淺論煙花爆竹新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用
作者:何宏寓 匡學(xué)建發(fā)布機構(gòu):本站發(fā)布日期:2016-10-28
(作者何宏寓系農(nóng)業(yè)部煙花爆竹質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心主任、匡學(xué)建系萍鄉(xiāng)市焰花鞭炮科學(xué)研究所所長)
一、煙花爆竹生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀
煙花爆竹生產(chǎn)在中國已經(jīng)有一千多年的歷史,長期已來,一直是以手工生產(chǎn)為主,屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè),由于操作人員直接與藥物接觸,加之藥物的敏感性,生產(chǎn)過程稍有不慎,容易發(fā)生各類事故,隨著社會進步和科技的發(fā)展,煙花爆竹企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模在不斷的擴大,生產(chǎn)過程中藥物的流轉(zhuǎn)在加快,生產(chǎn)和管理人員數(shù)量必須增加,給企業(yè)和監(jiān)督管理部門的管理帶來了非常大的壓力。另一方面,受環(huán)?!皩<摇钡脑u論、新聞媒體的炒作和社會輿論的壓力,煙花爆竹燃放成為眾矢之的。煙花爆竹安全與環(huán)保兩方面的技術(shù)革新迫在眉睫。
目前,煙花爆竹生業(yè)的裁紙、分紙、卷筒、打泥底、空筒插引、結(jié)鞭、組盆串引、壓藥柱、亮珠造粒、烘干、禮花彈糊球、制引及黑火藥生產(chǎn)等生產(chǎn)工序基本實現(xiàn)了半機械化或機械化。企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品所使用的化工材料,盡管國家強制標準中規(guī)定了禁限用藥物,但仍有極少數(shù)企業(yè)在國內(nèi)銷售的產(chǎn)品使用禁限用藥物,特別是有些企業(yè)主的安全、環(huán)保意識不強。由于煙花爆竹行業(yè)屬于危險行業(yè),從原有的許多外國國家生產(chǎn)逐步轉(zhuǎn)向中國境內(nèi)生產(chǎn),再轉(zhuǎn)向靠攏于少數(shù)幾個省十幾個重點縣生產(chǎn)。民營企業(yè)是煙花爆竹生產(chǎn)企業(yè)的主力軍,企業(yè)主的文化素質(zhì)和管理水平普遍偏低,企業(yè)的安全設(shè)施、基礎(chǔ)條件相對較差,工人的文化水平極低,因此生產(chǎn)事故時有發(fā)生。同時行業(yè)也存在不少不足。一是國家沒有專項經(jīng)費和沒有專門的機構(gòu)對行業(yè)的新機械、新材料、新產(chǎn)品、新配方進行研發(fā);二是對新機械和新材料沒有統(tǒng)一的標準;三是企業(yè)對新機械、新材料的應(yīng)用意識不夠;四是企業(yè)不會投入足夠的經(jīng)費進行研發(fā),也沒有專業(yè)的人員來研發(fā)。因此,煙花爆竹行業(yè)中機械化特別是裸藥工序的機械化、自動化水平不高,職工的職業(yè)健康甚至生命財產(chǎn)時刻受到危險的威脅,煙花爆竹燃放所釋放的二氧化硫等有害氣體也確實對環(huán)境造成了污染。
二、煙花爆竹新技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的意義
(一)提高安全系數(shù)。機械化生產(chǎn)主要是可以減少人與藥物的接觸,保護操作人員的生命。采用機械化生產(chǎn)實現(xiàn)人機隔離、人藥隔離,避免人與煙火藥的直接接觸,大大提高了生產(chǎn)過程的安全性,可以有效的降低事故的發(fā)生率,減少人員傷亡。例如近幾年來廣泛推廣應(yīng)用的爆竹裝藥機械,集原來的單料稱量、混合、藥物中轉(zhuǎn)、裝藥、藥餅中轉(zhuǎn)、封口等手工生產(chǎn)工序于一體,操作人員在防護屏障以外,只要送餅和收餅,萬一裝藥部位發(fā)生爆炸,不會對操作人員造成死亡。而且采用新的空筒機械插引生產(chǎn)工序,插引工序無煙火藥,只有引火線,大大提高了插引過程的安全性。采用爆竹裝藥機械減少了人與藥物的直接接觸,減少了生產(chǎn)環(huán)節(jié),大大提高了職工的安全系數(shù),實現(xiàn)了爆竹生產(chǎn)的本質(zhì)安全。
