pdf.php@id=6178
.pdfвыходе из шнек-пресса пороховая трубка (шашки) режутся ав томатически на нужную длину.
Межоперационный транспорт полностью механизирован (ковшевые конвейеры, шнековые транспортеры) и может быть автоматизирован.
А. С. Бакаев1: «Вся линия потока обрабатываемого полуфаб риката приобретает чрезвычайную компактность, совершенно необычную для порохового производства. Разумеется, при этом возникает вопрос о рациональности подобного уплотнения с точ ки зрения техники безопасности. По этому поводу можно отме тить следующее. Нитроглицериновое производство необходимо отделить от операции «варки» на расстояние, предусматривае мое установленными нормами. Нитроглицерин передавать само теком с установкой прерывателя детонации. Дозер НГЦ выде лить в специальное обвалованное помещение на минимально воз можном расстоянии от здания «варки». Все остальные операции процесса «варки» не представляют собой сколь-нибудь серьезной опасности и могут компоноваться в одном здании.
Транспортировка пульпы пороховой массы массонасосом по
зволяет |
безопасно передать ее на достаточное |
расстояние |
||
в |
здание |
переработки пороховой массы, |
которая |
начинается |
с операции отжима этой массы от воды. |
|
|
||
с |
Опыт применения шнек-аппаратов ШС-1 на наших заводах |
|||
1942 г. показал, что в случае загорания |
отжимаемой массы, |
интенсивная вспышка ее не возникает, а всегда загорание пред ставляет собой достаточно медленное разложение массы с выде лением бурых окислов азота.
Однако, так как после протирки в барабане массы, содержа щей только 7... 10% воды, полуфабрикат обладает большой сво бодной поверхностью, целесообразно протирочный барабан не свя зывать сплошным потоком полуфабриката с аппаратом ШС-1. Это и может быть достигнуто применением ковшевого подъем ника и разделением шнек-пресса ШС-1 и второго протирочного барабана стеной.
Такой же способ расположения и транспортировки полуфаб риката, очевидно, приемлем для вальцев и шнек-пресса, выдаю щего пороховые трубки. Во всех этих случаях полуфабрикат мо жет порциями ковшом подъемника засыпаться в промежуточный бункер, автоматически открывающийся и закрывающийся за
1Приведенное описание технологического процесса переработки взято из докторской диссертации А. С. Бакаева [40].
211
слонкой, а |
затем по лотку самотеком передаваться за стену |
в приемный |
бункер питательного аппарата. |
Дополнительные устройства дождевания могут обеспечить все необходимые профилактические меры техники безопасности.
Таким образом, переработка пороховой массы может быть сосредоточена в одном здании, в котором пожароопасные и взрывоопасные аппараты разделены капитальными стенами.
Сообразно с таким планированием операций всего производ ства автоматический централизованный контроль и управление им могут быть сосредоточены на трех пультах: для производст ва НГЦ, для «варки» пороховой массы и для переработки этой массы в порох. Возможна организация сверх того диспетчерского централизованного более общего контроля всего производства в целом.
Что касается пофазного анализа полуфабриката, то мини мально он должен состоять из непрерывного или достаточно часто проводимого анализа химической стойкости и щелочности нитроглицерина, достаточно точно и быстро определяемой кон центрации коллоксилино-водной взвеси в ажитаторах, определе ния теплоты взрывчатого разложения пороховой массы, запол няющей смеситель, непрерывного или достаточно часто проводи мого определения влажности пластинчатой массы, выдаваемой вальцами и, размеров трубки, отрезанной автоматически реза тельным станком.
Эти анализы, достаточно отражая правильность работы всех аппаратов, должны бесспорно проводиться экспресс-метода ми, чтобы не было надобности отягощать производство крупны ми буферными приемниками полуфабриката, в которых послед ний задерживается до выхода из лаборатории результатов его анализа.
Это замечание, конечно, не касается теплоты взрывчатого разложения пороховой массы и в меньшей степени касается спо собов анализа сырья и готовой продукции.»
Из недостатков описанной им непрерывной технологиче ской схемы А. С. Бакаев отмечает следующие:
—в случае аварии прерывается работа всего потока. Этот недостаток присущ всем непрерывным производствам; с этим недостатком легко бороться путем регулярного квалифициро ванного планово-предупредительного ремонта;
—сырье, используемое в производстве должно быть более высококачественным, чем при периодическом способе произ водства. Наглядным примером может служить нитроцеллюло-
212
за, существующие технические условия на которую не отража ют всех ее свойств, определяющих технологические характери стики пороховой массы и параметры ее вальцевания и прессо вания. Это приводит к необходимости изменения технологиче ских режимов при переработке одних и тех же составов.
