DE2308154C3 - Pourable explosives mixtures based on hexogen, octogen and trinitroluene as well as their manufacturing and processing methods - Google Patents
Pourable explosives mixtures based on hexogen, octogen and trinitroluene as well as their manufacturing and processing methodsInfo
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Description
2 Sprengstoffmischung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die knstallis erten Sprengstoffe zu 15 bis 2d Gewichtsprozent aus Körnern weitgehend durch feinkörniges Material ausgefüllt werden. Man erhält so:2 explosives mixture according to claim 1 thereby marked that the artifacts Explosives up to 15 to 2d percent by weight from grains largely through fine-grained material fill out. This is how you get:
eme Erhöhung der Brisanz der Munition dank der Steigerung des Hexogenanteils, wobei die Mischung leicht ießbar und die endgaltige Ladu eme increase in the explosiveness of the ammunition thanks to the increase in the hexogen content, the mixture being easy to drink and the final load
homogen bleibt;remains homogeneous;
dne Verminderung der Notwendigkeit zur Anwend besonder s er Verfahren wie der Sedimentation zur Erhöh der Dichte des kräfti ten bzw ene iereichste^ Sprengstoffs in den unteren dne reduction in the need for on-use Customized s he methods such as sediments tation to the time increment of the density of kräfti th or ene iereichste ^ explosive in the un t older
Schichten während die oberen Schichten entfernt und gegebenenfa„s bei dner später£n Herstellung Layers removed during the upper layers and, if necessary, during the later manufacture
wiedervervvendet werden;be reused;
^ Vermijlder der Herstellungskosten von Sprengladungen, da der »überstehende Teil«, d h der ^^ ^ gegebenenfalls in ;^ Reduction of the production costs of explosive charges, since the "protruding part", ie the ^^ ^ if necessary in;
durch gemeinsame Kristallisation von Hexogen mit Oktogen im Mengenverhältnis Hexogen zu Oktogen von 60/40 bis 85/15 erhältlich sind.by joint crystallization of hexogen with octogen in the proportion of hexogen Octogen from 60/40 to 85/15 are available.
4. Verfahren zur Herstellung und Verarbeitung der Sprengstoffmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schmelzvorgang der Sprengstoffmischung bei etwa 85 0C erfolgt, während die späteren Schmelzvorgänge bei etwa 900C durchgeführt werden.4. A method for producing and processing the explosive mixture according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first melting process of the explosive mixture takes place at about 85 ° C., while the later melting processes are carried out at about 90 ° C.
»Hexolite« sind Mischungen von »Hexogene bzw. Cyclotrimethylentrinitramin und »Tolit« bzw. 2,4,6-Trinitrotoluol. Diese Mischungen, bei denen das Tolit die Rolle des explosiven Bindemittels für die Hexogenteilchen spielt, werden für Ladungen unterschiedlicher Munitionen wie Granaten, Bomben, Minen usw. verwendet. Die Herstellung der Hexolite erfolgt meist durch Mischen von Hexogen und geschmolzenem Tolit und Gießformen der Mischung in gewünschter Form bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Tolits."Hexolites" are mixtures of "hexogens or cyclotrimethylene trinitramine" and "tolite" or 2,4,6-trinitrotoluene. These mixtures in which the tolite plays the role of the explosive binder for the hexogen particles are used for loads of different ammunition such as grenades, bombs, mines, etc. used. Hexolite is usually made by mixing hexogen and molten tolite and casting the mixture in a desired shape at a temperature above the melting point of the Tolits.
Diese Art der Herstellung erfordert die Erfüllung zweier entgegengesetzter Bedingungen, und zwar muß zum einen die Viskosität der Mischung für das Gießformen hinreichend gering sein, während zum anderen die Konzentration des den kräftigsten Sprengstoff der Mischung darstellenden Hexogens, das zum größten Teil im geschmolzenen Tolit kristallisiert verteilt vorliegt, so hoch wie möglich sein soll.This type of manufacture requires the fulfillment of two opposing conditions, and that must on the one hand, the viscosity of the mixture must be sufficiently low for casting, while on the other hand the concentration of the hexogen, which is the most powerful explosive in the mixture, the greatest Part of the molten tolite is present in crystallized form and should be as high as possible.