(二)減少環(huán)境污染。隨著國家對環(huán)境條件要求的提高和人民生活水平的提高,人們對燃放煙花爆竹產(chǎn)品的要求越來越高,無粉塵、無污染、微煙、甚至無煙、無刺激性氣味是民眾理想的煙花產(chǎn)品。無黃土泥底、無封口粉紅炮產(chǎn)品的研發(fā)是消費者期望的產(chǎn)品,它可以實現(xiàn)少塵、少污染的目標。而無硫開爆藥(爆竹藥)和無硫發(fā)射藥的研發(fā)應(yīng)用則可達到產(chǎn)品燃放不形成二氧化硫,無刺激性氣味。無硫開爆藥(爆竹藥)和無硫發(fā)射藥的廣泛推廣應(yīng)用可以減少集中時段、集中地段酸雨的形成和土地的酸化。同時可以減少空氣污染,提高人們在燃放過程中的喜慶程度。
(三)提高生產(chǎn)效率。廣泛推廣應(yīng)用機械化組織生產(chǎn),可以極大的提高生產(chǎn)效率。比喻近幾年來廣泛推廣應(yīng)用的爆竹裝藥機械,現(xiàn)在機械裝藥需要4人完成(包括轉(zhuǎn)運人員1人),生產(chǎn)一個班可以裝藥2萬餅,如果4人按原來老的手工生產(chǎn)工藝進行,同樣生產(chǎn)一個班四人可裝藥1萬餅。可見,機械裝藥效率提高了一倍,同時降低了勞動強度,降低了發(fā)生事故的可能性。
(四)提升產(chǎn)品質(zhì)量。目前人工工資占產(chǎn)品成本的很大一部分,多年來產(chǎn)品價格漲幅很小,而人工工資卻大增,采用機械化替代人工以后,可以很大的提高生產(chǎn)效率,同時減小操作人員。原來手工操作時,裝藥都是靠操作工人平時的經(jīng)驗來控制產(chǎn)品的藥量,裝藥量很難均勻,有的藥量大,有的藥量少,甚至有的漏裝藥,導(dǎo)致單個產(chǎn)品的藥量不均勻,產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,只有提高藥量,質(zhì)量才會穩(wěn)定,藥物成本相對機械裝藥會更高。
(五)節(jié)約土地面積。現(xiàn)有的生產(chǎn)方式需要占用大量的土地面積,手工生產(chǎn)過程生產(chǎn)工序多,且每道生產(chǎn)工序必須單獨分開,國家標準規(guī)定的安全距離又比較遠,因而每條生產(chǎn)線的占地面積大,工人生產(chǎn)過程中勞動強度大,發(fā)生產(chǎn)事故的概率也大。例如推廣應(yīng)用全自動內(nèi)筒裝藥機,則集原來手工的單料稱量、混合、藥物中轉(zhuǎn)、裝亮珠、裝開包藥(包括整個流程5道生產(chǎn)工序)、封口、藥餅中轉(zhuǎn)等12道生產(chǎn)工序于一體,操作人員在防護屏障以外,只要送餅和收餅,只要3 人則可完成。原來需要至少兩條生產(chǎn)線,即內(nèi)筒生產(chǎn)線和開包藥生產(chǎn)線,現(xiàn)采用機械化,只要一棟工房即可,在土地大受限制的今天,可以大大減少征地的壓力和企業(yè)資金的壓力。
三、煙花爆竹新技術(shù)的研發(fā)進展情況
一直以來,我們充分發(fā)揮科研技術(shù)優(yōu)勢,切實加大科研工作力度,與機械研發(fā)企業(yè)通力合作,近幾年來各類科研項目研發(fā)進展順利。主要有以下新成果和新技術(shù),均已經(jīng)通過了省級科技鑒定和安全論證。
(一)環(huán)保開爆藥。該產(chǎn)品安全環(huán)保,不含硫磺和金屬材料,明顯減少煙霧,對環(huán)境無污染;其抗撞擊感度高。取少量該材料平攤在地面上,用鐵錘砸砸不響(傳統(tǒng)爆竹炸藥會砸響),在生產(chǎn)過程中不易引發(fā)事故;燃爆敏感度低,在開闊環(huán)境下明火和引火線點不著,僅僅在密閉封閉狀態(tài)下會發(fā)生燃爆。
(二)無硫微煙發(fā)射藥。該產(chǎn)品安全環(huán)保,不含硫磺和金屬材料,明顯減少煙霧,對環(huán)境無污染;該產(chǎn)品不爆炸、不可燃,可以杜絕運輸安全事故;該產(chǎn)品生產(chǎn)過程,采用濕法混合、濕法造粒,生產(chǎn)過程安全可靠;4.發(fā)射力強,與傳統(tǒng)的黑火藥相比較,藥物用量可以減少40%,有效降低企業(yè)生產(chǎn)成本。
