DE1207842B

DE1207842B - Process for the production of high-explosive molded articles

Info

Publication number: DE1207842B
Application number: DEB75338A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Franz Rudolf Thomanek
Original assignee: FRANZ RUDOLF THOMANEK DIPL ING; Boelkow GmbH
Current assignee: FRANZ RUDOLF THOMANEK DIPL ING; Boelkow GmbH
Priority date: 1964-02-07
Filing date: 1964-02-07
Publication date: 1965-12-23

Description

Verfahren zur Herstellung von Hochbrisanz-Sprengstoff-Formkörpern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hochbrisanz-Sprengstoff-Formkörpern mit hohem Volumprozentsatz an nicht geschmolzenen Sprengstoffanteilen nach dem Gießverfahren, wobei ein oder mehrere Hochbrisanz-Sprengstoffe in verschiedenen Kristallkomgrößen mit einem schmelzbaren und bzw. oder aushärtbaren Bindemittel suspendiert werden und die Suspension in einer Form einer Auflast ausgesetzt wird.Process for the production of high-explosive molded articles The invention relates to a method for producing high-explosive molded articles with a high volume percentage of unmelted explosives after the casting process, with one or more high-explosives in different crystal grain sizes be suspended with a meltable and / or curable binder and subjecting the suspension in a mold to a load.

Soweit Herstellungsverfahren der vorgenannten Art bekannt sind, besitzen diese trotz fein abgestimmter Korngrößenzusammensetzung den Nachteil, daß die erreichbare Dichte des festen und wertvolleren Sprengstoffes infolge der auf das Gemenge von festen und flüssigen Sprengstoffanteilen gleichermaßen einwirkenden Auflast nur gering ist und nicht den heute üblichen Anforderungen an einen Hochbrisanz-Sprengstoff entspricht.As far as manufacturing processes of the aforementioned type are known, have this, despite the finely tuned grain size composition, has the disadvantage that the achievable Density of the solid and more valuable explosives as a result of the on the mixture of Solid and liquid explosives acting equally on the load only is low and does not meet today's requirements for a high-explosive explosive is equivalent to.

Um eine Verbesserung der Dichte des festen Sprengstoffanteiles zu erzielen, hat man die Suspension unter einer Auflast einer Vibration ausgesetzt. Bei entsprechender Kornzusammensetzung, z. B. nach der Fuller-Kurve, lassen sich zwar bei diesem bekannten Verfahren durch die zusätzliche Vibration erheblich höhere Dichten erreichen; es hat sich jedoch gezeigt, daß die hergestellten Sprengkörper keine rotationssymmetrisch gleiche Dichte aufweisen, was sich auf die gewünschte Detonationsgeschwindigkeit ungünstig auswirkt.To improve the density of the solid explosives achieve, the suspension has been subjected to vibration under a load. With the appropriate grain composition, e.g. B. after the Fuller curve, can although this known method is considerably higher due to the additional vibration Achieve densities; However, it has been shown that the explosive devices produced do not have the same rotationally symmetrical density, which affects the desired Detonation speed has an unfavorable effect.

Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Hochbrisanz-Sprengstoff-Formkörpern der eingangs genannten Art, bei welchem die Nachteile der bekannten Verfahren vermieden sind und formgerechte, feste und rotationssymmetrisch dichte Sprengkörper herstellbar sind, bei denen der Anteil des festen Sprengstoffes im wesentlichen auf den Raum des gewünschten Sprengkörpers konzentriert ist.The object of the invention is a method for producing high-explosive molded articles of the type mentioned at the outset, in which the disadvantages of the known methods are avoided and properly shaped, solid and rotationally symmetrically tight explosive devices can be produced are in which the proportion of the solid explosive is essentially due to the space of the desired explosive device is concentrated.

Eine Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß die Verdichtung des festen Anteils mittels eines hohlen, an seiner Stirnseite durchlässigen Auflaststempels erfolgt.A solution to this problem is achieved according to the invention by that the compression of the solid portion by means of a hollow, on its end face permeable load stamp takes place.