Zur Erhöhung des Hexogengehalts im Hexolit läßt man das kristallisierte Hexogen im allgemeinen im flüssigen Tolit sedimentieren und Verwendet nur den unteren Teil des so erhaltenen Hexolhs, bei dem der Hexögengehalt am höchsten ist.To increase the hexogen content in the hexolite, the crystallized hexogen is generally left in sediment liquid tolite and uses only the lower part of the hexol thus obtained, in which the Hexogen content is highest.
Eines der bislang angewandten Verfahren zur Erhöhung des Hexogengehaltes im Hexolit besteht in der gleichzeitigen Verwendung von Hexogen mit unterschiediiehen Korngrößen, die grob, mittel und fein sind, so daß die Zwischenräume zwischen den gröberenOne of the methods used to date to increase the hexogen content in the hexolite is the simultaneous use of hexogen with different Grain sizes that are coarse, medium, and fine, leaving the spaces between the coarser ones
da der darinbecause the one in it
Dabei wurden Hexogene verwendet, die durch Mischen von Fraktionen mit mehr als 60 Gewichtsprozent an Körnern einer Größe über 500 μτη mit Fraktionen, die wenigstens zu 80% aus Körnern mit einer Größe unter 300 ^m bestehen, erhalten wurde.Hexogens were used, which were obtained by mixing fractions with more than 60 percent by weight of grains of a size over 500 μτη with fractions that are at least 80% of grains with a size below 300 ^ m exist.
Es wurden auch Mischungen aus grobkörnigemThere were also mixtures of coarse grain
Hexogen einer Korngröße von 315 bis 800 μπι undHexogen with a grain size of 315 to 800 μm and
feinkörnigem Hexogen mit einer maximalen Korngröße unter 200 μπι vorgeschlagen. Mit einer Mischung dieserFine-grain hexogen proposed with a maximum grain size below 200 μπι. With a mix of these
beiden Hexogsne im Gewichtsverhältnis 60/40 in einem 70/30-Hexolit (70 Gewichtsprozent Hexogen auf 30 Gewichtsprozent Tolit) können Produkte mit einer Viskosität von 9 Sekunden (gemessen mit dem EFFLUX-Viskosimeter bei 85°C) und einer Dichte von 1,75 in der unteren Hälfte der nach dem Gießen im Vakuum und Sedimentation erhaltenen Ladung erzielt werden.two Hexogsne in a weight ratio of 60/40 in a 70/30 hexolite (70 percent by weight hexogen to 30 percent by weight of tolite), products with a viscosity of 9 seconds (measured with the EFFLUX viscometer at 85 ° C) and a density of 1.75 in the lower half of the charge obtained after pouring in vacuum and sedimentation be achieved.
Es wurden auch häufig Mischungen unterschiedlicher Fraktionen mit Korngrößen von 630/1000 μηι 100/200 μηι bzw. 0/100 μΐη verwendet.There were also often mixtures of different fractions with grain sizes of 630/1000 μm 100/200 μηι or 0/100 μηι used.
Die Viskosität von 60/20/20-Mischungen solcher Fraktionen mit Tolit im Verhältnis 75/25 (75% Hexogen auf 25% Tolit) liegt bei 16 bis 24 Sekunden (gemessen mit dem EFFLUX-Viskosimeter bei 85°C).The viscosity of 60/20/20 mixtures of such fractions with tolite in the ratio 75/25 (75% Hexogen to 25% tolite) takes 16 to 24 seconds (measured with the EFFLUX viscometer at 85 ° C).
