Способ получения сферического пороха

 

Изобретение относится к области производства сферических порохов и может быть использовано для снаряжения патронов к стрелковому оружию. Способ получения сферического пороха включает обработку в реакторе возвратно-технологических отходов сферического пороха или устаревшего сферического пороха при перемешивании водно-ацетоновыми растворами с нарастающей от 10 до 85 об. % концентрацией при ступенчатом ее увеличении на 5-15 об.% и выдержкой пороха при каждой концентрации в течение 15-30 мин, а при достижении максимальной концентрации порох выдерживают не менее 60 мин, затем ацетон удаляют отгонкой. Баллистические характеристики получаемых порохов имеют высокий технический уровень, отвечающий требованиям к патронам для современного стрелкового оружия. 2 табл.

Изобретение относится к области производства сферических пороков (СФП) и может быть использовано для снаряжения патронов к стрелковому оружию.

Известен способ получения одноосновных сферических порохов типа "Сунар СФ" по патенту 1814805, заявке 4936856 от 16.05.91 г.

Способ заключается в получении порохового лака из высокоазотных нитратов целлюлозы и летучего растворителя этилацетата, диспергировании его на сферические частицы, удалении растворителя, флегматизации, сушки, мешки и комплектации партий. Однако существуют трудности в получении порохов с требуемой пористостью, что ограничивает применение этих порохов в патронах современного технического уровня.

Существует способ получения двухосновных сферических порохов, заключающийся в получении порохового лака из нитратов целлюлозы, нитроэфира-нитроглицерина (НГ) и летучего растворителя этилацетата, диспергировании его на сферические частицы, удалении растворителя, флегматизации, сушки, мешки и комплектации партий (Регламент технологического процесса получения серийных партий лаковых порохов типа "СунарН" (РТП 12-2001, Казань: ФГУП "ГосНИИХП", с. 45-87 (прототип)).

Способ позволяет получать двухосновные сферические нитроглицериновые пороха с содержанием НГ до 32 маc.%. Пороха отличаются высоким техническим уровнем и предназначены для широкою спектра спортивно-охотничьих, пистолетных, строительно-монтажных патронов, в том числе и для патронов высокого технического уровня Люгер. Однако существуют технологические трудности по формированию пористых порохов с НГ более 12 маc.%. А также их изготовление требует наличия производства НГ и имеют высокую себестоимость, так как процесс многостадийный, трудоемкий, связан с большими затратами растворителя (используют 4-5 модулей этилацетата при формировании пороховых элементов). В то же время имеется большое количество СФП Госрезерва, подлежащих уничтожению, и возвратно-технологических отходов СФП, предназначенных для переработки по полному технологическому циклу. Создаются экологические и экономические проблемы, связанные со сжиганием пороха и с высокой себестоимостью пороха, изготавливаемого по полному технологическому циклу.

Задачей предлагаемого изобретения является получение пороха с требуемой пористостью при расширении сырьевой базы и улучшении технико-экономических показателей. Технический результат достигается тем, что в способе получения сферического пороха с заданной пористостью, включающем обработку в реакторе возвратно-технологических отходов сферического пороха, в реакторе обрабатывают возвратно-технологические отходы сферического пороха или устаревшего сферического пороха при перемешивании водно-ацетоновыми растворами с нарастающей от 10 до 85 об.% концентрацией при ступенчатом ее увеличении на 5...15 об. % и выдержкой при каждой концентрации в течение 15...30 минут, а при достижении максимальной концентрации возвратно-технологические отходы сферического пороха или устаревший сферический порох выдерживают не менее 60 минут, затем ацетон удаляют отгонкой.

Баллистические характеристики получаемых порохов имеют высокий технический уровень, отвечающий требованиям к патронам для современного стрелкового оружия. Кроме того, расширяется сырьевая база, в качестве сырья могут служить устаревшие пороха из Госрезерва и возвратно-технологические отходы, подлежащие переработке по полному циклу, которые имеют высокую себестоимость. Также не требуется наличия взрывоопасного производства нитроглицерина. Впервые получены из готовых плотных порохов пористые пороха.

Примеры осуществления способа приведены ниже.