Auf Grund des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, auf die in geeigneter Weise zusammengesetzte Körnung des festen Bestandteils einen Druck auszuüben, ohne daß vorerst die flüssige Phase gedrückt wird. Dabei wird der wertvollere feste Sprengstoff in den Raum des gewünschten Sprengkörpers gebracht, während der verlorene Kopf über dem durchlässigen Kopf des Auflaststempels nur durch den geschmolzenen Anteil gefüllt wird.Due to the method according to the invention, it is possible on the appropriately composed grain of the solid constituent a print exercise without initially pressing the liquid phase. The more valuable one becomes solid explosives brought into the space of the desired explosive device during the lost head above the permeable head of the load stamp only due to the melted one Proportion is filled.

Ist die Verdichtung des festen Sprengstoffes mittels des durchlässigen Auflaststempels, die durch eine auf den Stempel einwirkende Zentrifugalbeschleunigung erreicht und durch zusätzliche Einwirkung von Vibration verstärkt werden kann, abgeschlossen, so beginnt die Abkühlung des Sprengkörpers an dem vom Stempelkopf weitest entfernten Ende des Sprengkörpers.Is compaction of solid explosives by means of permeable Load stamp, which is caused by a centrifugal acceleration acting on the stamp can be achieved and can be intensified by additional exposure to vibration, completed, so the explosive device begins to cool down at the one furthest away from the punch head End of the explosive device.

Durch die Volumenkontraktion in den Zwischenräumen des festen Haufwerks wird während des Abkühlvorganges laufend flüssiges Bindemittel nachgesaugt. Bei sehr weit getriebener Verdichtung des festen Sprengstoffs, und zwar insbesondere dann, wenn durch geeignete Kornzusammensetzung hohe Volumprozente fester Stoffe erzielt wurden, ist die Vakuole jedoch nur ungenügend in der Lage, das flüssige Bindemittel bzw. den flüssigen Sprengstoffanteil durch die Kapillaren zu saugen. Zur Beschleunigung des Nachströmens wird deshalb gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung auf den flüssigen Sprengstoff bzw. Bindemittelanteil, der sich über dem verdichteten festen Ladungsteil befindet, durch Preßluft ein atmosphärischer überdruck ausgeübt. Dieser Druck kann in bestimmten Fällen jedoch außer durch Preßluft auch durch einen dichten und undurchlässigen Auflaststempel ausgeübt werden.Due to the volume contraction in the spaces between the solid pile liquid binder is continuously sucked in during the cooling process. at Compaction of the solid explosive taken very far, in particular when there are high volume percent solids due to a suitable grain composition have been achieved, the vacuole is only insufficiently capable of the liquid To suck the binder or the liquid explosives through the capillaries. To accelerate the post-flow is therefore according to a further feature of Invention on the liquid explosive or binder content, which is above the compacted solid part of the charge is located, an atmospheric overpressure by compressed air exercised. In certain cases, however, this pressure can also be achieved by means of compressed air be exercised by a tight and impermeable load stamp.

Um die Bildung einer rotationssymmetrisch gleichdichten Masse zu begünstigen, ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren außerdem wichtig, daß der Sprengstoff auf seiner höchsten noch zulässigen Temperatur über eine bestimmte Zeit konstant gehalten wird. Zu diesem Zweck sind die Gießformen und der Auflaststempel heizbar und werden durch entsprechende Temperaturregeleinrichtungen und Isolierungen auf rotationssymmetrisch gleichmäßiger Temperatur gehalten. Es hat sich gezeigt, daß bereits ein Temperaturunterschied von 95 auf 97° C einen Dichteunterschied von 0,01 zur Folge hat, wodurch sich die Detonationsgeschwindigkeit merkbar ändert und insbesondere bei Hohlsprengladungen eine wesentliche Wirkungsverschlechterung hervorruft.In order to promote the formation of a rotationally symmetrical, uniformly dense mass, It is also important in the method according to the invention that the explosive constant at its highest permissible temperature over a certain period of time is held. For this purpose, the molds and the load stamp can be heated and are ensured by appropriate temperature control devices and insulation on Maintained rotationally symmetrical uniform temperature. It has been shown that a temperature difference of 95 to 97 ° C already results in a density difference of 0.01 as a result, as a result of which the detonation speed changes noticeably and in particular causes a significant deterioration in effectiveness in hollow explosive charges.

Zum besseren Verständnis wird das erfindungsgemäße Verfahren nachstehend an Hand der einzelnen Verfahrensschritte beschrieben.For a better understanding, the method according to the invention is described below described on the basis of the individual process steps.

