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3.学术问题

晚饭后,钱七虎院长召集炮台山指挥部的主要负责人商量炸药问题。

人员很快就到齐了。他们是刘景堂副院长、孔宪洪总指挥、王述俊副总指挥兼总工程师、林学圣总设计师、炸药部部长吴腾芳,以及炮台山指挥部各部主要负责人。

“还是先请我们的炸药部长谈谈吧。”钱院长开始点将。

“据我们掌握的炸药价格,”吴腾芳不紧不慢地说:“比原先估计的价格相差太远。从各方报价看,有的偏高,有的偏低,最低的价格也有可观的利润,如果按目前的价格计算,起码超出预算许多。”吴腾芳列举了各种报价,并报出与预算的相差价。

工程预算与目前的市场价相差太大!钱院长皱着眉头沉思起来。

“这是很大的一笔费用,我们必须慎之,稍有偏颇,损失惊人。”刘景堂副院长说道。

大家心里很清楚,炸药的问题,可谓一语千钧,不好轻易表态。

钱院长心里更是不安,身为主官,如果先亮出自己的观点,很容易左右别人的意见,多年的领导岗位上的工作经验提醒他,要多听听部下的意见。

“我看还是先确定大爆破选择什么种类的炸药,然后再考虑别的问题。”孔宪洪打破沉默道。

“我看这提法不错。”钱院长称赞地说。

“大爆破选用何种炸药,还是请我们的炸药专家谈谈自己的看法吧。”刘景堂副院长笑着说。

吴腾芳站了起来,翻开手中的日记本,正要说,钱院长抬手道:“这又不是大会发言,还是坐着慢慢讲吧。”

吴腾芳点点头,说:“根据炮台山的各种条件限制,我个人认为选择硝铵炸药为上策。那么,选择哪种硝铵炸药,这就需要我们一一作以对比分析。”

钱院长轻轻地点了点头。吴腾芳接着道:“目前我国生产的工业硝酸铵的品种主要有四种:‘粉状结晶硝酸铵,这个品种又称工业结晶硝酸铵,还有粒状结晶硝酸铵、多孔粒状硝酸铵和抗水硝酸铵。’”

吴腾芳慢声细语地分析道:“粉状结晶硝酸铵产品均成大块状,经粉碎后主要用于制造粉状铵梯炸药和早期的粉状铵油炸药。这里需要说明一点的是,多孔硝酸铵是60年代以后的产品;粒状结晶硝酸铵由于其结构致密,吸油率低,易产生‘离油’现象,产品感度低,一般不用作铵油炸药氧化剂,多用作化肥;多孔粒状硝酸铵具有吸油率高,能达到8%,疏松不易结块等优点,是制造铵油炸药的好氧化剂,其产品流散性好,便于装药机械化;抗水硝酸铵具有一定的抗水性,早期主要用于制造抗水硝铵炸药,目前由于防水乳化炸药的应用,该类产品已很少应用了。”

四个品种,各有利弊。那么,到底选择哪一种为好?大家展开了热烈的讨论。

讨论后,仍然没有结果,原因是单纯地采用哪一种炸药都不太理想。

还是吴腾芳发话了,“从上面的分析来看,适宜作铵油炸药的硝酸铵只有采用多孔硝酸铵和粉状硝酸铵这两个品种。多孔硝酸铵的吸油率高,松散性好,不易结块,但是堆积密度较小,每立方厘米只有800毫克,成本较高;而粉状硝酸铵只能表面吸油,即吸油率低,易结块,但是其颗粒细,成本较低。为取长补短,综合各自的长处,可以采用多孔硝酸铵与粉状硝酸铵的混合物作氧化剂。”

“你们试验过没有?”孔宪洪忙问道。

“试验过。”吴腾芳说,“试验结果表明,当多孔/粉状=70/30时,混合物获得最大密度。我这里有比值的变化规律表,一眼就可看清楚。显微镜观察也表明,在该比值时混合物的混合状况最好,因此,可以确定选用多孔硝酸铵70%粉状硝酸铵30%的混合物作制造铵油炸药的氧化剂。”

