CN113264660B - 用于熔融玻璃的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例公开了一种用于熔融玻璃的方法和装置，其中，用于熔融冷坩埚内的玻璃的方法，包括：向所述冷坩埚内加入加热材料，所述加热材料包括铝热剂或者多个石墨球；控制所述冷坩埚的电源开启，以在所述冷坩埚内产生电磁场；所述加热材料在所述电磁场的作用下被加热至燃烧，以使所述冷坩埚内的玻璃开始熔融；调整所述电源的频率和/或功率，以使所述玻璃完全熔融。本发明所使用的加热材料尺寸较小，不需要完全拆开冷坩埚，即可加入至冷坩埚内，操作简单，避免了冷坩埚拆装时的繁琐操作、不便以及耗时，极大地减少了操作工序。

Description

用于熔融玻璃的方法和装置

技术领域

本发明涉及玻璃固化技术领域，具体涉及一种用于熔融玻璃的方法和装置。

背景技术

冷坩埚玻璃固化技术是目前国际上一种用于放射性废物处理的新型玻璃固化技术。冷坩埚玻璃固化技术是利用高频电源产生高频电流，再通过感应线圈转换成电磁流透入待处理物料内部形成涡流产生热量，将待处理物料熔制成玻璃。坩埚的炉体内壁通有冷却水，坩埚内的熔融物在坩埚内壁上凝固而形成一冷壁，因此，称之为冷坩埚。由于高温熔融物与冷坩埚壁不直接接触，使得坩埚壁不受腐蚀。由于冷坩埚受到的腐蚀和污染较少、使用寿命长、退役简单，并且冷坩埚玻璃固化技术熔制温度高、可处理废物类型较广、固化速度快，因此，采用冷坩埚玻璃固化技术处理放射性废物具有独特的优势。

在对放射性废物进行玻璃固化处理时，首先将玻璃和待处理的放射性废物在冷坩埚内共同熔制形成熔融物，然后冷却固化形成玻璃固化体。然而，冷坩埚实现感应加热的前提是被加热的物质具有导电性，而玻璃在常温下是不导电的，因此，需要将室温下的玻璃加热至熔融状态，才能启动对待处理的放射性废物的熔制。这一过程称为冷坩埚的启动，是冷坩埚玻璃固化技术的关键技术之一。

添加加热材料是冷坩埚常用的启动方法，加热材料在冷坩埚内加热燃烧，使得冷坩埚内的少量玻璃熔融，形成一定的玻璃熔区，玻璃熔区在电磁场的感应加热下逐渐熔化周围的玻璃，直至玻璃完全熔融，完成冷坩埚的启动过程。常用的加热材料包括石墨环或者钛环，向冷坩埚内输入氧气，石墨环或者钛环即可在电磁场的感应加热下燃烧。

然而，石墨环或者钛环的尺寸较大，其直径通常在冷坩埚直径的一半以上，每次使用时需要将冷坩埚完全拆开，才能将石墨环放入冷坩埚内，操作繁琐、操作工序复杂。并且，石墨环和钛环的燃烧需要氧气，需要通过管路向冷坩埚内输送氧气，才能使石墨环或者钛环燃烧以产生大量热量，设备复杂，并且操作程序较多。

发明内容

本发明的一个方面提供了一种用于熔融冷坩埚内的玻璃的方法，包括：向所述冷坩埚内加入加热材料，所述加热材料包括铝热剂或者多个石墨球；控制所述冷坩埚的电源开启，以在所述冷坩埚内产生电磁场；所述加热材料在所述电磁场的作用下被加热至燃烧，以使所述冷坩埚内的玻璃开始熔融；调整所述电源的频率和/或功率，以使所述玻璃完全熔融。

