JP3110710B2 - 研削砥石用ドレッシング材及びその製造方法 - Google Patents

研削砥石用ドレッシング材及びその製造方法

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野 彰 薦
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  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、核燃料ペレットの
研削工程で使用する研削砥石に対してドレッシングを行
う場合に用いる研削砥石用ドレッシング材及びその製造
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】核燃料ペレットの製造工程においては、
二酸化ウラン粉末、二酸化ウラン粉末と中性子毒物であ
る酸化ガドリニウム粉末との混合粉末、あるいは二酸化
ウラン粉末と二酸化プルトニウム粉末との混合粉末とい
った原料粉末を円柱体に圧縮成形した後、焼結が行われ
る。そして、この焼結により得られた焼結ペレットの直
径を一定寸法に仕上げるために、ロール形状をした研削
砥石の回転駆動による研削作業が行われる。この研削作
業の際に発生する研削屑もやはり核燃料物質であるた
め、通常、この研削屑も回収工程において回収された
後、原料粉末としてあるいは原料粉末に混合される混合
剤として再利用される。
【0003】研削作業の際に用いられる研削砥石は、あ
る程度の時間以上研削作業を続けていると、目づまり、
目つぶれ、目こぼれ等が発生し、研削効率が低下すると
共に、ペレット仕上げ面の粗さの増大や研削やけ等の現
象が発生することになる。そこで、このような不具合の
発生を防止するため、従来から、一定期間以上研削作業
を行った場合には、作業員が、研削砥石に対してアルミ
ナ又は炭化珪素等の材料により形成された小片のドレッ
シング材を回転中の研削砥石表面に押し当ててドレッシ
ング作業を行い、新しい砥粒面を表出させるようにして
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のドレッ
シング作業において、ドレッシング材の成分であるアル
ミナ又は炭化珪素がペレットの研削屑中に不純物として
混入してしまうことになる。ペレットの研削屑は、上記
したように、回収工程において回収され、原料粉末ある
いはこれに混合される混合剤となり得るものであるか
ら、このような不純物の混入は原料粉末の品質低下を防
止する観点から極力避けなければならない。特に、回収
方法として、湿式回収法(研削屑を硝酸に溶解してから
再び二酸化ウラン粉末とする方法)を採用している場合
には、不純物であるアルミナ又は炭化珪素を除去するた
めに特別な濾過装置の設置や特別な操作の実施が必要と
なり大幅なコストアップとなるので、一層、このような
不純物の混入を回避することが要請される。
【0005】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、ペレットの研削屑中に不純物が混入することの
ない研削砥石用ドレッシング材及びその製造方法を提供
することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項1記載の発明は、核燃料ペレット
研削用の研削砥石に対してドレッシングを行う場合に用
いる研削砥石用ドレッシング材を、核燃料ペレット製造
用原料粉末として用いられる二酸化ウラン粉末を原料と
して形成したことを、特徴とする。
【0007】請求項2記載の発明は、核燃料ペレット研
削用の研削砥石に対してドレッシングを行う場合に用い
る研削砥石用ドレッシング材の製造方法において、核燃
料ペレット製造用原料粉末を圧縮成形する第1の工程
と、前記第1の工程により得られた成形品を還元雰囲気
中で焼成して焼結体を生成する第2の工程と、前記第2
の工程で生成された焼結体を粉砕し、この粉砕により得
られた細粒を分級する第3の工程と、前記第3の工程に
より得られた細粒を前記核燃料ペレット製造用原料粉末
に混合する第4の工程と、前記第4の工程で生成された
混合粉末を圧縮成形する第5の工程と、前記第5の工程
により得られた成形品を還元雰囲気中で焼成して、前記
研削砥石用ドレッシング材としての焼結体を生成する第
6の工程と、を有することを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき説
明する。本発明に係るドレッシング材は、二酸化ウラン
を原料として形成されているものである。二酸化ウラン
は、核燃料ペレット自体の原料として使用されるもので
あるから、この本発明に係るドレッシング材を用いてド
レッシング作業を行えば、ドレッシング作業中にドレッ
シング材の成分がペレット研削屑に混入したとしても、
この研削屑を再利用して製造した核燃料ペレットの品質
が低下することはない。
【0009】すなわち、本発明に係る二酸化ウラン製の
ドレッシング材を使用することにより、研削屑を回収・
再生して製造する核燃料ペレットにアルミナや炭化珪素
等の不純物が混入するという従来の問題を解決すること
ができる。したがって、このようなアルミナや炭化珪素
等の不純物を湿式法による回収時に除去するための特別
な濾過精製装置の設置や特別な操作の実施が不必要とな
り、製造コストのアップを防止することができる。
【0010】次に、このような本発明に係るドレッシン
グ材の製造方法を図1のフローチャートに基づき説明す
る。本ドレッシング材の原料となる二酸化ウラン粉末と
しては、通常の核燃料ペレット製造用原料粉末を使用す
ることとしている。まず、第1の実施形態の製造方法を
説明すると、第1の工程(成形工程)では、油圧成形機
及び金型を用いて直径13mm高さ13mmの円柱体を圧縮
成形する。このときの成形圧力は1〔t/cm2 〕である。
【0011】第2の工程(焼成工程)では、第1の工程
