JPH0749182A - Method for melting solidification and cooling crucible therefor - Google Patents

Method for melting solidification and cooling crucible therefor

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JPH0749182A
JPH0749182A JP1586894A JP1586894A JPH0749182A JP H0749182 A JPH0749182 A JP H0749182A JP 1586894 A JP1586894 A JP 1586894A JP 1586894 A JP1586894 A JP 1586894A JP H0749182 A JPH0749182 A JP H0749182A
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JP
Japan
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crucible
protective wall
cooling
melting
wall
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Application number
JP1586894A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Tanaka
努 田中
Yoshiaki Ikenaga
慶章 池永
Yoshihiko Sunami
好彦 角南
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To simplify the disposal of waste produced during operation, and if necessary, effect phase separation when molten material solidifies by improving the safety and heat efficiency of a cooling crucible when the material is cooled and solidifies after being melted by using the cooling crucible. CONSTITUTION:An electric coil 2 is arranged around a crucible composed of an electrically conductive cooling wall constructed by an assembly of segments insulated from one another by means of slits 15. Material to be melted in the crucible is melted by using electromagnetic action and then solidifies. A protection wall 17 made of electrically conductive material is provided on the inner wall face of the crucible.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、冷却坩堝を用いて材
料、特に放射性物質によって汚染された材料をその溶融
温度以上に昇温した後、冷却固化する方法において、冷
却坩堝の安全性と加熱効率を高め、操業中に生ずる廃棄
物の処理を簡単にするとともに、必要に応じて、溶融材
料の固化に当たって相分離を行う方法およびその方法に
使用する冷却坩堝に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of using a cooling crucible for heating a material, particularly a material contaminated by radioactive substances, to a temperature higher than its melting temperature and then cooling and solidifying the material. The present invention relates to a method for increasing efficiency, simplifying the treatment of waste generated during operation, and, if necessary, performing phase separation in solidifying a molten material, and a cooling crucible used in the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】溶解材料より低い融点を持つ材料からな
る冷却された坩堝内で、溶解材料を坩堝材料に汚染され
ることなく溶融する技術は、すでに1931年のドイツ
特許第518499号明細書によって知られている。こ
の技術によれば、石英ガラスや銅、銀のような導電性材
料によって溶解容器を構成し、好ましくは高周波電流を
用いて溶解材料を加熱する一方で、容器を冷却し、これ
によって、タンタル、タングステン、トリウムのような
高融点金属を溶解するもので、溶解容器を導電性材料で
構成するときには、互いに電気的に絶縁された金属セグ
メントから構成される。また、溶解材料と坩堝材料との
間に薄い酸化物層を設け熱絶縁することも示唆されてい
る。
2. Description of the Related Art A technique for melting a melted material in a cooled crucible made of a material having a melting point lower than that of the melted material without being contaminated by the crucible material has already been disclosed in German Patent No. 518499 of 1931. Are known. According to this technique, the melting vessel is made of a conductive material such as quartz glass, copper, or silver, and preferably the high-frequency current is used to heat the melting material while cooling the vessel, whereby tantalum, It dissolves refractory metals such as tungsten and thorium. When the melting vessel is made of a conductive material, it is made up of metal segments electrically insulated from each other. It has also been suggested to provide a thin oxide layer between the melting material and the crucible material for thermal insulation.

【0003】これ以後、冷却坩堝に関する特許は多数出
願されており、例えば、特開昭63−192543号
(対応フランス公開特許公報第87−00814号)で
は凝固した材料を連続的に処理するための坩堝の形状が
提案されており、坩堝材料のセグメント間に絶縁層を設
けることが同様に記載されている。
Since then, a number of patents relating to cooling crucibles have been filed. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 63-192543 (corresponding French Patent Publication No. 87-00814), a solidified material is continuously treated. A crucible shape has been proposed, as well as the provision of an insulating layer between the segments of crucible material.

【0004】このような冷却坩堝では低温の冷却壁と高
温の溶融体が隣接して存在するため、いくつかの問題が
存在する。第1は電気的短絡の問題である。上述のよう
に、導電性の冷却坩堝ではそれを構成するセグメント間
に電気的な絶縁層、例えば本発明ではスリット、上記ド
イツ特許発明では雲母層を設けることが不可欠である。
もし、スリットのない導電性冷却坩堝の周囲に電磁コイ
ルを設けても磁場は坩堝内で減衰して坩堝中の溶解材料
を溶解することは不可能である。そこで、コイルの巻く
向きと直交する方向に坩堝内部まで、貫通したスリット
を配置した多数のセグメントからなる坩堝が必要とな
る。そして、各セグメントは独立して水冷され、また、
セグメントは坩堝下部では一体となっている。このよう
なスリットに溶融金属が侵入すると(差し込むと)、電
気的短絡が起こり、実質的にスリットの数が減少した場
合と類似の現象、即ち加熱効果の低下が起こる。また、
湯差しした金属は固化して固化減容体の引き抜き抵抗を
著しく増加させるとともに、場合によってはその引き抜
き抵抗のために冷却坩堝が変形することもある。
In such a cooling crucible, since a low temperature cooling wall and a high temperature melt are present adjacent to each other, there are some problems. The first is the problem of electrical shorts. As described above, in the conductive cooling crucible, it is indispensable to provide an electrically insulating layer, for example, a slit in the present invention, or a mica layer in the above-mentioned German patent invention, between the segments forming the cooling crucible.
Even if an electromagnetic coil is provided around the conductive cooling crucible having no slit, the magnetic field is attenuated in the crucible and it is impossible to dissolve the melted material in the crucible. Therefore, it is necessary to provide a crucible composed of a large number of segments with slits penetrating the interior of the crucible in the direction orthogonal to the winding direction of the coil. And each segment is water cooled independently,
The segments are integrated at the bottom of the crucible. When molten metal enters (is inserted into) such a slit, an electrical short circuit occurs, and a phenomenon similar to the case where the number of slits is substantially reduced, that is, a decrease in heating effect occurs. Also,
The molten metal solidifies to significantly increase the pull-out resistance of the solidified volume reducing body, and in some cases, the cooling crucible may be deformed due to the pull-out resistance.

【0005】第2の問題は水蒸気爆発である。保護壁を
用いない従来方式の場合は冷却坩堝と溶融金属の間に極
めて大きな温度勾配が発生する。坩堝の冷却が十分行わ
れている間は多くの場合何ら問題はない。しかし、何ら
かの原因で坩堝の特定の部分が昇温した場合は、坩堝が
破壊されて坩堝の冷却体(多くの場合水)が外部に洩れ
て、高温の溶融体と接触する。このとき、冷却体は急激
な体積膨張を起こし、その結果、炉が爆発を起こす危険
がある。
The second problem is steam explosion. In the case of the conventional method that does not use a protective wall, an extremely large temperature gradient is generated between the cooling crucible and the molten metal. In many cases, there will be no problem while the crucible is sufficiently cooled. However, if the temperature of a specific portion of the crucible is raised for some reason, the crucible is destroyed and the cooling body (often water) of the crucible leaks to the outside and comes into contact with the hot melt. At this time, the cooling body undergoes a rapid volume expansion, and as a result, there is a risk of causing the furnace to explode.

【0006】第3の問題は加熱効率の低下である。溶解
材料が金属のように熱伝導度に優れている場合は、溶解
材料において発生するジュール熱は熱伝導の結果、冷却
坩堝の壁を介する熱損失が顕著となり、加熱効率が低下
する。また、溶解材料が物性、特に電気伝導度が異なる
2種類以上の物質から構成され、しかもこれらの物質が
均質に混合されておらず、得られる固体化が相分離した
形態となることを目的とする場合に、均一な加熱が困難
となる点である。なぜなら、この場合、誘導加熱に適す
る周波数はそれぞれの物質に応じて異なるからである。
The third problem is a decrease in heating efficiency. When the melting material is excellent in thermal conductivity like metal, the Joule heat generated in the melting material is heat-conducted, and as a result, the heat loss through the wall of the cooling crucible becomes remarkable and the heating efficiency is reduced. It is also an object of the present invention that the dissolved material is composed of two or more kinds of substances having different physical properties, particularly electrical conductivity, and that these substances are not mixed homogeneously, and the obtained solidification is in a phase-separated form. In that case, it is difficult to heat uniformly. This is because in this case, the frequency suitable for induction heating differs depending on each substance.

【0007】第1および第2の問題に対して、既に19
70年代にInductoslag Ingot Melting 法がBureau of
Mines から提案されており(P.G.Clites and R.A.Beall
(assignged to U.S Department of the Interior):Indu
ction-Melting of Metals inCold.Self-lined Crucible
s,U.S.Pat.3775091.Nov.27,1973)、Tiスクラップを原
料とした連続鋳造において、電気的短絡を防ぐとともに
熱的断熱効果を期待してCaF2 を添加することが行わ
れた。
For the first and second problems, there are already 19
Inductoslag Ingot Melting method was introduced in the 70's Bureau of
Proposed by Mines (PGClites and RABeall
(assigned to US Department of the Interior): Indu
ction-Melting of Metals in Cold.Self-lined Crucible
s, US Pat. 3775091.Nov. 27, 1973), in continuous casting using Ti scrap as a raw material, CaF 2 was added in order to prevent electrical short circuit and expect thermal insulation effect.

【0008】特に、第2の問題は、溶解の対象が毒性の
高い場合に何らかの対策が必要になる。放射性物質を扱
う場合はこれに該当し、放射性廃棄スクラップの溶解に
対してInductoslag Inogot Meltingを適用することが提
案されている(R.G.Nelson,M.P.Schlienger and E. von
Tiesenhausen:Selection of a Melting-Furnace forCon
solidation of Nuclear Fuel Hulls. Battelle Memoria
l Insti.,Pacific Northwest Lab.,BNWL-1968,UC-70,De
c,1976,41..available from National Technical Infor
mation Center,Springfiled.Va.) 。
The second problem is that some measure is required when the target of dissolution is highly toxic. This is the case when dealing with radioactive materials, and it has been proposed to apply Inductoslag Inogot Melting to the dissolution of radioactive waste scraps (RG Elson, MP Schlienger and E. von.
Tiesenhausen: Selection of a Melting-Furnace for Con
solidation of Nuclear Fuel Hulls. Battelle Memoria
l Insti., Pacific Northwest Lab., BNWL-1968, UC-70, De
c, 1976,41..available from National Technical Infor
mation Center, Springfiled.Va.).

【0009】しかし、スラグの保護壁の厚さは数mm以下
で、しかも極めて均一に形成する必要があり、このこと
は一般に極めて難しい。それは以下の理由による。一般
に、スラグはそれ自体誘導加熱されず、金属からの伝導
伝熱により溶融する。したがって、スラグの層が厚い場
合は、特に冷却壁近くのスラグの溶融が困難になり、ス
ラグが金属中に混入したり、あるいは未溶融のスラグが
入口を覆って材料を供給できなくなる。また、逆にスラ
グの層が薄い場合は溶融金属と冷却壁が直接接触して水
蒸気爆発の危険性が高まる。
However, the thickness of the protective wall of the slag is several mm or less, and it is necessary to form it extremely uniformly, which is generally extremely difficult. The reason is as follows. Generally, slag is not induction-heated by itself, but is melted by conduction heat transfer from a metal. Therefore, when the slag layer is thick, it becomes difficult to melt the slag particularly near the cooling wall, and the slag is mixed in the metal, or the unmelted slag cannot cover the inlet to supply the material. On the other hand, when the slag layer is thin, the molten metal and the cooling wall come into direct contact with each other, increasing the risk of steam explosion.

【0010】また、スラグそれ自体が誘導加熱される周
波数帯を選択した場合は、冷却壁近くに固化したスラグ
の層を設けてスラグを溶融することは可能であるが、導
体における磁場の浸透深さが極めて小さいために電磁攪
拌の効果が小さく、対象とする金属材料を誘導溶解でき
ないという問題が生ずる。
When the frequency band in which the slag itself is induction-heated is selected, it is possible to melt the slag by providing a layer of the solidified slag near the cooling wall, but the penetration depth of the magnetic field in the conductor is increased. However, the effect of electromagnetic stirring is small and the target metal material cannot be inductively melted.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明の第1の目的
は、金属を溶融・固化する冷却坩堝において冷却坩堝の
冷媒が坩堝外部に流出し、冷媒の蒸気爆発による事故が
発生する危険性を大幅に低減させる点にある。
SUMMARY OF THE INVENTION A first object of the present invention is to reduce the risk of a refrigerant in the cooling crucible flowing out of the crucible in a cooling crucible for melting and solidifying a metal to cause an accident due to vapor explosion of the refrigerant. The point is to significantly reduce it.

