Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Смесевые энергонасыщенные материалы. Учебное пособие
.pdf
го все остальные компоненты. Такой прием позволяет оценивать однородность
смеси по содержанию ключевого компонента. В качестве него обычно выбирают тот компонент, который легко подвергается количественному анализу, либо
его содержание строго регламентировано техническими требованиями на готовую смесь.
Смесители периодического действия
В производстве СПВВ часто используются смесители периодического действия благодаря возможности более простого и точного дозирования компонентов смеси. Эти смесители подразделяют на объемные, барабанные, ленточные и
циркуляционные.
смешиваемые компоненты перемещаются рабо-
чими поверхностями корпуса или мешалки по всему внутреннему рабочему
объему отдельными блоками, хаотически. Блоки, из частиц одного компонента,
попадая под действие лопастей мешалки или увлекающего движения корпуса
смесителя, распадаются на части, которые затем разносятся по всему рабочему
объему.
отсутствуют перемешивающие устройства,
и процесс смешивания компонентов происходит за счет вращения корпуса.
Смеситель представляет собой барабан цилиндрической или шестигранной
формы с плоскими, сферическими или конусными боковыми крышками, расположенный горизонтально, вертикально или наклонно. Применяется также смеситель V-образной формы, состоящий из двух цилиндров, установленных под
углом 90º друг к другу. Наиболее качественное смешение компонентов из всех
перечисленных смесителей обеспечивается в наклонном смесителе, известном
еще как «пьяная бочка». Смесительные барабаны снабжены цапфами, устанавливающимися в подшипники, или двумя бандажами (опорным и зубчатым),
опирающимися на ролики; зубчатый бандаж находится в зацеплении с зубчатым колесом приводного вала. Для интенсификации процесса смешивания иногда применяются также смесители с комбинированным вращением барабана
(чаши) в двух плоскостях. Барабанные смесители относятся к тихоходным машинам с линейной скоростью вращения барабана 0,17–1 м/с. Из перечисленных
смесителей наибольшее применение в производстве СПВВ нашли смесители с
горизонтальным и наклонным расположением барабана. В некоторых случаях,
например для смешивания промежуточной смеси с гексогеном в производстве
скального аммонита, применяют вертикальный цилиндрический смеситель, в
котором для лучшего перемешивания установлен ряд горизонтальных алюминиевых полок.
объемного смешивания рабочим органом являет-
ся вращающаяся спиральная лента. Смеситель состоит из цилиндрического
корпуса, ротора с двумя спиральными лентами большого и малого диаметра,
111
приводного вала с подшипниковыми опорами и электропривода. Каждая спиральная лента разделена на право- и левозаходные части. Спиральная лента
большого диаметра перемещает материал в центральную часть корпуса,
а меньшего – к его торцам. Сверху корпуса находится люк для загрузки компонентов, а снизу – разгрузочная коробка с пневмоклапаном. Ленточные смесители рекомендуются для смешивания сыпучих материалов с насыпной плотностью до 1500 кг/м³.
Для характерно движение основного потока
смешиваемого материала по замкнутому контуру рабочего объема. Зона действия перемешивающего органа составляет незначительную долю общего рабочего объёма смесителя. К наиболее распространенным циркуляционным смесителям относятся планетарно-шнековый и планетарно-лопастной.
- состоит из конического корпуса, крышки с загрузочным штуцером, шнека и разгрузочного короба с пневмоцилиндром. Шнек вращается вокруг собственной оси и совершает планетарное вращение вокруг оси корпуса смесителя. При планетарном вращении шнека смешиваемый материал поднимается его витками вверх около стенок корпуса и затем движется к оси, где образуется нисходящий поток. В узкой части конического корпуса материал снова захватывается витками шнека и транспортируется вверх. После завершения процесса открывается выгрузной клапан и продукт
ссыпается в приёмное устройство. Ссыпка готовой смеси может производиться
при вращающемся шнеке.
В - в качестве рабочих органов исполь-
зуются рамные или якорные мешалки, совершающие вращение вокруг своей
оси и переносное окружное движение вокруг оси цилиндрического корпуса
смесителя.
Смесители непрерывного действия
Эти аппараты обладают высокой производительностью, позволяют полностью автоматизировать процесс смешивания. Имеют небольшие энергои металлоёмкость. Среди них наиболее распространены барабанные и червячно-лопастные.
