铅丹-硅系电引火药头的研究.pdf

2 0 0 9 年8 月 铅丹．硅系电引火药头的研究谢斌 2 1 铅丹．硅系电引火药头的研究。 谢斌 湖南长斧众和科技有限公司 湖南长沙，4 1 0 0 1 2 [ 摘要]文中介绍了铅丹．硅系电引火药头的配方，通过试验对氯酸钾．木炭系电引火药头和铅丹一硅系电引火药 头性能进行了对比分析。经试验和批量生产表明，铅丹．硅系引火药头性能优良，质量稳定可靠，发火同步性好，秒 量精度高，安全系数高。用该引火药头装配的电雷管，产品质量达到了C B S 0 3 1 - r 业电雷管 标准规定的要求。 [ 关键词]电雷管电引火药头引火药铅丹．硅系 [ 分类号] T I Y 2 3 5 ．2 2T Q 5 6 5 ．3 1 引言 电雷管是靠电引火元件在外界电能的作用下使 桥丝通电发热点燃引火药剂发火而引爆的。电引火 元件即电引火药头性能的好坏直接影响电雷管的产 品质量。目前我国大多用氯酸钾．木炭系引火药做 电雷管用引火药剂，该引火药吸湿性与腐蚀性极强， 防潮性能差，存在严重腐蚀桥脚的现象。虽然这与 贮存环境有关，但根源在于引火药剂与桥脚的相容 性较差。通过反复试验，成功地研制出了铅丹一硅系 电引火药头。经过近8 年的批量生产证明，铅丹一硅 系引火药头性能优良，发火同步性好，秒量精度与安 全系数高，质量稳定可靠，用其装配的电雷管产品性 能符合G B 8 0 3 1 工业电雷管规定的要求。 2 试验与结果分析 通过试验对引火药配方、电发火性能参数、发火 同步性、药剂的物理化学安定性、防潮性能、秒量精 度等进行了一系列研究与分析。 2 ．1配方确定 铅丹一硅系延期药具有燃速快且稳定、燃烧产物 气体生成量极少和良好的物理化学安定性等优点， 这正是理想的引火药所必需的。铅丹与硅混合药吸 湿性极小，在常温饱和蒸汽下，铅丹、硅铁 铁含量 约4 ．5 ％ 和其7 3 混合药的吸湿性见图I ⋯。硅 粉纯度越高，其吸湿性越小。铅丹．硅系混合药的燃 速曲线见图2 ⋯。图2 说明铅丹硅在8 0 2 0 左 右时燃速最快。据资料介绍，铅丹与硅反应的热量 曲线在硅含量为2 0 ％以上时曲线变水平，说明燃速 在其组成达到或接近化学计量时最大。铅丹一硅系 混合药的热感度较低，为保证可靠发火可外加 1 0 0 ％的D D N P 。按照零氧平衡的原则，经反复试 述 惫 * g 嘲 肇 吸湿时问／d 图l 铅丹、硅铁及其混合物的吸湿性 图2 铅丹．硅混合物燃速曲线 验，最终确定铅丹硅为5 1 。 引火药头通常是在湿态下通过粘合剂将引火药 剂包覆在桥脚上经干燥而成。通过对几种粘合剂对 比，从成膜性、吸湿性及药头质量各方面综合衡量， 收稿日期2 0 0 9 - 0 4 - 2 0 作者简介谢斌 1 9 6 8 一 ，男，工程师，主要从事火工器材的生产工艺技术研究。 万方数据 2 2 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l s第3 8 卷第4 期 确定P V A 做粘合剂，其加入量为3 ．O ％一4 ．O ％。 铅丹一硅混合药的撞击感度远低于D D N P ，而其 摩擦感度却超过了D D N P 。铅丹与硅铁为7 3 时， 在山田摩擦试验机上测试，当两摩擦片间压力为 0 ．2 4 5 M P a 、0 ．4 9 0 M P a 、0 ．9 8 0 M P a 时，其摩擦发火概 率分别为4 ／1 0 、7 ／1 0 、1 0 ／1 0 ⋯。因此在生产和操作 过程中应严防摩擦，可采用机械湿混。为降低该引 火药头的摩擦感度，确保生产安全，试验发现用硝基 漆做铅丹一硅系引火药头的保护层效果较理想。 2 ．2 性能试验与测试 为了验证、比较两种引火药头的优劣，进行了如 下性能对比试验。 2 ．2 ．1 发火同步性 按C B 8 0 3 1 要求，测定两种药头及其装配的电 雷管的发火 延期 时间，测试结果见表1 。