【0012】本発明の第2の目的は冷却坩堝の運転にお
ける加熱効率を高める点にある。この目的には溶解材料
が冷却坩堝のスリットに差し込んで電気的短絡を防ぐこ
と、冷却坩堝の壁を介する熱損失を防ぐことおよび坩堝
内に電気伝導度が異なる二種以上の材料が存在する場合
に、例えば、金属とスラグの両者の加熱効率を高める点
にある。
A second object of the present invention is to improve the heating efficiency in the operation of the cooling crucible. For this purpose, the molten material is inserted into the slit of the cooling crucible to prevent electrical short circuit, to prevent heat loss through the wall of the cooling crucible, and when there are two or more materials with different electrical conductivity in the crucible. In addition, for example, the heating efficiency of both the metal and the slag is increased.

【0013】本発明の第3の目的は、本発明の坩堝を放
射能汚染された金属の溶融・固化に使用する際に、必然
的に発生する2次廃棄物の減容・分離を可能とする方法
を提供する点にある。
A third object of the present invention is to reduce the volume and separation of secondary waste that is inevitably generated when the crucible of the present invention is used for melting and solidifying a metal contaminated with radioactivity. The point is to provide a way to do.

【0014】本発明の第4の目的は、冷却坩堝内に生じ
た金属と酸化物の混合体の相分離を実現する点にある。
A fourth object of the present invention is to realize phase separation of a mixture of metal and oxide generated in the cooling crucible.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、第1に、
外部に周回する通電コイルを備えたスリットを有する冷
却された導電性の容器内で電磁誘導を利用して溶解材料
を安全に溶解するためには冷却坩堝壁と溶解材料の間に
存在する溶解材料と共に添加されるスラグの層だけでは
不十分で、保護壁を冷却坩堝の内壁に配置する必要があ
ることを見い出した。このように保護壁を冷却坩堝の内
壁に沿って設けることにより溶融金属が冷却坩堝のスリ
ットに差し込むことはありえず、上記の問題は起こらな
い。また、スリットをもつ保護壁を用いた場合は、たと
え溶融金属が保護壁のスリットに差し込んでもこれが冷
却坩堝のスリットまで達することはない。
The present inventors first of all,
In order to safely melt the melted material using electromagnetic induction in a cooled conductive container having a slit with an energizing coil that circulates to the outside, the melted material existing between the cooling crucible wall and the melted material It has been found that the layer of slag added together is not sufficient and the protective wall needs to be placed on the inner wall of the cooling crucible. By thus providing the protective wall along the inner wall of the cooling crucible, the molten metal cannot be inserted into the slit of the cooling crucible, and the above problem does not occur. Further, when the protective wall having the slit is used, even if the molten metal is inserted into the slit of the protective wall, this does not reach the slit of the cooling crucible.

【0016】また、保護壁が存在する場合は冷却坩堝と
溶融金属は直接接触することはない。一般に保護壁の電
気伝導度は坩堝材料あるいは溶解の対象金属より小さ
く、このためジュール生成熱は小さい。しかも保護壁の
冷却坩堝側は抜熱のため温度が低い。したがって、本発
明の場合は冷却壁近傍で緩やかな温度勾配が実現でき、
坩堝の冷却が不十分の場合であっても直ちに水蒸気爆発
につながる恐れはない。
When the protective wall is present, the cooling crucible and the molten metal do not come into direct contact with each other. Generally, the electrical conductivity of the protective wall is smaller than that of the crucible material or the metal to be melted, and therefore the heat of Joule formation is small. Moreover, the temperature on the cooling crucible side of the protective wall is low due to heat removal. Therefore, in the case of the present invention, a gentle temperature gradient can be realized near the cooling wall,
Even if the crucible is not sufficiently cooled, there is no danger of an immediate steam explosion.

【0017】第2に、このような保護壁においては、添
加非金属が100%の場合を含めて、特に金属以外に添
加する非金属が多い場合に、保護壁の電気伝導度が冷却
坩堝のそれより小さく、望ましくは溶解材料と添加スラ
グの中間の値にあることが必要であることを見い出し
た。このような保護壁を用いると、特に保護壁の電気伝
導度が坩堝材料あるいは溶解の対象金属より小さい場合
は、金属は誘導加熱昇温できるとともに、酸化物は誘導
加熱された金属と保護壁の両者から伝導熱で昇温され溶
解が実現できる。
Secondly, in such a protective wall, especially when a large amount of non-metals other than metal is added, including the case where the added non-metal is 100%, the electric conductivity of the protective wall is that of the cooling crucible. It has been found that it needs to be smaller, preferably between the melted material and the added slag. When such a protective wall is used, especially when the electrical conductivity of the protective wall is smaller than that of the crucible material or the metal to be melted, the metal can be heated by induction heating, and the oxide can be heated between the metal heated by induction heating and the protection wall. Both can be heated by conduction heat to achieve melting.

【0018】第3に、特に溶解材料あるいは添加スラグ
と接する保護壁は溶解材料あるいはスラグと反応して損
耗するので坩堝の運転の過程で交換する必要が生ずる。
このとき、保護壁は廃棄物となるが、この処理を容易に
するためには可燃性の保護壁を選択する必要があること
を見い出した。
Third, in particular, the protective wall in contact with the melted material or the added slag reacts with the melted material or the slag and is worn away, so that it is necessary to replace it in the course of operating the crucible.
At this time, the protective wall becomes a waste, but it was found that it is necessary to select a flammable protective wall in order to facilitate this treatment.

【0019】第4に、保護壁がスリットを持つ構造の場
合は溶解材料あるいはスラグの加熱効率が顕著に向上す
ることを見い出した。
Fourthly, it was found that the heating efficiency of the molten material or the slag is remarkably improved when the protective wall has a structure having slits.

【0020】第5に、溶解の対象が導電体と非導電体の
混合体の場合、電磁力を利用して導電体を坩堝の中央に
集め、非導電体をその周囲に保持し、その結果として2
相に分離できることを見いだした。
Fifth, when the object to be melted is a mixture of a conductor and a non-conductor, the conductor is gathered in the center of the crucible by using an electromagnetic force, and the non-conductor is held around the center of the crucible. As 2
It has been found that the phases can be separated.

【0021】第6に、溶解の対象が導電体と非導電体の
混合体の場合、溶解後に電源を遮断すれば、両者は比重
分離できる。このとき、一般に密度の小さい非導電体が
坩堝の上部に集積する。このように、一旦溶解材料が凝
固した後であっても、溶解開始用の導電材料(母材と称
する)を坩堝内に新たに装入することなく、再度電力を
供給するだけで、供給される非導電体と導電体の混合体
を溶融できることを見い出した。
Sixth, when the object to be melted is a mixture of a conductor and a non-conductor, if the power source is cut off after the melting, both can be separated by specific gravity. At this time, generally, a non-conductor having a low density is accumulated on the upper part of the crucible. In this way, even after the molten material is once solidified, the conductive material for starting melting (referred to as the base material) can be supplied by simply supplying power again without newly charging in the crucible. It was found that a mixture of non-conductor and conductor can be melted.

【0022】第7に、特に連続処理を行う場合、このよ
うな保護壁は坩堝と保護壁の相対速度は有限でかつ溶解
・固化体と坩堝の相対速度がゼロとなる条件で引き抜き
方向に移動させることが保護壁の寿命を高める上で有効
である。
Seventh, particularly when performing continuous treatment, such a protective wall moves in the pulling direction under the condition that the relative speed between the crucible and the protective wall is finite and the relative speed between the melted / solidified body and the crucible is zero. This is effective in extending the life of the protective wall.

【0023】第8に、第7の条件を満足する有限の長さ
の保護壁を運転の過程において積み重ねることにより、
連続処理できる溶解材料の量的増加ができることを見い
だした。
Eighth, by stacking protective walls of finite length satisfying the seventh condition in the course of operation,
It has been found that it is possible to increase the amount of dissolved material that can be continuously processed.

【0024】本発明は、上記のそれぞれの知見を適切に
組み合わすことによりなされた。上記の課題解決手段と
しての本願発明の構成は以下のとおりである。 1.スリットにより互いに電気的に絶縁されたセグメン
トの集合体から構成された導電性冷却壁から成る坩堝の
周囲に通電コイルを配置し、電磁気作用を利用して該坩
堝内の被溶融材料を溶融し、続いて固化する溶融固化方
法において、該坩堝の内側壁面に導電性材料の保護壁を
設けることを特徴とする溶融固化方法。
The present invention was made by appropriately combining the above findings. The configuration of the present invention as the means for solving the above problems is as follows. 1. A current-carrying coil is arranged around a crucible made of a conductive cooling wall composed of a group of segments electrically insulated from each other by a slit, and the material to be melted in the crucible is melted by utilizing electromagnetic action, A melting and solidifying method of subsequently solidifying, characterized in that a protective wall of a conductive material is provided on an inner wall surface of the crucible.

【0025】2.スリットにより互いに電気的に絶縁さ
れたセグメントの集合体から構成された導電性冷却壁か
ら成る坩堝の周囲に通電コイルを配置し、電磁気作用を
利用して該坩堝内の被溶融材料を溶融し、続いて固化す
るための坩堝において、該坩堝の内側壁面に導電性材料
の保護壁を設けることを特徴とする溶融固化用坩堝。
2. A current-carrying coil is arranged around a crucible made of a conductive cooling wall composed of a group of segments electrically insulated from each other by a slit, and the material to be melted in the crucible is melted by utilizing electromagnetic action, A crucible for subsequent solidification, characterized in that a protective wall of a conductive material is provided on an inner wall surface of the crucible.

【0026】3.被溶融材料を溶融し、続いて固化する
坩堝の内壁に交換が可能な状態で用いられることを特徴
とする上記1または2に記載の保護壁。
3. 3. The protective wall according to 1 or 2 above, which is used in an exchangeable state for an inner wall of a crucible that melts a material to be melted and then solidifies.

【0027】4.上記1、2または3において、保護壁
の電気伝導度が冷却壁の電気伝導度より小さいことを特
徴とする。
4. In the above 1, 2 or 3, the electrical conductivity of the protective wall is smaller than the electrical conductivity of the cooling wall.

【0028】5.上記1、2または3において、保護壁
が可燃性の材料からなることを特徴とする。
5. In the above 1, 2 or 3, the protective wall is made of a flammable material.

【0029】6.上記1、2または3において、保護壁
がスリットにより互いに電気的に絶縁されたセグメント
の集合体から構成されることを特徴とする。
6. In the above 1, 2 or 3, the protective wall is composed of an assembly of segments electrically insulated from each other by a slit.

【0030】7.上記1、2または3において、運転中
にコイルに供給する電流の値を適切な値に保持あるいは
適宜変えることにより冷却坩堝内に配置された電気伝導
度の異なる材料の相分離を行うことを特徴とする。
7. In the above 1, 2 or 3, the value of the electric current supplied to the coil during operation is maintained at an appropriate value or appropriately changed to perform phase separation of materials having different electric conductivities arranged in the cooling crucible. And

【0031】8.坩堝の内壁に沿って溶融固化された材
料を保護壁と共に溶融固化された材料の引き抜き方向に
引き抜くことを特徴とする上記1記載の溶融固化方法。
8. 2. The melting and solidifying method according to the above 1, characterized in that the material melted and solidified along the inner wall of the crucible is pulled out together with the protective wall in the drawing direction of the material melted and solidified.

【0032】9.溶融固化された材料の引き抜きに対応
して、一定長さの保護壁を供給することを特徴とする上
記8記載の溶融固化方法。
9. 9. The melting and solidifying method according to the above 8, wherein a protective wall having a constant length is supplied in correspondence with the pulling out of the melted and solidified material.

【0033】[0033]

【作 用】以下、本発明の構成をその作用と共に、図面
を参照しながら説明する。図1は、本発明の方法により
材料をバッチ式に溶解処理する際に使用する溶解容器の
一例を示す略式半裁斜視図である。この溶解容器は導電
性の金属からなり容器の壁は水冷構造になっているとと
もに互いにスリット15により電気的に絶縁されてい
る。以下、この溶解容器を冷却坩堝1と呼ぶ。
[Operation] Hereinafter, the structure of the present invention, together with its operation, will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic half-cut perspective view showing an example of a melting container used when a material is batch-processed by the method of the present invention. The melting vessel is made of a conductive metal, and the vessel wall has a water cooling structure and is electrically insulated from each other by a slit 15. Hereinafter, this melting container is referred to as a cooling crucible 1.

