CH289691A - Explosif et procédé de fabrication de cet explosif. - Google Patents

Description

      Explosif    et procédé de fabrication de cet     explosif.       La présente invention est. relative aux  explosifs plastiques contenant au moins un       nitro-dérivé    organique liquide, comme des  esters     d'aeide    nitrique, par exemple de la  nitroglycérine, du     nitroglycol    ou des hydro  carbures nitrés, par exemple du nitrobenzène,       chi    nitrotoluène, du trinitrotoluène liquide, et       au    moins un     nitro-dérivé    organique solide,  d'ordinaire de la nitrocellulose, en     proportions     voulues pour former une masse gélatineuse, et  une substance inorganique oxydante.

   Des  explosifs de ce type, dont la plasticité peut  être plus ou moins marquée, tels que la dyna  mite, sont. utilisés principalement dans des  bats civils et le sont. alors le plus souvent  sous forme de cartouches, c'est-à-dire de boîtes       clans    lesquelles l'explosif a été enveloppé ou  a été d'ordinaire pressé à la machine. Ils peu  vent aussi être utilisés directement, par exem  ple dans des trous forés pour tirage de mines  et sont alors chargés au moyen d'une     barre     ou dispositif analogue, de manière à bien rem  plir le trou foré.  



  On exige par conséquent d'un explosif  plastique qu'il puisse être pressé, ou en d'au  tres termes être suffisamment plastique pour  ne pas produire une résistance trop grande à  l'outil de pressage et, après le pressage, bien  remplir le volume dans lequel on l'a pressé.  Il est. également désirable que l'explosif ait  une densité de     eharge    élevée de manière  qu'une grande quantité d'explosif     puisse    être    introduite dans un volume donné, par exem  ple une cartouche ou un trou foré.  



  La. substance organique oxydante est. le  plus souvent du nitrate     ammonique,    ruais on  a trouvé que le nitrate     ammonique    influence  de façon nuisible la compressibilité de l'explo  sif et réduit également ses qualités à d'autres  points de vue, par exemple partie     ulièr    eurent  en ce qui concerne la brisante ainsi que la  température et la quantité de chaleur déga  gée par l'explosion.  



  On a essayé de supprimer . cet inconvé  nient en ajoutant de la poudre d'aluminium  qui, grâce à sa grande chaleur de combus  tion de 7297 kilocalories par kilogramme,  dégage beaucoup de chaleur et produit une  température élevée lors de sa combustion avec  de l'oxygène provenant. du nitrate     ammonique.     Jusqu'ici cependant, on n'a pas pu incorporer  avec succès plus de quelques pour-cents d'alu  minium dans l'explosif plastique, parce qu'il.  n'était pas possible, pour des     pourcentages     élevés, d'obtenir une combustion complète des       Çyaz    de l'explosion avec la quantité d'oxygène  libre disponible dans l'explosif.

   Une combus  tion complète est cependant nécessaire pour  obtenir une utilisation efficace de     l'explosif     et     empêcher    la formation de gaz toxiques tels       o_ue    l'oxyde de carbone lors de l'explosion.  



  On a trouvé que les inconvénients cités  plus haut peuvent être supprimés     dans    une  grande mesure si la substance     inorganique              oxydante    est sous forme de grains dont les  dimensions satisfont à une certaine règle (le  distribution.  



  L'explosif selon     1-'invention,    qui contient au  moins un nitro-dérivé organique liquide et au  moins un nitro-dérivé organique solide en  proportions voulues pour former une masse  gélatineuse, et une substance inorganique oxy  dante, est caractérisé en ce que de cette subs  tance     oxydante    au moins     851/o,    des particules       passent        à.        travers        le        tamis        60,

      5 à     70%        pas-          sent    à     travers        le        tamis        220        et        10    à     85        %        sont     retenues sur le tamis 140.  



  Pour obtenir cet explosif, on broie par  exemple (clans des broyeurs à meules verti  cales ou (les     désintégrateurs    de préférence) la.  substance organique oxydante jusqu'à ce qu'au       moins        85        %        des        particules        de        celle-ci        passent     à travers le tamis 60,

   5 à     701/o    passent à     tra-          vers        le        tamis        220        et        10    à     85%        sont        retenues     sur le tamis 140, et on la mélange avec une  masse gélatineuse composée d'au moins     un          nitro-dérivé    organique liquide et au moins un  nitro-dérivé organique solide en proportions  voulues pour former un explosif plastique.  



