DURETÉ DU COKE

Dans le rapport sur les essais de cokéification, vol. I, sixième partie, pages 254-7 il y a une discussion sur les relations qui unissent la dureté du coke à sa qualité au point de vue des emplois; on y trouve aussi la description d'une méthode d'essai de dureté (dans le sens de résistance à la compression) et d’une méthode de calcul des résultats.

En résumé cette méthode consiste à écraser l'échantillon de façon à ce qu'il passe juste au tamis de 2”, à enlever tout ce qui est plus petit qu’ }" et à soumettre tout ce qui est compris entre }" et 1” à une pression de 4200 livres dans un cylindre d'environ 54” de diamètre. Après avoir laissé agir cette pression de 200 livres par pied carré sur l'échantillon pendant 2 minutes, on passe le coke sur des tamis de 3”, #” et #” et on pèse les diverses catégories obter es. Le facteur de dureté est alors obtenu en divisant le poids de cha :e catégorie par la dimension de la maille du dernier tamis qu'à traversé ceite catégorie, et en ajoutant tous les quotients. C'est ainsi, par exemple, qu'en prenant 500 grammes on peut obtenir 347 grammes ne passant pas le tamis de 3”, c'est-à-dire compris entre 4” et 1”; 67 grammes compris entre 3” et #”; 31 grammes compris entre 1” et 1”; 55 grammes passant à travers le tamis de #”. Le facteur de dureté est alors (347+1) + (67-+3) + (314%) + (55+%) =873= Dureté.

Il est évident que plus un coke est dur plus ce facteur est petit, autrement dit les duretés varient plus ou moins exactement comme l'inverse du facteur de dureté. Si on prend alors un coke comme étalon, les duretés relatives des autres cokes seront données en divisant le facteur de dureté de l'étalon par “eux des autres cokes. Ainsi le coke pris comme étalon dans

les essais du vol. I avait un facteur de 674; le coke pour lequel nous venons de faire le calcul a donc une dureté rclative de 674+873=0-772=D.

Depuis l'époque où fut écrit le vol. I, Stadler et d'autres à Johannesbourg, Bell, Ball et d'autres plus récemment à l'université McGill de Montréal, ont fait de très intéressantes €t de très précieuses expériences, dont il résulte que si on soumet une substance dure, telle qu'une roche, à deux broyages successifs, si on classe par tamisage les matériaux provenant du premier broyage en plusieurs catégories, si on broie à nouveau ces diverses catégories et si on classe les produits nouveaux, le travail nécessité par le broyage est fonction des variations de grosseur des grains quand on passe d'une catégorie à la suivante.

Le mémoire primitif de Stadler traite cette question assez complètement et recommande une série particulière de tamis et de catégorie donnant des proportions définies de grosseurs et par suite des unités d'énergie également définies pour chaque catégorie; ce même mémoire fait également ressortir la possibilité de calculer l'unité de catégorie ou d'énergie qui correspond à des matériaux classés sur des tamis d'autres dimensions. Le travail fait plus récemment à McGill tend, d'une façon générale, à confirmer ces conclusions et montre que l'énergie réellement consommée en broyant les différentes espèces de roches à des degrés différents est proportionnelle dans des limites raisonnables, aux variations de grosseur?

La consommation réelle d'énergie nécessaire à broyer une quantité donnée de roche dépend évidemment non seulement de la diminution de grosseur, mais aussi de la résistance à l'écrasement de la roche considérée; de sorte que si on veut comparer diverses roches, on doit corriger et ramener à un même étalon les résultats des essais faits sur une roche particulière en multipliant par un coefficient déterminé expérimentalement pour cette roche. Ces coefficients n'ont été déterminés que pour très peu de roches et de nouvelles expériences montreront, sans doute, qu'ils varient considérablement avec des roches de même nature provenant de localités différentes. Il est extrêmement probable aussi que le coefficient changera pour chaque roche à mesure que le broyage atteindra des degrés de finesse tels que la structure cristalline influencera la dureté. Il y a encore beaucoup à faire avant de pouvoir établir complètement la théorie du broyage des roches et avant de la ramener définitivement à un calcul pratique, mais, même les expériences actuelles suffisent déjà à montrer que la méthode de Stadler nous donne des moyens d'une précision nouvelle, soit pour déterminer la résistance d'une roche broyée à un broyage ultérieur, soit inversement, pour calculer la quantité de travail qui a été employé pour amener la roche d'un certain degré de finesse au degré suivant.

