<Desc/Clms Page number 1>
"Nouvelles compositions explosives et leur procédé de fabrication"
La présente invention se rapporte à une nouvelle famille d'explosifs puissants et plus parti- culièrement à des explosifs puissants convenant pour être utilisés dans des cartouches de petit diamètre ; elle concerne également un procédé permettant de fabri- quer ces explosifs. L'invention vise particulièrement des compositions explosives comprenant de l'hexaméthy- lènetétramine est du nitrate d'ammonium.
On peut, d'une manière générale, classer les compositions explosives en explosifs moléculaires ou "fixés", explosifs hétérogènes et explosifs hybrides.
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
uxj'iMlf moléculaire I'wtl,f..2r:a: ct la fois- un ccsbus- :;.:.t1-; ut aira a:Cj.Li.:, t u... j.4 a uo15culf: et il est ha- u ...l,i:ii ..' : :v constitue do ,;0'1. "s du type CAF lies à de; ;r:.'.;:,'.:: du type lC. en peut citer coauc- exemples d'ex- la:.:.f:, oi.G.zltz:.rz la aitroglyccriiie et la fcrlnifcro- t3lu-6. Ü explosif ,v6.::rCi,t-G:1C3 eut un c-lance dos par'- t:13 macroscopiques (ou quelquefois de pel- lic\.t'J.:; d'c:-w:t:¯t nt ûa wa'r..;,tible. Un aélanse do nitrate =x' u.,.,o: i uz: et d'huilo conbustible est un bon ex--s.plc .1' u.:: ; (.\.'..butible ¯ h tro r;ne .
Un explosif hybri- iu cet zxr. r-.tlaxl7,e d'un explosif ol;aul.xe et d'un \X::103i;: iivwJro.3&ne. Lus explosifs hybrides constituent la ca4:;,ar:.o l. plus courante d'explosifs industriels - G'Mß-..{?...r â.Gc Jyr.atlitC;1 .\ la nitrog1yc5:rine. La par- tie \':x:,lCJ:::ii' r.ol.'1Qu1a.iN de l'explosif hybride est la nitroglycérine jt 1 portie hÓt6rone est constituée ##ar du nitrate d'a.":'.:1oniu: et/ou du nitrate de sodiun, avoa '10 IJ. 8.t..: .10 boio et d'autres substances carbonées.
Un but sisjeur de la technique des explosifs 6t....i t d'augstcr, dans les hybrides, la pro- portion d'oxydant, on ;n4ra1 du r.,itrabe d'arutoniuii, ut de çl4-minu.-.r- la proportion d'o:qlocif moléculaire st,.'nsib1 aux choc et au 'frotteront; et de prix élevé.
Un autre but itait d'élaborer une composition explosive
EMI2.2
qui soit exempte d'ingrédients constitués par des explosifs moléculaires et qui soit coins dange-
EMI2.3
reuse qu'un explosif moléculaire Qu. un explosif hybri-
EMI2.4
de, tout en conservant les propriétés intéressantes de ce dernier. On a dans une certaine mesure réussi à at-
EMI2.5
teindra ce dernier but en ce sens que des mélanges
<Desc/Clms Page number 3>
d'huile de pétrole et de nitrate d'ammonium particu- laire, sous forme de globules, sont maintenant en ser- vice comme agents de sautage dans des opérations d'ex- ploitation par excavateurs.
Bien que cet explosif hétérogène soit très peu coûteux, sa composition et soi état physique sont' trc-C variables. Il est difficile de contrôler des facteurs tels que la répartition de l'huile et la jrosseur des
EMI3.1
particules: l'huile a tendance à s'écouler ou à eu se- parer ou bien elle est inégalement absorbée,-en donnait un produit de composition non-uniforme; de plus les par-
EMI3.2
ticules de nitrate d'ammonium tendent i>9xòii< à se du*' sint6rer en raison des changements de phases détermina par la température et. quelquefois le nitrata d'ammonium a tendance à fondre ou à se durcir à c uco de 7.' hf,u.i 3.i té, ou en raison de certaines transformations crisfcalli- 2U53 oocasionneon par dos variations cycliques el.., taapy- rature.
Etant donné que la résistance TA ::6l.U1{;t:I ut aos aptitude à entre.- ténia? la détonation dans le trou d mise dépendant critiqueriunt do la concentration en huila gaz de la grosseur des particules, lea siap3.es explosif.! hétérogènes en "globules d'.hu..c", donnent souvent, pour les raisons que l'on vient d'indiquer, des rÓ.'.11 t;:tts va- riablets et peu satisfaisants.
Les forsulee d'explosif a comprenant du titrât o d'amaonlua et de l'haxam6ttylènt6tramine zone connues.
Dans ces formules, le nitrate d'aïuaonium sert d'oxydant 'U-out r.,oina'%re pa.I.-in, et l'hexaméthylènctéfcramine, ou tout au oins zone partie, de combustible. Toutefois eue formules n' ont ét'i utiles que eo-sio agents de sautage, à la différence des dyna-i':-.'
<Desc/Clms Page number 4>
en bâtons, c'est-à-dire d'explosifs en cartouches, à moins d'incorporer dans les formules des ingrédients du type des explosifs moléculaires, comme la nitrogly- cérine .
Do même, les simples explosifs ou hétérogènes du type en globules d'huile ne conviennent pas comme explosifs en cartouches. Il faut distinguer les explo- sifs on cartouches des agents de sautage. Les agents de sautage exigent une charge de fort diamètre et il faut les amorcer aveo un détonateur à grande puissance.
D'autre part, un explosif en cartouche est une charge du type en bâton dont le diamètre etat faible et on peut la faire détoner à l'aide d'une amorce N 6 ou N 8.
Actuellement, les seuls explosifs en cartouches dont on dispose couramment sont des explosifs hybrides dé- nommés dynamites & la nitroglycérine. Dans le commerce, les explosifs en cartouches sont simplement dénommés dynamites. On pout encore classer dans chaque catégorie les agents de sautage et les explosifs en cartouches entre explosifs à densité élevée et à faible densité.
En général, un poids spécifique élevé implique une gran- de vitesse de détonation, une pression de détonation élevé? ot une grande puissance en volume. Il y a par conséquent quatre catégories d'explosifs: (1) les explo- sifs en cartouches de densité élevée - dynamites-gomme ;(2) les explosifs en cartouches de faible densité - dynami- tes à l'ammoniaque; (3) les agents do sautage de faible densité - explosifs hétérogènes comme les globules d'hui- le etc...;
et (4) les agents de sautage de densité éle- vée- explosifs hybrides comprenant le trinitrotoluène
<Desc/Clms Page number 5>
et le nitrate d'ammonium sous forme de 'bouillies liquides et d'autres combinaisons hybrides. Il y a lieu de remarquer, dans lu classification ci-dessus, que seule une des quatre catégories comprend des explosifs hétérodynes, ceux-ci étant des explosifs de faible den- sité. lies explosifs en cartouches connus et les explo- sifs de densité élevée comprennent tous comme élément constitutif un explosif moléculaire.
Dans toute cette description, les termes "explosif en cartouche sensi- ble aux amorces" ont pour but de désirer un explosif que l'on peut faire détoner avec une amorce N 6 ou N 8, dans -une cartouche en papier de 20 cm, ayant un diamètre de 31,5 mm environ.
Conformèmenet à la présente invention, la demanderesse a maintenant découvert que lorsqu'on com- bine certaine combustibles avec du nitrate d'amaoniua par un procède nouveau, le produit,qui est un explo- sif hétérogène, est doué de propriétés étonamment dit-* férentes de celles dos explosifs hétérogènes élassiques connus, comme les mélangea de nitrate d'ammunium et de combustible.
Alors que les produits de cette invention conservent le peu de sensibilité aux chocs, à le chaleur et au frottement associés aux produits constitués par du nitrate d'ammonium et du combustible classiques, ils possèdent en même temps une grande sensibilité à l'amor- çage par des ondes de choc provenant des détonateurs ainsi que d'autres agents d'amorçage et, à la différen-' ce des mélanges courants de ce type, les produits de l'invention ont les propriétés des explosifs du type en cartouches en ce sens qu'ils entretiennent les:
grandes
<Desc/Clms Page number 6>
vitesse-? de intonation dans des cartouches en papier
EMI6.1
de petites dimensions corrs celles dont on se sert pour la dyiviziîe. Crx peut également charger ces pro- duits avec des poids spécifiques apparents atteignant
EMI6.2
1<5 C/cs' environ et conservant malgré cela leur apti- ttlii;1 à propager une explosion. On peut contrôler étroi- tètent IIA-taz physique et chimique des produits de cette invention, et ils restant stables au magasinage si le .produit est convenablement protégé contre l'humidité
EMI6.3
asbiMie.
Par la aise en pratique de cette invention J il est par con3équont possible de surmonter bien des difficultés d'utilisation et do manipulation qui accom- norma les sîzplea zèlaneen de nitrate do 1 a:.won1um et du Coz.:b\4Dtj.ble tit d'éliminer dans de nombreuses appli- cations la n6cfeSBit4 d'ajouter dea substances oxplosi- vef! aciesulaires sensibles, comme la nïtroglyodrînet le trinitrotoluène, le tétryl, etc.
Dans le procède de cette invention on utilise
EMI6.4
des appareils Simplon et que l'on trouve couramment et il élimina de nombreux dangers existant actuellement dans la fabrication des explosifs.
La présente invention a donc pour buts @ - un explosif hétérogène convenant pour être utili- sé comme explosif en cartouches - de fabriquer des compositions simples de nitrate d'ammonium et de combustible , convenant pour un domaine plus étendu de travail aux explosifs et d'autres appli- cations des explosifs, que les produits similaires dont on disposait jusqu'ici ;
<Desc/Clms Page number 7>
- des compositions simples de nitrate d'ammonium et de combustible, que l'on puisse utiliser dans pres- que toutes les dimensions de cartouches, où seuls les explosifs moléculaires sont actuellement applicables.
Il est bien évident pour tous ceux auxquels , le sujet est familier qu'il résulte de nombreux avan- tages du remplacement d'un explosif hybride qui ren- ferme des ingrédients constitués par des explosif? mo- léculaires, dans une proportion quelconque, par au explosif hétérogène simple.
Donc un autre but de l'in- vention est de diminuer les dangers pour la santé et la sécurité dûs à la présence d'explosifs moléculaires comme la nitroglycérine, le trinitrotoluène, le tétryl, etc..., dans des compositions explosives, en remplaçant ces compositions par des substances qui sont très in- sensibles sun excitations dues aux choc t, à la chaleur eu au frottement et qui ne sont pas nuisibles à la san- que ce soit dans leur fabrication ou dans leur uti- lisation. Un autre but encore de cette invention est d'éliminer le prix supérieur des explosifs moléculaires en apportant des explosifs hétérogènes dans lesquels on utilise uniquement des composants combustibles peu coûteux,
que l'on se procure facilement, conjointement avec un oxydant peu coûteux et en proportion najeure.
Cette invention a en outre pour buts : \ - un explosif hétérogène que l'on puisse mélanger avec un oxydant additionnel pour former un explosif @ hétérogène douné de propriétés améliorées, dont -or. puis- se se servir comme explosif en cartouches ou comme agent de sautage;
@
<Desc/Clms Page number 8>
- des formules améliorées d'explosifs, comprenant du nitrate d'ammonium et de l'hexaméthylènetétramine, que l'on puisse utiliser non seulement comme agents de sautage, mais qui également conviennent éminemment com- me explosifs \en cartouches sensibles aux détonateurs j - un procédé perfectionné pour mélanger l'oxydant et le combustible d'un explosif hétérogène ; - un explosif hétérogène que l'on puisse mélanger avec d'autres substances explosives non-moléculaires, pour obtenir des agents de saulaie de densité élevée ayant les propriétés intéressantes des explosifs hybri- des de densité élevée ;
- un nouveau procédé de fabrication d'explosifs au nitrate d'ammonium, qui élimine les dangers existant antérieurement dans la fabrication d'explosifs ayant les mêmes propriétés intéressantes que l'explosif hété- rogène décrit ici même; - des procédés de fabrication des formules d'ex- plosifs perfectionnées, indiquées plus haut.
Ce buts ainsi que d'autres encore deviendront évidents à la lecture de l'exposé et de la description ci-après de cette invention.
On va maintenant décrire en détail le procédé et les produits de cette invention en se reportant aux dessins annexa.::, dans lesquels : - la figure 1 est un relevé de la relation entre le densité et la vitesse de détonation de deux mélanges de nitrate d'aumonium et; de cembustible de l'ancienne- pratique et d'un explosif typede cette invention ; - la figure 2 est un schéma de circulation du
<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
proe d* de cette invention;
* la figura 3 est une vue .:le l'appa- reil utilisé dans la mis, en pratique du procède dû cette invention ; - la. figure 4 est un releva de la solubilité du
EMI9.2
nitrate d'M3Eloniu m de llfc xau±thylèaetcfrriaaiiie dans l'û&.u diverses tes:pûr3.turen ; - la figure 5 aGt le specCrograsse dans 1' infra- rouge du produit d'addition du nitrate d f a:or..i \).'U ot 'de l'hexaaêthylèiietétraiaine de cette invention.
Ou peut en quelques mate définir l'exploaif de cette invention coame étant un explosif tondu., ;,tant la mejeure partie en poids *et un, ojqrdaiit et la t1invUl'\} partie en poids est une KaUièro co#bustible, l'xploJit étant en outre caractérisa par le fait qu'il comporta
EMI9.3
l'oxydant sous forme de cristaux enrobés ou noyt/8 dans une gangue ou enveloppe du combustible et de tout pro- duit de la réaction de l'oxydant et du combustible, de telle manière que lors de l'amorçage les produits de
EMI9.4
décomposition de l'o::ydant sont mis on liberté avec una vitesse suffisamment rapide pour réagir avec le combU3- tible, pour entretenir la détonation.
Pour forme-- l'explosif de cette invention, il est nécessaire d'entourer le? cristaux de nitrate d'am- monium d'une enveloppe de combustible et de tous les produits de réaction du combustible et du 'nitrate d'am- monium. On peut alors définir de la manière suivante le procédé de cette invention par le fait qu'il comprend les opérations suivantes :on chauffe rapidement un mé- lange d'un oxydant et d'un combustible pour former une
<Desc/Clms Page number 10>
EMI10.1
mazz,z fonda et ensuite on re-froidit rapidement la masse fondue, pour fermer d3 ci3aux de l'oxydant ftatourîs une enveloppe de la matière combustible et"ln tes ses produits de réaction.
On préfère i'ad le soit suffisaient rapide pour .torse.? des cristaux d'oxydant dont la dimension maximale ne dupasse pas 100 microns. En pratique, la plupart des ' cristaux d'oxydant sont beaucoup plus petits que le
EMI10.2
raxisym spécifié.
Le procède peut comprendre dos opérations sup- comme l'incorporation à la masse fondue
EMI10.3
de certains additifs détûrmin8, la granulation de l'ex- plosif no11de forcé par le refroidissement et le tassa- go du produit granulé.
.Bien que la dcnander&sse ne désire pas être liée par le théorie offerte ci-dessous, on pense que l'explication du comportement inattendu des explosifs
EMI10.4
de culte invention, f*n comparaison, avec celui d'explo- cira classiques de ce type, réside dans la meilleur degré de entre l'oxydant et le composant combus- tible. Avant de décrire cette invention en détail, il est par conséquent utile de passer brièvement en revue les effets du degré de '.mélange sur le comportement des
EMI10.5
explosifs ht6rQGènes et en particulier sur le compor- tement d'explosifs classiques renfermant des proportions majeures de nitrate d'ammonium.
Ainsi que le fait est bien connu, la vitesse de détonation d'une composition explosive peut se cal- culer conformément à la théorie dite de Chapman-Jouguet.
C'est là la vitesse idéale de détonation; la vitesse
<Desc/Clms Page number 11>
réellement observée est habituellement moindre. On dési-
EMI11.1
gne dans ce qui suit par "incrément de vitesse"'la. dif- férence fractionnelle entre la vitesse réelle et la vi- tesse idéale.
C'est également un fait bien connu que la dé-
EMI11.2
tonatlon traverse l'explosif sous forme d'un front, avec' , une vitesse donnée. te front est une onde de choc qui élevé soudainement la pression et la tmopérature au sein de l'explosif. Cette élévation immédiate de la tempéra- ture déclenche la réaction chimique, qui ensuite conti- nue avec une vitesse qui dépend d'un certain nombre de facteurs différents. C'est ).' énergie libérée par la réaction chimique qui maintient la propagation continue du front de choc.
Si la vitesse de la réaction chimique . est trop lente,une partie seulement du l'énergie chimi- que totale est libérée en tempe voulu pour apporter son
EMI11.3
soutien 4*ltonde d'à Choa, Don ; Od tu la vitesse de dé- tonation est inférieure à la vitesse maximale eu Idéale-, Comme la réaction exige un temps fini pour Cl.I)Vi1' toto- le, il y a toujours une zone de loneuetr finie d'un la- quelle n'effectue la réaction@ elus faible sera là lon- sueur de la zone de réaction, et plus il y & de chances pour que l'onde de choc poursuive sa propagation dans
EMI11.4
toutts la.longueur de la charge explosive.
