高溫延期索的研制

王 愛，張 偉，劉吉祥，周志勇

(湖南神斧集團湘南爆破器材有限責任公司，湖南永州市 425000)

高溫延期索的研制

王 愛，張 偉，劉吉祥，周志勇

(湖南神斧集團湘南爆破器材有限責任公司，湖南永州市 425000)

研制了一種可耐200℃高溫的延期索，其索外徑細、延時秒量高。該延期的制造工藝簡單先進、性能穩定、成本低等，為高溫延時爆破提供了較好的延時元件。

火工品；延期索；產品結構；生產工藝

0 引 言

高溫延期索為深井爆破用火工品[1]，是延期技術生產研制的新型高秒量、高可靠性，高科技含量的索類火工品。高溫延期索的技術要求為索外徑分Φ3.8 mm和Φ5.0 mm兩種(可在這種外徑間調整)，延期時間應達到15 min/m，即切長為10 mm時，秒量在9 s以上，能被硼系點火藥100%點燃，在200°C時不自燃，在200°C、48 h的環境下，延期時間允許比常溫縮短30%，延期精度在±4%以內。經過我廠研制組的努力，延期時間超過了19 min/m，即切長10 mm時，秒量達到了12 s，并在外觀、精度、性能上均滿足了該類延期索的要求。

1 工藝研究及產品結構

在產品研制初期，研制組采用了我廠傳統的藥劑處理方法[2]，沿用了延期體生產工藝，做出了12 min/m的延期索，離該類延期索的要求存在一定的差距，因此研制組改進了整套的生產工藝，為了提高延期時間，在原材料的選取上，通過不同廠家不同粒度的原材料對比，選取了適應耐高溫延期索的原材料，并加入A、B、C 3種超細添加劑。為了提高延期索的強度，在項目組特訂了一批特殊鉛管，對長度，內外徑，含銻量都提出了具體參數。定型產品結構如圖1所示。

圖1 延期索結構

2 高溫延期索的特點與解決的關鍵技術

從產品的外徑上高溫延期索分為Φ3.8 mm和Φ5.0 mm兩種，均采用鉛管裝藥拉拔而成，對其外觀檢查后，進行延時測量為19 m 20 s±30 s，其精度達到了5.17%。

(1)鉛管的確定。實驗采用的是含銻合金鉛管，鉛管的規格及含銻量直接影響產品的性能和拉拔工藝。分別對規格為Φ30 mm×35 mm×900 mm(含銻量為2%)、Φ25 mm×28 mm×700 mm(含銻量0.5%)和Φ10 mm×12 mm×600 mm(含銻量0.5%)進行了不同裝藥量的大量的實驗。實驗結果見表1。

表1 不同規格的鉛管隨著裝藥量的變化的實驗結果

通過實驗確定了鉛管的規格為Φ25 mm×28 mm×700 mm(含銻量0.5%)且裝藥量為430 g。研制還對鉛管提出了“三高”的要求，即鉛管擠出時高溫度、高壓力、高純度。

(2)藥劑的確定。實驗初期采用公司已有的配方及混藥工藝進行了一定量的實驗，結果不是很理想。為了達到耐高溫和長延時的技術要求，對公司的鎢系延期藥進行了改進。首先對原材料進行了大量的預處理，尤其對鎢粉的粒度和峰值進行了嚴格的控制，藥劑混出來以后的水分嚴格控制在0.15%以下。為了解決鎢系延期藥的點火問題，而確定點火藥為硼系點火藥。

(3)藥劑添加劑的確定。為了提高延時及延進精度，靠單一的鎢系基藥是遠遠不夠的，因此需要在藥劑中加入一定阻燃劑和粘結劑。實驗對3種不同的添加劑的規格和用量進行了確定。以A、B、C表示3種不同的添加劑，實驗數據見表2。

表2 添加劑的規格和用量對延時和精度的影響

通過以上的實驗確定了添加劑的量為5%A＋5%B＋3%C，均為超細分析純。

高溫延期索應用中解決的關鍵技術問題在于如何點火，怎么樣保證100%的點燃，硼系點火藥耐高溫，但要對長延時的鎢系延期[3]100%的點燃還存在一定的問題。所以要對延期藥和點火藥的接合端面進行處理，采用了增大端面的點火面積從而保證不會出現點不燃的情況。增大點火面積采用了兩種結構：斜面點火和階面點火。

3 實驗數據

按確定的實驗方案進行批量生產：Φ3.8 mm產品使用的規格為Φ25 mm×28.6 mm×700 mm(含銻量0.5%)的鉛管且裝430 g藥，使用雙向拉拔控制拉拔工藝；Φ5.0 mm產品使用同樣的鉛管，裝430 g藥后拉至Φ21套一次Φ25 mm×28.6 mm×700 mm，再拉至Φ5.0 mm。實驗數據見表3。

表3 最優實驗方案的實驗數據

4 存在的問題

(1)精度。每一批藥(7 kg)拉出來的多根延期索之間存在一定的延時差異，而同一根索的精度較高。這主要由于拉拔工藝上存在一定的誤差以及可能存在機械損傷所造成的。

(2)點火。由于延期索點火比較困難，除了對點火藥有特殊要求外，還需要特殊的點火結構和足量的點火藥。Φ3.8 mm延期索需要Φ3.8 mm的硼系點火索18 mm。Φ5.0 mm的延期索需要Φ5.0 mm的硼系點火索有兩種情況：用斜面點火需要點火索20 mm；用階面點火需要點火索15 mm。點火結構如圖2所示。

圖2 延期索的點火結構

(3)外徑為3.8 mm的延期索，由于鉛皮很薄(小于0.35 mm)，在常溫下燃燒鉛皮就會熔化，所以在燃燒時只能平放或需做保護處理。

5 結束語

高溫延期索的成功研制，為高溫延時爆破和深井高溫高壓環境下的爆破提供了優良的延時元件，具有較好的發展潛力和應用前景。本產品的在高秒量、延期時間精度和質量穩定性上接近國外先進水平。

[1] 徐振相，謝大銘.火工品設計原理[M].南京：南京理工大學，1987.

[2] 宋敬埔，吳幼成.延期藥技術綜述[J].爆破器材，2000(4)：23-25.

[3] 王志朋，勞允亮.鎢系延期藥預點火反應機理研究[J].火工品，1996(4)：19-22.

2016-09-17)

王 愛(1982-)，男，高級工程師，主要從事民用爆炸物品的研究和爆破作業，Email：wei6153＠126.com。