吴腾芳接着讲述了可燃物的选定:铵油炸药可选用的可燃物主要是柴油和木粉。

“柴油是石油的分馏产物,是多种脂肪族碳氢混合物,含可燃元素99.5%,具有较高的燃烧热,大约每千克约41.8兆焦,其热值比木粉高约一倍;它是液态油类,比固体可燃物具有更好的包覆性和渗透性,这是对多孔硝酸铵而言,以使氧化剂与可燃物的混合体系具有更好的致密性、均匀性和反应性;它的挥发性和粘性适中,比煤油或重油更适宜于作铵油炸药可燃物。”

“木粉是一种廉价的可燃物,氧平衡为—137%,燃烧热约为每千克18.8兆焦;它既是一种可燃剂,又是一种疏松剂和吸附剂;加入木粉有利于提高铵油炸药的防结块性、吸油性、起爆感度、猛度,并增长贮存期;由于木粉呈黄褐色,吸油后颜色更深些,与白色的硝酸铵色差较大,所以掺入木粉,还便于判断混合产品的混合均匀性。所选用木粉宜干燥,粒度适中即可。”

“综上所述,柴油的热值高,生成气体多,包覆性好,但其价格高,氧平衡太负,即缺氧太多;而木粉的热值虽较低,但其疏松性好,价格低,两者单独使用均不够理想。因此,综合各自优点,取柴油与木粉的混合物作为铵油炸药的可燃物,而柴油与木粉的比例及用量必须依据铵油混合物体系的氧平衡及爆热等来确定。零氧平衡时混合炸药体系的爆热最高,产生的有毒气体最少。”钱院长笑了,说:“看来,你这个炸药部长早已成竹在胸。”

吴腾芳有点不好意思。

会场气氛开始活跃起来。吴腾芳也不客气,干脆把自己的想法和盘托出。

他说,根据这种可行性设想,选择了三种比较有代表性的零氧平衡的铵(木)油炸药的配方作为研究对象。这三种配比是:

硝酸铵/柴油/木粉的第一种配比为90:2.3:7.7;

第二种配比为91:3.1:5.9;

第三种配比为92:3.9:4.1;

经过对这三种配比的研究,他发现:当硝酸铵含量一定时,柴油含量增加,同时降低木粉含量,会导致铵油炸药氧平衡的下降;当柴油含量一定时,硝酸铵含量减少,同时增加木粉含量使混合物总量仍为100,也会导致铵油炸药氧平衡的下降;铵油炸药零氧平衡(配方)点随着硝酸铵含量的降低,而向左移,即向柴油含量降低、木粉含量增加的方向移动;在确保体系零氧平衡的前提下,在所讨论范围内,硝酸铵含量降低1%,柴油含量可降低近20%,而木粉含量(与前配方含量相比)可增加近45%,这对于降低铵油炸药的成本非常有利。

吴腾芳称这种配比对爆热的影响(就铵油炸药而言),其爆炸反应可以近似地看成可燃物(与氧化剂)在爆炸瞬间产生的极其迅速的氧化燃烧反应。因此,铵油炸药的爆热近似等于其各组分的燃烧热的总和。

硝酸铵的燃烧热为116千焦/摩;

柴油的燃烧热为7.732兆焦/摩;

木粉的燃烧热为6.818兆焦/摩。

在零氧平衡或接近零氧平衡时,随着柴油含量的增加,铵油炸药的爆热和爆容均增加;此时硝酸铵含量随之增加,木粉含量随之减少,这三者变化均导致成本的提高。

比较后可以看出,柴油含量比配方低,但其热值比配方高,这是由于降低了燃烧值较低的硝酸铵含量的缘故。综合所有的配方后可得出这样的结论:当配方具有较高的爆热,较高的爆容时,爆炸性能好;当配方中价格较高的硝酸铵和柴油的含量以及价格较低的木粉含量均较适中时,经济性较好。因此,应兼配爆炸性与经济性较好的配方。如此,怎样的配方才适合这两个要求呢?经研究,铵油炸药的最佳配方为:

多孔硝酸铵 64.4%;

粉状硝酸铵 27.6%;

零号柴油 4.5%;

木粉 3.5%

吴腾芳完全沉浸在自己的构想之中。

“不知保险系数多大?”有人轻声问道。

吴腾芳知道这保险系数指的是什么,就半开玩笑地对孔宪洪总指挥说:“我保证炸药炸响!”

“光保证爆响可不行,”孔宪洪笑道:“炸药猛度不知如何?”