- применяются для смешивания компонентов зерногранулитов, гранулитов и акватолов. Смеситель представляет собой барабан, снабженный загрузочной и разгрузочной горловинами, горизонтально установленный (или под углом 4º) двумя бандажами на опорных роликах и приводимый во вращение электромотором через редуктор с помощью
зубчатого венца. К внутренней поверхности барабана для улучшения перемешивания и продвижения смеси рядами приварены лопасти, расположенные по
винтовым линиям. Все лопасти нечетных рядов при вращении барабана перемещают его содержимое от загрузочного торца к разгрузочному, а лопасти чет-
112
ных рядов – наоборот. Такое расположение лопастей обусловливает возвратнопоступательное движение материала, обеспечивающее хорошее смешивание
компонентов при сравнительно небольших размерах смесителя. Диаметр разгрузочной горловины больше, чем загрузочной. Это облегчает выгрузку барабана, которая идёт за счёт его переполнения, а также за счёт преобладания
в возвратно-поступательном движении материала перемещения от загрузочного
торца к разгрузочному вследствие соответствующего подбора углов наклона
лопаток. Для поддержания необходимого уровня материала внутри корпуса
в конце его вваривают подпорное кольцо, через которое материал попадает
в разгрузочную камеру. Сыпучие материалы можно подавать в смеситель непрерывно или порционно благодаря тому, что он обладает высокой инертностью, т.е. сглаживающей способностью.
- бывают одно- и двухвальными. В качестве
рабочих органов, выполняющих перемещение и смешивание материала, используют лопатки, винтовые ленты, спирали, шнеки. Сечение корпуса может
иметь цилиндрическую, овальную, корытообразную формы. В двухвальном
смесителе валы могут вращаться в одном направлении или навстречу друг другу. Двухвальный лопастной смеситель применяют при изготовлении аммонита
№ 6ЖВ для предварительного перемешивания навесок аммиачной селитры и
тротила. Он представляет собой корыто, в котором установлены, соединенные
между собой шестернями, два вала с закрепленными на них лопастями, образующими винтовую поверхность и вращающиеся в разные стороны. Таким образом, в большей части длины корыта содержимое аппарата лопастями одного
вала перемещается слева направо, а другого справа налево. Кроме того, материал перемещается из зоны действия одного в зону действия другого и наоборот.
Этим в аппарате создаётся циркуляция компонентов, обеспечивающая их хорошее смешивание.
В производстве аммонитов широкое распространение для окончательного
смешивания компонентов получили
в которых совместно со смешиванием компонентов происходит и их дополнительное измельчение под действием падающих шаров. Их устройство
и принцип действия изложены в разделе «Измельчение».
7.2.7. Охлаждение сыпучих материалов
Одним из важнейших недостатков большинства АСПВВ является их слеживаемость. Температура аммонита, выходящего из шаровых мельниц после смешивания компонентов и дополнительного измельчения достигает 45–50 °С. После
укупоривания в мешки или патронирования он самопроизвольно охлаждается и,
в результате этого, слеживается, превращаясь в монолитную массу. Слеживаемость затрудняет дальнейшее использование аммонита, а также приводит
к уменьшению скорости детонации, бризантности и передачи детонации на рас-
113
стояние. Чтобы аммонит в процессе хранения не слеживался, его, после выхода
из шаровой мельницы укупоривают в бумажные мешки и вывозят на склад, где
оставляют, сложив в штабеля, на 5 или 10 суток. За это время аммонит охлаждается и превращается в довольно прочные глыбы. Охлажденный и слежавшийся аммонит доставляется в мастерскую, дробится и выгружается в протирочную машину. После такой подготовки слеживаемость аммонита в ходе дальнейшего хранения резко уменьшается, но сам способ охлаждения требует создания дополнительных складских помещений и связан с большими трудозатратами на его укупорку, перевозку, складирование, измельчение. Чтобы избавиться от непроизводительных затрат, созданы установки для охлаждения аммонита непосредственно
в технологическом потоке его изготовления.
представляет собой металлическую прямоугольную
камеру, внутри которой установлены друг под другом четыре пустотелые полки. Во внутреннюю полость каждой секции непрерывно подается рассол от холодильной установки с температурой около минус 10 °С. По поверхности охлаждаемых полок непрерывно движутся скребки, изготовленные из прорезиненной ленты, приводимые в движение электромотором через редуктор. Аммонит подается на верхнюю полку через загрузочный люк шнеком и, увлекаемый
скребками, последовательно перемещается по полкам. За время движения его
температура снижается примерно до 25 °С. Охлажденный аммонит из камеры
удаляется шнеком.
