細(xì)高氯酸銨粉碎粒度控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種粉體粉碎粒度控制的方法，特別是一種用于出?8) μπι細(xì)高氯酸 銨粉碎過程中實(shí)現(xiàn)連續(xù)加料、控制下料速度，縮小細(xì)高氯酸銨粉碎粒度波動(dòng)的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 固體推進(jìn)劑是固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源，也是固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分。 固體推進(jìn)劑的性能直接影響到戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈武器的生存能力和作戰(zhàn)使用性能，而細(xì)氧化 劑作為固體推進(jìn)劑中的必須和重要組分，直接影響推進(jìn)劑的燃燒性能。隨著導(dǎo)彈型號(hào)用發(fā) 動(dòng)機(jī)和火箭推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)固體推進(jìn)劑的性能提出了更高要求。在新一代戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)型 號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)中，細(xì)氧化劑在配方中含量更高，對(duì)推進(jìn)劑燃速性能的影響更為關(guān)鍵，因此，細(xì)氧 化劑粒度控制成為固體推進(jìn)劑裝藥過程燃速控制的"瓶頸"技術(shù)。研究細(xì)氧化劑粒度控制 技術(shù)，可以縮小細(xì)氧化劑粒度波動(dòng)范圍，為固體推進(jìn)劑裝藥提供粒度分布范圍更窄、性能更 為穩(wěn)定的細(xì)氧化劑，提高固體推進(jìn)劑燃速控制水平，為目前的固體發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)提供堅(jiān)實(shí)的 技術(shù)支撐。
[0003] 由于高氯酸銨為含能易爆品，其粉碎不能使用常規(guī)的機(jī)械研磨法，只能使用氣流 粉碎法--包括扁平磨氣流粉碎、流化床式氣流粉碎等。目前國(guó)內(nèi)外超細(xì)粉體的氣流粉碎 采用主要為流化床式氣流磨，是融粉碎和分級(jí)為一體的粉體加工設(shè)備，其粒度控制水平較 高。該設(shè)備最先由德國(guó)阿爾派、康達(dá)克斯公司制造，北京、武漢的廠家引進(jìn)并進(jìn)行了國(guó)產(chǎn)化 生產(chǎn)。由于國(guó)內(nèi)加工和測(cè)控技術(shù)所限，國(guó)產(chǎn)設(shè)備對(duì)粉碎產(chǎn)品的粒度控制技術(shù)存在較大差距， 造成細(xì)高氯酸銨粉碎時(shí)，關(guān)鍵工藝參數(shù)控制困難，產(chǎn)品粒度波動(dòng)大，分布范圍寬。
[0004] 西安航天化學(xué)動(dòng)力廠用于細(xì)高氯酸銨粉碎的設(shè)備是FJM-500型流化床式氣流磨， 主要由原料倉、給料機(jī)、流化床氣流磨、分級(jí)機(jī)、捕集器及引風(fēng)機(jī)組成。由于國(guó)產(chǎn)設(shè)備本身技 術(shù)水平所限，經(jīng)常造成產(chǎn)品粒度波動(dòng)，已無法滿足細(xì)高氯酸銨精細(xì)化控制要求。
[0005] 隨著固體發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥技術(shù)的不斷發(fā)展以及高燃速發(fā)動(dòng)機(jī)的普遍使用，型號(hào)對(duì)推進(jìn) 劑燃速、工藝性能、力學(xué)性能的要求不斷提高，細(xì)氧化劑粒度波動(dòng)對(duì)推進(jìn)劑性能的影響日漸 顯著，為固體推進(jìn)劑裝藥提供粒度分布范圍更窄、更為均勻的細(xì)氧化劑成為固體推進(jìn)劑裝 藥行業(yè)面臨的重要課題，在國(guó)外技術(shù)封鎖、國(guó)內(nèi)粉碎設(shè)備粒度控制技術(shù)難以提高的情況下， 只有通過對(duì)粉碎原料、工藝參數(shù)等生產(chǎn)工藝方法改進(jìn)來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品粒度的精確控制。