在一些实施方式中，控制所述加热材料的加入量在预定范围内。

在一些实施方式中，基于所述加热材料的性质、所述玻璃的量和所述电源的功率中的至少一种，确定所述预定范围。

在一些实施方式中，所述石墨球的直径小于或等于20毫米。

在一些实施方式中，所述铝热剂包括颗粒状和/或粉末状。

在一些实施方式中，所述加热材料为铝热剂，所述方法还包括：配制所述铝热剂。

在一些实施方式中，所述配制所述铝热剂包括：选择第一金属；选择第二金属的氧化物，所述第一金属比第二金属的性质活泼；按比例混合所述第一金属和第二金属的氧化物。

在一些实施方式中，所述第一金属包括：铝、镁和钛中的一种；所述第二金属的氧化物包括：三氧化二铁、四氧化三铁和氧化铜中的一种。

在一些实施方式中，所述方法还包括：在所述铝热剂中添加助剂。

在一些实施方式中，所述助剂包括：助燃剂和/或氧化剂。

在一些实施方式中，将所述加热材料放置在柔性容器中之后，加入到所述冷坩埚内。

在一些实施方式中，所述柔性容器由柔性材料制成，所述柔性容器包括：容纳部，具有开口，所述容纳部用于放置所述加热材料。

在一些实施方式中，所述加热材料加入至所述玻璃上，控制所述玻璃的量，以使所述加热材料加入后位于预定高度。

在一些实施方式中，调整所述电源的频率包括：调整所述电源的频率至预定频率，所述预定频率适于所述玻璃熔融。

在一些实施方式中，调整所述电源的功率包括：提高所述电源的功率，以使所述玻璃完全熔融。

在一些实施方式中，所述玻璃包括：玻璃原料或者玻璃体；所述玻璃体包括：所述玻璃原料或者所述玻璃原料和待处理物料在所述冷坩埚内熔融后由于失去加热源而冷却固化形成的玻璃体。

本发明的另一个方面提供了一种用于熔融玻璃的装置，包括：冷坩埚，所述冷坩埚内放置有玻璃，所述冷坩埚包括盖体和侧壁，所述侧壁外设置有感应线圈；电源，与所述感应线圈电连接，用于为所述感应线圈提供电流以使所述感应线圈在所述冷坩埚内产生电磁场；加热材料，用于在所述电磁场的作用下加热燃烧以使所述玻璃开始熔融；其中，所述盖体上开设有投料口，用于向所述冷坩埚内加入所述加热材料；所述加热材料包括铝热剂或者多个石墨球。

在一些实施方式中，所述投料口上设置有上盖，所述上盖可选择性地打开或关闭。

在一些实施方式中，所述石墨球的直径小于20毫米。

在一些实施方式中，所述铝热剂包括颗粒状铝热剂或者粉末状铝热剂。

在一些实施方式中，其特征在于，所述玻璃包括：玻璃原料或者玻璃体；所述玻璃体包括：所述玻璃原料或者所述玻璃原料和待处理物料在所述冷坩埚内熔融后由于失去加热源而冷却固化形成的玻璃体。

附图说明

通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。

图1是根据本发明一个实施例的用于熔融玻璃的装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例一的用于熔融冷坩埚内玻璃的方法的流程图；

图3是根据本发明实施例二的用于熔融冷坩埚内玻璃的方法的流程图；

图4是图3的方法中配制铝热剂的具体流程图；

图5是根据本发明实施例三的用于熔融冷坩埚内玻璃的方法的流程图。

需要说明的是，附图并不一定按比例来绘制，而是仅以不影响读者理解的示意性方式示出。

附图标记说明：

10、冷坩埚；11、盖体；12、侧壁；13、感应线圈；14、投料口；20、玻璃；30、加热材料。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。若全文中涉及“第一”、“第二”等描述，则该“第一”、“第二”等描述仅用于区别类似的对象，而不能理解为指示或暗示其相对重要性、先后次序或者隐含指明所指示的技术特征的数量，应该理解为“第一”、“第二”等描述的数据在适当情况下可以互换。若全文中出现“和/或”，其含义为包括三个并列方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。此外，为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“上方”、“下方”、“顶部”、“底部”等，仅用来描述如图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系，应当理解为也包含除了图中所示的方位之外的在使用或操作中的不同方位。

本发明的一个方面提供了一种用于熔融冷坩埚内玻璃的方法，该方法应用于冷坩埚，具体可以应用于放射性废液或者废物的玻璃固化工艺过程中。当然，该方法也可以应用于其他工艺过程中，此处并不做限定。

图2示出了本发明实施例一提供的用于熔融冷坩埚内玻璃的方法的流程图。如图2所示，本实施例中的方法，可以包括以下步骤。

步骤S110、向冷坩埚内加入加热材料，加热材料包括铝热剂或者多个石墨球。

本实施例中所使用的加热材料为铝热剂或者多个石墨球。由于铝热剂或者石墨球的尺寸较小，在加入到冷坩埚内时不需要将冷坩埚完全拆卸，例如，可以通过冷坩埚盖体上的投料口将铝热剂或者石墨球加入到冷坩埚内。如图1所示的用于熔融玻璃的装置的结构示意图中，冷坩埚10包括盖体11，盖体11上开设有投料口14，加热材料可以通过该投料口14加入到冷坩埚内。其中，加热材料的尺寸小于投料口14的尺寸，对加热材料的具体尺寸并不做限制。当然，也可以通过其他方式将加热材料加入到冷坩埚内。

在一些实施方式中，加热材料为多个石墨球，其中，石墨球的直径小于或等于预定尺寸，预定尺寸例如可以为20毫米。具体地，例如，石墨球的直径可以为2毫米、5毫米、10毫米、15毫米或20毫米等，本实施例对石墨球的具体直径并不做限制。其中，所加入的多个石墨球中，各个石墨球的直径可以相同，也可以不同。在其他实施方式中，所使用的加热材料并不限于石墨球，也可以为石墨块、石墨颗粒等其他形状的小尺寸的石墨材料，并且可以通过冷坩埚盖体11上的投料口14加入到冷坩埚内。

在一些实施方式中，加热材料为铝热剂。铝热剂包括第一金属和第二金属的氧化物，并且，第一金属比第二金属的性质活泼。在本实施方式中，铝热剂可以为颗粒状和/或粉末状，例如，第一金属和第二金属的氧化物均为颗粒状，或者，第一金属与第二金属的氧化物均为粉末状，或者，第一金属与第二金属氧化物中的一者为颗粒状，另一者为粉末状。当然，在其他实施方式中，铝热剂也可以为小尺寸的其他形状。

在一些实施方式中，向冷坩埚内加入加热材料，还包括：控制加热材料的加入量在预定范围内。例如，可以控制加热材料的加入量大于或等于第一预定阈值。当在加入量为第一预定阈值时，加热材料对玻璃加热刚好能够形成足够的玻璃熔区，足够的玻璃熔区可以在电磁场的作用下逐渐扩大直至玻璃完全熔融。控制加热材料的加入量大于或等于第一预定阈值，可以保证冷坩埚内的玻璃能够形成足够的玻璃熔区，足够的玻璃熔区能够使玻璃完全熔融。另外，还可以控制加热材料的加入量小于第二预定阈值，当所述加热材料的加入量为第二预定阈值时，加热材料被加热燃烧而产生的热量能够使冷坩埚内的部分玻璃熔融形成较大的玻璃熔区，并且可以保证冷坩埚内的温度在一定范围内，防止冷坩埚内的温度过高甚至发生爆炸。尤其是当加热材料为铝热剂时，为防止铝热剂过多而产生过多的热量甚至造成爆炸，可以控制加热材料的加入量小于或等于第二预定阈值，可以防止冷坩埚内的温度过高，同时还可以避免加热材料的浪费。

