无烟煤在黑火药中的初步应用.pdf

1 8 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l s第3 9 卷第1 期 无烟煤在黑火药中的初步应用’ 覃录 广西柳州威奇4 艺- r _ 有限责任公司 广西柳州，5 4 5 0 0 2 [ 摘要]文章介绍了无烟煤在工业黑火药中的应用。研究表明，无烟煤作为黑火药可燃剂组分可以在现有工艺 设备不变的条件下完成制药和制索过程。无烟煤的引入可以大大地稳定导火索燃速，使用3 ％- 5 ％的无烟煤制成 全通过4 0 目筛的黑火药，存储5 个月后再用于制索，其燃速仅下降9m ／s ，远低于现行导火索；温、湿度影响试验表 明，相同条件下其燃速变化只是现行导火索的一半。 [ 关键词] 无烟煤黑火药导火索燃速 [ 分类号] T J 4 5 7 1 引言 在传统的黑火药生产中，是以硝酸钾、硫磺、木 炭作为基本的原材料，经球磨加工混合而得。在工 业火工品中，这种黑火药主要用于制造工业导火索， 其中又以普通工业导火索为主。长期的生产实践证 明，用这种黑火药制造出来的导火索，其燃速相对不 稳定，很容易受到生产、使用环境条件的影响，给生 产带来诸多不便，给使用带来安全隐患。本公司研 制了含无烟煤的黑火药，稳定性得以改善，并在生产 中得到初步应用。 尽管导火索已在工程爆破中禁止作为延期起爆 元件使用，但作为一个基本的延期传火元件，其工艺 成熟，价格低廉，在很多产品中还是不可或缺的，例 如森林灭火弹、烟花爆竹等，因此对其相关技术开展 研究仍然有其重要意义；同时，通过对黑火药配方的 研究，可为黑火药在其它方面的应用提供借鉴，如爆 破药、发射药、点火药⋯。 2 生产工艺 生产中可利用原有的黑火药生产工艺设备，不 需要增加其它设备，即可进行加工制造，如图l 所 示。 图1 黑火药制造流程框图 试验和生产中使用的无烟煤产地为河南省，粉 碎后全部通过4 0 目筛；黑火药粉碎后也全部通过 4 0 目筛。 3 配方的确定 3 ．1 木炭一硫磺．硝酸钾系的传统配方【2 1 在原有的生产工艺配方中，硝酸钾的含量是固 定的，为6 4 ％；木炭、硫磺的含量比例是互动关系 的，用以调节黑火药的燃速。其中木炭的调整范围 是6 ％一1 0 ％，此时木炭的含C 量为7 8 ％～8 5 ％。 这种配方系列中，黑火药的燃速随着木炭含量的增 加而加快，而且燃速越趋于稳定；当木炭含量为 1 0 ％一1 2 ％时，其燃速为8 0 1 0 0 m ／s ，此时燃烧性 能较好，但燃速不在国标范围内。 3 ．2 无烟煤一硫磺- 硝酸钾系的实验配方 此种黑火药是在制造延期导火索时使用过的配 方，即用无烟煤完全取代木炭。此配方系中，硝酸钾 的含量固定为6 4 ％；无烟煤、硫磺的含量比例互动， 用以调节黑火药的燃速，其中无烟煤的调整范围是 7 ％一1 6 ％；当无烟煤含量为1 3 ％一1 6 ％时，黑火药 的燃烧速度保持相对稳定，为1 7 0 1 9 0 m ／s ，但其燃 速也不在国标范围内，不能用于普通工业导火索，只 能用于缓燃型导火索或延期体。 3 ．3 无烟煤．木炭一硫磺．硝酸钾系的配方 根据以上两种配方系列所得到的稳定燃速值， 都不在普通工业导火索的燃速1 0 0 1 2 5 m ／s 的范 围内，各居于燃速快慢两端。于是把两者进行了折 中处理，将无烟煤与木炭合二为一，表示为“C ” 作 为可燃剂，含C 量是无烟煤、木炭的主要物性指 标 ，其中木炭与无烟煤的比例为2 l 。在此配方 收稿日期2 0 0 9 - 0 7 ．1 6 作者简介覃录 1 9 7 1 一 ，男，助理工程师，研究方向为黑火药的制造及膨化硝铵炸药的生产工艺管理。E m a i l q l l z g x 2 f X 8 q q ．c o r n 万方数据 2 0 1 0 年1 月无烟煤在黑火药中的初步应用覃录 1 9 系列中，把C 与硫磺的含量作为变量，用以调节黑 火药的燃速；而硝酸钾含量为定量，实验数据如 表l ，表中燃速为制成导火索进行测试，每一个配方 测5 个燃速值。 表1 无烟煤．木炭一硫磺一硝酸钾系 黑火药的实验数据 4 生产中的应用 在实验数据的基础上，试生产了两个批号 4 0 0 k g 的含无烟煤黑火药，用于制索，并同时与原用的 传统配方黑火药相比，其燃速比较如表2 。 从表2 数据可看出，传统配方黑火药燃速的极 差为9m ／s ，含无烟煤黑火药燃速的极差l 批为3 m ／s ，2 批为4m ／s ，说明在相同生产环境条件下，含 无烟煤黑火药燃速更稳定。多年的实际生产表明， 在一个生产班次内，由于生产环境条件 压力、温 度、湿度、风向 的变化，传统配方黑火药燃速的极 差常为1 2 1 5m ／s ，给生产带来极大不便。使用含 无烟煤黑火药，可在很大程度上解决这个问题。 