【0034】冷却坩堝1の周囲には、その外周を螺旋状
に多重に周回する水冷の通電コイル2と、栓4が配置さ
れている。また冷却坩堝1の内部には坩堝の内壁にほぼ
接した状態で肉厚3mm程度、黒鉛からなる保護壁17が
配置されている。通電コイル2は高周波発振器3に接続
される。高周波電流により生じる坩堝壁面を流れる誘導
電流は、絶縁機能を持つスリット15が坩堝に存在する
ために坩堝内壁に導かれる。
Around the cooling crucible 1, a water-cooled energizing coil 2 spirally wrapping around its outer periphery and a plug 4 are arranged. Further, inside the cooling crucible 1, a protective wall 17 made of graphite and having a wall thickness of about 3 mm is arranged in a state of being almost in contact with the inner wall of the crucible. The energizing coil 2 is connected to the high frequency oscillator 3. The induced current flowing through the crucible wall surface caused by the high-frequency current is guided to the crucible inner wall because the slit 15 having the insulating function is present in the crucible.

【0035】坩堝壁の内部は、そこに埋没された水冷管
(図示せず)入口7から出口8に抜けるように冷却水を
流すことにより水冷され、この水冷構造により高温に耐
えることができる。坩堝は雰囲気調整可能なチェンバー
(図示せず)に収納されており、加圧、あるいは減圧の
圧力条件およびAr,Heなどの雰囲気に置くことがで
きる。あるいは、坩堝に上蓋(図示せず)を設け、坩堝
内を密閉することもできる。
The inside of the crucible wall is water-cooled by flowing cooling water so that the water-cooling pipe (not shown) buried in the crucible wall passes through the inlet 7 to the outlet 8, and this water-cooling structure can withstand high temperatures. The crucible is housed in a chamber (not shown) whose atmosphere can be adjusted, and can be placed under pressure conditions such as pressurization or depressurization and an atmosphere such as Ar or He. Alternatively, the crucible can be provided with an upper lid (not shown) to seal the inside of the crucible.

【0036】冷却坩堝1を用いる金属、スラグあるいは
両者の混合体の溶融・固化処理では坩堝自体が冷却され
ているので化学的に坩堝壁が損傷することはなく安全で
ある。しかし、溶融処理の対象が放射性廃棄物を含む物
質の場合は上記溶融処理プロセスは極めて安全性の高い
条件で実施される必要がある。本発明では冷却坩堝1と
溶融材料10の間に保護壁17が存在する。保護壁はま
さに文字通り冷却坩堝と溶解材料が直接接触することを
妨げており、冷却坩堝を保護する。
In the melting and solidifying treatment of the metal, slag or the mixture of both using the cooling crucible 1, since the crucible itself is cooled, the crucible wall is not chemically damaged and it is safe. However, when the target of the melting treatment is a substance containing radioactive waste, the above-mentioned melting treatment process needs to be carried out under extremely safe conditions. In the present invention, a protective wall 17 exists between the cooling crucible 1 and the molten material 10. The protective wall literally prevents direct contact between the cooling crucible and the molten material and protects the cooling crucible.

【0037】溶解の対象が電気の良導体でないスラグと
良導体である金属の混合体の場合は保護壁の電気伝導度
は冷却坩堝のそれよりは小さい材質、望ましくは金属と
添加スラグの間の材質を選択する必要がある。このと
き、冷却壁を流れる誘導電流は保護壁を加熱し、その結
果保護壁の温度を上昇させると共に一部は保護壁を透過
して溶解材料の特に金属部分を加熱させる。この場合、
金属は誘導加熱により溶解し、スラグは保護壁と溶解金
属からの伝導伝熱により溶解する。このように坩堝内に
異なる電気伝導度を持つ材料を配置しても両者を同温度
程度に昇温し、溶解できるのである。
When the object of melting is a mixture of a slag that is not a good conductor of electricity and a metal that is a good conductor, the electrical conductivity of the protective wall is smaller than that of the cooling crucible, preferably a material between the metal and the added slag. You have to choose. At this time, the induced current flowing through the cooling wall heats the protective wall, thus raising the temperature of the protective wall and partly penetrating the protective wall to heat the melted material, in particular the metal part. in this case,
The metal is melted by induction heating, and the slag is melted by conduction heat transfer from the protective wall and the molten metal. In this way, even if materials having different electric conductivities are arranged in the crucible, both can be heated to the same temperature and melted.

【0038】同じコイル電流と周波数の値であっても保
護壁および溶解材料の到達温度は保護壁あるいは溶解材
料の電気伝導度などの物性値および保護壁の厚さによっ
て変化する。したがって、溶解材料に応じて保護壁の種
類を選択すれば、一般に保護壁の温度を溶解材料の温度
よりは低くかつ冷却坩堝の温度よりは高く設定したり、
保護壁の温度を溶解材料の温度より高く設定したりする
ことができる。
Even when the coil current and the frequency are the same, the temperature reached by the protective wall and the melting material changes depending on the physical values such as the electrical conductivity of the protective wall or the melting material and the thickness of the protective wall. Therefore, if the type of protective wall is selected according to the melting material, the temperature of the protective wall is generally set lower than the temperature of the melting material and higher than the temperature of the cooling crucible,
The temperature of the protective wall can be set higher than the temperature of the melting material.

【0039】保護壁は材料の溶解過程において損耗する
ので定期的に交換する必要がある。特に、溶解処理の対
象が放射性廃棄物などの物質の場合、安全性を高めると
同時に、2次廃棄物も容易に処理できる手法を考案する
必要がある。これを実現するために、本発明では電気伝
導度が冷却容器のそれよりも小さいだけでなく同時に可
燃性の材料からなる物質を該容器の内側に配置すること
を考案した。
The protective wall is worn out during the melting process of the material and must be replaced regularly. In particular, when the subject of dissolution treatment is a substance such as radioactive waste, it is necessary to devise a method for improving safety and easily treating secondary waste. In order to achieve this, the present invention has devised to place a substance made of a flammable material inside the container as well as having a lower electrical conductivity than that of the cooling container.

【0040】保護壁には坩堝に設けたスリットと同方向
のスリットを設けることが加熱効率を高める上で一層好
ましい。なぜなら、コイルによる冷却坩堝の誘導加熱と
同じ原理で保護壁の表皮近くを流れる誘導電流は絶縁機
能を持つスリットにより保護壁の内側に誘導電流を導く
ことができ、溶解材料を効率的に加熱することができる
からである。
It is more preferable to provide the protective wall with slits in the same direction as the slits provided in the crucible in order to improve heating efficiency. This is because the induction current flowing near the skin of the protective wall can guide the induction current inside the protective wall by the same principle as the induction heating of the cooling crucible by the coil, and efficiently heats the molten material. Because you can.

【0041】溶融・固化の対象が電気の良導体である例
えば金属と、不良導体である例えば酸化物の混合体であ
って、両者が相分離した形態の固化体を得ることを目的
とする場合は、一般に金属と酸化物が溶融する程度の電
力を供給して金属と酸化物を溶融した後、電力の供給を
停止すれば相分離した固化体を得ることができる。保護
壁が存在しない従来の方式では、電力の供給が完全に停
止するまでの時間が長い場合は、酸化物は金属を取り巻
くように不完全に分離され、逆に、停止に至る時間が短
い場合は両者の分離は不完全な比重分離に近い形で実現
される。
When the object of melting and solidification is a mixture of a metal, which is a good conductor of electricity, and a poor conductor, such as an oxide, and the purpose is to obtain a solidified product in which the phases are separated from each other. In general, a phase-separated solidified body can be obtained by supplying electric power to such an extent that the metal and the oxide are melted to melt the metal and the oxide, and then stopping the supply of the electric power. In the conventional method without a protective wall, when the power supply is completely stopped for a long time, the oxide is incompletely separated so as to surround the metal, and conversely, when the stop time is short. The separation of the two is realized in a form close to incomplete specific gravity separation.

【0042】この理由は以下のとおりである。保護壁を
用いない場合は電磁攪拌が顕著なので、溶融過程におけ
る酸化物と金属の混合を避けることが出来ない。もちろ
ん、周波数を高めて電磁攪拌の強度を弱めることが出来
る。しかしこの場合は、磁場が酸化物中で減衰するとい
う問題が生じ、金属の誘導加熱・溶解が実現できないの
である。
The reason for this is as follows. When the protective wall is not used, electromagnetic stirring is remarkable, so that mixing of the oxide and the metal in the melting process cannot be avoided. Of course, the frequency can be increased to weaken the strength of electromagnetic stirring. However, in this case, there is a problem that the magnetic field is attenuated in the oxide, and the induction heating and melting of the metal cannot be realized.

【0043】さらに保護壁を用いない場合は不完全に分
離した固化体を冷却坩堝の外に取り出すことも難しい。
なぜなら、冷却坩堝にはスリットが存在するので、この
スリットに溶融体が侵入するからである。
Further, if the protective wall is not used, it is difficult to take out the incompletely separated solidified body out of the cooling crucible.
This is because a slit exists in the cooling crucible, and the melt enters this slit.

【0044】相分離をより完全な形で実現するためには
導電性の保護壁を冷却坩堝に内装すればよい。このと
き、保護壁は磁場の減衰とジュール熱発生の両方の機能
を発揮するので、弱い電磁攪拌の条件において金属と酸
化物の溶解を可能とする。攪拌の強さあるいはジュール
熱発生量は電力、周波数と共に保護壁の厚さに依存す
る。また、相分離の形態は上記のように電力の遮断方法
に依存する。特に、比重分離を行う場合は保護壁を用い
る本発明の方が従来の冷却坩堝を用いる方法に比較して
より完全に行われる。なぜなら、保護壁は断熱効果があ
り、電力を遮断してから固化するまでの滞留時間を長く
することが可能になるからである。
In order to achieve more complete phase separation, a conductive protective wall may be installed inside the cooling crucible. At this time, the protective wall exerts both functions of damping the magnetic field and generating Joule heat, so that the metal and the oxide can be dissolved under the condition of weak electromagnetic stirring. The strength of stirring or the amount of Joule heat generation depends on the thickness of the protective wall together with the power and frequency. Further, the form of phase separation depends on the power cutoff method as described above. In particular, when the specific gravity separation is performed, the present invention using a protective wall is more complete than the conventional method using a cooling crucible. This is because the protective wall has a heat insulating effect and makes it possible to prolong the residence time from the time when the electric power is cut off to the time when it solidifies.

【0045】また、本発明による方法では相分離した固
化体を冷却坩堝1外に取り出すことは比較的容易であ
る。なぜなら、保護壁17が存在するので、スリット1
5に溶融体が侵入する現象が起きないからである。
Further, in the method according to the present invention, it is relatively easy to take out the solidified body which has been phase-separated from the cooling crucible 1. Because the protection wall 17 is present, the slit 1
This is because the phenomenon that the melt penetrates into No. 5 does not occur.

【0046】相分離を含め、一般に、処理速度を高める
ためには連続処理が必要になる。例えば、図3に示す連
続処理型の坩堝を用いた場合は相分離が一層効果的に実
現される。電磁力は主に金属10に作用するので、一般
に、坩堝の中心近傍には金属10、坩堝の周囲には酸化
物11が集積する。特に酸化物11の体積が金属10の
それに比べて大きい場合は、溶解部に大きな金属の塊1
0、それより下方の中心軸上にほぼ球形に近い数珠状の
金属10の列が形成されることもある。これは、溶解部
の金属10は電磁力と重力の平衡条件で保持され、数珠
列は過剰で、平衡からはずれた金属が脱落・分離し、表
面張力によりほぼ球形に形成されたためである。このよ
うな数珠列は溶解部を除く金属の一塊の重量が小さくな
るので相分離の観点から好ましくない。
In general, continuous processing is required to increase the processing speed including phase separation. For example, when the continuous processing type crucible shown in FIG. 3 is used, phase separation is more effectively realized. Since the electromagnetic force mainly acts on the metal 10, the metal 10 generally accumulates near the center of the crucible and the oxide 11 accumulates around the crucible. Particularly when the volume of the oxide 11 is larger than that of the metal 10, a large metal mass 1 is formed in the molten portion.
There may be a row of bead-shaped metal 10 having a substantially spherical shape on the central axis below 0. This is because the metal 10 in the melted portion was held under the equilibrium condition of electromagnetic force and gravity, the number of beads was excessive, and the metal out of equilibrium fell off and separated, and was formed into a substantially spherical shape by the surface tension. Such a bead sequence is not preferable from the viewpoint of phase separation because the weight of a mass of metal excluding the melted portion is small.

【0047】これを解決するためには、溶解部の浮揚金
属をその平衡が破壊される直前の段階まで成長させ、そ
の後電力の供給を遮断して溶解部の金属の塊10を酸化
物11の固相線まで沈降させて比重分離を行えばよい。
このとき保護壁17を用いない冷却坩堝で問題になるの
は電力を遮断した後の再加熱である。なぜなら、従来の
保護壁を用いない方法では、一般に金属10の誘導加熱
の熱により酸化物11を溶解するわけであるが、比重分
離した後は溶解部に金属が存在しないので誘導溶解出来
ないからである。しかし、本発明による方法では、導電
性の保護壁が冷却坩堝の内側に存在するので、再溶解の
際、まず保護壁が加熱され、その熱により酸化物あるい
は金属の溶解が開始され、やがて溶解部における金属の
塊が成長すると一層金属の誘導溶解が促進される。この
ようにして、連続処理において引き抜き方向に沿って金
属10と酸化物11の相が交互に形成された固化体が形
成される。
In order to solve this, the levitation metal in the melted portion is grown to a stage just before its equilibrium is broken, and then the supply of electric power is cut off so that the metal mass 10 in the melted portion is converted into oxide 11. Specific gravity separation may be performed by sedimentation to the solidus line.
At this time, the problem with the cooling crucible that does not use the protective wall 17 is reheating after the power is cut off. This is because, in the conventional method that does not use a protective wall, the oxide 11 is generally dissolved by the heat of induction heating of the metal 10, but after the specific gravity separation, there is no metal in the melted portion, so the induction melting cannot be performed. Is. However, in the method according to the present invention, since the conductive protective wall is present inside the cooling crucible, during remelting, the protective wall is first heated, and the heat initiates the dissolution of the oxide or metal, which eventually melts. Induction melting of metal is further promoted as the metal mass in the part grows. In this way, a solidified body in which the phases of the metal 10 and the oxide 11 are alternately formed along the extraction direction in the continuous processing is formed.

【0048】図7は、本発明の方法により材料を連続処
理する冷却坩堝の他の一例を示す略式半裁斜視図であ
る。この冷却坩堝は図3のものと類似するが、保護壁1
7の上縁に載置用のフランジ部分がなく、また保護壁に
底18がある点で若干相違する。この底18を設けるこ
とはかならずしも必要ではない。上記のフランジ部分が
ないために、後述の実施例8ないし11におけるよう
に、保護壁17は、固化した材料と共に、冷却坩堝1の
下に設けられた引き抜き棒5によって下方に引き抜くこ
とができる。坩堝の上部には溶解材料の供給装置(図示
していない)と円筒形で短尺の保護壁セグメントを冷却
坩堝内に供給する装置が設けられる。保護壁セグメント
の供給装置は、後述の実施例11のように、材料の溶解
過程において引き抜かれた保護壁17の長さに見合うだ
けの長さの保護壁セグメント17’を保護壁17の上縁
に間欠的に継ぎ足すような操業を行う場合に必要とな
る。このような連続操業は、特に、材料の溶解量が多
く、保護壁の長さが不足する場合に必要となる。
FIG. 7 is a schematic half-cut perspective view showing another example of a cooling crucible for continuously treating a material by the method of the present invention. This cooling crucible is similar to that of FIG.
7 is slightly different in that there is no mounting flange portion on the upper edge and the bottom 18 is on the protective wall. Providing this bottom 18 is not always necessary. Due to the absence of the above-mentioned flange portion, the protective wall 17 can be pulled out downward together with the solidified material by the pulling rod 5 provided below the cooling crucible 1 as in Examples 8 to 11 described later. At the top of the crucible is provided a supply of melted material (not shown) and a supply of cylindrical short protective wall segments into the cooling crucible. The protective wall segment supply device has a protective wall segment 17 ′ having a length commensurate with the length of the protective wall 17 pulled out in the process of melting the material, as in Example 11 described later. This is necessary when performing operations that intermittently add to the. Such continuous operation is required especially when the amount of material dissolved is large and the length of the protective wall is insufficient.

【0049】図10に、継ぎ足し用の保護壁セグメント
17’を冷却坩堝の上部から側方に延びる管路内に準備
し、ここから冷却坩堝内の保護壁17の上縁に供給して
載置させる装置の一例を示した。
In FIG. 10, a protective wall segment 17 'for replenishment is prepared in a pipe line extending laterally from the upper part of the cooling crucible, and supplied from here to the upper edge of the protective wall 17 in the cooling crucible and placed. An example of the device for performing the above is shown.

【0050】この連続操業の態様においても、溶解材料
と冷却坩堝の間には上述のような保護壁が存在するた
め、溶融状態にある特に電気電導度の高い物質が冷却坩
堝のスリットに差し込み加熱効率が低下することは起こ
らない。また、溶解材料の固化体と保護壁17は等速で
引き抜き棒5により下方に引き抜かれるので保護壁17
を破壊するに足る剪断力は発生し難く、保護壁17の機
械的破壊は最小に維持できる。また、保護壁として、そ
の電気伝導度が冷却坩堝のそれより小さく、溶解材料と
添加スラグの中間にある材質を選択した場合は、保護壁
は溶解材料の断熱材として機能を発揮するので、加熱効
率を高めることが可能となる。
Even in this continuous operation mode, since the protective wall as described above exists between the melted material and the cooling crucible, a molten substance having a particularly high electric conductivity is inserted into the slit of the cooling crucible and heated. There is no loss of efficiency. Further, since the solidified body of the melting material and the protective wall 17 are pulled out downward by the pulling rod 5 at a constant speed, the protective wall 17
A shearing force sufficient to break the protective wall 17 is unlikely to occur, and the mechanical breakage of the protective wall 17 can be kept to a minimum. In addition, when the material whose electrical conductivity is smaller than that of the cooling crucible and is in the middle of the melting material and the added slag is selected as the protective wall, the protective wall functions as a heat insulating material for the melting material. It is possible to improve efficiency.

【0051】[0051]

【実施例】以下実施例に基づいて本発明をさらに詳細に
説明する。 [実施例1]PWR(加圧水型原子炉)に於けるHUL
L(核燃料被覆管)の素材であるジルカロイの高温処理
に用いる冷却坩堝の略式半裁斜視図と坩堝内の溶融流動
状態の模式図を、それぞれ図1および図5に示す。な
お、ジルカロイの組成はSn:1. 2〜1. 7,Fe:
0. 07〜0. 2,Cr:0. 05〜0. 15,Ni:
0. 03〜0. 08、残り:Zrであり、溶融温度は1
800〜1850℃、密度は6. 55g/cm3 であ
る。
The present invention will be described in more detail based on the following examples. [Example 1] HUL in PWR (pressurized water reactor)
1 and 5 are a schematic half-cut perspective view of a cooling crucible used for high-temperature treatment of Zircaloy, which is a material for L (nuclear fuel cladding), and a schematic view of a melt flow state in the crucible, respectively. The composition of zircaloy is Sn: 1.2 to 1.7, Fe:
0.07-0.2, Cr: 0.05-0.15, Ni:
0.03-0.08, balance: Zr, melting temperature is 1
The temperature is 800 to 1850 ° C. and the density is 6.55 g / cm 3 .

【0052】冷却坩堝本体1の内径は45mm、高さ10
0mmで、材質は銅である。また、坩堝内には厚さ3mmの
黒鉛材質の保護壁17が配置されている。冷却坩堝1に
冷却水を通すと共に、HULLの供給ホッパー6に接続
された上蓋16で容器内を密閉した後、気体供給口13
から排出口14にArガスを流すことにより容器1とホ
ッパー6の内部を不活性雰囲気に保持した。続いて約1
0φ×40mmの大きさに裁断された使用前のHULLに
模擬放射性廃棄物(原子番号24、26−28、34、
37−40、42−52、55−60、62−64およ
び75の元素の酸化物の1種以上)を1wt%添加した模
擬HULLをスラグ と共に容器内に供給した。以下の
実施例ではこの模擬HULLのことを単にHULLと呼
ぶ。HULLは必ずしも裁断する必要はなく適切な供給
装置を用いれば原子炉で使用していたそのままの形態で
減容処理しても良い。スラグの添加量はHULLの5w
t%であり、その組成はCaF2 75wt%、MgF2
25wt%である。
The cooling crucible body 1 has an inner diameter of 45 mm and a height of 10
It is 0 mm and the material is copper. A protective wall 17 made of graphite and having a thickness of 3 mm is arranged in the crucible. After passing cooling water through the cooling crucible 1 and sealing the inside of the container with the upper lid 16 connected to the supply hopper 6 of the HULL, the gas supply port 13
The inside of the container 1 and the hopper 6 was maintained in an inert atmosphere by flowing Ar gas from the discharge port 14 to the inside. Then about 1
Simulated radioactive waste (atomic number 24, 26-28, 34, HULL before use, cut into a size of 0φ × 40 mm,
Simulated HULL containing 1 wt% of 37-40, 42-52, 55-60, 62-64, and 75 elemental oxides) was added to the vessel together with slag. In the following embodiments, this simulated HULL is simply called HULL. The HULL does not necessarily have to be cut, and the volume may be reduced as it is used in the nuclear reactor if an appropriate supply device is used. The addition amount of slag is 5w of HULL
t%, and its composition is 75 wt% CaF 2 and MgF 2
It is 25 wt%.

【0053】このような条件で、周波数30kHzの高
周波電流2000Aまで供給した。運転中は常時Arガ
スを101/min供給した。HULLと保護壁17は
赤熱昇温した。やがてHULLが溶融し、HULLは容
器の中央に集積して溶融ジルカロイ10のプールができ
た。また、スラグ11は容器内空間の周辺に分散した。
続いて、ホッパー6から更にHULLを容器内に供給し
た。このようにして容器内はやがて溶融したジルカロイ
10と溶融スラグ11で満たされた。坩堝上部の覗き窓
からは、溶融ジルカロイ10が保護壁17と非接触に保
持されている様子が観察された。坩堝内の溶融体の流れ
を水冷Vive'sセンサーで計測すると、図5に示すよう
に、中心軸を通る垂直断面におけるジルカロイ金属10
には4つの循環流が観察された。
Under the above conditions, a high frequency current of 2000 A having a frequency of 30 kHz was supplied. During operation, Ar gas was constantly supplied at 101 / min. The HULL and the protection wall 17 were heated to red heat. Eventually, HULL melted, and HULL was accumulated in the center of the container to form a pool of molten Zircaloy 10. Further, the slag 11 was dispersed around the space inside the container.
Subsequently, HULL was further supplied from the hopper 6 into the container. In this way, the inside of the container was filled with the melted Zircaloy 10 and the molten slag 11. From the viewing window in the upper part of the crucible, it was observed that the molten Zircaloy 10 was held in non-contact with the protective wall 17. When the flow of the melt in the crucible was measured by a water-cooled Vive's sensor, as shown in FIG. 5, the zircaloy metal 10 in a vertical section passing through the central axis was measured.
Four circulating streams were observed in the.

【0054】排ガス中に各種のフィルターを設けた。溶
解の過程においてCs、Ca、F2、MgF2 等が回収
された。
Various filters were provided in the exhaust gas. Cs, Ca, F 2 , MgF 2, etc. were recovered during the dissolution process.

【0055】約1kgのHULLを溶解した後、高周波
電源の出力を低下して溶融体を自然冷却した。容器を反
転することによりジルカロイの固化体とスラグを簡単に
取り出すことができた。スラグ中にはZr、Nb、M
n、Sb、Te、Cなどの元素が混入していた。そし
て、金属中にはHULLの金属組成以外に、Ru、Co
元素が混入していた。金属の固化体には長寿命核種が含
まれていなかったのでこれを原子炉サイト内で加工処理
して、HULLとして再利用することが可能である。
After melting about 1 kg of HULL, the output of the high frequency power supply was lowered to naturally cool the melt. By inverting the container, the solidified body of Zircaloy and the slag could be easily taken out. Zr, Nb, M in the slag
Elements such as n, Sb, Te and C were mixed. In addition to the metal composition of HULL, Ru, Co
The element was mixed. Since the solidified body of metal did not contain a long-lived nuclide, it can be processed in the reactor site and reused as HULL.

【0056】また、スラグには長寿命核種が含まれてい
たのでガラス化処理をして永久処分した。
Since the slag contained long-lived nuclides, it was vitrified and permanently disposed of.

【0057】上記のようなHULLの溶融処理を10回
繰り返した段階で黒鉛の保護壁17の損耗を観察した。
一部は破れて、冷却坩堝と溶融スラグが直接接触したと
ころも認められたがHULLの溶融に対して何等支障は
なかった。保護壁の平均厚さは1mmであった。
The wear of the graphite protective wall 17 was observed at the stage where the HULL melting treatment as described above was repeated 10 times.
A part was broken and a place where the cooling crucible and the molten slag were in direct contact was also observed, but there was no hindrance to the melting of HULL. The average thickness of the protective wall was 1 mm.

