CN112813298A - 一种复杂熔融物的熔炼方法 - Google Patents
一种复杂熔融物的熔炼方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112813298A CN112813298A CN202011609596.7A CN202011609596A CN112813298A CN 112813298 A CN112813298 A CN 112813298A CN 202011609596 A CN202011609596 A CN 202011609596A CN 112813298 A CN112813298 A CN 112813298A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- smelting
- powder
- furnace
- cake
- pressed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/10—Alloys containing non-metals
- C22C1/1036—Alloys containing non-metals starting from a melt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/10—Alloys containing non-metals
- C22C1/1036—Alloys containing non-metals starting from a melt
- C22C1/1047—Alloys containing non-metals starting from a melt by mixing and casting liquid metal matrix composites
- C22C1/1052—Alloys containing non-metals starting from a melt by mixing and casting liquid metal matrix composites by mixing and casting metal matrix composites with reaction
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明涉及一种复杂熔融物的熔炼方法,具体涉及UO2、ZrO2、Zr、Fe等混合材料的熔炼方法。炉料采用的工质为混合均匀后的UO2、ZrO2、Zr、Fe粉末,将其预先压制成饼状块,将部分Zr粉与Fe粉单独压制成金属块;在坩埚底部预铺粉末状工质并压实,随后加入压制的饼状块,饼状块之间放入金属块,将剩余粉末填充空隙中并适当压实;引燃物采用金属环,通过抽真空洗炉后充入氩气,开始熔炼;功率较低时,引燃物先行熔化,进而通过热传导,将混合物升温,当处于熔融物状态时,形成完全导磁体,继续升高功率,直至炉料完全均匀化。采用金属粉末压块作为引燃物,进而将混合粉末压块熔化,从而形成整体熔化的状况,获得了复杂熔融物的很好的熔炼效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种复杂熔融物的熔炼方法,具体涉及UO2、ZrO2、Zr、Fe等混合材料的熔炼方法。
背景技术
压力容器外水冷实现堆芯熔融物压力容器内滞留(IVR)是非能动核电厂严重事故管理策略之一。其中UO2芯块堆芯溶化同时释放大量的热,导致Zr包壳、支撑材料Fe等熔化,从而形成UO2、ZrO2、Zr、Fe的混合物,因此需设计一种制备方式,模拟试验工况。由于熔融物的结构研究主要由高熔点难熔氧化物构成,直接常规熔炼存在困难。目前探究出一种熔炼方式,从而使熔炼的混合物满足分析要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复杂熔融物的熔炼方法,利用高温感应熔炼技术制得的复杂熔融物,进行模拟堆芯熔化条件下堆芯内部结构件、燃料组件等形成熔融物的流入下封头后的相互作用,从而掌握堆芯熔化条件下下封头中熔融物的存在特征,为有效预防下封头可能存在的隐患奠定试验和数据基础。
为达到上述目的,本发明所采取的技术方案为:
一种复杂熔融物的熔炼方法,炉料采用的工质为混合均匀后的UO2、ZrO2、Zr、Fe粉末,将其预先压制成饼状块,将部分Zr粉与Fe粉单独压制成金属块;在坩埚底部预铺粉末状工质并压实,随后加入压制的饼状块,饼状块之间放入金属块,将剩余粉末填充空隙中并适当压实;引燃物采用金属环,通过抽真空洗炉后充入氩气,开始熔炼;功率较低时,引燃物先行熔化,进而通过热传导,将混合物升温,当处于熔融物状态时,形成完全导磁体,继续升高功率,直至炉料完全均匀化。
炉料采用的工质为混合均匀后的UO2、ZrO2、Zr、Fe粉,将其总质量的60%~70%预先压制成3~4个直径70mm,厚10mm的饼状块。
将部分Zr粉与Fe粉单独压制成Φ40~45mm,厚5~10mm的金属块。
在坩埚底部预铺粉状工质5~10mm厚。
金属环采用铁环或不锈钢环,内径:40~45mm,外径:55~60mm;厚度5~10mm。
通过抽真空洗炉后充入氩气,达到设定值-0.05MPa时,开始熔炼。
熔炼过程通过炉盖观察窗以及摄像头观察坩埚内熔炼情况,如中途发现桥结,利用捣料杆捣砸炉料,使炉料松脱掉入熔池。
