烟花爆竹安全生产技术常识讲义

第一节 烟花爆竹及其分类
4. 有利于新产品的设计。 设计人员在设计新的产品时，必须先 明确所设计的产品是什么类别，明确产 品类别，就应依据产品安全质量要求及
其它技术要求进行产品设计。
国家标准GB10631-2004 根据烟花爆竹产品的结构和燃放 后的运动形式将产品分为14类
• 我国发布实施的GB10631-2004《烟 花爆竹安全与质量》增加了组合烟花类、 礼花弹类、摩擦类、旋转升空类和架子 烟花。取消了地面礼花类和其他类。
烟火药一般都具有爆炸性能，当冲击或摩擦 引燃时，开始以适当的速度燃烧，随即转变为速
燃或爆炸。烟火药的爆炸传播方式一般认为：接
近于引燃药的那层烟火药在燃烧时产生具有丰富
能量的气体生成物分子，它们撞击邻近一层药剂，
并将撞击能转为热能，使邻近层的温度迅速上升，
发生爆炸。继续下去，使烟火药非常快地进行着
一系列连续发生的现象。
第一节 烟花爆竹及其分类
2. 有利于产品质量管理。
产品类别与产品质量指标有密切联系，类别
不同则质量指标也不相同，国家标准对各个类别
的烟花爆竹均规定了统一的质量指标。
第一节 烟花爆竹及其分类
3. 有利于有效地进行安全管理。 对事故频率较高，危害极大的类别产品生 产，燃放采取不同的管理办法，国家标准根据 每个类别产品的不同特性规定不同的安全要求。 如对各类产品的规定不同的药物限量以及产品 结构燃放效果等各方面的安全要求。
C级
爆竹类 小礼花类 旋转类 旋转升空类
0.5g/个（其他）
20g 30g(有轴) 15g(无轴) 5g
线香类
造型玩具类
25g
15g
产品分级
产品分类
药量（不大于）
喷花类 吐珠类 升空类 组合烟花
B级
爆竹类 小礼花类 旋转类 旋转升空类
500g 80g(≤4g/发) 30g 3000g(内筒型单 筒内径<68mm) 8g/个（黑火药） 2g/个（其他） 50g 60g(有轴) 30g(无轴) 20g
④其它炮类：以其它非禁用药物作爆响药制成的产 品。
问题：
• 1. 说明以下产品的分级 • ① 礼花弹类 ② 架子烟花
• ③ 摩擦炮
④ 爆竹类
爆竹类装药为黑火药时单个药量不大于8g， 其他装药药量不大于2g为B级；当装药为黑火药 时单个药量不大于2g，其他装药药量不大于0.5g 为C级。
• 我国发布实施的GB10631-2004《烟 花爆竹安全与质量》按照产品的药量及 所能构成的危险性分为A、B、C、D四 级。其中A级适应于由专业燃放人员燃放， 在特定条件下燃放的产品。
• ⑼组合烟花类：由多个单筒组合而 成的烟花产品
• ⑽礼花弹类：弹体从专用发射工具 （发射筒内径≥76mm）发射到高空 后能爆发出各种光色、花型图案或 其他效果的产品
• ⑾摩擦类：用撞击、摩擦等方式直接引 燃引爆主体的产品 • ⑿旋转升空类：燃放时自身旋转升空的 产品 • ⒀架子烟花：通过框架固定烟花位置、 方向燃放的产品
的物质结构变化，所以又叫“反应热”，它通 常是指每克药剂燃烧时产生的热量。
常用还原剂及生成物的生成热见表1-2
四、烟火药燃烧反应的 气体生成物
烟火药燃烧时，一般均有气体物质和固体残 渣生成，其比例决定于该烟火药的用途及特种效
应的要求，一般烟花爆竹药剂燃烧反应的气体生
成物约为药剂重量的15～25％，作推进剂和发烟 剂应达40％以上，为了获得良好的烟火效果，在 设计产品选择药剂组成时，要根据不同产品的要 求，使烟花爆竹药剂燃烧反应的气体生成物和固
拒绝带血含泪的 烟花爆竹！
第一章 烟花爆竹生产技术 基础知识
第一节 烟花爆竹及其分类
产品分类具有以下4方面的作用： 1.有利于制定产品技术标准。 因为烟花爆竹品种繁多，新产品层出不穷， 在制定烟花爆竹国家标准时，不可能将各产品 的性能和技术要求等，在标准中一一列出。产 品分类后，就可按照不同的产品类别，规定不 同的技术要求。
在一般情况下，燃烧速度是指燃烧线速度。
影响烟火药燃烧速度 的主要因素
• 烟花爆竹药剂燃烧速度受到的影响因素 很多。它既与药剂性质、粒度及其均匀 度有关，又与药剂密度、外壳、所选择 的附加剂有关。
1. 药剂性质对燃烧速度的影响

