适应新形势下我国工业雷管装配生产线技术改造的工艺方案.docx

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1、适应新形势下我国工业雷管装配生产线技术改造的工艺方案甘德淮，张光寿，代鹏举，王吉顺广东宏大爆破韶化有限公司北京金源恒业科技开发有限公司摘要：随着中国经济发展进入新常态，民爆行业也进入了去产能及产品结构调整期。由于爆破技术 的快速发展，工业雷管需求量也在迅速减少，且产品的更新换代和个性化需求日新月异，加之国家 对反恐和公共安全的高度重视，严格管控工业雷管流向及使用权限将成为今后政府主管部门的主要 抓手，因此数码电子雷管在我国也必然会成为工业雷管的主导产品。通过分析国内外工业雷管自动 装配的现状，探讨了新时代我国工业雷管装配线的基本技术要求，介绍了一种“四好、三高、一少” 的多功能工业雷管自动化装

2、配线技术改造方案，为我国民爆行业工业雷管技术改造方案选型提供参 考。关键词：多功能；集约化；共享；群发；兼容引言众所周知，工业雷管是实施工程爆破必不可少爆炸物品之一。近年来，随着矿山和 爆炸作业方式的技术进步，国内工业雷管无论是需求量不断减少，需求品种也发生了深 刻变化，由此造成雷管生产企业数量逐年减少和企业生产规模也发生了重大变化。2006 年,全国年产工业雷管为32亿发，2015年全国年产工业雷管降为12.3亿发，10年下降 幅度达65%。2015年由中国爆破器材行业协会统计数据表明，全国仅有53家雷管企业 生产雷管，已经较10年前减少了近20家，共生产各类工业雷管12.3亿发，其中导爆管

3、 雷管6.69亿发，电管5.36亿发，导爆管雷管已成为主导产品；生产单一导爆管雷管的 企业为5家，生产工业电管和导爆管雷管的企业有48家，还有16家企业已经取得数码 电子雷管生产许可；年产量达到4000万发以上的企业有14家，年产量在5003999万 本方案的特点(与传统雷管装配生产方式相比)：- -实现了雷管装配生产的人机隔离，人管分离，大大提高雷管生产的安全性；- -采用了 10群发装配机组，集成了转模、装配、卡口、电检、编码和卸模等危险 工序操作，可极大提高雷管生产效率；- -由于采用了自动化生产技术，对原辅材料的质量要求较高，使得产品质量更加 稳定，可避免操作者人的技能、情绪和质量意识

4、的变化和不同对产品质量造成的影响；- -对生产场地的面积要求可大幅减少，设备安装更加方便，使用成本将大幅降低;- 减少生产操作定员，对提高生产企业的经济效益和效率大为有益。同样，对于 一套2000发/h的数码电子雷管生产能力的机组，68名操作工就可保证机组的正常运 行。安全防护。装备机组采用自动进管工艺，除后续装盒、装箱工序外，雷管装配生产的其他所有 操作均设置在防爆装甲内，实现人机隔离，操作人员不直接与雷管接触。防护装甲的设 计、制作、安装验收按雷管生产工房的安全规定进行。为美化现场环境，人员工作侧的 防护装甲上部采用透明的防弹玻璃结构，下部采用钢结构，顶部安装防飞片钢网；设备 采用安全联锁

5、控制模式，按规定当生产场地内有人、安全门未关闭或机械故障时，机组 将自动停止运行，并进行安全保护状态；危险工房内设置视频自动监视、记录装置，实 现远距离监控和管理。机组主要技术指标。a)功能：可实现基础雷管传送、转模、引火元件装配、卡口、数码芯片检测、管体 打码、脚线盒二维码打码、二维码扫码检测、卸模等主要危险作业工序的自动化和人机 隔离操作。b)综合生产效率：电子雷管为18002000发/小时；电雷管为20002500发/h； 导爆管雷管为25003000发/h。c)装配质量：卡口质量符合雷管制造企业设计要求；卡口密封性、抗拉力、电阻等 指标符合工业电雷管(GB 80312005)和导爆管雷

