DE3704747A1 - Schwarzpulver - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schwarzpulver, bestehend mindestens aus einem Gemisch von 60 bis 75% Kaliumnitrat, 10 bis 15% Schwefel und 15 bis 25% Holzkohle sowie einem Zusatz von Graphit von mindestens 1%.

Gemische der Bestandteile Kaliumnitrat, Schwefel und Holzkohle der vorstehenden Art stellen die Standardzusam­ mensetzung von Schwarzpulver dar. Derartige Schwarzpulver werden üblicherweise durch spezielle Verfahren hergestellt, wobei zunächst die feingemahlenen Rohstoffe in der Regel in sogenannten Kollergängen weiter zerkleinert, gemischt und vorverdichtet werden. Danach wird das Gemisch durch Fressen weiter verdichtet und anschließend in sogenannten Körn­ maschinen in die gewünschten Korngrößen zerkleinert. Das so hergestellte Schwarzpulver-Korn wird noch klassiert und erfährt je nach dem Verwendungszweck eine Oberflächenbe­ handlung durch das sogenannte Polieren.

Bereits seit längerer Zeit sind Schwarzpulver bekannt, die neben den drei Bestandteilen Kaliumnitrat, Schwefel und Holzkohle einen Graphitzusatz enthalten. Der Graphit wurde hierbei dem Schwarzpulver am Ende des Herstellungsverfahrens im Anschluß an den Polierprozeß in kleinen Mengen zugefügt. Die Gründe für diesen Zusatz sind: die Feuchtigkeitsaufnahme des Pulvers zu vermindern, seine Rieselfähigkeit zu ver­ bessern oder dem Schwarzpulverkorn einen gewiesen Glanz zu verleihen. Je nach der Menge des zugesetzten Graphits unterscheidet man mattglänzende oder glänzende Schwarz­ pulver. In der Regel erhalten mattglänzende Schwarzpulver einen Graphitzusatz bis 0,05 Gewichtsprozent, glänzende Schwarzpulver einen solchen bis zu 0,5 Gewichtsprozent.

Es ist bereits versucht worden, dem fertigen Schwarzpulver nachträglich auch größere Graphitmengen - von 1% und mehr zuzugeben, um eine bessere Verpreßbarkeit des Pulvers bei der Herstellung von Preßlingen für Feuerwerksraketen zu erreichen.

Derartige Schwarzpulver haben jedoch für eine industrielle Fertigung von Feuerwerkskörpern den Nachteil, daß sich das Graphitpulver in den Abfüllvorrichtungen absetzt, so daß keine gleichmäßige Verteilung des Graphits im Schwarzpulver mehr gegeben ist. Es wird dadurch Ausschuß produziert, da zum Ende des Entnahmevorganges der Anteil des Graphitpulvers derart hoch ist, daß die Schwarzpulver nicht mehr verwendbar sind. Darüber hinaus ist die Staubentwicklung relativ hoch, so daß damit eine erhöhte Explosionsgefahr sowie eine Staubbelästigung des Personals verbunden ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schwarzpulver zu schaffen, das eine verbesserte industrielle Fertigung von Schwarzpulverpreßlingen ermöglicht, wobei der Preßdruck bei gleichem Preßergebnis reduziert werden kann, ein Absetzen des Graphits vermieden und damit der Ausschuß­ anteil bei der Fertigung wesentlich verringert wird sowie nur eine geringe Staubentwicklung auftritt.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Graphit bereits durch Zugabe bei dem anfänglichen Mischen der Bestandteile eingebunden wird. Vorzugsweise erfolgt das Einbinden durch Kollern gemeinsam mit den übrigen Bestand­ teilen. Die Erfindung basiert somit darauf, daß das Graphit­ pulver bereits eingebundener Bestandteil des Anfanggemisches ist, das insbesondere durch Kollern hergestellt wird, und nicht - wie bisher üblich - erst am Ende der Schwarzpulver­ herstellung dem fertigen Korn während des Polierprozesses oder im Anschluß daran zugefügt wird. Erfindungsgemäß wird eine außerordentlich innige Vermischung des Graphits innerhalb der übrigen Komponenten und eine gute Bindung des Graphitpulvers innerhalb der Schwarzpulverkörner erreicht. Dadurch ist bei der Verarbeitung des erfindungsgemäßen Schwarzpulvers der Staubanfall wesentlich reduziert. Bei der bisherigen nachträglichen Zugabe des Graphits wird dagegen das Graphitpulver lediglich über die Oberfläche der Schwarz­ pulverkörner verteilt und daher leicht als Staub entbunden. Damit ist bei diesem Verfahren der zusatzfähige Anteil Graphit für die Praxis der Weiterverarbeitung nach oben begrenzt. Bei dem erfindungsgemäßen Schwarzpulver sind jedoch Graphitzugaben von mehr als 1% möglich, ohne daß bei der Verarbeitung eine Entmischung oder ein störender Staubanfall erfolgt.