により得られた成形品を、水素75%及び窒素25%の
還元ガス雰囲気中において1790℃の温度で4時間焼
成して焼結体を生成する。
【0012】第3の工程(粉砕/分級工程)では、第2
の工程で得られた焼結体をジョークラッシャーで粗粉砕
した後、ロールクラッシャーによる粉砕を行い、これを
更にハンマーミルで粉砕して細粒を得るようにする。そ
して、この細粒を目開き150μmの篩いで分級し、分
級サイズが150μmより小さな細粒を得るようにす
る。
【0013】第4の工程(混合工程)では、V型混合機
を用いて、二酸化ウランの原料粉末に、第3の工程で得
られた分級粉末を混合する。この場合の混合比は、分級
粉末の重量混合比が全体の5%となるようにする。
【0014】第5の工程(成形工程)では、第4の工程
で得られた混合粉末を、油圧成形機及び金型を用いて2
5mm×25mm×80mmの角柱体を圧縮成形する。このと
きの成形圧力は1〔t/cm2 〕である。
【0015】第6の工程(焼成工程)では、第5の工程
により得られた成形品を、水素75%及び窒素25%の
還元ガス雰囲気中において700〜1000℃好ましく
は800℃の温度で4時間焼成して、研削砥石用ドレッ
シング材としての焼結体を生成する。
【0016】第2乃至第4の実施形態の製造方法も、成
形圧力や焼成温度等の製造パラメータの値を変えて同様
に行われる。図2は、この各工程における製造パラメー
タの値を各実施形態毎に示した図表である。なお、第2
及び第6の工程において、還元ガスとして水素及び窒素
の混合ガスを使用した例を説明したが、水素ガスのみを
還元ガスとして使用することも考えられる。
【0017】図3は、上記第1乃至第4の各実施形態の
製造方法により得られた二酸化ウラン製ドレッシング材
が従来のアルミナ製ドレッシング材とほぼ同様の研削能
力を有すると共に、研削屑中への不純物の混入を殆ど生
じさせないものであることについての実験データを示す
図表である。すなわち、この実験では、各実施形態の製
造方法により得られた二酸化ウラン製ドレッシング材を
研削機に取り付けて使用し、10個の二酸化ウラン核燃
料ペレット用の研削砥石に対してドレッシングを行い、
その研削表面粗さの平均値が0.6〔μRa〕となるよう
にした。その後、更にこの研削機により核燃料ペレット
の研削を連続して行い、10個の核燃料ペレットの研削
表面粗さの平均値が0.9〔μRa〕に低下するまで研削
したペレット個数を計数した。その結果は、図3の図表
に示すように、従来のアルミナ製ドレッシング材を使用
した場合が5万個であるのに対し、第1乃至第4の各実
施形態の製造方法により得られた二酸化ウラン製ドレッ
シング材を使用した場合はそれぞれ4万5千個、5万1
千個、4万8千個、5万2千個となり、従来とほぼ同様
の研削能力が確保されている。
【0018】そして、研削作業中に発生した研削屑中に
含まれるアルミニウム等の不純物の分析結果について
は、従来のアルミナ製ドレッシング材を使用した場合が
120〔ppm 〕であるのに対し、第1乃至第4の各実施
形態の製造方法により得られた二酸化ウラン製ドレッシ
ング材を使用した場合は不純物が殆ど検出されなかっ
た。
【0019】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、核燃料
ペレット研削用の研削砥石に対してドレッシングを行う
場合に用いる研削砥石用ドレッシング材を、核燃料ペレ
ット製造用原料粉末として用いられる二酸化ウラン粉末
を原料として形成するようにしたので、ペレットの研削
屑中に不純物が混入することを防止することができ、ペ
レットの品質が低下するのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るドレッシング材の製造方法を説明
するためのフローチャート。
【図2】各工程における製造パラメータの値を各実施形
態毎に示した図表。
【図3】従来のアルミナ製ドレッシング材と本発明に係
る二酸化ウランドレッシング材との効果に関するデータ
を対比して示した図表。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−35075(JP,A) 特開 昭51−97892(JP,A) 特表 平1−503058(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B24B 53/00 B24B 53/12 B24D 3/00 340 B24D 18/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】核燃料ペレット研削用の研削砥石に対して
    ドレッシングを行う場合に用いる研削砥石用ドレッシン
    グ材を、核燃料ペレット製造用原料粉末として用いられる二酸化
    ウラン粉末を原料として 形成したことを、 特徴とする研削砥石用ドレッシング材。
  2. 【請求項2】核燃料ペレット研削用の研削砥石に対して
    ドレッシングを行う場合に用いる研削砥石用ドレッシン
    グ材の製造方法において、核燃料ペレット製造用原料粉末 を圧縮成形する第1の工
    程と、 前記第1の工程により得られた成形品を還元雰囲気中で
    焼成して焼結体を生成する第2の工程と、 前記第2の工程で生成された焼結体を粉砕し、この粉砕
    により得られた細粒を分級する第3の工程と、 前記第3の工程により得られた細粒を前記核燃料ペレッ
    ト製造用原料粉末に混合する第4の工程と、 前記第4の工程で生成された混合粉末を圧縮成形する第
    5の工程と、 前記第5の工程により得られた成形品を還元雰囲気中で
    焼成して、前記研削砥石用ドレッシング材としての焼結
    体を生成する第6の工程と、 を有することを特徴とする研削砥石用ドレッシング材の
    製造方法。
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