改性雙基推進劑大生產(chǎn)工藝的幾點改進建議

孫磊　劉所恩

摘 要：本文章針對高能高固含量的改性雙基推進劑產(chǎn)品生產(chǎn)過程中存在的主要問題，著重從吸收藥團制造和驅(qū)水壓延的工序提出了工藝改進的建議和措施，并對這類推進劑產(chǎn)品的發(fā)展和工藝改進進行了展望。

關鍵詞：改性雙基推進劑；生產(chǎn)工藝；吸收藥；驅(qū)水壓延

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.055

1 引言

以第二代高能炸藥RDX、HMX改性的螺壓高能高固含量硝胺改性雙基推進劑是國內(nèi)近二十多年來自主研制成功的第二代具有國際先進水平的一類高性能改性雙基推進劑，該類推進劑具有能量高、密度大、特征信號低、燃燒性能優(yōu)良、化學安定性好、制造工藝成熟、易實現(xiàn)批量化、均勻性及一致性好、滿足自由裝填等優(yōu)點[1]。

由于工藝改造研究滯后，現(xiàn)有生產(chǎn)工藝不能完全適應含大量高能硝胺炸藥的改性雙基推進劑的生產(chǎn)，已發(fā)生多次惡性燃爆事故，產(chǎn)品質(zhì)量也獲多或少受到了影響。近幾年針對這類產(chǎn)品的大生產(chǎn)工藝進行了一些技術改進研究工作，研究成功了專門用于不含鋁粉的高能高固含量改性雙基推進劑產(chǎn)品生產(chǎn)的新工藝，該工藝首次成功將大型機械混同裝置用于推進劑吸收藥團的混同，徹底解決了產(chǎn)品均勻度較差的質(zhì)量問題；首次將雙螺旋剪切壓延機應用于吸收藥團的二次驅(qū)水和預塑化造粒，并進一步強化溝槽壓延工藝，徹底解決了裝藥塑化度差的質(zhì)量問題；通過改進和優(yōu)化壓伸工藝條件，進一步提高了裝藥的致密度；通過設計加工大量輔助工裝設備有效改善了裝藥的潔凈度。

2 關于進一步改進大生產(chǎn)工藝的建議

2.1 關于吸收藥制造工序

對于高固含量硝胺改性雙基推進劑而言，吸收藥團的制備是一個十分關鍵的過程，對產(chǎn)品最終質(zhì)量的影響至關重要。目前吸收藥制造工序存在的主要問題包括：① 不能進行連續(xù)吸收，采用先制備三成分白料，再進行單鍋二次吸收的工藝，藥團組分有時不能一次性符合技術要求，嚴重影響生產(chǎn)進度； ② 鍋次之間組分一致性、穩(wěn)定性較差，影響產(chǎn)品性能質(zhì)量；③ 吸收藥團中金屬和非金屬雜質(zhì)較多，影響產(chǎn)品外觀和內(nèi)在質(zhì)量。針對目前存在的問題，建議對吸收工藝進行如下改進。

（1）各組分在加入吸收器時必須準確計量。由于在吸收器中無法精確取樣分析成分，所以也無法在吸收器中反復調(diào)節(jié)各組分的含量，必須在加料時就一次性計量準確，三成分白料的濃度必須準確。

（2）想方設法從源頭上嚴格控制金屬和非金屬雜質(zhì)的帶入，嚴把硝化棉原材料的質(zhì)量關。除了吸收設備老化可能會產(chǎn)生金屬雜質(zhì)外，硝化棉原材料已經(jīng)成為其它金屬和非金屬雜質(zhì)的主要攜帶源。另外吸收藥團在混同及周轉(zhuǎn)過程中一定要避免藥團中混入雜質(zhì)。

（3）吸收藥團的水分盡量控制在固定的范圍內(nèi)，這樣有利于二次驅(qū)水工藝的穩(wěn)定，從而有利于壓延過程的安全。

（4）大型濕混機的應用雖然很好地解決了藥團組分均勻分散的技術問題，但從長遠的角度看，希望能對目前的間斷吸收工藝改造成連續(xù)吸收工藝，這樣才能大幅度提高生產(chǎn)效率，降低制造成本，縮短生產(chǎn)周期。