6、管(GB 194172003)规 定的指标；编码符合工业雷管编码通则(GA 4412003)和工业电子雷管信息管 理通则的规定。d)设备的防爆和防护安全性能：符合民爆器材工程设计安全规范(GB 50089 2007)和民用爆炸物品生产、销售企业安全管理规定(GB 282632012)以及民爆 器材生产行业其他有关规定。方案技术优点(四好、三高、一少)。一安全性好。采用了自动化操作技术，实现了人机隔离，人管分离，可避免或减轻 安全事故对制作者的人身伤害。一质量稳定性好。自动化装配操作，可避免操作者的情绪、技能、手法、质量安全 意识对产品质量的影响。一管理性能好。采用了计算机程序控制技术，可对生产

7、进行数字化管理和跟踪，对 生产质量信息进行追溯。一可扩展性好。设备系统接口可扩展实现“两化”融合。一自动化程度高。实现了雷管装配生产过程主要工序操作的自动化。一生产效率高。采用了群发操作控制技术，各组合可同步完成10发雷管的工序操 作。-经济效益高。用工少，生产效率高，仅人工费用成本可降低30%以上。-现场用工少。单条生产线只需68人即可正常运行。4体会共享通过上述讨论和分析，结合笔者的工作实践，现对我国现阶段工业雷管装配生产线 技改工艺方案选型归纳如下几点共享思路：(1)随着我国智能制造技术的持续推进，“少人无人”化生产技术必将惠及高危 行业，解放大量工业雷管装配在线危险作业人员是我们这一代

8、民爆人的应尽责任。(2)综合考虑各单位自身情况，选择多功能工业雷管自动化工艺技术及装备是当 前的首先方案。(3)市场是企业的生命，用户是企业的上帝，采用一体化多功能雷管自动化装配 机，是解决目前工业雷管品种规格复杂生产和满足个性化用户需求的必由之路。(4)效益来自于科学投资，技术改造不是给企业增加负担，只要技术设备选型合 理，一定能取得高安全、高效率、高效益的技改效果。发的企业为32家。由上述数据可以看出，我国工业雷管产业面临重大变革，从这一点 来说我国工业雷管可谓进入了新的历史时代。另一方面，我国工业雷管安全生产事故仍时有发生，2017年5月以来全国连续发生 了3起爆炸伤亡事故，其中两起发生

9、在工业雷管装配工序，造成1人死亡7人受伤。因 此，探讨工业雷管装配生产线技术改造问题，已经成为行业的当务之急，也是摆在我们 大家面前的共同课题。1国内外工业雷管装配生产技术现状纵观我国工业雷管装配生产线技术现状，总体上来说仍是以手工作业为主，与国外 先进技术国家的雷管生产水平相差至少有30年以上，这与我国工业雷管产品更新发展 水平相比也极不相称。近些年来，国内民爆生产企业、科研院所在工业雷管装配技术的 研发方面投入的人力、物力和财力较少，完全人机隔离自动化生产技术成果相对有限。 庆幸的是,北京金源恒业科技开发有限公司工程技术人员经过刻苦攻关，已经成功研制 出了适合中国国情、高效自动化装配生产线

10、机型。现将国内外现状简要叙述如下：（1）国外雷管装配生产技术。国外发达国家已经普遍采用自动化装配技术，如早在30多年前，硝基诺贝尔公司 的电雷管装配线，可实现脚线打把、注塞、焊接刚性药头、卡口、在线检测等一体化生 产，生产效率约为16发/min （2m长脚线）；约在15年前，澳瑞凯公司、马克西姆公司、 AER公司等就已经实现导爆管雷管的绕线打把卡口一体化生产，生产效率为10发/min （4m长脚线）。工业雷管装配生产线普遍采用单发装配，生产效率较低。（2）国内雷管装配生产技术。1）工艺路线：目前，国内雷管产品装配生产工艺流程基本都是检查装盒、卡腰、 卡口、检测、排模、激光编码、人工卸模、检查装

