硝化纤维素的细断方法与流程

1.本发明属于火炸药领域，具体涉及一种硝化纤维素的细断方法。


背景技术：

2.硝化纤维素(又叫硝化棉，英文nitrocellulose，缩写nc)是单基药、双基药、三基药、改性双基、交联改性双基及复合改性双基推进剂的主要成分。细断过程就是将煮洗后的硝化纤维在细断机的剪切力作用下，长纤维被切割变短，切口处纤维腔打开，使残酸及反应副产物易于扩散出去，从而提高它的安定性，并且有利于配制、塑化过程的均匀性。
3.传统的硝化纤维素细断方法主要有锥形细断机串联细断工艺、单盘细断机串联细断工艺、双盘细断机循环细断工艺等，存在主要问题是自动化程度低、生产效率低、细断能耗高、细断度技术指标一次合格率低。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：提供一种硝化纤维素的细断方法，以提高生产效率、降低细断能耗，并提高细断度的质量均匀性和一次合格率。
5.为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案是：硝化纤维素的细断方法，包括如下步骤：煮洗好的硝化纤维素经泵送至细断棉料槽提浓装置，初步提浓后进入棉料槽，棉料槽中的物料经1#输棉泵送至串联设置的锥形细断机组，串联细断后进入1#提浓槽，再经2#输棉泵送至串联设置的第一双盘磨细断机组，串联细断后进入2#提浓槽，再经3#输棉泵送至串联设置的第二双盘磨细断机组，串联细断后送至后续精洗工序。
6.进一步的是：锥形细断机组由1#锥形细断机和2#锥形细断机组成，第一双盘磨细断机组由1#双盘磨细断机和2#双盘磨细断机组成，第二双盘磨细断机组由3#双盘磨细断机、4#双盘磨细断机、5#双盘磨细断机和6#双盘磨细断机组成。
7.进一步的是：棉料槽中的物料浓度控制为2.0％～3.5％，可进一步优选为3.0％～3.5％，物料浓度不合格则切换1#输棉泵的出料管线三通阀自循环调整，
8.棉料槽中的物料浓度合格时，开启棉料槽的出料管反冲水，启动1#输棉泵，启动1#锥形细断机、2#锥形细断机并预进刀，控制上述两台锥形细断机过水负荷为40％～60％；之后打开棉料槽出料阀，出料顺畅后关闭反冲水，调整1#锥形细断机、2#锥形细断机进刀负荷至75％～95％，出料流量控制在60m3～90m3/h；
9.打开1#提浓槽的出料管反冲水，启动2#输棉泵，启动1#双盘磨细断机和2#双盘磨细断机并预进刀，控制上述两台双盘磨细断机过水负荷为40％～60％；
10.切换1#提浓槽出料管线自循环至棉料槽，打开1#提浓槽出料阀，出料顺畅后关闭反冲水，调整1#双盘磨细断机和2#双盘磨细断机进刀负荷至75％～95％，出料流量控制在45m3～65m3/h，待1#双盘磨细断机和2#双盘磨细断机进刀负荷、出料流量及浓度稳定后，切换出料阀门至2#提浓槽，1#提浓槽的物料浓度控制在4.5％～6.5％，可进一步优选为5.0％～6.0％；
11.切换6#双盘磨细断机出料管线自循环至棉料槽，打开2#提浓槽出料管反冲水，启动3#输棉泵，启动3#双盘磨细断机、4#双盘磨细断机、5#双盘磨细断机、6#双盘磨细断机并预进刀，控制上述四台双盘磨细断机过水负荷为40％～60％，出料顺畅后关闭反冲水，调整3#双盘磨细断机、4#双盘磨细断机、5#双盘磨细断机、6#双盘磨细断机进刀负荷至85％～95％；
12.3#双盘磨细断机、4#双盘磨细断机、5#双盘磨细断机、6#双盘磨细断机进刀负荷稳定后，切换6#双盘磨细断机出料管线至后续精洗工段，2#提浓槽出料流量根据2#提浓槽液位平衡进行调整，2#提浓槽的物料浓度控制在7.5％～10％，可进一步优选为8.0％～9.0％。