C'est le rap- port de la longueur de la zone de réaction au diantre
EMI11.5
de la cartouche qui détermine le décrément de vites-4a ou
EMI11.6
la différence, fractionnelle entre la vitesse i"éello et la vitesse idéale. Donc, si on connaît la longueur de la zone de réaction d'un explosif détermine on peut
EMI11.7
alors établir.si l'explosif peut ôtre1 utilisé dam; dos
<Desc/Clms Page number 12>
cartouches de petit diamètre ou si c'est un produit du type agent de sautage qui ne peut servir que dans des cartouches de fort diamètre. La demanderesse a constaté que, pour avoir une utilité pratique pour de petites cartouches de 25 mm de diamètre environ, la longueur de la zone de réaction ne doit pas dépasser 10 mm environ.
La vitesse de la réaction chimique, dont dé- pend la.longueur de la zone de réaction, est également fonction de la vitesse de comoustion des éléments cons- titutifs de l'explosif. La meilleure manière de décri- re ceci est de se reporter à un explosif moléculaire granulaire type, comme le trinitrotoluène. On considère
EMI12.1
quo les particules d'txplosift Moléculaire brûlent comme des graine -le poudre.
Lorsque l'onde de choc passe sur
EMI12.2
un grain, elle en échauffe la surface et 14clonche la combustion du t::'o.in.....& ela=ttl air-si amorgdel een*ua< le grain en une érosion (\oautlU'lte, depuis l'extérieur vers l'intérieur Var consutuent, dans un explosif moléculairoi le décroisant de vitesse est proportionnel iitu rayon du irain. Le derémt-nt du vitesse est d'autant plus grand, dans des conditions données d3 diaubtre du cartoucue, de raeserrtment et de densité apparente, quo les Grains sont plus gros.
La manière dont sa comportent les explosifs
EMI12.3
hétérogènes formés deu-i con'bustible et d'un oxydant est différsfnfcft et à certains points îe vue opposée à celle des lOJt5 toi Oculaires, On penat que la rbac- tion se combustion d'un explosif hétérogène forcé d'un combustible et d'un oxydât est d'un type à diffusion.
<Desc/Clms Page number 13>
Dans les explosifs moléculaires, la ration est à
EMI13.1
vrai dire le regroupement des atones dan.s chcicuno des molécules, acis dans un :;Y3tI:le combustible-oxydant, les deux types de molécules doivent 8tre r-élenaéee par diffusion avazt que la réaction fuisse se produire.
Ainsi, dons un explosif h6tSroJ:)t?n qui renferma des par- ticules de combustible et d'oxydant séparées, la cha- leur de l'onde da choc vaporise ou #léeoc îo*: l s pti- culois et la ïCttCtlOA qui cuit se produit: lorsque le.! poches séparées do c01\1ùuftiblo et d'oxyiaat diffusant l'une dans l'autre. La vlte13t11.1 de diffusion et donc la durée de la réaction, dépendent de la distança moyenne dont une molécule de combustible ou d'oxydant doit dit'-
EMI13.2
fuser pour réagir, Plus petite eat la dictM'iee dont la molécule de combustible ou doit diffuser, et plus courte est la durée de la réaction et plua pt1t . est le décrément do vitesse.
Le principe à déduire du . l'expose ci-dessus est que dans un explosif htro'ne formé d'un combustible et d'un oxydant, la durée de la réaction sera d'autant plus brève et la vitesse réelle de'détonation se rapprochera d'autant plus de la vites- se idéale de détonation que la diatance sur laquelle une ..particule de combustible ou d'oxydant doit diffuser
EMI13.3
sera plus courte. Si par eonaiquent il était possible de mélanger l'oxydant et le combustible à l'échelle mo- léculaire de telle manière que les molécules d'oxydant et de combustible se trouvent en contact intime, la vi- tesse réelle de détonation se rapprocherait de la vites- se idéale de détonation.
Dans les explosifs hétérogènes, la vitesse
<Desc/Clms Page number 14>
EMI14.1
initiale de dégogeaeat de chaleur par la réaction chi- e1'ju& exerce une influence sur la sensibilité à l'amor- çagu, La vitesse in.!:ti...le de dégagement de chaleur est un* résultante de la vitesse négative de dégagement de
EMI14.2
cnaleur par vaporisation ou décomposition endothermique et dû la vitesse positive de dégagement de chaleur par la réaction au combustible et de l'oxydant. L'oxydant, c'est-à-dire le nitrate d'ammonium, ne contribue que peu z la vitesse négative de dégagement de chaleur par vaporisation parce qu'il se décompose principalement
EMI14.3
par de proceueu3 exothermiques.
Le principal processus d'absorption dti citalu,.tr tint la vaporisation du conlbU4- tible. Si toutes les particules de combustible étaient exposées z l'onde de choc depuis le coumenccmont. tout le C:Ot.Du3tiblc se vaporiserait et par conséquent contri- buerait à la vitesse négative de d6eag-emaxit de chaleur par vaporisation. On peut donc améliorer la sensibilité d'un explosif en exposant initialement, non la totali-
EMI14.4
té, mais jeulement une partie du combustible à l'onde de choc. Dans l'explosif de la présente invention, le combustible est réparti dans les grains et intinement
EMI14.5
m4lanGé au nitrate d'anusoniua.
Par conséquent une peti- te partie seulement du combustible de la surface des grains se trouve initialement exposée à l'onde de choc et de ce fait elle contribue moins à la vitesse négati- ve de dégagement de chaleur par vaporisation. Le princi- pe que l'on doit tirer de l'exposé ci-dessus est que la sensibilité de l'amorce d'un explosif hétérogène peut être améliorée si seulement une petite fraction du com- bustible de la surface des grains est initialement
<Desc/Clms Page number 15>
exposée à l'onde de choc.
Avant d'exposer cornant obtenir un explosif hétérogène du type en cartouche que l'on puisse faire détoner avec une amorce N 6 dans des cartouches de faible diamètre, il faut faire une distinction entre les termes grain ou particule, et cristal. Un grain ou particule est une entité de matière solide générale- ment délimitée par une surface de séparation d'air qui reste intacte dans les manipulations ordinaires et apparaît soua forme d'une entité distincte sous le microscopeLa matière de l'intérieur du grain peut
EMI15.1
être hétérogène ou homogène,;
ce peut ft.1$ un tristal unique un fragment d'un cristal unique, une nasse co... n'rente de aioro-cristauy d'une soûle substanos, ou -bien wu maton cohérente de deux ou de plus du deux oozpqsaate chimiques comme il plon .t'or11l;) par 8xem.le par cons61at1oA d'un 8Y8têmo ".ltot.q\1(h Par contre, un cristal est une unité entière de lI1B.iHèr6' cristall1... ne homogène et il est formé à l'origine à partir da l'état liquide.
EMI15.2
La 4emlU1derc... A constate, en combinant un oxydant? et un combustible par fusion et congélation ria- p14113, qu'il .et posait le d'obtenir un écheitt ac mIt... lans\' bien plan petite que p d'autres procéléo d& mé- lange connus go m61an de l'oxydant et du combustible, de$ explosifs hétérogènes. On chauffe le combut1bl et l'û3fyd!Mt ,pour tcrner une solution dans laquelle! ils se trouvent sélîtngla à IléchQljo colepulRij:û. an solution, les deux substance4 sont en mélango auzri in- time qu'il est possible de l'obtenir sans réaction
<Desc/Clms Page number 16>
EMI16.1
chimique. On refroidit ensuite rapidement la 80lut A pour que les cristaux qui sa forment par congélation gardant une grosseur minimale.
Dans le procédé de l'in-
EMI16.2
vention, au cours de la congélation rapide, les cris- taux a 'oxydant forment de nombreux noyaux spontanés lorsque lu solution est sur-refroidie,
En continuant à refroidir jusqu'au point où le combustible commence à cristalliser, les cristaux primaires, qui dans le cas présent sont des cristaux de l'oxydant, sont enrobés dans une gangue ou enveloppe continue de combustible, de tout produit de réaction du combustible et de l'oxydant et de cristaux plus petits de l'oxydant.
Les cristaux qui sont les premiers à se former, c'est-à-dire les cristaux d'oxydant, peuvent être appelés les cristaux primairen et les cristaux plus petits qui forcent l'enveloppa peuvent être appe-
EMI16.3
las les cr.1..:\t uUX oocondair&.'j. On ponue quu lea cristaux secondaires sont des cristaux du combustible, de Itoxy- dunt et du tous les produits de la réaction du combus. tible et de l'oxydant.
Ainsi, non seulement les cris-
EMI16.4
taux pris,Aires de l'oxydant sont entourés d'une envo'" loppe qui comprenu le combustible, mais à l'intérieur dit l'enveloppe elle mdmol des cristaux plus petits .la l'oxydant se trouvent également on rapport intime svec les petits cristaux de combustible , Tour abréger, dans -
EMI16.5
tout le ruutu u cette description on appellera l'en- veloppa mm enveloppa de cos.buatibla' et de tous les produits de 1<: réaction de l'oxydant et du combustible. Tout,ato'4n Il va de soi que de petit.> cristaux dut l'oxy- jan-. :,,'uvnt; su trouver inclus dans l'enveloppe.
Les
<Desc/Clms Page number 17>
EMI17.1
cristaux secondaires qui tQent l'enveloppe sont 10 fois plus petite, ou :#ê::t'i plus, q.le les cristaux primaires. Li. demanderesse a constaté 'lU' il est poasi- ble, 'en refroidissant rapidement; la masse fondue, d'obtenir des cristaux primaires d'oxydant dont la di-
EMI17.2
aenaion niuciaale ne dépasse pas 100 microns. Ces 0 ;.'h,. tux sont recouverts d'une enveloppa continua du oom- bustible et de tous les produits de la réaction, de l'oxydant et.du combustible. La m1\9Sd fondue et annui- té broyéo est ilote constituée dû particules ou ertilni, qui comprennent de nombreux cria taux d'oxydant 1\Qy\tJ dana une enveloppe de combuotïble et de loua les pro- duits de la réaction du combustible et de l'oxydât.
On pense que le rapport intime entre les cristaux d'oxydant et le combustible, dans l'enveloppe, contri-
EMI17.3
bue à la vitesse extraordinairement Grande de la réac- tion chimique de l'explosif hétérogène de cotte inven- tion. L'oxydant et le combustible, se trouvant en con- tact intime dans la particule ou grain, réduisent au minimum la distance sur laquelle la molécule de combus- tible et la molécule d'oxydant doivent diffuser, pour réagir, lors de la vaporisation. Far conséquent, la longueur de la zone de réaction se trouve sensiblement
EMI17.4
diminuée quand on la compare avec celle d'autres explo- sifs hétérogènes connus et par conséquent l'explosif de la présente invention se propage dans des cartouches de petit diamètre.
De plus, en raison du fait que la
EMI17.5
majeure partie du combustible est emprisonnée à-l'in- térieur du grain ou particule, la totalité du combus- tible n'est pas exposée à l'onde de choc dès le commen-
<Desc/Clms Page number 18>
cernent et n'est pas vaporisée à ce =ment. Donc on pense qu'en une partie du combustible dans
EMI18.1
le grain ou particule, la vitesse négative do dêgsgt- mort de chaleur par vaporisation ou décomposition en- dotheraique au trouve diminuée et que la sensibilité de l'explosif hétérogène de cette invention et $uP6- rieure à celle des autres explosif hétérogènes connus.
On va illustrer pas quelques exemples les pro-
EMI18.2
pr:1.éts ...él1ores du pr6aunt explosif e..1 comparaison avec d'autres explosifs hétérogènes connus et avec cor- tains explosifs hybrides,. Cook ('"Bh :)c18n08 of High Explos1ves". par elviD..1. Cook, publia par la Reinhold l'ublir;hin6 Corporation en 155S). indique à la page 57 qu'un m6lan e do nitrate d'aNaoniua et d'huile combus- tible, 1 d1J \un tube en carton de 127 on de diamètre, a une vitesse do détonation mesurée de 5,O m/sec seu- lement. Si l'on admet que ce produit a une densité type de 098 g/e# , on calcule que la vitesse de détonation idéale de cette composition est de 3,905 mlsee environ, soit de plus de 5û >- supérieure à la valeur observée.
A ti-cre de comparaison, on a constaté qu'un des explo- sifs fondus de cette invention, dans une cartouche si- milaire (tube en carton de 126 mm de diamètre)t a une vitesse de détonation mesurée de 4.7úV m/sec. Dans ce cas la densité de l'explosif était de 0,95 g/CZ3 et la vitesse de détonation idéale était de 4.950 m/sec, soit de 9 % supérieure seulement à la valeur observée.
Même des compositions renfermant de la nitro- glye6rine, c'est-à-dire des explosifs hybrides renfer- mant principalement du nitrate d'ammonium, s'écartent
<Desc/Clms Page number 19>
fortement de la vitesse idéale quand on les fait explo- ser dans des cartouches en papier de 32 mm de diamètre.
Par exemple Taylor ("Détonation and Condensed Explosi- ves" par J. Taylor, ouvrage publié par la Oxford Uni- versity Press en 1952), indique à la page 12 que la .' vitesse pour une dynamite renfermant 10 % de nitrogly-
EMI19.1
cérine, 80 6 de nitrate d'ammonium ot 10 :, de comu.:J- tible carboné, est de 3.620 m/sec, tandis que la vi- tesse calculée, pour la densité indiquée de 0,98 0/ry
EMI19.2
est de 4.e27O m/sec. A titre de comparaison avec le chiffre ci-dessus, on a constaté qu'un explosif sui- vant la présente invention détone avec une vitesse de
EMI19.3
3.740 m/sec dans une cartouche normale le 3lt5 mm Ü3 diamètre et une densité de chargement de 0,9:? 6/cuj, ' la vitesse idéale pour ce poids spécifique étant du 4.650 mlzeo.
Ces conditions équivalent à un <!'?at Of.:On... tiellement non enfermé, dans lequel les plus Impie mélanges de nitrate d'ammonium et do combustible ne détonent pas du bout dans toutes les oh.x':'cs de Co dia- mètre. La composition de cet \lxploei.f (hiait la iiuivan- te ; po" de nitrate d'jwQani\U.1, 8,5 " <1'heXNnôthyU'll"'" tétramine et 013 fla de savon.
On peut voir d'après cet exemple que l'explosif 'le cette invention, qui ne ren-
EMI19.4
ferme pas d'explosif moléculaire sensible, cotmo la nitroglycérine, détone avec une vitesse de 80 % de sa valeur idéale, dans une cartouche normale; la. composi-
EMI19.5
tion explosive classique à 10 % de nitroglyc6r 1no ,. in- diquée par ïaylor, a une vitesse de 61 % seulement do la valeur idéale, dans dos conditions similaires.
EMI19.6
On trouvera, iana Ic tableau suivait encore
<Desc/Clms Page number 20>
EMI20.1
d'autres exemples montrant lu supériorité de l'explo- sif de cette invention sur un simple mélange d'huile combustible et de nitrate ci 1 ar.monilU:i.
Dans ce tableau,
EMI20.2
résultats pour un semblable mélange à base d'huile
EMI20.3
combustible, ont é-té obtenus dann des- conditions iden- tiques à celles utiliseras, pour évaluer les explosifs da cette invention. Dans ces essaie, on a chargé lea divers explosifs dons un tube normal en acier de 35 eux de longueur et de 37,5 Ma de diamutrc noiainal. On a
EMI20.4
mesure la vitesse de détonation sur un intervalle de
EMI20.5
152 aa, à l'extrémité OPI'O.3tc celle du détonateur, par la m6thoJe bien connue de Dautriche.
La première soupouition du Tableau 1 est un explosif en "globules d'huile", Jp:cialell1ent l)l'';par&, qui a une sensibilité ccnjidurablïMnt, plui-3 grande aux détonateurs explosifs et qui est oien plus :!;1C' d'entretenir la détonation dans dos charges étroites et peu renfermées que les mè- làngus de globules d'huile OOU''IlUl1.tr.lent utilisés.
Silo uoit donc etro considérée pour cette comparaison comme étur.t un exemple extrc=omunt favorable de cette caté- gorie Lez produit:! d6ie;nca par soaposi'- tion.: 1 à 5 perst;nttmt dos compositions explosives t3r,ue da cettu invention *
<Desc/Clms Page number 21>
EMI21.1
TABLEAU!
