JPH10307200A - Melting processing method and device for radioactive solid waste - Google Patents

Melting processing method and device for radioactive solid waste

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JPH10307200A
JPH10307200A JP11562297A JP11562297A JPH10307200A JP H10307200 A JPH10307200 A JP H10307200A JP 11562297 A JP11562297 A JP 11562297A JP 11562297 A JP11562297 A JP 11562297A JP H10307200 A JPH10307200 A JP H10307200A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heating
melting
solid waste
induction heating
radioactive solid
Prior art date
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Pending
Application number
JP11562297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Komatsu
征彦 小松
Takashi Abe
隆 阿部
Junpei Nakayama
準平 中山
Tatsuhiko Sodo
龍彦 草道
Koichi Sakamoto
浩一 坂本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new melting processing method and a device thereof which is capable of continuously melting at once such nonmetal materials as mixed state concrete and radioactive metal waste at a low equipment cost and high economy by utilizing cold crucible high frequency induction heating as a heating method. SOLUTION: For melting radioactive metal waste and radioactive solid waste mixed with non-metal material such as concrete by cold crucible high frequency induction heating, an induction coil 2 is wound around a copper made pot 1 of water cooling structure in which radioactive solid waste is thrown, and at its inner surface upper part, a sleeve 10 for heating formed with material heated by induction heating of graphite and the like is arranged to be capable of elevation control at a height not touching the metal melt in the pot. By utilizing the induction heating with the induction coil 2 and heat radiation and heat conduction of the sleeve 10 for heating which is heated by this induction heating, the radioactive solid waste is melted at once.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、コールドクルーシ
ブル( cold crucible)高周波誘導加熱溶融法により、
放射性金属廃棄物中にコンクリート等非金属物質が混入
してなる放射性固体廃棄物を2相分離しつつ有効に溶融
処理することができる放射性固体廃棄物の溶融処理方法
及びその装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cold crucible high-frequency induction heating and melting method.
The present invention relates to a radioactive solid waste melting method and apparatus capable of effectively melting and processing a radioactive solid waste in which a nonmetallic substance such as concrete is mixed in the radioactive metal waste while separating the two phases.

【0002】[0002]

【従来の技術】高周波誘導加熱により放射性廃棄物を溶
融・固化処理するための典型的な先行技術が、特公昭60
− 19478号公報(第1従来例)及び特開平 7− 20288号
公報(第2従来例)に公知の技術として挙げられる。
2. Description of the Related Art A typical prior art for melting and solidifying radioactive waste by high frequency induction heating is disclosed in
Japanese Patent Application Laid-Open No. 19478 (first conventional example) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-20288 (second conventional example) are known as known techniques.

【0003】第1従来例は、放射性廃棄物のガラス固化
法及びガラス固化装置に関するものであって、電気絶縁
性耐火物質から成る高周波誘導加熱溶融ルツボ内に、昇
降自在に抵抗発熱体を設けることにより、予熱用補助剤
なしに予熱可能とし、かつ、休止、再開時に生じ易いル
ツボの破損を防止し得る特徴がある。このガラス固化装
置は、誘導コイルを流れる高周波電流による誘導電流
で、内容物(溶融ガラス)を加熱する前記ルツボ内に、
炭化珪素、珪化モリブデン等からなる前記抵抗発熱体を
昇降自在に配置した構造を有する。
The first prior art relates to a vitrification method and a vitrification apparatus for radioactive waste, in which a resistance heating element is provided in a high-frequency induction heating melting crucible made of an electrically insulating refractory material so as to be movable up and down. Accordingly, the crucible can be preheated without a preheating auxiliary agent, and the crucible can be prevented from being broken easily at the time of pausing or restarting. This vitrification device uses the induction current generated by the high-frequency current flowing through the induction coil to heat the contents (molten glass) into the crucible,
It has a structure in which the resistance heating element made of silicon carbide, molybdenum silicide, or the like is vertically movable.

【0004】前記ガラス固化装置は以下のようにして放
射性廃棄物をガラス固化させる。即ち、前記発熱体をル
ツボ内の最低位置に下げ、放射性廃棄物の仮焼物とガラ
ス形成物質との混合物をルツボ内に装入し、誘導コイル
に流す高周波電流を介して発熱体を誘導加熱して上記混
合物を適宜溶解した後、発熱体を引き揚げて溶融混合物
から離脱させる。次いで、溶融混合物を直接誘導加熱し
ながら、さらに上記混合物をルツボ内に補充供給して溶
解し、続いて発熱リングに通電し流出ノズルを塞がせて
いるガラス塊を融解して、溶融混合物を流出ノズルを介
して容器内に流下させるようにする。
The vitrification apparatus vitrifies radioactive waste in the following manner. That is, the heating element is lowered to the lowest position in the crucible, a mixture of calcined radioactive waste and a glass-forming substance is charged into the crucible, and the heating element is induction-heated through a high-frequency current flowing through an induction coil. After the above mixture is appropriately dissolved by heating, the heating element is pulled up and separated from the molten mixture. Next, while the molten mixture is directly induction-heated, the above mixture is further replenished and supplied into a crucible to be melted.Then, the heating ring is energized to melt the glass block closing the outflow nozzle, and the molten mixture is melted. It is caused to flow down into the container through the outflow nozzle.

【0005】第2従来例は、ガラス溶融処理方法に関す
るものであって、ガラス物質等の溶融処理において、装
置構成材の高温浸食の問題及び装置構成材の耐熱温度で
設定される溶融運転温度の制限の問題を同時に解決する
ことを目的としており、その構成の概要は以下に述べる
通りである。即ち、溶融対象物(放射性廃液とガラス物
質)をコールドクルーシブル誘導溶融装置内に投入する
と共に、溶融炉内にガラス物質よりも高融点の導電体を
挿入し、コイルに高周波電流を供給して導電体を発熱さ
せてガラス物質を間接加熱し、ガラス物質の一部が溶融
状態になった後に導電体を引き抜き、引き続いて溶融し
たガラス物質による誘導加熱を維持して、全体を溶融状
態にする。この場合に、溶融炉内に挿入する導電体とし
ては、例えば炭化珪素棒などが用いられる。
The second conventional example relates to a glass melting treatment method. In the melting treatment of a glass material or the like, the problem of high-temperature erosion of equipment components and the melting operation temperature set by the heat-resistant temperature of equipment components are considered. The purpose of the present invention is to solve the restriction problem at the same time, and the outline of the configuration is as described below. That is, the object to be melted (a radioactive waste liquid and a glass material) is put into a cold crucible induction melting device, a conductor having a higher melting point than a glass material is inserted into a melting furnace, and a high-frequency current is supplied to the coil to conduct the current. The body is heated to indirectly heat the glass material, the conductor is withdrawn after a portion of the glass material is in a molten state, and subsequently the induction heating by the molten glass material is maintained to bring the whole into a molten state. In this case, as the conductor inserted into the melting furnace, for example, a silicon carbide rod or the like is used.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】第1従来例は、ガラス
形成物質を用いて仮焼した放射性廃棄物をガラス質物体
として固化する技術に関するものであり、また、第2従
来例は、放射性廃液をガラス物質との共存下においてガ
ラス固化処理する技術に関するものであり、いずれもガ
ラス溶融に関するものである点よりして、コンクリート
等のガラスに較べて融点が高く異質である非金属物質が
比較的多量に混入する放射性金属廃棄物を一括溶融する
装置には適用し難い問題がある。即ち、両従来例は、ガ
ラス形成物質を処理対象物の不可欠な要素としてなる点
で本発明のものとは処理対象物が明らかに相違してお
り、さらに、炉形式が電気絶縁性耐火レンガを用いた炉
や、コールドクルーシブル高周波誘導加熱でも補助加熱
に炭化珪素の棒を用いるなど、コンクリート等の非金属
物質を比較的多量に含んでなる放射性金属廃棄物をコー
ルドクルーシブル高周波誘導加熱によって溶融処理する
点を特徴とする本発明とは、目的、方法並びに基本的構
造の諸点においても顕著に相違している。
The first prior art relates to a technique for solidifying radioactive waste calcined using a glass-forming substance as a vitreous body, and the second prior art relates to a radioactive waste liquid. Is related to the technology of vitrification in the coexistence of a glass material, and non-metallic materials that have a higher melting point and are different from glass such as concrete are relatively There is a problem that is difficult to apply to an apparatus for batch melting radioactive metal waste mixed in a large amount. That is, in both conventional examples, the object to be treated is clearly different from that of the present invention in that the glass-forming substance is an indispensable element of the object to be treated, and the furnace type is an electrically insulating refractory brick. Radioactive metal waste containing relatively large amounts of non-metallic substances such as concrete is melted by cold crucible high-frequency induction heating, for example, using silicon carbide rods for auxiliary heating in the furnace used or cold crucible high-frequency induction heating The present invention is markedly different from the present invention in features, objects, methods, and basic structures.

