废弹药再利用制造起爆具.pdf

3 2 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l s 第4 2 卷第1 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 - 8 3 5 2 ．2 0 1 3 ．0 1 ．0 0 9 废弹药再利用制造起爆具 王高宏①蔺庆元①任流润①郭新春①刘大维② ①山西江阳兴安民爆器材有限公司 山西太原，0 3 0 0 4 1 ②南京理工大学化工学院 江苏南京，2 1 0 0 9 4 [ 摘要] 利用起爆具的基本配方与制造工艺，在熔化r 1 1 N T 后的混制工序中将废弹药拆分所得猛炸药和熔化 T N T 混合，经搅拌制备成混合炸药，浇注入放置传爆药柱的壳体中，制成起爆具。试验结果表明，利用废弹药所配 制的混合炸药性能优越，进而制成的起爆具完全能满足用户需求。这种拆分废弹药再利用，既节约了资源，降低了 处理成本，又改善了环境，实现了资源循环利用。 [ 关键词] 废炸药再利用起爆具 [ 分类号] T J 5 1 0 ．5 引言 废弹药主要来源于退役武器和超过储存期的弹 药，是特殊性质的危险品uJ 。废弹药是有毒的污染 源旧J ，与生活和工业垃圾相比，尽管数量较少，但因 其具有燃烧和爆炸特性，仍然对社会和环境构成很 大威胁，具有潜在的爆炸危险旧1 。目前欧美发达国 家已具备比较先进和比较完备的报废炸药处理方法 和技术设备。无论是销毁方面还是弹药材料再利用 方面都具备绿色无害化的能力H 1 。国内处理主要 方法包括弹药分解方法HJ 、可控制的焚烧和炸毁 法、生物化学法等∞] 。本文拟将废弹药拆分所得猛 炸药 以下简称废炸药 制成起爆具，起爆具可以在 传爆序列中放大冲击波能量以起爆各类钝感工业炸 药，使主装药很快达到稳定爆轰。常用于露天矿山 开采、工程爆破H 1 。 1 废炸药安全性能检测 对拆分的废炸药3 个批次取样，按照炸药生产 工艺要求，依据火炸药国家标准旧o ，对废炸药机械 感度进行了测试和理化分析，具体结果见表1 。 表2 为弹药用T N T ，R D X 及混合炸药主要性 能一J 。对照表2 的相关数据，从测试结果可以看出， 退役废炸药拆分后的T N T 、梯黑炸药随着时间增加， 其撞击感度明显增加，但低于或者相当于特屈儿的 撞击感度 5 0 ％～6 0 ％ ；摩擦感度几乎没有变化， 且大大低于特屈儿的摩擦感度 1 6 ％ ，满足工业生 产的安全标准。 2 确定起爆具配方及工艺参数 表1废炸药主要性能与理化分析 T a b ．1T h ep e r f o r m a n c eo fs c r a pa m m u n i t i o n a n di t sc h e m i c a la n a l y s i s 表2 弹药用T N T 、R D X 及混合炸药主要性能 T a b ．2T h em a i np e r f o r m a n c ei n d e xo fT N T ，R D X ， a n dm i x e de x p l o s i v e su s e df o ra m m u n i t i o n 参考军品典型注装药配方及性能指标，结合起 爆具科研试制经验，依据拆分处理后的废T N T 、废 R D X 、废梯黑、废梯黑铝炸药性能的不同，确定起爆 } 收稿日期2 0 1 2 - 1 0 - 0 8 作者简介王高宏 1 9 7 0 ～ ，男，工程硕士，研究员高级工程师，主要从事民用爆破器材设计及生产工艺研究。E - m a i l s x j y m y s 1 2 6e O ／l l 万方数据 2 0 1 3 年2 月废弹药再利用制造起爆具王高宏等 3 3 具配方为埘T N T W R D x 5 0 5 0 或埘T N T W R D x 埘A l 4 0 6 2 2 2 4 4 1 2 ～1 6 ，且水分小于总 质量的2 ．5 ％。 根据T N T 及R D X 的熔点和爆发点温度，蒸汽 加热至8 5 ℃～9 5 ℃，先熔化合格的1 r P 盯炸药，再按 工艺比例和用户要求加入已拆分处理后的废T N T 、 废R D X 、废梯黑、废梯黑铝炸药，搅拌速度3 0 7 0 r ／r a i n o 基本工艺流程如图l 。 废炸药粉碎H 壳体与注药模具配合Hn n 熔化 卸注药模具卜一注药卜_ 叫混药 喷码、装箱、检验、入库 图1 废炸药起爆具工艺流程 F i g ．1 T h ef l o wc h a r to fb o o s t e rm a n u f a c t u r ep r o c e s s u s i n gt h es c r a pa m m u n i t i o n 3 性能测试 3 ．