EMI21.2
VITESSES DZ :ï}E:.'ù:i.1'Icr ..ESU.:#FS
EMI21.3
Composition Densité Dêzonuteur Vitesse Ui/soe)r Rapport (55 en poids) (g/CM3) tao.'( hJ.loftj obser- iléals obtervv Véa r.1' 5,1 huile com- bustible Ne2 018G M0 8 25l 3995 0*65 94,9 !Ùtratt} d.'a::unQ.nium 0f8? 25 g de tôtryl 2&6? 4026 0,?1 Composition Nol 2C,Q ur60 0|&? S* 8 4087 3z7 l 0> 8C.0 nitrate dl ammonium ,S7 25 S de t6tr,yl 3812 3LI7 O,fe tomposit1.on KS2 10,0 u:t'6e ?:5 dieylwdiamide 0,92 Ne 8 4248 4514 0,95 8%;
95 nitrate d'ammonium 0,90 25 s de tétryl 4248 400 0, Composition 1fo, 6,6 ur.se 10ta dioyandiamîde 0,92 no 8 4239 4066 1,05 83,4 nitrate d'ammonium Ot9O 5 g de tétryl 4605 3934 1,1? Composition N04
EMI21.4
<tb> 6,6 <SEP> urée
<tb>
EMI21.5
5,0 dicyandiamlde 1,02 o 8 4117 492 0,94 2,5 carbone 1,05 25 S de t6tryl l483 4453 1,00 85t9 nitrate d'amnonium Composition N05 9,0 hexaméthylëne- tétrumîne 1,0 acide abiétique 1,01 No 6 4575 4819 0,95
EMI21.6
<tb> 90,0 <SEP> nitrate
<tb>
EMI21.7
d'ammonium 1,01 25gdetétryl-4666 4819 0,97
EMI21.8
li Vitesse idéale de détonation D odleulée à l'aide de la formula semi-empirique : ,#.,#..
D-(m/sec) - 1.410 \/T/M + 3.500 (d - 1) dans laquelle 12 est la température adiabatique d'explosion / calculée (OK), M est le poids moléculaire moyen des gaz formée et d est la densité du chargement (g/cm3).
<Desc/Clms Page number 22>
EMI22.1
2&5 résultats exposa dans la Tableau I mon- trent, en zonant compte des limites de précision tant 4âr,B les ïsesurec que dans les calculs, que les explo... bifs da oezt* invention détonent avec une vitesse près- que Idéale dan3 ces conditions expérimentales. *on- tre, le rélarga classique de nitrate d'anaonium ot da combue-tible (nitrate 4 ' aaaoniuia et huile combustible) atteint une vitcn& do ueulement 70 % environ, de sa v&lwuï1 idéale.
Les r.08*a.-04 ei-dasaus illustrent.le fait que If-a exploaitD de cette invention peuvent 4tre fabriquas avec des vitrlssel de réaction supérieures à colles des COt1}Qz.:i. ttC/nu de nitrate d.' ammon1w: et de combuotiblt;l du l'ancienne prt1quA. Dftna et-a exemples, le fait que
EMI22.2
la vitesse de réaction *et plus grande so manifeste par
EMI22.3
l'aptituda rue pr6sentont les explosif a da cette inven- tion à t-ntrofconiï1 la détonation J-ana des charges étroi- tua, trou des vitbaeec qui se rapprochent de près des valeutz idúdlc3. La signification pratiqua de ce fait e.jt que l'on peut charger cos explosifs dans de petites cartouches pour de nombreuceo applications ou les cxplon
EMI22.4
aies sont utilisa sous cette forme et où les composi- tions classiques du simple type nitrate d'ammonium-com-
EMI22.5
buntible nont inapplicables.
EMI22.6
On a fait détoner avec plein succès les explo- sifs de cette invention dans des tubes de papier de dia- mètre aussi réduit que 8,6 mm. Ceci est à rapprocher du diamètre limite, dans des conditions similaires, pour certaines dynamites à la nitroglycérine. Des explosifs doués de ces propriétés se qualifient pour servir dans
<Desc/Clms Page number 23>
EMI23.1
des charges en forme et dans d'autres applications en charges réduites, comme dans ce que l'on convient de dénommer le "formage aux explosifs" des métaux.
EMI23.2
Una autre manifestation de la vitesse Je réaction e.7.traol,dinairement élevée des nouveaux uxplo- site de cette invention réside dans le fait qutils Hont à mène d'entretenir la détonation ±me une foio\pon!!i- dérablement t4sséa ou donslfï6s. Bien que les explosif ;* moléculaires comme la nitroglycérine, X<3 trinitroto- luène, le t6teylt etc..., détonent facilement on char- Geé denses, des comp3itiOS de nitrate d'ammonium et de combustible qu.t *r* n peuvent
EMI23.3
pas être utilisés sous forme très dense,
EMI23.4
Quand on tasse ou cl-3nei.:rie de 3 molaigoa clits- Biques de nitrate d'ammonium la. vitesse de d-'onation peut augwettfceï- au début, mde habituellement pus 8.\11:h.nt qu-lon m'y attendrait d' c1r/:t"D lit Mi4wi#, *H en dsnoi- .fiant encove plus la vitesse commonC0 L tomber aprèfc qu'on a atteint un maxJ.l:
U1 pou nroentud, au delà d'un certain point, 1 Itt détonation ne tic proposa plus du tout Ça oompo.t'1iemf>nt (tat .111u,i:ré Po-1- 1,,:c com'- bec en traita continus (expôrijaoutyaXej) do la figure 1 pour un mélange de nitrate d'anunanium 01; de d:i,:1 trot 0'" Iluéne et un Balança de nitrate d,'t.U:Unoni11m tit è.'o.l\lr.1i- nium. Go$ courtes, reproduites d'Après l'OUVrHi5" dv Cook (loc. oit. page 49). * contre-ut comaont oa comportent u4ji, explosifs un charges dû 102 tjs, do Ji:ôtr, ptobublcaunt légèrement; encloses. Dans ces nvé langea, 1 vitMe ezt bien un dessous do la vitesse Idéal*, co.'i#o on peut la- voir en comptant leu courbas ales (on trait
<Desc/Clms Page number 24>
EMI24.1
plein) avec les courbes théoriques (en trait disconti-
EMI24.2
nu) du la FiCura 1.
Lh esurbe expérimentait: repérée '#0omp.N 5"*
EMI24.3
près de la partie supérieure du diagramme de la Figure 1 montre comment se comporte la Composition ? 5 (Ta- bleau I) de cette invention. Les données de cette cour-
EMI24.4
be ont été obtenues avec l'explosif cha'r3o dons des tu- bus sn acier de 5i> jie de diamètre, couse on l'a exposé
EMI24.5
pluu haut. On admet que ces conditions sont assez équi-
EMI24.6
vulentes à celles dans lezquollee les chiffras indiquas ont été obtenue pour les deux autres compositions de 1 iléttre Il puisqu'on peut voir que supplémon- taisre que constituent les parois d'acier compense appro- xi#tiVt'BMnt l'effet d lu diminution du diaraètro.
On rr;:=.lr::ura ...utJ la composition explosive de cette invun- tion cc 00!ZPortet dans ces conditions, conuits un explo- aît 1-'rt',qutI iau'al jusqu'à mi poids ap4cîtiquu de 1,25 r,lcm3, au delà duquel la vitejua tombe quand on densi- ±le encore plu.3. :>onc, 3 an y cvt3 conditions, la compoai* tion de c.;;ttl1 .:j.nvmt1on ùjt biun pluï brisante qua les ypoduita Cl.l...1qu.::n t oot::I!'Iû le prouva lu vitesse de déto- nation bien plua élevé!,}. LUt} est ég;111,J!.lQx&'b capable du dtsiîsr 4oua mie dt,nsit6 de charzvment considérablement tlua âievêe ttt pur conséquent elle a. une rutaistance pou- sible en recz* 5nibl=nt plue el<.ve que les deux mé- latiec4 Cl;1iuoa.
Donc Ici du performances outre les ex;losite de cutte invention et lt-s produits à b:.se de citrate d f b.:':on.tu; et du cocbuati- blv cuani il,-* sont- .i,'nil'iét ;;:ot nettvont Eurqur-3 et i:.:.:.:t.:du,o$ '....t. CO::'::'<3 le Eontrent 1\:5 donné-?3 du la
<Desc/Clms Page number 25>
EMI25.1
Figure 1, ics différences sont d'un tel ordre le Cran-
EMI25.2
deur que pour maintes applications pratiques ou. il faut
EMI25.3
une* grande résistance n masse et torte 'bl'io3.t1cc, les'explosifs de cette invention peuvent maint ze qualifier, alcrs qu les jsô liages classiquvû de nitr-ve.. d-'aaeoniua et de coeouurible ne peuvent pas ut4ktî- Il Eneora d'autres rtaultata ,x'périr:l.n.tau. illus- trûnt éG.;,.l±r:Hn+' le8 propriétés peu communes o.,;, cee nou- veaux explosifs, n cotpur"zon uvqc leu èXp03it el.-4u- ciques ::
'o.u!'el'#ant du Aitratu 4'w=oni= ost du ooJt'bus1:i- blet Far exemple, dans des uasaia Iln....3 Liaquala l. pro* dU1ta ét chargé dans dea tubas .le suivre de 12t'7 rua do ciiâjsètra, on a const&té que 1& Conposition 114 5 (voir le Tableau I), entretient: la détonation jusqu'4 une aen- cité de chargement de 1,49 Dane les 1.l8mu condi- tions, un mélange de nitrate d'amaonium finement broyé et d'huile eombu3tiblu i;4 2, dans les proportionn hubi- tuel-lcrnent utilisées, et qui détonait bin la densit do 0,83 C/cm >, n'entretonait pas la détonation uno -fois comprimé à 1,12 g/cm';.
Donc, danu c-ss conditions, la li- mite de propagation de ce produit qui ost d'usage cou- rant; est très in±jri*ure à celle de l'explosif de cette invention, et elle ze trouve quelque part entre 0,83 et 1,12-g/em3,
EMI25.4
Il est évident, d'après les exemples ci-dessus, que les explosifs de cette invention permettent d'attein-
EMI25.5
dre les buts de l'invention. A la différence de c#nposi-.
EMI25.6
tions classiques de nitrate d'ammonium et de combustible, ils se comportent} dans la plupart des conditions, comme
<Desc/Clms Page number 26>
EMI26.1
des explosifs Boléculairea presque idéaux.
On peut donc les appliquer à l'utilisation pratique dans des cartou- ch.es de faible diamètre et. en charges densifiées la ou autrefois l'on pouvait utiliser seulement des cotpoji- tiens renfermant des quantités --ajeurts d'explosifs mo- Insulaires.
EMI26.2
C<tBN<! on fait plus facilement détoner les cocpositlons de cette invention et comme elles sont en génital plus brisante que- leu compositions classiques du nitrate d'ammonium ut de combustible, ou pourrait s'attendre à se qu'elles soient plua sensibles à l'allu-
EMI26.3
mage par choc, par frottamunt et par le fou1, Cependant, au contraire, des essais montrent que les explosifs de cette invention sont caractérisés par une très faible
EMI26.4
sensibilité vie-à-vis de ces agents.
Par exemple, sous le choc d'un marteau de l7,2 ky tombant d'une hauteur de 5,2 'mètres sur une enclume d'acier de 76 mm de dia- mètre, on n'a obtenu que de faibles explosions avec ces nouvelles compositions et cela seulement dans 20 % envi-
EMI26.5
ron des épreuves. Dans les ciômes conditions, des mélan- ges de nitrate d'ammonium finement broyé et d'huile com- bustible explosent à peu près une fois sur deux et avec plus de violence que les compositions de cette invention.
EMI26.6
De r,'Gie, ces nouveaux explosifs se soit avérés même moins sensibles à l'allumage par frottement et par le feu que certains mélanges classiques de nitrate d'ammonium et de combustible.
Par exemple, on a fait tomber un sac renfer-
EMI26.7
mant 57 kc d'un des explosifs de l'invention sur un vif feu de joie de pétrole et de bois et le produit s'est consommé sans explosion et sans aucune violence bien
<Desc/Clms Page number 27>
nette. '
Dans leur réaction au tir de balles de fusil,
EMI27.1
les explosifs de l'invention sont similaires aux mélah- ces d'huile combustible et de nitrate d'ammonium, mais
EMI27.2
ils sont bien moins sensibles q.u.5 des dynamites renfor- mant de la nitroglycérine. La demanderesse a constaté! qu'on ne peut faire partir les explosifs de cette inven- tion qu'avec des balles ayant une vitesse initiale ex-
EMI27.3
trêmement élevée, tirées par un fusil dit "220-rdpidt:1I et à bout portant.
On peut également faire détoner do cette manière des cartouches de mélanges.d'huile combus-
EMI27.4
tible et de nitrate d'anmoniuc. On n'a pas pu lalve ol<2- toner les explosifs de l'invention avec une balle tirée
EMI27.5
par un fusil de calibre ?,63 mm, m9me en appuyant les. cartouches d'explosif contre une plaque d'acier pain.
Par of;ntre une .11. de wij. do eib?e 1.$ mi &a1\ détoner des dynaiaitoi z :1.' an:u:on:Lque jlu commurou, r8we lorsque la sartnuoho est 11b:rQ!nt"t i3uspontïve en '-'air, sans âtre appuyât contre une plaqua d'acier.
Conformément à nottè ;L1want:!.on, on va décrire une gamme de compositions explosive et un procédé pour les fabriquer, Wil permet de contrbler et de valoriser au maximum des Àcteurs O(.JIUI1. la force explosive, la sensibilité aux détonateurs, vitesse de détonation et la densité,
Les nouveaux explosifs de cette invention sont constitués par des mélanges intimoa dont le composant
EMI27.6
majeur ost du nitrate <à # iw#onlua servent prlbcipalemcnt d'oxydant et le <!ompo8t mineur est un composé ou un mélange de composée appartenus à la catégorie des
<Desc/Clms Page number 28>
EMI28.1
substances combustibles solubles à l'état fondu, dùnom- ssûsw dans ca qui suit combustibles primaires.
On défi-
EMI28.2
nira avec plub de précision les termes de composants
EMI28.3
*majeur" et "mineur" relativement aux divers composants
EMI28.4
combustibles primaires. Les gamines de composition préfé- rées dépendent de la réaction théorique supposée. Dans une variante, le composant mineur peut comprendre un
EMI28.5
prduit d'édition, du combustible ou un mélange de pro- dulte d'addition formés pr la réaction du combustible primaire et du nitrate d'ammonivn dans la masse fondue.
EMI28.6
On peut caractériser les combustibles primai-
EMI28.7
res solubles à l'état fondu comme tar.t des composes
EMI28.8
capables de donner une réaction exothermique avec le
EMI28.9
nitrate d'=onium pendant le processus d'explosion et 4C-tlement c"úble6 de former avec le nitrate d'ammonium 4éH mmsoes fendue* tigeiblvo stables à dao twmpzrmtureo j.nfria'M'<'e ou point du fusion do et dernier (17000).
Le groupe prJt{ré de cez combustibles solublos à l'état fendu ùdt C:Qn:;titué PU!' ias composta organiques venter- Etant uu toina un atome d'azote et choisi dans le groupa colittue par \toc .inù$. des amideut des imides et azi- ne4, amîdes et îmiuez portant des aubstîtuants.
EMI28.10
Outre les combustibles primaires solubles à
EMI28.11
ton4us les compqaitione explosives de cette in- vention peuvent renfermer des matières combtwtïbles se* 00r.UÂirez. EllèS peuvent: 5tre des substances cornse Io 4ucre, qui .sont soluble$ d&n.! la masse fondus formée par nit.-ute et le corbuetîble primaire, dai t:.....tg.t';'> sona forzii de particules COt:.1:1fJ du carbone qui peut se trouver dispersa d une masse fondue de ce
<Desc/Clms Page number 29>
EMI29.1
S't11'Ule, ou bien des substances sous tarse de particules ou liquides, censé l'aluciniusi dit ou l'huile combustible, reepectivecant, que l'on peut t1'cani'lU1.'" ment uélanëer avec ta produit sec forai avec le nùtratw d'ammonium et- le combustible primaire.
EMI29.2
La quatrième catégorie de substances qui rj- vent sa trouver d,ine les explosifs de cr; ttt1 luvRtion, côté du n,itx"&te dee combustibles pria;iir et secondais, est constitua par des Eubstinuc quo l'on peut alaeser sous le nom d'usants modifiants. On
EMI29.3
peut-les ajouter dans lu but de modifier l'aspect exté- rieur des erU-taux t d # eapÊciieT? la croissance des cria- taux', d'augmenter la viscosité de la masse tondue, du modifier la nature physique du produit ou. de Io voietre moins susceptible à l'humidité,
On peut maintenant poursuivre la description et la définition des divers composants de l'explosif du
EMI29.4
cette invention. Les proportions d uic losquolltia cca composants peuvent se trouver dans l'explosif final sont donné(13 et illustrcea dans les exemples .
