Свойства дымного пороха

Цвет дымного пороха бывает от сине-черного до серо-черного с металлическим блеском. Плотность пороха колеблется в пределах от 1850 до 1930 кг/м³. Чем больше плотность, тем меньше скорость горения пороха. Гравиметрическая плотность, определяемая как отношение массы пороха, свободно насыпанного в сосуд определенной формы, к объему этого сосуда, равна 0,8–1,1 кг/дм³. Гравиметрическая плотность зависит от формы и величины зерен, от их плотности и степени полировки зерен. Полировка с графитом увеличивает гравиметрическую плотность (графит уменьшает трение между зернами и способствует уплотнению пороха в данном объеме).

Дымные пороха – химически стойкие вещества. При нормальных (сухих) условиях дымный порох может храниться до 200 лет и более. Температура вспышки дымного пороха равна 290–310 °С.

Дымный порох чувствителен к удару и трению. При испытании на вертикальном копре дает взрывы без отказа при падении груза массой 10 кг с высоты 45 см. При трении между поверхностями железа порох вспыхивает или взрывается.

Скорость горения пороха зависит от его состава, внешнего давления и от плотности пороховых элементов. Шероховатая поверхность обеспечивает легкость воспламенения пороха, а пористость способствует увеличению скорости горения. При горении пороха образуются твердые и газообразные продукты. Температура горения составляет 1900–2100 К. Удельный импульс дымного пороха при давлении
4 МПа находится на уровне 1200–1250 Н∙с/кг.

Выпускается ряд модификаций и сортов дымного пороха: обыкновенный зерненный, оружейный, трубочный, шнуровой, фигурный, охотничий, порох для горных работ и др.

2.3.2 Производство дымного пороха [11, 39]

Процесс изготовления дымного пороха состоит из следующих основных операций:

- измельчение исходных компонентов;

- смешение компонентов (получение тройной смеси);

- прессование тройного состава (получение пороховой плитки);

- зернение пороха;

- полировка пороховых зерен;

- отпыловка пороховых зерен;

- сортировка пороха;

- перемешивание пороха, образование партий и укупоривание.

Существует две технологии изготовления дымного пороха: сухим способом и водно-суспензионным.

В основном используется технология изготовления дымного пороха сухим способом. По этой технологии селитра измельчается отдельно от серы и угля в мельницах валкового или дискового типа. Можно использовать и струйную мельницу. Серу измельчают совместно с углем, так как она легко электризуется, налипает на шары и стенки шаровой мельницы и плохо измельчается. Уголь может самовозгораться при измельчении и образует с воздухом взрывоопасные смеси.

Для измельчения серо-угольной смеси используют барабанные мельницы с бронзовыми шарами. Затем селитра и серо-угольная смесь смешиваются и доизмельчаются в кожаных или деревянных бочках с деревянными или пластмассовыми шарами.

Смешение компонентов – одна из самых ответственных операций, т.к. от ее проведения зависит качество получаемого пороха. Из полученной тройной смеси на обогреваемом прессе этажерочного типа прессуется пороховая плитка. Отпрессованная плитка дробится и поступает на стадию зернения на зернильные машины. После этой операции получаются зерна с острыми углами и шероховатой поверхностью, поэтому они неудобны в эксплуатации. Для того чтобы сгладить острые углы, затереть открытые поры, уплотнить наружную поверхность пороховых зерен и этим уменьшить распыление пороха в служебном обращении и при перевозках производится операция полировки пороха. Полировка зерен происходит в деревянных или кожаных бочках и осуществляется за счет трения зерен друг о друга. Затем порох просеивается через сита для отделения годных зерен от образовавшихся комков и пыли.

Для окончательного разделения зерен на фракции, соответствующие сортам изготовляемого пороха, проводится сортировка. С этой целью используется наклонный грохот, состоящий из ряда шелковых сит с определенными размерами ячеек. Для достижения однообразия физико-химических и баллистических свойств производят перемешивание пороха сначала в малых партиях, а затем смешивают в общую партию в специальных аппаратах и укупоривают.

За рубежом иногда используется способ изготовления дымного пороха, при котором тройная смесь обрабатывается на бегунах. При бегунной обработке происходит доизмельчение, смешение и предварительное уплотнение порохового состава.

По водно-суспензионной технологии серо-угольная смесь готовится в виде водной суспензии в барабанной мельнице, в которую загружаются кусковой уголь, чешуированная сера и дозируется необходимое количество воды. Окончательное измельчение серо-угольной смеси проводится в бисерной мельнице. Тройная смесь получается растворением селитры в суспензии серо-угольной смеси в емкостном аппарате с мешалкой. Полученная суспензия тройной смеси подается с помощью пневматической форсунки в аппарат с псевдоожиженным слоем на грануляцию, где в потоке нагретого воздуха происходит формирование и сушка гранул сферической формы. Затем гранулы разделяются на фракции в ситовом или воздушно-проходном классификаторе, при этом мелкие фракции возвращаются в псевдоожиженный слой на доращивание.

Данная технология содержит меньше опасных операций по сравнению с сухим способом производства дымного пороха. Внедрение ее в производство позволило организовать процесс непрерывного получения пороха, механизировать и автоматизировать технологический процесс.

Недостатком водно-суспензионной технологии являются повышенные энергозатраты в связи с необходимостью испарять значительное количество воды.