13.进一步的是：细断过程在1#提浓槽加入碳酸钠粉末和碳酸钙粉末，碳酸钠粉末和碳酸钙粉末加入量均按硝化纤维素干重的1
‰
～1.5
‰
控制；在2#提浓槽加入碳酸钠粉末和碳酸钙粉末，碳酸钠粉末和碳酸钙粉末加入量均按硝化纤维素干重的1
‰
～1.5
‰
控制。
14.进一步的是：棉料槽、1#提浓槽、2#提浓槽的提浓筛目数分别为80目、120目和180目，且棉料槽、1#提浓槽、2#提浓槽配设的提浓装置过滤面积均具有富余量，底部排水采用带调节功能的阀门。
15.本发明的有益效果是：充分利用锥形细断机对长纤维的疏解、剪切效应和双盘磨细断机的剪切、分丝帚化效应，将二者有机结合起来，硝化棉纤维素的细断效率大幅提升，细断生产效率提升和细断能耗下降明显。
16.经生产实践验证，本发明使用450锥形细断机、450双盘磨细断机配套组合，单批细断周期可降低至1.5h以内(单位时间产能约2.2t/h干重)，生产效率较450双盘串联细断工艺提高约34％-44％，较450锥形、350单盘串联细断工艺提高约52％，生产效率提升作用明显。细断电耗下降明显，尤其是d棉节能降耗效果明显(电耗较450双盘串联细断工艺降低约682-895度/批，较450锥形、350单盘串联细断工艺降低约384～389度/批)。前段采用锥形串联细断工艺，过程细断度控制工艺弹性大，可进一步提高细断度一次合格率，细断度一次合格率达98％以上，保障生产线的顺畅进行。
附图说明
17.图1是本发明的工艺流程示意图。
18.图中零部件标记：棉料槽101，1#提浓槽102，2#提浓槽103，1#输棉泵201，2#输棉泵202，3#输棉泵203，1#锥形细断机301，2#锥形细断机302，1#双盘磨细断机401，2#双盘磨细断机402，3#双盘磨细断机403，4#双盘磨细断机404，5#双盘磨细断机405，6#双盘磨细断机406，1-1#提浓装置501，1-2#提浓装置502，2#提浓装置503，3#提浓装置504，除渣器6，流量计7，浓度仪8。
具体实施方式
19.下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
20.如图1所示，本发明包括如下步骤：煮洗好的硝化纤维素经泵送至细断棉料槽提浓装置，初步提浓后进入棉料槽101，棉料槽101中的物料经1#输棉泵201送至串联设置的锥形细断机组，串联细断后进入1#提浓槽102，再经2#输棉泵202送至串联设置的第一双盘磨细
断机组，串联细断后进入2#提浓槽103，再经3#输棉泵203送至串联设置的第二双盘磨细断机组，串联细断后送至后续精洗工序。
21.本发明充分利用锥形细断机对长纤维的疏解、剪切效应和双盘磨细断机的剪切、分丝帚化效应，将二者有机结合起来，硝化棉纤维素的细断效率大幅提升，细断生产效率提升和细断能耗下降明显。
22.具体实施时，可使用匹配的细断机台套组合，以满足不同品种硝化纤维素细断度的技术指标要求。综合考虑投资成本、生产效率、细断能耗、细断度的质量均匀性等因素，本发明优选的配置方式如下：锥形细断机组由1#锥形细断机301和2#锥形细断机302组成，第一双盘磨细断机组由1#双盘磨细断机401和2#双盘磨细断机402组成，第二双盘磨细断机组由3#双盘磨细断机403、4#双盘磨细断机404、5#双盘磨细断机405和6#双盘磨细断机406组成。