  La distribution (les grains suivant leurs  dimensions peut être déterminée par une ana  lyse par tamisage effectuée au moyen d'une  série de tamis à différents nombres de mailles,  et on peut dresser un diagramme de tamisage  à l'aide des poids ainsi obtenus des portions  demeurant sur les différents     tamis    individuels  en fonction du nombre de mailles.    15% au     phis    des particules de la substance       oxydante    (nitrate     ammonique)    doivent rester  sur le tamis 60 (23,6 mailles par centimètre)       mais,    pour réaliser les conditions les plus  favorables, .pratiquement rien ne doit être  retenu sur le tamis 50 (1.9,7 mailles par cen  timètre).

   D'autre part, il est. indiqué     due    5  à     60%        au        plus        (mieux        20    à     40%)        des        parti-          cules    soient retenues par le tamis 80 (31,5  mailles par centimètre).

   Enfin, si au moins       .5%        des        particules        doivent        passer        au        travers     du tamis 220 (86,6 mailles par centimètre), il       est.        préférable        qu'il        en        passe        au        moins        \'0%        et,       en particulier, si le reste du sel est constitué  de grains fins, 40 à     5011/o,

      mais au     maximum     60 ou     701/e.     



  L'explosif selon l'invention. contient en  outre     avantageusement.    au moins     2-ô"/o,    de       préférence        au        moins        4-5%,        par        exemple    8 à       1211/o    ou plus, de poudre     d'aluminium    et un  pourcentage de nitrate     ammonidue    sensible  ment suffisant à la combustion complète.

   La       poudre        d'aluminium    utilisée est de     préférenee     suffisamment fine pour passer à travers     lr#     tamis 30 (12 mailles par centimètre), mais  peut consister, si on le désire, en     petites    ro  gnures courtes.  



  On peut remplacer le nitrate     ammonique          ,pntièrement    ou     partiellement    par un ou plu  sieurs composés inorganiques équivalents,  riches en     oxygène    et compatibles avec les  autres ingrédients de l'explosif, tels que des  nitrates métalliques, ou du perchlorate de po  tassium.

   L'aluminium peut également être  remplacé en tout ou en partie par un autre  métal ou alliage     avant    une chaleur de     eoni-          bustion    relativement élevée, comme le magné  sium, le     zine    ou même le fer ou des     alliages     de     deux    ou plusieurs de ces métaux, mais on  préfère l'aluminium. Ces remarques s'appli  quent également à ce qui suit chaque fois qu'il  est question de nitrate     ammonique    ou de pou  dre d'aluminium.  



  La portion de nitrate     ainmonique    qui tra  verse le tamis 80 et reste sur les suivant  jusque et y compris le tamis 220 sera. de pré  férence distribuée de façon uniforme sur les  tamis intermédiaires, par exemple 4 ou  6 tamis, c'est-à-dire (lue le     diagramme    de     taini..     sage entre ces tamis doit être sensiblement  rectiligne, le diagramme réel. de tamisage ne  s'écartant dans ce cas de     préférence    pas du  diagramme moyen de plus de 5 et au maxi  mum de 10 unités en     pour-eent.    Pour prendre  un tamis correspondant environ à 1_a moyenne  de la série, le tamis 140     (:

  55,1    mailles par  centimètre) devrait. ainsi retenir, entre 10 ou       1.5%        et        80        ou        850/0.        La        limite        supérieure        est          cependant        située        de        préférence    à     70        ou        75%          et        la        limite        

  inférieure        à.        20        ou        30%.         La. poudre d'aluminium peut avoir une       distribution    de grosseur de     grains    sensible  ment la même que celle décrite pour le nitrate       ammonique,    mais il est possible et au moins  aussi avantageux au point de vue de la résis  tance à l'humidité d'utiliser de la     poudre     d'aluminium     phis    grosse, correspondant, par  exemple, au tamis 30 (12 mailles par     eenti-          mètre).    On utilise de préférence de la poudre  d'aluminium qui a.

   été granulée par     pulvéri-          .#;ation,    c'est-à-dire obtenue par fusion     puis     vaporisation de l'aluminium dans un bain  réfrigérant.  



  L'explosif contient de préférence 45 à 75 0!o  en poids de nitrate     ammonique    et. 3 à 12 %  en poids de particules d'aluminium.  