[0006] 通過對(duì)細(xì)氧化劑粒度控制工藝技術(shù)進(jìn)行研究，解決細(xì)氧化劑粒度波動(dòng)大的工藝問 題，提高生產(chǎn)能力和產(chǎn)品合格率，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)為高燃速發(fā)動(dòng)機(jī)及新型戰(zhàn)略發(fā)動(dòng)機(jī)研 制、裝藥提供高質(zhì)量的粒度可控的細(xì)氧化劑，是提高固體發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的燃速控制水平，確保 推進(jìn)劑工藝性能和裝藥質(zhì)量，為軍方提供優(yōu)質(zhì)的戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的必然要求。
[0007] 經(jīng)過檢索專利和論文數(shù)據(jù)庫，國(guó)外固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥廠在細(xì)氧化劑粉碎方法方 面的報(bào)導(dǎo)文獻(xiàn)非常少，關(guān)于細(xì)氧化劑粒度控制方面沒有具體相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的產(chǎn)品粒度波動(dòng)大、分布范圍寬的不足，本發(fā)明提出了一 種細(xì)高氯酸銨粉碎粒度控制方法。
[0009] 本發(fā)明的具體過程是：
[0010] 步驟1，開啟氣流磨的分級(jí)輪，設(shè)定該分級(jí)輪轉(zhuǎn)速為2900r/min ;
[0011] 步驟2,調(diào)節(jié)氣流磨的粉碎壓力為0· 65MPa ;
[0012] 步驟3,設(shè)定料機(jī)電機(jī)的頻率為16?20Hz，給料機(jī)流量為60?80kg/h ;
[0013] 步驟4,通過磨室視窗向氣流磨磨室內(nèi)加入底料，所述底料的加入量為15?20kg ; 所述底料的加入量根據(jù)被粉碎物料的粒度確定，當(dāng)被粉碎物料的粒度較大時(shí)，物料的流動(dòng) 性較好，底料的加入量較多；反之，底料的加入量較少。
[0014] 步驟5,粉碎；按常規(guī)方法將待粉碎的高氯酸銨原料加入料倉；啟動(dòng)給料電機(jī)，使 磨室內(nèi)的底料碰撞摩擦，同時(shí)處于料倉中的待粉碎的高氯酸銨原料按設(shè)定的流量，以80kg/ h加入至磨室中，與預(yù)先加入的底料一起碰撞摩擦，使高氯酸銨原料得到粉碎；
[0015] 步驟6,對(duì)在碰撞摩擦中粉碎的物料通過氣流磨的分級(jí)輪分級(jí)，將粉碎后粒度達(dá)到 6?8微米的高氯酸銨原料分離，并通過引風(fēng)機(jī)收集至氣流磨的捕集器中；
[0016] 步驟7,持續(xù)所述步驟5?步驟6,直至完成對(duì)所有待粉碎的高氯酸銨原料的粉碎， 得到粒度為6?8微米的高氯酸銨；對(duì)得到的高氯酸銨裝桶封裝待用。
[0017] 本發(fā)明將原先的間歇式給料方式改為連續(xù)給料，通過給料系統(tǒng)連續(xù)加料，實(shí)現(xiàn)磨 室內(nèi)物料的相對(duì)恒定，避免磨室內(nèi)料量過多造成的堵料問題以及料量過少造成的產(chǎn)品粒度 偏大問題；其次，通過給磨室內(nèi)添加底料的方法，解決了粉碎初期因磨室內(nèi)料量過少引起產(chǎn) 品粒度偏大的問題，進(jìn)一步控制了整批產(chǎn)品的粒度波動(dòng)范圍。
[0018] 本發(fā)明在分級(jí)輪轉(zhuǎn)速、粉碎壓力不變的條件下，通過控制給料系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)給 料，穩(wěn)定磨室內(nèi)料量，并且在粉碎開始前加入底料、進(jìn)一步穩(wěn)定整個(gè)粉碎過程中粉碎磨室內(nèi) 的料量，降低了細(xì)高氯酸銨產(chǎn)品粒度波動(dòng)。
[0019] 本發(fā)明中，在穩(wěn)定分級(jí)輪轉(zhuǎn)速、粉碎壓力這兩個(gè)主要影響粉碎粒度參數(shù)的基礎(chǔ)上， 通過實(shí)現(xiàn)連續(xù)粉碎并穩(wěn)定磨室內(nèi)料量的方法，進(jìn)而精確控制細(xì)高氯酸銨粉碎粒度，使單批 細(xì)高氯酸銨粉碎粒度極差由原來的< 2. 0 μ m減小到< 0. 6 μ m。