对于这些搞专业的人来说,满口都是技术名词。

“猛度?”吴腾芳说:“我采用内径39毫米、壁厚3毫米的钢管做外壳,纸底,测试过铵油炸药的猛度。”

吴腾芳列举了一个图表,接着分析道:“铵油炸药的猛度较2号岩石粉状铵梯炸药的猛度要小些。只有在强约束的条件下,铵油炸药才具有雷管感度,其威力的发挥与起爆强度有关,随着起爆强度的增加,其猛度随着增加,在足够的强大起爆能下,铵油炸药完全爆轰,充分发挥的猛度威力与2号岩石铵梯炸药相近或相当。”

吴腾芳列举了沙坑爆破漏斗试验结果后说:“铵油炸药的爆炸威力与起爆强度有关,起爆体的数量应为主装药量的10%为好,至少应在5%以上。另外,在强起爆条件下,铵油炸药的爆炸威力与2号岩石铵梯炸药相近。”

吴腾芳又列举了工业爆破试验结果。

“不愧是我们的炸药专家呀!”刘景堂副院长竖起大拇指。他的笑很慈祥。

有人问:“目前市场上这种炸药的售价是多少?”

“还没见卖过这种炸药。”吴腾芳说。

“那怎么办?”

钱院长大手一挥:“有了!”

大家有点莫名其妙,顿时才恍然大悟。

钱院长说:“经老吴这么一讲,我心里终于有了底了。”钱院长意味深长地说:“我想起了延安大生产运动,想起了毛**同志的‘自己动手,丰衣足食’的名言。炸药专家在我们手里,没有的我们要让它有,这又应验了一句名言:从无到有。纵观世上许多事物,许多不都是从无到有吗!”

刘景堂副院长自言自语道:“自己动手,丰前足食;自力更生,艰苦奋斗。好!”

孔宪洪有点兴奋,“我们自己加工生产炸药,不仅可以节约一大笔资金,而且在无形中也摆平了方方面面的关系。”

自己加工生产炸药,完全是被各种条件逼出来的。由于铵油炸药的贮存期短(7~90天),受运输状况紧张、炸药数量大、爆破单价低等诸多因素的影响,从而决定了万吨铵油炸药不能由炸药厂生产后运抵爆破现场,只能在现场加工。

铵油炸药现场加工的工艺通常有三种:一种是手工加工。这种加工方法速度慢,产量低,适合于每天炸药的消耗量在数吨以下的爆破工程。另一种加工方法是用铵油炸药混药车,这样可以日产数十吨至数百吨,且加工质量好,无粉尘,劳动强度小,用人少,机动性好,是近来现场加工铵油炸药的先进设备。但是这种混药车主要是对硝酸铵、柴油二元体系设计的,如采用硝酸铵、柴油、木粉三元体系,设备必须加以改进。此外,由于混药车价格过高,每台需100多万元人民币以上,要在一个月内加工万吨铵油炸药,需数台混药车,一次性设备资金投入量过大,不宜采用。还有一种方法是混凝土搅拌机拌合法。它的工艺是:采用锥形反转式混凝土搅拌机,其转速慢(每分钟14转),利用物料自身的重力旋转拌合,不受高速外力作用,加工安全性好,生产能力为每5分钟400千克,启动六台拌合机,可日产300吨铵油炸药,如此计算,大爆破所需炸药可在30多天时间内完成。此外,混凝土搅拌机的单价较低(每台只需要2.5万元左右),设备投入的资金少。因此,炮台山工程指挥部选用这种生产工艺来加工铵油炸药。

夜已很深了,关于炸药问题的讨论仍没有停止。

钱院长注视着窗外,这是一个星光灿烂的夜晚。

星光拉近了地面与天空的距离。

没有星星的夜晚,天空深邃得变幻莫测。

布满星星的夜晚,天空愈发高远。

对于钱院长来说,关于炸药的问题,就像星星那样多,最大的难点是原料。大爆破加工生产的铵油炸药,需要大量的硝酸铵、柴油、木粉,准备这些原料需要“指标”。

除此之外,炸药的包装,场地建设要求,原料场与成品场的配置,油库位置的选择,还有碾压场,拌合场,以及采购、运输、检验、贮存、设备购置、工艺、安全等等等问题,都需要详细地考虑、布置。

吴腾芳这个炸药部长的压力不轻啊!他将肩负着炮台山大爆破成败,万余吨炸药堆在一起,稍有疏忽……他不敢想下去,不敢想那种后果,但是又不得不想。

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