11、盒、装箱、贴码、信息采集、成品入 库，主要操作都是在人工辅助下完成的。“十二五”期间，工序间的传送基本实现了皮 带机自动传送、分发或通过装配间之间内部设置传递窗传送。这种工艺流程的最大缺陷 是：大量生产工序重复设置，被动式防护装甲施工难度大、效能低，操作间墙体相隔造 成作业空间压抑，在线危险品存量大，在线人员多，一旦发生爆炸事故，群死群伤难以 避免；生产流程长、简单重复操作，作业人员多，本质安全性差；人工费用在产品生产 成本中比例过高，人为作业产品一致性差，质量难以保证，生产工艺布置复杂，占用工 房多，土建费用占生产线投资费用的比重巨大。2）生产装备：装配生产几乎无设备可言，仅有的几种生产装置

12、如卡口机、导通表、 激光编码机和皮带传送装置，相对比较简单，而藐视“壮观”的只有防护装甲，这些装置已经在国内使用了几十年。这样的生产装备组合贯穿雷管装配生产全过程，其结果是 自动化程度低、操作者劳动强度大、生产效率低和工序间传送量大，大量作业人员全天 候暴露在危险作业环境下，无本质安全可言。3)新技术装备的开发：近几年来，北京金源恒业科技开发有限公司工程技术一直 致力于研究开发工业雷管装配新工艺、新设备研究，已经在国内推广应用自动化卡腰生 产线6条；全自动成品雷管装配线2条，分别用于电雷管、导爆管雷管和数码电子雷管 的自动化装配，彻底改变了传统的生产工艺路线、作业方式和防护模式，大部分危险作

13、业工序实现了人机隔离作业，提高了雷管装配过程的本质安全生产水平。主要机型有适 应大产能装配生产的多机组串联群发装配线，50型卡中腰机组效率高达1. 8万发/h； 50-B型卡腰、卡口、检测、编码一体化串联型机组，生产效率达到7000发/h； 10型单 元式装配机组，用于电雷管装配效率达到2500发/h,用于导爆管雷管装配生产效率达 到3000发/h,用于数码电子雷管装配达到1800发/h。单发导爆管雷管自动化分切打把 装配编码一体机，单机生产效率300发/h (20m以上)。这些新工艺、新装备为我国工 业雷管的装配自动化、智能化生产奠定了技术基础，必将为我国工业雷管装配生产技术 更新换代提供有

14、力的技术支撑。2新时代对工业雷管装配工艺和装备的基本要求结合我国新形势下工业雷管的现实和未来发展趋势分析，笔者认为工业雷管装配工 艺和装备的基本要求有如下几点：(1)高安全性。安全是一切活动的基础，危险物品生产则更有其广泛意义，它既 包括自身的产品生产安全，也包含产品在用户使用过程中的安全。对于工业雷管装配生 产而言，本身就是一个高度危险的作业活动，提高生产的本质安全性，降低危险作业点 的安全风险等级，减少安全事故隐患，是对雷管装配生产新工艺、新技术、新装备的首 要要求。同时必须通过生产优质可靠的工业雷管，使其在使用过程中确保安全，是产品 在全生命周期内安全地消亡。(2)高效率和高效益。高效率

15、是现代工业化生产的最重要特征之一，尽管这些年 我国工业雷管产量逐年减少，但是相比国外发达国家，我国仍是世界上雷管产量最高的 国家，因此保证一定生产效率仍是我国当前工业雷管最基本的要求。同时，在当前市场 竞争激烈的环境下，企业生存发展的前提是效益。在我国劳动力资源趋紧的形势下，尤 其是高危作业工种人员紧缺，用工成本越来越高，工业雷管生产过程中人工费用的比重 与日俱增，采用高效无人操作的设备尤显重要。(3)环保、资源共享。一方面要求把产品生产过程中对环境的破坏降到最低，另 一方面要求对资源的占用降到最少，对能源的需求降到最小。对于雷管产品生产企业而 言，在保证生产经营市场需求的前提下，所占用的资源