① 混合药剂的导热性强者燃烧速度快，导热性弱 者燃烧速度慢；
② 氯酸盐、高氯酸盐与非金属可燃物组成的烟花
5.外界温度
当烟花爆竹药剂周围的温度提高时，其 燃烧速度也随之加快。周围温度降低时，则 燃速也随之减慢。
6. 附加剂
在药剂中加入不利于燃烧的附加物
后，对燃速产生不利影响，在药剂中加
入能起催化作用的物质，则可以提高燃 烧速度。
三、烟火药燃烧反应的百度文库效应
烟火药的燃烧反应中所放出的热量称为
“燃烧热效应”，由于它是出自化学反应前后
⒁ 爆竹类：单个爆竹产品或 多个爆竹组合而成的产品
爆竹类按爆响药中所含氧化 剂的不同又可分为4类。
爆竹类产品分为以下四类：
①硝酸盐炮类：以硝酸盐为氧化剂的爆响药制成的 产品，含有金属粉的硝酸盐炮又称硝光炮； ②高氯酸盐炮类：以高氯酸盐为氧化剂的爆响药制 成的产品； ③氯酸盐炮类：含有氯酸盐为氧化剂的爆响药制成 的产品，含有金属粉的高氯酸盐炮、氯酸盐炮又 称为电光炮；
度快，少用或不用金属可燃物燃烧速度慢。
2. 药剂的粒度和 混合的均匀度

配制烟花爆竹药剂所使用的原材料的粒度不 同，药剂的燃烧速度则不同，粒度小者燃烧速度 快，粒度大者燃烧速度慢；如果药剂混合的比较 均匀，燃烧速度也会相应地加快。各种组份分子
之间的接触面大，加快了反应速度。
烟花爆竹药剂粉碎粒度越细，混合得越均匀， 燃速也就越快。
4.外界条件
有外壳和无外壳的烟花制品，在尺寸及形态 相同的条件下，有外壳的燃烧速度要慢，一般呈现
出平行层或接近于平行层燃烧；无外壳的烟花制品
其药剂燃烧状态是形成整个药剂表面燃烧，燃烧速
度要快，直径大小不同也会影响燃烧速度，在工艺
相同时，大直径比小直径燃烧速度快。
外壳对爆速的影响。
4.外界条件
药剂的燃烧速度随外界压力增大而加快，这是由于 药剂燃烧时生成的气体数量与外界压力的增高有关，气 体比容越大，压力增高得越快，燃速也会随着迅速增加， 所以当外界压力相当大时，烟花爆竹药剂的燃烧可能转 为爆炸，尤其是含氯酸盐的烟花爆竹药剂，情况更是如 此。 火箭类产品的燃烧室随药剂燃烧时产生的气体逐渐 增多，室内的压力也会增大，因而上升时其燃烧速度也 会逐渐加快。
产品分级
产品分类 喷花类
药量（不大于） 2 g
20mg（拉炮类）
摩擦类
D
级
烟雾类 旋转类
200mg （擦火药头类） 400mg （擦地炮类） 200g
1g
线香类
造型玩具类
5g
3g
产品分级
产品分类
喷花类
药量（不大于）
200g
吐珠类
升空类 组合烟花
20g(≤2g/发)
10g 1500g(内筒型单筒 内径<40mm) 2.0g/个（黑火药）
产品分级 产品分类 喷花类 吐珠类
药量（不大于） ≥ 500g ≥ 80g/发
升空类
组合烟花
≥ 30g
≥ 3000g(内筒型单筒内径 ≥ 68mm)
发射筒内径≥76mm
≥ 60g(有轴)， ≥ 30g(无轴)
A级
礼花弹类 旋转类 架子烟花类
全部属于A级产品
第二节 燃烧与爆炸
略！
三、烟火药的爆炸(燃烧)性能
爆竹药剂燃烧速度快，硝酸盐与非金属可燃物组成
的烟花爆竹药剂燃烧速度慢；
③ 选用分解温度低的氧化剂燃烧速度快，分解温
度高的氧化剂燃烧速度慢；
1. 药剂性质对燃烧速度的影响
④ 氧化剂放热量多的燃烧速度快，放热量少的燃 烧速度慢； ⑤ 燃点低的还原剂燃烧速度快，燃点高的还原剂
燃烧速度慢；
⑥ 在烟花爆竹药剂中适量增加金属可燃物燃烧速
体生成物之间具有一定的比例。
第四节 烟火效应
一、光效应 二、焰色效应
三、声响效应
四、气动效应 五、发烟效应
一、光效应
光效应是烟花爆竹药剂的一种主要 效应，从主要效果上划分，又可分为： 拉波效应 闪烁效应 火花效应
一、光效应
1. 拉波效应 有的药剂燃烧时除 了产生一定的光与色外，
还能在光载体中喷出许
多金黄色或白色的亮星， 这也是发光效应的结果， 名曰“拉波”或“喷波” 效应。
1. 拉波效应
• 在烟花产品制作中，如在配方中加入适量颗粒铝(铝渣) 或硬木炭(常用枣木炭一类的致密木炭)，将配方配成负 氧平衡，使其在亮珠(星体)飞行过程中，利用空气中的 氧进行二次燃烧反应，这样就在亮珠后出现拉长的光 束，形成一条类似彗星状的尾巴。 • 通常，在烟花制作中，利用硬木炭粉产生金波(黄色)， 铁粉产生金波(黄白色)，铝粉产生银波(白色)。 • 补充：煤矿许用炸药对颗粒物及雷管管壳的要求。