【0007】第1従来例は、棒状の抵抗発熱体を内容物
(溶融ガラス)に挿入し、抵抗加熱して溶融しながら引
き上げて行く処理方法であるから、溶融条件が相互に異
なっていて混在状態にある放射性金属廃棄物とコンクリ
ート等の非金属物質を、このような抵抗発熱体によって
同時的に一括溶融することは不可能である。また、第2
従来例は、溶融炉内に挿入する導電体として、例えば、
炭化珪素棒等を使用しているが、コンクリート等の非金
属物質が比較的多量に混入する放射性金属廃棄物の場
合、コンクリート等のスラグ成分はルツボ中心部ではな
く、ルツボ内壁近辺に多く存在するところから、このよ
うな棒状導電体を中心部に挿入するものでは一括溶融さ
せるための効果的な加熱が期待できないことは言うまで
もない。
The first prior art is a processing method in which a rod-shaped resistance heating element is inserted into the content (molten glass), and is heated by resistance heating and is pulled up while being melted. It is impossible to simultaneously melt the radioactive metal waste and nonmetallic material such as concrete in a state by such a resistance heating element. Also, the second
Conventional examples, as a conductor to be inserted into the melting furnace, for example,
Although silicon carbide rods or the like are used, in the case of radioactive metal waste containing a relatively large amount of nonmetallic material such as concrete, slag components such as concrete are present not in the center of the crucible but in the vicinity of the crucible inner wall. However, it is needless to say that an effective heating for batch melting cannot be expected in the case where such a rod-shaped conductor is inserted into the center portion.

【0008】本発明は、上述するようにコールドクルー
シブル高周波誘導加熱により、コンクリート等の非金属
物質を比較的多量に含んでなる放射性金属廃棄物を効果
的に一括溶融する技術が今なお提案されるに至っていな
い実状に鑑みて成されたものであり、従って、本発明の
目的は、コールドクルーシブル高周波誘導加熱を主たる
加熱方式として混在状態下のコンクリート等の非金属物
質と放射性金属廃棄物とを低設備コスト、高経済性の下
で連続的に一括溶融することができる新規な溶融処理方
法及び該方法に実施する装置を提供することにある。
The present invention still proposes a technique for effectively collectively melting radioactive metal waste containing a relatively large amount of a nonmetallic substance such as concrete by cold crucible high-frequency induction heating as described above. Therefore, the object of the present invention is to reduce non-metallic substances such as concrete and radioactive metal waste in a mixed state by using cold crucible high-frequency induction heating as a main heating method. An object of the present invention is to provide a novel melting treatment method capable of continuously and collectively melting under equipment cost and high economic efficiency, and an apparatus to be used in the method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため以下に述べる構成としたものである。即
ち、請求項1の発明は、放射性金属廃棄物中にコンクリ
ート等非金属物質が混入してなる放射性固体廃棄物をコ
ールドクルーシブル高周波誘導加熱により溶融するに際
し、前記放射性固体廃棄物が投入される銅製ルツボ内面
上部に、黒鉛等の誘導加熱作用で発熱する物質により筒
体に形成されてなる加熱用スリーブを金属溶湯と接触し
ない高さに昇降調整可能に配置し、誘導加熱と該誘導加
熱により加熱した加熱用スリーブの熱輻射及び熱伝導と
を利用して、放射性固体廃棄物の溶融を行なうことを特
徴とする放射性固体廃棄物の溶融処理方法である。
The present invention has the following configuration to achieve the above object. That is, when the radioactive solid waste obtained by mixing non-metallic substances such as concrete in the radioactive metal waste is melted by cold crucible high-frequency induction heating, the radioactive solid waste is charged with copper. A heating sleeve, which is formed in a cylindrical body by a substance that generates heat by induction heating such as graphite, is arranged at the upper part of the inner surface of the crucible so as to be adjustable up and down to a height that does not come into contact with the molten metal, and is heated by induction heating and the induction heating A method for melting radioactive solid waste, characterized in that the radioactive solid waste is melted by utilizing the heat radiation and heat conduction of the heating sleeve.

【0010】このような請求項1の発明では、コールド
クルーシブル高周波誘導加熱溶融だけでは溶融が困難な
コンクリート等非金属物質が加熱用スリーブを付設する
のみで溶融可能となり、これによって前記放射性固体廃
棄物の一括溶融固化体の製作が容易となる。
According to the first aspect of the present invention, the non-metallic material such as concrete, which is difficult to melt only by the cold crucible high frequency induction heating and melting, can be melted only by providing the heating sleeve, whereby the radioactive solid waste can be melted. , The production of the solidified and solidified body is easy.

【0011】また、請求項2の発明は、放射性金属廃棄
物中にコンクリート等非金属物質が混入してなる放射性
固体廃棄物をコールドクルーシブル高周波誘導加熱によ
り溶融するに際し、前記放射性固体廃棄物が投入される
銅製ルツボ内面全長に亘って、黒鉛等の誘導加熱作用で
発熱する物質により筒体に形成されてなる加熱用スリー
ブを昇降調整可能に配置し、誘導加熱により加熱した加
熱用スリーブの熱輻射及び熱伝導を利用して、放射性固
体廃棄物の溶融を行なうことを特徴とする放射性固体廃
棄物の溶融処理方法である。
The invention according to claim 2 is characterized in that when the radioactive solid waste obtained by mixing non-metallic substances such as concrete into the radioactive metal waste is melted by cold crucible high frequency induction heating, the radioactive solid waste is charged. A heating sleeve formed in a cylindrical body by a substance that generates heat by induction heating such as graphite is arranged to be able to move up and down over the entire inner surface of the copper crucible to be heated, and heat radiation of the heating sleeve heated by induction heating is performed. And melting the radioactive solid waste by utilizing heat conduction.