Die im Vakuum geschmolzene und gut durchgemischte Suspension besteht aus den verschiedenen Korngrößen des kristallinen Anteils und der geschmolzenen, als Bindemittel -wirkenden- mit oder ohne Zusätzen versehenen Substanz. Es ist zur Erreichung höchster Kristallanteile und größter Dichte notwendig, einen Feinstanteil von etwa 10 R, Korngröße mit etwa 10 bis 30% des Feststoffanteiles zu verwenden. Der Hauptanteil der Kristalle hat etwa 100 bis 600 R. Korngröße. Der Festanteil wird etwa in die gleiche Menge geschmolzene Masse, z. B. TNT, oder auch weniger je nach Gießbarkeit eingebracht und unter ständigem Rühren auf annähernd 100° C erwärmt.The suspension, melted in vacuo and mixed well, exists from the different grain sizes of the crystalline part and the molten, as a binding agent with or without additives. It is for Achieving the highest crystal proportions and the greatest density necessary, a fine fraction of about 10 R, grain size with about 10 to 30% of the solids content to be used. The main part of the crystals has a grain size of about 100 to 600 R. The fixed portion is about the same amount of molten mass, z. B. TNT, or less Depending on the pourability, introduced and with constant stirring to approximately 100 ° C warmed up.

Die Gießform ist von einer Heizschlange umgeben und zusätzlich wärmeisoliert. Bevor die Suspension eingefüllt wird, wird die Form ebenfalls gleichmäßig auf 100° C erwärmt. Nach dem Einfüllen der Suspension wird der hohle, mit einem durchlässigen Kopf versehene, gleichfalls auf 100° C vorgewärmte Auflaststempel dicht in die Form eingesetzt.The casting mold is surrounded by a heating coil and is additionally thermally insulated. Before the suspension is poured in, the shape is also uniform to 100 ° C heated. After filling the suspension, the hollow, with a permeable one Head-provided, also preheated to 100 ° C loading stamp tightly in the mold used.

Die Verdichtung des kristallinen Anteils der Ladung erfolgt entweder durch einen auf den Auflaststempel einwirkenden hydraulischen Druck oder durch Zentrifugieren, wobei die Zentrifugalkraft axial zum Auflaststempel gerichtet ist.The crystalline part of the charge is either compressed by hydraulic pressure acting on the loading ram or by centrifugation, the centrifugal force being directed axially to the loading ram.

Die Verdichtung kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung durch Vibration wesentlich gefördert werden, weil sich unter dem Einfluß der Vibrationsbeschleunigungen, die nach Größe und Richtung variabel sind, die Kristalle dichter aneinanderlegen.The compression can according to a further feature of the invention by Vibration can be promoted significantly, because under the influence of the vibration accelerations, which are variable in size and direction, place the crystals closer together.

Während des Verdichtungsvorganges, bei dem sich der flüssige Sprengstoff- bzw. Bindemittelanteil allmählich im hohlen Auflaststempel ansammelt, wird die Arbeitstemperatur konstant gehalten.During the compression process, in which the liquid explosives or the proportion of binding agent gradually accumulates in the hollow load stamp, the working temperature becomes kept constant.

Nach Erreichen des gewünschten Verdichtungsgrades wird in den teilweise mit Schmelze gefüllten Hohlraum des Auflaststempels Preßluft eingeleitet. Hierdurch hebt sich der Stempel aus der Form, wobei gleichzeitig die geschmolzene Masse aus dem Stempelhohlraum ausfließt und sich über die verdichtete Ladung als mehrere Zentimeter dicke Flüssigkeitsschicht legt.After the desired degree of compaction has been reached, the partial Introduced compressed air filled with melt cavity of the load stamp. Through this the punch lifts out of the mold, and at the same time the molten mass comes out flows out of the punch cavity and spreads over the compacted charge as several centimeters thick layer of liquid.

Die Form mit der verdichteten Ladung und dem überstehenden Flüssigkeitsspiegel " wird nach Entfernen des Auflaststempels mit einem isolierten Deckel druckdicht verschlossen. Der so entstehende Luftraum unter dem Deckel wird sodann durch Preßluft auf einen Überdruck von etwa 10 atü gebracht. Die Temperatur von Form, Suspension und Deckel wird bis zu diesem Zeitpunkt durch die erwähnten Heizvorrichtungen auf etwa 100° C gehalten.The shape with the compressed charge and the protruding liquid level "becomes pressure-tight after removing the load stamp with an insulated cover locked. The resulting air space under the lid is then filled with compressed air brought to an overpressure of about 10 atm. The temperature of mold, suspension and cover is opened by the mentioned heating devices up to this point held about 100 ° C.