熔炼时间40~60min,熔炼功率采用50~80kW;熔炼过程中,保证炉内压力不变。
本发明所取得的有益效果为:
本发明熔炼在高频感应炉中,采用金属粉末压块作为引燃物,进而将混合粉末压块熔化,从而形成整体熔化的状况,获得了复杂熔融物的很好的熔炼效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
1、炉料采用的工质为混合均匀后的UO2、ZrO2、Zr、Fe粉,将其总质量的60%~70%预先压制成3~4个Φ70mm,厚10mm的饼状块。将部分Zr粉与Fe粉单独压制成Φ40~45mm,厚5~10mm的金属块,作为导磁的引燃物。
2、在坩埚底部预铺粉状工质约5~10mm,并压实,随后加入压制的饼状块,饼状块之间放入金属块,将剩余粉末填充空隙中并适当压实。引燃物采用金属环,其中金属环根据熔炼锭成分要求采用铁环或不锈钢环。尺寸内径:40~45mm,外径:55~60mm;厚度5~10mm,具体根据配比进行测算;
3、通过抽真空洗炉后充入氩气,达到设定值(约-0.05MPa)时,开始熔炼。
4、熔炼:高频功率加热,熔炼过程通过炉盖观察窗以及摄像头观察坩埚内熔炼情况,如中途发现桥结,可利用捣料杆捣砸炉料,使炉料松脱掉入熔池,功率较低时,引燃物先行熔化,进而通过热传导,将混合物升温,当处于熔融物状态时,形成完全导磁体,继续升高功率,直至炉料完全均匀化。整体熔炼时间约40~60min,熔炼功率根据所添加的原材料不同,采用50~80kW。熔炼过程中,保证炉内压力基本不变。
Claims (8)
1.一种复杂熔融物的熔炼方法,其特征在于:炉料采用的工质为混合均匀后的UO2、ZrO2、Zr、Fe粉末,将其预先压制成饼状块,将部分Zr粉与Fe粉单独压制成金属块;在坩埚底部预铺粉末状工质并压实,随后加入压制的饼状块,饼状块之间放入金属块,将剩余粉末填充空隙中并适当压实;引燃物采用金属环,通过抽真空洗炉后充入氩气,开始熔炼;功率较低时,引燃物先行熔化,进而通过热传导,将混合物升温,当处于熔融物状态时,形成完全导磁体,继续升高功率,直至炉料完全均匀化。
2.根据权利要求1所述的复杂熔融物的熔炼方法,其特征在于:炉料采用的工质为混合均匀后的UO2、ZrO2、Zr、Fe粉,将其总质量的60%~70%预先压制成3~4个直径70mm,厚10mm的饼状块。
3.根据权利要求1所述的复杂熔融物的熔炼方法,其特征在于:将部分Zr粉与Fe粉单独压制成Φ40~45mm,厚5~10mm的金属块。
4.根据权利要求1所述的复杂熔融物的熔炼方法,其特征在于:在坩埚底部预铺粉状工质5~10mm厚。
5.根据权利要求1所述的复杂熔融物的熔炼方法,其特征在于:金属环采用铁环或不锈钢环,内径:40~45mm,外径:55~60mm;厚度5~10mm。
6.根据权利要求1所述的复杂熔融物的熔炼方法,其特征在于:通过抽真空洗炉后充入氩气,达到设定值-0.05MPa时,开始熔炼。
7.根据权利要求1所述的复杂熔融物的熔炼方法,其特征在于:熔炼过程通过炉盖观察窗以及摄像头观察坩埚内熔炼情况,如中途发现桥结,利用捣料杆捣砸炉料,使炉料松脱掉入熔池。
8.根据权利要求1所述的复杂熔融物的熔炼方法,其特征在于:熔炼时间40~60min,熔炼功率采用50~80kW;熔炼过程中,保证炉内压力不变。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011609596.7A CN112813298A (zh) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | 一种复杂熔融物的熔炼方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011609596.7A CN112813298A (zh) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | 一种复杂熔融物的熔炼方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112813298A true CN112813298A (zh) | 2021-05-18 |
Family
ID=75856176
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011609596.7A Pending CN112813298A (zh) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | 一种复杂熔融物的熔炼方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112813298A (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1207293A (fr) * | 1957-11-12 | 1960-02-16 | Atomic Energy Authority Uk | Procédé de traitement de combustibles nucléaires |
CN111562282A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-21 | 上海核工程研究设计院有限公司 | 一种模拟高温下熔融物瞬态反应的试验装置及方法 |