Wie bereits oben erwähnt, ist es bei der Herstellung derartiger Mischungen zur Erzielung einer maximalen Hexogendichte der Ladung erforderlich, nach dem Gießen eine Sedimentation der geschmolzenen Mischung durchzuführen. Lediglich der untere Teil wird dann für die Sprengladung verwendet, während der übrige, »überstehende« Teil wiedergewonnen und erneut in Mischung mit einer neuen Hexolitmenge geschmolzen wird.As mentioned above, it is in the manufacturing process such mixtures required to achieve a maximum hexogen density of the charge, according to the Pour to perform a sedimentation of the molten mixture. Only the lower part will then used for the explosive charge, while the remaining "protruding" part was recovered and is melted again in a mixture with a new amount of hexolite.
Es zeigt sich nun allerdings, daß die Viskosität der Hexolite durch wiederholtes Schmelzen ansteigt. Diese mit »Degradation« bezeichnete Erscheinung hängt von der Anzahl der bereits erfolgten Aufschmelzungen ab. Sie kann je nach Temperatur beim Schmelzen und Dauer des Schmelzens mehr oder weniger rasch in Erscheinung treten,It is now evident, however, that the viscosity of the hexolites increases as a result of repeated melting. These The phenomenon called "degradation" depends on the number of meltings that have already taken place. Depending on the melting temperature and the duration of melting, it can move more or less quickly Appear,
Zudem ist festzustellen, daß die dem Hersteller als Ausgangsmaterial zur Erzeugung von Sprengladungen
angelieferten Hexolite befeits einen Schmelz-*
Vorgang zur Umhüllung des Hexogens mit Tolit durchgemacht haben, woraus die Bedeutung der
Stabilität der Viskosität beim Schmelzen deutlich hervorgeht,
Es wurde nun festgestellt, daß der teilweise oderIn addition, it should be noted that the hexolites supplied to the manufacturer as starting material for the production of explosive charges have undergone a melting * process to coat the hexogen with tolite, which clearly shows the importance of the stability of the viscosity during melting,
It has now been found that the partial or
vollständige Ersatz der feinkörnigen Hexogenfraküon dieser Mischungen durch eine feinkörnige Fraktion von »Oktogene bzw. Cyclotetramethylentetranitramin etwa gleicher Korngröße bei sonst unveränderten Bedingungen überraschenderweise mit sich bringt, daß die genannte Erscheinung der Degradation, die sich in einer Erhöhung der Viskosität bei aufeinanderfolgenden Schmelzvorgängen äußert, stark vermindert oder sogar unterdrückt wird.complete replacement of the fine-grain hexogen fraction of these mixtures by a fine-grained fraction of »octogenes or cyclotetramethylenetetranitramine surprisingly brings about the same grain size with otherwise unchanged conditions, that said phenomenon of degradation, which results in an increase in viscosity with successive Melting processes expresses, is greatly reduced or even suppressed.
Insbesondere kann die feinkörnige Hexogenfraktion, die 10 bis 50% des gesamten Hexogens ausmacht, ganz oder teilweise durch eine feinkörnige Oktogenfraktion ersetzt werden, wobei der optimale Anteil des Austauschs zwischen 15 und 25% des gesamten Hexogens liegt t5In particular, the fine-grain hexogen fraction, which makes up 10 to 50% of the total hexogen, can be whole or partially replaced by a fine-grain octogen fraction, with the optimal proportion of the exchange t5 is between 15 and 25% of the total hexogen
Das in das geschmolzene Tolit eingebrachte Hexogen kann vorangehend mit Tolit umhüllt worden sein, was seine Empfindlichkeit vermindert.The hexogen introduced into the molten tolite may have previously been coated with tolite, what its sensitivity diminishes.
