡單、低成本的改造方法，成功實現(xiàn)向上孔乳化銨油炸藥連續(xù)化生產，社會效益和經(jīng)濟效益顯著。

乳化銨油炸藥 連續(xù)生產 爆炸性能 儲存性能

近年來，隨著地下礦山開采不斷發(fā)展，炸藥使用量不斷增多，但乳化銨油炸藥生產過程連續(xù)化、自動化、信息化水平還很低，仍需要不斷提高。

公司向上孔乳化銨油炸藥生產線現(xiàn)采用間斷式生產，存在生產勞動強度大、現(xiàn)場環(huán)境差、產品形象差等諸多問題。而民爆行業(yè)發(fā)展要求明確推動生產過程智能化和生產裝備數(shù)字化，提高生產線的數(shù)控化和自動化水平，提高管理水平。在原向上孔乳化銨油炸藥間斷式生產設備基礎上，通過簡單、低成本改造實現(xiàn)炸藥連續(xù)化生產，同時為實現(xiàn)乳化銨油炸藥生產自動化、信息化改造打好基礎，提升生產線本質安全。

1 產品簡介

向上孔乳化銨油炸藥主要適用于井下非煤礦山開采爆破。向上孔爆破裝藥采用壓氣方式，操作簡便，勞動強度小，生產效率高。在此條件下應用的乳化銨油炸藥既需要具有一定的流散性，又需要具有一定黏結性，使炸藥能粘附在炮孔內，不散落，達到裝藥設計要求[1]。

2 原工藝簡介及存在的問題

公司生產的向上孔乳化銨油炸藥由多孔粒狀銨油炸藥與乳膠基質按一定比例混合制成[2]。其中，多孔粒狀銨油炸藥由澳瑞凱板橋礦山機械有限公司制造的BC-7型現(xiàn)場混裝多孔粒狀銨油車生產，在儲存?zhèn)}中備用;乳膠基質由乳膠炸藥生產線生產，使用編織袋包裝運至乳化銨油炸藥工房。多孔粒狀銨油炸藥使用螺旋輸送加料至雙螺旋錐形混合器中，乳化基質由加料口加入混合器混拌3～5 min，混拌均勻后，打開混合器下方出料閘閥，放置托盤中，人工裝袋、計量、包裝?；旌掀鞣趴蘸螅P閉出料閘閥，加多孔粒狀硝酸銨炸藥與基質混拌，如此往復間斷生產[3]。生產工藝流程見圖1。

圖1 間斷式生產工藝流程

間斷式生產具有生產工藝控制簡單，生產設備少，對工人技能要求低等優(yōu)點,但也存在以下問題：

(1)裝藥為人工鏟裝，包裝使用手持式縫包機，人工搬運，勞動強度大。

(2)由于自動化水平低，現(xiàn)場人員較多。

(3)人工裝藥、包裝及搬運過程有炸藥散落，造成地面油污與濕滑。

(4)地面油污沾到包裝袋上，袋口有粘藥，影響產品形象。

3 工藝改造

采用現(xiàn)場混裝多孔粒狀銨油炸藥車生產多孔粒狀銨油炸藥，放至儲存?zhèn)}備用；膠狀乳化炸藥生產線生產乳膠基質，裝袋運至乳化銨油工房備用；間斷式生產一罐乳化銨油炸藥在混合器中備用；調節(jié)多孔輸送螺旋變頻器，連續(xù)輸料，同時每隔3 min人工添加一次乳膠基質；保持混合器料位，同時開啟出料螺旋輸送機接袋，計量，放至網(wǎng)鏈輸送機輸送并封包，托盤碼垛，用叉車運輸至裝車處。連續(xù)化生產工藝流程見圖2。

圖2 連續(xù)化生產工藝流程

原有生產設備包括現(xiàn)場多孔粒狀銨油炸藥混裝車、儲存?zhèn)}、多孔輸料螺旋、雙螺旋錐形混合器，新增設備為一臺出料螺旋輸送機、一臺網(wǎng)鏈輸送機、一臺立式封包縫紉機。生產設備見圖3。

圖3 生產設備示意

4 連續(xù)化生產實施

4.1 工藝參數(shù)確定

多孔輸料上料螺旋、混合器攪拌螺旋、出料螺旋由變頻器控制轉速,確定生產時各變頻器的頻率，編制生產工藝配比表。首先標定不同頻率下多孔輸料螺旋輸料量(表1)，再根據(jù)數(shù)據(jù)繪制成關系曲線(圖4)。可以看出，多孔螺旋頻率與產量基本成線性關系。確定不同產能下出料螺旋頻率，編制乳化銨油炸藥生產工藝配比表(表2)。