[0020] 通過連續(xù)化給料，改變了以前間歇式粉碎的缺點(diǎn)，使磨室內(nèi)料量一直處于相對(duì)恒 定的狀態(tài)，顆粒間受到氣流作用產(chǎn)生的向心力相對(duì)恒定，因而保證了產(chǎn)品粒度的相對(duì)穩(wěn)定； 在粉碎開始階段，通過加入底料，解決了粉碎開始階段，磨室內(nèi)料量較少引起第一桶粒度偏 大的問題，進(jìn)一步穩(wěn)定了整批產(chǎn)品的粒度。
[0021] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明取得的有益效果為：
[0022] 用本發(fā)明的方法進(jìn)行高氯酸銨的粉碎，通過合理控制給料電機(jī)的頻率和流量，克 服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的間歇式給料方式，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)給料，使得整個(gè)粉碎過程連續(xù)進(jìn)行，避 免了以前間歇式給料造成的磨室內(nèi)料量無法控制的情況，解決了磨室內(nèi)料量過多造成的設(shè) 備堵料問題以及磨室內(nèi)料量過少引起產(chǎn)品粒度偏大的問題，通過添加底料，解決了粉碎初 期第一桶粒度偏大的問題，保證了整批細(xì)高氯酸銨粒度的穩(wěn)定。
[0023] 表1本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的產(chǎn)品單批粒度對(duì)照
[0024]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高氯酸銨粉碎粒度控制方法，其特征在于，具體過程是： 步驟1，開啟氣流磨的分級(jí)輪，設(shè)定該分級(jí)輪轉(zhuǎn)速為2900r/min ; 步驟2,調(diào)節(jié)氣流磨的粉碎壓力為0· 65MPa ; 步驟3,設(shè)定料機(jī)電機(jī)的頻率為16?20Hz，給料機(jī)流量為60?80kg/h ; 步驟4,通過磨室視窗向氣流磨磨室內(nèi)加入底料，所述底料的加入量為15?20kg ; 步驟5,粉碎；按常規(guī)方法將待粉碎的高氯酸銨原料加入料倉；啟動(dòng)給料電機(jī)，使磨室 內(nèi)的底料碰撞摩擦，同時(shí)處于料倉中的待粉碎的高氯酸銨原料按設(shè)定的流量，以80kg/h加 入至磨室中，與預(yù)先加入的底料一起碰撞摩擦，使高氯酸銨原料得到粉碎； 步驟6,對(duì)在碰撞摩擦中粉碎的物料通過氣流磨的分級(jí)輪分級(jí)，將粉碎后粒度達(dá)到6? 8微米的高氯酸銨原料分離，并通過引風(fēng)機(jī)收集至氣流磨的捕集器中； 步驟7,持續(xù)所述步驟5?步驟6,直至完成對(duì)所有待粉碎的高氯酸銨原料的粉碎，得到 粒度為6?8微米的高氯酸銨；對(duì)得到的高氯酸銨裝桶封裝待用。
2. 如權(quán)利要求1所述高氯酸銨粉碎粒度控制方法，其特征在于，所述底料的加入量根 據(jù)被粉碎物料的粒度確定，當(dāng)被粉碎物料的粒度較大時(shí)，物料的流動(dòng)性較好，底料的加入量 較多；反之，底料的加入量較少。
【專利摘要】一種細(xì)高氯酸銨粉碎粒度控制方法，將原先的間歇式給料方式改為連續(xù)給料，通過給料系統(tǒng)連續(xù)加料，實(shí)現(xiàn)磨室內(nèi)物料的相對(duì)恒定，避免磨室內(nèi)料量過多造成的堵料問題以及料量過少造成的產(chǎn)品粒度偏大問題；其次，通過給磨室內(nèi)添加底料的方法，解決了粉碎初期因磨室內(nèi)料量過少引起產(chǎn)品粒度偏大的問題，進(jìn)一步控制了整批產(chǎn)品的粒度波動(dòng)范圍，使單批細(xì)高氯酸銨粉碎粒度極差由原來的≤2.0μm減小到≤0.6μm。
【IPC分類】B02C23-02, B02C25-00, B02C19-06
【公開號(hào)】CN104607292
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410814123
【發(fā)明人】張巖, 宜建軍, 張凱, 劉青, 馮香毅, 劉新軍, 楊樹燕, 雷更
【申請(qǐng)人】西安航天化學(xué)動(dòng)力廠
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年12月22日