Пример 1. Навеска возвратно-технологических отходов (ВТО) двухосновного сферического пороха ССН 30/3,69 нефлегматизированного (нефл) фракции 0,2-0,4 мм обрабатывают в реакторе водным раствором ацетона с концентрацией 10,0; 15,0; 25; 35 об.% в течение 15 минут при каждой концентрации, далее концентрацию ацетона повышают до 40,0 об.% и обработку продолжают в течение 60 минут. Далее ацетон отгоняют при нагревании смеси и последующую обработку пороха проводят известным способом. Плотность пороха снижается от 1,48 до 1,40 кг/дм³.

Пример 2. Навеску двухосновного сферического пороха СпСН 900/4,40 обрабатывают в реакторе водным раствором ацетона с концентрацией 10; 20; 30; 40; 50 об.% в течение 30 минут при каждой концентрации, далее концентрацию повышают до 55,0 об.% и обработку продолжают в течение 60 минут, а ацетон отгоняют. Плотность пороха снижается от 1,48 до 1,35 кг/дм³.

Пример 3. Обработку ВТО пороха ССН 30/3,69 нефл. фракции 0,2-0,63 мм проводят в реакторе водным раствором ацетона с концентрацией 10; 35; 40; 55; 70 об. % в течение 15 минут при каждой концентрации, далее концентрацию повышают до 85,0 об.% и обработку продолжают в течение 60 минут, а ацетон отгоняют и далее порох обрабатывают известным способом. Плотность пороха снижается от 1,48 до 1,15 кг/дм³.

Пример 4. Навеску одноосновного сферического пороха марки СунарСФ после предварительной обработки в воде при температуре 50-95^oС в течение 60-180 минут подвергают обработке в реакторе водным раствором ацетона с концентрацией 10; 20; 30; 40; 50; 60; 70 об.% в течение 15 минут при каждой концентрации, далее концентрацию повышают до 85,0 об.% и обработку продолжают в течение 60 минут. Модуль по раствору поддерживают в пределах 1:2-1:4 масс. Плотность пороха снижается от 1,52 до 1,45 кг/дм³.

Пример 5. Навеску пороха ССН 22/4,87 обрабатывают в реакторе водным раствором ацетона с концентрацией 15; 30; 40; 55; 70 об.% в течение 15 минут при каждой концентрации, далее концентрацию повышают до 85,0 об.% и обработку продолжают в течение 60 минут, а ацетон отгоняют и далее порох обрабатывают известным способом. Плотность пороха снижается от 1,57 до 1,43 кг/дм³.

Физико-химические и баллистические характеристики полученных образцов представлены в таблицах 1, 2.

Как видно из таблиц 1, 2, при обработке двухосновных порохов водными растворами ацетона порох подвергается структурной активации со снижением кажущейся плотности от 1,57 до 1,45...1,15 кг/дм³. Таким образом, способ позволяет управлять структурными характеристиками пороха, а именно его плотностью, что особенно важно для получения пористых порохов гражданского назначения. Кроме того, обеспечивается возможность получения пористых порохов с высокими баллистическими характеристиками при более низком, чем у прототипа, содержании нитроглицерина (12,2 вместо 32,0 маc.%) за счет развитой удельной поверхности порохового элемента. Появляется также возможность получения пористых порохов и при высоком (более 15 маc.%) содержании нитроглицерина (пример 5) с удельной теплотой сгорания пороха до 4,87 МДж/кг. При этом улучшаются баллистические характеристики пороха, а именно уменьшается масса порохового заряда.

Получены образцы высококачественного пористого пороха, удовлетворяющего по баллистическим характеристикам требованиям нормативно-технической документации на спортивно-охотничьи и пистолетные патроны современного уровня. При этом себестоимость пороха по сравнению с прототипом снижается на 30%.

Формула изобретения

Способ получения сферического пороха с заданной пористостью, включающий обработку в реакторе возвратно-технологических отходов сферического пороха, отличающийся тем, что в реакторе обрабатывают возвратно-технологические отходы сферического пороха или устаревшего сферического пороха при перемешивании водно-ацетоновыми растворами с нарастающей от 10 до 85 об.% концентрацией при ступенчатом ее увеличении на 5...15 об.% и выдержкой при каждой концентрации в течение 15...30 мин, а при достижении максимальной концентрации возвратно-технологические отходы сферического пороха или устаревший сферический порох выдерживают не менее 60 мин, затем ацетон удаляют отгонкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2