液混式膨化硝銨炸藥工藝設備的技術優勢

劉勛文，高潮，何文，劉曉虎，鄧紅峰(新疆天河化工有限公司，新疆 庫車 842000)

1 液混式膨化硝銨炸藥工藝設備的技術優勢

液混式膨化硝銨炸藥工藝設備融入了很多先進的技術和設備，實現了液混式膨化硝銨炸藥生產的自動化和數字化管控。和其他炸藥生產技術相比，液混式膨化硝銨炸藥工藝設備的技術優勢，又要體現在以下方面：

一是液混式膨化硝銨炸藥工藝設備具有很高的自動化水平，進料、結晶、出料等都能實現自動化和連續化。比如一套結晶機是產能就能達到3 t/h，這是傳統炸藥生產工藝無法比擬的，而且還能實現懸掛輸送、自動包裝和機器人裝車，同時充分保證了制藥工房定量小于1.5 t，裝藥包裝工房定量小于1 t，配合自動化全線控制，生產線已達到民爆行業技術指導意見三期目標的相關要求。

二是液混式膨化硝銨炸藥工藝設備在生產中，可自主創新研發生產制造50～120 m3液態硝酸銨儲存罐具備自動溫控，內循環混合系統、液位監控、溫度監控聯鎖和消防雨淋安全聯鎖安全系統，在公司生產線已經成功應用10年，進一步減少作業人員。

三是在液混式膨化硝銨炸藥工藝設備生中，原材料配比質量容易控制，能夠有效提升炸藥生產質量。比如：氧化劑硝酸銨、可燃劑油相與膨化劑通過液液相混合，所得炸藥的爆炸性能及抗水性能明顯提高。在結晶生產中，選擇了真空干燥結晶工藝，配合出料螺旋主動式出料采用上下料倉串接，實現連續進料，小批量間斷出料，延長了單位體積物料的干燥時間，確保了炸藥中的水分含量低，產品質量穩定，出料過程順暢可靠，后續物料定量穩定。所以，液混式膨化硝銨炸藥工藝設備生產方式比較簡單，在具體施工中，設備占地面積小，制藥過程實現無人操作，適合于自動化和連續工業化生產[1]。

2 液混式膨化硝銨炸藥工藝設備生產過程

雖然液混式膨化硝銨炸藥工藝設備具有非常明顯的技術優勢，但在具體施工中，依然需要對每道工序和工藝進行嚴格控制，才能更好地保障液混式膨化硝銨炸藥生產質量。

2.1 切實做好配料工作

配料是液混式膨化硝銨炸藥工藝設備生產的第一步，也是非常重要的一步。如果配料不合理，必然影響后期生產的質量和效率。因此，必須嚴格做好配料相關工作。無論是水相配料，還是油相配料，都需要嚴格控制。在水相配料中，需要嚴格控制各項原材料的質量和性能，水相原材料包括：硝酸銨溶液、固態硝酸銨、擴散劑。為保證配料的質量，生產線采用外購液態硝酸銨，直接儲存在液態硝酸銨儲存罐中，根據生產需要隨時放到水相罐中備用[2]。硝酸銨水溶液暫存罐現場圖如圖1所示。

圖1 硝酸銨水溶液暫存罐

在選擇固態硝酸銨是時需要做好備用工作，通過合理調整水相密度。水相暫存罐硝酸銨溶液密度符合要求后，加入擴散劑，水相配制完畢。在水相配料中，需要對各項工藝參數進行嚴格控制，主要參數包括三個方面：其一是硝酸銨溶液儲罐溶液溫度：115～130 ℃；濃度：92%～94%；其二是硝酸銨溶液暫存罐濃度：92%～94%；其三是硝酸銨溶液暫存罐溫度： 120～130 ℃；密度：1.415～1.425 g/cm3。在進行油相配料中，同樣需要對原材料的質量和性能進行嚴格控制。常用的油相材料包括：一體化油相、專用脂和膨化劑。在具體的油相材料配制中，油相根據配方要求購買原材料進行自行配制或采購一體化油相，溶解備用。油相溶液暫存罐布置現場圖如圖2所示。

圖2 油相溶液暫存罐

在油相配料中，同樣需要對各項工藝參數進行全面、有效地控制，涉及到的控制參數包括兩點：其一是油相熔化罐溫度：85～105 ℃；密度：0.83～0.86 g/cm3；重量：≤900 kg；其二是油相暫存罐溫度：75～95 ℃；重量：≤450 kg。

2.2 保證制藥的質量

第一，保證水相、油相混合和泵送質量。液混式膨化硝銨炸藥工藝設備中混合器驅動電機、罐體、攪拌裝置和保溫裝置等四個部分組成，采用敞開、立式結構設計，水、油相按一定比例從混合器進口連續進入混合器后，通過攪拌漿的機械攪拌、剪切和混合作用，對水相、油相進行均勻混合，制得一種乳濁液，經出料口自流至螺桿泵接料漏斗，再通過螺桿泵送至結晶機結晶[3]。水油相混合器、螺桿泵現場布置圖如圖3所示。