【0012】このような請求項2の発明によれば、加熱
用スリーブを銅製ルツボ内面全長に亘って配置すること
ができるため、放射性金属廃棄物と非金属物質とからな
る放射性固体廃棄物を一括して溶融できる。この場合、
加熱用スリーブは、銅製ルツボ内面の保護の役割を持た
せることができ、ルツボの安全性が高められる。
According to the second aspect of the present invention, since the heating sleeve can be arranged over the entire length of the inner surface of the copper crucible, the radioactive solid waste composed of the radioactive metal waste and the nonmetallic substance can be collectively collected. Can be melted. in this case,
The heating sleeve can have a role of protecting the inner surface of the copper crucible, and the safety of the crucible is enhanced.

【0013】また、請求項3の発明は、放射性金属廃棄
物中にコンクリート等非金属物質が混入してなる放射性
固体廃棄物をコールドクルーシブル高周波誘導加熱によ
り溶融するに際し、前記放射性固体廃棄物が投入される
銅製ルツボの上部に、黒鉛等の誘導加熱作用で発熱する
物質により盤体に形成されてなる加熱用上面ヒータを銅
製ルツボの頂部開口に嵌合し得る開閉可能に配置し、誘
導加熱と該誘導加熱により加熱した加熱用上面ヒータの
熱輻射を利用して、放射性固体廃棄物の溶融を行なうこ
とを特徴とする放射性固体廃棄物の溶融処理方法であ
る。
The invention according to claim 3 is characterized in that when the radioactive solid waste obtained by mixing non-metallic substances such as concrete into radioactive metal waste is melted by cold crucible high-frequency induction heating, the radioactive solid waste is charged. On the upper part of the copper crucible to be placed, a heating upper heater formed on the board body by a substance that generates heat by induction heating such as graphite is disposed so as to be openable and closable so that it can be fitted to the top opening of the copper crucible. A method for melting radioactive solid waste, characterized in that radioactive solid waste is melted using heat radiation of a heating upper heater heated by the induction heating.

【0014】このような請求項3の発明によれば、コン
クリート等非金属物質に対する加熱用上面ヒータの溶融
能力は前記加熱用スリーブに較べて若干低下するが、構
造が簡単であって、スリーブに比し消耗度が少なく、経
済性で有利な特徴がある。
According to the third aspect of the present invention, the melting ability of the upper heating heater for non-metallic substances such as concrete is slightly lower than that of the heating sleeve. Compared to this, there is a feature that the degree of wear is small and that it is economically advantageous.

【0015】また、請求項4の発明は、放射性金属廃棄
物中にコンクリート等非金属物質が混入してなる放射性
固体廃棄物をコールドクルーシブル高周波誘導加熱によ
り溶融する溶融処理装置であって、前記放射性固体廃棄
物が投入される水冷構造の銅製ルツボと、この銅製ルツ
ボの外周部に巻装されて高周波電源が供給される誘導コ
イルと、黒鉛等の誘導加熱作用で発熱する物質により前
記銅製ルツボに比し短小な筒体に形成されて銅製ルツボ
内の内面上部に沿い昇降動可能に嵌装される加熱用スリ
ーブと、この加熱用スリーブを昇降動させる昇降駆動装
置と、この昇降駆動装置を制御して前記加熱用スリーブ
を銅製ルツボ内の金属溶湯に接触しない高さに昇降調整
する制御手段とを含むことを特徴とする。
The invention according to claim 4 is a melting treatment apparatus for melting a radioactive solid waste obtained by mixing radioactive metal waste with a nonmetallic substance such as concrete by cold crucible high-frequency induction heating. A water-cooled copper crucible into which solid waste is charged, an induction coil wound around the outer periphery of the copper crucible and supplied with high-frequency power, and a material that generates heat by induction heating, such as graphite, is applied to the copper crucible. A heating sleeve formed in a relatively short cylindrical body and fitted to be movable up and down along the upper part of the inner surface of the copper crucible, a lifting drive device for raising and lowering the heating sleeve, and controlling the lifting drive device And a control means for raising and lowering the heating sleeve to a height not in contact with the molten metal in the copper crucible.

【0016】このような請求項4の発明によれば、筒体
の加熱用スリーブ、昇降駆動装置及び制御手段を従来の
コールドクルーシブル高周波誘導加熱炉に付設すればよ
く、構造簡単であって、加熱用スリーブの昇降調整操作
も容易であり、放射性固体廃棄物の溶融固化処理を低コ
ストで行なうことができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the heating sleeve for the cylindrical body, the lifting / lowering drive device, and the control means may be attached to the conventional cold crucible high-frequency induction heating furnace. The operation of raising and lowering the sleeve is also easy, and the solidification of the radioactive solid waste can be performed at low cost.

【0017】また、請求項5の発明は、放射性金属廃棄
物中にコンクリート等非金属物質が混入してなる放射性
固体廃棄物をコールドクルーシブル高周波誘導加熱によ
り溶融する溶融処理装置であって、前記放射性固体廃棄
物が投入される水冷構造の銅製ルツボと、この銅製ルツ
ボの外周部に巻装されて高周波電源が供給される誘導コ
イルと、黒鉛等の誘導加熱作用で発熱する物質により前
記銅製ルツボと略等長の筒体に形成されて銅製ルツボ内
の内面略全長に沿い昇降動可能に嵌装される加熱用スリ
ーブと、この加熱用スリーブを昇降動させる昇降駆動装
置と、この昇降駆動装置を制御して前記加熱用スリーブ
を昇降調整する制御手段とを含むことを特徴とする。
The invention according to claim 5 is a melting treatment apparatus for melting radioactive solid waste obtained by mixing non-metallic substances such as concrete into radioactive metal waste by cold crucible high-frequency induction heating. A water-cooled copper crucible into which solid waste is charged, an induction coil wound around the outer periphery of the copper crucible and supplied with high-frequency power, and the copper crucible formed of a substance that generates heat by an induction heating action such as graphite. A heating sleeve formed in a substantially equal length cylindrical body and fitted to be movable up and down along the substantially entire length of the inner surface of the copper crucible; an elevating drive device for elevating and lowering the heating sleeve; and an elevating drive device. And a control means for controlling the heating sleeve to move up and down.

【0018】このような請求項5の発明によれば、構造
簡単であって、加熱用スリーブの昇降調整操作も容易で
あり、放射性固体廃棄物の溶融固化処理を低コストで行
ない得る利点は請求項4の発明と同じである。この発明
では、溶融運転中に加熱用スリーブの昇降操作を必要と
しないため、運転操作が単純であり、また、溶融中に放
射性金属廃棄物と反応する加熱用スリーブが肉厚減少す
るとしても例えば黒鉛の場合の鉄への炭素の固溶量が5
%程度と低いため、減少の速度は遅く長期間の使用に充
分耐えることができ、消耗品的に考慮したとしても装置
コストの上昇にさほど影響を与えない。
According to the fifth aspect of the invention, the advantage is that the structure is simple, the operation of raising and lowering the heating sleeve can be easily performed, and the solidification treatment of the radioactive solid waste can be performed at low cost. This is the same as the invention of item 4. In the present invention, the operation of raising and lowering the heating sleeve is not required during the melting operation, so the operation is simple, and even if the thickness of the heating sleeve that reacts with the radioactive metal waste during melting is reduced, for example, The amount of solid solution of carbon in iron in the case of graphite is 5
%, The rate of decrease is slow and can sufficiently withstand long-term use, and does not significantly affect the increase in the cost of the apparatus even if it is considered as a consumable.

