СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПОРОХОВ В ТОНКОСВОДНЫЕ ПОРОХА Российский патент 2003 года по МПК C06B21/00 

Изобретение относится к области производства порохов и может быть использовано для изготовления порохов к патронам стрелкового оружия: спортивно-охотничьим, пистолетным, винтовочным и др.

Известен способ получения пластинчатого охотничьего пороха (Гиндич В.И. Технология пироксилиновых порохов, г.Казань, 1995, т.2, с.319). Способ заключается в следующем: смешивают в лопастном мешателе обезвоженные нитраты целлюлозы (пироксилин) со спиртоэфирным растворителем, раствором дифениламина в эфире, солевым порообразователем, (например, калиевой селитрой), графитом, пластифицированную пороховую массу (ПМ) прессуют на гидравлическом прессе для ее дополнительной пластификации и фильтрации, затем повторно ПМ смешивают в мешателе и далее массу вальцуют на полотно толщиной 0,15-0,20 мм с последующей резкой полотна на пластинки, сортировкой их, удалением растворителя, графитовкой, сушкой, мешкой пороха и упаковкой. Порох имеет толщину горящего свода 0,11-0,15 мм и относится к малопористым порохам (кажущаяся плотность пороха (ρ_каж) составляет 1,54-1,55 кг/дм³) с низкой удельной теплотой сгорания 3,4 МДж/кг. Это не позволяет использовать его в патронах к современному охотничьему оружию, для которых необходимы быстросгорающие тонкосводные пороха с толщиной горящего свода до 0,05-0,18 мм или высокопористые пороха (ρ_каж равна 1,1-1,4 кг/дм³). Увеличение энергетики и пористости пороха не представляется возможным, так как при повышении содержания азота в пироксилине более 209 мл NО/г и вводимого в массу солевого порообразователя более 5,0% к массе пироксилина процесс вальцевания становится нетехнологичен. Кроме того, способ многостадийный, трудоемкий, требует больших затрат свежеприготовленного сырья и растворителя.

Существует способ получения порохов дискообразной формы (патент США 3163567, кл. 149 - 2, 1964), заключающийся в растворении увлажненной до 3 - 30% нитроцеллюлозы в летучем растворителе и получении лака. Лак выпрессовывают и полученные шнуры разрезают на диски заданной толщины, которые принимают в нерастворяющую среду, представляющую собой воду, насыщенную растворителем и содержащую защитный коллоид и другие добавки. Далее суспензию лаковых частиц нагревают для удаления растворителя. Получаемый порох имеет большую толщину горящего свода 0,15-0,25 мм и большие разбросы по толщине, что резко снижает его технический уровень. Способ трудоемкий, многостадийный, требует значительных затрат сырья и растворителя.

Известен способ получения одно- и двухосновных сферических порохов (СФП) типа "Сунар СФ", ССН 30/3,89 (Регламент технологического процесса изготовления серийных партий лаковых порохов марок ПС 690/4,23, "Сунар СФ", "Ковбой-370", ГосНИИХП, г.Казань, 1995 г.). Способ включает следующие операции формирования сферических элементов: получение порохового лака из высокоазотного пироксилина и летучего растворителя этилацетата (для одноосновных СФП) и нитроглицерина (НГц) (для двухосновных СФП), диспергирование его на сферические частицы, удаление растворителя, флегматизацию, сушку, мешку и укупорку готового пороха. Порох имеет высокую удельную теплоту сгорания (3,69-4,87 МДж/кг). Однако затруднено получение тонкосводных порохов с величиной горящего свода менее 0,3 мм. Кроме того, способ трудоемкий, для него характерны большие модули по растворителю и, следовательно, высокие абсолютные расходы его.

Существует способ вальцевания порохового зерна (патент Чехословакии 196172, МКИ С 06 В, заявлено 12.04.78). Способ предназначен только для прокатки зерна при получении пористых порохов. Способ заключается в прокатке порохового зерна, которое при прохождении вальцев под воздействием давления сжимается не более 1/3 его исходного размера, при этом во внутреннем объеме порохового зерна присутствует вода или технологическая вода, содержащая не более 1 мас.% веществ, используемых при изготовлении пороха, таких как электролит, например сульфат натрия или калия, а также защитные коллоиды, например сорбит, сахароза, глюкоза, декстрин или мездровый клей, а в случае необходимости, используемые при производстве растворители, например этиловый спирт или этилацетат. Однако способ имеет ограниченную область применения, так как используется для пористых сферических порохов и не обеспечивает технический уровень современных аналогов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ переработки пироксилиновых порохов по патенту РФ 2105743 Cl, 27.02.1998, МПК 7 С 06 B 21/00, включающий переработку пироксилиновых порохов при механическом измельчении пороховых элементов в водной среде в две ступени: предварительно до размеров фрагментов 0,8-2,2 мм, например, в дисковой мельнице, и окончательно - до размеров фрагментов 0,2-0,7 мм, например, в виброкавитационной мельнице, с последующим отжимом пороховой крошки от воды, предварительной сушкой до влажности 2-5%, фракционированием, окончательной сушкой до влажности 0,8-1,0% и усреднением физико-химических характеристик мешкой. Данный способ обеспечивает получение тонкосводных порохов с заданной толщиной горящего свода к спортивно-охотничьим патронам. Однако он не обеспечивает заданный предел пористости пороховых элементов, что очень важно для патронов гражданского назначения.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение качества пироксилиновых и сферических порохов при улучшении технико-экономических показателей производства.