(三)無硫微煙發(fā)射藥造粒機。采用濕法造粒,超溫報警,安全高效。投入生產(chǎn)后,占地面積20個平方米,投資20萬元,相當(dāng)于投資1000萬,占地1000畝的傳統(tǒng)發(fā)射硝生產(chǎn)企業(yè)的年產(chǎn)量。
(四)雙桶入料氣動混藥機。采用雙桶入料方式,在藥物混合之前,將氧化劑與還原劑置于不同的入料桶,分類初篩入料,萬一存有雜質(zhì)或摩擦發(fā)熱,只會單質(zhì)燃燒,不會爆炸;入料后采用氣動脈沖混合,藥物受力均勻柔和,混合充分精準,能夠有效防范機械混藥事故;混藥高效,一臺氣動混藥機每次混合五公斤藥物,只需要1分20秒,相當(dāng)于5個手工作業(yè)人員的工作效率。
(五)組合煙花內(nèi)筒機械生產(chǎn)線。代替了傳統(tǒng)手工作業(yè),實現(xiàn)裝亮珠、裝開爆藥、混藥、裝緊口粉等多個工序的機械化人藥分離,達到本質(zhì)安全(歷年內(nèi)筒裝藥工序多次發(fā)生事故);大大縮減了內(nèi)筒裝藥多個工序,有效節(jié)約了生產(chǎn)企業(yè)的用地面積;生產(chǎn)成本下降,節(jié)約成本20%,生產(chǎn)效率達到320-420餅/小時,相當(dāng)于手工作業(yè)的5倍。
(六)爆竹注引機。采用濕法注引技術(shù),將引線漿料成直線狀注入鞭炮餅的紙筒內(nèi)壁上形成引線,取代現(xiàn)有機械插引的自動化機械;每個紙筒內(nèi)注引藥量位置準確,大小均勻,不會產(chǎn)生引線折斷、拆疊、散線和掉落等問題;實現(xiàn)機械化作業(yè),占地面積小,降低了引線需求成本。提高了鞭炮餅插引效率,每臺機器每小時可注引520并,相當(dāng)于傳統(tǒng)4臺傳統(tǒng)插引機生產(chǎn)量;該產(chǎn)品在中央電視臺《我愛發(fā)明》欄目播出,反響良好。
(七)全天候濕法制引機。全過程采用濕法生產(chǎn),作業(yè)過程中不會發(fā)生燃爆事故;濕法制引機提高了生產(chǎn)效能,相比傳統(tǒng)制引機提高效率50%。
(八)亮珠烘干機。煙花亮珠烘干箱采用循環(huán)熱水提供熱量,利用軸流風(fēng)機將熱風(fēng)在烘箱內(nèi)循環(huán),達到烘干目的,區(qū)別于傳統(tǒng)烘干機一般采用加熱空氣或高溫蒸汽提供熱能;采用智能控溫,低溫干燥,循環(huán)熱水溫度不超過65℃,安全可靠;電腦自動控制冷、熱交換的切換,通過對箱內(nèi)溫度、濕度的自動感應(yīng),可自動識別是否干燥完全。
四、煙花爆竹新技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用的建議
(一)規(guī)范健全機械標準。一是疏理一遍原有有關(guān)機械方面的標準,對于不適合現(xiàn)時的一些進行修訂和完善;二是制定一批煙花爆竹機械特別是涉藥機械的技術(shù)標準;三是理順各部門間的關(guān)系。
(二)政府加大科研投入。一是政府要成立專門的煙花爆竹科研發(fā)展基金,并列入財政預(yù)算,每年對在花炮科研方面有突出貢獻的個人或單位給予獎勵;三是加強花炮科研人才的培養(yǎng)。四是加大對花炮科研研發(fā)機構(gòu)和企業(yè)的扶持力度;為花炮重點產(chǎn)區(qū)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展提供有力保障。
(三)加強知識產(chǎn)權(quán)的保護。煙花爆竹行業(yè)的新機械、新材料、新工藝、新配方等等都不是什么高精尖,但從研發(fā)至推廣應(yīng)用,需要一個較長的過程,而真正應(yīng)用以后,容易被仿制,相關(guān)職能部門應(yīng)加大打擊力度,堅決打擊侵權(quán)企業(yè)或個人,有效的保護研發(fā)單位的知識產(chǎn)權(quán)。
(四)加大新技術(shù)的推廣應(yīng)用。一是技術(shù)研發(fā)單位應(yīng)大力宣傳自己的新技術(shù),可以采取開新聞發(fā)布會、報紙和微信的形式進行宣傳;二是行業(yè)主管部門和安監(jiān)部門應(yīng)加大推廣應(yīng)用的宣貫和政策引導(dǎo)力度,使行業(yè)生產(chǎn)更加安全;三是現(xiàn)有涉藥機械可以替代手工生產(chǎn)工序政府應(yīng)強制推行應(yīng)用。四是企業(yè)應(yīng)主動履行安全生產(chǎn)主體責(zé)任,積極主動采用各類新技術(shù)和新機械。