2.2 關于驅(qū)水壓延造粒工序

最近幾年，高能高固含量改性雙基推進劑的產(chǎn)品已發(fā)生多次嚴重的壓延安全事故，引起大家的高度重視。本文針對每次事故的現(xiàn)象，結(jié)合裝藥的性能和配方特點，結(jié)合目前壓延采取的工藝路線和工藝參數(shù)等，經(jīng)過綜合分析和認真思考，提出幾點建議供參考。

（1）螺旋驅(qū)水工藝不適合高能高固含量改性雙基推進劑吸收藥團的二次驅(qū)水。由于重力的原因以及異質(zhì)推進劑本身的特點，很容易在驅(qū)水時使藥團的均勻度變差，不利于產(chǎn)品質(zhì)量的保證和后續(xù)壓延工序的安全操作，必須要改進。可以改為雙螺旋剪切壓延機驅(qū)水造粒，也可以改為溝槽壓延機驅(qū)水造粒。針對含鋁改性雙基推進劑物料采用剪切壓延機驅(qū)水時容易掉料的問題，可以通過改進剪切壓延機的結(jié)構(gòu)來解決，比如可以加深螺槽的深度或降低剪切壓延機表面的光潔度等。

（2）針對目前二次壓延安全事故頻率高的現(xiàn)象，可以采取弱化一次壓延工藝、同時強化二次壓延工藝的措施，保證一次壓延完的藥粒含有相對較高的水分（2%左右），為二次壓延創(chuàng)造較為安全的條件。

（3）取消一次壓延藥粒的混同工序。用剪切壓延驅(qū)水工藝或溝槽壓延驅(qū)水工藝代替螺旋驅(qū)水工藝后，物料的均勻度基本可以得到保障，因此沒有必要再對一次壓延的藥粒繼續(xù)人工混同。大批物料進行人工混同不僅增加操作工的勞動強度，也無法組織藥團的連續(xù)壓延，當環(huán)境溫度較低時，二次壓延會很不安全。為了保證藥料具有較高的均勻度，可以對二次壓延藥粒進行混同。研究采用大型機械混同裝置對二次壓延藥粒進行混同是進一步提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，改善員工操作環(huán)境條件最好的辦法。

（4）應堅決杜絕二次壓延時物料在輥子上大面積翻皮的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象應該是歷次壓延事故發(fā)生的罪魁禍首。改性雙基推進劑的熱安定性要優(yōu)于制式雙基推進劑，物料在輥子中央正常的進料、連續(xù)均勻地從輥子兩端擠出，應該是不會發(fā)生安全事故的。但是一旦發(fā)生中間翻皮現(xiàn)象，翻皮的部分物料就會在輥子中間停留較長的時間，并受到連續(xù)的摩擦和加熱，物料的安全狀態(tài)必然要下降，這部分物料一旦有機會被輥子擠進去，就會受到比正常情況下更大的擠壓力和摩擦力，極容易引發(fā)物料的劇烈熱分解甚至爆燃。另外，輥子中間物料翻皮時，撥料器上撒下的藥粒不能從輥子中央上輥，還會影響壓延質(zhì)量。要杜絕二次壓延時物料在輥子上大面積翻皮的現(xiàn)象，必須從兩方面采取措施，一方面要適當增加輥子表明和物料的摩擦力，另一方面要控制物料的加料速度，不能趕進度。

3 展望

高能高固含量改性雙基推進劑已成為行業(yè)的核心競爭力技術，得到大家的高度重視，隨著該類推進劑綜合性能的不斷提高和需求牽引的不斷推進，這類推進劑產(chǎn)品的生產(chǎn)任務會逐年增加。高能高固含量改性雙基推進劑產(chǎn)品目前存在的質(zhì)量問題以及在壓延過程中發(fā)生爆燃事故有多方面的原因，應從人、機、料、法、環(huán)等方面綜合采取措施。經(jīng)過大家的共同努力，集思廣益，不斷提高認識，高能高固含量改性雙基推進劑的生產(chǎn)工藝會逐步優(yōu)化完善，安全生產(chǎn)會得到有效改善，產(chǎn)品質(zhì)量會進一步提高，批產(chǎn)能力也會進一步提升。

參考文獻：

[1]中國北方化學工業(yè)總公司[M].火炸藥理論與實踐，2001.