【0019】また、請求項6の発明は、前述の請求項4
または5に記載の放射性固体廃棄物の溶融処理装置にお
いて、銅製ルツボの周胴上部にスラグ排出口が設けら
れ、加熱用スリーブの周胴部に前記排出口スラグからス
ラグを排出させるための1個または複数個のスラグ排出
孔が設けられ、コールドクルーシブル高周波誘導加熱に
よる溶融を行なった際に発生するスラグ成分を排出しつ
つ溶融が成される構成としたことを特徴とする。
The invention of claim 6 is the same as the above-described claim 4.
Or in the apparatus for melting radioactive solid waste according to 5, wherein a slag discharge port is provided at an upper part of the peripheral body of the copper crucible, and one or more slags are discharged from the discharge port slag to the peripheral part of the heating sleeve. A plurality of slag discharge holes are provided, and melting is performed while discharging slag components generated when performing melting by cold crucible high-frequency induction heating.

【0020】このような請求項6の発明によれば、溶融
中に発生するスラグ成分が運転を継続したままで排出さ
れるために、溶融固化体を連続的に下方に引き抜かせて
長寸の固化体を合理的に製作できる特徴を有する。
According to the sixth aspect of the present invention, since the slag component generated during the melting is discharged while the operation is continued, the molten solidified material is continuously drawn downward to form a long slag component. It has the characteristic that a solid can be manufactured rationally.

【0021】また、請求項7の発明は、放射性金属廃棄
物中にコンクリート等非金属物質が混入してなる放射性
固体廃棄物をコールドクルーシブル高周波誘導加熱によ
り溶融する溶融処理装置であって、前記放射性固体廃棄
物が投入される水冷構造の銅製ルツボと、この銅製ルツ
ボの外周部に巻装されて高周波電源が供給される誘導コ
イルと、黒鉛等の誘導加熱作用で発熱する物質により前
記銅製ルツボの頂部開口に嵌合し得る盤体に形成されて
銅製ルツボの上部に前記頂部開口の開閉可能に配設され
る加熱用上面ヒータと、この加熱用上面ヒータを開閉動
させる開閉駆動装置と、この開閉駆動装置を制御して前
記加熱用上面ヒータを銅製ルツボの前記頂部開口に嵌合
させる制御手段とを含むことを特徴とする。
The invention according to claim 7 is a melting treatment apparatus for melting radioactive solid waste obtained by mixing non-metallic substances such as concrete into radioactive metal waste by cold crucible high frequency induction heating. A water-cooled copper crucible into which solid waste is charged, an induction coil wound around the outer periphery of the copper crucible and supplied with high-frequency power, and a material that generates heat by an induction heating action such as graphite. A heating upper heater formed on a board body that can be fitted to the top opening and disposed above the copper crucible so as to be capable of opening and closing the top opening, an opening / closing drive device for opening and closing the heating upper heater, Control means for controlling the opening / closing drive device to fit the heating upper heater to the top opening of the copper crucible.

【0022】このような請求項7の発明によれば、加熱
用上面ヒータ、開閉駆動装置及び制御手段を従来のコー
ルドクルーシブル高周波誘導加熱炉に付設すればよく
て、構造簡単であって、しかも消耗部材が無く、低製造
コスト、運転経済性の点で有利である。
According to the seventh aspect of the present invention, the upper heater for heating, the opening / closing drive device and the control means may be attached to the conventional cold crucible high-frequency induction heating furnace, and the structure is simple and the consumption is low. Since there are no members, it is advantageous in terms of low manufacturing cost and operating economy.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について添付図面を参照しながら逐次説明する。図1
乃至図4は本発明の第1乃至第4の実施の形態に係る各
コールドクルーシブル高周波誘導溶融炉の縦断面示全体
構造図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be sequentially described below with reference to the accompanying drawings. FIG.
FIG. 4 to FIG. 4 are longitudinal cross-sectional overall structural views of each of the cold crucible high-frequency induction melting furnaces according to the first to fourth embodiments of the present invention.

【0024】先ず図1において、図示のコールドクルー
シブル高周波誘導溶融炉(以下、溶融炉と略称する)
は、銅製ルツボ1と、加熱用の誘導コイル2と、加熱用
スリーブ10と、昇降駆動装置16と、制御手段17と
を主要構成部材として備える。銅製ルツボ1は、円周方
向に分割した構造の縦軸方向に長い例えば円筒体に形成
されて、周胴部に水冷ジャケット3を備えた水冷構造と
なっている。誘導コイル2は、銅製ルツボ1の外周部に
巻装されて図示しない高周波電源(発振器)に接続され
る。加熱用スリーブ10は、例えば黒鉛を原材料として
銅製ルツボ1に較べて軸長が短小で、かつ、外径が該ル
ツボ1の内径よりも僅かに小さく両端が開口する筒体又
は伏立コップ状の有頂筒体に形成される。この加熱用ス
リーブ10は、銅製ルツボ1内に嵌装されて、該ルツボ
1内面に沿って滑動し得る昇降可能に設けられる。な
お、加熱用スリーブ10の素材としては、コンクリート
等非金属物質に比し融点が高く、かつ、誘導コイル2に
よる誘導加熱作用によって発熱する物質が該当するもの
であって、黒鉛の他に炭化珪素(SiC)、珪化モリブ
デン等も用いられる。
First, in FIG. 1, a cold crucible high frequency induction melting furnace (hereinafter, abbreviated as a melting furnace) is shown.
Comprises a copper crucible 1, a heating induction coil 2, a heating sleeve 10, a lifting drive device 16, and a control means 17 as main components. The copper crucible 1 is formed in, for example, a cylindrical body that is long in the longitudinal direction of a structure divided in the circumferential direction, and has a water-cooling structure including a water-cooling jacket 3 on a circumferential body. The induction coil 2 is wound around the outer periphery of the copper crucible 1 and connected to a high-frequency power supply (oscillator) (not shown). The heating sleeve 10 is made of, for example, graphite, and has a cylindrical length or an upside-down cup shape whose axis length is shorter and shorter than that of the copper crucible 1 and whose outer diameter is slightly smaller than the inner diameter of the crucible 1. It is formed in a topped cylinder. The heating sleeve 10 is fitted in the copper crucible 1 and provided so as to be able to slide up and down along the inner surface of the crucible 1. The material of the heating sleeve 10 is a material that has a higher melting point than non-metallic materials such as concrete and that generates heat by the induction heating action of the induction coil 2. (SiC), molybdenum silicide and the like are also used.

