CN104030864A - 一种制造军工硝或黑火药的工艺及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制造军工硝或黑火药的工艺，包括以下步骤：1)选取原料并分别过100目以上筛选；2)配料混合：将筛选的单一原料配比好放入烟火药自动混合机混合，混合3-5分钟至均匀；4)潮药并进行连续压片制粒及分选；5)烘干冷却：通过红外线光波管或设置热风通道将步骤4)中火药颗粒烘干后冷却；6)喷防潮剂或抛光：将步骤5)中火药颗粒置入喷防潮剂料罐，喷洒适量防潮剂，料罐边转动边喷洒，均匀覆盖或用抛光的方式起到防潮的效果；7)将步骤6)中喷洒了防潮剂的药物颗粒进行烘干、冷却、包装。本发明还公开了一种制造军工硝或黑火药的系统。本发明具有操作简便、能实现流水线程序控制、人工成本低、生产效率高、劳动强度小、安全系数高、生产的火药颗粒密度高且后续使用效果好的优点。

Description

一种制造军工硝或黑火药的工艺及系统

技术领域

本发明涉及机械加工制造领域，尤其涉及一种用于制造发射用的军工硝或黑火药颗粒的工艺及系统。

背景技术

自古以来，黑火药制造工艺方法有干法和湿法两种。干法制备的黑火药大都为粉状药，而湿法制备的黑火药大都为粒状药。粒状药具有较好的流散性。烟花爆竹用黑火药的制造，在民间过去一度采用“炒硝”工艺，其流程大体为将粉碎硫磺、炒硝和筛选木炭进行混合后碾磨，然后经筛选后入库，或者为首先将粉碎木炭和炒硝混合并碾磨，然后加入粉碎硫磺混合，然后经筛选后入库。“炒硝”，是将土硝打碎置锅中加水溶化，并将溶化液面上的一层泡沫和部分水去掉，加热、蒸发、结晶，不断搅拌和翻动结晶物，使之成粉状，直至水分蒸干，趁热与硫磺或木炭混合。“炒硝”工艺是不值得提倡的。“炒硝”在去杂质方面和所谓趁热与硫磺或木炭混合“吃进去了”说法，只是制备者的一种愿望而已。实际上，“炒硝”并未从根本上解决好组分物料的纯度和混合的均匀性问题。后来该工艺改为“精制硝石”工艺，其流程为首先分别将对木炭和硫磺进行选料后粉碎混合，然后将硝石精制后进行粉碎处理，再将粉碎后的精制硝石加入木炭和硫磺的混合物中进行球磨，最后经筛选后入库。

目前，黑火药制备主要采用球磨制造工艺流程：硫-碳二料混合→硝酸钾单料球磨→硫-碳-硝酸钾预混→三位球磨→潮药→压药→预碎→造粒→抛光→除尘、烘干工艺方法，如图1所示。其比同等条件下“炒硝”黑火药，性能要好得多。然而，分析研究这一工艺方法存在的问题有：1、工艺过程耗时多，耗工量大。硫-碳二料混合和硝酸钾单料球磨耗时为10-12h，再静置12h；硫-碳-硝酸钾预混、球磨混合单次混合量为180-250kg，耗时为3-6h；球磨混合后，需要人工倒出、喷水潮药，再将药物放入油压机压药，油压机单次压药120kg，压好的药需要散热，耗时大约为3-6h。压好药片预碎后再放入碎粒机进行造粒；然后将造好的粒放入抛光机进行抛光，抛光机单次抛光500kg，耗时为10h；最后抛光、烘干、筛选包装后入库。整个工艺流程不仅耗时多，人工用量亦大。2、流程中涉药剂量大，三位球磨安全风险很高。三位球磨混合量为180-250kg，单次抛光为500kg，国内外多次发生过球磨制造工艺方法爆炸事故，造成重大财产损失与人员伤亡。3、球磨混合均匀性和质量可控性不高。我们知道，球磨制备关键是如何控制好球磨机滚桶的转速，然而在实际生产操作中，“滚桶转速适当”只能说是期望，很难保证。另外，还由于物料密度不同，球、料二者碰撞频率和破碎程度是不可控的，混合的均匀性和质量的可控性是无法达到设计要求的。

可见，目前这种军工硝或黑火药制造工艺耗时至少需要40h，每条生产线需15人才能维持正常生产。这种加工制造方式加工时间漫长，需要的人工成本高，劳动强度大、生产效率低下，而且存在火药爆炸的安全风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的不足，提供一种能够实现流水线程序控制、操作简便、节约时间、人工成本低、生产效率高、劳动强度小、安全风险低、使用效果好的军工硝或黑火药的制造工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种制造军工硝或黑火药的工艺，其生产步骤依次包括选料、筛料、混合、潮药、制粒、烘干、冷却、喷防潮剂、烘干、冷却，最后进行军工硝或黑火药颗粒成品的包装。具体为：