另外，还考察了含无烟煤黑火药在常温下经过 不同的储存期，制成导火索时的燃速变化情况，见 表3 。 随着储存时间的加长，无烟煤黑火药的燃速变 慢，这方面与传统配方黑火药相同。但是，如果传统 配方黑火药储存前燃速为1 1 0 m ／s ，经过5 个月的 储存期，制成导火索时，其燃速一般会超过l2 5 m ／s ，不能用于制索生产。这也说明了含无烟煤黑 表3 燃速随时间变化 m s 。1 火药的燃速稳定性优于传统的黑火药。 5 理论分析 主要为可燃剂中C 含量的增加。无烟煤的C 含量在9 0 ％以上，而木炭的C 含量约8 0 ％，C 含量 的增加，使黑火药燃速更稳定，这符合黑火药燃烧规 律在一定范围内，随着木炭 C 含量的增加，导火 索燃速加快，燃烧性能越稳定【2 】。 其次，无烟煤的密度较木炭的大得多，与配方中 的硝酸钾、硫磺的密度较接近，这样有利于混合均 匀，且在三料混合、过筛、制索过程中不易产生组分 间的“分层”显现，使燃速更稳定。另外，在相同工 艺条件下，也使导火索药芯密度增大，有利于燃烧的 稳定‘1 1 。 此外，木炭的比表面大，对气体的吸附能力强， 增强了黑火药的吸湿性⋯。无烟煤部分取代木炭， 使黑火药的吸湿性降低，从而使黑火药中的水分随 环境气候变化相对较小，其燃速的稳定性受水分变 化影响较小。 黑火药燃烧时所产生的固体残渣对导火索燃速 也有一定的影响，固体残渣越多，排气通道所受阻力 越大，内压升高，燃速变化增大。在直观观察中，含 无烟煤黑火药燃烧时所产生的固体残渣相对比较 少。 6 结论 1 温湿度、储存时间对燃速的影响研究结果 表明，把无烟煤加入到黑火药中，使其燃速的稳定性 大大提高。 2 调整无烟煤、木炭及硫磺的不同比例，在一 定范围内，可确定黑火药不同的稳定燃速值所对应 表2 燃速随环境条件变化对比 万方数据 2 0 爆破器材E x p l o s i v e M a t e r i a l s 第3 9 卷第1 期 l 在掘进爆破中药卷长度和装填操作对包装乳化 炸药效率的影响 E x p l o s ．B l a s t i n gT e c h ．，P r o c ．W o r l dC o n f ．Is t ． 炸药与爆破技术，第1 次世界会议会议录 2 0 0 0 ， 2 5 9 - 2 6 4 英文 地下采矿和土木建筑工业需要设计、钻探、爆破 和每年掘进数万米隧道。大多数隧道掘进仍然采用 风动装填的散装铵油炸药，而在底排辅助炮孔中则 广泛使用乳化炸药药卷。然而有时由于存在流动水 或过量的矿井水和湿度，在这种情况下，使用以多孔 粒状硝酸铵为基的炸药是不切实际的，因为这种炸 药会溶解于水而受到损失。此时，操作者必须使用 抗水炸药，如散装的乳化炸药或乳化炸药药卷。目 前选择乳化炸药药卷是更为普遍的，因为这种炸药 的供应和处理都比较方便。然而许多操作者报告， 当乳化炸药药卷被专用于湿工作面时，未被破坏的 炮孔长度 炮孔底部 的发生范围增加了。第一次 假定这种爆破性能的降低是由于这种固体敏化炸药 的动态钝化作用 压死 ，特别是在炮孔组的平行掏 槽区域，炮孔间距会降至2 5c m 以下。然而振动检 测研究和爆破结果的直接观察对这种假定产生了疑 问。由此提出了炸药药卷与炮孔壁的耦合不足会降 低爆炸能量传递到岩石，而使岩石破坏作用受到抑 制和炮孔组作业能力的不足。从而进一步假定爆炸 特性和装药技术的任何改变会引起炸药药卷与炮孔 壁耦合的改进，从而使隧道爆破性能改进。该文还 说明了设计一种实验测量药卷长度和装填操作对炸 药和岩石的耦合度影响的定量，得出的耦舍系数表 明了在掘进爆破中与炸药性能有显著的影响。 钟一鹏译自美国化学文摘 V 0 1 ．1 3 4 ，N o ．2 4 2 0 0 1 民爆专利信息 专利名称超 近 临界水中无氧化剂催化剂条件下含炸药 成分废水的处理方法 专利申请号C N 2 0 0 7 1 0 0 3 9 9 3 5 ．0公开号C N l 0 1 0 6 6 7 9 6 申请日2 0 0 7 ．0 4 ．2 5公开日2 0 0 7 ．1 1 ．0 7 申请人上海大学；中国工程物理研究院化工材料研究所 本发明涉及一种超 近 临界水中无氧化剂催化条件下 含炸药成分废水的处理方法，属环境保护废水处理技术领 域。本发明处理方法的特点是将含有炸药主要化学成分 ．n 盯、R D X 、H M X 的模拟废水注入反应釜中，在釜体中受到超 近 临界水的作用，发生反应，使炸药成分T N T 、R D X 、H M X 降解，从而降低或去除该有毒物质。在试验中，采用超 近 临界水的处理温度范围为2 0 0 5 0 0 ℃，压力范围为3 ．5 5 0 M P a 。试验结果表明，本发明处理方法具有较好的降解效 果，废水中的田盯、R D X 、H M X 的去除率可达9 0 ％以上。 