23.本技术的发明人分析了对细断过程影响细断度的主要因素并进行工艺设计控制，具体方式为：棉料槽101中的物料浓度控制为2.0％～3.5％，可进一步优选为3.0％～3.5％，物料浓度不合格则切换1#输棉泵201的出料管线三通阀自循环调整；
24.棉料槽101中的物料浓度合格时，开启棉料槽101的出料管反冲水，启动1#输棉泵201，启动1#锥形细断机301、2#锥形细断机302并预进刀，控制上述两台锥形细断机过水负荷为40％～60％；之后打开棉料槽101出料阀，出料顺畅后关闭反冲水，调整1#锥形细断机301、2#锥形细断机302进刀负荷至75％～95％，出料流量控制在60m3～90m3/h；
25.打开1#提浓槽102的出料管反冲水，启动2#输棉泵202，启动1#双盘磨细断机401和2#双盘磨细断机402并预进刀，控制上述两台双盘磨细断机过水负荷为40％～60％；
26.切换1#提浓槽102出料管线自循环至棉料槽101，打开1#提浓槽102出料阀，出料顺畅后关闭反冲水，调整1#双盘磨细断机401和2#双盘磨细断机402进刀负荷至75％～95％，出料流量控制在45m3～65m3/h，待1#双盘磨细断机401和2#双盘磨细断机402进刀负荷、出料流量及浓度稳定后，切换出料阀门至2#提浓槽103，1#提浓槽102的物料浓度控制在4.5％～6.5％，可进一步优选为5.0％～6.0％；
27.切换6#双盘磨细断机406出料管线自循环至棉料槽101，打开2#提浓槽103出料管反冲水，启动3#输棉泵203，启动3#双盘磨细断机403、4#双盘磨细断机404、5#双盘磨细断机405、6#双盘磨细断机406并预进刀，控制上述四台双盘磨细断机过水负荷为40％～60％，出料顺畅后关闭反冲水，调整3#双盘磨细断机403、4#双盘磨细断机404、5#双盘磨细断机405、6#双盘磨细断机406进刀负荷至85％～95％；
28.3#双盘磨细断机403、4#双盘磨细断机404、5#双盘磨细断机405、6#双盘磨细断机406进刀负荷稳定后，切换6#双盘磨细断机406出料管线至后续精洗工段，2#提浓槽103出料流量根据2#提浓槽103液位平衡进行调整，2#提浓槽103的物料浓度控制在7.5％～10％，可进一步优选为8.0％～9.0％。
29.在上述工艺步骤中，本发明采用合理的提浓工艺设计，使得硝化纤维素在不同细断过程具有适宜的物料浓度范围，进一步提高细断效率；细断过程对物料的流量及浓度监控设计，可保障细断过程浆料流量和浓度的稳定控制，有利于提高细断度的合格率和均匀性。细断机可采用恒功率(恒电流)自动控制方式，确保细断过程细断机刀距的平稳一致，提高了细断的均匀性，降低了岗位人员手动进、退刀操作劳动强度，延长了细断机磨片的使用
寿命。
30.优选地，细断过程在1#提浓槽102加入碳酸钠粉末和碳酸钙粉末，碳酸钠粉末和碳酸钙粉末加入量均按硝化纤维素干重的1
‰
～1.5
‰
控制；在2#提浓槽103加入碳酸钠粉末和碳酸钙粉末，碳酸钠粉末和碳酸钙粉末加入量均按硝化纤维素干重的1
‰
～1.5
‰
控制。
31.兼顾提浓装置较好的提浓效果，且防止物料流失，棉料槽101、1#提浓槽102、2#提浓槽103的提浓筛目数分别为80目、120目和180目，且棉料槽101、1#提浓槽102、2#提浓槽103配设的提浓装置过滤面积均具有富余量，底部排水采用带调节功能的阀门，便于根据贮槽物料浓度进行调整排水流量。
32.本发明使用450锥形细断机、450双盘磨细断机配套组合，采用上述的工艺控制过程，举例实施如下：
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