改性双基推进剂大生产工艺的几点改进建议

摘 要：本文章针对高能高固含量的改性双基推进剂产品生产过程中存在的主要问题，着重从吸收药团制造和驱水压延的工序提出了工艺改进的建议和措施，并对这类推进剂产品的发展和工艺改进进行了展望。

关键词：改性双基推进剂；生产工艺；吸收药；驱水压延

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

1 引言

以第二代高能炸药RDX、HMX改性的螺压高能高固含量硝胺改性双基推进剂是国内近二十多年来自主研制成功的第二代具有国际先进水平的一类高性能改性双基推进剂，该类推进剂具有能量高、密度大、特征信号低、燃烧性能优良、化学安定性好、制造工艺成熟、易实现批量化、均匀性及一致性好、满足自由装填等优点[1]。

由于工艺改造研究滞后，现有生产工艺不能完全适应含大量高能硝胺炸药的改性双基推进剂的生产，已发生多次恶性燃爆事故，产品质量也获多或少受到了影响。近几年针对这类产品的大生产工艺进行了一些技术改进研究工作，研究成功了专门用于不含铝粉的高能高固含量改性双基推进剂产品生产的新工艺，该工艺首次成功将大型机械混同装置用于推进剂吸收药团的混同，彻底解决了产品均匀度较差的质量问题；首次将双螺旋剪切压延机应用于吸收药团的二次驱水和预塑化造粒，并进一步强化沟槽压延工艺，彻底解决了装药塑化度差的质量问题；通过改进和优化压伸工艺条件，进一步提高了装药的致密度；通过设计加工大量辅助工装设备有效改善了装药的洁净度。

2 关于进一步改进大生产工艺的建议

2.1 关于吸收药制造工序

对于高固含量硝胺改性双基推进剂而言，吸收药团的制备是一个十分关键的过程，对产品最终质量的影响至关重要。目前吸收药制造工序存在的主要问题包括：① 不能进行连续吸收，采用先制备三成分白料，再进行单锅二次吸收的工艺，药团组分有时不能一次性符合技术要求，严重影响生产进度； ② 锅次之间组分一致性、稳定性较差，影响产品性能质量；③ 吸收药团中金属和非金属杂质较多，影响产品外观和内在质量。针对目前存在的问题，建议对吸收工艺进行如下改进。

（1）各组分在加入吸收器时必须准确计量。由于在吸收器中无法精确取样分析成分，所以也无法在吸收器中反复调节各组分的含量，必须在加料时就一次性计量准确，三成分白料的浓度必须准确。

（2）想方设法从源头上严格控制金属和非金属杂质的带入，严把硝化棉原材料的质量关。除了吸收设备老化可能会产生金属杂质外，硝化棉原材料已经成为其它金属和非金属杂质的主要携带源。另外吸收药团在混同及周转过程中一定要避免药团中混入杂质。

（3）吸收药团的水分尽量控制在固定的范围内，这样有利于二次驱水工艺的稳定，从而有利于压延过程的安全。

（4）大型湿混机的应用虽然很好地解决了药团组分均匀分散的技术问题，但从长远的角度看，希望能对目前的间断吸收工艺改造成连续吸收工艺，这样才能大幅度提高生产效率，降低制造成本，缩短生产周期。

2.2 关于驱水压延造粒工序

最近几年，高能高固含量改性双基推进剂的产品已发生多次严重的压延安全事故，引起大家的高度重视。本文针对每次事故的现象，结合装药的性能和配方特点，结合目前压延采取的工艺路线和工艺参数等，经过综合分析和认真思考，提出几点建议供参考。

（1）螺旋驱水工艺不适合高能高固含量改性双基推进剂吸收药团的二次驱水。由于重力的原因以及异质推进剂本身的特点，很容易在驱水时使药团的均匀度变差，不利于产品质量的保证和后续压延工序的安全操作，必须要改进。可以改为双螺旋剪切压延机驱水造粒，也可以改为沟槽压延机驱水造粒。针对含铝改性双基推进剂物料采用剪切压延机驱水时容易掉料的问题，可以通过改进剪切压延机的结构来解决，比如可以加深螺槽的深度或降低剪切压延机表面的光洁度等。

（2）针对目前二次压延安全事故频率高的现象，可以采取弱化一次压延工艺、同时强化二次压延工艺的措施，保证一次压延完的药粒含有相对较高的水分（2%左右），为二次压延创造较为安全的条件。

（3）取消一次压延药粒的混同工序。用剪切压延驱水工艺或沟槽压延驱水工艺代替螺旋驱水工艺后，物料的均匀度基本可以得到保障，因此没有必要再对一次压延的药粒继续人工混同。大批物料进行人工混同不仅增加操作工的劳动强度，也无法组织药团的连续压延，当环境温度较低时，二次压延会很不安全。为了保证药料具有较高的均匀度，可以对二次压延药粒进行混同。研究采用大型机械混同装置对二次压延药粒进行混同是进一步提高生产效率和产品质量，改善员工操作环境条件最好的办法。

（4）应坚决杜绝二次压延时物料在辊子上大面积翻皮的现象，这种现象应该是历次压延事故发生的罪魁祸首。改性双基推进剂的热安定性要优于制式双基推进剂，物料在辊子中央正常的进料、连续均匀地从辊子两端挤出，应该是不会发生安全事故的。但是一旦发生中间翻皮现象，翻皮的部分物料就会在辊子中间停留较长的时间，并受到连续的摩擦和加热，物料的安全状态必然要下降，这部分物料一旦有机会被辊子挤进去，就会受到比正常情况下更大的挤压力和摩擦力，极容易引发物料的剧烈热分解甚至爆燃。另外，辊子中间物料翻皮时，拨料器上撒下的药粒不能从辊子中央上辊，还会影响压延质量。要杜绝二次压延时物料在辊子上大面积翻皮的现象，必须从两方面采取措施，一方面要适当增加辊子表明和物料的摩擦力，另一方面要控制物料的加料速度，不能赶进度。

3 展望

高能高固含量改性双基推进剂已成为行业的核心竞争力技术，得到大家的高度重视，随着该类推进剂综合性能的不断提高和需求牵引的不断推进，这类推进剂产品的生产任务会逐年增加。高能高固含量改性双基推进剂产品目前存在的质量问题以及在压延过程中发生爆燃事故有多方面的原因，应从人、机、料、法、环等方面综合采取措施。经过大家的共同努力，集思广益，不断提高认识，高能高固含量改性双基推进剂的生产工艺会逐步优化完善，安全生产会得到有效改善，产品质量会进一步提高，批产能力也会进一步提升。

参考文献：

[1]中国北方化学工业总公司[M].火炸药理论与实践，2001.