Этот технический результат в способе переработки порохов в тонкосводные пороха, включающем получение пороховых элементов с размерами 0,2-0,7 мм, отжим пороховых элементов от воды, предварительную сушку до влажности 2-15%, вальцевание на пластинки толщиной 0,05-0,18 мм при температуре валков 15-55^oС, фракционирование, окончательную сушку до влажности 0,8-1,0%, усреднение физико-химических характеристик мешкой, достигается тем, что перед вальцеванием пороховые элементы обрабатывают в водных 1,0-70,0 мас.%. растворах неограниченно растворимых в воде растворителей - пластификаторов нитратов целлюлозы.

Примеры осуществления способа приведены в таблицах 1-2, физико-химические (ФХ) и баллистические характеристики (БХ) в таблицах 3-4.

Способ позволяет перерабатывать устаревшие пироксилиновые пороха всех марок от мелкозерненых до крупнозерненых и трубчатых порохов с предварительным измельчением их на фрагменты 0,2-0,7 мм; а также сферические как одноосновные, так и двухосновные. В результате расширяется сырьевая база, что особенно важно при остром дефиците сырья и повышении цен на энергоресурсы, это обуславливает снижение стоимости пороха. Кроме того, решается экологическая проблема, связанная с уничтожением порохов.

Улучшаются баллистические характеристики порохов по сравнению с порохами, изготовленными по способу-прототипу, за счет увеличения удельной теплоты сгорания перерабатываемых порохов и обеспечения заданной поровой структуры пороха, а именно увеличения его пористости. В результате уменьшается масса заряда из пороха в патронах 12 калибра к гладкоствольному ружью от 2,1-2,3 до 1,8-1,9 г при массе дроби 35 г, а порох может использоваться также в элитных спортивных патронах 12 калибра при минимальной массе заряда до 1,25 г (при массе дроби 24 г.). Порох обеспечивает характеристики лучших мировых аналогов.

Возвратно-технологические отходы (ВТО) нефлегматизированного сферического пороха ССН30/3,69, подлежащие переработке по полному циклу, после обработки в водном растворе неограниченно растворимого в воде растворителя - пластификатора ацетона и вальцевания элементов обеспечивают баллистические характеристики к спортивным патронам Люгер также на уровне лучших мировых аналогов. Это достигается при существенном снижении затрат на получение пороха. Обеспечивается возможность получения порохов для строительно-монтажных патронов, в которых используется высококалорийный двухосновный порох с большим содержанием нитроглицерина (более 20 мас.%), например порох фирмы "Хилти".

Таким образом появляется возможность получения высококачественных тонкосводных порохов с заданной величиной горящего свода 0,05-0,18 мм, с широким интервалом по удельной теплоте сгорания (3,40-4,30 МДж/кг) и требуемой пористостью (с величиной кажущейся плотности 1,10-1,52 кг/дм³) в зависимости от назначения пороха. При этом существенно повышаются технико-экономические показатели, так как используется дешевое сырье - пороха, подлежащие уничтожению, а процесс проводится на действующем оборудовании пороховых производств без дополнительных капитальных затрат.

Изобретение относится к области производства порохов и может быть использовано для изготовления порохов к патронам стрелкового оружия: спортивно-охотничьим. пистолетным, винтовочным и др. Согласно изобретению способ переработки порохов в тонкосводный порох включает получение пороховых элементов с размерами 0,2-0,7 мм, отжим пороховых элементов от воды, предварительную сушку до влажности 2-15%, вальцевание на пластинки толщиной 0,05-0,18 мм при температуре валков 15-55^oС, функционирование, окончательную сушку до влажности 0,8-1,0%, усреднение физико-химических характеристик мешкой, при этом перед вальцеванием пороховые элементы обрабатывают в водных 1,0-70,0 мас. % растворах неограниченно растворимых в воде растворителей - пластификаторов нитратов целлюлозы. Изобретение направлено на создание способа переработки как одноосновных пироксилиновых, так и одно-, двуосновных сферических порохов, позволяющего получать порох высокого качества с заданной поровой структурой для широкого спектра патронов стрелкового оружия. 4 табл.

Способ переработки порохов в тонкосводный порох, включающий получение пороховых элементов с размерами 0,2-0,7 мм, отжим пороховых элементов от воды, предварительную сушку, фракционирование, окончательную сушку до влажности 0,8-1% и усреднение физико-химических характеристик мешкой, отличающийся тем, что предварительную сушку пороховых элементов проводят до влажности 2-15%, затем пороховые элементы обрабатывают в водных 1,0-70 мас. % растворах неограниченно растворимых в воде растворителей - пластификаторов нитратов целлюлозы, после чего проводят вальцевание на пластинки толщиной 0,05-0,18 мм при температуре валков 15-55^oС.