专利名称含有碱金属高氯酸盐的气体发生剂 专利申请号C N 2 0 0 5 8 0 0 2 5 3 l O ．8公开号C N l 0 1 0 6 5 3 4 0 申请日2 0 0 5 ．0 7 ．2 2 公开日2 0 0 7 ．1 0 ．3 1 申请人美国奥托里夫A S P 股份有限公司 本发明提供含有碱金属高氯酸盐的气体发生剂组合物， 该组合物在燃烧时产生或得到改进的排出物，还提供一种产 生用于可充气约束系统中的充气气体的相关方法。此含有 碱金属高氯酸盐的气体发生剂组合物包括至少一种以大于 1 0 0 ．m 的平均粒径存在的碱金属高氯酸盐。此含有碱金属 高氯酸盐的气体发生剂组合物还包括或含有一种合适的非 叠氮化物的有机含氮燃料并且包括至少一种含有铜的混合 物，所述混合物选自碱式硝酸铜、氧化铜、二硝酸二氨铜- 硝 酸铵混合物、双四唑二氨铜、由5 ．氨基四唑与碱式硝酸铜反 应所得的铜．硝酸盐配合物，以及它们的组合物，其中所述二 硝酸二氨铜．硝酸铵混合物中，硝酸铵存在的质量为3 ％一 9 0 ％。 王元荪 ．日- a e o e - c e o - e o e o 争o e o o ．o e o e - o 审时q a e 峥争。日由争。一∞寺。呻时q ．o e ．o e 时e o 口o e o e o 日时e ．o e o 日．o 寺口e 时电口9 0 9 0 q 畸幛．o e o e o e 时e o e o e o 拿K 的配方。这一点有待进一步研究。 版社，2 0 0 3 ． 参考文献 [ 2 ] 鲁泉山．导火索[ M ] 北京国防工业出版社，1 9 7 5 [ 1 ] 刘自铴，蒋荣光．工业火工品[ M 】．北京兵器工业出 j T h eI n i t i a lA p p l i c a t i o no fA n t h r a d t ei nB l a c kP o w d e r Q t NL u G 删U u a h o uW e i q lC h e m i c a lI n d u s t r yC o ．，L t d ． G u a n 肛iL i u z h o u ，5 4 5 0 0 2 [ A B S T R A C T ] T h ea p p l i c a t i o no fa n t h r a c i t ei nb l a p o w d e ri si n t r o d u c e d ．S t u d i e sh a v es h o w nt h a ta n t h r a c i t e 咖b e u s e da 8ac o m b u s t i b l ea g e n tc o m p o n e n ti ne x i s t i n gp r o c e s se q u i p m e n tu n d e rt h es a m ec o n d i t i o n sf o rt h ep h a r m a c e u t i c a la n d m 蚰证k t I | r i I l gp r o c e s s ．T h ea p p l i c a t i o no fa n t h r a c i t eC a l lg r e a t l ys t a b i l i z et h ef u s eb u r n i n gs p e e d ．A f t e r5m o n t h ss t o r a g et h e 4 0m e s hs i e v eb l a c kp o } W d e rm a d eb yt h e1 l 肫0 f3 ％一5 ％o ft h ea n t h n 矗t e ．i su s e di nt h em s n u f a c t m eo ft h ef u s e ．T h e b u m i n gs p e e dd 既∞即嘲o n l y9m ／s 。a n dm u c hl o w e rt h a nt h ec u r r e n tf u s e ．T h er e s u l t so ft h et e m p e r a t u r ea n dh u m i d i t y t e s t ss h o wt h a tu n d e rt h es a m ec o n d i t i o n s ．t h eb u r n i n gs r ．地dc h a n g ei so n l yh a l f0 ft h ee m t i I l I sf u s e ． [ K E YW O R D S ] a n t h r a c i t e ，b l a c kp o w d e r ，f u s e ，b u r n i n g 删 万方数据