EMI29.5
Lu nitrate d' tl.4Tùoniurn qui convient pour la mé- lange de l'explosif de cette invention puut être n'impor- te quelle qualité industrielle de nitrate- d'amionium. Il peut-être complètement anhydre ou bien il peut renfermer jusqu'à 3 @ environ d'eau, ce qui signifie que l'on peut prendre directement les solutions extrêmement concentrées de nitrate d'ammonium des plateaux supérieurs de la fa- brication du nitrate d'ammonium et les utiliser directe- ment dans le mélange de l'explosif de cette invention.
On peut utiliser des globules de la qualité pour encrais,
<Desc/Clms Page number 30>
EMI30.1
qui sont rrot4o d'une eubstance enrtetant la prise en =n3a, zaiz il xt prefe-rabi" av,1-0 cela un peu le produit non enrobé ou de broyer le produit avant de l'utiliser, -fin le faciliter 1 fusion.
Il est essentiel pour le procédé de cette in- vuntion d& former une masae fendue es le nitrate A '*- ## oniUt:1; dcac une partis au rnOltU3 du combustible- 4ait être à nSxu du former cette masse fondue. Cette partie soluble t' l'état fondu est dénommée combustible primai'* te. La néocasit4 de former une solution stable et mis- cible avec lu nitrate d # a#isoniun à une empraturu de préférer.et ïr4±ériuure a 150*C et d'avoir un pouvoir ca- loritilue (chaleur de combustion) elevé restreint quel- que peu le choix de3 tlJt1ê.rea qui peuvent convenir.
EMI30.2
On peut ainsi définir les combustibles pri-
EMI30.3
mairos convenant pour la-mise en pratique de cette in- ventlon comme étant des eoiaposéa orgimiques qui forment urij sasse fondue homoiène avec le nitrate d'ammonium *z des t<;-s:p;ratures inférieures à 17ù"C environ et de préférence inférieures à 150*C environ et qui sont à iStc! d'Stre oxydée pstr le nitrate d'ajsmonium pour former das produits pratiquement tous -azaux ot de libérer de l'énergie, do préférence au moins 0,6 kilo-calories par ±ramas de adange, quand ils sont présents en quantités suffisantes pour donner avec le nitrate d'ammonium un mê- lange équilibré en oxygène, En outre, le combustible pri-
EMI30.4
maire est de préférence un combustible capable d'abais-
EMI30.5
ser le point de fusion du él3n5e de combustible et de nitrate d'cLsuaoniua.
Le combustible primaire peut être,
EMI30.6
bien entendu, un composé unique, ou bien un mélange de
<Desc/Clms Page number 31>
EMI31.1
deux-ou de plus de deux, substances combustibles tel:IOÉ qu'on les a définies.
EMI31.2
En raison.du fait qu'on ze les procure facif lement, de leur prix peu élevé et que leurs propriétés conviennent extrêmement bien à d'autres peints de vue, -le groupe préféré de combustibles primaires est consti-
EMI31.3
tué par l'urée, la dicyand1<.lI!\ide, l'hexathyl&nctétra- mine et des combinaisons de ces composés.
Le combustible primaire préféré de ce groupe est l'iiexaaéthylènetétra- mine et on décrira en détail dans ce qui suit an produit d'addition de l'hexaméthylènetétranine et du nitrate d'ammonium, qui présente des avantages particuliers.
EMI31.4
Bien que l'on préfère d'une manière générale les coMpo- sés indiqués ci-dessus, dans la mise en pratiqua de cette invention, il va de soi que le choix n'est pu
EMI31.5
limité Il. cou composés, mais qu'il peut etre fs-tt dans la catégovis de ee feus1 ibi<js primaieue wppyopriéa, t to'.8 qu'ils ont été définie plus haut,
Le combustible secondaire, bien qu'il ne soit pas nécessaire dans les explosifs de coït invention,
EMI31.6
peut être utilisé et choisi dans une gaL1:
116) étondue de substances possibles. La saule Xigfill(14 est qu'il doit à sema de s'oxyder dans les conditions de l'explosion
EMI31.7
en dégageant une granifo quantité de chaleur ot également de préférence une grande, quantité de gaz, 1a plupart des matières Cl#bon(es et quelques m6taux .finement divi.- sés jouent ce zdle. On préfère cependant choisir dus combustibles saconddiras qui possèdent également certain- nos autres propvljtéz iKtéressan63. Par oxemrle le car- bone finement Uiviaé remplit un certain nombre de
<Desc/Clms Page number 32>
fonctions. C'est un combustible extrêmement actif, il absorbe les radiations et ainsi il facilite la propa- gation de la détonation; et il épaissit la masse fon- due,en tendant ainsi à diminuer la migration de molé- cules et à empêcher le développement de gros cristaux.
Un sucre comme le dextrose est également un excellent combustible secondaire. Sa chaleur de combustion est élevée, il augmente la viscosité de la masse fondue et la conséquence est qu'il tend à empêcher le développe- ment des cristaux. De plus, le sucre reste dans le pro-
EMI32.1
duit à l'état amorphe, extrêmeI1ent dispersé et réactif; et il tend il stabiliser le produit contre les effets préjudiciables provenant de l'absorption de l'humidité anbiante.
On peut encore, dans certaines applications, préférer encore d'autres substances comme combustibles
EMI32.2
;;oen\.!.lt.1:"es, en raiaen de itiur bas prix, de leur rende- ment énergétique élevé, ou de j.'amélioration qu'ils ap- portent à l'état physique du produit. Par exemple on
EMI32.3
1/ut fabriquer un explosif extrêmement efficace rédie- tant mieux à l'eau, en mélangeant 3 ,;. d'huile combueti- ble avec une composition de 10 d'urée et de 90 fi de nitrate d'antxoniua, préparée contoruément à cette in- vention.
Les exemples de matières combustibles secon-
EMI32.4
d&ira, douufs ici, servant .Lllubt1.'or les facteurs considéra** daaa la choix de ce composant dans un ex- plosif de eette invention et mi certain nombre de ces combustibles :;; t:..:res ou de leurs ::élant;9s viendront 4 l'asr-rit J i i,o.r":.Wi. l'art et ils entrent dijis le
<Desc/Clms Page number 33>
cadre-de cette invention.
La quantité totale de combustible primaire et de combustible secondaire qu'il doit y avoir dans l'explosif,mais pas nécessairement dans la partie òn- due de l'explosif , peut s'exprimer en quantité et en qualité de produits do la réaction résultant théorique-' ment ,de la.
réaction de détonation globale. Dans la réac- tion, on admet que l'oxygène disponible (habituellement pratiquement fourni en totalité par le nitrate d'ammo- Rima), réagit d'acord avec le carbone pour former du
CO, puis avec l'hydrogène pour former H2O, et finalement avec-00 pour former CO2.
On ne suppose ou on. ne fiant compte d'aucune quantité appréciable d'oxydes de l'aso- te dans le calcul du rapport du nitrate d'ammonium, au combustible, Etant donné qu'un excès de nitrate d'ammonium, qui de fait introduirait, dans les produits gazeux ulti- mes, de l'oxygène n'ayant pas réagi, ne serait ni pra- tique ni à même d'améliorer les propriétés finales de l'explosif, on peut fixer la limite inférieure des com- bustibles à la quantité requise pour obtenir un mélange équilibré en oxygène.
On peut bien entendu, dans des li- mites pratiques, la fire varier dans une certaine mesu- re, On peut définir de la manière suivante une limite supérieure de la quantité de combustibles primaires et secondaires: c'est la quantité qui réagit avec l'oxygène disponible pour brûler sensiblement tout le carbone en
CO et sensiblement tout l'hydrogène présent en H2O. On peut voir que les pourcentages en poids réels de combus-. tible varient suivant le ou les combustibles choisis,
<Desc/Clms Page number 34>
EMI34.1
mais qu'on peut iaw:.8' les calculer pour chaque système.
Inveraeseat, on peut dire que la quantité de nitrate d'aseonius (qui représente toujours la majeure partie en poids), peut être comprise entre la quantité
EMI34.2
suffisante pour fournir de l'oxygène pour brûler nenni- blement tout le carbone 'et l'hydrogène en CC et H20 et colin qui aui'fit pour fournir de l' Ox;Ti)ène pour brûler uensiblement tout le carbone en 0 2 et en BaC.
Dans le mélange de combustibles primaires et secondaires, les pourcentages en poids de combustible primaire peuvent varier entre 100 %, a' e$t-.-d3.rr pas - de combustible sc-eondaire, et la quantité nécessaire pour fournir au moins 1;' ç du combustible total néces- sairo pour donner un mélange de nitrate d'ammonium et de combustible équilibré en oxygène. Le reste de la quantité totale de combustible présente dans la gamme de combustible total définie ci-dessus est le combusti- ble secondaire. Cependant, il va de soi qu'il entre dans le cadre de cette invention de fournir un explosif
EMI34.3
dans lequel une partie du nitrate àtammonlum est fondue soit avec une partie, soit avec la totalité du combusti- ble primaire, pour obtenir l'échelle de mélange exposée jusqu'ici.
On peut ajouter à cette masse fondue une nou- velle quantité de nitrate d'ammonium ou de combustibles
EMI34.4
scondctires, pour obtenir l'équilibre ea. oxygène désiré, et exposé dans ce qui précède.
Dans la mise en pratique de l'invention, on profère utiliser dans la composition explosive la quan- tité de combustible qui se rapproche de près de celle
<Desc/Clms Page number 35>
d'une composition explosive équilibrée en oxygène.
Par exemple, si on utilise seulement un combustible primaire, le mélange comprend, en poids, 20 % environ
EMI35.1
d'urée ou 15 % de dicyandiamide ou, 9 c/o d'hexsjaôthylene- tétramine. Ainsi qu'on l'exposera dans ce qui suit, il est possible de- former une masse fondue da tout It3\ çom- bustible et d'une partie du nitrate d'a114oniUL1. Le este du nitrate d'ammonium peut être mêlant mécaniquement avec la masse fondue résultante pour obtenir la compo- sition explosive équilibrée en oxygène.
Etant donné que la grosseur finale des cris- taux de nitrate d'ammonium, dans les produits explosifs de cette invention, contribue sensiblement au degré do mélange, il peut y avoir intérêt à ajouter ce qu'il est
EMI35.2
commode de dénommer des "agents Modifiant la #wist&lli- sntionll Bien qu'il no soit pas possible do <1:'1'e ?:&cta¯ ment quel est le râle exact de chuoun dij 0('. ferjonte ?t0- ditiants, il ont possible d'offrir des explications plausibles da la manière dont 4-la .sa coi.,portent.
Cer- tains servent à augmenter la viscosité do la lUaSt1 fen- ' due, d'autres úxoreent ilne influence sur l'aeveet extê- rieur des cristaux du nitrate d'ammoniua solidifia, tan- die qu d'autres semblent opposer due cl)DtCtolf,! 8 à la mirat1on moléculaire dans le processus de 3olîditiou- tion ou de refroidissement rapide. On va donner de exemples illustratifs de ces divers agents de modifica- tion de la or1stalli±.Eition.
Un des agents codifiant là cristallisation les plus efficaces eut l'acide abiétiqut?, qui exerce une action profonde sur l'aspect extdriuur des cristaux
<Desc/Clms Page number 36>
EMI36.1
de nitrate d'ammonium. Le nitrate d'ammonium, en pré. aonce d'acide drictique , Corna des écailles ou plaques
EMI36.2
qui n'ont pas plus le 2 ou 3 microns d'épaisseur. De
EMI36.3
plus, ces petites plaquettes sont m6me'traversées par
EMI36.4
des fissures et des trous qui augmentent encore la sur-
EMI36.5
àue de contact relativisent énorme que présente le ni- trate d'aumonium dans la produit. Il n'est pas nécessai- rù qua les quantités d'acide abietique présentes dépas- sent 1 ;## en poids environ, tandis que l'on a constaté quu des quantités aussi peu importantes que 0,2 % en
EMI36.6
poids sont tout à fait efficaces.
Un autre agent de modification de la cris- tallisation que l'on peut incorporer à la masse fondue
EMI36.7
et qui décer-ine ata c4anGemunt. assez profonds dans la produit est un agant épaississant dispersé sous forme colloïdale, coraiô une goaae hydrophile. On croit qu'une germa de ce est un exemple pt1culièrmont bon d'Agent de modification due la cristallisation. Par exem" pie, quand on ajoute 1 U de aéUtyl cellulose à une masse fondue runferaant 20 ;.# d'urée et 80 I-J de nitrate deam- Kuniua, l'explosif obtenu Qat beaucoup plus sensible aux awtoaataura que 1s 8me produit sans méthyl oellulo-' JO. D'autres ;a1uiBantn du ce type coapronnent, Mia aAns esprit 11tAt1, des gosns v4Sétulqi et des asti- dona.
Rien qua l'ff);!t de ceux-ci soit soins marqué quo celui de la'm.thyl cellulose, ils contribuant effective- aûnt i êI:p8chr)r) eoE.2!j on le désir , que les cristaux t::':ro;ji$.3C''1t.
Le $ .|Uiuatit: 3 de que l'on peut 1-' s.asse fondue, COMME agents de
<Desc/Clms Page number 37>
modification de la. cristallisation peuvent en générai
EMI37.1
atteindre I.tsqu.' à 11 jtJ en poids du ;u1d!1G1? de composi- tion. explosive. On a toutefois constaté qu'elles sont efficacoiS eu :u"r.ti1;S aussi faibles que 0 ; ,## en poids. on peut aisément ueteriainer oxyôrisontîaleaGnt la $.uan- "tité pr6térÓt) de chulue typo indivi-lutil d t /,.,;Jmt r:.cd.:.- fiant ifa crlstallÜHltion en Jorsiimë .;1I,3 4:.o-,.posiïon;e- Óob.a.ntillo:t13 et en observant sous un Uli01'OJ.CO1;! la gipossoui1 dos ?ristuux aa nitrato d'anaoniua.
On peut ajouter d'autres typas d' aJt!nt.J m'3d!., liants au produit t1'i3:iné. On on traitera. *,n détail à propos dus explosifs dû densité tilovéù ot dee OQu111:1.Qà liquides préparées pour les explosifs h-térocènoc do cotte invention. un a d'une naniôro cér-,ralo défini, le procédé d cette invention dv la jaunièro uuivantez il consiste à chauffer un mélange de nitrate d'apuaonium et de com- bustible primaire, en même temps que de tous les autres
EMI37.2
composants, pour former une roassd fondue et ensuite à, solidifier cette masse fondue de manière à réaliser un. contact intime parai les composants du Mélange, compre- nant le nitrate d'ammonium, le combustible primaire et tous les produits de la réaction qui s'effectua entre
EMI37.3
eux,
et à former des cristaux de nitrate d'asconium en- robes dans une enveloppe de combustible primaire et de tous les produits de la réaction du combustible et du nitrate d'ammonium. On préfère que pratiquement tous Ion cristaux de nitrate d'ammonium aient des dimensions maxi- males ne dépassant pas 100 microns. Les divers; stades du
EMI37.4
procédé sont illustrés schematiquement sur la Figure 2.
<Desc/Clms Page number 38>
EMI38.1
Le stade de la formation de la ma fondue doit être effectué dans un appareil qui puis falre fondre rapioesent le nitrate d'ammonium et la posiausti- ble primaire, d'une manière telle que la décomposition des coassants soit réduite au tlini:.#:.. la température do fusion doit etre inférieure.à la te- dratu.-o de dé- cozpos:tion du nitrate d # azjuoaium et de pr6férensa elle n" doit pas dépasser 15COC environ. Une fois réalisée lu fusion du nitrate d'a#monium et du combustible pri- maire, il est préférable de réaliser le stade suivant de rotroldjosemeut rapide aussi vite que possible, plu- t8t que do maintenir la.#uss* fondue pendant longtemps à la température de fusion.
Les combustibles secondaires, les agents modi- fiât la cristallisation et - autres additifs peuvent
EMI38.2
8tre ajoutas soit avant la fusion, soit pendant le trai- tement, soit après la fusion mais avant de refroidir.
Le moment du processus de fusion auquel on les ajoute
EMI38.3
est au moins en partît imposé par la nature du produit ajouté. Ainsi par exemple, si la fusion dure pendant un temps assez long pour être appréciable, il y a lnté- rêt à ajouter un sucre tel que du dextrose une fois la fusion achetée, do manière à empêcher toute carbonisa- tion appréciable du sucre.
Dans le but de-réaliser l'intimité et l'uni- formité de mélange (degré de mélange) requises et d'ob- tenir des cristaux de nitrate d'ammonium ayant la gros- seur voulue, il est nécessaire de refroidir ou de conge- ler la masse fondue dans des conditions qui effectuent un transfert de chaleur extrêmement rapide depuis la
<Desc/Clms Page number 39>
EMI39.1
masse fondue jusque dans un milieu capable d'absorber la chaleur.
