一种用于控制小粒径AP产品的工艺方法

技术领域

本发明涉及AP结晶技术领域，尤其涉及一种用于控制小粒径AP产品的工艺方法。

背景技术

高氯酸铵(俗称AP)作为一种氧化剂,广泛用于固体推进剂、烟火药、爆破药等含能材料中，根据GJB617A-2003，AP产品除粒径大小之分外，也分为A、B、C、D四个级别。在AP产品结晶的过程中，重结晶工序是球形化造粒的关键工序，即使是同样小粒径的AP产品，不同级别类型的AP产品生产工艺也不相同。

对于生产小粒径(100μm-140μm)的AP产品，泵型结构对各类型小粒径产品粒度的分布影响较大，如在以往的生产中，若生产其中B级产品，必须选用低速泵，若生产其中的D级产品，必须选用高速泵，否则生产无法进行，这给生产组织造成一定的困难。若各类型小粒径产品均采用一种泵型结构强行转型，转型成功率只有50％左右，且粒度粒径均一性非常差，粒径标准偏差在3％以上；即使针对不同类型的小粒径AP产品选用合适的泵型结构，其小粒径晶体合格品得率也只有60％左右。

发明内容

为解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种用于控制小粒径AP产品的工艺技术，通过变频器控制对泵的转速进行调控，同时对带细晶进行调节，实现了结晶器小粒径产品的稳定控制，彻底改变了以前不同的泵型只能生产某一种产品类型的生产状况，减少了生产难度，易于稳定工艺，并且提高了合格晶体得率。

具体技术方案如下，本发明一种用于控制小粒径AP产品的工艺方法，包括如下步骤：

(1)配备二级高速电机，配备符合要求的泵型；

(2)对二级高速电机配置变频器控制，用于对泵转速进行控制；

(3)控制泵变频频率，稳定后将结晶系统加料量、循环量、结晶器温度、结晶器晶浆浓度、晶床高度控制稳定；

(4)根据粒度大小调节结晶系统中的带细晶。

作为进一步的技术方案，所述步骤(1)泵型要求为300m3/h流量、25米扬程。

作为进一步的技术方案，所述步骤(3)变频频率范围为32HZ-45HZ。

作为进一步的技术方案，所述步骤(2)泵转速为每分钟2000转至2600转。

作为进一步的技术方案，所述步骤(4)调节带细晶，稳定结晶系统的过饱和度为150g/m3-220g/m3。

作为进一步的技术方案，所述步骤(4)带细晶调节范围为15％-40％。

作为进一步的技术方案，所述步骤(3)晶床高度为4.0m-6.0m，晶浆浓度为30％-40％，加料量为100l/h-800l/h，循环量为200m

本发明的有益效果，本发明通过泵变频控制和带细晶控制相结合的方式，选用二级高速电机，通过变频器对泵的转速进行调控，根据泵叶轮对结晶颗粒的摩擦、破碎功能，实现了结晶器小粒径(100μm-140μm)AP产品的稳定控制，彻底改变了以前不同的泵型只能生产某一种产品类型的生产状况，减少了生产难度，易于稳定工艺。本发明特别适用于小粒径(100μm-140μm)AP产品各类型产品的快速转型，转型投料成功率100％，将变频技术用于粒度粒径的控制后，小粒径晶体合格品得率可达100％，且粒径稳定均一，标准偏差可控制在0.6％以内(标准要求3％以内)。

附图说明

图1是本发明用于控制小粒径AP产品的工艺方法所使用的工艺装置示意图；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。对本发明公开的内容可以同时从材料、方法和反应条件进行改进，所有这些改进，均应落入本发明的构思和保护范围之内。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明一种用于控制小粒径AP产品的工艺方法，用于各种类型的小粒径(100μm-140μm)AP产品的生产，所用工艺和装置包括加料系统、循环系统、变频控制、冷却系统、晶床高度控制、晶浆浓度控制、带细晶控制、结晶系统、出料系统。

如图1所示，以结晶系统为中心，通过加料系统和冷却系统使结晶系统产生过饱和度，通过变频系统控制循环系统，一方面使结晶系统过饱和度稳定，另一方面通过变频控制泵转速，通过泵叶轮对结晶颗粒的摩擦、破碎功能，使小粒径(100 -140)μm AP粒径可控；再通过结晶系统晶床高度、晶浆浓度的稳定控制，同时调节带细晶，实现了结晶器小粒径产品的稳定控制，适合各种类型的小粒径AP产品的生产。

