?????? 幾種攪拌方式的比較詳見表1。
表1幾種攪拌方式的比較
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攪拌器類型 | 顆粒大小的范圍/mm |
1%乳化劑 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)) | 5%乳化劑 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)) | 10%乳化劑 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)) |
推進(jìn)式 | 不乳化 | 3~8 | 2~5 |
渦輪式 | 2~9 | 2~4 | 2~4 |
均化器 | 1~3 | 1~3 | 1~3 |
膠體磨 | 6~9 | 4~7 | 3~5 |
2.4乳化炸藥生產(chǎn)線的主要生產(chǎn)設(shè)備----乳化器
?????? 乳化器是一種高速旋轉(zhuǎn)攪拌設(shè)備。
傳統(tǒng)工藝乳膠制備水相,油相均大于100度,其工藝管路須用蒸汽保溫,從乳化器出來的乳膠溫度均超過從乳化器進(jìn)入的水相溫度,明顯存在機(jī)械能轉(zhuǎn)化為對(duì)乳膠的摩擦熱能。傳統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)式乳化器的轉(zhuǎn)速通常大于1400rpm,線速度不低于15米/秒。
高溫敏化的攪拌式靜態(tài)乳化系統(tǒng),水,油相溫度均小于100度,工藝管路只用熱水保溫,從靜態(tài)混合器出來的乳膠溫度從未超過水相溫度,其能量完全轉(zhuǎn)化成了乳化能。預(yù)乳罐的轉(zhuǎn)速最大不超過600rpm,線速度不超過7.7米/秒。在此處采用的螺桿泵通過實(shí)際應(yīng)用長度約為8厘米的靜態(tài)混合元素將乳膠轉(zhuǎn)運(yùn)到一個(gè)開式乳膠料斗,其在靜態(tài)混合器前段的壓力根據(jù)產(chǎn)能,產(chǎn)品品種的不同,一般在0.6Mpa~1.2Mpa,后端出口的壓力為零。
高溫敏化工藝技術(shù)中,在乳膠泵將無雷管感度的乳膠基質(zhì)裝入裝藥機(jī)前管路上有個(gè)轉(zhuǎn)速不高于900rpm的,線速度低于6.7米/秒的混合器將敏化劑分散到泵入的乳膠基質(zhì)里,乳膠基質(zhì)在其內(nèi)部停留時(shí)間不超過10秒。不存在所謂的"高轉(zhuǎn)速"。
3 乳化器的質(zhì)量控制[7]
3.1剪切線速度
?????? 在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,剪切線速度越低越安全。根據(jù)安全與質(zhì)量的關(guān)系,剪切線速度應(yīng)控制在15m·s-1以下。
3.2定轉(zhuǎn)子的徑向、軸向間隙
?????? 乳化器定轉(zhuǎn)子的安裝方式應(yīng)簡便,其間隙應(yīng)能給予保證,最好采用固定式定子。
?????? 膠體磨不安全性的最大因素是其間隙太小。間隙太小將帶來機(jī)械摩擦的危險(xiǎn)性增加,帶來乳化升溫加劇,從而帶來安全隱患。
3.3裝機(jī)小時(shí)產(chǎn)能與裝機(jī)功率之比
?????? 定轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單; 產(chǎn)能與功率之比的盡可能大,兩者之比小,說明乳化器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的阻力太大,產(chǎn)能與功率之比應(yīng)限制在300 kg·kw-1以上。
3.4乳化器內(nèi)腔容積
?????? 乳化器內(nèi)腔容積應(yīng)控制在最小范圍內(nèi),同時(shí)乳化器內(nèi)的物料越少越好。
3.5乳化器的選用
?????? 立式乳化器的安全性要高于臥式乳化器,臥式乳化器往往采用懸臂軸,乳化器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中容易產(chǎn)生擾動(dòng)。
?????? 所以,應(yīng)盡量選用立式乳化器。
3.6乳化器的出口及密封
?????? 乳化器出口應(yīng)敞開,以降低乳化器內(nèi)腔壓力;其它部位應(yīng)有良好的密封,以確?;|(zhì)不泄露到機(jī)械傳動(dòng)部位。同時(shí),應(yīng)避免采用敞開式乳化。
3.7乳化器的清洗
?????? 乳化器在停機(jī)前,一定要進(jìn)行清洗,而且應(yīng)清洗干凈。
3.8乳化器的溫度控制
?????? 乳化器的運(yùn)行溫度過高,不僅會(huì)影響乳化質(zhì)量,而且會(huì)造成設(shè)備損壞,乳化器壽命減短。因此,乳化器應(yīng)采取有效措施,使用循環(huán)水恒溫系統(tǒng),使基質(zhì)升溫降到最低限度。
?????? 綜上所述,提高乳化炸藥的質(zhì)量控制,要加強(qiáng)乳化器的生產(chǎn)安全監(jiān)測(cè)和運(yùn)行狀態(tài)的調(diào)節(jié)。
4乳化炸藥連續(xù)乳化工序后的質(zhì)量控制
?????? 乳化炸藥連續(xù)乳化生產(chǎn)工藝大致要經(jīng)過以下幾個(gè)工藝工程:水相和油相配置、乳化、敏化、裝藥,目前,國內(nèi)外最先進(jìn)的乳化炸藥連續(xù)生產(chǎn)線在乳化工序以前生產(chǎn)工藝基本相同,但是在乳化之后,國外生產(chǎn)線一般采用的是高溫敏化、高溫裝藥、塑膜包裝、藥卷水冷的路線。即在高溫的乳膠基質(zhì)中加入玻璃微球, 混拌均勻后用自動(dòng)裝藥機(jī)塑膜包裝成各種規(guī)格的藥卷,然后通過冷凍法或直接用水冷卻法將藥卷冷卻,工藝簡化流暢、自動(dòng)化程度高,從而提高了生產(chǎn)率。