在一些实施方式中，可以基于所述加热材料的性质、所述玻璃的量和所述电源的功率中的至少一种，确定所述预定范围。在相同的加入量下，不同加热材料所产生的热量有所不同，从而不同的加热材料所能够熔融的玻璃量也不同，因此可以根据加热材料的性质来确定加热材料的加入量。电源的功率影响着玻璃熔区的扩大，故还可以根据电源的功率来确定加热材料的加入量。基于加热材料的性质、玻璃的量和电源的功率来确定预定范围，以控制加热材料的加入量在预定范围内，不仅可以保证冷坩埚内的玻璃能够形成足够的玻璃熔区，也避免了加热材料的浪费。

在一些实施例中，加热材料加入至冷坩埚内的玻璃上，还可以控制所述玻璃的量，以使所述加热材料加入后位于预定高度。可选地，控制冷坩埚内玻璃的量，使得玻璃堆积的高度为预定高度，在加热材料加入到冷坩埚内时，加热材料可以位于预定高度。其中，预定高度处为较强的磁场区域，加热材料位于此区域才能够加热燃烧使玻璃熔融。例如，预定高度可以为冷坩埚感应线圈高度的1/3-3/4位置。

当加热材料为铝热剂时，加热材料的预定高度可以为第一高度范围。当加热材料为多个石墨球时，加热材料的预定高度可以为第二高度范围。其中，铝热剂对强磁场的依赖性较弱，可以放置在较为宽泛的磁场区域内，因此，第一高度范围可以比第二高度范围宽。

步骤S120、控制冷坩埚的电源开启，以产生电磁场。

如图1所示，冷坩埚10还包括侧壁12，侧壁外设置有感应线圈13。控制冷坩埚10的电源开启，电源可以为感应线圈13提供电流，以使感应线圈13在所述冷坩埚内产生电磁场。在一些实施方式中，冷坩埚10的电源可以为高频电源，可以使感应线圈13产生高频电磁场。在其他实施方式中，冷坩埚的电源也可以为其他电源，对电源的类型不作限制。

步骤S130、加热材料在电磁场的作用下被加热至燃烧，以使冷坩埚内的玻璃开始熔融。

当感应线圈产生电磁场后，由于加热材料具有良好的导电性，可以直接被电磁场感应加热，随着加热材料温度的升高，加热材料被加热至燃烧，并产生大量的热量，以使冷坩埚内与加热材料接触的玻璃开始熔融。

在一些实施方式中，加热材料为多个石墨球。石墨球在电磁场的作用下被逐渐加热至燃烧，产生的热量可以使与石墨球接触的玻璃熔融，并开始形成玻璃熔区。在石墨球的加热下，或者同时在石墨球的加热以及电磁场的感应加热下，形成的玻璃熔区逐渐扩大，直至石墨球全部燃尽。

在一些实施方式中，加热材料为铝热剂。铝热剂在电磁场的作用下被逐渐加热，燃烧，并发生铝热反应，铝热反应能够产生大量热量，使得与铝热剂接触的玻璃开始熔融，形成玻璃熔区。在铝热反应产生的热量的作用下，或者同时在铝热反应产生的热量以及电磁场的作用下，形成的玻璃熔区逐渐扩大，直至铝热剂全部反应。

步骤S140、调整电源的频率和/或功率，以使玻璃完全熔融。

冷坩埚内的玻璃在加热材料的加热下开始熔融时，或者，加热材料全部燃尽时，调整电源的频率和/或功率，以使形成的玻璃熔区在电磁场的作用下逐渐扩大，直至玻璃完全熔融。在冷坩埚内的玻璃完全熔融后，启动对待处理的放射性废物或废液等物料的熔制，将待处理的放射性废物或废液等物料输送至冷坩埚内，所述待处理的放射性废物或废液等物料与熔融玻璃共同在电磁场的感应加热下熔制形成熔融物，熔制好之后从冷坩埚内卸出并冷却，即可得到玻璃固化体。