表1 中 的各项均测试2 5 发，铅丹一硅系药头用A 表示，氯酸 钾一木炭系药头用B 表示，以下类同。 表1两种药头发火 延期 时问测试 表l 说明，铅丹一硅系引火药头及其装配的毫秒 电雷管，其发火 延期 时间的极差与标准偏差均较 氯酸钾- 木炭系引火药头小，说明其发火同步性较好 且精度高。其原因是前者点火能力极强且燃烧产生 的气体量远少于后者。铅丹．硅系引火药头燃烧后 基本上不产生气体，而氯酸钾一木炭系药头燃烧后产 生大量的C O 、C O 。由于大量气体的产生，在雷管 气室容积一定的情况下，就会迅速产生高温高压，燃 烧气体甚至可能从封口逸出，进而引发压力的波动， 导致延期药燃速的不稳定，使精度变差。 2 ．2 ．2 电发火参数 两种药头的安全电流、单发发火电流、串联准爆 电流、发火冲量测试数据见表2 。 表2 中的数据说明，铅丹．硅系引火药头的热感 度较氯酸钾．木炭系引火药头低，其发火电流较高。 但其安全电流要高，说明其抗静电、防杂散电流的能 力相对较强，安全系数相对较高。 表2 两种药头电发火参数 性能嚣。Z 嚣。，安舒流黼 2 ．2 ．3 浸水试验 将两种引火药头均外涂硝基漆做保护层，再用 其装配成纸壳瞬发电雷管，雷管壳沾涂由桐油、松 香、石蜡按一定比例熬成的蜡液。然后将雷管浸入 0 ．5 m 深的充水容器中，在2 0 一2 5 ℃温度下，浸水一 定时问后，取出进行性能测试，起爆条件采用1 号电 池或1 0 0 型矿用发爆器引爆单个药头 每次5 0 发 、1 ．2 A 恒定直流电串联引爆雷管 每次2 0 发 。 试验结果见表3 ，当浸入l h 后，用l 节电池单发引 爆正常。 可见，铅丹一硅系引火药头及其装配的电雷管抗 水性能远强于氯酸钾一木炭系药头及其装配的电雷 管。 2 ．2 ．4 贮存试验 金属生锈是由于金属及其中杂质彼此构成众多 微电池而与潮湿空气中的水气、氧气缓慢发生电化 学腐蚀所至【2 】。地处高温高湿的南方，空气湿度相 对较大，特别是在高温潮湿季节，空气相对湿度甚至 表3两种药头及其装配的瞬发雷管浸水试验对比 万方数据 2 0 0 9 年8 月 铅丹- 硅系电引火药头的研究谢斌 2 3 高达8 0 ％以上。电引火药头做为电雷管的初始发 火元件，必须经受住时间与环境变化的影响而保持 良好的发火性能。为此，采用将两种外涂硝基漆做 保护层的药头及其装配的纸壳瞬发电雷管长时间置 于自然条件的室内进行贮存试验。时间从2 0 0 0 年 3 月2 0 日开始，目的是观察电阻、桥脚、药剂的变化 情况与药头的发火情况，具体数据见表4 。表4 中 的贮存试验是用1 0 0 型矿用发爆器起爆，每次检测 3 0 发，其电阻、发火、爆炸均符合要求。 两种药头及其装配的瞬发雷管在无特殊防潮措 施的前提下，铅丹一硅系引火药头贮存1 2 个月基本 正常；氯酸钾一木炭系引火药头半个月便生锈，至第 3 个月时出现严重锈蚀，电阻不合格，出现无法发火 现象。用铅丹硅系引火药头装配的瞬发电雷管贮 存2 年基本正常；而用氯酸钾一木炭系引火药头装配 的瞬发电雷管，贮存1 个月即生锈，至第3 个月出现 严重锈蚀、电阻超标、半爆与拒爆现象。说明铅丹． 硅系引火药头防潮性能、物理化学安定性比氯酸钾一 木炭系引火药头好。原因是铅丹、硅的吸湿性远小 于氯酸钾与木炭，且无腐蚀性，同时铅丹本身具有防 锈抑锈功能H J 。木炭在潮湿环境下可吸收1 5 ％一 1 8 ％的水分；氯酸钾水溶性极强，易受环境湿度和大 气压力的影响而潮解，从而加快铁脚线的锈蚀。 我公司自使用铅丹．硅系引火药头以来，产品防 潮性能、贮存稳定性、准爆率大为提高，证明该引火 药头具有氯酸钾．木炭系引火药头所无法比拟的优 点。 2 ．2 ．5 秒量试验 氯酸钾一木炭系引火药头燃速快，爆炸火焰长， 点火能力强，但产生的气体多。