【0025】上記加熱用スリーブ10は、例えば電動機
等のアクチュエータで実現される昇降駆動装置16に連
結されていて、該駆動装置16の作動により銅製ルツボ
1の内面上部に沿って昇降動され、銅製ルツボ1内に形
成される金属溶湯11の直上部の位置に定置するように
高さ調整が成される。昇降駆動装置16は、制御手段1
7によって作動され、ストローク調節及び昇降方向の切
替えの制御が行なわれる。
The heating sleeve 10 is connected to an elevating drive device 16 realized by an actuator such as an electric motor, and is moved up and down along the upper part of the inner surface of the copper crucible 1 by the operation of the drive device 16 so that the heating sleeve 10 is made of copper. The height is adjusted so as to be fixed at a position immediately above the molten metal 11 formed in the crucible 1. The lifting / lowering drive device 16 includes the control unit 1
7 to control the stroke adjustment and the switching of the vertical direction.

【0026】このような構造の溶融炉において、銅製ル
ツボ1の底部には着脱可能に嵌装された炉底4が設けら
れ、この炉底4を囲繞して設けられ下部炉体6とその上
部の銅製ルツボ1とは分離部5の個所で係脱可能に分離
されている。7は、冷却水入口であり、ここから導入さ
れた冷却水は下部炉体6と銅製ルツボ1を冷却し、冷却
水出口8から排出される。前記炉底4に関連させてイン
ゴット昇降装置9が設けられていて、凝固後の固化体の
取り出し等に用いられる。図中、12は金属製の助融用
スラブであって、この助融用スラブ12を炉底4上に設
けることにより、充填された放射性固体廃棄物の底部分
の溶融を積極的に助長することができるので、金属廃棄
物が溶解して生じる金属溶湯11の下部に形成されるス
カル13を低減することができる。
In the melting furnace having such a structure, the bottom of the copper crucible 1 is provided with a furnace bottom 4 which is removably fitted, and is provided so as to surround the furnace bottom 4. Is detachably separated from the copper crucible 1 at a separation portion 5. Reference numeral 7 denotes a cooling water inlet. The cooling water introduced from the cooling water cools the lower furnace body 6 and the copper crucible 1 and is discharged from a cooling water outlet 8. An ingot elevating device 9 is provided in association with the furnace bottom 4, and is used for taking out a solidified body after solidification. In the figure, reference numeral 12 denotes a metal-assisting slab, which is provided on the furnace bottom 4 to actively promote melting of the bottom portion of the filled radioactive solid waste. Therefore, it is possible to reduce the number of skulls 13 formed below the molten metal 11 generated by dissolving the metal waste.

【0027】次に、上記構成になる溶融炉により放射性
固体廃棄物を溶融・固化する方法について以下説明す
る。この場合、放射性固体廃棄物としては、放射性金属
廃棄物中にコンクリート等非金属物質が混入してなる廃
棄物が適用される。銅製ルツボ1の中に上記放射性固体
廃棄物を充填した後、該ルツボ1を水冷した状態で、誘
導コイル2に通電して放射性固体廃棄物をジュール熱で
溶解すると、放射性金属廃棄物は金属溶湯11となる。
このように溶解すると、比重の軽いコンクリート等の非
金属物質は次第に上方に浮く。通常、誘導コイル2の周
波数と電源容量は金属を最適に溶解する値に設定されて
いる。しかしながら、この周波数と電源容量では、コン
クリート等の非金属物質は効果的に溶解しない場合が多
い。
Next, a method of melting and solidifying radioactive solid waste by the melting furnace having the above-described configuration will be described below. In this case, as the radioactive solid waste, a radioactive metal waste mixed with a nonmetallic substance such as concrete is applied. After the radioactive solid waste is filled in the copper crucible 1 and the crucible 1 is cooled with water, the induction coil 2 is energized to melt the radioactive solid waste with Joule heat. It becomes 11.
When melted in this manner, non-metallic substances such as concrete having a low specific gravity gradually float upward. Normally, the frequency and power supply capacity of the induction coil 2 are set to values that optimally dissolve the metal. However, at this frequency and power supply capacity, non-metallic substances such as concrete often do not dissolve effectively.

【0028】このような問題を解決する手段として、図
5に示される第1比較例装置のように、上部の非金属成
分部と下部の金属部とに対応させて別々の誘導コイル2
A,2B を配設し、周波数が異なった電源を供給する方法
が考えられる。しかしながら、複数の周波数のコイルを
配置することは、複数種の電源装置を必要とする等コス
トアップになるなどの問題がある。
As a means for solving such a problem, as shown in a first comparative example device shown in FIG. 5, separate induction coils 2 corresponding to the upper non-metal component portion and the lower metal portion are provided.
A method is conceivable in which A and 2B are provided to supply power with different frequencies. However, arranging coils of a plurality of frequencies has a problem that a plurality of types of power supply devices are required and the cost is increased.

【0029】また、図6に示される第2比較例装置のよ
うに、下部の金属部は誘導コイル2によるジュール熱で
溶解し、上部の非金属成分部はプラズマトーチ20によ
るプラズマ熱で溶融する方法も考えられる。しかし、こ
のような装置では、プラズマアークにより銅製ルツボ1
を損傷させる恐れが考慮され、安全性の面で好ましくな
い。
Further, as in the second comparative example shown in FIG. 6, the lower metal part is melted by Joule heat by the induction coil 2 and the upper non-metallic part is melted by plasma heat by the plasma torch 20. A method is also conceivable. However, in such an apparatus, the copper crucible 1 is not affected by the plasma arc.
It is not preferable from the viewpoint of safety in consideration of the possibility of damaging the device.

【0030】これらの比較例装置に対して、第1の実施
形態の上記溶融炉においては、銅製ルツボ1内面上部に
昇降駆動装置16で高さが調整可能な黒鉛等の高周波誘
導により発熱する高融点材質の加熱用スリーブ10を配
置し、単系統の誘導コイル2に通電して、該スリーブ1
0を加熱し赤熱化し、赤熱化したスリーブ10の熱輻射
及び熱伝導作用によりコンクリート等の非金属部を加熱
溶融するようにしている。この場合、加熱用スリーブ1
0は、金属溶湯11と接触しないレベルになるよう高さ
が調整される。これは、加熱用スリーブ10の材質が黒
鉛であって、金属溶湯11が例えば鉄成分である場合、
互いに接触すると反応して加熱用スリーブ10が減肉す
る問題があるからである。
In contrast to these comparative examples, in the melting furnace of the first embodiment, in the melting furnace of the first embodiment, a high-frequency induction made of graphite or the like whose height can be adjusted by an elevating drive device 16 is provided above the inner surface of the copper crucible 1. A heating sleeve 10 made of a melting point material is arranged, and electricity is supplied to a single system of the induction coil 2.
The non-metallic portion such as concrete is heated and melted by the heat radiation and heat conduction of the sleeve 10 which has been heated to red. In this case, the heating sleeve 1
The height is adjusted so that 0 is a level that does not make contact with the molten metal 11. This is because when the material of the heating sleeve 10 is graphite and the molten metal 11 is, for example, an iron component,
This is because there is a problem in that the heating sleeve 10 reacts when contacted with each other and the wall thickness of the heating sleeve 10 is reduced.