16、最少，如生产场地、厂房、建筑 占地面积最小、劳动力资源数量最少、仓贮运输周转量最少、资金周转量最少等等，通 过高安全性、高效率和高效益、实现产品生产的环境友好，保证可持续发展。(4)多功能。由于工业雷管需求量逐年减少，用户对自动化装配装备要能实现专 用和多功能的有机组合，实现一机或一线能组织生产多种、多规格的雷管，如通过模块 化的组合，实现导爆管雷管、数码电子雷管、工业电雷管兼容生产。(5)集约化。一是通过工艺流程再造和新装备的集约功能，可以实现雷管生产场 地的小型化，减少雷管生产工房、中转用房、管理用房及配套设施的面积、数量和规模， 减少建造、维护和使用的成本；二是通过自动化、机械化将相关危

17、险工序集约组合，优 化工序，减少产品生产相关人员费用；三是可以通过设备的多功能兼容，降低生产装备 的技术改造成本，充分发挥装备的使用效能和潜力；四是可以利用装备的即时生产功能, 降低企业产品的仓贮品种、数量和成本，提高资金的使用效率。(6)高可靠性：危险作业设备的可靠性是保证安全的前提；通过高可靠性装备， 可保证产品的质量稳定。(7)较好的便捷性。便捷性包括装备的使用方便和维护方便，只有这样才确保装 备正常、有效使用、维护和维修，充分发挥装备应有的功能、性能特点。3公司工业雷管装配线实现自动化技术改造方案简介宏大韶化公司是广东宏大爆破股份公司的全资子公司，是目前广东省内唯一一家工 业雷管生产企

18、业。笔者结合企业近期工作实际，现将宏大韶化公司的工业雷管装配生产 线技术改造方案介绍如下：(1)现状条件。2017年10月，宏大韶化民爆有限公司响应行业号召，完成了连南生产点撤点整合 工作，工业雷管品种产能整合后，韶关生产点核准雷管生产能力5300万发/a,具体产 品品种和生产能力为导爆管雷管4500万发/a、数码电子雷管300万发/a,电雷管500 万发/a。生产工厂现有基础雷管装填生产线一条，班生产能力为8万发；导爆管雷管装 配生产线一条，单班装配能力8万发；电雷管装配线一条，年生产能力500万发；300 万发数码电子雷管生产线待建。现具体生产工艺路线和装备现状如下。基础雷管装填工段：属于

19、基础雷管自动化装填生产工艺，但收管检查和装盒仍由人 工进行，单班实际装填生产能力为8万发以上。基础雷管卡腰工段：采用传统的人工半机械卡腰生产工艺，基础雷管盒的传送、卡 腰、二次装盒均由人工进行。成品导爆管雷管装配工段：沿用传统的手工半机械化装配生产工艺和设备，雷管封 口胶塞的装配、导爆管的装配、卡口及后续的管壳编码打码排模、卸模、检查装袋、装 箱、包装等工位操作均为人工进行。其他闲置可利用工房：完整的一条刚性引火元件工房。（2）改造方案内容组成。1）基础雷管卡腰工段：采用自动化卡腰、自动装盒生产工艺技术和装备，实现雷 管卡腰收集操作自动化，提高雷管卡腰、装盒生产的安全性，减少在线人员；2）成品

20、雷管装配工段：利用闲置刚性电引火元件工房，改造建设一条集人机隔离、 具备生产数码电子雷管、电雷管、导爆管雷管的多功能成品雷管自动化装配线，产能品 种达到安全许可要求。（3）方案实施目标。1）卡腰工段。一实现基础雷管装填线直接与卡腰、收管装盒、封口胶塞装配及工序间传送的自动 化；一实现卡腰工位、收管装盒工位人管分离、人机隔离；一卡腰生产速度与装填线生产速度相匹配；一减少卡腰工段现场操作定员60%以上。2）装配工段。一实现成品雷管装配、在线检测、编码、卸模及工序间传送的自动化；满足数码电子雷管、导爆管雷管、电雷管多品种生产能力要求；一实现一次排模能完成成品雷管装配各工序生产操作，提高生产效率；实现

