СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТОГО ПОРОХА ИЗ КРОШКИ ПЛОТНЫХ ПОРОХОВ ПОД СПОРТИВНЫЕ И ОХОТНИЧЬИ ПАТРОНЫ
METHOD TO PRODUCE POROUS POWDER FROM SOLID POWDER CHIPS FOR SPORTING AND FOWLING CARTRIDGES

Изобретение относится к области производства пироксилиновых порохов и может быть использовано для изготовления порохов к патронам стрелкового оружия: спортивно-охотничьим, пистолетным, винтовочным и др.
3
Известен способ получения пористого пироксилинового мелкозерненого пороха (А.Г.Горет. Пороха и ВВ, изд. 14, 1972, с.163). Для создания пористой структуры пороха в данном случае в массу при смешении вводят порообразователь - азотнокислый калий в количестве 45-220 мас.% к сухой массе пироксилина, который удаляют затем путем экстракции водой до остаточного содержания не более 0,5 мас.%. Полученный порох при этом имеет пористую структуру, а кажущуюся плотность в пределах 1,15-1,52 г/см и обеспечивает баллистические характеристики для многих видов спортивно-охотничьих и пистолетных патронов. Отрицательной чертой данного способа является то, что водорастворимые соли гигроскопичны и в процессе изготовления пороха могут образовываться агломераты, что приводит к формированию неоднородной поровой структуры, что ухудшает баллистические характеристики по разбросу скоростей. Кроме того, снижается производительность оборудования, увеличивается расход растворителя, нарушается экология окружающей среды за счет сброса солей с отработанными водами.
Существует способ получения одноосновного пористого пороха по эмульсионной технологии на основе НЦ с содержанием азота не менее 210,5 мл NO/г и термодинамически активного растворителя этилацетата (Регламент, РТП 14-95, Казань, 1995, с.53). Пористость пороха в данном способе создается за счет ввода сернокислого натрия и может меняться в зависимости от количества порообразователя и скорости отгонки растворителя. Однако в отличие от порохов, полученных по гидропрессовой технологии, сферическая форма пороховых элементов не является прогрессивно горящей формой, это снижает эффективность заряда по сравнению с порохом цилиндрической формы при использовании его в одних и тех же системах.
Известен способ получения пироксилинового пористого пороха для патронов к стрелковому оружию по патенту №2165402 от 20.04.2001 г.(заявка №99101244) «Способ получения пироксилинового пористого пороха для патронов к стрелковому оружию» авторов Ляпина Н.М., Коробковой Е.Ф., Староверова А.А., Газизова Ф.Ф., Грольмана Л.В., Алексеева Ю.В., Лебедевой В.М., Кузнецова Ю.А. В данном способе, включающем операции смешения нитратов целлюлозы, стабилизатора химической стойкости, формирования пороховых элементов, удаления растворителя экстракцией водой, сушки, сортировки, поверхностной обработки элементов, комплектации партий, пористую структуру пороховых элементов создают путем обработки элементов в водных растворах ацетона с концентрацией 30-70% объема в течение 10-240 минут при перемешивании с последующей отгонкой ацетона из пороховых элементов после экстракции растворителя. Недостатком данного способа изготовления является то, что пористую структуру можно получить только у порохов мелких марок типа ВУ, ВТ, ВТМ, П-45.
Получить пористый порох для патронов к стрелковому оружию из порохов крупных марок (крупнозерненый и трубчатый) не представляется возможным.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ переработки пироксилиновых порохов в охотничий под дробовые патроны по патенту №2105743 (заявка №93020228 от 27.02.98) «Способ переработки пироксилиновых порохов в охотничий порох под дробовые патроны» автора Лебедевой В.М. - прототип.
Процесс изготовления по данному способу осуществляется следующим образом.
Пироксилиновые пороха с истекшим гарантийным сроком хранения или снятые с вооружения любых марок (среднезерненые, крупнозерненые или трубчатые) подвергаются измельчению в водной среде в две ступени:
I ступень - предварительное измельчение;
II ступень - окончательное измельчение.
В этом случае вторая ступень измельчения является операцией формирования пороховых элементов. Далее подвергается предварительной сушке, разымке, где отделяется от крупноты и пыли. После чего годные фракции с размером 0,63-0,315 и 0,63-0,80 подвергаются окончательной сушке и смешению.
3
Несмотря на простоту технологической схемы и исключение растворителя из производства отрицательным фактором данного способа изготовления пороха является возможность использования его только для охотничьих патронов. Использовать данный порох под спортивные патроны не представляется возможным ввиду высокой плотности пороховых элементов 1,58-1,59 г/см и большой величины заряда 2,0-2,2 г.
Задачей настоящего изобретения является получение пористой структуры пороховых элементов из крошки для снижения массы заряда, улучшение сыпучести пороха.
Для достижения технического решения по предлагаемому способу, включающему операции измельчения порохов любых марок в водной среде в крошку, предварительной сушки, разымки, крошку обрабатывают в водном растворе ацетона концентрацией 75-80% объемных в течение 120-150 минут при перемешивании с последующей отгонкой растворителя, порох полируют в барабане в течение 1,5-2,0 часа смесью, состоящей из 0,5% графита и 0,8-1,0% фтористого лития (LiF) к массе пороха.