1 产品理化分析 根据配方设计，制备了不同配方的起爆具。分 别对其中两组起爆具做理化分析。第一组r I ．N T 的 平均质量分数为6 2 ．9 7 ％，R D X 的平均质量分数为 2 2 ．8 7 ％，A 1 粉的平均质量分数为1 4 ．1 6 ％，水分的 平均质量分数为1 ．7 0 ％。第二组耵盯的平均质量 分数为4 5 ．8 7 ％，R D X 的平均质量分数为4 1 ．6 4 ％， 灿粉的平均质量分数为1 2 ．4 9 ％，水分的平均质量 分数为0 ．4 9 ％，平均装药密度为1 ．7 5 9 ／c m 3 。 3 ．2 产品性能试验 按照起爆具的国家检测标准H0 | ，对废炸药生产 的起爆具产品的全部性能进行了测试，结果如表3 。 根据用户的特殊要求单发爆轰后，能垂直击穿 厚度为1 2 m m 的Q 2 3 5 钢板，对不同型号产品进行 了1 2 m m 、2 0 r a m 的Q 2 3 5 及4 5 ’钢板试验，结果表明 4 种起爆具均能达到用户要求。图2 为某型号起爆 具的1 2 m m4 5 。钢板实验效果图。 0 帮，．一一母。一．’一 ，一 一 图2 厚度为2 0 m m 的4 5 ‘钢板试验效果 F i g ．2 T e s tp e r f o r m a n c eo n4 5 ’s t e e l p l a t ew i t hat h i c k n e s so f2 0 衄 3 ．3 试验及应用 迄今已试验成功了雷管和导爆索均能起爆的 1 0 0 0 9 起爆具、应用澳瑞凯雷管起爆的5 0 0 9 起爆 具、雷管和导爆索均能起爆的5 0 0 9 或者4 5 0 9 起爆 具、双雷管起爆功能的起爆具等。目前正在开始应 用集双雷管、导爆索、低能导爆索起爆功能于一体的 多功能起爆具。 4 问题讨论 熔化态炸药注入起爆具壳体后，随着温度下降， 由液相结晶成为固相时，如果未控制好，会出现粗结 晶。在壳体中的凝固次序不当，将产生缩孔。熔态 的炸药如存留其中的气体过多，炸药凝固后，则形成 表3 产品性能测试 T a b ．3P e r f o r m a n c et e s t i n gr e s u l t so fb o o s t e r 万方数据 3 4 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l s 第4 2 卷第1 期 气孔。刚凝固完的炸药，由于药柱中温度不均，冷却 速度太快，可能会引起裂纹。 药柱中的缩孔、气孔、裂纹，都会使药柱强度降 低，产生应力集中现象，但对于静态起爆的起爆具而 言，这类疵病不构成安全问题，且有助于提高起爆具 的起爆感度。 考虑到粗结晶药柱的爆轰感度低，容易引起药 柱起爆不完全，在起爆具中设计了传爆结构，包括传 爆药柱、传爆药盒等。 5 结论 1 依据废炸药的不同性质，匹配相应产品结构 和主装药配方，可制造出以拆分废炸药为主要成分 的起爆具，充分验证了拆分废炸药装填起爆具的可 行性。 2 理化分析起爆具各组分均符合预期配方设 计要求。 3 每一型号起爆具均满足W J 9 0 4 5 - - 2 0 0 4 起爆 具标准I 型产品试验要求。 4 每一型号起爆具均能垂直击穿厚度为1 2 m m 的Q 2 3 5 钢板。 参考文献 [ 1 ]齐世福，田永良，王飞．废旧弹药装运与销毁技术综述 [ J ] ．爆破器材，2 0 1 1 ，4 0 4 2 6 - 3 1 ． Q iS h i f u ，T i a nY o n g l i a n g ，W a n gF e i ．O v e r v i e wo ns h i p p i n g a n dd e s t r u c t i o nt e c h n o l o g yo fa b a n d o n e da m m u n i t i o n [ J ] ． E x p l o s i v eM a t e r i a l s ，2 0 1 1 ，4 0 4 2 6 - 3 1 ． [ 2 ] 顾建良，王泽山．废弃含能材料的再利用研究[ J ] ．爆 破器材，2 0 0 4 ，3 3 4 4 - 5 ． G UJ i a n l i a n g ，W a n gZ e s h a n ．S t u d yo nr e c y c l ea n dr e u s e o fo b s o l e t se n e r g e t i cm a t e r i a l s [ J ] ．