特種爆炸加工專用粉狀乳化炸藥的研制

賀軍偉

摘要：隨著金屬爆炸焊接技術的發展，特種爆破加工被廣泛用于石油、化工、加工制造等領域，對專用炸藥的需求也越來越多，采用環保型炸藥品種進行金屬爆炸復合焊接，效果好，效率高，對于提高稀有金屬使用和化工行業耐腐蝕裝備的制造有積極的作用。

關鍵詞：爆炸焊接;炸藥;爆破

一、總論

（一）項目的主要內容及技術原理簡述

粉狀乳化炸藥是國內發展的一種新型工業炸藥，采用全新的乳化混合噴霧制粉技術，所得產品既具有乳化炸藥優良的抗水性能，又具有粉狀炸藥做功能力大、流散性好、使用方便的特點，產品儲存性能穩定、爆炸性能好。在露天爆破、井巷爆破以及特種爆破領域都得到了廣泛應用，受到廣大客戶歡迎。

粉狀乳化炸藥爆速在3.4～3.9×103m/s，爆炸加工則需要較低爆速的炸藥來滿足其特定要求，一般的粉狀乳化炸藥難以滿足，因此研發特種爆炸加工專用粉狀乳化炸藥，通過分析炸藥的低速爆轟機理，以及炸藥爆炸焊接條件下爆速的影響因素，結合乳膠基質在高溫下具有一定粘性，冷卻后凝固的特性，選擇乳膠基質的各個基本組份的合理配比，對粉狀乳化炸藥的配方進行設計，試驗確定炸藥的配方和生產工藝，并實測分析確定添加劑的含量對乳化炸藥爆速的影響。

其主要技術原理：

（1）選擇既能降低炸藥的爆溫，又不會影響炸藥的密度的礦物顆粒作為低爆速粉狀乳化炸藥的添加劑;（2）以硝酸銨水溶液為水相，以固體蠟和高分子乳化劑為復合油相制備出乳膠基質，在生產過程中通過加入不干擾產品性能的添加劑，來降低炸藥爆速，又能繼承其原有的優良性能。

（二）項目的目的和意義

粉狀乳化炸藥具有抗水性優良、作功能力大、爆炸性能高、使用方便的特點，但由于其爆速較高、難以準確控制等問題難以適應不同金屬焊接、爆破等技術的相關要求，因此重點研制具有綠色環保、無毒性、低爆速等特點的能夠實現不同金屬爆炸復合的新型粉狀乳化炸藥。

（三）相關技術領域國內外發展現狀、趨勢

國內外學者一方面在高能猛炸藥中加入泡沫塑料和粘結劑制成低爆速炸藥，另一方面是以銨梯炸藥或銨油炸藥外加木粉、膨脹珍珠巖、食鹽及空心玻璃微球來降低爆速作了初步研究，這些研究為低爆速粉狀乳化炸藥及其低速爆轟機理的究奠定了良好基礎。用于爆炸焊接的炸藥不僅要有合適的爆速，而且流散性要好，以利于均勻布藥;炸藥混合要均勻且密度一致，使低速爆轟能穩定傳播;爆炸焊接通常在野外進行，要求炸藥對環境的適應性要強。目前國內諸多性能各異的低爆速炸藥，多因穩定性、可靠性、適用性和成本等因素，未能形成較大的生產能力。未來隨著光面爆破、控制爆破、爆炸焊接等技術的發展和要求，可以預見其專用低爆速炸藥的研制和應用潛力很大，其研究與開發應朝著性能穩定、應用方便、成本低廉、綠色環保、工藝簡單等突出特點。

二、項目實施方案

（一）項目達到的目標及考核的主要技術經濟指標

項目達到的目標：主要技術指標：爆速2.2～2.5×103m/s;藥卷密度：（0.85～1.05）g/cm3;殉爆距離：≥5cm;猛度：≥10mm。

經濟指標：該產品性能優越，爆轟能力強，符合安全技術要求，符合行業發展方向，具有良好的經濟效益和社會效益。

（二）項目的主要研究（開發）內容

項目研究主要分為以下幾個方面：

（1）通過理論分析，結合國內外爆炸焊接的發展現狀，提出低爆速粉狀乳化炸藥的技術要求;

（2）理論分析工業混合炸藥的低速爆轟機理，以及炸藥在爆炸焊接條件下爆速的影響因素;