C'est nécessaire pour former rapidement un
EMI39.2
grand nombre de noyaux cristallins ou de centres de d-
EMI39.3
veloppement et pour empêcher le développement de gros
EMI39.4
cristaux de nitrate d'ammonium. tln ru-
EMI39.5
pide empêche aussi en pratique la cristallisation frac:-*
EMI39.6
tionnée, quelle que soit son importance, qui caractéri- se le refroidissement 7ent ot qui conduit à une sépara-
EMI39.7
tlon et à un manque d'homogénéité du produit solide.
EMI39.8
Un refroidissement rapide conduit éealemeiat 4 u2o divi- sion extrêmement fine du combustible et ax contact ox- trêmement intima entre les ci?:L3taux de ni':rate <t'anno- sium et l'enveloppe de combustible, qui est nécessaire pour qu'il Je produise une réaction rapid.o pendant l'explosion. On penoid que c'ost bsix Mnmbt'OMx cristaux (le nitrate d'ammonium noye'a dans un* aut-oloppo du combustible contenu d<ma chaque pcwj.*icÎtIe ou graim - dit l'explosif qu'est du$ lu rapide vivez de réàctiont obtenue et donc lo fait qu'on se rpproch*1 das oczal- tiens idûalâe do détonation.
On peut réaliser' le 3?8'"5.'G19s1t',kÏi'r ou la congélation rapides par un procédé parai quelques autres différentat et le choix dépend du l'ap::,i utilisa.
On poutréalinar le rapide en drainât ' la massé fondue en une ninoe pelliculû sur uno surface refroidie, comme par Mea'ple une surface métallique ro- froidia par .'ûtlj, qui peut être fixe ou pour plva do cos#odifeé, sobil.
Un a ci. pratique constaté quv l'on a fait passer la, foelt4o our une curfacc refroidit* pour
<Desc/Clms Page number 40>
EMI40.1
former une s-ince pellicule, pour effectuer la solidi- fication, il eot prt'-f arable que la solidification com- plète zc produire en quelques secondes. Cependant, si l'on ajouts à la taese fondus un agent modifiant la
EMI40.2
cristallisation, il peut être possible de prolonger la durée du refroidissement.
EMI40.3
La conière dont on réalise le refroidissement et lu durée nécessaire peuvent se déterminer par de dm-
EMI40.4
,le.:! essaie, peur trouver celle qui donne le cieux et
EMI40.5
le plus économiquement des cristaux de nitrate d'aamo- niu2 Jasa la g;*4* de ;roo::;,,,::u:':3 voulue et qui enrobe cas cristaux Java une enveloppe de combustible.
On x-:a il.u:;4rcr 1 'iJ.:;:;C'..I.."t:l..t'1Q du refroidies sent ou an 'a solidification rapides par le fait quo leu t\cr¯'1.i'lUCG brion connues de coulée dans un moule et de granulation leï.n', !6n4ralc!:.lt,Ht appliquées dans l'in- ùuctr1.u At-i" {1:\tor.i.t'J t no sont jas llprlicablcÌ à la ± or- nation do i'.;o f dof) cettt'1 invention. Ces procèdes ol';"I./±11.lU!.'::: ,1cm:.I.'Z'.t dea crj,.;1tJ.u.'" de dimensions importan.. tas tit 1.1....'1.:,) cd"t...ir.:t oa un\! certaino séparation doo C;'1:0{..nt:c v11 ruidon d la, ot'1fJtu.ll1,D.t1on fractionnée 1;1 lu :; .::; 's;..iüc .
Uno fois '1.U l'explosif de cette invention a for:, ' : :..,i.ir qua le nitrate 4'anaoniua a été tri: W .ts,,r.' .!U:1...' la js4jw.',tKu,'. r.^ird,rd'w on peut encore la S.t'''':;''f,.1'' te le t; .; ââ'-- i d.5 Cn lit.ut rlier la granula- tien pxî 1;.,r.;yc ou -.,J" frottement on par y Vï" .i,r.. du pre-iviit J ur .:... t-........ 1. s..Er,.rtt (#Gti4â.i varie entre un k'xb-:.u.. r we. ... :v r.ul i.-t: un k 4.. analogue Li de la aâ: ":..+ ' y ....:w.,..4i. cc-rc-iticr* c-r les i,.'Û :.:.'r.7.Ciâi;'r du rv-
<Desc/Clms Page number 41>
EMI41.1
froidissecent et de la granulation, <t il reste .i'!sJ1.S cet G-tat; si l'on prend es précautions pour cmpaclier toute absorption appréciable 4a l'humidité.
On peut rd&- lise? da plusieurs manières ia dwasification 4u produit, On peut 6.g,).1twnt.i ::é1,;;J1gr o produit de l'Invention 4vè, autres aatièrea, peur torr un 4cnt '40 sa'itid très, dense .
On 7a d4<:')?ira l'appareil illustré t>v# le.
Figura 3 d iQ8 iv eau 40 llutiliot1on du eoatujtitla primaire P3élél.6 dû l'invention, qui Éat J,thX6Jdth,y...
Il v a lieu d.*3 rOl:18J:'<l1.\Cr que illustré sur la Figure 3 fournit la possibilité de fon- dre rapidoaeat une petite quantité de .4itté diamu0- nium et de combustible primaire et onsuite de refroidir ra,pidement le produit fondu. Le typa d'appareil xel)rê. aontà-sur la Figure 3 présente lez avantages 13uivi.,it;i.
Il n'y a que peu ou pas de durée de séjour de grandes quantité d'explosif fondu. C'eut là une caractéristique intéressante du point de vue de la sé- eurité.
La décomposition du produit ou des composants est dans une grande mesure, éliminée du fait dr court laps de temps pendant lequel Les produits sont soumis au chauffage sur un cylindre chaud.
Les risques de feu ou de départ en fumée sont pratiquement éliminés.
Une surchauffe de faibles masses de composants, à un stade quelconque de la fusion, n'est pas possible, parce que le produit est en contact intime avec un grand dissipateur de la chaleur.
<Desc/Clms Page number 42>
EMI42.1
La danger d'explosion pur activation due ,1:::.1." source est improbable en raison de 'la. siusvur Uo la pellicule d'explosif foxdu.
Cn r6t;l.ur la torse physique du produit en aj'Atn-c l'ëartecent-.dns cylindres et on faisant varier lur vitezoo.
On pous faire varier la. dur4a de .t'US1M et la çzpJratur 4q .fusion en roulant la viteaoe des cy-' l[rJt lu d{,it d'alimentation et là température des Gy!inJL;ro8.
L'appareil lllustr4 sur la Ygure comprend unes poiro der cylindres 10 et 12, dans un bâti 14. Los cylindres ont es arbres 16 ot 18, aceujettie de maniè- rie b pouvoir turner dans le bâti 14. L'arbre 16 com- prend un dispositif d'accouplement 20 qui est relié à une coures de vapeur 22 et l'Arbre 18 comprend un dispo- sitif d'accouplement 24 relié à une source de milieu refroidissant 26, comme par exemple de l'eau, etc.
EMI42.2
On a prévu ddns le blnti 14 un dispositif 28 pour faire //' varier l'espace entre les cylindres 10 et 12. Les cylin- dres 10 et 12 sont reliés à un mécanisme moteur désigné d'une manière générale par le repère 30, pour faire tour- nor les cylindres en sens opposés l'un par rapport à l'autre.
Un troisième cylindre 32 est placé en position adjacente du prunier cylindre et on peut le dénommer un cylindre fou. Le cylindre 33 comporte un dispositif de chauffage 34 approprie. Le cylindre 32 tourne dans un sens opposé à celui du cylindre 10, ou dans le même sens.
Une trémie d'alimentation 36 est placée au-dessus du cylindre 10 et elle comporte une fente de distribution
<Desc/Clms Page number 43>
inférieure 38 dans le -voisinage de sa partie inférieure,- Un dispositif distributeur 40, comme par exemple une palette de distribution à ailettes,est placé à la par-
EMI43.1
tie inférieure de la trérde 36 du telle manière que le .produit uqrt-uniformément par la fente Une racle 42 est placée contre le cylindre inférieur 12 et elle est disposée de manière à en détacher le produit souk force
EMI43.2
de paillettes et à le déverser dans un bac de 7'es ::;-t-.t 44.
Le cylindre supérieur 10, que l'on dénomera dans ce qui suit Itthyl1ndre de fusion, est-chauffé à la va- peur sous une pression comprise entre 5f6 et z- ka/os. et la température de sa surface est comprise entre 156 et 163 C. Le diamètre du cylindre supérieur e::t',cor.1pl'is entre 254 et 406 mm environ et ou cylindre tourne nor- malement à 4 tours par minute environ, la vitesse 1\,:':::-i- phérique du cylindre de fus-on osv donc ia 5 mht 0 nute environ. La température du cylindre inférieur, que
EMI43.3
l'on va dénommer dans ce qui outt le cylindre éceilloW, peut être QOmpr1t1B entre 4 et 4.5 C. In cylindre ca.1" leur tourna de préférensa à une vitesse qui est cinq . fois plus grande environ que celle du cylindre de tudlcn #10 et sa vitesse- périphérique est de 25 aètrea/ininutû .environ.
En augmentant la vitoseet du oyl;,ndX'<: ucaill",\U' 12 on obtient un produis du type en écailles plus minces et par conséquent une vites-ou ':le refroidissement plus
EMI43.4
rapide. Le cylindre f(u 32 a&rt 9. régulariser et z etc.- ler le produit'déposé sur 'le cylindre chaud pr.l& trc-¯ mie 36, par 1 'ouvertu.ee d'alimentation en eceme dv reste 38 et il sert également dans certains cas de dispositif de retenue pour fournir le préchauffage de la charge,
<Desc/Clms Page number 44>
EMI44.1
dans le but d'activer la fusion.
Il va de soi que l'appareil décrit ci-dessus
EMI44.2
et illustra sur la FiLure 3 convient pour préparer en continu l'explosif de cottl- invention t qu'on peut le
EMI44.3
modifier d'une manière appréciable sans sortir du cadra de l'invention.
EMI44.4
On va décrire le procédé de préparation du prient explosif dans lu cas da l'utilisation du com- bustible primaire proféré, qui est l'hx1étbylène- tétra.r.rl!lo. On mélange dans los proportions suivantes du nitrate d'icuonium sous forme commerciale de Globules et de l'hoxaraéthylènotétraaino :
EMI44.5
91,2 parties en poids de citrate d'ammonium
EMI44.6
8,5 parties en poids d'hexa#éthylènetétramine 0,3 partie n poids do savon.
EMI44.7
On charge les matières premières dans un mé-
EMI44.8
lanscur (non raprésc-nté) et on les mdlange jusqu'à oa que l'on obtiennu un mélange intime. On fait ensuite passer les ratières promïèrds inélangées dans un pu1vé riouus (non figur6), ou *lits sont souiaises à un trai- toment da pulvérisation pour faciliter la fusion des divers coeposaata sur le cylindre de fusion. Les mntiè-* ù8 premières sont ensuite transfirées du pulv4rîseur dans la. trie j6 et olles sortent 4e la trémie 36 en un courant allongé en passant par l'ouverture un forme d'u fente 38. :La cylir,4ro chaud se trouva à une tempéra- ture de prJfrcRce comprise entre 156 et 1$3*C et le ej-linira Jcc:...i:Ll1.U' ,. à une 00'-"Prïse entre . et * 5*C, t 1( d cylindres tourr.:.clt en ssnj opposés, et aux vitoac-a plus haut.
Les cylindres 10 et Xi cent av.0 un veartosent; cor,pri3 entre otl et
<Desc/Clms Page number 45>
EMI45.1
0,6 mm, peur obtenir un produit en cailç3 inco, Les composants mélanges passant de la ttènls 36 par la ±Ç)Zte 38, sur le cylindre de fusion chaud 10, avec un débit prédéterminé, Les c.s:tUr3S promiêrtîs gmtt répar- ties sur touts la largeur du eyliûdrw en. une pellicttlj régulière par l'a cylindre fou 22, et .). rsesurô v.o le cyliû4ï? 10 tourne les coaposanta <;3lid.)o oh1Jel,;!nt d r).tat et farInant une -.,.,as4a tondue konogène, .d 1",.:
) atiâ tondues sur la cylindre el,au±±4 dn- tfôht en contact avec le cylindro écaillour 12, la pro- duit fondu panse sur io. cylindre ôoailleur où 11-oc Do- liditîo ou se refroidit en un court espace de tmpSt 1 produit eoliditié est transporté en tournant autour du cylindre écailleur 12 jusqu'à la racle 42 qui l'en. dé- tache, puis il tombe dans le bac de recette 44 du pro- duit.
Selon l'utilisation finale du produit fondu, le produit peut Être, ou bien emballé directement dopuis le bac de recette 44 ou bien il peut 8tre introduit dans un dispositif de pulvérisation où la grosseur des écail- les-se trouve diminuée. On a utilisé un. broyeur à mar- teaux pour diminuer la grosseur des particules du pro- duit écaillé.
La demanderesse a constaté que le fait d'ajou- ter 0,3 partie en poids de savon à cette composition ré- duit au minimum l'adhérence du produit au cylindre 6cail- .leur et n'exerce aucun effet défavorable sur les proprié- tés explosives.
Une autre composition qui a été préparée sur l'appareil illustré sur la Figure 3 renferme les propor-
<Desc/Clms Page number 46>
EMI46.1
tiens de cospocants suivantes 90,4 partira en poids de nitrate d'ammonium
EMI46.2
813 parties en poid3 d'hcxamétb11ànetétrac1ne 0,3 partie en poids do savon 1,0 partie en poids de dextrose.
EMI46.3
Or. pr6pa 4 un. explosif fondu avec le. ma- tibrou premières c1-dssua, sensiblezont de la 8me sa" n1êro que gello décrite ci-dessus, 8\ l'appareil décrit sur la Figure 3.
EMI46.4
La 4emaleeresse'a également découvert qu'il est possible d'obtenir un*explosif hétérogène possédant les très "t4rezagntec propriétés expou6ea plus haut en fondant une partie seulement des composants sur l'appa- reil décrit dans ce qui précède et en mélangeant ensuite intimement le produit avec une nouvelle quantité de ni- trate d'ammonium pour former un explosif équilibré en oxygène, Par exemple une formule type préparée sur l'ap- pareil illustré sur la Figure 3 ect la suivante :
80,0 parties en poids de nitrate d'ammonium
EMI46.5
20,0 parties en poids d'hexamèthylènetétramine
0,3 partie en poids de savon
1,0 partie en poids de dextrose (facultatif).
On mélange ces matières premières et on les fait arriver sur le cylindre de fusion 10 d'une manière similaire à celle décrite.plus haut et on les fait fondre sur le cylindre de fusion'10 sensiblement à la même tem- pérature de fusion et pondant pratiquement le môme temps et on les solidifie sur le cylindre écailleur 12. Le pro- duit se solidifie bien et il est facile à fabriquer. On mélange ensuite-le produit- avec 135 parties en poids de nitrate d'ammonium pour 100 parties en poids de la compo- sition, pour obtenir un explosif équilibré en oxygène.
<Desc/Clms Page number 47>
On mélange la mixture dans un appareil mélangeur et on le soumet à un broyage dans un pulvériseur comme un broyeur à marteaux, etc, L'avantage que présente ce der nier procédé de fabrication de l'explosif de cette in- vention est que la quantité de matières soumise à la fu- sion est sensiblement réduite sana effet préjudiciable, sur les intéressantes propriétés explosives du mélange
EMI47.1
résultant.
Il est donc maintenant poisibl,, pour autant que l'on obtient un fin degré de mélange pour au moine une partie de l'oxydant (nitrate d'ammonium) et du com-
EMI47.2
bustible (hexaméthylènetétrzuaïne), d'obtenir un explosif hétérogène du type en cartouche) en mélangeant mécani- quement une partie de l'oxydant avec le produit de fu- sion du combustible et de l'oxydant..
On pense que la fabrication de ,. 'explosif de l'invention, à l'aide du procédé décrit dans ce qui pré-
EMI47.3
0648, ecntï'i'bue l'tAeM dhua <tl<:'..C hyegn< doué des propr1Gté13 ex;>1s1V'eCl <x.ty$!Beaen<: introaaa:ite8 décrites plus haut, Si l'on M41unst mtcanuomnt ot.cA l'en pulvérise les compontintat c'est"à'-diya' le Nitrate d'ammonium et l' hexa.mâtb11ènetôtl'&n11ne, IJro1t:1 lot{ tl11rt:J fondra, on obtient un exploatf de qualité 1nfÓr1our quo l'on no peut pas faire détoner dans une o(#touca de 2 mm de diamètre, avec un détonateur 6. Si l'on ehauffe les oomposanta à tompêrature élevée et ci on luj maintient à l'état fondu pendant longtemps, il ne pro- duit une réaction chimique donnant une substance rési-
EMI47.4
neuse qui no criatallie pas facilement.
