張 偉 黃群英 鄒春根

（江西新余國科科技股份有限公司，新余 338004）

江西新余國科科技股份有限公司異地搬遷后，引進(jìn)了一條全自動化起爆藥生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了起爆藥配料、化合、水洗、烘干、篩選裝盒、裝箱及物料傳遞自動化生產(chǎn)[1]。整條生產(chǎn)線通過計(jì)算機(jī)控制可實(shí)現(xiàn)從化合至裝箱無人操作，各工序由專用設(shè)備完成工藝過程，物料傳遞由機(jī)械手完成，各工藝間的工藝動作由氣缸或電機(jī)驅(qū)動實(shí)現(xiàn)，動作簡單、實(shí)用、可靠、安全。該生產(chǎn)線主要用于制造三硝基間苯二酚鉛，但生產(chǎn)線的現(xiàn)有生產(chǎn)能力不足以滿足生產(chǎn)需求，為了提升生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力，對其進(jìn)行了工藝優(yōu)化和設(shè)備改造。

1 三硝基間苯二酚鉛制造工藝簡介

三硝基間苯二酚鉛又稱斯蒂芬酸鉛，是一種爆炸性能較弱的起爆藥，具有較高的火焰感度，主要缺點(diǎn)是靜電感度大，容易產(chǎn)生靜電積聚，造成靜電放電而發(fā)生爆炸事故。三硝基間苯二酚鉛的制造是將三硝基間苯二酚制成可溶性鈉鹽或鎂鹽溶液，再與可溶性鉛鹽溶液進(jìn)行反應(yīng)制得。反應(yīng)介質(zhì)和條件嚴(yán)重影響生成產(chǎn)品的組成、結(jié)晶形態(tài)和性質(zhì)，采用不同的工藝條件，就可能生產(chǎn)出性能不同的產(chǎn)品，有酸式、中性和堿式之分[2]。

公司制造的三硝基間苯二酚鉛為中性三硝基間苯二酚鉛，是將三硝基間苯二酚制成可溶性的鈉鹽溶液與硝酸鉛溶液反應(yīng)，以硝酸鉛溶液為底液，可溶性鈉鹽溶為滴加液，嚴(yán)格控制好料液的pH值、反應(yīng)溫度、加料速度和攪拌轉(zhuǎn)速而制得。其工藝流程如圖1所示，反應(yīng)原理如下：

圖1 三硝基間苯二酚鉛制造工藝流程

2 制約生產(chǎn)線產(chǎn)能的因素

該生產(chǎn)線是一條連續(xù)化、自動化生產(chǎn)線，可以實(shí)現(xiàn)批次連續(xù)化生產(chǎn)，而制約生產(chǎn)線產(chǎn)能的主要因素為：一是單批產(chǎn)量和得率低，按照現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)，每批次產(chǎn)量為3.0kg，得率為76.9%；二是烘干時間長，現(xiàn)有的烘干時間為120min/批。每日生產(chǎn)3個批次，日產(chǎn)能為9.0kg，完全不能滿足需求。為了提升產(chǎn)能，需要對生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化和設(shè)備進(jìn)行改造。

3 生產(chǎn)工藝優(yōu)化

影響三硝基間苯二酚鉛結(jié)晶形態(tài)的主要因素有料液的酸堿度、濃度、化合反應(yīng)溫度、加料速度和攪拌轉(zhuǎn)速等，其中料液的酸堿度對三硝基間苯二酚鉛的結(jié)晶形態(tài)影響最大。三硝基間苯二酚鉛在酸性介質(zhì)中，當(dāng)酸性逐漸加大時，其成長的越大，反之則晶體小，在配制料液時，控制好料液一定的酸堿度則可獲得一定粒度的結(jié)晶[3]。

按照現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝制備出的三硝基間苯二酚鉛產(chǎn)量和得率偏低、結(jié)晶顆粒較大、比重偏大，用于混制擊發(fā)藥時易發(fā)生分層現(xiàn)象。為了提高產(chǎn)量和得率，獲得大小合適的結(jié)晶顆粒，主要對現(xiàn)有生產(chǎn)工藝中的配料工藝進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化。