7.3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОТОКИ ПРОИЗВОДСТВА СПВВ
Технологическим потоком называется комплект оборудования для осуществления операций технологического процесса, размещенного в последовательности
этих операций и связанного транспортными устройствами для перемещения обрабатываемого материала с одной технологической операции на другую. К технологическим потокам предъявляют следующие основные требования:
производственная мощность потока должна быть рассчитана для выпол-
нения текущего задания и на некоторую перспективу;
технологический поток должен гарантировать получение продукции без
брака;
технологический поток должен иметь минимальную опасность произ-
водства для жизни и здоровья работающих;
технологический поток должен обеспечивать наиболее низкую себе-
стоимость единицы готовой продукции;
технологический поток должен обладать возможно большей универ-
сальностью действия, т.е. должен быть пригодным для производства СПВВ как
можно большего числа номенклатур.
114
Потоков, превосходящих другие потоки того же назначения по всем перечисленным показателям, в производстве нет, так как ряд требований находится
во взаимном противоречии. В связи с этим первые два пункта требований следует считать обязательными. Третий пункт также является обязательным, но
только в части, касающейся автоматизации с выводом людей из мастерских.
Среди потоков, удовлетворяющих первым трем требованиям, предпочтение
должны отдавать потоку, имеющему преимущество по себестоимости продукции. Значимость пятого пункта зависит от производственных условий. Если завод имеет сравнительно небольшие и часто меняющиеся задания, то универсальность действия потока имеет большое значение. Если же завод изготавливает небольшую номенклатуру и задания по каждому из них достаточны для загрузки потоков, то значимость этого пункта резко снижается.
7.3.1. Технология сыпучих АСПВВ
К основным фазам технологии сыпучих АСПВВ относятся: подготовка
твердых дисперсных компонентов (измельчение, классификация, сушка), приготовление взрывчатых смесей (смешивание), формование зарядов (прессование, шнекование и др.). В зависимости от состава и назначения СПВВ в типовых процессах их получения и переработки могут быть некоторые отклонения
в практическом оформлении отдельных операций и последовательности
их выполнения.
Технологический поток производства аммонита № 6ЖВ непрерывного
действия
Аммиачную селитру со склада ленточным транспортером подают на загрузочный стол, где ее освобождают от бумажных пакетов и по склизу загружают
в щековую дробилку. Из-под неё грубоизмельченная селитра шнеком подается
в двухступенчатую кулачковую дробилку и далее каскадом шнеков – в сушильный барабан, в котором она сушится горячим воздухом, подаваемым вентилятором через калориферы противотоком. Частицы селитры, увлекаемые воздухом, осаждаются последовательно в циклоне и пенном фильтре. Очищенный от
пыли воздух концевым вентилятором выбрасывается в атмосферу. Сухая селитра из барабана шнеком подается во вторую двухступенчатую дробилку, а
из-под неё каскадом шнеков в сито-бурат, где просеивается через сетку № 3 или
№ 2,8. Просеянная селитра шнеком подается в бункер накопитель, а из него
в контейнер подвесного конвейера и транспортируется в отделение смешивания
компонентов, где высыпается в бункер-ворошитель селитры автоматического
устройства непрерывного дозирования компонентов. Отсев селитры с сита после удаления обрывков тары возвращается в кулачковую дробилку. Обрывки
тары с небольшим количеством селитры собираются в мешки и периодически
направляются на сжигание.
115
Тротил транспортируют со склада в мешках автотранспортом и ленточным
транспортером подают на раскупорочный стол в отделение смешивания. Освобожденный от тары тротил просеивают на вибросите через сетку № 10 и шнектранспортером подают в бункер-ворошитель тротила.
Из бункеров-ворошителей автоматического устройства непрерывного дозирования компонентов селитру и тротил шнек-питателями подают на ленточные транспортеры устройства и далее, в заданном соотношении, шнектранспортером дозируют в двухвальный смеситель для предварительного перемешивания, откуда смесь через загрузочное отверстие шнек-транспортером
подается в трубную трехкамерную шаровую мельницу. Из неё готовый аммонит поступает в полочный охладник, охлаждается и разгрузочным шнеком подается на вибросито. Просеянный аммонит шнек-транспортером направляется
в бункер автоматических весов, навеска ссыпается в мешок, закрепленный
в подвеске подвесного конвейера, которым подается к ленточному транспортеру зашивочного устройства. Мешки с аммонитом после их зашивки ленточным
транспортером направляются к железнодорожному пути, где их грузят в вагоны
для отправки на склад или непосредственно потребителю.
На разных заводах применяют технологические потоки, отличающиеся несколько другим оборудованием. Однако эти отличия носят несущественный характер. Основные же контуры схемы на всех заводах практически одинаковы.
7.3.2. Технология пластичных СПВВ
Пластичные СПВВ представляют собой смеси твердых компонентов
с жидкой желатинированной массой или полимерным материалом.