在一些实施例中，在控制冷坩埚的电源开启时，电源的频率可以为初始频率，电源的功率也可以为初始功率。该初始频率和初始功率可以使加热材料被加热至燃烧，使得玻璃熔融形成玻璃熔区。当加热材料全部燃尽后，若初始频率和/或初始功率不适于对玻璃熔区进行加热，需要将电源的频率和/或功率调整至适于玻璃熔融的频率和/或功率，以使玻璃熔区能够在调整后的频率和/或功率下，继续扩大，直至玻璃完全熔融。

其中，调整电源的频率可以包括：调整电源的频率至预定频率，预定频率适于玻璃熔融。通过调整电源频率至预定频率，使得形成的玻璃熔区可以在合适的频率下继续扩大，直至冷坩埚内的玻璃完全熔融。

其中，调整电源的功率可以包括：提高电源的功率，以使玻璃完全熔融。可选的，提高电源的功率，可以包括：提高电源的功率至预定功率，预定功率适于玻璃熔融。通过提高电源功率至预定功率，使得形成的玻璃熔区可以在合适的功率下继续扩大，直至冷坩埚内的玻璃完全熔融。可选的，提高电源的功率，还可以包括：逐渐提高电源的功率，直至冷坩埚内的玻璃完全熔融。例如，在加热材料全部燃尽后，逐渐提高电源的功率，以使形成的玻璃熔区逐渐扩大，直至玻璃完全熔融。可选的，提高电源的功率，还可以包括：逐渐提高电源的功率至预定频率。

在一些实施方式中，在控制冷坩埚的电源开启时，电源的频率和/或功率就适于冷坩埚内玻璃的熔融，在加热材料的加热下形成的玻璃熔区，能够在该频率和/或功率下逐渐扩大。此时，在玻璃熔融的过程中，可以不对电源的频率和/或功率进行调整。

本实施例采用铝热剂或者多个石墨球作为加热材料，对冷坩埚内的玻璃进行加热使其开始熔融。本实施例所使用的铝热剂或者多个石墨球的尺寸较小，不需要完全拆开冷坩埚，即可将加热材料加入至冷坩埚内，操作简单，避免了冷坩埚拆装时的繁琐操作、不便以及耗时，极大地减少了操作工序，实现了不拆卸冷坩埚的情况下冷坩埚内玻璃的熔融。此外，当采用多个石墨球作为加热材料时，相比于相同质量的石墨环等大尺寸石墨材料，无需向冷坩埚内输入氧气，小尺寸的多个石墨球即可在电磁场和冷坩埚内空气的作用下被逐渐加热至燃烧。当采用铝热剂作为加热材料时，由于铝热剂的铝热反应理论上不需要氧气参与反应，因而也无需额外向冷坩埚内输入氧气。采用铝热剂或者多个石墨球作为加热材料，加热材料无需氧气即可燃烧，操作简单，并且减轻了设备的负担。

需要说明的是，冷坩埚内的玻璃可以包括玻璃原料或者玻璃体，其中，玻璃体为玻璃原料或者玻璃原料和待处理物料在冷坩埚内熔融后由于失去加热源而冷却固化形成的玻璃体。在玻璃固化过程中，可能出现由于故障、停电等原因不得不停机的情况，此时，冷坩埚内的玻璃原料可能未完全熔融，或者玻璃原料和待处理物料还未熔制完全，或者冷坩埚内残留有未熔制完全的玻璃原料和待处理物料，由于失去加热源，冷坩埚内的物质冷却固化而形成了玻璃体，而玻璃体的再次熔融较为困难。本实施例中的方法不仅可以用于熔融玻璃原料，还可以用于熔融玻璃体。在放射性废液的玻璃固化过程中，采用本实施例的方法熔融玻璃体，无需拆卸冷坩埚即可加入加热材料，还可以避免打开冷坩埚盖体时造成的放射性泄露。

