高温延期索的研制

王 爱，张 伟，刘吉祥，周志勇

(湖南神斧集团湘南爆破器材有限责任公司，湖南永州市 425000)

高温延期索的研制

王 爱，张 伟，刘吉祥，周志勇

(湖南神斧集团湘南爆破器材有限责任公司，湖南永州市 425000)

研制了一种可耐200℃高温的延期索，其索外径细、延时秒量高。该延期的制造工艺简单先进、性能稳定、成本低等，为高温延时爆破提供了较好的延时元件。

火工品；延期索；产品结构；生产工艺

0 引 言

高温延期索为深井爆破用火工品[1]，是延期技术生产研制的新型高秒量、高可靠性，高科技含量的索类火工品。高温延期索的技术要求为索外径分Φ3.8 mm和Φ5.0 mm两种(可在这种外径间调整)，延期时间应达到15 min/m，即切长为10 mm时，秒量在9 s以上，能被硼系点火药100%点燃，在200°C时不自燃，在200°C、48 h的环境下，延期时间允许比常温缩短30%，延期精度在±4%以内。经过我厂研制组的努力，延期时间超过了19 min/m，即切长10 mm时，秒量达到了12 s，并在外观、精度、性能上均满足了该类延期索的要求。

1 工艺研究及产品结构

在产品研制初期，研制组采用了我厂传统的药剂处理方法[2]，沿用了延期体生产工艺，做出了12 min/m的延期索，离该类延期索的要求存在一定的差距，因此研制组改进了整套的生产工艺，为了提高延期时间，在原材料的选取上，通过不同厂家不同粒度的原材料对比，选取了适应耐高温延期索的原材料，并加入A、B、C 3种超细添加剂。为了提高延期索的强度，在项目组特订了一批特殊铅管，对长度，内外径，含锑量都提出了具体参数。定型产品结构如图1所示。

图1 延期索结构

2 高温延期索的特点与解决的关键技术

从产品的外径上高温延期索分为Φ3.8 mm和Φ5.0 mm两种，均采用铅管装药拉拔而成，对其外观检查后，进行延时测量为19 m 20 s±30 s，其精度达到了5.17%。

(1)铅管的确定。实验采用的是含锑合金铅管，铅管的规格及含锑量直接影响产品的性能和拉拔工艺。分别对规格为Φ30 mm×35 mm×900 mm(含锑量为2%)、Φ25 mm×28 mm×700 mm(含锑量0.5%)和Φ10 mm×12 mm×600 mm(含锑量0.5%)进行了不同装药量的大量的实验。实验结果见表1。

表1 不同规格的铅管随着装药量的变化的实验结果

通过实验确定了铅管的规格为Φ25 mm×28 mm×700 mm(含锑量0.5%)且装药量为430 g。研制还对铅管提出了“三高”的要求，即铅管挤出时高温度、高压力、高纯度。

(2)药剂的确定。实验初期采用公司已有的配方及混药工艺进行了一定量的实验，结果不是很理想。为了达到耐高温和长延时的技术要求，对公司的钨系延期药进行了改进。首先对原材料进行了大量的预处理，尤其对钨粉的粒度和峰值进行了严格的控制，药剂混出来以后的水分严格控制在0.15%以下。为了解决钨系延期药的点火问题，而确定点火药为硼系点火药。

(3)药剂添加剂的确定。为了提高延时及延进精度，靠单一的钨系基药是远远不够的，因此需要在药剂中加入一定阻燃剂和粘结剂。实验对3种不同的添加剂的规格和用量进行了确定。以A、B、C表示3种不同的添加剂，实验数据见表2。

表2 添加剂的规格和用量对延时和精度的影响

通过以上的实验确定了添加剂的量为5%A＋5%B＋3%C，均为超细分析纯。

高温延期索应用中解决的关键技术问题在于如何点火，怎么样保证100%的点燃，硼系点火药耐高温，但要对长延时的钨系延期[3]100%的点燃还存在一定的问题。所以要对延期药和点火药的接合端面进行处理，采用了增大端面的点火面积从而保证不会出现点不燃的情况。增大点火面积采用了两种结构：斜面点火和阶面点火。

3 实验数据

按确定的实验方案进行批量生产：Φ3.8 mm产品使用的规格为Φ25 mm×28.6 mm×700 mm(含锑量0.5%)的铅管且装430 g药，使用双向拉拔控制拉拔工艺；Φ5.0 mm产品使用同样的铅管，装430 g药后拉至Φ21套一次Φ25 mm×28.6 mm×700 mm，再拉至Φ5.0 mm。实验数据见表3。

表3 最优实验方案的实验数据

4 存在的问题

(1)精度。每一批药(7 kg)拉出来的多根延期索之间存在一定的延时差异，而同一根索的精度较高。这主要由于拉拔工艺上存在一定的误差以及可能存在机械损伤所造成的。

(2)点火。由于延期索点火比较困难，除了对点火药有特殊要求外，还需要特殊的点火结构和足量的点火药。Φ3.8 mm延期索需要Φ3.8 mm的硼系点火索18 mm。Φ5.0 mm的延期索需要Φ5.0 mm的硼系点火索有两种情况：用斜面点火需要点火索20 mm；用阶面点火需要点火索15 mm。点火结构如图2所示。

图2 延期索的点火结构

(3)外径为3.8 mm的延期索，由于铅皮很薄(小于0.35 mm)，在常温下燃烧铅皮就会熔化，所以在燃烧时只能平放或需做保护处理。

5 结束语

高温延期索的成功研制，为高温延时爆破和深井高温高压环境下的爆破提供了优良的延时元件，具有较好的发展潜力和应用前景。本产品的在高秒量、延期时间精度和质量稳定性上接近国外先进水平。

[1] 徐振相，谢大铭.火工品设计原理[M].南京：南京理工大学，1987.

[2] 宋敬埔，吴幼成.延期药技术综述[J].爆破器材，2000(4)：23-25.

[3] 王志朋，劳允亮.钨系延期药预点火反应机理研究[J].火工品，1996(4)：19-22.

2016-09-17)

王 爱(1982-)，男，高级工程师，主要从事民用爆炸物品的研究和爆破作业，Email：wei6153＠126.com。