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摘要：粉状工业炸药的原材料粒度影响其混合效果和爆炸性能，本文对工业炸药生产相关的粉碎理论及技术展开探讨。讨论了用机械力粉碎物料的几种方法，介绍了粉碎后物料的粒度分布的测定方法，对工业上常用的干法粉碎和湿法粉碎的设备结构和粉碎特点进行了分析对比。建议在进行工业炸药的工艺与配方研究的同时，注重用于粉状工业炸药生产的粉碎设备装置的应用开发，以促进工业炸药技术整体水平的提高。
关键词：工业炸药；生产；粉碎理论；技术前言
工业炸药是一种多组合混合炸药，其由氧化剂、可燃剂和敏化剂以及功能添加剂组成。如果这些组分混合均匀，工业炸药进行爆轰反应时，反应速度快，反应发生完全，有利于提高工业炸药的爆炸性能和作用效果。决定工业炸药混合均匀性的生产工序是粉碎和混合，产品的细度和混合程度直接影响着工业炸药最终的爆炸性能。
1 粉碎的概述
粉碎是用机械方法克服固体内部的凝聚力，使大块破碎成小块或小块分裂成细粉。按粉碎的粗细程度可分为粗碎、中碎和细碎以及超细碎，其粒径范围见表1.生产中最常见的是细碎和超细碎粉碎。粉碎机的分类及粒径范围见表1.
表1 粉碎机的分类及粒径范围
2粉碎的基本原理
2.1粉碎方法
粉碎利用的力主要是机械力。以机械粉碎物料的方法主要有如下几种：
①压碎：向物料施加压力，直至物料达到抗压极限而粉碎。
②磨碎：向物料表面施加剪切力，使剪切力达到无聊的剪切强度极限而将物料粉碎。
③劈碎：在物料某处用一带棱或刃的工具施加压力，使此处所受的拉应力达到其拉伸强度极限而裂开。
④冲击破碎：使物料在瞬间受到一个冲击力而粉碎。
实际生产中，被粉碎物料的机械性质是选用何种粉碎方式的主要依据，而物料的硬度和破裂性更应首先考虑。一般脆性物料宜用劈碎或冲击粉碎，坚硬物料宜用磨碎等。应该指出，实际粉碎机械都不是仅仅一种方式来实现粉碎的，而是上述两种或多种方式联合进行的，如折断与压碎结合，冲击、压碎和磨碎结合等。
粉碎方法的选择还应考虑物料所要求的粉碎比。粉碎比也称粉碎度，是指物料粉碎前后的平均直径比。其计算式如下。
式中 i——粉碎比
Mdcp——物料粉碎前的平均粒径
Kdcp——物料粉碎后的平均粒径
2.2粒度及粒度分布测定法
图1 粒度及粒度分布测定方法分类
物料颗粒的大小称为粒度。由于物料颗粒并非都是球形的，粒度也不可能一致，因而只能用平均粒径来表示颗粒的大小。平均粒径的计算方法视粒度及粒度分布的测定方法不同而不同。
粒度及粒度分布的测定方法分类如图1。
3粉碎的方法与装置
粉碎的方法分为干法和湿法两大类、粗碎和中碎的装置有多种，以干法粉碎为多，如饲料、粮食的粉碎，石材粗碎，一般化工产品干燥后的粉碎等、但对于粉状工业炸药原料的粉碎，常要求获得细碎和微细的粉粒。因此，这里主要介绍一些常用的细碎和微细碎的方法和装置。
3.1干法粉与装置
3.1.1球磨机
球磨机由简体和研磨介质为主要构件，辅以给料、卸料、传动等部分构成。研磨介质装在转动的筒体内壁一起运动，再由高处自由落下，在加上滑动和滚动等运动，便有了研磨介质间、研磨介质与筒壁、与物料产生的摩擦、剪切、碰撞，挤压等力，物料便被研磨成细粉。
研磨介质一般多为圆球形，少数情况下可选用天然鹅暖石或圆柱形。材质的密度有多种可供选择。例如，相对密度为7.8的钢球，相对密度为5.6的氧化锆球，相对密度为3.6的氧化铝球，相对密度为2.3的瓷球，以及玻璃球和天然石料球等。研磨介质的密度越高，研磨效率也越高。采用何种材质的研磨介质，的硬度要比物料的硬度大，所用材料不应与物料发生化学作用，磨损下来的粉末不应影响产品的质量等。研磨介质的大小应视成品要求的细度而定，成品粒径越小，研磨介质的直径也越小。大的研磨介质处理的物料量也大，反之则产量少。研磨操作的装填系数一般为30%~55%。
3.1.2振动磨
振动磨同样由筒体和研磨介质作为主要研磨构件，但筒体除转动外还在振动发生装置的作用下产生筒体振动，迫使筒体内的研磨介质也高频振动，同时逆主转动方向而循环运动，并伴随研磨介质本身的自转，造成径向上不同层次的相对位移，从而使研磨介质与筒体、研磨介质之间产生冲击剪切以及摩擦等作用，很快将物料研磨为微细粒子。是一种超微细粉碎设备，其操作方式分别有间歇式和连续式两种，其振动特点又有惯性式和偏旋式之分。
3.2湿法粉碎
湿法粉碎也称湿法研磨，生产实际中遇到下列情况可采用湿法研磨，例如，物料需要在悬浮液重处理。成品需呈膏状和浆状以及液体。为防止氧化和爆炸以及释放毒性而要求物料表面不能暴露于空气中。
与干法粉碎相比，湿法研磨的过程更为复杂。它不仅包括大颗粒或颗粒团大的破碎，而且还包括固体颗粒被液体研磨介质润湿以及结团被渗透和单个粒子均匀分散在介质中并保持稳定等多个步骤。为了完成各个步骤，需要加入合适的液体介质，有时还要加入润湿和渗透以及分散的助剂。
湿法研磨的设备一般均将混合、分散和研磨相结合。前面所介绍的干法粉碎设备中，有一些同样可用于湿法研磨，例如，球磨机、振动磨等。
结束语
综上所述，我国目前工业炸药生产中的粉碎相关的基础理论和技术以及设备装置的研究不够，粉碎设备装置比较陈旧、单一，特别是粉状工业炸药的原料粉碎仅使用凸轮粉碎机或锤式粉碎机等。因此，应在进行工业炸药的工艺与配方深入研究的同时，注重用于粉状工业炸药生产的粉碎设备装置的应用开发，促进工业炸药生产技术整体水平提高。
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论文作者:胡磊
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/21
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