此外，当冷坩埚内的玻璃为玻璃体时，若冷坩埚内玻璃体未达到预定高度，为使加热材料加入后位于预定高度，可以加入一定量的玻璃原料，以使玻璃的高度达到预定高度，进而使加热材料加入后位于预定高度。

图3示出了本发明实施例二提供的用于熔融玻璃的方法的流程图。如图3所示，本实施例中的方法，可以包括以下步骤。

步骤S210、配制铝热剂。其中，铝热剂包括第一金属和第二金属的氧化物。

图4示出了配制铝热剂的具体流程图。如图4所示，配制铝热剂可以包括以下步骤：步骤S211、选择第一金属；步骤S212、选择第二金属的氧化物，并且第一金属比第二金属的性质活泼；步骤S213、按比例混合第一金属和第二金属的氧化物。其中，第一金属可以包括铝、镁和钛中的一种，第二金属的氧化物可以包括三氧化二铁、四氧化三铁和氧化铜中的一种。在本实施例中，对第一金属和第二金属氧化物的种类并不做限制，在其他实施方式中，也可以为其他种类的金属和金属氧化物，例如，第二金属的氧化物还可以为三氧化二铬或者二氧化锰等。

在步骤S213中，按比例混合第一金属和第二金属的氧化物时，可以以铝热剂发生铝热反应时的化学计量系数为摩尔比来混合第一金属和第二金属的氧化物。例如，当第一金属为铝、第二金属氧化物为三氧化二铁时，发生铝热反应时的化学反应式如下：

2Al+Fe₂O₃→2Fe+Al₂O₃

其中，铝与三氧化二铁的化学计量系数分别为2和1，则按照铝与三氧化二铁的摩尔比为2:1的比例混合铝与三氧化二铁。可选的，第一金属和第二金属的氧化物的一者可以稍微过量，例如，当第一金属为铝、第二金属氧化物为三氧化二铁时，铝与三氧化二铁的摩尔比可以为2:1.1。在本实施例中，对第一金属和第二金属的氧化物之间的比例并不做限制，在其他实施方式中，也可以为其他比例。

在本实施方式中，铝热剂可以为颗粒状和/或粉末状，例如，第一金属和第二金属的氧化物均为颗粒状，或者，第一金属与第二金属的氧化物均为粉末状，或者，第一金属与第二金属氧化物中的一者为颗粒状，另一者为粉末状。当然，在其他实施方式中，铝热剂也可以为小尺寸的其他形状。

在一些实施例中，在配制好所述铝热剂之后，向所述铝热剂中添加助剂。其中，所述助剂可以包括助燃剂和/或氧化剂，可以用于引发所述铝热剂的铝热反应，起到助燃的作用，加快所述铝热剂的受热反应和燃烧的速度，从而减少玻璃熔融的时间。可选的，所述助剂可以包括：硝酸盐、氯酸钾、高锰酸钾中的一种。此外，所述助剂也可以为颗粒状或者粉末状等小尺寸的形状。步骤S220、向冷坩埚内加入加热材料，加热材料为所述铝热剂。

步骤S230、控制冷坩埚的电源开启，以产生电磁场。

步骤S240、所述铝热剂在电磁场的作用下被加热至燃烧并发生铝热反应，以使冷坩埚内的玻璃开始熔融。

在本实施例中，铝热剂在电磁场的作用下被逐渐加热至燃烧，并发生铝热反应，铝热反应能够产生大量的热量，使得与铝热剂接触的玻璃开始熔融，形成玻璃熔区。在铝热反应产生的热量的作用下，或者在铝热反应产生的热量以及电磁场的共同作用下，形成的玻璃熔区逐渐扩大，直至铝热剂全部反应，形成了足够的玻璃熔区。