Es ist auch möglich, die feinkörnige Hexogenfraktion ganz oder teilweise durch eine äquivalente Fraktion zu ersetzen, die durch gemeinsame Kristallisation von Hexogen und Oktogen in einem mittleren Mengenverhältnis von 75/25 gebildet wird, das von 60/40 bis 85/15 variiert. Mit »Hexo-Okto« bezeichnete Kristalle werden insbesondere während der Herstellung von Oktogen, ausgehend von Salpetersäure und Hexamethylentetramin, erhalten, allerdings nicht unmittelbar mit der gemäß Anspruch 1 eingesetzten Korngröße.It is also possible to replace the fine-grain hexogen fraction in whole or in part with an equivalent Replace that fraction by common crystallization of hexogen and octogen in a middle Quantity ratio of 75/25 is formed, which varies from 60/40 to 85/15. Marked with "Hexo-Okto" Crystals are made especially during the manufacture of octogen, starting from nitric acid and hexamethylenetetramine, obtained, but not directly with that used according to claim 1 Grain size.
Die in der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßten Versuchsergebnisse veranschaulichen die bei Anwendung der Erfindung auf Hexogen-Tolit-Mischungen mit einem Gewichtsverhältnis von 75/25 erreichten Verbesserungen.The test results summarized in the table below illustrate those in Application of the invention to hexogen-tolite mixtures with a weight ratio of 75/25 achieved improvements.
1
21
2
5
65
6th
7
87th
8th
65
6565
65
60
6060
60
55
5555
55
60
6060
60
6060
30 3030th 30th
30 3030th 30th
30 3030th 30th
20 2020th 20th
5
05
0
10
010
0
15
015th
0
20 020th 0
2020th
0
50
5
0
100
10
0
150
15th
0 200 20th
0 00 0
0 00 0
0 00 0
0 00 0
2020th
14,717.6
14.7
16,019.2
16.0
22,024.2
22.0
11,312.5
11.3
13,315.1
13.3
16,122.4
16.1
22,229.9
22.2
25,840
25.8
29,2120
29.2
16,917.6
16.9
15,719.2
15.7
17,724.2
17.7
15,815.8
16,216.2
18,418.4
♦) Versuche mit 73/27-Hexohten.♦) Experiments with 73/27 hexahetes.
Diese Versuche erfolgten unter jeweiligem Umschmelzen des gleichen Hexolits, wodurch völlig vergleichbare Ergebnisse erhalten werden konnten. Dabei ist klar, daß industriell lediglich der »überstehende Anteil« mehrfach geschmolzen wird.These attempts were carried out with each remelting of the same hexolite, thereby completely comparable results could be obtained. It is clear that industrially only the »protruding Portion «is melted several times.
Der Vergleich der Versuche 1-2, 3-4, 5-6 und 7-8, ergibt in allen Fällen, daß die Erhöhung der Viskosität während der Wiederaufschmelzvorgänge durch Zugabe von Oktogen stark vermindert wird. Versuch Nf. 9 zeigt außeidem, daß die eingebrachte Oktogenfraktion eine Korngröße von 100 bis 200 μιη haben kann, «isA comparison of tests 1-2, 3-4, 5-6 and 7-8 shows in all cases that the viscosity increases during the remelting processes is greatly reduced by adding octogen. Attempt Nf. 9 also shows that the octogen fraction introduced can have a grain size of 100 to 200 μm, «is
Ein mit einer 23% Tolit enthaltenden Mischung durchgeführter Versuch zeigt, daß die Viskosität bei einem so geringen Tolitanteil brauchbar niedrig bleibt. Der Tolitanteil der Mischung kann beim Zulassen höherer Viskositäten verringert werden, wobei dann tio der Einsatz besonderer Sedimentationsverfahren Wie Zentrifugieren oder Vibrationsverfahren erforderlich Werden und der Tolitanteil bis auf etwa 10% gesenkt Werden kann.An experiment carried out with a mixture containing 23% tolite shows that the viscosity is at such a low tolite content remains usefully low. The tolite content of the mixture can be used when admitting higher viscosities are reduced, then tio the use of special sedimentation processes such as centrifugation or vibration processes are required Are and the tolite portion is reduced to about 10% Can be.
Als Beispiel ist in der nachstehenden Tabelle für die <i;s Versuche 3, 4, 5 und 6 der prozentuale Fließfähigkeitsverlust bezogen auf die Fließfähigkeit beim ersten Aufschmelzen angegeben.As an example, in the table below for the <i ; s Experiments 3, 4, 5 and 6 the percentage loss of flowability based on the flowability during the first melting is given.