【0058】一方、保護壁17を用いない場合は溶融ジ
ルカロイが冷却壁のスリット15の間隙に差込み、電気
的短絡を起こし加熱効率が20%低下すると共に、短絡
にともない冷却壁の一部が溶損したものの、水漏れは起
こらなかった。
On the other hand, when the protective wall 17 is not used, the molten zircaloy is inserted into the gap of the slit 15 of the cooling wall to cause an electrical short circuit and the heating efficiency is reduced by 20%, and a part of the cooling wall is melted due to the short circuit. Although it was damaged, no water leakage occurred.

【0059】安全性を検証する上で、坩堝の冷却水循環
ポンプが停止した場合を想定した実験を行った。冷却水
の停止と同時に高周波の電源を停止すれば冷却坩堝の損
傷は皆無であった。然るに、保護壁を用いない場合は、
電磁攪拌のため溶融ジルカロイとスラグが混入し、両者
が冷却坩堝に直接接している場合は冷却水が沸騰して危
うく重大事故をおこす寸前であった。このように保護壁
は安全性を高めるうえで顕著な効果があることが判明し
た。
In order to verify the safety, an experiment was conducted on the assumption that the cooling water circulation pump of the crucible was stopped. If the high frequency power supply was stopped at the same time when the cooling water was stopped, there was no damage to the cooling crucible. However, if no protective wall is used,
Molten zircaloy and slag were mixed in due to electromagnetic stirring, and when both were in direct contact with the cooling crucible, the cooling water boiled and was about to cause a serious accident. Thus, it was found that the protective wall has a remarkable effect on enhancing safety.

【0060】保護壁は2次廃棄物となるので、減容のた
め管理区域内で燃焼により減容処分した。排ガスフィル
ターにはCs、Zr、Nb、Mn、Sb、Teなどの元
素が回収された。以上のように、本発明による方法では
2次廃棄物の減容が極めて簡単に実現できる。
Since the protective wall becomes secondary waste, the volume was reduced by burning in the controlled area for volume reduction. Elements such as Cs, Zr, Nb, Mn, Sb, and Te were collected in the exhaust gas filter. As described above, the volume reduction of the secondary waste can be realized very easily by the method according to the present invention.

【0061】[実施例2]第2の実施例として、HUL
Lを連続的に減溶処理する装置における冷却坩堝の略式
半裁斜視図および坩堝内の溶融流動状態の模式図をそれ
ぞれ図3および図6に示す。冷却坩堝の内径は45m
m、高さ200mmで、材質は銅である。また内装した
保護壁の材質は黒鉛であり、その厚さは3mmである。
まず、坩堝内に鉄材質の母材を装入し、坩堝に冷却水を
供給した後密閉した。母材の材質は鉄に限定するわけで
はなく、例えばジルカロイを用いても良い。
[Embodiment 2] As a second embodiment, HUL
3 and 6 are a schematic half-cut perspective view of a cooling crucible and a schematic view of a molten and fluidized state in the crucible in a device for continuously reducing the melting of L, respectively. The inner diameter of the cooling crucible is 45m
m, height 200 mm, and the material is copper. Further, the material of the interior protective wall is graphite and its thickness is 3 mm.
First, a ferrous base material was charged into the crucible, cooling water was supplied to the crucible, and then the crucible was sealed. The material of the base material is not limited to iron, and for example, zircaloy may be used.

【0062】冷却坩堝1内をArガスで置換した後、周
波数30kHz 、2000Aの高周波電流をコイル2
に流した。このとき、引き抜き棒5を操作して、電磁場
が最も作用する位置に母材の上端を設定した。およそ2
分の通電で母材の上端が完全に溶解したので、坩堝の上
蓋16に設けた供給部6から毎分25gの速度でHUL
Lとスラグを冷却坩堝1に供給すると共に、この供給量
に相当する速度で上板5aをもつ引き抜き棒5を下方に
引いた。その際、メニスカス、すなわち溶融金属の自由
表面12の高さがほぼ一定になるように引き抜き速度を
調整した。
After the inside of the cooling crucible 1 was replaced with Ar gas, a high frequency current of 2000 A at a frequency of 30 kHz was applied to the coil 2.
Shed to. At this time, the pull-out rod 5 was operated to set the upper end of the base material at the position where the electromagnetic field was most effective. About 2
Since the upper end of the base material was completely melted by the energization for a minute, from the supply section 6 provided on the upper lid 16 of the crucible, HUL was made at a rate of 25 g / min
L and slag were supplied to the cooling crucible 1, and the extraction bar 5 having the upper plate 5a was pulled downward at a speed corresponding to this supply amount. At that time, the drawing speed was adjusted so that the meniscus, that is, the height of the free surface 12 of the molten metal was substantially constant.

【0063】連続的に引き抜くと、やがて冷却坩堝の下
端からジルカロイとスラグの固化体が得られた。気体の
排出口14からはArガスに混合した実施例1にほぼ類
似のダストが出てきたのでこれを適宜回収した。
Upon continuous withdrawal, a solidified body of zircaloy and slag was eventually obtained from the lower end of the cooling crucible. Since dust similar to that in Example 1 mixed with Ar gas came out from the gas outlet 14, it was collected as appropriate.

【0064】固化体の引き抜き開始からおよそ20分の
連続運転の後(合計装入量約5000g)、高周波電流
の通電を停止した。以上のように、本発明は、単にバッ
チ処理に限定されるものでなく例えば連続処理など他の
処理形態にも適用できる。
After about 20 minutes of continuous operation from the start of the extraction of the solidified body (total charging amount of about 5000 g), the energization of the high frequency current was stopped. As described above, the present invention is not limited to batch processing, but can be applied to other processing forms such as continuous processing.

【0065】一方、保護壁を用いない場合は、溶融ジル
カロイが冷却壁のスリットの間隙に差し込み、電気的短
絡を起こし加熱効率が20%低下すると共に、短絡にと
もない冷却壁の一部が溶損したものの、水漏れは起こら
なかった。
On the other hand, when the protective wall is not used, the molten zircaloy is inserted into the gap of the slit of the cooling wall to cause an electrical short circuit, the heating efficiency is reduced by 20%, and a part of the cooling wall is melted due to the short circuit. Although I did, no water leaks occurred.

【0066】安全性を検証する上で、坩堝の冷却水循環
ポンプが停止した場合を想定した実験を行った。保護壁
が存在しない場合は、電磁攪拌のため溶融ジルカロイと
スラグが混合し、両者が冷却坩堝に直接接触している場
合は冷却水が沸騰して危うく重大事故を起こす寸前であ
った。
In order to verify the safety, an experiment was conducted on the assumption that the cooling water circulation pump of the crucible was stopped. When the protective wall was not present, the molten zircaloy and the slag were mixed due to electromagnetic stirring, and when both were in direct contact with the cooling crucible, the cooling water boiled and was on the verge of causing a serious accident.

【0067】このように保護壁は安全性を高める上で顕
著な効果があることが判明した。なおこの場合、溶解の
対象が金属だけなので、酸化物の同時加熱に関する上記
第3の問題は発生しなかった。
As described above, it was found that the protective wall has a remarkable effect in enhancing safety. In this case, since the melting target is only the metal, the above-mentioned third problem regarding simultaneous heating of the oxide did not occur.

【0068】[実施例3]使用済み核燃料からウランと
プルトニウムを抽出分離(再処理)した後の高レベル廃
液(HLLW)の固化処理を対象に、本発明を適用し
た。酸化物の形態で存在する仮燃後のHLLWの安定同
位元素からなる模擬廃棄物を、以下単に廃棄物と称す
る。図2に廃棄物をバッチで処理するための坩堝内の溶
融流動状態の模式図を示す。
[Example 3] The present invention was applied to the solidification treatment of the high-level waste liquid (HLLW) after extracting and separating (reprocessing) uranium and plutonium from spent nuclear fuel. The simulated waste consisting of the stable isotope of HLLW after calcination, which exists in the form of oxide, is hereinafter simply referred to as waste. FIG. 2 shows a schematic diagram of a melt flow state in a crucible for treating waste in batches.

【0069】冷却坩堝本体1の内径は45mm、高さ1
00mmで、材質は銅である。また、坩堝内には厚さ3
mmの黒鉛材質の保護壁が配置されている。まず、坩堝の
上蓋16に設けた供給部6からガラス粉末90gと廃棄
物約10gの混合体を装入した。坩堝に冷却水を通し
て、上蓋を密閉した。
The cooling crucible body 1 has an inner diameter of 45 mm and a height of 1
The length is 00 mm and the material is copper. The thickness of the crucible is 3
A protective wall of graphite material of mm is arranged. First, a mixture of 90 g of glass powder and about 10 g of waste was charged from the supply section 6 provided on the upper lid 16 of the crucible. Cooling water was passed through the crucible to close the upper lid.

【0070】続いて、気体供給口13から排出口14に
Arガスを流すことにより坩堝内を不活性雰囲気に保持
した。その後、コイル電流を2000Aまで増加した。
廃棄物は母材に近い側から一部溶融し、やがて廃棄物全
体に拡大した。運転温度を1300℃に保持した。
Subsequently, Ar gas was flown from the gas supply port 13 to the discharge port 14 to maintain the inside of the crucible in an inert atmosphere. After that, the coil current was increased to 2000A.
The waste partially melted from the side close to the base material, and eventually spread to the entire waste. The operating temperature was maintained at 1300 ° C.

【0071】同時に坩堝内の流体流れを水冷Vive'sセン
サーで計測すると、図2に示すように、中心軸を通る垂
直断面において、中心部9に4つの循環流が観察され
た。運転開始から50分後に通電を停止し、冷却・凝固
後、ガラス固化体を得た。
At the same time, when the fluid flow in the crucible was measured by a water-cooled Vive's sensor, as shown in FIG. 2, four circulating flows were observed in the central portion 9 in the vertical cross section passing through the central axis. Energization was stopped 50 minutes after the start of operation, and after cooling and solidification, a vitrified body was obtained.

【0072】一方、保護壁が存在しない場合は、金属の
溶融は可能であったが、電気伝導度が低い酸化物の溶解
は実現できなかった。
On the other hand, when the protective wall was not present, the metal could be melted, but the oxide having low electric conductivity could not be melted.

【0073】安全性を検証する上で、坩堝の冷却水循環
ポンプが停止した場合を想定した実験を行った。保護壁
が存在しない場合は、溶融酸化物が冷却坩堝に直接接触
して、冷却水が沸騰し、危うく重大事故を起こす寸前で
あった。
In order to verify the safety, an experiment was conducted on the assumption that the cooling water circulation pump of the crucible was stopped. Without the protective wall, the molten oxide was in direct contact with the cooling crucible, and the cooling water boiled, which was on the verge of causing a serious accident.

【0074】このように保護壁は安全性を高める上で顕
著な効果があることが判明した。なおこの場合、溶解の
対象が金属と酸化物の混合体で電磁場の存在下では酸化
物が冷却坩堝と接触するので、電気的短絡についての上
記第1の問題は発生しなかった。
As described above, it was found that the protective wall has a remarkable effect in enhancing safety. In this case, the object to be melted was a mixture of a metal and an oxide, and in the presence of an electromagnetic field, the oxide was in contact with the cooling crucible, so that the above-mentioned first problem of electrical short circuit did not occur.

【0075】[実施例4]第4の実施例として、図4
に、廃棄物を連続的に固化処理するための坩堝内の溶融
流動状態の模式図を示す。冷却坩堝の内径は45mm、
高さは200mmで、材質は銅である。また、内装した
保護壁の材質は黒鉛であり、その厚さは3mmである。
[Fourth Embodiment] As a fourth embodiment, FIG.
Fig. 1 shows a schematic diagram of the melt flow state in the crucible for continuously solidifying the waste. The inner diameter of the cooling crucible is 45 mm,
The height is 200 mm and the material is copper. The material of the interior protective wall is graphite and its thickness is 3 mm.

【0076】まず、坩堝内にステンレス鋼材質の母材を
下から挿入した。坩堝に冷却水を供給した後密閉した。
冷却坩堝内をArガスで置換した後,2000Aの高周
波電流をコイルに流した。引き抜き棒を操作して、電磁
場が最も作用する位置に母材の上蓋を設定した。
First, a base material made of stainless steel was inserted into the crucible from below. After supplying cooling water to the crucible, the crucible was sealed.
After replacing the inside of the cooling crucible with Ar gas, a high frequency current of 2000 A was passed through the coil. By operating the pull-out rod, the upper lid of the base material was set at the position where the electromagnetic field was most effective.