  Pour des explosifs contenant de la nitro  cellulose en même temps qu'un     nitro-dériv    é  d'un di- ou trialcool     (nitro-glycol        et/ou    la       nitroglycérine),    il est indiqué que le pourcen  tage     d'azote    de la nitrocellulose soit compris  cintre 11,6 et 12,8      /o,    et même entre 11,8 et  12,6 %, par exemple de 12,0 à 12,4 %.

   En cas  d'un mélange de     nitroglycol    et nitroglycérine,  on adopte de préférence un pourcentage  d'azote d'autant plus élevé que la proportion    de nitro-glycol est plus élevée par rapport     à,     celle de nitroglycérine; pour des proportions  égales de nitroglycérine et de     nitr        oglycol,    ce  pourcentage sera de préférence de 12,3  /o.  



  Sur le tableau suivant, on donne les limites  de pourcentages préférées pour des explosifs       plastiques    et     semi-plastiques    conformes à l'in  vention ainsi que les compositions détaillées et  quelques particularités de 4 explosifs con  formes à l'invention et, dans un but- de com  paraison, de 2 explosifs     exempts    d'aluminium  du genre usuel contenant du nitrate     ammoni-          que.    Sur le tableau, les teneurs sont données  en pour-cent en poids, le vol-Lime de gaz est  réduit à 20  C et 760 millimètres de mercure  et l'indice de     brisance    est égal au produit de     1a     pression spécifique en kilogrammes par centi  mètre carré,

   la densité en kilogrammes par  litre et la vitesse de détonation en mètres par  seconde, divisé par     10s.    La pression spécifique  est la pression en kilogrammes par centimètre  carré développée au moment de la détonation  par     kilogramme    d'explosif dans un volume  d'un litre. La vitesse de détonation a été dans  chaque cas particulier supposée être de 6200  mètres par seconde.

    
EMI0003.0031     
  
    Produits <SEP> conformes <SEP> à <SEP> l'invention <SEP> Produits
<tb>  Limites <SEP> de <SEP> comparaison
<tb>  1 <SEP> 11 <SEP> III <SEP> <I>MT</I> <SEP> A <SEP> B
<tb>  Nitroglycérine <SEP> 0-40 <SEP> 14,68 <SEP> 9,00 <SEP> 6,50 <SEP> 11,50 <SEP> 17,47 <SEP> 27,50
<tb>  Nitroglycol <SEP> 0-40 <SEP> 14,68 <SEP> 9,00 <SEP> 6,50 <SEP> 11,50 <SEP> 17,47 <SEP> 27,50
<tb>  Nitrocellulose <SEP> 0,5-4 <SEP> 1,46 <SEP> 1,25 <SEP> 0,60 <SEP> 1,46 <SEP> 2,62 <SEP> 4,75
<tb>  Eau <SEP> contenue <SEP> dans <SEP> la
<tb>  nitro-cellulose <SEP> 0-1 <SEP> 0,22 <SEP> 0,22 <SEP> 0,40 <SEP> 0,65
<tb>  Hydrocarbures <SEP> nitrés <SEP> 0-10
<tb>  Nitrobenzène <SEP> 2,16 <SEP> 2,00 <SEP> 2,90 <SEP> 7,70 <SEP> 4,13 <SEP> 2,30
<tb>  Nitrate <SEP> ammonique <SEP> 45-75 <SEP> 57,83 <SEP> 68,25 <SEP> 72,53 <SEP> 66,77 <SEP> 55,67 <SEP> 34,

  96
<tb>  Poudre <SEP> d'aluminium <SEP> 0-12 <SEP> 8,00 <SEP> 10,00 <SEP> <B>10,00</B>
<tb>  Farine <SEP> de <SEP> bois <SEP> 0-1 <SEP> 0,49 <SEP> 0,50 <SEP> 0,62 <SEP> 0,50 <SEP> 1,49 <SEP> 1,80
<tb>  Matière <SEP> colorante <SEP> 0-0,3 <SEP> 0,24 <SEP> 0,25 <SEP> 0,25 <SEP> 0,25 <SEP> 0,18
<tb>  Craie <SEP> 0-0,3 <SEP> 0,24 <SEP> 0,10 <SEP> 0,10 <SEP> 0,50 <SEP> 0,36
<tb>  100,00 <SEP> 100,00 <SEP> 100,00 <SEP> 100,00 <SEP> 100,00 <SEP> 100,00       
EMI0004.0001     
  