Предлагаемый способ получения пористого пороха из крошки плотных порохов под спортивные и охотничьи патроны отработан в опытно-промышленных условиях.
В качестве сырья использовался порох 12/7 ВА и 14/7 СА.
Измельчение проводили на мельнице ДМК в две ступени.
В качестве годных пороховых элементов использовались фракции 0315-063 и 063-080.
После измельчения крошка подвергалась предварительной сушке, разымке, обработке в водном растворе ацетона с последующей его отгонкой и полировке в барабане.
Примеры осуществления способа приведены в таблице 1, физико-химические и баллистические характеристики полученных образцов пороха приведены в таблицах 2, 3.
Таблица 1
Примеры осуществления способа
Наименование показателя
Пример №1
Пример №2
Пример №3
По известному способу
Схема измельчения:
Первая ступень ДМК - фр.0,8-2,2;
Вторая ступень ДМК - фр.0,7-0,2
Крошка фр.0,7-0,315
-
Концентрация ацетона в воде, % объема
70
75
80
-
Время обработки, мин
120
140
150
Температура смеси при отгонке ацетона, °С
60-91
60-91
60-91
Влажность пороха, %
1,0
1,3
1,6
Полировка крошки в барабане Время обработки, ч
1,5-2,0
1,5-2,0
1,5-2,0
1,0
Состав полирующей смеси
Графит
0,1
0,15
0,5
0,15
LiF
1,0
0,9
0,8
Таблица 2
Физико-химические и баллистические характеристики полученных образцов для крошки из пороха 12/7 ВА
Наименование параметров
Пример №1
Пример №2
Пример №3
По известному способу
Кажущаяся плотность пороха, г/см<sup>3</sup>
1,3
1,2
1,0
1,58
Фракционный состав, мм
0,7-0,315
Баллистические характеристики
Калибр патрона
12
12
12
12
Масса снаряда (дроби или пули), г
32
24
20
32
Масса заряда, г
1,95
1,25
1,0
2,0
Средняя скорость полета снаряда, м/с
323
340
320
321
Среднее максимальное давление пороховых газов, кгс/см<sup>2</sup>
644
525
605
624
Скорость истечения порохов (сыпучесть), г/с
4
4
5
3
Таблица 3
Физико-химические и баллистические характеристики полученных образцов для крошки из пороха 14/7 СА
Кажущаяся плотность пороха, г/см<sup>3</sup>
1,4
1,3
1,2
1,59
Фракционный состав, мм
0,7-0,315
Баллистические характеристики
Калибр патрона
12
12
12
12
Масса снаряда (дроби или пули), г
32
28
20
32,35
Масса заряда, г
1,95
1,40
1,25
2,2
Средняя скорость полета снаряда, м/с
321
339
325
319
Среднее максимальное давление пороховых газов, кгс/см<sup>2</sup>
550
600
620
626
Скорость истечения порохов (сыпучесть), г/с
4
4
5
3
Таблица 4
Требования по баллистическим характеристикам
Масса заряда, г
Средняя скорость полета снаряда, м/с
Среднее максимальное давление пороховых газов, кгс/см<sup>2</sup>
Тип пороха
Сунар 20
Не более 1,30
Не менее 320
Не более 650
Спортивный
Сунар 24
Не более 1,55
Не менее 340
Не более 650
Спортивный
Сунар 28
Не более 1,60
Не менее 330
Не более 650
Спортивный
Сунар 32
1,6-1,9
325
450-630
Охотничий
Сунар 35
1,8-2,1
320
450-630
Охотничий
3
3
Анализ физико-химических и баллистических характеристик образцов показывает, что при обработке пороховой крошки водно-ацетоновым раствором с концентрацией ацетона порядка 70 об.%, плотность пороха снижается от 1,58 г/см до 1,3 г/см. Однако в данном случае порох пригоден для снаряжения только охотничьих патронов.
3
Увеличение концентрации ацетона в растворе от 75% до 80% объемных приводит к формированию более пористой структуры, благодаря чему создается возможность получения кажущейся плотности до 1,0 г/см, что обеспечивает баллистические характеристики пороха к спортивному патрону с массой дроби 24 г.
Увеличение концентрации ацетона более 80% нецелесообразно ввиду слипания крошки в процессе обработки, что недопустимо, так как приводит к образованию брака.
3
Полировка активированных пороховых элементов после сушки в среде, состоящей из 0,5% графита и 0,8-1,0% фтористого лития к массе пороха, позволяет увеличить гравплотность и улучшить сыпучесть пороха. Улучшение сыпучести обеспечивает равномерную скорость истечения пороха при сборке патронов на автоматизированной линии, что повышает стабильность баллистических характеристик. Предлагаемый способ изготовления позволяет получить порох с кажущейся плотностью 1,0-1,2 г/см, за счет чего можно уменьшить массу заряда до 1,0-1,25 г вместо 2,0 г и получить баллистические характеристики под спортивные патроны.