現(xiàn)有生產(chǎn)工藝中配制鈉鹽溶液時，將3.0kg三硝基間苯二酚加入到一定量的純水中，再加入1.4kg碳酸氫鈉，然后用冰乙酸調(diào)整溶液的pH值為4～4.5，再與硝酸鉛溶液反應(yīng)，制得的三硝基間苯二酚鉛顆粒較大，比重偏大，其結(jié)晶形狀如圖2所示。

圖2 原結(jié)晶形狀

圖3 新結(jié)晶形狀

表1 碳酸氫鈉用量和pH值對產(chǎn)品的影響

為了摸索出最優(yōu)的配料工藝，做了下述試驗(yàn)：在配制鈉鹽溶液時，向三硝基間苯二酚中加入不同質(zhì)量的碳酸氫鈉，并調(diào)整其酸堿度，得到的試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

從表1的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，隨著鈉鹽溶液pH值的提高，結(jié)晶越小，按照試驗(yàn)4的工藝參數(shù)配制鈉鹽溶液時獲得三硝基間苯二酚鉛結(jié)晶狀況較好，結(jié)晶形狀如圖3所示，并且產(chǎn)量和得率均得到了較大的提高，用于混制擊發(fā)藥時未發(fā)生分層現(xiàn)象。

通過對配料工藝進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，三硝基間苯二酚鉛結(jié)晶狀況得到了良好的改善；單批產(chǎn)量由原來的3.0kg提升至了4.1kg，提升了36%；產(chǎn)品得率提高了近10%。

4 生產(chǎn)線設(shè)備改造

烘干采用的是在藥罐上吹熱風(fēng)下抽真空的烘干方式，而生產(chǎn)線原有的熱風(fēng)機(jī)為傳統(tǒng)熱風(fēng)機(jī)，容易受空氣濕度的影響，空氣濕度較大時吹出的熱風(fēng)含水量高，烘干時間長、烘干效率低，很難達(dá)到烘干的目的。

為了減少烘干時間、增強(qiáng)烘干效果、提高烘干效率，對熱風(fēng)機(jī)進(jìn)行了改造。在風(fēng)機(jī)與加熱管之間增加冷凝管，當(dāng)環(huán)境空氣通過冷凝管時，空氣中的水汽遇冷就會凝結(jié)，從而除去空氣中的水分，再將空氣加熱通過風(fēng)管輸送到烘干裝置，有效地改善了原熱風(fēng)機(jī)的缺點(diǎn)，很大程度上提高了烘干效率、減少了烘干時間，并且烘干效果俱佳。

經(jīng)過設(shè)備改造后，烘干時間由原來的120min/批縮短至55min/批；生產(chǎn)批次量由原來的3批/日提高至6批/日。如此，烘干效率提高了一倍，生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力可提高一倍。

5 優(yōu)化改造前后生產(chǎn)線產(chǎn)能和產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的對比情況

經(jīng)過工藝優(yōu)化和設(shè)備改造后，生產(chǎn)線的產(chǎn)能對比如表2所示，產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)對比如表3所示。

表2 生產(chǎn)線的產(chǎn)能對比

從表2中可以看出，通過工藝優(yōu)化和設(shè)備改造后，生產(chǎn)線的產(chǎn)能由9.0kg提高至了24.6kg，增加了150%。

表3 優(yōu)化前后產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)對比

從表3中可以看出，工藝優(yōu)化后三硝基間苯二酚鉛的質(zhì)量更加優(yōu)越。

6 結(jié)語

通過對起爆藥生產(chǎn)線的設(shè)備改造和工藝優(yōu)化，單批產(chǎn)量提升了36%，烘干效率提高了100%，生產(chǎn)線的整體生產(chǎn)能力增加了150%，產(chǎn)品質(zhì)量更加優(yōu)越。改進(jìn)后，新工藝完全滿足了生產(chǎn)的優(yōu)化需求，由此帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。