So wurde beispielsweise ein erfindungsgemäßes Weichkorn- Schwarzpulver der Körnung 0,3-1,5 mm mit einem 4-%igen Graphitanteil mit einem Sieb von 0,1 mm Maschenweite abgesiebt, und hierbei ergab sich ein Staubanteil (Partikel kleiner als 0,1 mm) von ca. 0,2%. Zum Vergleich wurde ein Schwarzpulver der gleichen Körnung, dem ein 4-%iger Graphit­ anteil nachträglich zugefügt war, in derselben Weise abgesiebt. Hierbei ergab sich ein Staubanteil von 5,7%.

Für den Fachmann ist es überraschend, daß bei dem erfin­ dungsgemäßen Schwarzpulver die Brenneigenschaften des Pulvers oder des Preßlings, der aus dem Pulver hergestellt ist, nicht nachteilig verändert, sondern verbessert werden, denn aus der einschlägigen Literatur ist bekannt, daß durch Zugabe von Graphit die Entzündlichkeit und die Abbrandge­ schwindigkeit des Pulvers beeinträchtigt wird. Die größere Abbrandgeschwindigkeit des Pulvers zeigt sich zum Beispiel bei einer Brennzeitprüfung im Bleirohr.

Eine derartige Brennzeitprüfung, bei der das Pulver in ein Bleirohr eingefüllt und bis zu einem Rohrdurchmesser von 4 mm ausgewalzt ist, wurde mit einem herkömmlichen Schwarzpul­ ver mit 4% Graphitzusatz durchgeführt, wobei sich eine Bleirohrbrennzeit von 85 Sekunden auf 1 Meter ergab. Demgegenüber wurde für ein erfindungsgemäßes Schwarzpulver mit 76 Sekunden auf 1 Meter eine deutlich kürzere Brennzeit gefunden, obwohl die beiden Schwarzpulverproben sich hinsichtlich der übrigen Kenndaten, wie Anteilgröße der Komponenten, spezifisches Gewicht, Kornverteilung und Feuchtigkeit nicht unterschieden.

Das Abbrennverhalten von Preßlingen aus dem erfindungs­ gemäßen Schwarzpulver unterscheidet sich von dem von Preßlingen, bei denen Graphit dem fertigen Schwarzpulverkorn zugegeben war.

In Fig. 1 ist das Abbrennverhalten von 5 Preßlingen darge­ stellt, die aus Schwarzpulver mit nachträglich zugegebenem Graphit in einer Menge von 4% hergestellt wurden, und zwar ist dort der Schub in Kp über der Abbrennzeit in sec dargestellt.

Hier ist ersichtlich, daß deutliche Schwankungen bei den einzelnen, im übrigen gleichen Preßlingen in bezug auf die Höhe des Maximalschubes auftreten.

In Fig. 2 ist eine entsprechende Darstellung wie in Fig. 1 gezeigt, wobei jedoch 5 Preßlinge mit dem erfindungsgemäßen Schwarzpulver mit Graphit in einer Menge von 4% verwendet werden. Hier zeigt sich eine erhebliche Vergleichmäßigung des Abbrennverhaltens.

Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn die Graphitmenge im Schwarzpulver 1 bis 6%, vorzugsweise 3 bis 5% beträgt.

Das erfindungsgemäße Schwarzpulver zeichnet sich durch folgende vorteilhafte Eigenschaften aus:

1. Es besteht eine sehr geringe Staubentwicklung bei der industriellen Verarbeitung zum Herstellen von Preßlingen, so daß keine Veränderungen der Eigenschaften der einzelnen Preßlinge auftritt.

2. Es besteht eine verbesserte Verpreßbarkeit, so daß mit geringeren Preßdrücken gearbeitet werden kann.

3. Es wird ein verbessertes Abbrennverhalten erreicht.

Durch die geringere Staubentwicklung ergibt sich somit auch eine Verringerung der Staubbelästigung des Personals bei der Herstellung der Preßlinge sowie eine verringerte Zündgefahr beim Abfüllen, wobei hier zusätzlich die verringerten Preßdrücke vorteilhaft wirken.

Claims (3)

1. Schwarzpulver, bestehend mindestens aus einem Gemisch von 60 bis 75% Kaliumnitrat, 10 bis 15% Schwefel und 15 bis 25% Holzkohle sowie einem Zusatz von Graphit von mindestens 1,0%, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphit bereits durch Zugabe bei dem anfängli­ chen Mischen der Bestandteile eingebunden wird.

2. Schwarzpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbinden durch Kollern mit den übrigen Bestandteilen erfolgt.

3. Schwarzpulver nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Graphitmenge 1 bis 6%, vorzugsweise 3 bis 5% beträgt.