Пластичные композиционные СПВВ
Они представляют собой структурированную полимерную композицию,
в которой в качестве непрерывной связующей фазы (матрицы) используют полимерный материал. В качестве связующих веществ применяют различные
каучуки, которые одновременно являются и горючими составляющими. В полимерной матрице в качестве наполнителя распределена дисперсная смесь
взрывчатых веществ и специальных добавок, обеспечивающих необходимые
физико-механические свойства получаемых изделий. На механические свойства
наполненных полимерных СПВВ в большой степени влияют размер частиц наполнителя, их форма, равномерность распределения в матрице. Количество наполнителя в пластичных взрывчатых материалах может изменяться в широких
пределах и даже превышать содержание полимера. Наполненные полимерные
смеси могут находиться в различном физическом состоянии, что определяет
характер их применения. Пластичные СПВВ, находящиеся при обычной температуре в стеклообразном состоянии или даже закристаллизованные, являются
жесткими материалами, получившими название пластики или пластиты, а находящиеся в высокоэластичном состоянии – эластомеры или эластиты.
116
В
энергонасыщенный сыпучий материал из бункера через загрузочное устройство
поступает в вибрационный смеситель, куда также с помощью объёмного дозатора
распыляется индустриальное масло. В смесителе твердые частицы обволакиваются тонким слоем масла, которое обеспечивает флегматизирующее действие. Смесь
при этом остаётся в сыпучем состоянии. После завершения процесса смешивания
при открытом затворе смесь поступает в бункер и далее вибропитателем направляется на устройство весового дозирования. Пройдя вибросито, сыпучая смесь поступает в двухвальный смеситель для перемешивания с пластифицированным полимерным связующим, которое поступает в смеситель с помощью объемного дозатора соотношений из двух поочередно работающих бункеров-питателей, пройдя
фильтры. В шнековой установке выгрузки взрывчатый пластичный материал
формируется в виде блоков, которые поступают на приёмное устройство транспортера. В дальнейшем из блоков формируют методами экструзии, прессования,
вальцевания или литья под давлением изделия в виде шнуров, лент, пластин и
другой требуемой формы.
Нитросодержащие СПВВ
При изготовлении нитросодержащих предохранительных СПВВ (угленитов)
технологический процесс осуществляют в две фазы. Вначале смешивают сыпучие
компоненты и гидрофобизируют их стеаратами. Окончательное смешение сыпучих компонентов со слабо желатинизированными нитроэфирами осуществляют
в лопастных смесителях для пластичных высоковязких материалов.
7.3.3. Технология водосодержащих СПВВ
Различают два типа водосодержащих взрывчатых смесей: гелеобразные
и эмульсионные.
Гелеобразные СПВВ
В гелеобразных СПВВ в качестве сплошной дисперсионной среды используется водный раствор окислителя (аммиачной, натриевой, калиевой селитр и
их смесей), в которой диспергирована смесь сыпучих взрывчатых материалов
(тротил, алюмотол, гексоген и др.), горючих веществ (алюминиевая пудра), загустителя (гелеобразное вещество) и другие добавки. Их качество зависит от
физической стабильности смеси, т.е. отсутствия расслоения на две фазы, что
приводит к нестационарному режиму детонации или даже отказам. Стабильность гелеобразных СПВВ обеспечивается повышением их вязкости путём введения в состав высокомолекулярных соединений-загустителей, таких как КМЦ
или полиакриламид.
117
Технология приготовления гелеобразного СПВВ включает следующие основные фазы производства:
приготовление раствора окислителей;
подготовка твёрдых сыпучих компонентов (тротила, алюмотола и др.);
подготовка горючих добавок (алюминиевой пудры);
перемешивание компонентов с загустителем с образованием гелеоб-
разного СПВВ или загрузку отдельных компонентов в смесительно-зарядную
машину.
Эмульсионные СПВВ
Водоэмульсионные СПВВ состоят из высококонцентрированного раствора
окислителя (аммиачная, натриевая, кальциевая селитры или их смеси, иногда
с добавкой карбамида), жидкого нефтепродукта(индустриальное масло, дизельное топливо, мазут, петролатум), загустителя (смесь сложных эфиров жирных
органических кислот или их аминопроизводных) и газогенерирующей добавки
(нитрит натрия, перлитовый песок, микросферы). Они представляют собой
«обратные» эмульсии, в которых раствор окислителей диспергирован в жидком
нефтепродукте.