С другой стороны, повышение качества сырья имеет поло жительный эффект в плане повышения однообразия готовой продукции.
Следует отметить, что «рациональная схема производства», разработанная группой сотрудников ОТБ-98 (затем ОТБ-512) под руководством А. С. Бакаева, явилась громадным шагом вперед и позволила существенно опередить зарубежные техно логии. Она не только заложила фундамент новой технологии, но и обозначила направления дальнейшего развития. В про цессе ее отработки были выявлены недостатки, устранение ко торых обеспечило реализацию в промышленности нескольких вариантов непрерывной технологии, работающих на заводах
втечение последующих нескольких десятилетий.
4.2.1.3Краткая характеристика развития непрерывных технологических процессов переработки пороховых масс баллиститного типа
Основные недостатки, потребовавшие необходимость мо дернизации технологической схемы, были следующие:
—конструкция отжимного устройства в виде сцежи с от жимными валами оказалась неудачной и была заменена шнек-прессом ШД (шнек Данилова). Водоотжимная фаза включала два аппарата — ШД — ШС-1;
—конструкция измельчающих устройств на вальцах также оказалась неудачной, приводила к частым поломкам и загора ниям и была заменена на щелевые кольца со срезными ножа ми и резательными станками;
—операция вальцевания до требуемой влажности, в том числе на двух последовательно установленных вальцах, была опасна и приводила к частым загораниям;
—сушилки типа «Бурберг», введенные в процесс для окончательной досушки полуфабриката после вальцев, были пожаровзрывоопасны, что приводило к серьезным авариям на
заводах;
— шнековые пресса не обеспечивали необходимой безо пасности процесса формования, что приводило к авариям с большими разрушительными последствиями.
213
Устранение данных недостатков, осуществленное в процес се дальнейшей длительной модернизации, позволило, по сути дела, создать принципиально новую технологию, фундаментом которой являлось глубокое исследование технологических про
цессов и создание |
нового оборудования на базе физических |
и математических |
моделей. |
Ниже приводится краткая характеристика различных тех нологических схем производственных процессов переработки на различных заводах отрасли.
1. Технологическая схема ШД — ШС-1 — НВ (непрерыв ные вальцы) — Ш-3 — Ш-4 (1 вариант) или ШД — ШС-1 — НВ— Б («Бурберг») — Ш-3 — Ш-4 (2 вариант) (рис. 103).
Технологическая схема в оптимальном варианте, получив шем распространение на ряде заводов, имеет следующие кон структивные особенности:
— водоотжим осуществляется на прессах ШД (предвари тельное водоудаление до 40% содержания воды в массе)
иШС-1 (отжим до 7...10%);
—вальцевание до влажности ~ 2...3%;
—сушка на аппарате типа «Бурберг» до влажности 0,3...1%;
—гомогенизация на шнек-прессе Ш-3;
—формование артиллерийских порохов и ракетных заря дов на шнек-прессе Ш-4.
2.Схема ПО-125 — НВ — НВ («Тройстер») — ШС-34 или ПО-125 — НВ («Большевик») — СШТС — ШС-34 (рис. 104).
Данная технологическая схема имеет следующие конструк тивные особенности:
— операции предварительного отделения воды (фильтрова ния) и отжима совмещены и выполняются в одном отжимном шнек-прессе ПО-125, имеющем более высокую производи тельность (до 600 кг/ч), чем ШД и ШС-1;
— вальцевание на двух последовательно размещенных ап паратах типа «Тройстер» до окончательной влажности оказа лось весьма пожароопасным и было в серийном варианте за менено на вальцевание на одних вальцах до промежуточной влажности (1,5...2,5%) с подсушкой до окончательной влажно сти (0,3... 1%) на аппарате барабанного типа (с поперечной продувкой воздуха) или шнековой сушилке типа СШТС;
— шнек-пресс типа Ш-4 был модернизирован с увеличе нием производительности с 300 кг/ч до 450 кг/ч за счет изме нения конструкции винта.
214
вода
|
Рис. 103. Технологическая схема переработки баллиститных порохов и топлив: |
ю |
1 — пресс ШД; 2 — пресс ШС-1; 3 — вальцы; 4 — шнек-пресс Ш-3; 5 — формующий шнек-пресс Ш-4; 6 — су- |
^ |
шильный аппарат типа «Бурберг» |
1
Рис. 104. Технологическая схема переработки баллиститных порохов и топлив:
1 — отжимной шнек-пресс ПО-125; 2 — вальцы «Большевик»; 3 — вальцы «Тройстер»; 4 — шнековая сушилки типа СШТС; 5 — шнек-пресс ШС-34
3. Схема ПО-125М - НВ (2) - СШТС - ПКТ - ПСВ-2 (ПСВ-2М) (рис. 105).