（3）根據工業炸藥的配方設計原理和基本原則，選擇炸藥的各個組份，并設計低爆速粉狀乳化炸藥的配方，同時對炸藥的爆轟參數進行實測。

（三）主要技術關鍵及創新點

關鍵技術：優化乳膠基質的各個基本組份配比，選擇合適的添加劑，對粉狀乳化炸藥的配方進行設計，試驗確定炸藥的配方和生產工藝，并分析確定添加劑的含量對粉狀乳化炸藥爆速的影響。

創新點：（1）選擇既能降低炸藥的爆溫，又不會影響炸藥的密度的礦物顆粒作為低爆速粉狀乳化炸藥的添加劑;（2）以硝酸銨水溶液為水相，以固體蠟和高分子乳化劑為復合油相制備出乳膠基質，在生產過程中加入不干擾產品性能的添加劑，既降低了炸藥爆速，又不改變其原有的優良性能;（3）生產工藝簡單，生產安全可靠。

（四）實施方案

（1）通過理論分析，結合國內外爆炸焊接的發展現狀，提出爆炸加工專用粉狀乳化炸藥的技術要求;

（2）理論分析工業混合炸藥的低速爆轟機理，以及炸藥在爆炸焊接條件下爆速的影響因素;

（3）根據工業炸藥的配方設計原理和基本原則，選擇炸藥的各個組份，并設計爆炸加工專用粉狀乳化炸藥的配方，同時對炸藥的爆轟參數進行理論計算和實測。

（4）設計爆炸加工專用乳化炸藥的生產工藝;分析測試炸藥折微觀結構，和炸藥的爆炸性能，如炸藥的猛度和爆速等，分析炸藥的爆速與其布藥厚度之間的關系;

（5）用協調用戶進行不同金屬板材的爆炸焊接試驗，檢測復合板的質量。

（五）技術風險分析

（1）復合油相材料的選擇需要對油相材料的匹配程度、油膜的韌性，炸藥氧平衡，特別運動粘度等方面進行分析;

（2）尋找乳化水油相形成“油包水”比例的臨界值，進行調整配方，有破乳風險。

三、市場分析

（一）市場預測

粉狀乳化炸藥自研發應用以來，在全國各地得到了大力的推廣應用。特別是近幾年來技術的不斷創新，使得粉狀乳化炸藥在作功能力、流散性和抗水性、儲存期等方面都優于其他粉狀炸藥，但由于其爆速較高、難以準確控制等問題難以適應不同金屬焊接、爆破等技術的相關要求，因此公司立項對低爆速粉狀乳化炸藥進行研發，重點研制具有綠色環保、無毒性、低爆速等特點，能夠實現不同金屬爆炸復合的新型粉狀乳化炸藥。低爆速粉狀乳化炸藥的研發和推廣必將有著良好的市場前景，同時，該技術符合民爆器材行業發展方向。

（二）本項目的市場競爭優勢、風險及市場策略

研制粉狀乳化炸藥具有安全環保、節能低耗、性能優良、應用方便、成本低廉以及不污染環境等優點。項目負責人員從事多年粉狀炸藥相關工作，經驗豐富。人才結構合理，相關儀器設備條件具備項目完成風險小，技術優勢突出。無論從原料供應，還是市場前景和技術支撐，市場應用領域廣泛，前景較好。

（三）推廣應用及產業化分析

本項目根據國內外的市場需求，重點研制低爆速區間的爆炸加工專用粉狀乳化炸藥，為爆炸焊接提供了新的優質選擇，具有極其廣泛的應用市場和條件，具備產業化生產的基礎和前景。

四、技術經濟可行性的綜合評價

（一）本項目選擇既能降低炸藥的爆溫，又不會影響炸藥的密度的礦物顆粒作為低爆速粉狀乳化炸藥的添加劑，在生產過程中加入不干擾產品性能的添加劑，既降低了炸藥爆速，又不改變其原有的優良性能，炸藥混合更均勻，生產工藝簡單，生產安全可靠。

（二）項目申報前，項目組做了大量工作，取得較好的階段成果，為項目完成打下良好基礎。根據前期工作所得的階段成果，制定實施方案科學合理。

（三）本項目立項方向正確，資金預算合理，資金籌措計劃可行，尤其是項目申報立項前期，投資及時到位，為項目申報立項奠定基礎。

總之，本項目的總體目標可行，預期項目的技術經濟指標和項目進度如期實現。且承擔單位領導重視，管理科學，措施得力，創新意識強，為項目實施提供了重要保證。

參考文獻：

[1]安立昌;低爆速爆炸焊接炸藥的配方設計;火炸藥學報;2003年03期

作者單位：前進民爆股份有限公司鞏義分公司