CN111741550A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-10-02 | 中国科学院金属研究所 | 一种利用电磁感应加热钨管引熔氧化物和金属混合物的方法 |
CN111811275A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-10-23 | 中国科学院金属研究所 | 利用三明治布料方式和电磁感应熔炼引熔高熔点混合物的方法 |
-
2020
- 2020-12-30 CN CN202011609596.7A patent/CN112813298A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1207293A (fr) * | 1957-11-12 | 1960-02-16 | Atomic Energy Authority Uk | Procédé de traitement de combustibles nucléaires |
CN111562282A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-21 | 上海核工程研究设计院有限公司 | 一种模拟高温下熔融物瞬态反应的试验装置及方法 |
CN111741550A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-10-02 | 中国科学院金属研究所 | 一种利用电磁感应加热钨管引熔氧化物和金属混合物的方法 |
CN111811275A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-10-23 | 中国科学院金属研究所 | 利用三明治布料方式和电磁感应熔炼引熔高熔点混合物的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106756434B (zh) | 氧化物弥散强化低活化铁素体/马氏体钢及其冶炼方法 | |
CN103345951B (zh) | (U,Np)O2嬗变燃料芯块及靶件的制备工艺 | |
CN111562282B (zh) | 一种模拟高温下熔融物瞬态反应的试验装置及方法 | |
CN111811275B (zh) | 利用三明治布料方式和电磁感应熔炼引熔高熔点混合物的方法 | |
CN101928847B (zh) | 一种镁合金熔炼工艺 | |
CN111741550B (zh) | 一种利用电磁感应加热钨管引熔氧化物和金属混合物的方法 | |
CN103184357A (zh) | 非真空熔炼和浇铸铜-铬-锆合金的方法 | |
CN110819834A (zh) | 一种钒铝合金的制备方法以及反应器 | |
CN111785402B (zh) | 一种研究熔融物在碎片床内迁移行为的实验装置及方法 | |
Saliba-Silva et al. | Fabrication of U3Si2 powder for fuels used in IEA-R1 nuclear research reactor | |
CN112813298A (zh) | 一种复杂熔融物的熔炼方法 | |
CN105957574A (zh) | 一种核废料包装装置的制备方法 | |
CN206061199U (zh) | 可脱壳自焙电极及冶炼炉 | |
CN103667856B (zh) | 一种回收废带冶炼铁基纳米晶母合金的方法 | |
US3124875A (en) | Method of preparing hollow type | |
US3243350A (en) | Clad alloy fuel elements | |
US3028330A (en) | Nuclear fuel elements having an autogenous matrix and method of making the same | |
CN111748696A (zh) | 用于高放废料玻璃固化容器核级不锈钢电渣重熔渣料及采用该电渣重熔的方法 | |
McDeavitt et al. | Stainless steel-zirconium waste forms from the treatment of spent nuclear fuel | |
Foit | MCCI of a Metal and Oxide Melt With Reinforced Siliceous Concrete in MOCKA Experiments | |
CN111690864B (zh) | 高放废料玻璃固化容器用核级不锈钢的制备方法 | |
WO2020150976A1 (zh) | 包覆燃料颗粒、惰性基体弥散燃料芯块和一体化燃料棒及其制造方法 | |
CN113446848B (zh) | 一种超高温熔化公斤级氧化物和金属粉混合物的方法 | |
CN108455971B (zh) | 一种铂合金熔炼用坩埚的制备方法 | |
CN207749170U (zh) | 一种核反应堆用铅铋合金的制备装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210518 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |