Способ получения тонкосводного пороха

Способ получения тонкосводного пороха

Реферат

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 порообразо-вателем (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 0,13-0,15 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 быстрогорящие тонкосводные (с толщиной горящего свода до 0,06-0,18 мм) пороха 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 NO/г и вводимого в массу солевого порообразователя более 5,0% к массе пироксилина процесс вальцевания становится нетехнологичен. Кроме того, способ требует больших затрат свежеприготовленного сырья и растворителя.

Существует способ получения быстрогорящего пористого пороха различных марок, в том числе и спортивно-охотничьего пороха класса Сунар по гидропрессовой технологии на основе использования солевого порообразователя (Гиндич В.И. Технология пироксилиновых порохов, г. Казань, 1995, т.2, с.287, 318). Способ включает операции смешения компонентов, прессование пластифицированной пороховой массы на летучем растворителе и резку порохового шнура на элементы, удаление растворителя, сушку, сортировку, поверхностную обработку. Способ отличается низкой технологичностью пороховой массы, очень трудоемкий, так как основан на применении большого количества (до 200%) солевого порообразователя, удаляемого в процессе изготовления. Данный порох по эксплуатационным характеристикам не удовлетворяет требованиям к современным патронам, и по гидропрессовой технологии не могут быть получены пороха с толщиной горящего свода менее 0,22 мм. Высокая пористость пороха снижает баллистическую стабильность его в процессе хранения. Кроме того, технология экологически неблагоприятная, так как имеют место выбросы вредных сточных вод, содержащих в большом количестве водорастворимые соли, а получаемый порох не выдерживает конкуренции на рынке по своей цене.

В этой связи разработан ряд способов по переработке устаревших порохов, которые представляют собой хорошую и дешевую сырьевую базу. Известен способ переработки пироксилиновых порохов в тонкосводные пороха для стрелкового оружия (патент РФ №2202524, МПК 7 С 06 В 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 2-15%, вальцеванием на пластинки толщиной 0,05-0,18 мм при температуре валков 15-55°С, фракционированием, окончательной сушкой до влажности 0,8-1,0% и усреднением физико-химических характеристик мешкой. Данный способ обеспечивает получение быстрогорящих тонкосводных порохов с заданной толщиной горящего свода к спортивно-охотничьим патронам. Однако он не обеспечивает требуемой сыпучести пороховых элементов вследствие получения пороховых элементов, неоднородных по геометрической форме и поверхности, что снижает точность дозировки пороха при сборке патронов на автоматических линиях, т.е. ограничена область применения этого способа.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ изготовления пластинчатого пороха для патронов спортивно-охотничьего оружия (патент РФ №2192405 RU, МПК С 06 В 21/00, С 06 В 25/24 - прототип), включающий растворение устаревшего нитроглицеринового пороха в легколетучем растворителе, который берут в количестве 60-65% от массы пороха, приготовление пороховой массы смешением приготовленного раствора нитроглицеринового пороха, нитратов целлюлозы, раствора дифениламина в эфире, катализаторов горения, фильтрацию полученной пороховой массы, вальцевание, резку, вымочку, графитовку, сушку. Способ позволяет получать только ружейные охотничьи пластинчатые пороха с достаточно высокой массой порохового заряда, следовательно, и с большой величиной дульного давления и большой отдачей.

Задачей предлагаемого способа является обеспечение требуемых баллистических характеристик патронов к современному стрелковому оружию за счет получения тонкосводного быстрогорящего пороха.

Для достижения данного технического результата в способе получения тонкосводного пороха для патронов к стрелковому оружию, включающем приготовление пороховой массы смешением компонентов, содержащих устаревший порох, в легколетучем растворителе, фильтрацию полученной пороховой массы, вальцевание, удаление растворителя сушкой и графитовку, в качестве устаревшего пороха используют пироксилиновый порох или смесь пироксилинового и 20-80 мас.% баллиститного пороха, содержание устаревшего пороха при изготовлении пороховой массы составляет до 100%, после фильтрации проводят прессование порохового шнура через втулки для мелкозерненных порохов без иглы, резку на пороховые элементы длиной 0,4-0,5 мм и провяливание, а вальцевание пороховых элементов осуществляют на толщину 0,06-0,12 мм.