On croit que le chauffage rapide et le refroidissement rapide dea compo-
EMI47.5
sauts, aomme on Jan a dit l'expérience sur l'appareil
<Desc/Clms Page number 48>
EMI48.1
illustré sur la Figure 3, réduit au minimum cette l'éac,... tien chimique et cependant' donne un fin degé de mélan- go dont on pense qu'il est très à désirer dans les ex- plosifs hétérogènes.
Des essais de diffraction de rayons X ont été effectuée sur le produit fabriqué par le procédé de l'in- vention sur l'appareil illustré sur la Figure 3 et on a
EMI48.2
procédé à dej essais de diffraction do -rayons X siroilai- res sur du produit ayant été maintenu à l'état fondu pondant longtemps . On a découvert que l'on obtient un a
EMI48.3
r..%xïzum prononcé dans le diagramme de rayons X à 4,4$ A environ fabriqué sur L'appareil décrit
EMI48.4
plus haut, Ce maximum n'est à attribuer ni 4 l'aexa- aèthylJnetétrytiine ni au nitrate d'aswonium. Dans le produit auquel on a permis do rç5tor l'état fondu pen-' d1t lonetempet le saxisua n'existe pas et il se trouve un nouveau ;'l.Xi::1 prcHono6 à 5tl4 1.
La présence du =ax:i!%! il. 4t45 1 dans Io produit tabriqu6 contol'm6mont au proo6Jâ dv l'invention indiqua la preeonoe dans la produit d'un produit d'addition du nitrate d'aajaonium vt de L'abuence 4u m1mum à 494 A et sa .1-réti-cnce 4 ,14 'j dans le produit! qui et rutte pendant lot16tumps à l'état tonf4u indique nottomont qu'il et produit un type différent de réaction chimique tersant que le nitrate d'aEseniua ot .l'Jioxasjétûylène- tétra--ine se trouveat à l'etat fondu, En appliquant la j,roce4 4.,ins lequel le produit est raricluzent chauffa et rai lacent; rutroidit 1& réaction chit.1:,uç est {U.'r6t1il au 3t uu souhaitable du produit d'addition; tandis que si lion perrdt au produit du rst;r een"40at longtemps
<Desc/Clms Page number 49>
EMI49.1
l'état fondu, la réaction continue jU.:.-1Iu.U peint:
qu'il se forte d'auti'sc nouveaux et les prc- prite ;pr..J'siques intûrl.'csant..$ sont perdues. lie tableau ci-aprij montre .nttr.:tJnt les pro- priétés explosives au'riurR de l'lct.f hét-roiu f&brlutl confortaient au précité décrit plus hait, en aoaparaison du produit qui z t.'té aâlaagtf isâciuiiviu.ïratînt,* !1iÓUG let 'produits indiquez dtms le tabl - au ci-apris ont été puXVî'ï-iae! J.o tello atuiière qu'iia ont pratique- ment 1& m$m6 ceoaeeur et que Icur eraiiuloaôtrie eît zou suivante 8 retQnU sur tamis ù maillos do 0,14? aaa j t 8 % on pojuu alterna sur tamis mailles de U,Of'.4 Ma : s 3<3 U un poiJo #pasasgat au tamïe à mailles de 0, O? eu 56 fin 1)01..1±:.
Les eom'p9a.nts de l'explosif ecaprôatioat 8,9 îi en poiJ... d'he iîatté1ihylètt tétriufiiiiâ et 91)Ï , en poidj de nitratu dimmonïum. La densité de l'explosif out de oe95 envi- ron. L'exploaif m4lantSe mécaniquement: d{ma un tt-Sldiigour et pulvérisa dans un pulvériseur est dénommé "mé-ltUlt.;11 mcaniqut1"1 l'explosif fabriqué sur l'appareil illustra . sue la Figure 3 est dGl.'onunJ "produit de la machin";
EMI49.2
l'explosif dans lequel 80 parties en poids de nitrate
EMI49.3
d.1-anunOn1wn et 20 parties eu poids dthexaméthflèret-3tru-
EMI49.4
mine ont été soumises à un traitement par fusion dans l'appareil illustra sur la Figure 3 et ensuite mécani-
EMI49.5
quement aélaugées avec Un supplément de nitrate d'utMO"
EMI49.6
nium pour former un explosif équilibré en oxygène est dénommé "produit fondu riche en combustible".
<Desc/Clms Page number 50>
EMI50.1
<tb> Diamètre <SEP> de <SEP> 'type <SEP> Vitesse' <SEP> de
<tb>
EMI50.2
1& charge de dûtoûatioa (&2.) détonateur (s/eea) 1&E'- 7rrt'.E44rüi.iAY 51,6 Amorce lio 6 Ra.té .'..=lf.x'.;
r 6Gue 3116 ?MtiUe de ,.721
EMI50.3
<tb> tétryl <SEP> de
<tb> (2,7x12,7mm)
<tb>
EMI50.4
1-ruit d±- 1c± 1tilCl11no ô,6 .H,i,."C$ ii' 2.135
EMI50.5
<tb> la,7 <SEP> d <SEP> 2.897
<tb>
<tb> 19,0 <SEP> d <SEP> 4.015
<tb>
EMI50.6
25t4 dO ;.81a l,8 dO ;.8?; $8 d 1\1 3.904 h.assc fondue riche en c.i:uw.b,c 19 dO 2.9 5,4 dô p.141 ;1,6 de* 4..178 31,8 Amorcé Ne 8 p. 875
EMI50.7
Lt tableau oi-dcasus fait nettement ressortir- la grande aunsibilité dû- 1 ' explosif hétérogène fabriqué conrormmunt au prodé da cotte invention et sa aupé. rioritu, sur Jo mélange z4céniquo des composants.
Dans uuu conditions aiiailaireo une dynamite à 60 % ayant une densité dd 1120 et un diamètre de charge do l8 mm a une- vitesse de dtonatîon de 3 385 a/sec!< Un autre casai.encore, imaginé pour Mesurer
EMI50.8
la sensibilité est l'essai deïntêivallo, Cet essai indi- que la distance dont se propage l'explosion dans un in-
EMI50.9
tcrvulle n l'air libre.
Four effectuer cet essai, on coupe radialectsnt la cartouche en deux moitiés et on se* paru l'une de 1' autre les deux moitiés d'une distancé (ou intervalle), les faces do la coupure étant l'une en face de 1.'autre. On fait partir une moitié
<Desc/Clms Page number 51>
de la cartouche avec une amorce et on-procède à une observation pour déterminer si la détonation se propa- ge à travers l'intervalle et fait partir l'autre moitié de la-cartouche. On détermine de cette manière un in- tervalle critique de séparation.
On a constate que le mélange mécanique a un intervalle critique de 38 mm on- virant le produit fondu riche en combustible du tableau
EMI51.1
ci-dessus a un Intervalle de 105 t1Ll1 environ et lu pro- duit fait à la machine, du tableau ci-dessus, a un in-
EMI51.2
tervalle de 127 mn. Dans l'exemple ci-dessus, il a .1' .i.tJ.u faire détoner le mélange mécanique avec une pastille do tétryl de 1212 x 12,7 mL'1.. On pense ue 1'intervalle mi- nimum exige est de 76 à 105 mm pour un explosif du type en cartouche.
EMI51.3
Le produit d'addition p.t;'Óf'0!.J de i1 lavant ion, liexam-éthylène-t(4$tramine et nitrate d f a.m:;oniur, a-igrauntu cc,ns:.d.érablcmunt la aënaibilite à 1 'amorce des composi- tiens explosives de cette invention. Co produit d'ad- dition a pour formule empirique (OH)!, 2 UH4!;O:;.
On va en conséquence décrire saintjnam &n détail comment préparer ce produit d'adclitxon.
A," Cristallisation à partir d ' un â solution aqueuse .
On préfère prépvxrer le produit d'ddir.Lon d cette invention par cristallisation & partir d'une soiu- tion aqueuse d'hôxaEéthylènetétrassine st de nitrte d'as-* monium. Il est toutefois (:sn1;iel, peur qu la produc- tion du produit d'addition par ce procède soit CC"..u:'011!v': de succès, d'effectuer la cristallisation d"l:5 ls àoux conditions suivantes :
<Desc/Clms Page number 52>
EMI52.1
Premièrement , on dissout 1'hexamithylènetétraaiine et: le nitrate d ' ammonium dans de l'eau, dans un rapport molaire correspondant sensiblement à une mole de l'hexa- Kethylenetetramine pour deux moles de nitrate d'ammo- nium. Co rapport molaire correspond à 46,66 % en poids d'hexa#ytjjylènetétraiaine et- à 53,34 % en poids de nitra- te .1' wn.r.Joniwn.
Deuxièmement, on effectue la cristallisation du produit d'addition par élimination de l'eau à une tem- pérature inférieure à 4000 environ et de préférence en- dessous de 30 C. On effectue cette élimination de pré- férence par séchage à l'air-, c'est-à-dire par évapora- tion de l'eau dans un courant d'air pensant sur ou dans
EMI52.2
la solution aqu4uso.
Cependant, an peut éliminer l'eau par tout autre procédé classique, comme par exemple nous vide, par séchage- par pulvérisation, par distilla-
EMI52.3
tion a±<5otropi<îuu avuu un uolvcmt, etc..., i condition dz aaintoair toujours la température en dessous de 4u-Q A titre d'exemple du mode de préparation pr,- !é d1'1nvent1on on dissout ?CO g d'hexaméthylène- tMtrinj et 6CO e de nitrate d'auaoniura dans 700 g d'eau à 20 C. On place la solution dans des capsules à évaporer et on fait passer un courant d'air sur la sur- face de la solution. Au bout de 25 heures environ, pra- tiquement toute l'eau s'est évaporée, en laissant une bouillie épaisse.
On filtre cette dernière sur un enton- noir de Büchner et on presse les cristaux avec une dame en caoutchouc; on les pince deux fois avec de l'acétone
EMI52.4
"I-WIre; puis en les presse dv nouveau pour nlavcr l'acétoïi.?. On retire les civUt-iux du Buchmr, on les
<Desc/Clms Page number 53>
EMI53.1
fait passer sur de grands papiers à filtrer jt on Iva laisse sécher. Ou a déterminé qu-.? ces cristaux sont: du produit d'addition pur, corne on va l'exposer' plu-* loi:-.
Des tentatives pour préparer 1 produit \'Àlai- dition de la manière exposée iar.3 i',.ca;arlcz ci-,:ßjt,. ont échoua lorsque le rapport molaire de 1.': ±:xax.L;.-:: ¯ lènetétramine et du nitrate 3'ami.:o:.à.u, tait ûn-tl - ' ment différent .le un à dux. Par exenpie, lorsque 1; rapport molaire était de 1 à 10 (le rapport corrosrcn- dant à un systèrus équilibre en oxygène d'ox.yd,rt et de combustible), il n'a pas précipité de produit d'addi- tiont La nitrate d' a,on,uz a cristallisé separcscnt en laissant l'ùexanêthylènfctêtranine dans la liqu4r :.;E;r .
Cependant, si on prépare ce système équilibré en ox:;.''"" d #hexaméthylènetétraraine et do nitrate d # anîioniuK ' portant: la solution jusqu'41 siccité complète, par @ poratlon à la température ambiante, alors on peut diac-
EMI53.2
ler lao produit d'addition en petites quantitéa èar dec techniques de diffraction de rayons X. De rp,'2tre, si on laisse reposer pendant plusieurs heures, un tBélang'.-\inti- me ;r' ùexam3thylnetétramine et de nitrate d'anconiuai en présence d'une petite quantité d'huaidité adsorb<3-, pil peut déceler du produit d'addition.
Des tentatives pour préparer le produit d'ad- dition par cristallisation à une température supérieure à 40 C ont échoué, quand bien même le rapport solaire était de un à deux. On a par exemple préparé une solu- tion des deux composants dans le rapport convenable, que
EMI53.3
l'on a saturé en hexaméthylènetétraEline à ?000.
Quand on a éliminé l'eau par séchage sous vide à 70 C, il a
<Desc/Clms Page number 54>
EMI54.1
;r=^i aM ..3 criot&ux d'hrx..:c2lénettra,mina, mais on n'a pas décelé de produit d'addition par diffraction- des rayons X par le précipité cristallin, et le point
EMI54.2
-le fusion était celui ds l'hdxaséthylènfctétramlne,
L'examen de la Figure 4 des dessins suggère un explication possible du coxportesent que l'on vient
EMI54.3
de décrire. On resarura 1U la solubilité du nitrate d' aI""':on1UJl dans l'eau s'accroît ranï3emant à mesure quu la température s'élève,' tanij.3 qu'en fait celle de 2'ûaara..:thylnettraaino diainue.
Le cercle et le carré représentent respectivement les concentrations initia- les (.r,ê= éthylène t4tramina et en nitrate d'ammonium utilisées dans la préparation du produit d'addition.
A cen concentrations, les deux composants précipitent eacemble, en donnant ainsi au produit d'addition l'occa-
EMI54.4
sion à se formur. Toutefois, aux températures l-veus, ou quand les concentrations sont très d.ss:aaïs.ie3 un des tomposants précipite de pr±3runce à l'exclusion de l'autre B.- Cristallisation à 'partir de masses fondues.
On peut également préparer le produit d'addi- tion sans eau en faisant'fondre ses deux éléments cons-
EMI54.5
titutifs, .'h4xamth,yl.nttrtine et le nitrate d'ammo- nium dans le rapport solaire convenable, c'est-à-dire de un à deux, puis en refroidissant rapidement le mélan- ge fondu. Le produit d'addition se prépare avec succès à condition de refroidir rapidement le mélange dès qu'il est fondu.
Autrement, le .produit d'addition se décompose du fait qu'il est exposé .à une température élevée. On a
<Desc/Clms Page number 55>
montré dans ce qui précède comment le produit d'addi- tion se forme même en chauffant et en refroidissant ra-
EMI55.1
pidement un mélange, équilibra on oxygène, d'hexaacthy- lènetétramine et de nitrate d'ammonium. -C'est dans un tel produit que l'on a pour la première fois découvert 'l'existence du produit d'addition.
Il est toutefois (il±- ficile de séparer de ce produit le produit d'addition sous forme pure. On préfère en conséquence, quand on prépare le produit d'addition par fusicn, opérer avec la rapport molaire convenable, mais en utilisant cepen- dant le cylindre de fusion à chaud et le'cylindre cris- tallisant refroidi décrits plus haut.
A titre d'exemple du procède par fusion, on a intimement mélange les proportions requise*. (1:2)
EMI55.2
d thuxMéthyH'ntétraulint3 t do citrate ü' aura;tnium. puis on les a broyées au broyeur à marteaux.. On fait passer
EMI55.3
le mélange résultant, ±4rament broyé, nur un cylindre en métal chauffé, maintenu à la to,,y4pdr.ituru d..,.. 160"C environ et tournant à un tour par ainutu environ, On a ensuite tait passer le produit fondu sur un cylindre froid on métal, tournant en sens inverse, ut maintenu
EMI55.4
à look environ, sur lequel le produit: fondu s'est; :-;",11- ditié sous forme d'éc-a-tiles.
Ces dornicros sent essen- tiellement ccnst.tué4s par des cristaux: du produit d'ad- dition, purs.
On va maintenant décrire la structure de ce produit d'addition préféré.
EMI55.5
A.- Diap'r#::n:e de diffraction 'i rayons X. Le faxt que lez3 cristaux obtenus coe on l'a
<Desc/Clms Page number 56>
décrit ci-dessus ont une structure cristalline dis-
EMI56.1
tincte, différente ou de celle de lthQxam6thylénattra- nino ou du nitrate d # aoconiura , a été établi par le re- cours aux techniques de diffraction de rayons X. Le tableau suivant donne en valeurs approchées les inten-
EMI56.2
es itéc relatives 1/1., du produit pour différentes valeurs des distances entre plans réticulaires, exprimées en .
EMI56.3
unités Anòtrb"B, d(A).
TABLEAU Il
EMI56.4
<tb> d(A) <SEP> 4,07 <SEP> 4,45 <SEP> 5,27 <SEP> 2,95 <SEP> 5,55 <SEP> 2,79'
<tb>
<tb> I/I1 <SEP> 100 <SEP> 46 <SEP> - <SEP> 35 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 12
<tb>
On remarquera d'après ce tableau que les principaux
EMI56.5
maxima se trouvent à 4,07, 4145 et 5127 A.
B,¯ Analyse , d ans. 1 n frarou L'analyse spectrale dans 1 ' infra-rouge du produit d'addition montre un type fin de bandes d'absorp- tion, unique en sun genre, dont les fréquences sont com-
EMI56.6
prisdj entrd &'t-u0 et 2S30 cm-1. Cette .structure n'existe par, dans la cas de l'hexasthylènettramine ou du nitra- te u'onium, et les jaaxiiaa enregistrés ne sont pas non plus le résultat de la sommation dez spectres de ces deux zompoe-*s. La Figure 5 du dessin est le spectrograii- se dans l'infra-rouge du produit d'addition.
