细高氯酸铵粉碎粒度控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种粉体粉碎粒度控制的方法，特别是一种用于出?8) μπι细高氯酸 铵粉碎过程中实现连续加料、控制下料速度，缩小细高氯酸铵粉碎粒度波动的生产方法。
【背景技术】
[0002] 固体推进剂是固体火箭发动机的动力源，也是固体火箭发动机的重要组成部分。 固体推进剂的性能直接影响到战略、战术导弹武器的生存能力和作战使用性能，而细氧化 剂作为固体推进剂中的必须和重要组分，直接影响推进剂的燃烧性能。随着导弹型号用发 动机和火箭推进技术的发展，对固体推进剂的性能提出了更高要求。在新一代战略、战术型 号发动机中，细氧化剂在配方中含量更高，对推进剂燃速性能的影响更为关键，因此，细氧 化剂粒度控制成为固体推进剂装药过程燃速控制的"瓶颈"技术。研究细氧化剂粒度控制 技术，可以缩小细氧化剂粒度波动范围，为固体推进剂装药提供粒度分布范围更窄、性能更 为稳定的细氧化剂，提高固体推进剂燃速控制水平，为目前的固体发动机生产提供坚实的 技术支撑。
[0003] 由于高氯酸铵为含能易爆品，其粉碎不能使用常规的机械研磨法，只能使用气流 粉碎法--包括扁平磨气流粉碎、流化床式气流粉碎等。目前国内外超细粉体的气流粉碎 采用主要为流化床式气流磨，是融粉碎和分级为一体的粉体加工设备，其粒度控制水平较 高。该设备最先由德国阿尔派、康达克斯公司制造，北京、武汉的厂家引进并进行了国产化 生产。由于国内加工和测控技术所限，国产设备对粉碎产品的粒度控制技术存在较大差距， 造成细高氯酸铵粉碎时，关键工艺参数控制困难，产品粒度波动大，分布范围宽。
[0004] 西安航天化学动力厂用于细高氯酸铵粉碎的设备是FJM-500型流化床式气流磨， 主要由原料仓、给料机、流化床气流磨、分级机、捕集器及引风机组成。由于国产设备本身技 术水平所限，经常造成产品粒度波动，已无法满足细高氯酸铵精细化控制要求。
[0005] 随着固体发动机装药技术的不断发展以及高燃速发动机的普遍使用，型号对推进 剂燃速、工艺性能、力学性能的要求不断提高，细氧化剂粒度波动对推进剂性能的影响日渐 显著，为固体推进剂装药提供粒度分布范围更窄、更为均匀的细氧化剂成为固体推进剂装 药行业面临的重要课题，在国外技术封锁、国内粉碎设备粒度控制技术难以提高的情况下， 只有通过对粉碎原料、工艺参数等生产工艺方法改进来实现产品粒度的精确控制。
[0006] 通过对细氧化剂粒度控制工艺技术进行研究，解决细氧化剂粒度波动大的工艺问 题，提高生产能力和产品合格率，降低生产成本，同时为高燃速发动机及新型战略发动机研 制、装药提供高质量的粒度可控的细氧化剂，是提高固体发动机产品的燃速控制水平，确保 推进剂工艺性能和装药质量，为军方提供优质的战略、战术发动机产品的必然要求。
[0007] 经过检索专利和论文数据库，国外固体火箭发动机装药厂在细氧化剂粉碎方法方 面的报导文献非常少，关于细氧化剂粒度控制方面没有具体相关报道。
【发明内容】
[0008] 为克服现有技术中存在的产品粒度波动大、分布范围宽的不足，本发明提出了一 种细高氯酸铵粉碎粒度控制方法。
[0009] 本发明的具体过程是：
[0010] 步骤1，开启气流磨的分级轮，设定该分级轮转速为2900r/min ;
[0011] 步骤2,调节气流磨的粉碎压力为0· 65MPa ;
[0012] 步骤3,设定料机电机的频率为16?20Hz，给料机流量为60?80kg/h ;
[0013] 步骤4,通过磨室视窗向气流磨磨室内加入底料，所述底料的加入量为15?20kg ; 所述底料的加入量根据被粉碎物料的粒度确定，当被粉碎物料的粒度较大时，物料的流动 性较好，底料的加入量较多；反之，底料的加入量较少。
[0014] 步骤5,粉碎；按常规方法将待粉碎的高氯酸铵原料加入料仓；启动给料电机，使 磨室内的底料碰撞摩擦，同时处于料仓中的待粉碎的高氯酸铵原料按设定的流量，以80kg/ h加入至磨室中，与预先加入的底料一起碰撞摩擦，使高氯酸铵原料得到粉碎；
[0015] 步骤6,对在碰撞摩擦中粉碎的物料通过气流磨的分级轮分级，将粉碎后粒度达到 6?8微米的高氯酸铵原料分离，并通过引风机收集至气流磨的捕集器中；