Технологический процесс получения эмульсионного СПВВ включает пять
модулей:
– подготовка и подача окислителей, приготовление водного раствора, его
накопление и дозирование;
– подготовка нефтепродуктов и эмульгатора, приготовление и дозирование
их смеси;
– подготовка газогенерирующей добавки;
– приготовление эмульсии раствора окислителя в нефтепродукте;
– приготовление эмульсионного СПВВ введением в эмульсию газогенерирующей добавки и его расфасовка.
В аппарат приготовления раствора окислителей, представляющий собой
вертикальный цилиндрический сосуд с мешалкой и змеевиком, поочередно подаются вода насосом до заданного уровня и селитра и мочевина растаривающей
установкой с шнековыми конвейерами в соответствующих количествах.
По окончании загрузки при достижении температуры в аппарате 80 ± 5 °С и необходимой плотности раствора, готовый раствор перекачивается насосом
в наполнительную ёмкость (при наличии в ней свободного объёма), откуда дозирующим насосом передаётся в модуль приготовления эмульсии.
Приготовление смеси горючих компонентов производится в смесителе. Индустриальное масло из обогреваемого хранилища с температурой 70 ± 5 °С насосом перекачивается в мерник, в котором для очистки от твердых предметов установлена съемная сетка. Эмульгатор из бочек сливается в приемник, откуда шесте-
118
ренчатым насосом перекачивается в хранилище, где подогревается до 70 ± 5 °С
и шестеренчатым насосом подаётся в мерник. Петролатум извлекается из барабанов, разрезается на куски, загружается в ванну, где расплавляется при 70 °С,
и отобранная навеска подаётся в мерник. Компоненты из мерников в заданном соотношении самотеком поочередно при работающей мешалке сливаются в смеситель, где производится смешение и нагрев смеси до 70 ± 5 °С. При положительном
анализе на плотность смесь горючих компонентов подаётся насосом в накопительную ёмкость (при наличии в ней свободного объёма), откуда дозирующим насосом передаётся в модуль приготовления эмульсии.
Приготовление эмульсии производится в каскаде аппаратов, состоящем
из предварительного смесителя и аппарата эмульгирования. Дозирование раствора окислителей и смеси горючих компонентов осуществляется в непрерывном режиме. В предварительном смесителе производится смешение полуфабрикатов с образованием эмульгируемой смеси, в аппарате эмульгирования –
окончательное образование эмульсии. Готовая эмульсия с температурой
85 ± 5 °С самотеком поступает в бункер немо-насоса.
Получение эластита производится в двухвальном смесителе, куда непрерывно дозируются через охладитель (охлаждение до 60 ± 5 °С) эмульсия и
из бункера шнек-питателя – перлитовый песок. Эластит выгружается в бункер
немо-насоса и подаётся в узел наполнения полиэтиленовых оболочек. Патроны
взвешиваются на весах, нумеруются, упаковываются в гофроящики и ленточным транспортером подаются на место временного складирования.
119
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Классификация промышленных ВВ: по области и условиям безопасно-
го применения.
2. Теоретические основы создания СВВ с окислителем: определение СВВ
на основе окислителя, обязательные компоненты, их назначение, экономический эффект от замены индивидуальных ВВ на СВВ с окислителем.
3. Окислители, общие требования, свойства аммиачной, калиевой, на-
триевой и кальциевой селитр.
4. Горючие, общие требования; природа и свойства наиболее распростра-
нённых взрывчатых и невзрывчатых продуктов.
5. Добавки, используемые при производстве СВВ, назначение, классифи-
кация.
6. Общая характеристика аммиачно-селитряных СВВ, качественный со-
став, применение в промышленности.
7. Классификация АСВВ по составу и агрегатному состоянию, наиболее
распространённые группы СВВ.
8. Аммониты с нитроароматическими горючими. Характеристики и об-
ласть применения.
9. Аммониты с гексогеном. Характеристики и область применения.
10. Аммоналы. Характеристика и область применения.
11. Детониты и динамиты. Характеристики и область применения.
12. Крупнодисперсные СВВ со взрывчатыми горючими, назначение, со-
став, свойства, положительные и отрицательные качества.
13. Динафталиты. Характеристики и область применения.
14. Граммониты холодного и горячего смешивания. Назначение, состав,
свойства.
15. Граммоналы. Назначение, состав, свойства.
16. Крупнодисперсные СВВ с невзрывчатыми горючими, назначение, со-
став, свойства.
17. Водосодержащие СВВ. Особенности детонации, влияние водонапол-
нения на свойства, назначение.
18. Гелеобразные СВВ. Общая характеристика, свойства, недостатки.
19. Эмульсионные СВВ. Назначение, состав, свойства.
20. Предохранительные СВВ: способы энергетических характеристик,
классификация и свойства.
120
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]