【0031】このようにして、下部の金属部は誘導コイ
ル2によるジュール熱で溶融し、上部のコンクリート等
の非金属成分は赤熱化スリーブ10の熱伝導、熱輻射に
より溶融するようにすることにより、第1の実施形態の
上記溶融炉は、装置コスト及び安全上の両面での有利性
が挙げられる。なお、金属溶湯11の底部分は、溶融不
十分になる恐れがあるため、前述する如く助融用スラブ
12を配置して金属溶湯11の底部の溶融を促進させる
ようにすることは好ましい手段である。こうして溶融が
完了すると、誘導コイル2の通電を停止して金属溶湯1
1、非金属成分を冷却し、凝固させる。凝固後のインゴ
ットはインゴット昇降装置9を昇降作動させて銅製ルツ
ボ1から取り出される。
In this manner, the lower metal portion is melted by Joule heat generated by the induction coil 2, and the upper non-metallic component such as concrete is melted by heat conduction and heat radiation of the glowing sleeve 10. The melting furnace according to the first embodiment has advantages in both equipment cost and safety. In addition, since the bottom of the molten metal 11 may be insufficiently melted, it is preferable to arrange the auxiliary slab 12 to promote the melting of the bottom of the molten metal 11 as described above. is there. When the melting is completed, the induction coil 2 is turned off and the molten metal 1
1. Cool and solidify the non-metallic components. The ingot after solidification is taken out of the copper crucible 1 by operating the ingot elevating device 9 up and down.

【0032】図2には、本発明の請求項3の発明に係る
第2実施形態の溶融炉が示される。この実施形態におい
て、図1図示の第1の実施形態に類似し、対応する各部
材には同一の参照符号を付して詳細説明を省略する。こ
の溶融炉において構成上の特徴とされる点は、前記加熱
用スリーブ10に替えて加熱用上面ヒータ19が配設さ
れてなることである。この加熱用上面ヒータ19は、加
熱用スリーブ10と同様に黒鉛等の誘導加熱作用で発熱
する物質よりなっていて、銅製ルツボ1の頂部開口に非
密封性で嵌合し得る盤体、例えば円盤に形成される。加
熱用上面ヒータ19は、前記頂部開口を塞ぎ或いは開放
し得るように開閉可能に、銅製ルツボ1の上部に配設さ
れ、例えば旋回アーム、電動機及びラック,ピニオンか
ら成る開閉駆動装置18と、この駆動装置18を制御す
る制御手段17とによって開閉制御される。
FIG. 2 shows a melting furnace according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, similar to the first embodiment shown in FIG. 1, corresponding members are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. A feature of this melting furnace is that a heating upper heater 19 is provided in place of the heating sleeve 10. The upper heating heater 19 is made of a substance that generates heat by induction heating, such as graphite, like the heating sleeve 10, and can be fitted in the top opening of the copper crucible 1 without sealing, for example, a disk. Formed. The heating upper heater 19 is disposed on the upper part of the copper crucible 1 so as to be openable and closable so as to close or open the top opening, and includes, for example, an opening / closing drive device 18 including a swing arm, an electric motor, a rack, and a pinion. Opening and closing control is performed by the control unit 17 that controls the driving device 18.

【0033】このような溶融炉は、前記上面ヒータ19
を銅製ルツボ1の前記頂部開口に嵌合させて設置し、誘
導コイル2に通電して、加熱用上面ヒータ19を誘導加
熱作用により加熱し赤熱化して、この赤熱化上面ヒータ
19の輻射熱によって金属溶湯11に対し直上方に位置
するコンクリート等非金属成分を加熱・溶融し、誘導コ
イル2によって金属部を加熱・溶融することができる。
なお、加熱用上面ヒータ19は、溶融運転中は金属溶湯
11と接触しない高さに配置され、対象廃棄物を充填す
る時、また、インゴットを取り出す時はこれらの作業の
邪魔にならないように銅製ルツボ1の頂部開口から外れ
た図示位置にずらすようにしている。
Such a melting furnace is provided with the above-described upper heater 19.
Is fitted to the top opening of the copper crucible 1, is energized to the induction coil 2, and the upper heating heater 19 is heated by induction heating to become reddish. A non-metallic component such as concrete located immediately above the molten metal 11 can be heated and melted, and the metal portion can be heated and melted by the induction coil 2.
The upper heating heater 19 is arranged at a height that does not come into contact with the molten metal 11 during the melting operation, and is made of copper so as not to hinder these operations when filling the target waste or taking out the ingot. The crucible 1 is shifted to a position shown in FIG.

【0034】この第2実施形態に係る溶融炉は、コンク
リート等非金属成分、即ち難溶融物質に対する溶融能力
の点では、加熱用スリーブ10を備える前記溶融炉に較
べて若干低下するが、溶融中にスリーブを昇降させる操
作が省かれることから、構造がより単純化されて設備費
が低下し、また、スリーブの消耗度を考慮する必要がな
くて、経済性が向上する利点を有する。
The melting furnace according to the second embodiment is slightly lower in melting ability with respect to non-metallic components such as concrete, that is, hardly meltable substances, as compared with the melting furnace having the heating sleeve 10. Since the operation of raising and lowering the sleeve is omitted, the structure is simplified, the equipment cost is reduced, and there is no need to consider the degree of wear of the sleeve.

【0035】図3には、本発明の請求項2の発明に係る
第3実施形態の溶融炉が示される。この実施形態におい
て、図1図示の第1の実施形態に類似し、対応する各部
材には同一の参照符号を付して詳細説明を省略する。こ
の溶融炉において構成上の特徴とされる点は、加熱用ス
リーブ10の形態が第1の実施形態とは若干異なってい
ることである。即ち、第1の実施形態における加熱用ス
リーブ10が軸方向長に短小であるのに対して、本例の
ものは、加熱用スリーブ10を銅製ルツボ1と略等長の
長寸筒体に形成している点に特徴を有している。そし
て、この長寸筒体の加熱用スリーブ10を銅製ルツボ1
の内面略全長に沿って昇降動可能に、銅製ルツボ1に嵌
装させている。
FIG. 3 shows a melting furnace according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment, similar to the first embodiment shown in FIG. 1, corresponding members are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The feature of this melting furnace is that the shape of the heating sleeve 10 is slightly different from that of the first embodiment. That is, while the heating sleeve 10 according to the first embodiment is short in the axial length, the heating sleeve 10 according to the present embodiment is formed as a long cylindrical body having substantially the same length as the copper crucible 1. The feature is that it does. Then, the heating sleeve 10 of the long cylindrical body is connected to the copper crucible 1.
Is fitted to the copper crucible 1 so as to be able to move up and down along substantially the entire length of the inner surface of the copper crucible.

