Материал: Химия и технология баллиститных порохов, твердых ракетных и специальных топлив. Т. 2 Технология

смеси от нитропродукта — позволило за счет увеличения фак­ тора разделения в 3000 — 4000 раз сократить технологический цикл и загрузку зданий взрывоопасным продуктом в десятки и сотни раз.

Конечно, гетерогенный процесс нитрования аморфно-кри­ сталлического капиллярно-пористого полимера с высокой энергией межмакромолекулярного взаимодействия, связанный с неоднократным движением нитрующих и стабилизирующих растворов по капиллярам и в межкапиллярном объеме поли­ мера, несоизмеримо сложнее и длительнее аналогичного по химизму процесса этерификации глицерина.

Тем не менее, применение физических методов ускорения процессов могло бы существенно сократить технологический цикл и превратить условно непрерывный процесс в непрерыв­ ный на всех фазах производства.

На рис. 41 предложен один из возможных вариантов не­ прерывного процесса с ускорением операции этерификации УЗ и СВЧ-генераторами, отделения кислот и стабилизации — принудительным отжимом и вакуумированием в шнековых прессах типа СПА-300 (с ускорением операции диффузии УЗ и СВЧ-генераторами).

Реализация такого процесса в производстве позволит не только сократить технологический цикл до нескольких часов, но и за счет воздействия на структуру полимера гидродинами­ ческих, кавитационных режимов и СВЧ-излучения в значи­ тельной мере нивелировать ее неоднообразие и исключить не­ обходимость формирования многотоннажных общих партий.

101

Преимущества данного метода с точки зрения безопасно­ сти очевидны.

В СССР, начиная с 30-х годов прошлого века, изготовле­ ние баллиститных порохов производилось по периодической схеме. Пороховая масса готовилась в варочном котле (мета­ тель Броунса) путем последовательного ввода всех компонен­ тов и смешения в водной среде при температуре 45...50°С (рис. 43).

Нитрат глицерина готовился по способу Натана и после проверки химической стойкости самотеком подавался сначала в общий, затем в локальный распределитель, откуда расходо­ вался по мере надобности в мастерскую «варки».

Подготовка и дозировка остальных компонентов пороховой массы производилась кустарным способом, что не обеспечива­ ло постоянства химического состава.

Коллоксилин через сито вручную протирался в большой ларь, в котором путем перелопачивания усреднялась его влаж­ ность, и готовилась усредненная партия сырья. После опреде­ ления влажности коллоксилин на сухой вес дозировался в ме­ татель. Остальные компоненты также вручную развешивались на обычных весах.

При таком способе производства длительность собственно операции «варки» (смешивания под водой около 250 кг мас­ сы) с отжимом продолжалась около трех часов.

Рис. 43. Периодическая схема изготовления пороховой массы в водной среде:

1 — общий распределитель; 2 — локальный распределитель; 3 — сито; 4 — ларь; 5 — мешатель; 6 — отжимная центрифуга; 7 — разрыхлитель­ ное (протирочное) устройство

1 0 3

Режим «варки» на примере порохов НФ и НФ-2 был сле­ дующим:

—загрузка в котел — 265 кг массы;

—модуль (вода: масса) — 7,5;

—число оборотов мешалок в котлах Броунса — 180/90 об/мин;

—температура варки — 45...50°С;

—загрузка коллоксилина вручную — 5 мин;

—перемешивание массы — 5 мин;

—инжектирование ДБФ — 15 мин;

—перемешивание — 10 мин;

—заливка НГЦ самотеком — 30 мин;

—перемешивание — 10 мин;

—инжектирование вазелина — 5 мин;

—перемешивание — 5 мин;

—охлаждение до 25°С — 60 мин;

—выгрузка массы в центрифугу — 30 мин;

Итого длительность одного цикла — 175 мин. «Сваренная» и протертая пороховая масса для усреднения

химического состава перелопачивалась в специальных ларях, вмещающих одну смесь массой около 4 тонн. Затем пороховая масса подвергалась химическому анализу, который проводился в течение 8... 10 часов. В случае получения неудовлетворитель­ ных результатов смесь подвергалась вторичному перелопачива­ нию и повторному анализу. При повторном неудовлетвори­ тельном анализе смесь поступала на исправление.

Операция переработки (рис. 44) осуществлялась путем многократного вальцевания массы на горизонтальных вальцах (около 25...30 прокаток в течение 50...60 мин), затем калиб­ рующего вальцевания на вертикальных вальцах и последующе­ го прессования на гидравлических прессах.

Вся работа производилась вручную, в условиях высокой пожароопасности и токсичности (в рабочей зоне Снгц — до 100 мг/м3 при ПДК = 0,02 мг/м3).

Особенно тяжелые условия труда были при вальцевании на горизонтальных вальцах — последовательные загрузки массы сверху и прием полотна снизу с горячего стола и повторение этих операций до 30 на одну вальцовку (~ 20 кг).

Вышеописанный технологический процесс смешения ком­ понентов пороховой массы в воде с последующим ее отжимом на центрифуге и усреднением путем перелопачивания в ларе, решивший вопрос безопасности нобелевского метода, обладал

104