Les aaxima d'absorption caractéristiques se trouvent pour les lon-
EMI56.7
gueurs d'on-le suivantes : 2*rc;0, 2535* Z5".oi 2625, 2672, 2722, 2?9v et Eè2 -l, ainsi que pour fi63, 1256 et 1291 cm-1.
Les propriétés du produit d'addition sont les suivantes :
<Desc/Clms Page number 57>
EMI57.1
,,.. ,r:ririoue ; (cF.2 èH4, 2 4 1 O- 31 '. St7.uhzlit: dans..!1 eau : Trùs soluble dans! l'eau, chaude ou froide. À 1CCC, 220 g environ ce dissol- vent dans 1CO g d'eau.
G.- Solubi3i' dans les solvants or;a:iu.;s Faibli- sent soluble dans l'a--4tore, l'alcool étfcy lieue eC l'etfeor.
D.- Pointa de fua.3. on : 122 C environ aaap.t::e lui .ui- -- de 4 132*0). Un ciiauflage prolongé à ce-cte ten-t'.-a- ture fait virer la mae xvn3.ue au jaimâteô. a4 bout de 18 heures b. ).25"Ci, la car-ce fondue Jcviolt u- liquide visqueux analcie;ue b. du goudron, dégageant une forte odeur d'asine. Avant de ,paxver3.r ; cm état, il se dégage des fumcea asmcniacalea, 2.* Çquleur Les cristaux, 'OI't,^,lt'.4ï.a .II6..Vs"tt'sâ.t:rt sont incolores et transparents.
Ft"-Prooritéa 1 Par lui-a8m, le produit d'addition est un explosif moléculaire peu puissont
Il est extrêmement riche en combustible par rapper- à l'équilibre en oxygène. Il esbpeu sensible zais on peut le faire détoner avec un. allumage adépuat, dans un espace .clos et avec un diamètre approprie-.
EMI57.2
' Dans des 'cubes en acier à parois do 12,7 sua à'3,=d-- ' seur, de 50,8 mm de diamètre, et en allumant ave; - une pastille de 25 grammes de tétryl, le produit d'addition, sous forme broyée au marteau, a une vi- - tosse de détonation de 3172 m/sec pour une densité , de 0,84 g/cm3.
Ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, le produit d'addition lui-même est un explosif peu puissant, -roba-
<Desc/Clms Page number 58>
EMI58.1
ô.Î.e",..,"1: parce qu'il sssçsê ri " sa. V Ct on le Eic.&T7. e lec suffisaient d'oxydant pour atteindra l'équilitre en oxygène, on tore des compositions explosives qui valent cu dépassent les explosifs en cartouches du commerce que l'on trouve actuellement et qui, en outre,
EMI58.2
sont con3idf5blent soins COÜt0U3± du fait que les éléments constitutifs zont reiativeae.nt ton marché par- tic,a2irewezxt quana. l'oxylsxtt ajouté est au nitrate 3'a:.o:iu: . Ci-après un exemple d'une composition, explo- sive prlIée avec le produit d'addition do cette inven- tion.
EXEMPLE I
EMI58.3
On zÓlange du produit .l'addition avec du ni trato d'ru¯..aon,.,, en globules, dans là proportion de 1 à 4,02 parties, Gcpect1vomont. Cette proportion donna une co".p&3ition équilibrée en oxygène. On mélange par culbutaga le z-lan;e résultant do ma..i;.yre à avoir la certitude que le mélange est complet et or. le fait pas
EMI58.4
ser dans un broyeur â Eartoaux. Une analyse do tamis in- d1quti que 74 jQ du produit traversent le tamis à maille 9 de 0,C?4 mn. On fait exploser dea échantillons du pro- duit dans des cartouches de différentes dimensions. On détermine la vitesse de détonation, pour chaque explo- sion, à la manière habituelle.
Les résultats obtenus sont exposas dans le Tableau III ci-dessous,
<Desc/Clms Page number 59>
TABLEAU III Données relatives à 1'explosif
EMI59.1
<tb> Dimensions
<tb>
<tb> de <SEP> la <SEP> Densité <SEP> Détonateur <SEP> Vitesse
<tb>
EMI59.2
cartouche (m) (g/cm') (s/sec) 1,25 x 8 0,95 N 6 ±B0 * 4.050 1,0 x 0 0,95 HO 6 zro 3.659 0,75 x 10 0,9 n G .:;:ac 5.172 0,63x10 Ci,95 ;10 6 :SEC 2.9? @ - Amorce électrique N 6
On peut voir d'après ce qui est exposé ci-
EMI59.3
dessus que le mélange de produit d'adcitlon et de nitra- te d'ammonium est un explosif en bâtors sensible aux amorces. Il a en général une longueur de sore de réac-
EMI59.4
tion, aof de ble ='et un ,isa.ta oâéu1 du m 1217 mm environ. Sa vitesse pour un d.iunf.axtfi de 32 rr..:: a3t da E+.056 Jsea environ jour une densité de zist95.
Sa ,3jnsi" bilité d'intervalle est de 76 mm environ.
EMI59.5
On peut préparer dec explosifs équ.Llitr.;e en oxygène, renfemant le produit de la ijrsenta invention, par le procède décrit isns ce qui précède, o' e;. t-.-.ra en faisant fondre un sel ange de nitrate d'on1um et d'hexam4thylbuetétramine dans des proportion.3 équili- brées en oxygène et en refroidissant ensuite rapidement la masse fondue. En refroidissant rapidement cette casse
EMI59.6
fondue, or, obtient 'les ci;-isteur de nitrate d'asmonius dont la disension maximale ne dv-pac-e pas 100 nierons.
Une partie ai; moins de ces cristaux est enrobée donc une enveloppe cristalline aontinue, du produit .J.' a.:i1iti'-ll et de toute 1.'hxawt?y2:awtr.,:inc; qui l't"ut ne- pas avoir
<Desc/Clms Page number 60>
pria part à la formation du produit d'addition. Les essais de diffraction de rayons X effectués sur les produite obtenus ont montré un maximum prononcé du dia-
EMI60.1
t:'a.:;"11 de diffraction du rayons X à 4,45 .. environ.
On maximum n'a rien à voir avec l'hexamethylènetetra- sine ni avec le nitrate d'asunonium. La densité des ex- plosifs préparés de cette manière est de 0,95 environ à l'etat non tasse. On peut les faire détoner une cartouche ayant un diamètre de 32 mm environ à l'aide d'une amorce électrique N 6, la vitesse de détonation
EMI60.2
étant de 4.422 m/sec environ. La sensibilité d'inter- valle est de 102 ma environ. Gi-apr;s un exemple d'un explosif ayant cette composition.
EMI60.3
;:'lH.E u Dans une Marmite en acier inoxydable, chauffée él(,:ct:-j,qucl':1cnt, on introduit 900 g de nitrate d'ammonium (globules non enrobes à S9,0 $: environ de nitrate d'an- -.oniun), <-;0 ü a'l.xcx,et;yl:rtete.struane. et 10 $ d'acide nbiètique (C iliH29 C VC.1). les deux derniers composants ayant été d'abord rapideaunt broyas únsemblo dans un sorcier, de lanière à disperser l'acide abiétique dans toute la musse de l'hxaséthylnetétramine. Sans ce mé- lange préliclnaire, l'acide abiotique aurait tendance à se coaguler à la surface de la niasse fondue.
Ce s-ilaiige est donc constitué de 90 en poids d nitrate 'z.,:.o :.w , de S en poids fl'fcexaxéthyl&ie- t..:tr.9;:::ir. ooïse ,,:o!'1bu.:tib:e primaire et de 3. j en poids d'acide x ctiist co agu t 04ifiant la cristallisa- tion.
<Desc/Clms Page number 61>
En brasse continuellenent, à vitesse modiérée, le mélange se prouvant dans la marmite jusqu'à ce qu'il se forme une masse fondue transparente à la température de 145 C environ.
On versa ensuite la nasse fondue ainsi c: te- nue, dans un récipient chauffé dont le fond comporte de multiples petites perforations. On fait alor tomber .la masse fondue en gouttes sur un dessue de tble en pierre, lisse- et propre, depuis une hauteur de 60 em environ, tout en déplaçant le récipient de manière à répartir uniformément sur la surface les gouttelettes solidifiées ainsi obtenues.
On gratte ensuite ce pro- duit et on le réunit en une pile à l'aida d'une lame d'acier et on le malaxe un court instant avec les mains gantées de manière à briser ouà granule.- les éceil- lest On le tamise ensuite et on le frotte sur un @ à mailles de 1 mm et finalement on le conserve dans un sac en polyéthylène. @ titre de variante de ce trajtu- raent par malaxage et tamisage , on introduit directe. @ dans le sac en polyéthylène les écailles enlevées par grattage et on effectue la granulation en pétrissant convenablement le sac.
Du fait de la nature hygroucopique du nitrat d'ammonium, il est important d'éviter une humidité am- biante élevée (plus de 50 à 60 % d'humidité rotative) et de garder le produit conservé dans un récipient ré- sistant à l'humidité.
Quand on entasse le produit granule résultant dans un tube en acier de 38 mm et de 305 mm de longueur, à des densités allant en augmentant, il donne les
<Desc/Clms Page number 62>
EMI62.1
vitesses de détonation .aai.:r7iS: ci-après.
EMI62.2
<tb>
Déneigé <SEP> Vitesse <SEP> de
<tb> @ <SEP> détonation
<tb>
<tb> Il <SEP> , <SEP> 0. <SEP> 4.660
<tb>
EMI62.3
lt24 -5.70)
EMI62.4
<tb> 1,36 <SEP> 4,656
<tb> 1,38 <SEP> 4.869
<tb>
<tb> 1,41 <SEP> 4.453
<tb>
<tb> 1,44 <SEP> 4.027
<tb>
Ces résultats sont reportée sur la Figure 1.
On peut également fabriquer des compositions explosives en utilisant le produit de cette invention douve lequel le combustible n'est pas exclusivement de
EMI62.5
,'h4r.6t:,y.;net..traminH, Toutefois, pour avoir la cer- titude d'avoir une composition qui soit sensible à une adorée électrique CI 6, la quotité de produit d'addi-
EMI62.6
tion présente doit être d'au moins l ;
5 en poids do la 'l1..U.I.r.tit& totale do combustible et d'oxydant dans la com- position. La quantité minimale de produit d'addition ect bien entendu déterminée par celle qui est nécessai- re pour l'équilibre en oxygène avec le nitrate d'ammo- nium lorsqu'on n'utilise pas d'autres combustibles que
EMI62.7
l'hexanétiiylènetétraaine. Dans ce dernier cas, la quan- tité de produit d'addition est de 20 % en poids environ de la quantité totale de combustible et d'oxydant dans la composition. En conséquence, la gamme de quantités efficaces de produit d'addition, dans une composition explosive sensible à une amorce, est de 10 à 20 % en poids de la quantité totale de combustible et d'oxydant dans la composition.
<Desc/Clms Page number 63>
EMI63.1
Voici quelques exemples de compositions explosives dans lesquelles on a eu recours à d'autres
EMI63.2
combustibles en plus de l'hexam;tYylènetétramïne, On a fabriqué une composition, consistait en. un melejige de 83 'lé en poids de nitrate d' ammonium, de 12,5 ÏÏ en poidj du produit d'addition et de 4,5 % en oids de farine
EMI63.3
de bois. On introduit cette composition dans une cartou-
EMI63.4
che de 38 x 203 li".m.' Sa densité est de Cyï5>. Cn peut la fuii'e détoner avec une amorce ta.,H tr1<u(1 :;0) 6 :t sa vi- tesse de détonation est de 3,751 n/sec. vn prépare do même une composition constituée de 85,7 ;ô en oids elf] nitrate d'ammonium, de 3.i,? id on poids du produit d'ad- dition et de 2,7 % en poids d' ant.rFCi.tc finement divi- sé.
On introduit al.era4rt cette cecondj composition dai%s une cartouche de 38 x 203 Sa .1en:.1i.é est de Os95# On peut également la faire. ulétonur avec une amonc 4J,tJc;l'tr.1q,UQ N" 6 ut t'a vltoiiiie 14t ;tt.'n..ti'M "lJt QU ;.6,9 m/oec..
Non seulement le combustible 3c la coapoei- t3.an explosive de cetta invention peut être en partie autre chose que de l'ûexaaéthylènfctétraaine, taia Lal4'- Kent l'oxydant peut être en partie autre chose quo du nitrace d'ammonium. On connaît dan3 la pratique da nom- breux oxydants. Cependant, de même qu'on l'a exposé itLllg le cas de l'utilisation partielle d'autres co:bLâ<W.ss la quantité de produit d'addition présente doit t'tre ccnprise entra lit et 2C ,-.' en poi.3.z du roidi total uu
EMI63.5
combustible et de l'oxydant, si l'or- veut atteindre
EMI63.6
d'une uaniire tflre 1s maximum de sensibilité a l'avorte.
Dyne üt t1021 qui vient Il,zttll':z.t;.t,4 ,. l'4 é.w'..
<Desc/Clms Page number 64>
est la suivante : pourquoi ne pas simplement mélanger
EMI64.1
lu- nitrate d'ammonium et 7.'hc;xaratYry.Cnettrrine au liuu de recourir ù ces procédé:.} qui consistent à faire un produit d'addition, comme or. l'a exposé plus haut.
Cn peut obtenir une bonne formule d'explosif de mina en utilisant le simple mélange avec un détonateur appro- prié. Cependant, quand il est emballé sous forme de car- touche de 31,8 mm de diamètre, on ne peut pas le faire détoner avec une amorce électrique ? 6 et en outre sa sensibilité à l'intervalle, même quand on le fait par- tir avec comme détonateur une pastille de tétryl, n'est
EMI64.2
que de bzz+ m saalament.
C'est pour ces raisons que le simple mélange- ne convient pas pour être utilisé comme dynamite en bâtons, bien qu'il soit tout à fait utile, comme on l'a indiqué, dans les opérations normales de sautage.
EMI64.3
ln Ptioa dwx =ô111." fcfp&aK9< t prévu* nant de la présence, dans les compositions explosives, du produit d'addition décrit plus haut, on a conclu que 1'amélioration provient du se lance pseudo-moléculaire forci par le combustible et l'oxydant. En d'autres ter- ses, le produit d'addition du combustible et de l'oxy- dant agit comme un explosif moléculaire et de ce fait améliore les performances de n'importe quelle composi- tion explosive qui er. renferme.
Il va de soi que lus exemples précédents ainsi que les suivants ont un caractère purement illustratif
EMI64.4
et non :; tà,xi. un montre dans les exemples suivants .c'.ztïsiastwa : , de divers combustibles primaires ditf0- Ic.'i:Lâ, l'addition de combustibles secondaires et l'in-
<Desc/Clms Page number 65>
fluence de différents additifs. Sauf indications contraires, le procédé de fabrication de produite
EMI65.1
explosifs est; la #e que celui exposa en détail Jlanô l'Exemple II.
EXEMPLE III
EMI65.2
On constitue, de la 8De anira que dans l'Exemple II, des produits explosifs renfermant 90 ;# de nitrate d' ammonium et 10 % d'urée; 80 ej do nierai; d'ammonium et 20 # d'urée; 79 de nitrate o.' .mI:lOniu..'a, 20 } d'urne et 1 % da aiétluyl cellulose cocau agent nordi- fiant la cristallisation. On a chargé séparément de
EMI65.3
échantillons de ces trois ,:J.:,es dans des tubes de cuivre de 9<5 mm et de 76 x de longueur, et on lei fait dtonor avec une amorce électrique N 6 pour ¯6t.iH' miner l'importance des dégâts apportés au tube. Le tuu #en-fermant 1 'explosif constitué de 20 % d'urés et de 80 f de nitrate d'aNnonium'n'a pas détoné et soûle la partie supérieure du tube a été ndC1!:lI1lag() par le déto- nateur.
Hais avec le mélange à 10 % d'urée la partie en- dommagée du tube s'étendait presque jusqu'en bas; toute- fois la section placée tout à fait en bas, qui était remplie par un bouchon, restait intacte. uand on a ajouté 1 % de méthyl cellulose au mélange à 20 % d'urée, le tube s'est complètement désintégré et s'est éparpilla en petits fragments, y compris la section du fond, rem- plie par le bouchon.
Ces essais contrent d'une part l'importance de l'agent modifiant la cristallisation, dans ce cas la méthyl cellulose, et d'autre part l'amé- lioration de puissance explosive que l'on peut gagner
<Desc/Clms Page number 66>
EMI66.1
par lfu1L13ato d'un nélange équilibré en oxygère (à 20 % d'urée), en comparaison avec celle d'un mélange déficient en combustible (10 .l'urée).
EXEMPLE IV
Cet exemple est destine à montrer l'utilisa- tion d'un combustible, secondaire qui par lui-même est capable de jouer le rôle d'ur. agent- modifiant la cris-
EMI66.2
tal11$ation.