[0016] 步骤7,持续所述步骤5?步骤6,直至完成对所有待粉碎的高氯酸铵原料的粉碎， 得到粒度为6?8微米的高氯酸铵；对得到的高氯酸铵装桶封装待用。
[0017] 本发明将原先的间歇式给料方式改为连续给料，通过给料系统连续加料，实现磨 室内物料的相对恒定，避免磨室内料量过多造成的堵料问题以及料量过少造成的产品粒度 偏大问题；其次，通过给磨室内添加底料的方法，解决了粉碎初期因磨室内料量过少引起产 品粒度偏大的问题，进一步控制了整批产品的粒度波动范围。
[0018] 本发明在分级轮转速、粉碎压力不变的条件下，通过控制给料系统，实现连续给 料，稳定磨室内料量，并且在粉碎开始前加入底料、进一步稳定整个粉碎过程中粉碎磨室内 的料量，降低了细高氯酸铵产品粒度波动。
[0019] 本发明中，在稳定分级轮转速、粉碎压力这两个主要影响粉碎粒度参数的基础上， 通过实现连续粉碎并稳定磨室内料量的方法，进而精确控制细高氯酸铵粉碎粒度，使单批 细高氯酸铵粉碎粒度极差由原来的< 2. 0 μ m减小到< 0. 6 μ m。
[0020] 通过连续化给料，改变了以前间歇式粉碎的缺点，使磨室内料量一直处于相对恒 定的状态，颗粒间受到气流作用产生的向心力相对恒定，因而保证了产品粒度的相对稳定； 在粉碎开始阶段，通过加入底料，解决了粉碎开始阶段，磨室内料量较少引起第一桶粒度偏 大的问题，进一步稳定了整批产品的粒度。
[0021] 相对于现有技术，本发明取得的有益效果为：
[0022] 用本发明的方法进行高氯酸铵的粉碎，通过合理控制给料电机的频率和流量，克 服了现有技术中存在的间歇式给料方式，实现了连续给料，使得整个粉碎过程连续进行，避 免了以前间歇式给料造成的磨室内料量无法控制的情况，解决了磨室内料量过多造成的设 备堵料问题以及磨室内料量过少引起产品粒度偏大的问题，通过添加底料，解决了粉碎初 期第一桶粒度偏大的问题，保证了整批细高氯酸铵粒度的稳定。
[0023] 表1本发明与现有技术的产品单批粒度对照
[0024]
【主权项】
1. 一种高氯酸铵粉碎粒度控制方法，其特征在于，具体过程是： 步骤1，开启气流磨的分级轮，设定该分级轮转速为2900r/min ; 步骤2,调节气流磨的粉碎压力为0· 65MPa ; 步骤3,设定料机电机的频率为16?20Hz，给料机流量为60?80kg/h ; 步骤4,通过磨室视窗向气流磨磨室内加入底料，所述底料的加入量为15?20kg ; 步骤5,粉碎；按常规方法将待粉碎的高氯酸铵原料加入料仓；启动给料电机，使磨室 内的底料碰撞摩擦，同时处于料仓中的待粉碎的高氯酸铵原料按设定的流量，以80kg/h加 入至磨室中，与预先加入的底料一起碰撞摩擦，使高氯酸铵原料得到粉碎； 步骤6,对在碰撞摩擦中粉碎的物料通过气流磨的分级轮分级，将粉碎后粒度达到6? 8微米的高氯酸铵原料分离，并通过引风机收集至气流磨的捕集器中； 步骤7,持续所述步骤5?步骤6,直至完成对所有待粉碎的高氯酸铵原料的粉碎，得到 粒度为6?8微米的高氯酸铵；对得到的高氯酸铵装桶封装待用。
2. 如权利要求1所述高氯酸铵粉碎粒度控制方法，其特征在于，所述底料的加入量根 据被粉碎物料的粒度确定，当被粉碎物料的粒度较大时，物料的流动性较好，底料的加入量 较多；反之，底料的加入量较少。
【专利摘要】一种细高氯酸铵粉碎粒度控制方法，将原先的间歇式给料方式改为连续给料，通过给料系统连续加料，实现磨室内物料的相对恒定，避免磨室内料量过多造成的堵料问题以及料量过少造成的产品粒度偏大问题；其次，通过给磨室内添加底料的方法，解决了粉碎初期因磨室内料量过少引起产品粒度偏大的问题，进一步控制了整批产品的粒度波动范围，使单批细高氯酸铵粉碎粒度极差由原来的≤2.0μm减小到≤0.6μm。
【IPC分类】B02C23-02, B02C25-00, B02C19-06
【公开号】CN104607292
【申请号】CN201410814123
【发明人】张岩, 宜建军, 张凯, 刘青, 冯香毅, 刘新军, 杨树燕, 雷更
【申请人】西安航天化学动力厂
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月22日