E x p l o s i v eM a t e r i a l s ， 2 0 0 4 ，3 3 4 4 - 5 ． [ 3 ] 夏福君，宋桂飞，肖东胜，等．报废炸药绿色无害化处 理技术发展思路探讨[ J ] ．兵工自动化，2 0 1 1 ，3 0 5 9 4 - 9 6 ． X i aF u j u n ，S o n gG u i f e i ，X i a oD o n g s h e n g ，e ta 1 ．R e s e B x c ho nd e v e l o p m e n tt h o u g h t so fg r e e nh a r m l e s sd i s p o s a l t e c h n o l o g yf o rc o n d e m n e da m m u n i t i o n [ J ] ．O r d n a n c eI n d u s t r yA u t o m a t i o n ，2 0 11 ，3 0 5 9 4 - 9 6 ， [ 4 ]李金明，可勇，高欣宝．基于安全与环保的报废弹药分 解拆卸销毁探讨[ J ] ．价值工程，2 0 1 1 ，3 0 4 1 9 5 - 1 9 6 ． L iJ i n m i n g ，K eY o n g ，G a oX i n b a o ．D i s c u s s i o no nt h e w a s t ea m m u n i t i o nd i s a s s e m b l i n gd i s p o s a lf o rs a f e t ya n d e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n [ J ] ．V a l u eE n g i n e e r i n g ，2 0 11 ， 3 0 4 1 9 5 1 9 6 ． [ 5 ] 钟明寿，龙源，孙远征，等．导爆索爆炸拆分废弃常规 弹药的初步试验研究[ J ] ．爆破器材，2 0 0 8 ，3 7 2 3 1 3 4 ． Z h o n gM i n g s h o u ，L o n gY u a n ，S u nY u a n z h e n g ，e ta 1 ． P r e l i m i n a r ye x p e r i m e n to ns p l i t t i n gt h er e j e c t e dc o n v e n t i o n a la m m u n i t i o nb yd e t o n a t i n gc o r d [ J ] ．E x p l o s i v eM a t e r i a l s ，2 0 0 8 ，3 7 2 3 1 - 3 4 ． [ 6 ] 王泽山，张丽华，曹欣茂．废弃火炸药的处理与再利用 [ M ] ．北京国防工业出版社，1 9 9 9 1 - 6 ． W a n gZ e s h a n ，Z h a n gL i h u a ，C a oX i n m a o ．T r e a t m e n ta n d r e c l a m a t i o no fw a s t ep r o p e l l a n t sa n de x p l o s i v e s [ M ] ．B e i j i n g N a t i o n a lD e f e n s eI n d u s t r yP r e s s ，1 9 9 9 1 - 6 ． [ 7 ] 王学进，贾海波，杨朝胜，等．Q J G B 型起爆具的研制 [ J ] ．爆破器材，2 0 1 2 ，4 1 5 2 3 ．2 5 ． W a n gX u e j i u ，J i aH a i b o ，Y a n gC h a o s h e n g ，e ta 1 ．P r e p a r a t i o no fQ J G Bb o o s t e r [ J ] ．E x p l o s i v eM a t e r i a l s ，2 0 1 2 ，4 1 5 2 3 - 2 5 ． [ 8 ]中国兵器工业总公司．G J B7 7 2 A 一1 9 9 7 炸药试验方法 [ S ] ．1 9 9 7 ． C h i n aO r d n a n c eI n d u s t r yC o r p o r a t i o n ．G J B7 7 2 A - - 1 9 9 7 t e s tm e t h o df o re x p l o s i v e [ S ] ．