По баллистическим характеристикам получаемые пороха удовлетворяют требованиям к современным патронам стрелкового оружия.

Пример 1. Смешивают в лопастном мешателе 2,5 кг нитратов целлюлозы (смесевого пироксилина) и 2,5 кг крошки устаревшего пироксилинового пороха с 4,5 кг (90% к массе пироксилина и крошки) растворителя-пластификатора (при соотношении спирта и эфира 1,10:1,57), время смешения 2 час. Полученную пороховую массу подвергают фильтрации, а далее прессуют на гидропрессе через втулки для мелкозерненых порохов без иглы 0,7 мм. Затем пороховые шнуры режут на длину 0,4-0,5 мм, полученные пороховые элементы провяливают при температуре 20-30°С в течение 1 часа и далее вальцуют на толщину 0,120 мм, удаляют спиртоэфирный растворитель вымочкой и сушкой, графитуют, сортируют и усредняют путем смешения.

Пример 2. Смешивают в лопастном мешателе 5 кг крошки устаревшего пироксилинового пороха с 4,5 кг (90% к массе крошки) растворителя-пластификатора (при соотношении спирта и эфира 1,10:1,6). Время смешения 2 часа, полученную пороховую массу подвергают фильтрации, а затем прессуют на гидропрессе через втулки для мелкозерненных порохов без иглы 0,7 мм, далее шнуры режут на длину 0,4-0,5 мм, полученные пороховые элементы провяливают при температуре 20-30°С в течение 1 часа и далее вальцуют на толщину 0,06 мм, удаляют спиртоэфирный растворитель только сушкой, графитуют, сортируют и усредняют путем смешения.

Пример 3. Смешивают в лопастном мешателе 4 кг (80 мас.%) крошки устаревшего пироксилинового пороха и 1 кг (20%) двухосновного ленточного пороха НБл 42 с 3,5 кг (70% к массе сухих компонентов) растворителя-пластификатора (при соотношении спирта и эфира 1,1:1,6), проводят пластификацию крошки в течение 2-х часов, полученную пороховую массу прессуют на гидропрессе через втулки для мелкозерненных порохов без иглы 0,7 мм, далее шнуры режут на длину 0,4-0,5 мм, полученные пороховые элементы провяливают при температуре 20-30°С в течение 1 часа и далее вальцуют на толщину 0,07 мм, удаляют спиртоэфирный растворитель вымочкой и сушкой, графитуют, сортируют и усредняют путем смешения.

Пример 4. Смешивают в лопастном мешателе 3,0 кг (60 мас.%) крошки устаревшего пироксилинового пороха и 2,0 кг (40 мас.%) двухосновного ленточного пороха НБл 42 с 3,25 кг (65% к массе сухих компонентов) растворителя-пластификатора (при соотношении спирта и эфира 1,1:1,7), время смешения 2 часа, полученную пороховую массу подвергают фильтрации, а затем прессуют на гидропрессе через втулки для мелкозерненных порохов без иглы 0,7 мм, далее шнуры режут на длину 0,4-0,5 мм, полученные пороховые элементы провяливают при температуре 20-30°С в течение 1 часа и далее вальцуют на толщину 0,09 мм, удаляют спиртоэфирный растворитель только сушкой, графитуют, сортируют и усредняют путем смешения.