On a constitué un premier produit explosif par le procédé de l'Exemple II ; il renfermait 91 par- ties en poids de nitrate d'ammonium et 9 parties en
EMI66.3
loids d'hxéthylèr.et4tramine, ce qui donne une compo- sition équilibrée en oxygène. Les granules de cet explo- ait renforçaient des cristaux da nitrate d1 ammonium tant sous forme rhombique que sous forme d'aiguilles et le diamètre r.oyen de ces cristaux était do 40 raierons. La gamme des grosseurs était relativement étendue.
On a préparé un second produit explosif, éga- lement équilibré en oxygène, en faisant d'abord fondre 89,5 parties en poids de nitrate d'ammonium et 6,5 par-
EMI66.4
ties en poids d' h,:x<J..!t6thylènetétramine. Une fois la fu- sion complète, on a ajouté 4 parties en poids de dextro- se et on l'a laissé se dissoudre dans la masse fondue que l'on a refroidie ensuite rapidement en la faisant tomber en gouttes sur une surface froide, comme on l'a exposé plus haut. Dans les granules résultants de cette deuxième composition, les cristaux de nitrate d'ammonium étaient de forme rhombique, de grosseur très uniforme et comprise entre 20 et 30 microns.
<Desc/Clms Page number 67>
EMI67.1
La sensibilité aux détcnareurs de ces deux< produits et les possibilités de deEsifica'sion étaient essentiellement de la :C i.rta..ce, ce qui. contre que la plus grande t.,.2:i Wr des cristaux au second r4-
EMI67.2
duit compensait ,1$ rendement énergétique quelque peu
EMI67.3
inférieur des co=buztibi-es ;r:s#r¯zs.
'EX4FL2.7 On peut ajouter d'autres additifs pc-ur ezé... liorer la résistance à. l'huaidité ou pour servir de ccx- bustible secondaire. On a siodifié la. composition de 1"Fxep.tr ici, d'abord -en îacorporact 2 $i en pctids de terre de diatomées pour t1J!'..Uior.;r la. rcjiistaa;1* à l f :.u- .!:1di té; et ensuite en Ci,? % de noir de car- bone cosae combustible secondaire .
1res échantillons aiiisi r= W. ont t "JV3.w 1440 diMM des !'.MhiWW5trlirTj'ri a 1.,rr;.,,'1tft 1':;>r:.I..1". Tei âV.'..,, kraft de 32 zie ri.:t.:,.t8 et de 225 i ;0; x de loguer. On les a f&it partir-. coc1:.éE-;: sur le u.l. avec une accroc électrique 1 3 et or. a xesuré leur ri tesse de détonation, par la sCtbode de sj,r:.:ze. Les ré-
EMI67.4
sultats sont les suivants :
EMI67.5
Cocpositioa Densité Vitesse le détcnatioi.
#., A , #,,,,.,. (=/2ee) Exesple II 1,01 3.563 Exemple II * 2 de tc-rr de aistozées Ci13 3.3c5 Xxp?.? II 0,7 y. tr roirJe c6.rbes.<; C.3 3.41
EMI67.6
Bien que ces vitesses ::.--:. 14a.::!..:t:..c:: ft3:.¯ i.
<Desc/Clms Page number 68>
EMI68.1
quelque peu inférieures à la valeur théorique de
EMI68.2
4.727 =/zec, ces résultats montrent nettement que les explosif z -Le l'invention avec une grande vi- tu2.:e en iistrcs relativement petits, à l'état prati- quement non enferré. Cs résultats illustrent ëgcLie-sent
EMI68.3
le fait qu'une'petite quantité d'additif non réactif
EMI68.4
(tì-rt: ie disposées) peut ¯tre ajoutée sar.= porter ait-
EMI68.5
teinte aux performances de l'explosif.
EMI68.6
En plu? de ces, exe-ples, on peut citer les chiffres du Tableau 1 pour illuster d'autres variables.
4.ir.s-âlt les Compositions :.'* 2 et 11 3 montrent l'utili- eation i' ü..'1 r.%lzkrze de deux cocbusti1>les primaires, ctest-à-!ir i'ur et de inyar.di&.id<;:; tandis que la Composition 1 ** représente une combinaison de ces deux CM:cu.=H.blMS priza4-rEe,- et je carbone co=e combustible t,::::cf.1:s.1re.
La #li-nanseresjô s. découvert u'il est possi- ble de a& servir de l'explosif décrit plus 00=0 -4'a,:-tnta de sauta-e à forte én6i- té. Four certaines applications, on. préfère les agents de 3at;ge à forte densité aux autres catégories d'ex- picsifs. Un agent de sautage à forte densité est inté- ressant en ce sens qu'il est possible une plus grànieuj-ntit d'explosif par unitâ de voluxe du trou d:' îiin. L?5 le sautage à forte ;3it4 don- nent une grande vits-sse d aétonatien et une pression l d±tor. ticn air-si qu'une trieanca élevées, et, en rai- 4<xa d<- lu:- densité forte, 1-z Eê,z.X3 de s=.ute forte J.-nt& offrent une neilieore r..:.:;.l.3t;t; à l'eau.
<Desc/Clms Page number 69>
EMI69.1
Dalla tous les explosifs hétivogèxxes il existe une li=d.te supérieure de detis-*4-,! due à la. réaction lin* tée par la diffusion. Par conséquent, la densité doit être inférieure * ce que l'on peut appeler la densité
EMI69.2
criticue de nonfonationasneat ec il faut: de préférer- ce la régler peur qu'elle soit dans le vo1sr.<J de lu densité optimale (voir la Figure 1).
La densité de l'ex- plosif préparé sur l'appareil illustra sur la Figure 3
EMI69.3
est d1 approximativement C., 95 j ce qui est i1'.1 !rieur à la densité optimale Il est par con3;Uen;t nécessaire d'augaanter cette densité juzqu'à la densité optisalo de-manière à obtenir un explosif 4 forte densité cgale
1,2 environ.
Il existe deux procédés généraux pour limiter
EMI69.4
la dônsité des explosifs fondus de telle manière- que leur densité soit inférieure à la valeur critique et se rapproche de la densité optimale. Ces procédés ont
EMI69.5
conduit à deux types, gënëraux de produits - les agents de sautage rigides et les agents de saulaie humides.
<9nts...d.#.sautace...rie?.ide.3
Les procédés utilisés consistent en une agglo- aération et à utiliser des agents donnant du volume. On
EMI69.6
peut préparer l'agent de sautasû aelomérê ou rig par le procédé suivant. On se sert de l'appareil illus-
EMI69.7
tré sur la Figure 3 et l'explosif fondu, c'eut-à-dire l'explosif au préalable préparé dans l'appareil illustra sur la Figure 3, est de nouveau introduit dans la trémie d'alimentation 36 et amené sur le cylindre chaud 1C. La pression de la vapeur, dans le cylindre chaud 10, est
EMI69.8
maintenue entre 2t8 et 3,5 kg/c2.
On utilise une *-ac'.0
<Desc/Clms Page number 70>
EMI70.1
à couloir pour détacher du ci:..3re chajd 10 le pro- duit G.wVCiw:..'"::âlû foniv et le .faire passer dans une "1.Z" .:.:. 'te .^....d:iir::$r que l'on ::3i!:.ti cnt i 3C Ï environ. en r<3tirû .l:: iro-iult de la a.r-.:..i1;{' et: on l'introitiic dans =e cartouche puis on le tasce 1.L,¯'w$..'G .sur place 1 t.¯'.: at Vitrier le débit d'alineatation de l'explosif fondu sur le cylir.,ire de fusion chauffé 10, la vitesse de rotation, de a : ,a eylirârc et la tespérature de la =.trite rîseptrice, il est possible de régler la dense- té de 1 cartouciie entre 1,2 et 1,4 g/C1:: environ. Le produit 1n i '= WYi i'r .le la. saaiire ir3.'N.wwJ9 .Ir6i viteS3Et de détonation suivante pour des densités différentes.
Y.:. rs... J.'r JJ'r..r4viwr aL a 1J 't.t 4t.:1t!\ ;)E S.,L# rA..iI
EMI70.2
4 Dixer4zions de la cartouche Vitesse
EMI70.3
<tb> (g/cm3) <SEP> (sa) <SEP> de
<tb> détonation
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Diantre <SEP> Longueur <SEP> Epaisseur
<tb>
EMI70.4
1 iir¯.n i:ii d s..frois 1,23 102 C14 1 5.100 1,23 102 91..; 12,7 6.191 1,25 lC2 914 12,7 6.344
EMI70.5
<tb> 1,22 <SEP> 112 <SEP> 686 <SEP> 10,2 <SEP> 6. <SEP> 039
<tb> 1,38 <SEP> 112 <SEP> 813 <SEP> 10,2 <SEP> 4. <SEP> 020
<tb>
EMI70.6
#.ige.nté. de sautEe . humides Une autre manière pour régler la densité des
EMI70.7
;r.t3 de sautage à forte densité consiste à. ajouter une quantité d'eau peu i=portante et soiGneusement réglée.
L'eau tend à faire fondre ou à dissoudre partiellement les particules et ainsi augmente la densité. La demande- resse à toutefois découvert un procédé meilleur qui donne
<Desc/Clms Page number 71>
la possibilité d'ajouter des quantités d'eau bien plus importantes et même d'atteindre le point de saturation par l'eau, ce qui est extrêmement intéressant pour cer- taines applications. Il consiste à ajouter des agents donnant du volume, choisis. Les agents donnant du volume 'environ qui peuvent convenir sont des combustibles comme lu pâte
EMI71.1
de bois ou des micro-ballons d'urée et do forI:laldÛ"h:de.
Les micro-ballons ont une densité de 0,05 g/cm3/et le
EMI71.2
fait d'ajouter 1 % en poids environ de ces micro-ba4loriz à l'explosif humide abaisse la densité cte 0,0'? G/cm3 en- viron. Le diamètre des micro-ballons est de l'ordre de 20 à 40 microns et ils forment une multitude tie minus- cules poches d'air intimement réparties dans tout l'ex-
EMI71.3
plosif. On pense que les nicro-ballona, non $oulcmI1t servent d'agents donnant du valuua, main également -,er- vent de eentt'tl8 de oha1ew' 4.knii l'onde (le choc: st c%z6- liorent les propriétés de l'explosif.
Bien que l'on ait indiqué seulement la farina de bois et mes micro-ballons comme agents donnant du volume pouvant d'au- tres produits serviraient également dans ce but.
EMI71.4
L'explosif fondu préparé à partir due nitrate d'amnonium et d'hexaffléthylènstétrorainQ a été mélangé di- rectement avec de l'eau jusqu'à obtention de la densité maximale. On a ajouté à cet agent de sautage humide du bichromate de potassium, comme catalyseur. On a également ajouté de la gomme de Gombo pour épaissir la pâte et lui donner de la cohésion. Ce produit avait une densité de
EMI71.5
1,45 g/CIr.', qui est .3Ur>Û.r.i.eu.".'(: 3. l'optimum, et''(:XI,lo- sion ne se propageais que d-ine duo cartouches de fort diamètre ou sérieusement clos<:E.; et alors la vits-acte
<Desc/Clms Page number 72>
était très inférieure à la valeur maximale.
On a ajouté au bicarbonate de sodium à l'agent de sautage humido, pour dégager du gaz, et ainsi former des vides dans l'agent de sautage humide et abaisser sa densité. La densité, par addition de bicarbonate de sodium, s'est trouvée abaissée de la valeur habituelle de 1,45 à 1,20 environ. .avec cette densité plus faible, la détonation se propage dans l'agent de sautage humide, dans un. tube
EMI72.1
dé c.rCo:1 do 50,8 3. On admettra que- l'on peut ajouter à l'agent de sautage humide d'autres substances abais- sant la densité , pour diminuer cette densité en dessous du la valeur critique.
* On se rendra compte, d'après ce qui précède, que l'on peut ajouter de l'eau aux explosifs fondus de ct-tto invention et que pourtant l'explosion s'y propage.
La vi@@sse, dans l'agent de sautage humide, est amélio- rée par addition de 0,5 % de bichromate de potassium.
On a préparé et essayé les diverses formules
EMI72.2
.1':,,,nt:, ne sautage humides suivantes. :rous les pourcen- tages sont exprimes on poids. 1.'agent de sautage humide
EMI72.3
1 renfermait 67 fâ en poids d'explosif fondu (8,5 .'hçxa.. Gtxa.mttra ina, 91 ,2 , de nitrate d'ammonium, 0,3 % de savon), 7,4 de farina de bois, 8,9 % de ni- trate d'ammonium, 11,9 % de nitrate de sodium, 0,3 % de gomme de Gombo, 0,2 % de bichromate de potassium et 4,4. d'eau.
Cn a mélangé à sec l'explosif fondu, la farine de bois, la gomme de Gombo et une partie du nitrate de
EMI72.4
dodiua, puis on a silangé avec le tout une solution de nitrate 3':piu.:., de nitrate de sodium, de bichromate dô potassium et de l'eau, pour obtenir un îitellu de
<Desc/Clms Page number 73>
sautage humide 1 ayant la composition globale ci-dessun.
L'agent de sautai humide 2 a la compo- sition que l'agent de saut;age humide 1., mais on lui a ajouté 0,3 % de micro-ballons d'urée-formaldéhyde, en mélange avec les produits solides secs.
L'agent de sautée humide 3 a la mené composi- tion que l'agent de sautage humide 1. aveu cette diffe- rence que l'on remplace 1,0 % de farina de bois par 1,0% de gomme l'éther de cellulose. On n'ajuste pas de gomme de Gombo.
L'agent de sautai humide 4 était composé de 64 % d'explosif fondu (à 8,5 % d'hexaméthylènetétramine, 91,2 % de nitrate d'ammonium et 0,5 % de savon), (le 5 % de farine de bois, de 1 % de micro-ballons d'urée- formaldéhyde, de 0,3 % de gomme de Gombo, de 14 % de nitrate d'ammonium, de % de nitrate de sodiun et de 9 % d'eau. On a mélangé à sec les produits solides, l'explosif fondu, la farine de bois, les micro*ballons et la gomme de Gombo. On a ajouté lentement aux produits solides mélangés une solution renfermant 30 % d'eau, 46 % de nitrate d'ammonium, 23 % de nitrate de sodiua et 1 % de bichromate de potassium et on a mélange le tout ensemble.
L'agent de sautage humide 5 était le môme que l'agent de sautage humide 4, avec cette différence qu'on y a utilisé 4 % de farine de bois ot 2 % de micro- ballons .
On a exposé dans le tableau suivant la vitesse de détonation des diverses formules d'agents de sautago humides.
<Desc/Clms Page number 74>
EMI74.1
1" J"¯Et!';'!: IV Non s.ü.y4
EMI74.2
Pomule Cartouche a Densité D(' ;ona.... Vitesse #..#-#. n .#'...'#'...'.. , (6/..:m,) t.ur (E/jec) rlrywws.lYW at L (sx) ,w.truuYw...r Wrrr(N.rw..rY.MiYW wrrpwWk'r W&.-3. .... 76 x 914 x 15 It.1! 25 de 5.612 té,4-ryl -'- 6x 914 x 15 ., --..1. ...- 5.551 i1B4.-2 3 ,t.l., x ;05 1,18 # d # 4-.4S5 WB..-3 C 51x05 1<26 -...do..... 4,117 :âlai.'c8 Ir B.." 4 C 1C2 x 610 1?;9 - Mi0# 4.117 su 76 x i x 15 l,39 # d # 5.734
EMI74.3
<tb> WB-5 <SEP> C <SEP> 102 <SEP> x <SEP> 610 <SEP> 1,30 <SEP> --d -- <SEP> 5.185
<tb>
EMI74.4
rs 76 x 914 x 15 1,32 # d # 6.039 WE..-5 0 52 x 105 z.,7.5 d0# 4.758 1w s.rwwrrrwwyw..yx.yW a.a,yrr11e4dw.rYSSrewIwsa.lwl.wrrwawr.MwyYlnl,rrrva
EMI74.5
a : "1..at" matière ; "C" - carton ; "A" * acier ; "D" @ diamètre ; "L" @ longueur ; "E" = épaisseur des parois.
Dans les formules exposées dans ce qui précède, l'explosif hétérogène entrant dans la composition de l'agent de sautage à forte densité a été préparé con-
EMI74.6
forcément au procédé de catte-invention. Il peut être possible, pour des applications particulières, de prépa- rer un explosif hétérogène approprié, par un procédé autre que le présent procédé. Dans le cas de ces agents de sautage à forte densité particuliers, la demanderes- se n'entend pas être limitée à un procédé particulier
<Desc/Clms Page number 75>
des préparations de l'explosif hétérogène entrant dans la composition de l'agent de sautage à forte densité de l'invention.
Il va de soi que l'invention n'a été décrite et illustrée qu'à titre explicatif et qu'on peut lui apporter toutes les variantes ou modifications connues de l'homme de l'art sans pour cela sortir ni de son esprit ni de son cadre.