1 9 9 7 ． [ 9 ] 第2 0 4 研究所．火炸药手册[ M ] ．2 版．1 9 8 3 ． T h e2 0 4R e s e a r c hI n s t i t u t e ．E x p l o s i v eh a n d b o o k [ M ] ． S e c o n de d i t i o n 。2 0 4I n s t i t u t e ，1 9 8 3 ． [ 1 0 ] 山东银光化工集团有限公司．W J9 0 4 5 - - 2 0 0 4 起爆具 [ S ] ．2 0 0 4 ． S h a n d o n gY i n g u a n g C h e m i c a l G r o u pL i m i t e d ．W J 9 0 4 5 - - 2 0 0 4B o o s t e r [ S ] ．2 0 0 4 ． B o o s t e rM a n u f a c t u r eb yS c r a pA m m u n i t i o nR e c y c l i n g W A N GG a o h o n g ①，L I NQ i n g y u a n ①，R E N “u m n ①，G U OX i n c h u n ①，L I UD a w e i ② 1 S h a n x iJ i a n g y a n gX i n g ’a nI n d u s t r i a lE x p l o s i v eM a t e r i a l sC o ．，L t d ． S h a n x iT a i y u a n ，0 3 0 0 4 1 ②S c h o o lo fC h e m i c a lE n g i n e e r i n g ，N a n j i n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y J i a n g s uN a n j i n g ，2 1 0 0 9 4 [ A B S T R A C T ] B a s e do ni t sb a s i cf o r m u l aa n dm a n u f a c t u r i n gp r o c e s s ，t h eb o o s t e rw a ss u c c e s s f u l l yf a b r i c a t e db ym i x i n g h i g he x p l o s i v ef r o mt h es c r a pa m m u n i t i o nw i t hm e l tT N T ，s t i r r i n go fm i x e de x p l o s i v e s ，a n dc a s t i n go fm i x e de x p l o s i v e si n t o t h ec a s e ，i nw h i c hab o o s t e rc h a r g eW a sp r e p o s i t i o n e d ．T h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o wt h a tt h em i x e de x p l o s i v ep r e p a r e db y u s i n gt h es c r a pa m m u n i t i o nh a ss u p e r i o rp e r f o r m a n c e ，a n dt h ec o r r e s p o n d i n gb o o s t e rc o u l df u l l ys a t i s f yt h er e q u i r m e n t so f c l i e n t s ．T h er e c y c l i n go fs c r a pa m m u n i t i o nh a st h ea d v a n t a g e so fr e s o u r c es a v i n g ，d i s p o s a lc o s tr e d u c t i o n ，e n v i r o n m e n ti m 。 p r o v m e n t ，a n dc i r c u l a t i o no fr e s o u r c e s ， [ K E YW O R D S ]s c r a pa m m u n i t i o n ，r e c y c l i n g ，b o o s t e r 万方数据