Пример 5. Смешивают в лопастном мешателе 1,0 кг (20 мас.%) крошки устаревшего пироксилинового пороха и 4,0 кг (80 мас.%) двухосновного ленточного пороха НБл 33 с 3,5 кг (60% к массе сухих компонентов) растворителя-пластификатора (при соотношении спирта и эфира 1,0:1,8), время смешения 2 часа, полученную пороховую массу подвергают фильтрации, а затем прессуют на гидропрессе через втулки для мелкозерненых порохов без иглы 0,7 мм, далее шнуры режут на длину 0,4-0,5 мм, полученные пороховые элементы провяливают при температуре 20-30°С в течение 1 часа и далее вальцуют на толщину 0,10 мм, удаляют спиртоэфирный растворитель вымочкой и сушкой, графитуют, сортируют и усредняют путем смешения.

Некоторые физико-химические и баллистические характеристики полученных образцов пороха приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристики образцов пороха
Наименование показателей	Пример 1	Пример 2	Пример 3	Пример 4	Пример 5	Прототип
Толщина горящего свода, мм	0,12	0,060	0,07	0,09	0,10	0,15
Удельная теплота сгорания пороха, МДж/кг	3,8	3,8	4,2	4,6	4,9	4,4
Содержание нитроглицерина, мас.%	-	-	8,0	15,5	25,7	8,0
Остаточная калиевая селитра, мас.%	-	-	-	-	-	0,2
Кажущаяся плотность пороха, кг/дм3	1,58	1,58	1,61	1,62	1,63	1,55
Баллистические характеристики:
Масса порохового заряда, г	1,75	1,40	1,70	1,5	1,32	2,3
Масса дроби, г	32	24	32	28	24	35
Средняя начальная скорость пули, м/с	330	347	332	340	347	325
Разброс по скорости, м/с	5	6	4	5	6	11
Среднее максимальное давление пороховых газов Рм. ср, МПа (кгс/см2)	51(517)	59(603)	51(523)	57(587)	58(595)	57(580)

Баллистические показатели порохов проверялись в спортивно-охотничьих патронах к гладкоствольному ружью 12 калибра с различной массой дроби.

Анализ представленных данных показывает, что изготовленные пороха имеют улучшенные по сравнению с прототипом баллистические и эксплуатационные характеристики. Полученные величины горящего свода 0,06-0,12 мм позволяют снизить навеску порохового заряда при идентичных значениях скоростей полета снаряда, а высокая плотность порохов обеспечит повышение механической прочности и баллистической стабильности при хранении порохов и патронов. Процесс производства более технологичный, так как для резки используются пороховые шнуры, а вальцеванию подвергаются пороховые элементы, и нет необходимости получать полотно, которое ввиду применения легколетучего растворителя обладает низкой технологической живучестью. Вальцевание пороховых элементов в пластичном состоянии улучшает состояние поверхности пороха, повышает его однородность по форме, следовательно, и его сыпучесть. Кроме того, исключается ввод солевого поробразователя в пороховую массу, который удаляется в процессе изготовления пороха и приводит к появлению вредных сточных вод, содержащих соли. Возможность удаления растворителя из пороховых элементов только сушкой позволяет сократить длительность технологического процесса и улучшить его технико-экономические показатели. Наряду с этим изготовление порохов из вторичного сырья - устаревших порохов приводит к снижению себестоимости пороха.

Способ получения тонкосводного пороха для патронов к стрелковому оружию, включающий приготовление пороховой массы смешением компонентов, содержащих устаревший порох, в легколетучем растворителе, фильтрацию полученной пороховой массы, вальцевание, удаление растворителя сушкой и графитовку, отличающийся тем, что в качестве устаревшего пороха используют пироксилиновый порох или смесь пироксилинового и 20-80 мас.% баллиститного пороха, содержание устаревшего пороха при изготовлении пороховой массы составляет до 100%, после фильтрации проводят прессование порохового шнура через втулки для мелкозерненых порохов без иглы, резку на пороховые элементы длиной 0,4-0,5 мм и провяливание, а вальцевание пороховых элементов осуществляют на толщину 0,06-0,12 мм.