【0077】およそ5分の通電で母材が完全に溶解した
ので、坩堝の上蓋16に設けた供給部6から毎分25g
の速度で廃棄物とガラス粉末の混合体を冷却坩堝に添加
すると共に,この添加量に相当する速度で引き抜き棒を
下方に引いた。その際に、メニスカス、すなわち溶融液
面とArガス気体との界面の高さがほぼ一定になるよう
に引き抜き速度を調整した。このとき、廃棄物とガラス
粉末の混合比は実施例3と同じであった。引き抜きと共
に、溶融部は下方から凝固を開始して凝固界面12が形
成されるとともに、ガラス固化体が得られた。
Since the base material was completely melted in about 5 minutes of energization, 25 g / min from the supply section 6 provided on the upper lid 16 of the crucible.
The mixture of the waste and the glass powder was added to the cooling crucible at a rate of, and the extraction rod was pulled downward at a rate corresponding to this addition amount. At that time, the drawing speed was adjusted so that the meniscus, that is, the height of the interface between the molten liquid surface and the Ar gas gas was substantially constant. At this time, the mixing ratio of the waste and the glass powder was the same as in Example 3. Along with the drawing, the molten portion started solidification from below to form a solidification interface 12, and a vitrified body was obtained.

【0078】固化体の引き抜き開始からおよそ20分の
連続運転の後(合計装入量約500g)、高周波電流の
通電を停止した。なお、処理中における坩堝内溶融部の
液体流れを実施例1と類似の方法で計測すると、図4に
示すように実施例2とほぼ類似の循環流が認められた。
After continuous operation for about 20 minutes from the start of the extraction of the solidified body (total charging amount of about 500 g), energization of the high frequency current was stopped. When the liquid flow in the melting part in the crucible during the treatment was measured by a method similar to that of Example 1, a circulation flow similar to that of Example 2 was observed as shown in FIG.

【0079】このように、本発明による方法では、バッ
チ処理だけでなく、連続処理においてもガラス固化が可
能となる。
As described above, the method according to the present invention enables vitrification not only in batch processing but also in continuous processing.

【0080】一方、保護壁が存在しない場合は金属の溶
解は可能であったが、電気伝導度が低い酸化物の溶解は
実現できなかった。
On the other hand, when the protective wall was not present, the metal could be dissolved, but the oxide having a low electric conductivity could not be dissolved.

【0081】安全性を確認する上で、坩堝の冷却水循環
ポンプが停止した場合を想定した実験を行った。保護壁
が存在しない場合は、溶融酸化物が冷却坩堝に直接接触
して、冷却水が沸騰し、危うく重大事故を起こす寸前で
あった。
In order to confirm the safety, an experiment was conducted on the assumption that the cooling water circulation pump of the crucible was stopped. Without the protective wall, the molten oxide was in direct contact with the cooling crucible, and the cooling water boiled, which was on the verge of causing a serious accident.

【0082】このように保護壁は安全性を高める上で顕
著な効果があることが判明した。なおこの場合、溶解の
対象が金属と酸化物の混合体で電磁場の存在下では酸化
物が冷却坩堝と接触するので、電気的短絡に関する上記
第1の問題は発生しなかった。
As described above, it was found that the protective wall has a remarkable effect in enhancing safety. In this case, the object to be melted was a mixture of a metal and an oxide, and the oxide was in contact with the cooling crucible in the presence of an electromagnetic field, so that the first problem relating to an electrical short circuit did not occur.

【0083】[実施例5]冷却坩堝の内側にスリットを
持つ黒鉛材質の坩堝を内装した点を除いて実施例4にほ
ぼ類似の廃棄物の固化処理を行った。このとき、黒鉛に
設けたスリットのピッチは約10mmであった。また、
黒鉛の厚さは3mmであった。
[Embodiment 5] A solidification treatment of waste was carried out in a manner substantially similar to that of Embodiment 4 except that a crucible made of a graphite material having slits was provided inside the cooling crucible. At this time, the pitch of the slits provided in the graphite was about 10 mm. Also,
The thickness of graphite was 3 mm.

【0084】まず、坩堝内にステンレス鋼材質の母材を
下から挿入した。坩堝に冷却水を供給した後密閉した。
冷却坩堝内をArガスで置換した後、1500A高周波
電流をコイルに流した。引き抜き棒を操作して、電磁場
が最も作用する位置に母材の上端を設定した。
First, a base material made of stainless steel was inserted into the crucible from below. After supplying cooling water to the crucible, the crucible was sealed.
After replacing the inside of the cooling crucible with Ar gas, a high frequency current of 1500 A was passed through the coil. By operating the pull-out rod, the upper end of the base material was set at the position where the electromagnetic field was most effective.

【0085】およそ5分の通電で母材が完全に溶解した
ので、坩堝の上蓋16に設けた供給部6から毎分25g
の速度で廃棄物とガラス粉末の混合体を冷却坩堝に添加
すると共に、この添加量に相当する速度で引き抜き棒を
下方に引いた。その際、メニスカス、すなわち溶融液面
とArガス気体との界面の高さがほぼ一定になるように
引き抜き速度を調整した。このとき、廃棄物とガラス粉
末の混合比は実施例3に同じであった。
Since the base material was completely melted in about 5 minutes of energization, 25 g / min from the supply section 6 provided on the upper lid 16 of the crucible.
The mixture of the waste and the glass powder was added to the cooling crucible at a rate of, and the extraction rod was pulled downward at a rate corresponding to this addition amount. At this time, the drawing speed was adjusted so that the meniscus, that is, the height of the interface between the molten liquid surface and the Ar gas gas was substantially constant. At this time, the mixing ratio of the waste and the glass powder was the same as in Example 3.

【0086】コイル電流の値が実施例4に比べて小さい
にも拘らず、実施例4とほぼ類似のガラス固化体が得ら
れた。この理由としては、黒鉛にスリットが存在するた
め、誘導電流が黒鉛の内側表面を流れることが可能とな
り、ガラスを誘導加熱する効率が向上した点を挙げるこ
とができる。
Although the coil current value was smaller than that of Example 4, a vitrified body substantially similar to that of Example 4 was obtained. The reason for this is that since the graphite has slits, an induced current can flow on the inner surface of the graphite, and the efficiency of inductively heating the glass is improved.

【0087】固化体の引き抜き開始からおよそ20分の
連続運転の後(合計装入量約500g)、高周波電流の
通電を停止した。冷却後、約450gの固化体が回収で
きた。
After continuous operation for about 20 minutes from the start of the extraction of the solidified body (total charging amount of about 500 g), the energization of the high frequency current was stopped. After cooling, about 450 g of a solidified product could be recovered.

【0088】一方、保護壁が存在しない場合は金属の溶
解は可能であったが、電気伝導度が低い酸化物の溶解は
実現できなかった。
On the other hand, when the protective wall was not present, the metal could be dissolved, but the oxide having a low electric conductivity could not be dissolved.

【0089】安全性を確認する上で、坩堝の冷却水循環
ポンプが停止した場合を想定した実験を行った。保護壁
が存在しない場合は、溶融酸化物が冷却坩堝に直接接触
して、冷却水が沸騰し、危うく重大事故を起こす寸前で
あった。
In order to confirm the safety, an experiment was conducted on the assumption that the cooling water circulation pump of the crucible was stopped. Without the protective wall, the molten oxide was in direct contact with the cooling crucible, and the cooling water boiled, which was on the verge of causing a serious accident.

【0090】このように保護壁は安全性を高める上で顕
著な効果があることが判明した。なおこの場合、溶解の
対象が金属と酸化物の混合体で電磁場の存在下では酸化
物が冷却坩堝と接触するので、電気的短絡に関する上記
第1の問題は発生しなかった。
As described above, it was found that the protective wall has a remarkable effect in enhancing safety. In this case, the object to be melted was a mixture of a metal and an oxide, and the oxide was in contact with the cooling crucible in the presence of an electromagnetic field, so that the first problem relating to an electrical short circuit did not occur.

【0091】[実施例6]スラグの添加量がHULLと
同量である点を除いて、ほぼ実施例2に記載と同じ方法
で、約1000gのHULLの溶解処理を行った。約4
0分の連続運転の後、電力の供給、HULLとスラグの
供給および固化体の引き抜きを停止した。冷却固化後、
スラグに覆われた固化体を取り出した。固化体を機械的
破壊で割ると、周囲にスラグ,内部にジルカロイが存在
していた。溶解処理の最初の過程ではジルカロイは中心
軸上に数珠列を形成したが、処理の後の方では数珠例が
連なった棒状のジルカロイが得られた。
Example 6 About 1000 g of HULL was dissolved in substantially the same manner as in Example 2 except that the amount of slag added was the same as that of HULL. About 4
After 0 minutes of continuous operation, the supply of power, the supply of HULL and slag, and the extraction of the solidified product were stopped. After solidification by cooling
The solidified body covered with the slag was taken out. When the solidified body was divided by mechanical destruction, there was slag around and zircaloy inside. Zircaloy formed beads on the central axis in the first stage of the dissolution treatment, but rod-shaped zircaloys with a series of beads were obtained after the treatment.

【0092】このようにスラグを多く含む場合であって
も、冷却後の固化体には、ジルカロイを多く含む部分と
スラグが相分離できることが判明した。
As described above, it was found that even when a large amount of slag is contained, the solidified body after cooling can be phase-separated from the part containing a large amount of zircaloy and the slag.

【0093】一方、保護壁が存在しない場合はHULL
の溶解は可能であったが、電気伝導度が低いスラグの溶
解は実現できなかった。
On the other hand, when there is no protective wall, it is HULL.
Although it was possible to dissolve slag, it was not possible to dissolve slag with low electrical conductivity.

【0094】安全性を確認する上で、坩堝の冷却水循環
ポンプが停止した場合を想定した実験を行った。保護壁
が存在しない場合は、溶融酸化物が冷却坩堝に直接接触
して、冷却水が沸騰し、危うく重大事故を起こす寸前で
あった。
In order to confirm the safety, an experiment was conducted on the assumption that the cooling water circulation pump of the crucible was stopped. Without the protective wall, the molten oxide was in direct contact with the cooling crucible, and the cooling water boiled, which was on the verge of causing a serious accident.

【0095】このように保護壁は安全性を高める上で顕
著な効果があることが判明した。なおこの場合、溶解の
対象が金属と酸化物の混合体で電磁場の存在下では酸化
物が冷却坩堝と接触するので、電気的短絡に関する上記
第1の問題は発生しなかった。
As described above, it was found that the protective wall has a remarkable effect in enhancing safety. In this case, the object to be melted was a mixture of a metal and an oxide, and the oxide was in contact with the cooling crucible in the presence of an electromagnetic field, so that the first problem relating to an electrical short circuit did not occur.

【0096】[実施例7]スラグの添加量がHULLと
同量である点を除いて、ほぼ実施例2に記載と同じ方法
で、まず約200gのHULLの溶解処理を行った。そ
の後、電力の供給、HULLとスラグの供給および固化
体の引き抜きを突然停止した。停止から5秒以内の時間
で、冷却坩堝の中央に存在した金属(密度6.55g/
cm3 )は沈降 し、逆に、坩堝の周囲に存在するスラ
グ(密度4.0g/cm3 )は浮上し、坩堝の 表面全体
を覆った。このようにして比重分離が進行した。5分
後、スラグの表面温度は500℃程度にまで下がった。
この後、再度実施例2に記載の条件までコイル電流の値
を増加すると同時に、HULLとスラグの供給および固
化体の引き抜きを再開した。上記の操作を5回繰り返し
て約1000gのHULLの処理を行った。
Example 7 About 200 g of HULL was first dissolved by the same method as described in Example 2 except that the amount of slag added was the same as that of HULL. After that, the supply of electric power, the supply of HULL and slag, and the extraction of the solidified body were suddenly stopped. Within 5 seconds of stopping, the metal (density 6.55 g /
cm 3 ) settled, and conversely, the slag (density 4.0 g / cm 3 ) existing around the crucible floated up and covered the entire surface of the crucible. In this way, the specific gravity separation proceeded. After 5 minutes, the surface temperature of the slag fell to about 500 ° C.
After that, the value of the coil current was increased again to the conditions described in Example 2, and at the same time, the supply of HULL and slag and the extraction of the solidified body were restarted. The above operation was repeated 5 times to treat about 1000 g of HULL.

【0097】冷却後の固化体には、ジルカロイを多く含
む部分とスラグが交互に層状に連続した形態の相分離が
認められた。この相分離の過程では、実施例6に認めら
れたようなジルカロイの数珠列は存在せず、実施例6よ
りも優れた相分離方法であることが分かった。機械的破
壊により両者は容易に分離できた。
In the solidified body after cooling, phase separation in a form in which a portion containing a large amount of zircaloy and slag were alternately layered was recognized. In the process of phase separation, the beads of Zircaloy as found in Example 6 did not exist, and it was found that the method was superior to that of Example 6. Both could be easily separated by mechanical destruction.