Versuch Nr.
3 4Attempt no.
3 4
Füeßfähigkeits- -21% -18% -34% -16%
verlust beimFeet- -21% -18% -34% -16%
loss at
1. Schmelzen1. Melting
Füeßfähigkeits- -79% -43% -300% -32%Feet- -79% -43% -300% -32%
Verlust beim (mini-Loss at (mini
2. Schmelzen mal)2. Melting times)
Aus den Werten für die Versuche 4 und 6 mit den erfindungsgemäßen Mischungen geht klar hervor, daß die Eigenschaften durch Oktogen deutlich verbessert werden.From the values for experiments 4 and 6 with the mixtures according to the invention it is clear that the properties can be significantly improved by octogen.
Eine derartige Verbesserung Würde auch bei 75/25·" Hexoliten durch Ersatz der feinkörnigen Hexogen^ fraktion durch das obenerwähnte, mit »HoxoOkto« bezeichnete Produkt der gemeinsamen bzw. »Synkristallisation« Von Hexogen und Oktogen erzielt. Zur Erläuterung sind nachfolgend die Ergebnisse von zwei mit diesem Produkt durchgeführten Versuchen angegeben.Such an improvement would also be at 75/25 · " Hexolites by replacing the fine-grain hexogen fraction with the above-mentioned, with "HoxoOkto" designated product of the common or »syncrystallization« Achieved by Hexogen and Octogen. The following are the results of two tests carried out with this product specified.
Korngröße des SprengstoffsGrain size of the explosive
630/800 100/200630/800 100/200
Hexogen Hexo/OktoHexogen Hexo / Octo
0/100
Hexo/Okto0/100
Hexo / Octo
Viskosität (EFFLUX)Viscosity (EFFLUX)
1. Schmelzen 2. Schmelzen1. Melting 2. Melting
9O0C9O 0 C
3, Schmelzen
90° C3, melting
90 ° C
60
6060
60
20
2020th
20th
20
2020th
20th
13,4
15,013.4
15.0
13,4
14,613.4
14.6
Es wird also eine bemerkenswerte Stabilisierung der Viskosität bei wiederholtem Aufschmelzen beobachtet.A remarkable stabilization of the viscosity with repeated melting is thus observed.
Die Versuche wurden auch an Mischungen durchgeführt, die nur zwei Korngrößen des kristallisierten Sprengstoffs enthielten, um die Allgemeingültigkeit der Erfindung klar aufzuzeigen. Dabei wurden insbesondere die nachfolgenden Mischungen verglichen, von denen lediglich die Zusammensetzung des kristallisierten Sprengstoffs angegeben ist. Tolit war stets in Mengen von 25 Gewichtsprozent anwesend.The tests were also carried out on mixtures which crystallized only two grain sizes Contained explosives in order to clearly demonstrate the generality of the invention. In particular the following mixtures compared, of which only the composition of the crystallized Explosives is indicated. Tolit was always present in amounts of 25 percent by weight.
Kristallisierter SprengstoffCrystallized explosives
Hexogen
800/1000 [imHexogen
800/1000 [in
Hexogen
0/200 μπιHexogen
0/200 μπι
Viskositätviscosity
l.Schmel- ZSchmel- S.Schmelzen
90° CI. Melting Z Melting S. Melting
90 ° C
zen
85° CZen
85 ° C
zen
90° CZen
90 ° C
4040
Oktogen
0/200 μπι
40Octogen
0/200 μπι
40
22,5
19,822.5
19.8
24,0
19,424.0
19.4
30,2
22,030.2
22.0
Es wurde außerdem beobachtet, daß der Temperatur, bei der der erste Schrnelzvorgang erfolgt, eine wichtige Rolle bezüglich der weiteren Entwicklung der Viskosität während nachfolgender Schmelzvorgänge zukommt. Die nachfolgend als Beispiel angegebenen Werte veranschaulichen dieses Ergebnis.It has also been observed that the temperature at which the first shrinking process takes place is an important one Role with regard to the further development of the viscosity during subsequent melting processes. The values given below as an example illustrate this result.
der Gesamtmenge
von HexogenOctogen content *)
of the total
from Hexogen
*) Das benutzte Oktogen besaß eine Korngröße von 100 bis 200 μπι.*) The octogen used had a grain size of 100 to 200 μm.