圖3 水油相混合器、螺桿泵

第二，保證結晶的質量。膨化結晶機由罐體、結晶盤、主軸驅動系統、出料螺旋系統、真空系統及下料倉裝置六部分組成，采用立式結構設計。水油相混合物料經螺桿泵輸送至罐體，經出料口產生細流均勻噴灑于膨化結晶機結晶盤上，在一定的真空條件下瞬間膨化結晶形成均勻、細小、松散的膨化硝銨炸藥制品。瞬間膨化結晶的膨化炸藥制品隨結晶盤旋轉一周充分排水結晶，再經出料螺旋輸送并落入下料倉，通過上下料倉交替在自重的作用下完成出料，從而實現連續結晶及出料。

第三，加強對半成品的輸送冷卻、添加木粉量的控制力度，結晶膨化后經結晶機出料螺旋、大、小真空出料倉、出料上、下平螺旋、出料斜螺旋(螺旋通水冷卻藥溫、木粉經干燥、定量后加入)、分料螺旋、料倉(懸掛輸送系統)到裝藥包裝工房[4]。

2.3 自動控制及全線視頻監控系統

自動控制及全線視頻監控系統是液混式膨化硝銨炸藥工藝設備和其他炸藥生產工藝最為不同的系統。通過自動控制及全線視頻監控系統，能夠對整個液混式膨化硝銨炸藥工藝設備生產全過程進行實時施工，利用傳感器技術，網絡技術等可將生產現場的各項數據，技術傳輸到控制中心，匯總到一個平臺上進行集中管理控制。自動化控制系統對膨混生產全過程實現遠程操作控制、在線修改功能，可根據需要隨時調節產能，具有查詢、存儲、統計、打印、操作授權等功能，對生產過程中的流量、溫度、真空度、電機電流、泵送壓力等參數進行在線實時顯示、監控，并設置了可靠的溫度、壓力、電機保護、消防等安全聯鎖設施[5]。生產現場自動控制系統配合全線視頻監控系統，確保了生產現場更加安全。

2.4 裝藥包裝和成品裝車

當裝藥結束之后，及時用回轉螺旋進行篩藥和降溫冷卻，利用送袋機、裝袋機、縫袋機等，自動化包裝設備進行裝藥包裝。保證完成之后，經皮帶輸送機組到成品暫存庫，機器人裝車。在裝藥保證和成品裝車中，需要對各項參數嚴格控制，比如：裝藥的溫度要控制在55 ℃以下，大包裝藥機的壓力要控制在0.45～0.6 MPa之間，大包藥水分：≤0.22%；密度：0.5～0.7 g/cm3。

3 膨化硝銨炸藥推廣建議

第一，膨化硝銨炸藥比較乳化炸藥密度低，爆力強，裝同樣炮孔單耗更小，在爆破中低等硬度巖石爆破效果更好，如新豐石灰巖石場。較乳化炸藥好裝藥入孔，快速安全。實際爆破作業中炮工用繩索掛乳化炸藥入孔，炮孔深時容易出現藥卷卡孔或者脫落堵孔，處理堵塞炮孔耗時，特別有些定時爆破作業不得不延時爆破，耽誤工期。

第二，液混式膨化硝銨炸藥較其他硝銨類粉狀炸藥爆速更高，抗水性更好，潮濕炮孔爆破有優勢。爆破理論和試驗表明：工業炸藥的威力取決于其沖量大小，而不在于其脈沖壓力大小，前者取決于炸藥爆破能量大小和作用時間長短，后者取決于爆速。工業炸藥有用機械功的能量取決于炸藥的爆熱和比容，膨化硝銨炸藥比乳化炸藥做功能力更強，爆速適中[6]。

第三，推廣膨化硝銨炸藥到巖石硬度較高爆破作業場所，如：鎢礦、花崗巖礦，需對現場爆破情況作充分了解。建議用戶混搭乳化炸藥使用，可以在保證同樣爆破效果下，用戶降低成本，操作方便。同時，應盡快縮短膨化硝銨炸藥到爆破工地時間，爭取用膨化硝銨炸藥裝填無水孔爆破。

4 結語

綜上所述，本文采用理論結合實踐的方法，分析了液混式膨化硝銨炸藥工藝設備的技術優勢及其炸藥生產。分析結果表明，和其他炸藥生產工藝相比，液混式膨化硝銨炸藥工藝設備有非常顯著的技術優勢，在生產效率、自動化水平、生產質量等方面的優勢尤為明顯。雖然液混式膨化硝銨炸藥工藝的技術優勢明顯，但依然需要按照相關標準和規范進行生產，嚴格控制每道工序的質量，才能最大程度上保證液混式膨化硝銨炸藥生產質量。