【0098】[実施例8]PWR(加圧水型原子炉)に
おけるHULL(核燃料被覆管)の素材であるジルカロ
イを連続的に高温減容処理するための装置の模式図を図
8に示す。なお、ジルカロイの組成はSn:1.2〜
1.7、Fe:0.07〜0.2、Cr:0.05〜
0.15、Ni:0.03〜0.08、残り:Zrであ
り、溶融温度は1800〜1850℃、密度は6.55
g/cm3である。冷却坩堝本体1の内径は45mm、
高さは200mmで、材質は銅である。また、坩堝内に
は厚さ3mmの黒鉛材質の底が付いた円筒状の保護壁が
配置されている。保護壁は引き抜き棒の上に配置されて
いる。保護壁と冷却坩堝の間に発生する剪断力が保護壁
自体の自重よりも大きい場合には保護壁と引き抜き棒の
間の結合力を高めることが必要である。
[Embodiment 8] FIG. 8 shows a schematic view of an apparatus for continuously performing high-temperature volume reduction treatment on Zircaloy, which is a material of HULL (nuclear fuel cladding) in a PWR (pressurized water reactor). The composition of Zircaloy is Sn: 1.2-
1.7, Fe: 0.07 to 0.2, Cr: 0.05 to
0.15, Ni: 0.03 to 0.08, balance: Zr, melting temperature 1800 to 1850 ° C., density 6.55.
It is g / cm 3 . The inner diameter of the cooling crucible body 1 is 45 mm,
The height is 200 mm and the material is copper. In addition, a cylindrical protective wall having a bottom made of a graphite material and having a thickness of 3 mm is arranged in the crucible. The protective wall is arranged on the extraction rod. When the shearing force generated between the protective wall and the cooling crucible is larger than the self-weight of the protective wall itself, it is necessary to increase the bonding force between the protective wall and the pulling rod.

【0099】まず、坩堝内に鉄材質の母材を装入し、坩
堝に冷却水を供給した後密閉した。母材の材質は鉄に限
定するわけではなく電気の良導体であれば何でもよく、
例えばジルカロイを用いても良い。気体供給口13から
排出口14にArガスを流すことにより容器とホッパー
の内部を不活性雰囲気に保持した。続いて、引き抜き棒
を操作して、電磁場が最も作用する位置に母材の上端を
設定した。
First, a base material made of iron was charged into the crucible, and cooling water was supplied to the crucible and then sealed. The material of the base material is not limited to iron, and may be any good electrical conductor,
For example, zircaloy may be used. By flowing Ar gas from the gas supply port 13 to the discharge port 14, the inside of the container and the hopper was maintained in an inert atmosphere. Then, the pulling rod was operated to set the upper end of the base material at the position where the electromagnetic field was most effective.

【0100】このような条件で、周波数30kHzの高
周波電流を2000Aまで供給した。運転中は常時Ar
ガスを10 l/min供給した。鉄母材と保護壁は赤
熱し、昇温した。およそ2分の通電で母材の上端が完全
に溶融し、輻射温度計の指示値が2100℃を示した
後、坩堝の上方に設けた処理材料の供給口6から約10
φ×40mmの大きさに裁断した使用前のHULLに模
擬放射性廃棄物(原子番号24、26−28、34、3
7−40、42−52、55−60、62−64、およ
び75の元素を1wt.%添加した模擬HULLをスラ
グと共に容器内に供給した。以下の実施例ではこの模擬
HULLのことを単にHULLと呼ぶ。スラグの添加量
はHULLの5wt.%であり、その組成はCaF2
5wt.%、MgF225wt.%である。HULLは
必ずしも裁断する必要はなく適切な供給装置を用いれば
原子炉で使用していたそのままの形態で減容処理しても
よい。
Under these conditions, a high frequency current having a frequency of 30 kHz was supplied up to 2000A. Ar during operation
Gas was supplied at 10 l / min. The iron base material and the protective wall became red hot and the temperature rose. After the energization for about 2 minutes, the upper end of the base material was completely melted, and the radiation thermometer indicated a value of 2100 ° C. Then, about 10 times from the processing material supply port 6 provided above the crucible.
Simulated radioactive waste (atomic number 24, 26-28, 34, 3
7-40, 42-52, 55-60, 62-64, and 75 elements in an amount of 1 wt. % Simulated HULL was added to the vessel along with the slag. In the following embodiments, this simulated HULL is simply called HULL. The amount of slag added is 5 wt. %, And the composition is CaF 2 7
5 wt. %, MgF 2 25 wt. %. HULL does not necessarily have to be cut, and the volume may be reduced as it is used in the nuclear reactor if an appropriate supply device is used.

【0101】溶融した鉄とジルカロイの合金は容器の中
央に集積した。また、スラグは溶融合金の周囲と保護壁
の間にリング状に分布した。毎分25gの速度でHUL
Lとスラグを冷却坩堝に供給すると共に、この供給量に
相当する速度で引き抜き棒を下方に引いた。
The molten alloy of iron and zircaloy was collected in the center of the container. Moreover, the slag was distributed in a ring shape between the periphery of the molten alloy and the protective wall. HUL at a speed of 25g per minute
L and slag were supplied to the cooling crucible, and the extraction rod was pulled downward at a speed corresponding to this supply amount.

【0102】その後、メニスカス、すなわち溶融金属の
自由表面の高さが一定になるように引き抜き速度を調整
した。このようにして容器内の溶融鉄はやがて下方に引
かれて、溶融部はジルカロイと溶融スラグで徐々に置換
された。坩堝上部の覗き窓からは、溶融ジルカロイが保
護壁と非接触に保持されている様子が観察された。
Thereafter, the drawing speed was adjusted so that the meniscus, that is, the height of the free surface of the molten metal was constant. In this way, the molten iron in the container was eventually pulled downward, and the molten portion was gradually replaced with zircaloy and molten slag. From the viewing window on the top of the crucible, it was observed that the molten zircaloy was held in non-contact with the protective wall.

【0103】連続的に引き抜くと、やがて冷却坩堝の下
端から保護壁に覆われたジルカロイとスラグの固化体が
得られた。このとき、排ガスダクトに設けた各種のフィ
ルターにはCa、C、CaF2、MgF2等が回収され
た。
When continuously withdrawn, a solidified body of zircaloy and slag covered with a protective wall from the lower end of the cooling crucible was eventually obtained. At this time, Ca, C, CaF 2 , MgF 2, etc. were collected by various filters provided in the exhaust gas duct.

【0104】固化体の引き抜き開始からおよそ20分の
連続運転の後(合計装入量約500g)、高周波電流の
通電を停止すると共に、固化体を自然冷却した。
After continuous operation for about 20 minutes from the start of drawing out the solidified body (total charging amount of about 500 g), energization of the high frequency current was stopped and the solidified body was naturally cooled.

【0105】スラグ内にはZr、Nb、Mn、Sb、T
e、Cなどの元素が混入していた。そして、金属中には
HULLの金属組成以外に、Ru、Co元素が混入して
いた。金属の固化体には長寿命核種が含まれていなかっ
たのでこれを原子炉サイト内で加工処理して、HULL
として再利用することが可能である。また、スラグには
長寿命核種が含まれていたのでガラス化処理をして永久
処分した。
Zr, Nb, Mn, Sb and T are contained in the slag.
Elements such as e and C were mixed. In addition to the metal composition of HULL, Ru and Co elements were mixed in the metal. Since the solidified body of metal did not contain long-lived nuclides, it was processed in the reactor site and HULL
Can be reused as. In addition, since slag contained long-lived nuclides, it was vitrified and permanently disposed of.

【0106】本発明による処理方法では保護壁が固化体
と共に下方に引かれるので、保護壁に作用する剪断力に
より、保護壁が破壊されることはなかった。
In the treatment method according to the present invention, the protective wall was pulled downward together with the solidified body, so that the protective wall was not destroyed by the shearing force acting on the protective wall.

【0107】安全性を検証する上で、坩堝の冷却水循環
ポンプが停止した場合を想定した実験を行った。冷却水
の停止と同時に高周波の電源を停止すれば冷却坩堝の損
傷は皆無であった。然るに、保護壁を用いない場合は、
電磁攪拌のため溶融ジルカロイとスラグが混合し、両者
が冷却坩堝に直接接している場合は冷却水が沸騰して危
うく重大事故を起こす寸前であった。このように保護壁
は安全性を高める上で顕著な効果があることが判明し
た。
In order to verify the safety, an experiment was conducted on the assumption that the cooling water circulation pump of the crucible was stopped. If the high frequency power supply was stopped at the same time when the cooling water was stopped, there was no damage to the cooling crucible. However, if no protective wall is used,
Molten zircaloy and slag were mixed due to electromagnetic stirring, and when both were in direct contact with the cooling crucible, the cooling water boiled and was about to cause a serious accident. Thus, it was found that the protective wall has a remarkable effect on enhancing safety.

【0108】保護壁は2次廃棄物となるので、管理区域
内で焼却により減容処分した。排ガスフィルタ−にはC
s、Zr、Nb、Mn、Sb、Te等の元素が回収され
た。以上のように、本発明による方法では2次廃棄物の
減容が極めて簡単に実現できる。
Since the protective wall becomes secondary waste, the volume was disposed of by incineration in the controlled area. C for exhaust gas filter
Elements such as s, Zr, Nb, Mn, Sb, and Te were recovered. As described above, the volume reduction of the secondary waste can be realized very easily by the method according to the present invention.

【0109】[実施例9]この実施例では、図9に、高
レベルの模擬放射性廃棄物を連続的に固化処理するため
装置の模式図を示す。冷却坩堝の内径は45mm、高さ
は200mmで、材質は銅である。また、内装した保護
壁の材質は黒鉛であり、その厚さは3mmである。
[Embodiment 9] In this embodiment, FIG. 9 shows a schematic view of an apparatus for continuously solidifying high-level simulated radioactive waste. The cooling crucible has an inner diameter of 45 mm, a height of 200 mm, and a material of copper. The material of the interior protective wall is graphite and its thickness is 3 mm.

【0110】まず、坩堝内にステンレス鋼材質の母材を
下から挿入した。坩堝に冷却水を供給した後密閉した。
冷却坩堝内をArガスで置換した後、2000Aの高周
波電流をコイルに流した。引き抜き棒を操作して、電磁
場が最も作用する位置に母材の上端を設定した。
First, a base material made of stainless steel was inserted into the crucible from below. After supplying cooling water to the crucible, the crucible was sealed.
After replacing the inside of the cooling crucible with Ar gas, a high frequency current of 2000 A was passed through the coil. By operating the pull-out rod, the upper end of the base material was set at the position where the electromagnetic field was most effective.

【0111】およそ5分の通電で母材が完全に溶解した
ので、坩堝の上方に設けた供給部から毎分25gの速度
で廃棄物とガラス粉末の混合体を冷却坩堝に添加すると
共に、この添加量に相当する速度で引き抜き棒を下方に
引いた。ガラス粉末と廃棄物の混合比は重量で9:1で
ある。その際、メニスカス、すなわち溶融液面とArガ
ス気体との界面の高さがほぼ一定となるように引き抜き
速度を調整した。引き抜きと共に、溶融部は下方から凝
固を開始して凝固界面12が形成されるとともに、ガラ
ス固化体が得られた。
Since the base material was completely melted in about 5 minutes of energization, the mixture of waste and glass powder was added to the cooling crucible at a rate of 25 g / min from the supply section provided above the crucible, and The extraction rod was pulled downward at a speed corresponding to the amount added. The mixing ratio of glass powder and waste is 9: 1 by weight. At that time, the drawing speed was adjusted so that the meniscus, that is, the height of the interface between the molten liquid surface and the Ar gas gas was substantially constant. Along with the drawing, the molten portion started solidification from below to form a solidification interface 12, and a vitrified body was obtained.

【0112】固化体の引き抜き開始からおよそ20分の
連続運転の後(合計装入量約500g)、高周波電流の
通電を停止し、ガラス固化した模擬放射性廃棄物の固化
体を得た。
After continuous operation for about 20 minutes from the start of the extraction of the solidified body (total charging amount of about 500 g), the application of high frequency current was stopped to obtain a solidified body of vitrified simulated radioactive waste.

【0113】[実施例10]冷却坩堝の内側にスリット
を持つ黒鉛材質の坩堝を内装した点を除いて実施例9に
ほぼ類似の廃棄物の固化処理を行った。このとき、黒鉛
に設けたスリットのピッチは約10mmであった。ま
た、黒鉛の厚さは3mmであった。
[Embodiment 10] A solidification treatment of waste was carried out in a manner substantially similar to that of Embodiment 9 except that a crucible made of a graphite material having slits was provided inside the cooling crucible. At this time, the pitch of the slits provided in the graphite was about 10 mm. The thickness of graphite was 3 mm.