Man erkennt, daß die Durchführung des ersten Schmelzvorganges bei etwa 85° C die Viskositäten währenJ der zweiten und dritten Schmelzvorgänge deutlich vermindert.It can be seen that the implementation of the first melting process at about 85 ° C, the viscosities significantly decreased during the second and third melting processes.
Durch Gegenüberstellen der Vercuche 1 und 3 einerseits und 2 und 4 andererseits von Tabelle 1 wird ebenfalls ersichtlich, daß die Alterung vom ersten Schmelzen an in Erscheinung tritt, das zur Hersteilung einer Munitionslaaung durchgeführt wird, und daß diese Erscheinung durch Einführung einer feinkörnigen Oktogenfraktion an Stelle von Hexogen mit gleicher Korngröße abgeschwächt wird.By comparing Vercuche 1 and 3 on the one hand and 2 and 4 on the other hand from Table 1 it can also be seen that the aging occurs from the first melting on, which is the Production of an ammunition laaaung is carried out, and that this phenomenon is caused by the introduction of a fine-grain octogen instead of hexogen is weakened with the same grain size.
Es handelt sich ciabei um den gleichen Alterungseffekt. Der hier als erster Schmelzvorgang bezeichnete Vorgang ist nämlich bereits der zweite, da die Umhüllung von Hexogen und Oktogen mit Tolit bereits den ersten Schmelzvorgang darstellt.It is about the same aging effect. The process referred to here as the first melting process is in fact already the second, since the envelope of Hexogen and Oktogen with Tolit already represents the first melting process.
Aus dem vorstehenden folgt, daß der Ersatz eines Teils des Hexogens in den Hexoliten durch eine feinkörnige Oktugenfraktion, deren Korngröße im wesentlichen geringer ist als diejenige des Hexogens, folgende Verbesserungen mit sich bringt:From the foregoing it follows that the replacement of part of the hexogen in the hexolites with a fine-grained one Octugene fraction, the grain size of which is essentially smaller than that of the hexogen, the following Improvements brings with it:
Verminderung der Viskosität im geschmolzenem Zustand;Decrease in viscosity in the molten state;
Verminderung der bei aufeinanderfolgenden Schmelzvorgängen auftretenden Erscheinung der »Degradation«, die sich sonst in einer Viskositätserhöhung äußert, die das Gießen völlig unmöglich machen kann;Reduction of the appearance of the "Degradation", which is otherwise expressed in an increase in viscosity, which makes pouring completely impossible can make;
Verbesserung der Sedimentation des kristallinen Sprengstoffs im geschmolzenen Tolit, was die Dichte des brisantesten Sprengstoffs in den unteren Schichten der explosiven Mischung erhöht;Improvement of the sedimentation of the crystalline explosive in the molten tolite, which the Increased density of the most explosive material in the lower layers of the explosive mixture;
Wirtschafflichkeit durch Verminderung des »überstehenden Anteils«;Economic efficiency by reducing the "excess portion";
Verbesserung der Detonationsgeschwindigkeit um rund 100 m/sec für 40% Oktogen, was den erhöhten Preis des Oktogens gegenüber Hexogen kompensiert undImprovement of the detonation speed by around 100 m / sec for 40% octogen, which is the Compensated for the increased price of the octogen compared to the hexogen and
die Möglichkeit der Verwendung eines preiswerten Nebenproduktes, das vorstehend mit »Hexo-Okto« bezeichnet ist.the possibility of using an inexpensive by-product, the above with "Hexo-Okto" is designated.
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