Die geschlossene, unter Druck stehende Form wird anschließend zur Abkühlung von einem Wärmeschrank aufgenommen, der eine Temperatur von etwa 70° C besitzt. In diesem Wärmeschrank erfolgt eine rotationssymmetrische Abkühlung bis auf etwa 70° C, wobei die Ladung von unten beginnend erstarrt, bis schließlich auch die überstehende flüssige Sprengstoff- bzw. Bindemittelphase fest geworden ist. Die Abkühlung erfolgt von unten nach oben, weil die große Erstarrungswärme des flüssigen Anteils über den verdichteten festen Anteil dessen oberen Teil noch heiß hält. Nach der Erstarrung, die je nach Größe der Ladung nach 0,5 bis 3 Stunden stattfindet, wird der Preßluftdruck abgeschaltet und der Wärmeschrank mit der darin befindlichen Form allmählich auf 40° C abgekühlt. Bei dieser Temperatur kann die auf diese Weise gleichmäßig abgekühlte Ladung aus der Form entnommen werden.The closed, pressurized mold then becomes the Cooling recorded by a heating cabinet, which has a temperature of about 70 ° C owns. A rotationally symmetrical cooling takes place in this heating cabinet up to to about 70 ° C, whereby the charge solidifies starting from the bottom until finally also the supernatant liquid explosive or binder phase has solidified. The cooling takes place from the bottom up, because of the great heat of solidification of the liquid Share on the compacted solid portion whose upper part still keeps hot. To solidification, which takes place after 0.5 to 3 hours, depending on the size of the charge, the compressed air pressure is switched off and the heating cabinet with the inside Form gradually cooled to 40 ° C. At this temperature it can work this way evenly cooled charge can be removed from the mold.

Die noch eine Temperatur von etwa 40° C aufweisende warme Ladung wird anschließend zur weiteren Abkühlung in einen entsprechenden isolierten Behälter gebracht, dessen Wärmeverlust so gering ist, daß die Abkühlung auf Raumtemperatur erst in 3 bis 12 Stunden erfolgt. Hierdurch wird die maximale Temperaturdifferenz in der Ladung, die etwa 5 bis 7° C betragen kann, in zulässigen Grenzen gehalten, so daß in der Ladung keine Risse auf Grund größerer Temperatursprünge entstehen.The warm cargo, which is still at a temperature of around 40 ° C, becomes then in a suitable insulated container for further cooling brought whose heat loss is so low that the cooling to room temperature only takes 3 to 12 hours. This creates the maximum temperature difference in the cargo, which can be around 5 to 7 ° C, kept within permissible limits, so that no cracks occur in the cargo due to major temperature jumps.

Vergleichsversuche mit Hohlladungen haben gezeigt, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Ladungen -gegenüber normal gegossenen Ladungen wesentlich höhere Leistungen aufweisen und in bezug auf Gleichmäßigkeit, Dichte und erreichbare Detonationsgeschwindigkeit allen sonstigen Ladungen, und zwar auch gepreßten Ladungen deutlich überlegen sind.Comparative tests with shaped charges have shown that the after Charges produced according to the invention versus normally cast Loads have significantly higher performance and in terms of uniformity, Density and achievable detonation speed of all other charges, and although pressed charges are also clearly superior.

Claims

Claims: 1. Process for the production of high-explosive molded articles -with a high volume percentage of unmelted explosives after the Casting process in which one or more high-explosive explosives in different Crystal grain sizes with a meltable and / or hardenable binder be suspended and the suspension in a form of a load, optionally under the action of a vibration, is exposed, which is marked by, that the compression of the solid portion by means of a hollow, on its end face permeable load stamp takes place.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the load by the centrifugal acceleration in a centrifuge multiplied weight of the Auflaststempel is generated.

3. The method according to the claims 1 and 2, characterized in that after the compression of the solid portion on the molten part is under an atmospheric pressure until it solidifies acts.

4. Process according to claims 1 to 3, characterized in that the mold and the loading ram are heated and during the compression process be kept at a constant temperature.

5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the charge is cooled to room temperature in on takes place in a known manner in several stages. Considered publications: German publication No. 1101246.