    Produits <SEP> conformes <SEP> à <SEP> l'invention <SEP> Produits
<tb>  de <SEP> comparaison
<tb>  I <SEP> II <SEP> III <SEP> IV <SEP> g <SEP> R
<tb>  Volume <SEP> de <SEP> gaz, <SEP> litres/kg <SEP> 810,9 <SEP> 813,6 <SEP> 820,8 <SEP> 935,5 <SEP> 913,5 <SEP> 862,6
<tb>  1/o <SEP> de <SEP> C0.

   <SEP> L6,1 <SEP> 11,2 <SEP> 10,2 <SEP> 18,7 <SEP> 20,4 <SEP> 28,1
<tb>  <B>0</B>/<B>0</B> <SEP> de <SEP> H.0 <SEP> 56,<B>1</B> <SEP> 59,1 <SEP> 60,2 <SEP> 55,0 <SEP> 52,8 <SEP> 48,7
<tb>  <B>1</B>/o <SEP> de <SEP> N@ <SEP> 27,6 <SEP> 29,1 <SEP> 29,5 <SEP> 26,3 <SEP> 25,1 <SEP> <B><U>11</U></B>3,1
<tb>  o/<B>0</B> <SEP> de <SEP> 0@ <SEP> 0,2 <SEP> 0,6 <SEP> 0,1 <SEP> 0,0 <SEP> 1,7 <SEP> 0,1
<tb>  Chaleur <SEP> d'explosion, <SEP> cal./kg <SEP> 1427 <SEP> 1423 <SEP> 1404 <SEP> 1098 <SEP> 1109 <SEP> 1299
<tb>  Température <SEP> d'explosion, <SEP> <B>0</B> <SEP> C <SEP> 3425 <SEP> 3362 <SEP> 3297 <SEP> 2738 <SEP> 2809 <SEP> 3<B>22</B>76
<tb>  Indice <SEP> de <SEP> brisance <SEP> 104,3 <SEP> <B>101,1</B> <SEP> 98,2 <SEP> 94,8 <SEP> 88,6 <SEP> 97,0
<tb>  Pression <SEP> spécifique,

   <SEP> kg/litre <SEP> 10990 <SEP> 10947 <SEP> 10846 <SEP> 9931 <SEP> 9924 <SEP> <B>10791</B>
<tb>  Essai <SEP> au <SEP> bloc <SEP> de <SEP> plomb, <SEP> en-i3 <SEP> 455 <SEP> 472 <SEP> 443 <SEP> 354 <SEP> 395 <SEP> 465
<tb>  Densité <SEP> 1,53 <SEP> 1,49 <SEP> 1,46 <SEP> 1,54 <SEP> 1,44 <SEP> 1,45
<tb>  Essai <SEP> de <SEP> chute <SEP> de <SEP> marteau <SEP> 17 <SEP> 30 <SEP> 27 <SEP> 23 <SEP> 21 <SEP> 14       Les     différents    ingrédients sont intimement  mélangés     dans    une machine mélangeuse, de  préférence en introduisant d'abord la gélatine  de mine, c'est-à-dire la nitroglycérine, le     nitro-          glycol,    le nitrobenzène et la nitrocellulose, puis  un mélange de nitrate     ammonique,

      farine     d:;     bois, matière colorante et chaux et, suivant le  cas, de poudre d'aluminium.  



  D'après les données de la partie inférieure  du tableau, on remarque que les explosifs con  formes à l'invention présentent quelques avan  tages essentiels sur la dynamite ordinaire.  Ainsi, leur densité, qui a une grande influence  sur la densité de charge et l'indice de     brisance,     est     plLis    élevée bien que les exemples considé  rés ne soient pas particulièrement favorables  sous ce rapport; dans un autre cas, on a  obtenu une densité de 1,65 avec 10% d'alumi  nium. Leurs indices de     brisance    sont considé  rablement plus élevés dans le cas où on intro  duit de la poudre d'aluminium et, à un point  de vue relatif, également plus élevés sans  introduire de l'aluminium, ce qui est prouvé  par une comparaison de l'exemple IV avec  l'exemple A.