用于毫秒电雷管时秒 量波动大；而铅丹．硅系引火药头具有燃速快，爆焰 灼烧性强，点火能力强等优点，但其火焰长度与强度 不如前者，用于毫秒电雷管时如控制不当会出现拒 爆和秒量偏高现象。对引火药配方和延期体制造工 艺进行适当优化后，得以有效地解决，秒量精度和稳 定性相当理想。试验结果见表5 。表5 中每组数据 均为2 5 发雷管的测试综合数据。 2 ．2 ．6 瓦斯安全性 铅丹．硅系引火药头因燃烧后产生大量高温灼 热颗粒，用于煤矿许用电雷管 本研究中煤矿许用 瞬发雷管为纸壳、煤矿许用毫秒雷管为发蓝壳 时， 特别是煤矿许用毫秒电雷管时易引燃瓦斯，因此控 制引火药头大小极为关键。试验结果表明，当引火 药头质量为1 0 1 4 m g 时，可保证雷管爆炸后不引 燃瓦斯。试验按G B l 8 0 9 7 要求进行，瓦斯浓度为 9 0 ．3 ％，见表6 。 表4 两种药头及其装配的瞬发电雷管贮存试验 时间／月0 ．5 1361 21 82 4 A 正常正常 正常 正常 1 3 瓣’ B 徽瓣攀渊一 一一 罗瑟管 正常 正常 ． 正常正常正常 仅臀头仅嚣头 删⋯。售斗磕錾亲慧量磊鑫专箍蓄霪 瞬瑟管醋黼毽嚣瓣鳞断 _ 一 兰堡 垄二鑫 二 表5 铅丹．硅系引火药头用于毫秒电雷管秒量测试 万方数据 2 4 爆破器材E x p l o s i v e M a t e r i a l s 第3 8 卷第4 期 表6 铅丹一硅系引火药头瓦斯安全性试验 3 结束语 我公司自使用铅丹．硅系引火药头以来，已累计 生产电雷管超过亿发。产品质量稳定，符合G B 8 0 3 1 要求。试验和批量生产证明，它具有如下优点 1 因采用成膜性好、吸湿性极小的P V A 树脂， 药头硬度大、强度高。 2 具有良好的物理化学安定性和防锈抑锈作 用，防潮性能、贮存性能好，用该药头装配的电雷管 能长时间经受恶劣贮存环境的考验。 3 该药头属微气体药头，发火同步性好，点火能 力强，用于毫秒电雷管具有秒量精度高、稳定性好的 特点。 4 安全系数高，安全电流高达0 ．2 4 A ，抗静电能 力强。 参考文献 [ I ] 刘自铴，蒋荣光．工业火工品[ M ] ．北京兵器工业出 ‘ 版社，2 0 0 3 ．2 1 3 - 2 5 1 ． [ 2 ] 傅献彩，陈瑞华．物理化学 下册 [ M ] ．第三版．北 京高等教育出版社，1 9 8 0 ．1 4 8 1 5 3 [ 3 ] 北京师范大学，等．元机化学[ M ] ．第二版．北京高等 教育出版社。1 9 8 6 ．6 8 4 ． S t u d yO nt h eF u s e h e a do fR e dL e a d - s i l i c o nT y p e X I EB i n H u ’n 蚰c h 觚g 缸Z h o n g h eS c i e n c ea n dT e c l m o l o g yC o ．，I 艏． H u ’n a nc h 蛆萨l l a ，4 1 0 0 1 2 [ A B S T R A C t ] Af o r m u l ao ft h ef u a e h e a df o rt I l er e dl e a d - s i l i c o nt y p ei si n t r o d u c e di nt h i sp a p e r ．T h ep e r f o r m a n c e s 眦 a n a l y z e db yt e s t sb e t w e e nt h ec h l o r a t e - c a r b o nt y p ea n dt h er e dl e a d - s i l i c o nt y p e ．