1)选取原料，所述原料为传统军工硝或黑火药配方所需原料或者新型发射药配方所需原料，传统军工硝或黑火药配方所需原料一般包括硝酸钾68％-75％和碳硫化合物22％-25％，新型发射药配方所需原料一般为上述比例相同或相近的高氯酸钾、碳硫化合物或者高氯酸钾、碳；

2)筛选：将所述原料分别过100目以上筛选；

3)配比混合：按照比例进行配料，然后将配比好的原料直接混合，搅拌3-5分钟至均匀；

4)潮药：喷入适量的加湿剂，将步骤3)中混合均匀的混料打湿；

5)压片：将步骤4)中打湿的混料压制成片；

6)制粒：将步骤5)中片状混料碎化成符合要求的颗粒，并进行分选、不符合要求的细小颗粒进行再造粒；

7)烘干冷却：将步骤6)中成品颗粒烘干冷却；

8)喷防潮剂或石墨抛光：将步骤7)中火药颗粒置入喷防潮剂料罐，喷洒适量防潮剂，料罐边转动边喷洒，使均匀覆盖或者进行石墨抛光处理；

9)烘干冷却：将步骤8)中火药颗粒再次烘干冷却；

10)成品包装：将步骤9)中的火药颗粒进行包装。

作为对上述发明技术方案的进一步改进：

所述步骤4)中的加湿剂为蒸馏水或者水蒸汽。

所述步骤4)中的加湿剂为乙醇、聚乙烯醇、蒸馏水、水蒸汽。

所述步骤5)中采用能连续压片工作的圆滚式制片。

所述步骤7)中采用红外线光波管烘干或热风结合除湿机烘干。

所述步骤8)中防潮剂为液体防潮水。

所述步骤3)至步骤7)的时间为10-30分钟。

出于一个总的发明构思，本发明还提供一种制造军工硝或黑火药的系统，包括为制粒提供原料的制粒前模块、用于制造军工硝或黑火药颗粒的制粒模块、用于给制粒装置提供动力的制动模块、用于烘干军工硝或黑火药颗粒的烘干模块、用于给军工硝或黑火药颗粒喷洒防潮剂防潮的喷防潮剂模块，所述制粒前模块与制粒模块之间、制粒模块与烘干模块之间、烘干模块与喷防潮剂模块之间通过传送带连接，所述各模块之间均装设有防爆墙并形成在一个方向上的泄爆口。

所述制粒前模块包括选料模块、筛选模块、混合模块、潮药模块。

所述各模块装设有防止意外事故的消防装置。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明各个步骤的内容简单明了、操作方便、工序流畅，通过传送带使得步骤之间连贯性强，能实现流水线程序控制，所需人工成本低。本发明采用原料的直接混合，在这个过程中不易出现传统工艺中常发的爆炸事故，提高了混料的安全性，降低火药爆炸造成人身伤亡和财产损失的安全风险。

本发明中，因为聚乙烯醇具有较好的乳化和粘合作用，使用聚乙烯醇进行潮药，能增加火药颗粒的粘合度。若采用蒸汽潮药，因为有加热的过程,高温能够使药物里面的硫达到熔点而具有粘性,从而使得制片出来的药物会结构更加紧密；本发明中将原料过100目以上筛后直接混合，省去了漫长的传统制造工艺中的二位和三位球磨过程，节省了混合时间，同时整个制造工艺流程中从混合原料到成品烘干的时间仅为10-30分钟，大为提高了工作效率，而且也节省了大量的人工成本。

本发明在烘干环节采用红外线光波管或设置热风通道结合除湿器对火药颗粒进行烘干，设置一个四周布置了红外线光波管并有多条由上而下排列而成的传送带的烘干间，并使得待烘干火药颗粒在传送带上随其按S形路线匀速运行，其具有烘干速度快、效率高、效果好的优点。

由于军工硝或黑火药的制造具有爆炸的危险，本发明在制造系统的各个模块之间装设有防爆墙，并在各个模块中设置消防高压喷淋装置，防范可能爆炸引发的串联安全风险，并在一个方向上形成泄爆口，引导爆炸造成的冲击力的方向，进一步降低危险系数。