【0036】このような第3の実施形態に係る溶融炉
は、図示するように助融用スラブ12の上面部から上の
銅製ルツボ1の内面全長に亘って加熱用スリーブ10を
嵌装し、誘導コイル2に通電して、該スリーブ10を加
熱、赤熱化する。この赤熱化スリーブ10の輻射熱と熱
伝導により溶融過程で次第に相分離してくる溶湯下部の
金属部分と上部のコンクリート等非金属部分を同時に一
括溶融することができる。この場合、加熱用スリーブ1
0と金属溶湯11が反応して、該スリーブ10は減肉す
るが、スリーブ10を消耗品として考え、溶融休止時に
昇降駆動装置16及び制御手段17によって銅製ルツボ
1から取り出して予備品と交換する。なお、黒鉛の場
合、金属部分としての鉄への炭素の固溶量は5%程度で
あるところから、それに見合う肉厚減少が予想される
が、短期で取替えなければならないほど大きな損耗では
ない。
In the melting furnace according to the third embodiment, the heating sleeve 10 is fitted over the entire inner surface of the copper crucible 1 from the upper surface of the auxiliary slab 12 as shown in the drawing. By energizing the induction coil 2, the sleeve 10 is heated and glows red. Due to the radiant heat and heat conduction of the red heating sleeve 10, the lower metal part and the upper non-metal part such as concrete, which gradually separate in the melting process, can be melted simultaneously. In this case, the heating sleeve 1
0 reacts with the molten metal 11 to reduce the thickness of the sleeve 10. However, the sleeve 10 is considered as a consumable item, and is taken out of the copper crucible 1 and replaced with a spare part by the lifting / lowering drive device 16 and the control means 17 at the time of melting stop. . In the case of graphite, since the solid solution amount of carbon in iron as a metal part is about 5%, a corresponding decrease in wall thickness is expected, but the loss is not so great that it must be replaced in a short time.

【0037】この第3実施形態に係る溶融炉は、加熱用
スリーブ10を銅製ルツボ1の内面略全長に亘って配置
しているため、溶融運転中にスリーブ10の昇降操作等
の余分な操作なしに、金属部分とコンクリート等非金属
部分とからなる放射性固体廃棄物の一括溶融が簡単に行
なえる。また、加熱用スリーブ10は銅製ルツボ1内面
の保護の役割りを持たせることができ、銅製ルツボ1の
長寿命が図れて安全性が向上する利点がある。
In the melting furnace according to the third embodiment, since the heating sleeve 10 is disposed over substantially the entire inner surface of the copper crucible 1, there is no extra operation such as raising and lowering of the sleeve 10 during the melting operation. In addition, batch melting of radioactive solid waste consisting of a metal portion and a non-metal portion such as concrete can be easily performed. Further, the heating sleeve 10 can have a role of protecting the inner surface of the copper crucible 1, and there is an advantage that the long life of the copper crucible 1 is achieved and the safety is improved.

【0038】図4には、本発明の第4の実施形態に係る
溶融炉が示される。この実施形態において、図1図示の
第1の実施形態及び図3図示の第3の実施形態に類似
し、対応する各部材には同一の参照符号を付している。
この溶融炉において構成上の特徴とされる点は、銅製ル
ツボ1の周胴上部にスラグ排出口14が設けられると共
に、加熱用スリーブ10の周胴部に前記スラグ排出口1
4からスラグを排出させるための1個または複数個のス
ラグ排出孔15が設けられていることであって、このよ
うに構成することによって、コンクリート等非金属物質
を相当量含む放射性金属廃棄物の誘導加熱による溶融を
行なっている際に発生するスラグ成分を排出しつつ溶融
するこができる。
FIG. 4 shows a melting furnace according to a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, similar to the first embodiment shown in FIG. 1 and the third embodiment shown in FIG. 3, corresponding members are denoted by the same reference numerals.
A feature of the configuration of this melting furnace is that a slag discharge port 14 is provided at the upper part of the peripheral body of the copper crucible 1 and the slag discharge port 1 is provided at the peripheral part of the heating sleeve 10.
4 is provided with one or a plurality of slag discharge holes 15 for discharging the slag from the slag 4. By this configuration, the radioactive metal waste containing a considerable amount of a nonmetallic substance such as concrete can be removed. Melting can be performed while discharging slag components generated during melting by induction heating.

【0039】この第4実施形態に係る溶融炉において、
上記放射性金属廃棄物を溶融するとスラグ成分が発生
し、このスラグ成分は比重が金属成分に比して小さいた
めに、金属溶湯11の上に浮き、二層分離した状態にな
る。この放射性金属廃棄物を連続投入して溶融する際
に、スラグ成分が金属溶湯11の上に堆積して連続溶融
の障害となるが、スラグ排出口14及びスラグ排出孔1
5を設けているので、発生したスラグ成分はインゴット
昇降装置9を操作して炉底4を押し上げ・下げさせるこ
とにより、銅製ルツボ1から逐次排出しながら溶融を続
行することができる。このようにすることによって溶融
固化体を連続的に引き抜くことができるため、長寸の固
化体が得られる。
In the melting furnace according to the fourth embodiment,
When the radioactive metal waste is melted, a slag component is generated. Since the specific gravity of the slag component is smaller than that of the metal component, the slag component floats on the molten metal 11 and is separated into two layers. When the radioactive metal waste is continuously charged and melted, the slag component accumulates on the molten metal 11 and hinders the continuous melting, but the slag discharge port 14 and the slag discharge hole 1
Since the slag component 5 is provided, the generated slag component can be continuously melted while being sequentially discharged from the copper crucible 1 by operating the ingot lifting device 9 to push up and down the furnace bottom 4. By doing so, the molten solidified body can be continuously pulled out, so that a long solidified body can be obtained.

【0040】この第4実施形態に係る溶融炉は、溶融し
ながらスラグ成分を排出することが可能であり、溶融固
化体を下方に連続的に引き抜くことができて、長寸の固
化体が得られる。
The melting furnace according to the fourth embodiment can discharge the slag component while melting, and can continuously pull out the molten solidified material downward, thereby obtaining a long solidified material. Can be

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。即ち、
請求項1及び請求項4の発明は、コールドクルーシブル
高周波誘導加熱溶融のみでは溶融困難なコンクリート等
非金属物質が昇降可能に設けた加熱用スリーブを追加す
るだけで溶融可能となり、これらが混入している放射性
固体廃棄物の溶融固化体の製作が容易となる。また、金
属とコンクリート等非金属物質を一括に溶融するために
異なった周波数,電源容量の複数の電源を組み合わせて
設置する従来の誘導加熱法に較べて、設備費が格段に低
廉で、経済性に優れている。
The present invention is embodied in the form described above and has the following effects. That is,
According to the first and fourth aspects of the present invention, non-metallic materials such as concrete, which are difficult to melt only by cold crucible high frequency induction heating and melting, can be melted only by adding a heating sleeve provided so as to be able to move up and down. Of solidified radioactive solid waste can be easily manufactured. In addition, compared to the conventional induction heating method, in which multiple power supplies with different frequencies and power supply capacities are combined to melt nonmetallic substances such as metal and concrete at once, equipment costs are significantly lower and economical. Is excellent.

【0042】請求項2及び請求項5の発明は、加熱用ス
リーブを銅製ルツボの内面全長に亘って配置しているた
め、溶融中にスリーブの昇降操作なしに金属とコンクリ
ート等非金属物質からなる放射性固体廃棄物を一括溶融
できる。また、加熱用スリーブは、ルツボ内面の保護の
役割りを持たせることができ、ルツボの安全性が向上す
る。
According to the second and fifth aspects of the present invention, since the heating sleeve is disposed over the entire inner surface of the copper crucible, the heating sleeve is made of a nonmetallic material such as metal and concrete without raising and lowering the sleeve during melting. Radioactive solid waste can be melted at once. Further, the heating sleeve can have a role of protecting the inner surface of the crucible, and the safety of the crucible is improved.