21、雷管装配、卡口、检测、编码、脱模等工位操作时的人管分离、人机隔离；减少装配工段现场操作定员50%以上。（4）技改方案。1）基础雷管卡腰装配工段。方案概要。本工段技术改造工作在广东宏大韶化民爆有限公司现有的基础雷管装填工房内进 行。具体方案内容：在该工房现有装填线末端（检查收管装盒工位前）串接入一套北京 金源恒业科技开发有限公司的JYHY/QY-50基础雷管自动化卡腰机组，以实现基础雷管 （板条）传送进管、空板条回传、转模、卡腰、装盒、（导爆管雷管）封口胶塞装配、 出管（盒）、空盒进盒等工序的生产自动化。工艺流程。工艺流程见图lo装填线装填线I士150发基础雷管板条空盒传送供应自动进盒50发壮衣

22、埴模50发直线模转模装盒导爆管封口胶塞导爆管封口胶塞管盒自动装车人工出盒至周转库人工出盒至周转库图1工艺流程图设备流程。设备流程见图2。周转盒传送丰周转盒传送在图2设备流程图工艺布置。工艺设备平面布置见图3o机组主要技术指标。一功能：下线基础雷管管径检测、转摸、卡腰、装盒、压塞等主要危险工序的自动 化和人机隔离操作；一生产效率：18000发/h；一卡腰质量：卡腰质量符合雷管制造企业设计要求；符合工业电雷管(GB 8031 2005)和导爆管雷管(GB 194172003)规定的指标；一设备的防爆和防护安全性能：符合民爆器材工程设计安全规范(GB 50089 2007)和民用爆炸物品生产、销售企

23、业安全管理规定(GB 282632012)以及民爆 器材生产行业其他有关规定。设备安全防护。本机组对雷管的转模、卡腰、装盒所有操作均设置在防爆装甲内，实现人机隔离。 为便于观察和监视，在有作业人员工作一侧的防护装甲上加装透明的防弹玻璃观察窗， 危险物品存量较大的转模、收集工位防护装甲局部与房顶封闭，其余部位的顶部安装防 飞散物和火星的钢网及顶棚；设备采用安全联锁控制模式，按规定当生产场地内有人、 安全门未关闭或机械故障时，机组将自动停止运行，并进行安全保护状态；危险工房内 应设置视频自动监视、记录装置，实现远距离监控和管理。2)成品雷管装配部分。方案概要。本方案拟将宏大韶化公司原有的一幢刚性电

24、引火元件1.4级工房升级改造为装配工 房，拟采用北京金源恒业科技开发有限公司的自动化装配机组，实现上述技改目的。总 体技术方案是一次规划，分步实施。即在该工房内布置4条JYHY/DY-10单元式雷管自 动化装配机组，组成两条并行生产线，可生产数码电子雷管、导爆管雷管、普通电雷管。 配置一套单发导爆管绕线分切打把卡口雷管装配一体机，以生产特殊规格长度的导爆管 雷管。本着同型号共线和设备投资优化的原则，以两套标配的JYHY/DY-10单元式雷管 装配机组并联构成一条多功能雷管自动化装配线，可生产数码电子雷管、导爆管雷管和 普通电雷管；以两套简配的雷管装配机组并联组成一条导爆管雷管自动装配线。两条生

25、 产线各配备一个基础雷管进管传送、成品雷管出管传送系统、成品收集间和质量检查处 理间。工房内装配区四周为通道，中间为雷管传送区，传送区右侧为数码电子雷管装配 区，左侧为导爆管雷管装配区。工房一侧增建一个基础雷管暂存间，作当班用基础雷管 暂存周转间。基础雷管由装配区右端进入，成品雷管从装配区左端输出。工艺流程。工艺流程见图4。图4工艺流程图设备流程。设备流程见图5。工艺布置。工艺设备布置见图6。图5设备流程图包装材料包装材料库雷管传送通道区”crew质量检查处理设成品包装收集区1占= 0e成品包装收集12 质量检查处理同2格气1.3空方策6000工袍后匕且同型坊匕曾国用/人工水&际会口作科，电子雷管装配生司1aw人工IW呦如仲山电子雷管装配生产区子% 趾矶闺61007-gasg4giRi ；导爆管雷管装配生产吻_皂_zn、导爆管雷管装配丝t-2810wo _ 1而1663.43110.02100图6多功能自动化装配工艺设备布置图gtt；es#