【0114】まず、坩堝内にステンレス鋼材質の母材を
下から挿入した坩堝に冷却水を供給した後密閉した。冷
却坩堝内をArガスで置換した後、1500Aの高周波
電流をコイルに流した。引き抜き棒を操作して、電磁場
が最も作用する位置に母材の上端を設定した。
First, cooling water was supplied to a crucible in which a base material made of stainless steel was inserted from below into the crucible and then sealed. After replacing the inside of the cooling crucible with Ar gas, a high frequency current of 1500 A was passed through the coil. By operating the pull-out rod, the upper end of the base material was set at the position where the electromagnetic field was most effective.

【0115】およそ5分の通電で母材が完全に溶解した
ので、坩堝の上方の供給部から毎分25gの速度で廃棄
物とガラス粉末の混合体を冷却坩堝に添加すると共に、
この添加量に相当する速度で引き抜き棒を下方に引い
た。その際、メニスカス、すなわち溶融液面とArガス
気体との界面の高さがほぼ一定になるように引き抜き速
度を調整した。このとき、廃棄物とガラス粉末の混合比
は実施例9に同じであった。
Since the base material was completely melted in about 5 minutes of energization, a mixture of waste and glass powder was added to the cooling crucible at a rate of 25 g / min from the supply section above the crucible, and
The extraction rod was pulled downward at a speed corresponding to this addition amount. At this time, the drawing speed was adjusted so that the meniscus, that is, the height of the interface between the molten liquid surface and the Ar gas gas was substantially constant. At this time, the mixing ratio of the waste and the glass powder was the same as in Example 9.

【0116】コイル電流の値が実施例9に比べて小さい
にも拘らず、実施例9とほぼ類似のガラス固化体が得ら
れた。この理由としては、黒鉛にスリットが存在するた
め、誘導電流が黒鉛の内側を流れることが可能となり、
ガラスを誘導加熱する効率が向上した点を挙げることが
できる。
Although the coil current value was smaller than that in Example 9, a vitrified body substantially similar to that in Example 9 was obtained. The reason for this is that since there is a slit in graphite, it is possible for an induced current to flow inside the graphite,
It can be mentioned that the efficiency of inductively heating the glass is improved.

【0117】固化体の引き抜き開始からおよそ20分の
連続運転の後(合計装入量約500g)、高周波電流の
通電を停止し、ガラス固化した模擬放射性廃棄物の固化
体を得た。
After about 20 minutes of continuous operation from the start of the extraction of the solidified body (total charging amount of about 500 g), the application of high frequency current was stopped to obtain a solidified body of the vitrified simulated radioactive waste.

【0118】[実施例11]保護壁セグメント17’の
供給装置を持つ点を除いて実施例8と同じ方法でジルカ
ロイの溶融減容を行った。装置の概要を図10に示す。
Example 11 The melting volume of zircaloy was reduced by the same method as in Example 8 except that the protective wall segment 17 'was provided with a feeder. The outline of the apparatus is shown in FIG.

【0119】冷却坩堝本体1の内径は45mm、高さは
200mmで、材質は銅である。冷却坩堝の上端には処
理材料の供給口6、不活性気体の入口13、出口14お
よび保護壁セグメント17’の供給装置が取り付けてあ
る。
The cooling crucible body 1 has an inner diameter of 45 mm, a height of 200 mm, and is made of copper. At the upper end of the cooling crucible, a supply device 6 for supplying a treatment material, an inlet 13 for an inert gas, an outlet 14 and a protective wall segment 17 'are attached.

【0120】また、坩堝内には厚さ3mmの黒鉛材質の
底がない円筒状の保護壁が配置されている。保護壁は引
き抜き棒の上に配置されている。保護壁と冷却坩堝の間
に発生する剪断力が保護壁自体の自重よりも大きい場合
は保護壁と引き抜き棒の間の結合力を高めることが必要
である。
Further, in the crucible, a cylindrical protective wall having a thickness of 3 mm and having a bottom made of a graphite material is arranged. The protective wall is arranged on the extraction rod. When the shearing force generated between the protective wall and the cooling crucible is larger than the weight of the protective wall itself, it is necessary to increase the bonding force between the protective wall and the pulling rod.

【0121】まず、実施例8と同じ要領で鉄母材を溶解
し、続いてHULLを供給した。毎分25gの速度でH
ULLとスラグを冷却坩堝1に供給すると共に、この供
給量に相当する速度で引き抜き棒5を下方に引き、ジル
カロイの固化体、スラグの固化体および保護壁17が一
体となった固化体を引き下げた。
First, the iron base material was melted in the same manner as in Example 8, and then HULL was supplied. H at a speed of 25g per minute
The ULL and the slag are supplied to the cooling crucible 1, and the extraction rod 5 is drawn downward at a speed corresponding to this supply amount to pull down the solidified body of zircaloy, the solidified body of slag and the protection wall 17. It was

【0122】およそ20分運転の後、溶融ジルカロイの
メニスカス12が保護壁17の上縁に到達したので、一
旦引き抜きを停止し、保護壁セグメント17’の供給装
置を用いて保護壁セグメント17’を坩堝内の保護壁の
上縁に載せた。このようにした後、運転を再開した。
After the operation for about 20 minutes, the meniscus 12 of molten zircaloy reached the upper edge of the protective wall 17, so that the withdrawal was once stopped and the protective wall segment 17 'was removed by using the feeder for the protective wall segment 17'. It was placed on the upper edge of the protective wall inside the crucible. After doing this, the operation was restarted.

【0123】保護壁セグメント17’の供給を5回繰り
返し行うことにより、2000gのジルカロイの減容処
理を連続して行うことができた。
By repeatedly supplying the protective wall segment 17 'five times, the volume reduction treatment of 2000 g of Zircaloy could be continuously performed.

【0124】このように実施例11では、連続的に処理
できるジルカロイの量を実施例8に比べて飛躍的に高め
ることが可能となった。
As described above, in Example 11, it was possible to dramatically increase the amount of zircaloy that can be continuously treated, as compared with Example 8.

【0125】[0125]

【発明の効果】本発明による材料の溶解、還元および固
化において次の効果が認められた。 1)冷却坩堝を用いて材料を溶融・固化するプロセスの
安全性を高められる。 2)放射能汚染された金属の減容に適用する場合に発生
する2次廃棄物の減容・分離を可能とする。 3)加熱効率を高めることが可能となる。 4)溶融・固化体の相分離が実現できる。
The following effects were observed in the dissolution, reduction and solidification of the material according to the present invention. 1) The safety of the process of melting and solidifying a material by using a cooling crucible can be improved. 2) Enables volume reduction and separation of secondary waste generated when applied to the volume reduction of radioactively contaminated metals. 3) It becomes possible to improve heating efficiency. 4) Phase separation of the melted / solidified body can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を実施するバッチ処理式冷却坩堝の略式
半裁斜視図である。
FIG. 1 is a schematic half-cut perspective view of a batch-processing type cooling crucible embodying the present invention.

【図2】本発明を実施するバッチ処理式冷却坩堝内部の
溶解材料の流動状態を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic view showing a flow state of a molten material inside a batch-processing type cooling crucible for carrying out the present invention.

【図3】本発明を実施する連続処理式冷却坩堝の略式半
裁斜視図である。
FIG. 3 is a schematic half-cut perspective view of a continuous process cooling crucible embodying the present invention.

【図4】本発明を実施する連続処理式冷却坩堝において
内部の溶解材料の流動状態を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a flow state of a molten material inside a continuous processing type cooling crucible for carrying out the present invention.

【図5】本発明を実施するバッチ処理式冷却坩堝内部の
溶解材料の流動状態を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic view showing a flow state of a molten material inside a batch processing type cooling crucible for carrying out the present invention.

【図6】本発明を実施する連続処理式冷却坩堝内部の溶
解材料の流動状態を示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic view showing a flow state of a molten material inside a continuous treatment type cooling crucible for carrying out the present invention.

【図7】本発明を実施する他の連続処理式冷却坩堝の略
式半裁斜視図である。
FIG. 7 is a schematic half-cut perspective view of another continuous process cooling crucible embodying the present invention.

【図8】本発明を実施する核燃料処理装置の模式図であ
る。
FIG. 8 is a schematic diagram of a nuclear fuel processing apparatus embodying the present invention.

【図9】本発明を実施する高レベル放射性廃棄物の高温
減容処理装置の模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram of a high-temperature volume reduction treatment apparatus for high-level radioactive waste embodying the present invention.

【図10】保護壁セグメントの供給装置を備えた本発明
を実施する他の核燃料被覆管の高温減容処理装置の模式
図である。
FIG. 10 is a schematic diagram of another nuclear fuel cladding high-temperature volume reducing apparatus embodying the present invention, which is equipped with a protective wall segment supply device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 冷却坩堝 2 通電コイル 3 高周波発振器 4 栓 5 引き抜き棒 5a 引き抜き棒の上板 6 処理材料の供給口 7 冷却水入口 8 冷却水出口 9 廃棄物を含むガラス 10 溶融金属 11 スラグ 12 凝固界面 13 不活性気体の入り口 14 不活性気体出口 15 スリット 16 坩堝上蓋 17 保護壁 17’保護壁セグメント 18 底 1 Cooling Crucible 2 Energizing Coil 3 High Frequency Oscillator 4 Stopper 5 Extractor Rod 5a Extractor Rod Top Plate 6 Treatment Material Supply Port 7 Cooling Water Inlet 8 Cooling Water Outlet 9 Glass Containing Waste 10 Molten Metal 11 Slag 12 Solidification Interface 13 Not Active gas inlet 14 Inert gas outlet 15 Slit 16 Crucible top cover 17 Protective wall 17 'Protective wall segment 18 Bottom

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スリットにより互いに電気的に絶縁され
たセグメントの集合体から構成された導電性冷却壁から
成る坩堝の周囲に通電コイルを配置し、電磁気作用を利
用して該坩堝内の被溶融材料を溶融し、続いて固化する
溶融固化方法において、該坩堝の内側壁面に導電性材料
の保護壁を設けることを特徴とする溶融固化方法。
1. A current-carrying coil is arranged around a crucible made of a conductive cooling wall composed of an assembly of segments electrically insulated from each other by a slit, and a melting target inside the crucible is utilized by utilizing electromagnetic action. A melting and solidifying method in which a material is melted and subsequently solidified, wherein a protective wall of a conductive material is provided on an inner wall surface of the crucible.
【請求項2】 スリットにより互いに電気的に絶縁され
たセグメントの集合体から構成された導電性冷却壁から
成る坩堝の周囲に通電コイルを配置し、電磁気作用を利
用して該坩堝内の被溶融材料を溶融し、続いて固化する
ための坩堝において、該坩堝の内側壁面に導電性材料の
保護壁を設けることを特徴とする溶融固化用坩堝。
2. An energizing coil is arranged around a crucible made of a conductive cooling wall composed of an assembly of segments electrically insulated from each other by a slit, and the melting target in the crucible is utilized by utilizing electromagnetic action. A crucible for melting and subsequently solidifying a material, wherein a protective wall made of a conductive material is provided on an inner wall surface of the crucible.
【請求項3】 被溶融材料を溶融し、続いて固化する坩
堝の内壁に交換が可能な状態で用いられることを特徴と
する請求項1または2に記載の保護壁。
3. The protective wall according to claim 1, wherein the material to be melted is used in an exchangeable state for the inner wall of the crucible that is solidified after being melted.
【請求項4】 坩堝の内壁に沿って溶融固化された材料
を保護壁と共に溶融固化された材料の引き抜き方向に引
き抜くことを特徴とする請求項1記載の溶融固化方法。
4. The melting and solidifying method according to claim 1, wherein the material solidified by melting along the inner wall of the crucible is drawn out together with the protective wall in the drawing direction of the material solidified by melting.
【請求項5】 溶融固化された材料の引き抜きに対応し
て、一定長さの保護壁セグメントを保護壁の上縁に供給
することを特徴とする請求項4記載の溶融固化方法。
5. The method of melting and solidifying according to claim 4, wherein a protective wall segment having a constant length is supplied to the upper edge of the protective wall in response to the withdrawal of the molten and solidified material.
JP1586894A 1993-06-04 1994-01-14 Method for melting solidification and cooling crucible therefor Pending JPH0749182A (en)

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JP16015293 1993-06-04
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09117854A (en) * 1995-10-25 1997-05-06 Sinto Brator Co Ltd Dry barrel polishing method and polishing device
JP2002062054A (en) * 2000-08-18 2002-02-28 Shinko Electric Co Ltd Induction heating and melting furnace
JP2008303462A (en) * 2007-05-22 2008-12-18 Snecma Method and device for coating fiber with metal by liquid method
JP2016524684A (en) * 2013-04-26 2016-08-18 コミッサリア タ レネルジー アトミク エ オ エネルジー オルタネイティヴ Electromagnetic induction furnace for melting a mixture of metal and oxide, a typical example being corium, and its use

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