附图说明

图1是传统军工硝或黑火药制造流程框图。

图2是本发明的工艺流程框图。

图3是本发明系统流程框图。

图4是本发明的开始制粒后部分的系统流程示意图。

图5是本发明系统平面示意图。

图中各标号表示：

1、制粒前模块；2、压片制粒模块；3、烘干冷却模块；4、喷防潮剂模块；5、进料斗；6、消防装置；7、冷却装置；8、动力间；9、泄爆口；10、防爆墙；11、传送带；21、自动混合机；22、自动造粒机；31、红外线光波烘干间。

具体实施方式

图2示出了本发明的一种制造军工硝或黑火药的工艺实施例，生产步骤依次包括选料、筛料、混合、潮药、制粒、烘干、冷却、喷防潮剂、烘干、冷却，最后进行军工硝或黑火药颗粒成品的包装。具体为：(1)选取原料，所述原料包括：硝酸钾75％、碳硫化合物25％(2)筛选：将原料分别过100目以上筛选；(3)配比混合：将经步骤(2)筛选的单一原料按配比由烟火药自动混合机21直接混合，搅拌3-5分钟至均匀，采用原料的直接混合，在这个过程中不易出现传统工艺中常发的爆炸事故，提高了混料的安全性，降低火药爆炸造成人身伤亡和财产损失的安全风险。；(4)潮药：边搅拌边喷入8％-20％的聚乙烯醇，将步骤(3)中混合均匀的混料打湿，从而使得制片出来的药物会结构更加紧密。本实施例中，之所以选择使用聚乙烯醇进行潮药，是因为聚乙烯醇具有较好的乳化和粘合作用，能增加火药颗粒的粘合度。在本发明其他实施例中，也可以用等量的乙醇、蒸馏水或者水蒸气代替聚乙烯醇，如果采用蒸汽潮药，因为有加热的过程,高温能够使药物里面的硫达到熔点而具有粘性,从而使得制片出来的药物结构更加紧密。(5)压片：将步骤(4)中打湿的混料采用能够连续压片的圆滚式压片方式，通过自动造粒机22的压片装置压制成密度和硬度及薄厚一致的薄片；(6)制粒：将步骤(5)中片状混料通过自动造粒机22的制粒装置碎化成颗粒状。同时进行分选，不符合要求的进行回收再造粒；(7)连续烘干冷却：将符合要求的颗粒通过传送带11将运送至烘干间31进行烘干冷却处理。本实施例中专门设置一个四周都布置有红外线光波管的烘干间，其中设置有五条自上而下排列的传送带，使得待烘干火药颗粒在传送带上随其按S形路线匀速运行，其具有烘干速度快、效率高、干燥效果好的优点。在本发明其他实施例中，还可以设置热风通道结合除湿器对火药颗粒进行烘干。(8)喷防潮剂：烘干后的物料由传送带传出烘干间至缓存料斗，当物料达到设置的量时启动运输带使物料进入防潮处理，在本发明其他实施例中，也可以对烘干冷却后的成品颗粒进行石墨抛光处理。(9)二次烘干冷却：将做了防潮或者抛光处理的颗粒倒出，经运输带进入二次烘干冷却；(10)成品包装：将步骤(9)中烘干冷却后的成品颗粒进行包装。本实施例中整个工艺流程操作简便、工序流畅，各个步骤所需时间短，通过传送带使得步骤之间连贯性强，能实现流水线程序控制，不仅所需人工成本低，还大大提高了生产效率。

本实施例中，采用原料的直接混合，并遵循危险药物的“少量、多次、勤运走”方针，在整个过程中不易出现传统工艺中三位球磨常发的爆炸事故，提高了安全性，降低了爆炸造成人身伤亡和财产损失的安全风险。另外，该新的军工硝或黑火药生产工艺是在电脑的控制指令下采取得是间隙式加料连续生产，混合时间约为3-5分钟，并且从原料混合到包装前火药颗粒烘干冷却完成的全部时间也仅为10-30分钟，在人工成本较低的前提下，加快了火药颗粒的生产速度，节省了大量生产时间，提高了生产效率。

本实施例中，如图4、图5所示，在上述各模块之间均装设有防爆墙10，并在各个模块中装设有防止意外事故的消防装置6，具有高压喷淋特点，能够防范可能爆炸引发的串联爆炸安全风险，并在一个方向上形成泄爆口9，引导爆炸造成的冲击力的方向，进一步降低危险系数。

本实施例中，制动模块为设于动力间内动力装置，防爆墙围绕形成动力间8，设置动力间8一方面为了工作人员防范安全风险，另一方面防止原料粉尘进入制动装置，方便工作人员进行清洗和维修。

