[實用新型]一種鈾鋯合金切屑的快速回收裝置

有效

• 申請號: 201720034972.1
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN206418168U
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 劉涇源;陳道明;鄔軍;王震宏;蘇斌;唐清富
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院材料研究所
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 鐘瑩潔

技術領域

本實用新型屬于冶金的技術領域，更具體地講，涉及一種鈾鋯合金切屑的快速回收裝置。

背景技術

鈾鋯合金其具有優良核性能、高熔點、抗腐蝕性等特征，是核反應堆的燃料包殼優選材料。

在鈾鋯合金加工過程中會產生較多切屑等放射性廢物，造成原材料的大量浪費以及對環境的污染，目前國內外鈾屑的回收以感應熔煉為主，設備在運行時消耗大量的能量，熔煉過程中會發生材料和能源浪費，并存在安全風險性問題。

近年來，微波熔煉以加熱速度快、工藝時間短、能耗低、對環境危害小等優點引起了人們的廣泛關注。

實用新型內容

為了解決以上技術缺陷，本實用新型旨在提供一種利用微波熔煉進行鈾鋯合金切屑快速回收的裝置。

本實用新型提供了一種鈾鋯合金切屑的快速回收裝置，所述快速回收裝置與微波高溫高真空爐配合使用，所述快速回收裝置包括加熱坩堝、保溫套和填充在所述加熱坩堝與保溫套之間的輔熱層，其中，所述加熱坩堝由重結晶SiC陶瓷制成且內表面涂覆有鋯酸鈣涂層，所述保溫套由Al₂O₃制成，所述輔熱層由ZrO₂顆粒或重結晶SiC片組成。

根據本實用新型鈾鋯合金切屑的快速回收裝置的一個實施例，所述保溫套包括套筒和頂蓋，所述頂蓋上開有測溫孔。

根據本實用新型鈾鋯合金切屑的快速回收裝置的一個實施例，所述加熱坩堝的內徑與壁厚的比值為12:1～10:1，所述鋯酸鈣涂層的厚度為0.05～0.15mm。

根據本實用新型鈾鋯合金切屑的快速回收裝置的一個實施例，所述加熱坩堝的外徑與保溫套的內徑的比值為1:1.5～1:2。

根據本實用新型鈾鋯合金切屑的快速回收裝置的一個實施例，所述輔熱層的填充高度與加熱坩堝的頂端齊平，所述ZrO₂顆粒的粒度為2～10mm，重結晶SiC片的厚度為5～15mm。

本實用新型采用微波加熱方式對鈾鋯合金切屑進行熔煉回收，加熱速率快，與其他熔煉方式和裝置相比，可明顯降低加熱使用功率并將熔煉所需時間減少一半以上，因此可減少能源的浪費，降低鈾鋯合金回收過程中造成的污染。此外，本實用新型設計簡單，具有良好的加熱和保溫性能，加熱坩堝、輔熱層和保溫套取材容易，制備價格較低，在熔煉過程中耐急冷急熱，安全性較好。本實用新型方法和裝置不僅可滿足鈾鋯合金切屑的熔煉回收，也適用于其他金屬材料的廢料回收和合金化熔煉，具有較廣的適用范圍。

附圖說明

圖1示出了根據本實用新型一個示例性實施例的鈾鋯合金切屑的快速回收裝置的結構示意圖。

圖2示出了根據本實用新型另一個示例性實施例的鈾鋯合金切屑的快速回收裝置的結構示意圖。

附圖標記說明：

10-加熱坩堝、20-保溫套、21-套筒、22-頂蓋、23-測溫孔、30-輔熱層、31-ZrO₂顆粒、32-重結晶SiC片、40-鈾鋯合金切屑。

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。

微波加熱作為一種清潔環保的加熱方式，在金屬熔煉領域具有潛在的工程應用價值。在傳統的熔煉方式中，材料的加熱方式以熱傳導、熱對流和熱輻射為主，加熱效率低且會造成大量的能源浪費，微波加熱從原理上與常規方法不同，它是依靠介質材料在微波場中的極化損耗來進行整體加熱，熱量產生于材料內部而非來自外部加熱源，因此熔煉過程中可以得到較高的升溫效率，材料加熱均勻且微波加熱設備結構簡單，可以大幅度減小放射性材料回收過程中的污染問題。但是，由于金屬反射微波(常溫下微波在金屬中的穿透深度僅為1～10μm)，因此需要通過進行專用裝置的研發及合理的工藝設計，才能使諸如鈾鋯合金切屑等金屬的微波熔煉成為可能。

本實用新型針對鈾鋯合金材料的特殊性及提高熔煉效率等方面，設計了用于鈾鋯合金切屑快速回收的裝置和工藝，既可顯著提高鈾鋯合金切屑的熔煉回收效率，也能夠減小特材回收過程中造成的環境污染。

本實用新型所述的鈾鋯合金切屑是在鈾鋯合金零件的機加工過程中產生的條狀或碎屑狀廢料。

下面先對本實用新型鈾鋯合金切屑的快速回收裝置的結構和原理進行詳細說明。