本发明的具体实施方案如下：

1、对泵型结构进行研究，配备二级高速电机，配备制备符合要求的300m3/h流量、25米扬程的泵型。

2、对二级高速电机配置变频器控制，变频调节器配制至现场及自控系统，用于对泵转速进行控制，泵转速控制在每分钟2000转至2600转。

3、工艺控制：根据生产小粒径(100μm-140μm)的AP产品的某一类型，首先将泵变频调节至(32HZ-45HZ)中的某一数值，相对稳定后，其它工艺条件如加料、循环量、结晶器温度、结晶器晶浆浓度、晶床高度等均相对稳定，再通过调节结晶系统中的带细晶，粒度大则调大带细晶，粒度小则调小带细晶(带细晶指结晶器循环液中的固料含量)，即可达到粒度控制要求。

4、控制过程是以泵变频控制和带细晶调节为主导，辅以对晶床高度、晶浆浓度、加料量和循环量对粒径进行控制。控制工艺参数如下：

a、晶床高度：4.0m-6.0m；

b、晶浆浓度：30％-40％；

c、加料量：100l/h-800l/h；

d、循环量：200m

e、变频频率范围：32HZ-45HZ；

f、带细晶：(15-40)％。

本发明的控制原理：

通过变频调节泵的转速，在一定转速条件下(每分钟2000转至2600转)，通过泵叶表面摩擦，对结晶晶体进行破碎，破碎碎片作为新的晶核，晶核数量越多，粒度粒径越小。在实际生产过程中，一般是先稳定变频频率，然后通过结晶系统的工艺控制如加料量、循环量、晶床高度、晶浆浓度，结晶器温度的相对稳定控制，再通过调节带细晶，稳定结晶系统的过饱和度(一般为150g/m3-220g/m3),从而稳定控制粒径在(100 -140)μm中的某一类型产品。

下面以小粒径(100μm-140μm)AP产品B级到D级的转型为例说明。

在未应用本发明之前，小粒径(100μm-140μm)AP产品合格得率仅为60％左右。若生产其中B级产品，必须选用低速泵，若生产其中的D级产品，必须选用高速泵，否则生产无法进行，若使用生产B级产品的泵型结构强行转型生产D级产品，转型成功率只有50％左右，且粒度粒径均一性非常差，粒径标准偏差在3％以上，合格品偏少，生产几乎无法进行。

应用本发明的技术方案后，首先采用如下步骤对生产设备进行配备：(1)对泵型结构进行研究，配备二级高速电机，配备制备符合要求的300m3/h流量、25米扬程的泵型。

(2)对二级高速电机配置变频器控制，变频调节器配制至现场及自控系统，用于对泵转速进行控制，泵转速控制在每分钟2000转至2600转。

生产B级产品时，采用如下步骤：首先将泵变频调节至32HZ，相对稳定后，其它工艺条件如晶床高度为4.0m-6.0m、晶浆浓度为30％-40％、加料量为100l/h-800l/h、循环量为200m

在转型生产D级产品时，上述以及配备好的生产设备无需改变，生产D级产品时，采用如下步骤：首先将泵变频调节至45HZ，相对稳定后，其它工艺条件如晶床高度为4.0m-6.0m、晶浆浓度为30％-40％、加料量为100l/h-800l/h、循环量为200m

经多次对上述B级产品设备转型至生产D级产品时，D级产品晶体合格品得率均可达100％，可知本发明的技术方案设备转型成功率很高，转型投料成功率达100％。

本发明特别适用于小粒径(100μm-140μm)AP产品各类型产品的快速转型，本发明应用前，转型成功率只有50％左右；本发明应用后，转型投料成功率100％。而且在以前的生产中，生产初期，小粒径晶体合格品得率只达60％，通过对泵进行改型，将变频技术和对带细晶等工艺调节用于粒度粒径的控制后，小粒径晶体合格品得率可达100％，且粒径稳定均一，标准偏差可控制在0.6％以内(标准要求3％以内)。

上面结合附图对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下做出各种变化或等效替换，因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。