步骤S250、调整电源的频率和/或功率，以使玻璃完全熔融。

此外，本实施例中的其他过程与实施例一中的过程相同，此处，不再赘述。

本实施例采用铝热剂作为加热材料，尺寸较小，不需要完全拆开冷坩埚，即可将铝热剂加入至冷坩埚内，操作简单，避免了冷坩埚拆装时的繁琐操作、不便以及耗时，极大地减少了操作工序，实现了不拆卸冷坩埚的情况下冷坩埚内玻璃的熔融。此外，传统的石墨环对于强磁场的依赖性较强，需要严格控制石墨环的放置位置，使其位于冷坩埚内的较强的磁场区域，才能被电磁场感应加热进而使玻璃熔融。而本实施例所采用的铝热剂是磁感应的良导体，对强磁场的依赖性较弱，可以放置在较为宽泛的磁场区域内，即可实现玻璃熔融。

图5示出了本发明实施例三提供的用于熔融玻璃的方法的流程图。如图5所示，本实施例中的方法，可以包括以下步骤。

步骤S310、将加热材料放置在柔性容器中之后，加入到冷坩埚内，加热材料包括铝热剂或者多个石墨球。

其中，柔性容器由柔性材料制成，柔性容器包括容纳部，容纳部具有开口，容纳部用于放置加热材料。在一些实施方式中，柔性容器可以为塑料袋、纸袋、布袋等。此外，柔性容器还可以包括封口部，设置于所述开口处，用于选择性地打开或关闭所述开口。将加热材料由开口放置于容纳部中，再通过封口部关闭该开口，以避免容纳部中的加热材料洒落出来。在一些实施方式中，柔性容器可以为能够封口的塑料袋、纸袋、布袋等，例如自封袋等。

本实施例通过将加热材料放置于柔性容器中，再将放置有加热材料的柔性容器加入到冷坩埚中，避免了加热材料分散至冷坩埚内的不同位置，使铝热剂或者多个石墨球放置在一起，集中对某一位置的玻璃进行加热以形成一较大的玻璃熔区。

步骤S320、控制冷坩埚的电源开启，以产生电磁场。

步骤S330、所述加热材料在电磁场的作用下被加热至燃烧，以使冷坩埚内的玻璃开始熔融。

步骤S340、调整电源的频率和/或功率，以使玻璃完全熔融。

此外，本实施例中的其他过程与实施例一中的过程相同，此处，不再赘述。

本发明的另一个方面还提供了一种用于熔融玻璃的装置。图1示出了本发明一个实施例的用于熔融玻璃的装置的结构示意图。如图1所述，所述装置包括冷坩埚10、玻璃20、电源(图中未示出)以及加热材料30。其中，冷坩埚10内放置有玻璃20，冷坩埚包括盖体11和侧壁12，侧壁12外设置有感应线圈13。电源与感应线圈13电连接，用于为感应线圈13提供电流以使感应线圈13产生电磁场。其中，盖体上开设有投料口14，用于向冷坩埚10内加入加热材料30，加热材料30用于在电磁场的作用下加热燃烧以使玻璃20开始熔融。其中，加热材料30可以包括铝热剂或者多个石墨球。

需要说明的是，投料口14可以是冷坩埚盖体11上原有的开口，即可以利用冷坩埚盖体上原有的开口作为投料口14来加入加热材料，也可以是新增设的开口。

在一些实施方式中，投料口14上还设置有上盖(图中未示出)，上盖可选择性地打开或者关闭。在放射性废液或者放射性废物的玻璃固化过程中，使用上盖来关闭投料口14，可以避免打开冷坩埚上盖时造成的少量放射性泄露。

需要说明的是，本实施例中的装置可以使用上述任意实施例中熔融玻璃的方法来熔融玻璃。另外，本实施例中所使用的加热材料30与上述方法中所使用的加热材料相同，此处不再赘述。