Конструктивные особенности схемы:
—отжимной шнек-пресс модернизирован с повышением производительности до 700...800 кг/ч за счет увеличения пло щади фильтровальной решетки и изменения конструкции от жимной части пресса;
—блок переработки оснащается двумя параллельно рабо тающими вальцами «Большевик» 500/500—1500 с общей про изводительностью около 600 кг/ч;
—производительность шнек-транспортной сушилки уве личена до 600 кг/ч за счет увеличения диаметра шнеков и их длины;
—с целью обеспечения безопасности и исключения пере хода горения в детонацию в технологическую схему введен таблетирующий аппарат типа ПКТ, обеспечивающий снижение по казателя взрывоопасности dP/dt с 120... 180 до 80 (кгс/см2)/ мс.
С этой же целью изменена конструкция формующего пресса ПСВ, который в варианте ПСВ-2М обеспечивает раз рыв детонационной волны по интенсивности и экстенсивно сти.
Ниже приводятся основные этапы модернизации техноло гии переработки в период 40—80-х гг.
4.2.1.4Модернизация технологических процессов
иоборудования фазы переработки пороховой массы
Последовательность операций технологического процесса переработки пороховой массы, положенная разработчиками ОТБ-512 в основу промышленного производства, в течение полувека оставалась неизменной, что свидетельствует о доста точно глубоком исследовании свойств пороха и удачном выбо ре методов подготовки полуфабриката к формованию зарядов.
Однако в процессе эксплуатации в конструктивном плане были выявлены существенные недостатки, устранение которых привело последовательно к созданию новых аппаратов и в це лом более совершенной технологии.
Прежде всего это коснулось наиболее пожаровзрывоопас ных аппаратов — шнековых прессов и вальцев. Последние яв лялись наиболее пожароопасными в силу конструктивных не совершенств узлов измельчения «чулка», снимаемого в виде лент на концах валков, а также вследствие неорганизованно сти течения массы в зазоре между валками. Первым этапом
217
2
Рис. 105. Технологическая схема переработки баллиститных порохов и топлив:
— отжимной шнек-пресс ПО-125М; 2 — вальцы «Большевик»; 3 — шнековая сушилка типа СШТС; 4 — таблетирующий пресс ПКТ; 5 — шнек-пресс ПСВ (ПСВ-2М)
модернизации узла резки порохового полотна после вальцев явилась разработка формующих колец с круглыми отверстия ми и ножей, устанавливаемых вплотную к формующим коль цам с внешней стороны и срезающих выходящие пороховые шнуры в виде гранул. Ножи не нуждались в приводе, устанав ливались неподвижно на станине валков и обеспечивали сре зание шнуров за счет вращения валка.
При введении в технологический процесс сушилки при ис ключении вторых вальцев размер гранул не обеспечивал мало го времени сушки. Потребовалось дополнительное измельче ние. в связи с чем были разработаны резательные станки, ус танавливаемые с каждой стороны валка (рис. 106) и обеспечивающие измельчение гранул за счет дисковых но жей, размещенных на двух осях, вращающихся навстречу друг другу.
Рис. 106. Узел измельчения:
1 — валок вальцев; 2 — формующее кольцо; 3 — роликовый подшипник; 4 — нож; 5 — резательный станок; 6 — шнековый транспортер
219
Рис. 107. Профиль нарезки рифов на рабочем и холостом валках:
1 — рабочий валок с прямоугольными рифами; 2 — холостой валок с острозубными рифами
Узел измельчения, включающий формующие кольца и ре зательные станки, показал хорошую работоспособность и экс плуатировался длительное время как на вальцах типа «Тройстер», так и на вальцах завода «Большевик». Однако резатель ные станки за счет повышенной скорости вращения и наличия в конструкции большого количества ножей со встречным вращением вносили дополнительную пожароопас ность в процесс вальцевания.
С целью исключения резательных станков размеры прохо дящих через формующие кольца пороховых шнуров были уменьшены за с«ет замены круглых отверстий на щелевые (рис. 106) сечением 5x15 мм.
Стабилизация течения пороховой массы в зазоре между валками была достигнута за счет оптимизации профиля и ко личества рифов на рабочем и холостом валках (рис. 107).
Конструктивные параметры валков 500/500—1500 представ лены на рис. 108. Обоснование оптимальных геометрических параметров представлено ниже в соответствующем разделе по вальцеванию.
Шнековые пресса в непрерывных технологических процес сах переработки пороховой массы занимают особое место, вы полняя функции водоудаления, подсушки, пластификации, гранулирования, формования.
220