?????? 由于其生產(chǎn)線的工藝先進(jìn),同時(shí)具有完備的流量、壓力、重量和溫度等監(jiān)測(cè)手段和先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng),所以國外乳化炸藥連續(xù)生產(chǎn)線的設(shè)備安全性較高。國外還在繼續(xù)乳化炸藥的配方研究和敏化方法的研究,以提高乳化炸藥的爆炸性能[8-9]。由于技術(shù)所限,國內(nèi)幾乎所有的乳化炸藥連續(xù)生產(chǎn)線在乳化工序后,都是采用基質(zhì)冷卻、低溫敏化、低溫裝藥工藝[10-12]。低溫下基質(zhì)粘度顯著增加,系統(tǒng)壓力加大,給傳動(dòng)密封和設(shè)備選型帶來困難, 乳化器、螺桿泵、冷卻機(jī)等設(shè)備的密封性能不好,易漏藥,摩擦產(chǎn)生高溫甚至有冒煙現(xiàn)象,帶來了嚴(yán)重不安全隱患,而其中乳化器作為生產(chǎn)線中最關(guān)鍵的設(shè)備,也成為了事故發(fā)生頻率最高的設(shè)備。
?????? 因此,要提高乳化炸藥連續(xù)乳化生產(chǎn)過程的質(zhì)量安全,要改善現(xiàn)有乳化炸藥連續(xù)生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝,在乳化工序之后采用國外先進(jìn)的高溫敏化、高溫裝藥、塑膜包裝、藥卷水冷的工藝流程;同時(shí)要加強(qiáng)安全監(jiān)測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決乳化設(shè)備的故障問題。
5 結(jié)論
?????? 加強(qiáng)乳化炸藥生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制,關(guān)鍵要加強(qiáng)乳化過程和乳化工序后的工藝質(zhì)量控制。一方面要加強(qiáng)乳化器的生產(chǎn)安全監(jiān)測(cè)和運(yùn)行狀態(tài)的調(diào)節(jié),加強(qiáng)安全監(jiān)測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決乳化設(shè)備的故障問題;另一方面,要要改善現(xiàn)有乳化炸藥連續(xù)生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝,在乳化工序之后采用國外先進(jìn)的高溫敏化、高溫裝藥、塑膜包裝、藥卷水冷的工藝流程。
?? 高溫敏化工藝技術(shù)實(shí)質(zhì)上是低轉(zhuǎn)速,無溫升乳化,乳化溫度低于傳統(tǒng)低溫敏化工藝乳化溫度,裝藥時(shí)泵送的是無雷管感度的基質(zhì),同時(shí)由于裝藥溫度較傳統(tǒng)低溫敏化裝藥的高,乳膠基質(zhì)粘度在此溫度下比傳統(tǒng)低溫敏化裝藥溫度時(shí)的乳化炸藥粘度大大降低、輸送摩擦阻力小,裝藥效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)低溫敏化裝藥,裝藥壓力也遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)裝藥壓力。因而其本質(zhì)安全性較低溫敏化工藝有了本質(zhì)的提高。
???? 加強(qiáng)定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù),確保設(shè)備的功能得到充分發(fā)揮利用,從而提高設(shè)備利用效率,提高生產(chǎn)效率。
參考文獻(xiàn)
[1] 蔡家源. 炸藥之星——粉狀乳化炸藥. 中國科技信息,2005,15:125
[2] 楊桐. 從乳化炸藥六起事故中吸取教訓(xùn). 爆破器材, 1995 , 24(4):23
[3] Water-in-oil emulsion explosive compositions. United States Patent: 3447978.
[4] James W. Brown. Austin Powder Co. Celebrates 150 years. The Journal ofExplosives Engineering. 1983, 1 (4) : 26-27.
[5] Du Pont. Blasters ’Handbook. 16th Edition.Wilmington, DE19898: E. 1. du Pontde Nemours & Co. ( Inc. ). 1980. 2、5、14、71.
[6] Explosive emulsification method. United States Patent: 4911770.
[7] 汪旭光. 乳化炸藥(第2版). 冶金工業(yè)出版社,2008.
[8] Alymova, Ya.V., Annokov, V.E., Vlasov, N.Yu., Kondrikov, B.N. Detonationcharacteristics of emulsion explosive composition. Fizika Goreniya i Vzryva, 1994,30(3): 86-91.
[9] Kumooka, Yoshio, Beveridge, Alexander D. Post explosion analysis of emulsionexplosives.Kayaku Gakkaishi/Journal of the Japan Explosives Society, 1997, 58(1):36-41.
[10] 周志. 淺論乳化炸藥生產(chǎn)工藝及其安全管理. 采礦技術(shù),2006,6(2):37~39.
[11] 何楠,吳龍祥. 我國乳化炸藥工藝及設(shè)備的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì). 爆破器材,2006,35(3):17~21.
[12] 許志壯等. 高產(chǎn)量多品種乳化炸藥微機(jī)控制連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù). 礦冶,2002,11(1):14~16.