对于本发明的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

1.一种用于熔融冷坩埚内的玻璃的方法，其特征在于，包括：

将加热材料从所述冷坩埚的投料口加入到所述冷坩埚内，所述加热材料包括铝热剂或者多个石墨球；

控制所述冷坩埚的电源开启，以在所述冷坩埚内产生电磁场；

所述加热材料直接被所述电磁场感应加热至燃烧，以使所述冷坩埚内的玻璃开始熔融；

调整所述电源的频率和/或功率，以使所述玻璃完全熔融；

其中，所述加热材料加入至所述玻璃上，控制所述玻璃的量，使所述玻璃堆积的高度为预定高度；

当所述加热材料为铝热剂时，所述预定高度为第一高度范围；当所述加热材料为多个石墨球时，所述预定高度为第二高度范围；第一高度范围比第二高度范围宽。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

控制所述加热材料的加入量在预定范围内。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述加热材料的性质、所述玻璃的量和所述电源的功率中的至少一种，确定所述预定范围。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述石墨球的直径小于或等于20毫米。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铝热剂包括颗粒状和/或粉末状。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述加热材料为铝热剂，

所述方法还包括：配制所述铝热剂。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述配制所述铝热剂包括：

选择第一金属；

选择第二金属的氧化物，所述第一金属比第二金属的性质活泼；

按比例混合所述第一金属和第二金属的氧化物。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述第一金属包括：铝、镁和钛中的一种；

所述第二金属的氧化物包括：三氧化二铁、四氧化三铁和氧化铜中的一种。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，

所述方法还包括：在所述铝热剂中添加助剂。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述助剂包括：助燃剂和/或氧化剂。

11.如权利要求1-10任一项所述的方法，其特征在于，

将所述加热材料放置在柔性容器中之后，加入到所述冷坩埚内。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述柔性容器由柔性材料制成，所述柔性容器包括：

容纳部，具有开口，所述容纳部用于放置所述加热材料。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，调整所述电源的频率包括：

调整所述电源的频率至预定频率，所述预定频率适于所述玻璃熔融。

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，调整所述电源的功率包括：

提高所述电源的功率，以使所述玻璃完全熔融。

15.如权利要求1-10、12-14任一项所述的方法，其特征在于，

所述玻璃包括：玻璃原料或者玻璃体；

所述玻璃体包括：所述玻璃原料或者所述玻璃原料和待处理物料在所述冷坩埚内熔融后由于失去加热源而冷却固化形成的玻璃体。

16.一种用于熔融玻璃的装置，其特征在于，包括：

冷坩埚(10)，所述冷坩埚内放置有玻璃(20)，所述冷坩埚包括盖体(11)和侧壁(12)，所述侧壁外设置有感应线圈(13)；

电源，与所述感应线圈(13)电连接，用于为所述感应线圈(13)提供电流以使所述感应线圈(13)在所述冷坩埚(10)内产生电磁场；

加热材料(30)，用于直接被所述电磁场感应加热至燃烧以使所述玻璃(20)开始熔融；

其中，所述盖体(11)上开设有投料口(14)，用于向所述冷坩埚(10)内加入所述加热材料(30)；所述加热材料(30)包括铝热剂或者多个石墨球；

其中，所述玻璃(20)堆积的高度为预定高度，所述加热材料(30)加入至所述玻璃(20)上；

当所述加热材料(30)为铝热剂时，所述预定高度为第一高度范围；当所述加热材料(30)为多个石墨球时，所述预定高度为第二高度范围；第一高度范围比第二高度范围宽。

17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述投料口(14)上设置有上盖，所述上盖可选择性地打开或关闭。

18.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述石墨球的直径小于20毫米。

19.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述铝热剂包括颗粒状铝热剂或者粉末状铝热剂。

20.如权利要求16-19任一项所述的装置，其特征在于，所述玻璃(20)包括：玻璃原料或者玻璃体；

所述玻璃体包括：所述玻璃原料或者所述玻璃原料和待处理物料在所述冷坩埚内熔融后由于失去加热源而冷却固化形成的玻璃体。

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