表1 不同頻率下多孔輸料螺旋輸料量

4.2 設備安裝調試

拆除混合器出料閘閥，出料螺旋輸送機入口與混合器出料口對接；在出料螺旋輸送機電機安裝變頻器及定時控制器，控制啟停；安裝網(wǎng)鏈輸送機與立式封包縫紉機。設備安裝后空載試運轉調試。

圖4 多孔螺旋頻率與產量關系

表2 乳化銨油炸藥生產工藝配比

4.3 試生產

連續(xù)化試生產產量為4.5 t/h，現(xiàn)場混裝多孔粒狀銨油炸藥車生產的炸藥放至儲存?zhèn)}備用。膠狀乳化炸藥生產線生產的33.8 kg/袋乳膠基質運至乳化銨油炸藥工房二樓鋼平臺混合器加料口。多孔輸送螺旋變頻器調至50 Hz運行72 s，添加乳膠基質2袋，混合4 min后關閉，間斷式生產一罐乳化銨油炸藥在混合器中備用。調節(jié)多孔輸料螺旋變頻器為11.5 Hz，連續(xù)輸料，每隔3 min人工添加一次乳化基質。保持混合器料位，同時開啟出料螺旋輸送機接袋，計量，放至網(wǎng)鏈輸送機輸送并封包，托盤碼垛，用叉車運至裝車處。

4.4 產品質量影響因素

乳化銨油炸藥是多孔粒狀銨油炸藥與乳膠基質按一定比例混拌而成。通過多次試生產，分析得出以下影響因素：

(1)混合器料位?；旌掀髁衔坏母叩椭苯雨P系到連續(xù)化生產出料產品的質量。產量一定，料位低，物料在混合器中攪拌時間短，攪拌不均勻。

(2)加料過程的均勻性與比例。生產過程中要嚴格控制基質與加料的均勻性，多孔粒狀銨油炸藥添加方式是螺旋連續(xù)添加，通過變頻器控制螺旋加料速度，不需要人工控制。基質的添加為每3 min人工添加一次，添加的時間間隔要控制好，過快或過慢都會影響產品質量。

(3)產量。產量過大，多孔粒狀銨油炸藥與乳膠基質在混合器中混合時間短，導致混拌不均，影響產品質量。

(4)原材料。多孔粒狀銨油炸藥采用螺旋添加，按體積計量，而不同多孔粒狀硝酸銨的堆積密度不同，影響炸藥堆積密度，影響加料量。

4.5 產品檢驗

4.5.1 產品外觀

連續(xù)化生產與間斷式生產的產品外觀無明顯區(qū)別，產品外觀均呈淡黃色粘性顆粒，手握成團，落地開花。

4.5.2 密度及爆炸性能

分別取間斷式生產與連續(xù)化生產2組樣品進行密度及爆炸性能測試，結果見表3。從結果看出，2種生產方式產品密度與爆炸性能無差別。

表3 密度及爆炸性能對比

4.5.3 產品常溫儲存性能

分別取間斷式生產與連續(xù)化生產2組樣品放置在常溫(約20 ℃)進行儲存性能測試，結果見表4。從結果看出，2種生產方式儲存性能無差別。

表4 常溫儲存性能對比

注：√表示產品未失效，×產品失效。

綜上所述，從產品外觀、密度及爆炸性能、常溫儲存性能看，連續(xù)化生產與間斷式生產的產品質量并無差別，改變生產方式?jīng)]有影響炸藥產品質量。

5 結 論

向上孔乳化銨油炸藥連續(xù)化生產工藝的研發(fā)是在原有間斷式生產方式基礎上，增加少量設備，實現(xiàn)連續(xù)化生產，且2種方式生產的產品質量無差別，證明通過此簡單、低成本的改造方式十分有效。

采用連續(xù)化生產工藝，人員勞動強度減低，人員數(shù)量下降，現(xiàn)場環(huán)境與包裝外觀得到明顯改善。與間斷式生產工藝簡單、產品質量易控制不同，連續(xù)化生產影響產品質量的因素相對增多，要加強產品過程工藝控制，保證產品質量。乳化銨油炸藥連續(xù)化生產的實現(xiàn)為下一步自動化、信息化改造打下了良好基礎，從而提升生產線本質安全，符合民爆行業(yè)的發(fā)展趨勢。

[1] 沈建根.頂孔垂直壓氣裝藥用乳化銨油炸藥的生產工藝及影響因素分析[J].工程爆破，2006(6)：75-77.

[2] 汪旭光.乳化炸藥[M].2版.北京：冶金工業(yè)出版社,2008.

[3] 黃文堯,顏事龍.炸藥化學與制造[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2009.

2015-05-04)

陳先俊(1986—)，男，副部長，助理工程師，343033 安徽省馬鞍山市雨山區(qū)向山鎮(zhèn)。