   Cela est également vrai pour la  chaleur d'explosion et la température d'explo  sion en ce qui concerne les explosifs à l'alumi  nium, et l'exemple exempt d'aluminium est  également en bonne position sous ce rapport.    <B>Il</B> est     également    important que le     poureenta\;e     (le     C02    dans les gaz d'explosion soit faible  comparativement à.     celui    des     dynamites    con  nues, car cela signifie que le     dan-er    d'intoxi  cation est réduit à un     minimum.  

Claims (1)

1. REVENDICATION<B>1:</B> Explosif plastique, contenant au moins Lui nitro-dérivé organique liquide et au moins un nitro-dérivé organique solide en proportions voulues pour former une masse gélatineuse, et une substance inorganique oxydante, caracté risé en ce que de cette substance oxydante au moins 85 % des particules passent à travers le tamis 60,

   5 à 70 % passent à travers le tamis 220 et 10 à 85 % sont retenus sur le tamis 140. <B>SOUS-REVENDICATIONS:</B> 1.

   Explosif suivant la revendication I, ca ractérisé en ce que ladite substance oxydante est -du nitrate ammonique. 2. Explosif suivant la revendication I, ca ractérisé en ce que ladite substance oxydante est du nitrate ammonique pulvérisé, dont 20 à 60% passent à travers le tamis 220. 3. Explosif suivant la sous-revendication 1, caractérisé en ce que 5 à 60 % du nitrate ammonique sont retenus sur le tamis 80. 4.

   Explosif suivant la sous-revendication 3, caractérisé en ce que 20 à 40 % du nitrate ammonique sont retenus sur le tamis 80. 5.

   Explosif suivant la sous-revendication 3, caractérisé en ce que la portion de nitrate a,mmonique passant au tamis 80 mais retenue au tamis 220 se distribue -de faqon sensible ment uniforme entre des tamis intermédiaires, le diagramme réel de tamisage ne s'écartant pas du diagramme moyen de tamisage de plus clé 10 unités en pour-cent. 6.

   Explosif suivant la revendication I, ca- t actérisé en ce qu'il comprend des particules métalliques contenant au moins un métal pos.. cédant une chaleur de combustion élevée, et en ee que la substance inorganique oxydante est en quantité telle qu'elle suffise à la combus tion sensiblement complète des ingrédients de l'explosif. 7.

   Explosif suivant la sous-revendication 6, caractérisé en ce qu'il contient au moins 2 % (le particules d'aluminium. 8. Explosif suivant les sous-revendications 1 et 7, caractérisé en ce qu'il contient: Nitrate ammonique 45 à 75 0/0 en poids Aluminium 3 à 12 % en poids. 9.

   Explosif suivant. la sous-revendication 8, caractérisé en ce qu'il contient au moins un nitro-dérivé d'un di- ou trialcool, ainsi que de la nitrocellulose ayant une teneur en azote de 11,6 à 12,8 % en poids. REVENDICATION II:

   Procédé de fabrication de l'explosif selon la revendication I, caractérisé en ce qu'on broie la substance inorganique oxydante jus qu'à ce qu'au moins 85 /o- des particules de celle-ci passent à travers le tamis 60, 5 à 70 0l0 passent à travers le tamis 220 et 10 à 85 0/0 sont retenues sur le tamis 140, et en ce qu'on la mélange avec une masse gélatineuse compo sée d'au moins un nitro-dérivé organique liquide et au moins un nitro-dérivé organique solide en proportions voulues pour former un explosif plastique. SOUS-REVENDICATIONS 10. Procédé selon la revendication II, carac térisé en ce qu'on utilise du nitrate ammoni- que comme substance inorganique oxydante.

   11: Procédé selon la sous-revendication 10, caractérisé en ce qu'on broie le nitrate ammo- nique dans un broyeur à meules verticales. 12. Procédé selon la revendication II, ca ractérisé en ce qu'on ajoute encore audit mé lange des particules métalliques contenant au moins un métal possédant une chaleur de com bustion élevée. 13. Procédé selon la sous-revendication 12, caractérisé en ce qu'on ajoute au moins 3 0/0 de particules contenant de l'aluminium. 14. Procédé selon la sous-revendication 12, caractérisé en ce qu'on fond l'aluminium, en ce qu'on le vaporise et en ce qu'on ajoute l'alu minium pulvérisé ainsi obtenu audit mélange.