A f t e rt h ep e r f o r m a n c et e s ta n dp u t t i n gi n t o p r o d u c t i o n ，i ti sp r o v e dt h a tt h ef u s e h e a do ft h er e dl e a d s i l i c o nt y p ei se x c e l l e n ti np e r f o r m a n c e ，s t a b ei nq u a l i t y ，g o o di n f i r i n gs y n c h r o n i s m ，h i g hi np r e c i s i o na c c u r a c yo fd e h yt i m ea n dI l i 曲i ns a f e t yf a c t o r ．％eq u a l i t yo fp r o d u c t so fd e c t r i c d e t o n a t o r sa s s e m b l e dw i t ht h e s ef u s e h e a d sc 锄f u l l ya t t a i nt h es p e c i f i e dr e q u i r e m e n t si nt h en a t i o n a ls t a n d a r d0 fG B 8 0 3 1f o r i n d u s t r i a le l e c t r i cd e t o n a t o r ． [ K E YW O R D S ] e l e c t r i cd e t o n a t o r ，f u s e h e a d ，i g n l t i o nc o m p o s i t i o n ，r e dl e a d s i l i c o nt y p e 民爆专利信息 专利名称磁性金属雷管空管体自动检漏机 专利申请号C N 2 0 0 6 1 0 0 4 6 8 7 4 ．6公开号C N l 8 9 6 7 0 5 申请日2 0 0 6 ．0 6 ．0 9公开日2 0 0 7 ．0 1 ．1 7 申请人阜新赛恩斯自动化设备有限公司 本发明属于雷管体质量好坏的检测机械，一种磁性金属 雷管空管体自动检漏机。由外壳、底板、立柱、万向轮、电动 机、真空泵、翻转轴横向运动步进电机、翻转轴步进电机、分 管梭步进电机部件组成，在上板上面中间固定一个雷管挡 板，上板下面中间与雷管挡板相对应固定一个集管槽体，上 板与上立板端头固定在一起，上立板内侧固定一个托管体。 在分管梭两侧与上立板间和中板的四个角上面均固定有翻 转轴滑道。该机结构简单，工作可靠，自动化程度高，经济与 社会效益十分显著。 专利名称含水硝铵炸药水相配料溶液浓度在线实时检测装 置及其方法 专利申请号C N 2 0 0 d 1 0 0 8 5 4 1 1 ．O公开号C N l 0 1 0 2 1 4 9 6 申请日2 0 0 6 ．0 6 ．1 4公开日2 0 0 7 ．0 8 ．2 2 申请人贵阳久联化工有限责任公司；南京理工大学 本发明公开含水硝铵炸药水相配料溶液浓度在线实时 检测装置及方法。它在水相配料罐内设置电导率仪探头和 温度传感器，该电导率仪探头和温度传感器分别与信号传输 转换器连接，该信号传输转换器与计算机连接；在水相配料 罐上分别设置出料阀、蒸汽阀和进水阀，螺旋运输机通过下 料管与所述的水相配料罐连接。该方法的步骤为标定标准 曲线，并在计算机中设置该标准曲线及比较的数据处理系 统；将测得的温度与电导率与相应的标准曲线比较，即可得 到被测溶液的浓度。本发明可快速、准确地测得溶液的浓 度，从而实现了含水硝铵炸药水相配料溶液浓度的在线实时 测量，可通过计算机控制原料运输设备调整料液浓度，控制 出料阀、进水阀及保温蒸汽的流量。 王元荪 万方数据