1 Stadler, Grading Analyses and their Applications. Bulletin, Institution of Mining and Metallurgy London, May 19, 1910. : Ball, Bulletin, Institution of Mining and Metallurgy, London, October, 1911.

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En revoyant la partie du rapport principal qui traite de la dureté du coke ! il m'a semblé utile de déterminer à nouveau les coefficients de dureté par la méthode de Stadler et de les comparer avec les chiffres de résistance relative S et S? provenant de la méthode empirique primitivement employée. On sortit à cet effet neuf échantillons de coke de la collection du Muséum, on les broya suivant la méthode déjà décrite, en classant sur la série de tamis utilisés précédemment les parties moyennes des fragments broyés et en calculant les duretés relatives $ et S?. Les unités équivalentes d'énergie de ces divers tamis furent alors déterminées et les duretés relatives de la substance furent calculées par la méthode de Stadler. Comme il était difficile d'arriver théoriquement à une unité d'énergie satisfaisante pour les matériaux au dessous de 14”, tous ces matériaux furent réunis en une seule qualité dans les essais originaux; cette matière fut alors tamisée dans chacun des 8 essais récents sur une série de sept tamis étalons, du 10 mailles à 200 mailles, et on détermina pour chaque classe les unités d'énergie. Les résultats de ces essais? sont exposés dans le tableau IV qui ne nécessite pas d'autre explication.

Ces essais montrent que le facteur de dureté relative S, tel qu'on l'avait déterminé primitivement n'est pas satisfaisant parce qu'il ne différencie pas assez les cokes durs des cokes tendres. D'un autre côté, le carré de ce facteur, ou S? est bien suffisamment voisin des chiffres donnés par les méthodes d'essai plus scientifiques et plus récentes; il les suit très exactement dans le cas des cokes de bonne qualité commerciale. Ces deux méthodes donnent des chiffres moins concordants pour les cokes tendres de sorte que nous avons cru bon de faire un tableau de toute la série des essais primitifs de broyage et de donner non seulement les duretés relatives S et S? qui figurent dans le sommaire, mais aussi les facteurs de Stadler calculés pour cette série.

Les résultats des essais originaux et des nouveaux calculs auxquels ils ont donné lieu se trouvent dans le tableau VI, qui n'a pas besoin d'explication sauf en ce qui regarde la détermination du facteur de Stadler pour les matériaux plus petits que le tamis de 5%”. Comme tous ces matériaux avaient été rejetés après les essais originaux, et comme il était impossible d'avoir des échantillons nouveaux de la plupart des rokes, on dut admettre un facteur. Pour cela on calcula les unités d'éneiyte des parties fines de chacun des 8 charbons essayés d'après les cl, res de la section centrale du tableau IV. Les résultats figurent dans le tabl:au V, d'où on peut voir'que les facteurs de Stadler varient pour tous ces cokes dans des étroites limites (entre 11-0 et 13-1), et se tiennent presqu'exactement à 12. Ce facteur 12 fut donc adopté et utilisé dans le calcul des unités d'énergie qui figurent dans la colonne 13 du tableau VI.

1 Porter, voir vol. I, page 254.

2 Ces essais et les calculs qui les accompagnent ont été faits sous la direction de l'auteur par M° EE. Billington, B.Sc.

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La section ci-dessus ne s'applique qu'à la dureté actuelle du coke. Dans les essais qui figurent dans le vol. I on a cru préférable de faire entrer à la fois la dureté et la porosité des cokes dans l'appréciation de leur valeur commerciale au point de vue physique. Les nombres obtenus en multipliant le carré de la dureté relative de chaque coke (S?) par la proportion de vides ou porosité (P) semblent avoir donné une excellente base à la classification commerciale des cokes.

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