1.氯酸盐烟火药的爆炸性能
凡是含有氯酸钾、氯酸铵、氯酸钡的烟火 药，由于爆炸导体的存在，它的爆炸反应就容 易激发，且能稳定地传播，同时接收爆炸波产 生爆炸分解。
高氯酸盐分解，需吸收外部一些热量，所
以爆炸分解和传播比氯酸盐药剂困难得多。
2.硝酸盐烟火药的爆炸性能
• 硝酸盐分解时，除硝酸铵外，大都需要从 外部吸收大量热量。因此，仅含有硝酸盐 作氧化剂的烟火药，产生爆炸分解较困难。
烟火药的燃烧过程大致可分为点火、着火
与燃烧三个阶段。
1.点火——最初阶段，烟火药某一部分的表面 被加热达到着火点以上，被诱起着火反应。烟 火药一般是用热冲击点火的。 补充：热点起爆理论
2. 着火——局部表面被诱发着火后，变化过 程扩张到烟火药的表面进行传播。它是通 过反应生成的灼热气体和热的传导作用而 传播的。
爆速
炸药爆炸变化传播的最大速度，称为爆轰速度， 简称爆速，一般用“米每秒”(m／s)表示，炸药的 爆速越大，爆炸威力越大。 两种烟火药的爆炸性能 ：
1. 氯酸盐烟火药的爆炸性能
2. 硝酸盐烟火药的爆炸性能
1.氯酸盐烟火药的爆炸性能
一种物质在分解时，一般都要从外 部吸收一定的热量，但氯酸盐却相反， 在分解时，还放出一定热量。这种能产 生自动分解，同时在分解时呈放热反应 的化合物，称为爆炸导体。例如：氯酸 钾、氯酸铵、氯酸钡、梯恩梯等在分解 时产生大量的气体都是爆炸导体，本身 就具有爆炸性能。
第一篇 烟花爆竹安全生产技术常识
第一章 烟花爆竹生产技术基础知识 第二章 烟花爆竹原材料概况 第三章 火药制造及其产品制作 第四章 常用工具和机械设备
山西襄浏花炮厂爆炸 遇难者升至25人
• • 截至2005年1月12日下午1时，山西襄汾县襄浏花炮 厂爆炸事故共造成25名工人遇难，另有9人受伤。 事故发生在11日14时30分。当日，一辆东风运输车 装满成品礼花后，在行驶中碾压到一个形似葫芦的礼花弹， 礼花弹发生了爆炸，随后引燃了车上的礼花，车上的礼花 爆炸后，燃烧的碎片崩进窑洞，又将窑洞里的成品和未成 品礼花引爆，爆炸声一直持续到11日的下午六七点钟。事 故死难者大多为当地的务工女青年，花炮厂的业主逃匿， 公安部门正在搜寻。村民称这是该厂3年内第4次爆炸。
3.药剂的密度
烟花爆竹药剂密度的提高，使燃烧产生的高 温气体不易渗透到药剂的内部，使它只能在药剂 表面进行传火，而内层药剂的受热减慢，甚至限 制为逐层燃烧。因此，一般来说，在压力不变的 情况下，药剂的密度增加，其燃烧速度则降低。 实验表明：某些气体生成物很少的烟花爆竹 药剂，由于其导热性能好，其燃烧速度反而随着 密度的提高而略有增加。燃烧速度不仅与密度有 关，而且与气体生成物的数量和药剂的导热性能 有关。
• 但是含镁的硝酸盐烟火药，比较容易引起 爆炸分解，而且爆速很高，每秒可达 1000m。硝酸钡与主要可燃物为铝组成的 烟火剂，需要强烈的激发冲能，才会产生 爆炸分解。
第三节 烟火药的燃烧反应
一、烟火药的燃烧过程 二、烟火药的燃烧速度 三、烟火药燃烧反应的热效应
四、烟火药燃烧反应的气体生成物
一、烟火药的燃烧过程
分反应热从表面层传向内部。
二、烟火药的燃烧速度
烟花爆竹药剂的燃烧速度是极其重要的示性值之一， 也是决定烟花爆竹产品性能的重要参数。其表示方法通常 有两种： 燃烧线速度，简称燃速。它是指药剂燃烧时，单位时 间内沿药剂表面的法线方向上固相消失的距离，以m／s表 示。 燃烧质量速度。它是指药剂燃烧时，单位时间、单位 面积上固相消失的质量，以g／cm2· 表示。 s
着火速度取决于：
(1) 成分的粉碎度：成分的粒度越细，药剂表面积就 越大，着火也就愈容易，愈快。
• (2) 药剂的密度：密度愈大愈难着火。
• (3) 药剂的初温：初温越高，着火越容易，越快。 • (4) 外部压力：外部压力升高时，着火速度也剧烈增 加。
3.燃烧
反应过程扩张到烟火药内部，它是 燃烧生成物以传导方式扩散作用，将部