图3～5示出了本发明的一种制造军工硝或黑火药的系统实施例。如图3所示，该系统包括为制粒提供原料的制粒前模块1、用于制造军工硝颗粒的压片制粒模块2、用于给制粒装置提供动力的制动模块、用于烘干军工硝颗粒的烘干冷却模块3、用于给军工硝颗粒喷洒防潮剂防潮的喷防潮剂模块4以及成品包装模块，制粒前模块1与压片制粒模块2之间、压片制粒模块2与烘干冷却模块3之间、烘干冷却模块3与喷防潮剂模块4之间均通过传送带11连接，各模块之间衔接顺畅，生产效率高。

本实施例中，如图4、图5所示，在上述各模块之间均装设有防爆墙10，并在各个模块中装设有防止意外事故的消防装置6，防范可能爆炸引发的人身安全风险，并在一个方向上形成泄爆口9，引导爆炸造成的冲击力的方向，进一步降低危险系数。

本实施例中，制粒前模块1包括选料模块、筛选模块、混合模块、潮药模块，其中选料模块为选取传统军工硝配方所需原料或者新型发射药配方所需原料，筛选模块为将所选原料分别过100目以上筛选，混合模块由自动混合机21将筛选的单一原料直接混合，搅拌2-3分钟至均匀，潮药模块将喷入适量的加湿剂，将经混合模块后混合均匀的混料打湿。通过制粒前模块1获得制粒所需的原料。

本实施例中，制动模块为设于动力间内动力装置，防爆墙围绕形成动力间8，设置动力间8一方面为了工作人员防范安全风险，另一方面防止原料粉尘进入制动装置，并在制粒装置出现故障时，方便工作人员进行清洗和维修。

上述只是本发明的较佳实施例，对本发明不构成任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出其他形式上的修改，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何非实质性的修改，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种制造军工硝或黑火药的工艺，其特征在于包括以下步骤：

1)选取原料，所述原料为传统军工硝或黑火药配方所需原料或者新型发射药配方所需原料；

2)筛选：将所述原料分别过100目以上筛选；

3)配料混合：按照比例进行配料，然后将配比好的原料直接混合，搅拌3-5分钟至均匀；

4)潮药：喷入适量的加湿剂，将步骤3)中混合均匀的混料打湿；

5)压片：将步骤4)中打湿的混料压制成片；

6)制粒：将步骤5)中片状混料碎化成符合要求的颗粒，并进行分选、不符合要求的细小颗粒进行再造粒；

7)烘干冷却：将步骤6)中成品颗粒烘干冷却；

8)喷防潮剂或石墨抛光：将步骤7)中火药颗粒置入喷防潮剂料罐，喷洒适量防潮剂，料罐边转动边喷洒，使均匀覆盖或者进行石墨抛光处理；

9)烘干冷却：将步骤8)中火药颗粒再次烘干冷却；

10)成品包装：将步骤9)中的火药颗粒进行包装。

2.根据权利要求1所述的制造军工硝或黑火药的工艺，其特征在于：所述步骤4)中的加湿剂为蒸馏水或者水蒸汽。

3.根据权利要求1所述的制造军工硝或黑火药的工艺，其特征在于：所述步骤4)中的加湿剂为聚乙烯醇、乙醇、蒸馏水或水蒸汽中的一种。

4.根据权利要求1所述的制造军工硝或黑火药的工艺，其特征在于：所述步骤5)中采用能连续压片工作的圆滚式制片。

5.根据权利要求1所述的制造军工硝或黑火药的工艺，其特征在于：所述步骤7)中采用红外线光波管烘干或热风结合除湿器烘干。

6.根据权利要求1所述的制造军工硝或黑火药的工艺，其特征在于：所述步骤8)中防潮剂为液体防潮水。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的制造军工硝或黑火药的工艺，其特征在于：所述步骤3)至步骤7)的时间为10-30分钟。

8.一种根据权利要求1～7中任一项所述的工艺制造军工硝或黑火药的系统，其特征在于：包括为制粒提供原料的制粒前模块、用于制造军工硝或黑火药颗粒的制粒模块、用于给制粒装置提供动力的制动模块、用于烘干军工硝或黑火药颗粒的烘干模块、用于给军工硝或黑火药颗粒喷洒防潮剂防潮的喷防潮剂模块，所述制粒前模块与制粒模块之间、制粒模块与烘干模块之间、烘干模块与喷防潮剂模块之间通过传送带连接，所述各模块之间均装设有防爆墙并形成在一个方向上的泄爆口。

9.根据权利要求8所述的制造军工硝或黑火药的系统，其特征在于：所述制粒前模块包括选料模块、筛选模块、混合模块、潮药模块。

10.根据权利要求8所述的制造军工硝或黑火药的系统，其特征在于：所述各模块装设有防止意外事故的消防装置。