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

В новом процессе, как будет показано ниже, шнековые пресса выполняют практически все технологические операции фазы переработки, обеспечивая малую длительность техноло­ гического цикла и высокую безопасность процесса.

Отделение пороховой массы от воды после завершения ее «созревания» в непрерывном режиме представляло значитель­ ные трудности и потребовало длительных разработок различ­ ного рода конструкций и аппаратов, начиная от, так называе­ мой, сцежи — вращающегося перфорированного полотна — до шнекового пресса, совмещающегося в себя функции фильтрования и отжима.

Процесс удаления воды из любого материала может быть осуществлен двумя путями: механическим отделением (фильт­ рованием, центрифугированием, отжимом) и сушкой. При не­ большом содержании влаги, адгезионно связанной с материа­ лом, удаление возможно единственным способом — сушкой. С энергетической точки зрения наиболее оптимальным спосо­ бом является механическое отделение, причем, до адгезионно связанного предела. По мере снижения в материале содержа­ ния свободной влаги (не связанной адгезионно) возрастают сложности по ее удалению, а энергетические затраты увеличи­ ваются. На протяжении довольно длительного пути развития непрерывной технологии переработки операция отделения по­ роховой массы от воды была экспериментально исследована, и промышленное ее оформление усовершенствовалось в тече­ ние длительного времени. Ниже в разделе водоотжима даны физическая и математическая модели процесса и характери­ стика оборудования этой фазы.

Операция подсушки порохового полуфабриката после валь­ цевания была введена после исключения из технологического потока вторых вальцев, функция которых заключалась в до­ сушке массы до окончательной влажности. Высокий уровень диссипативной энергии при течении высоковязкой массы с низкой влажностью на вальцах приводил к частым загорани­ ям, что определило необходимость корректировки технологи­ ческого процесса с заменой вальцев на сушильный аппарат.

В конструктивном и технологическом плане применялись различные аппараты, но, в основном, барабанного и шнеково­ го типов. В зависимости от способа подачи теплоносителя (воздуха) барабанные сушилки были трех типов: с прямото­ ком, противотоком и поперечной продувкой. Сушилки этого типа отличались высокой пожароопасностью вследствие не-

222

достаточно эффективной противопожарной защиты (сложность подачи пожаротушащей жидкости внутрь сушилки). В этом отношении более безопасными являются шнек-транспортер- ные сушилки, в которых пороховой полуфабрикат рассредото­ чен, а сам аппарат защищен быстродействующей пожаротуша­ щей системой.

Однако оба типа аппаратов обладают существенным недос­ татком: технологический процесс сушки осуществляется мед­ ленно вследствие разнонаправленности двух действующих гра­ диентов — влагосодержания и температурного. Время сушки составляет от 40 до 90 минут, а загрузка аппарата полуфабри­ катом при его максимальной производительности составляет 500...750 кг, что при авариях может приводить к тяжелым по­ следствиям. Поэтому на протяжении длительного времени шел поиск путей сокращения времени сушки с одновременным резким снижением энергозатрат. Очевидно, это возможно только при увеличении скорости сушки за счет изменения на­ правления температурного градиента, т. е. совмещения его с направлением градиента влагосодержания. Возможные пути решения этой задачи — использование диссипативной энер­ гии, СВЧ-генераторов и переменного режима «нагрев — охла­ ждение» — были опробованы в реальных конструкциях. Су­ шилки с СВЧ-нагревом и типа КСВР были в эксперименталь­ ном порядке опробованы в опытном производстве, однако, по определенным причинам, о которых речь пойдет в разделе сушки, не нашли практического применения, и серийное про­ изводство осуществлялось по технологическим схемам с су­ шилками барабанного типа и шнек-транспортными.

Фаза формования — самая опасная по аварийным послед­ ствиям, — начиная со времени создания непрерывной техно­ логии (на базе шнековых прессов), подвергалась многочислен­ ным модернизациям, диктуемым необходимостью повышения безопасности работ и качества продукции.

Первые формующие пресса типа Ш-3 и Ш-4 (рис. 109, ПО), открывшие, по сути дела, эру непрерывной технологии переработки пороховой массы, имели конусные винт и втулку, обеспечивающие за счет уменьшения диаметров по ходу прес­ сования массы снижение объема канала, что приводит к сжа­ тию массы и сдвиговым деформациям вследствие обратного потока под действием противодавления и внешнего трения массы о поверхность винта. Сечение канала винта уменьшает­ ся от загрузочной к головной части пресса вследствие умень-

223