【0043】請求項3及び請求項7の発明は、加熱用上
面ヒータを銅製ルツボの頂部開口に開閉可能に配置して
いるため、コンクリート等非金属物質に対する溶融能力
は加熱用スリーブを配置したものに較べて若干低下する
が、溶融中のスリーブ昇降操作がなくなって構造及び操
作がより簡易化され、しかも設備費が低下し、また、消
耗部材が少なくて経済性に優れている。
According to the third and seventh aspects of the present invention, since the upper heating heater is disposed at the top opening of the copper crucible so as to be openable and closable, the melting ability for non-metallic substances such as concrete is provided by the heating sleeve. However, the operation of raising and lowering the sleeve during melting is eliminated, so that the structure and operation are simplified, and the equipment cost is reduced, and the number of consumable members is reduced and the economy is excellent.

【0044】請求項6の発明は、溶融中に発生するスラ
グ成分を溶融運転下に排出することができるため、溶融
固化体を連続的に下方に引き抜き長寸の固化体を製作す
ることが可能である。
According to the invention of claim 6, since the slag component generated during melting can be discharged during the melting operation, the molten solid can be continuously drawn downward to produce a long solidified body. It is.

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

【図1】本発明の第1実施形態に係るコールドクルーシ
ブル高周波誘導溶融炉の縦断面示全体構造図である。
FIG. 1 is an overall structural view showing a longitudinal section of a cold crucible high frequency induction melting furnace according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施形態に係るコールドクルーシ
ブル高周波誘導溶融炉の縦断面示全体構造図である。
FIG. 2 is an overall structural view showing a longitudinal section of a cold crucible high frequency induction melting furnace according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施形態に係るコールドクルーシ
ブル高周波誘導溶融炉の縦断面示全体構造図である。
FIG. 3 is an overall structural view showing a longitudinal section of a cold crucible high frequency induction melting furnace according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4実施形態に係るコールドクルーシ
ブル高周波誘導溶融炉の縦断面示全体構造図である。
FIG. 4 is an overall structural view showing a longitudinal section of a cold crucible high frequency induction melting furnace according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】第1比較例であるコールドクルーシブル高周波
誘導溶融炉の縦断面示全体構造図である。
FIG. 5 is an overall structural view showing a longitudinal section of a cold crucible high frequency induction melting furnace as a first comparative example.

【図6】第2比較例であるコールドクルーシブル高周波
誘導溶融炉の縦断面示全体構造図である。
FIG. 6 is an overall structural view showing a longitudinal section of a cold crucible high frequency induction melting furnace as a second comparative example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…銅製ルツボ、 2…誘導コイル、 3
…水冷ジャケット、4…炉底、 5…分離
部、 6…下部炉体、7…冷却水入口、
8…冷却水出口、 9…インゴット昇降装置
10…加熱用スリーブ、 11…金属溶湯、 1
2…助融用スラブ、13…スカル、 14…ス
ラグ排出口、 15…スラグ排出孔、16…昇降駆動
装置、 17…制御手段、 18…開閉駆動装
置、19…加熱用上面ヒータ、
1. Copper crucible, 2. Induction coil, 3.
... water cooling jacket, 4 ... furnace bottom, 5 ... separation section, 6 ... lower furnace body, 7 ... cooling water inlet,
8 Cooling water outlet 9 Ingot elevating device 10 Heating sleeve 11 Metal melt 1
2 slab for auxiliary melting, 13 skull, 14 slag discharge port, 15 slag discharge hole, 16 lifting drive device, 17 control means, 18 opening / closing drive device, 19 heating top heater,

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 草道 龍彦 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 坂本 浩一 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Tatsuhiko Kusamichi 1-5-5 Takatsukadai, Nishi-ku, Kobe City, Hyogo Prefecture Inside Kobe Research Institute, Kobe Steel Ltd. (72) Inventor Koichi Sakamoto Nishi-ku, Kobe City, Hyogo Prefecture 1-5-5 Takatsukadai Kobe Steel, Ltd. Kobe Research Institute

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 放射性金属廃棄物中にコンクリート等非
金属物質が混入してなる放射性固体廃棄物をコールドク
ルーシブル高周波誘導加熱により溶融するに際し、前記
放射性固体廃棄物が投入される銅製ルツボ内面上部に、
黒鉛等の誘導加熱作用で発熱する物質により筒体に形成
されてなる加熱用スリーブを金属溶湯と接触しない高さ
に昇降調整可能に配置し、誘導加熱と該誘導加熱により
加熱した加熱用スリーブの熱輻射及び熱伝導とを利用し
て、放射性固体廃棄物の溶融を行なうことを特徴とする
放射性固体廃棄物の溶融処理方法。
When melting a radioactive solid waste obtained by mixing a nonmetallic substance such as concrete into a radioactive metal waste by cold crucible high-frequency induction heating, a copper crucible into which the radioactive solid waste is charged is placed on an upper portion of an inner surface of the copper crucible. ,
A heating sleeve formed in a cylindrical body by a substance that generates heat by an induction heating action such as graphite is arranged so as to be vertically movable at a height that does not come into contact with the molten metal, and the heating sleeve is heated by the induction heating and the induction heating. A method for melting radioactive solid waste, comprising melting radioactive solid waste using heat radiation and heat conduction.
【請求項2】 放射性金属廃棄物中にコンクリート等非
金属物質が混入してなる放射性固体廃棄物をコールドク
ルーシブル高周波誘導加熱により溶融するに際し、前記
放射性固体廃棄物が投入される銅製ルツボ内面全長に亘
って、黒鉛等の誘導加熱作用で発熱する物質により筒体
に形成されてなる加熱用スリーブを昇降調整可能に配置
し、誘導加熱により加熱した加熱用スリーブの熱輻射及
び熱伝導を利用して、放射性固体廃棄物の溶融を行なう
ことを特徴とする放射性固体廃棄物の溶融処理方法。
2. When melting a radioactive solid waste obtained by mixing a nonmetallic substance such as concrete into a radioactive metal waste by cold crucible high-frequency induction heating, the entire length of the inner surface of the copper crucible into which the radioactive solid waste is charged is increased. Along the way, a heating sleeve formed in a tubular body by a substance that generates heat by induction heating such as graphite is arranged so as to be able to move up and down, and utilizing heat radiation and heat conduction of the heating sleeve heated by induction heating. A method for melting radioactive solid waste, comprising melting radioactive solid waste.
【請求項3】 放射性金属廃棄物中にコンクリート等非
金属物質が混入してなる放射性固体廃棄物をコールドク
ルーシブル高周波誘導加熱により溶融するに際し、前記
放射性固体廃棄物が投入される銅製ルツボの上部に、黒
鉛等の誘導加熱作用で発熱する物質により盤体に形成さ
れてなる加熱用上面ヒータを銅製ルツボの頂部開口に嵌
合し得る開閉可能に配置し、誘導加熱と該誘導加熱によ
り加熱した加熱用上面ヒータの熱輻射を利用して、放射
性固体廃棄物の溶融を行なうことを特徴とする放射性固
体廃棄物の溶融処理方法。
3. When melting a radioactive solid waste obtained by mixing a nonmetallic substance such as concrete into a radioactive metal waste by cold crucible high-frequency induction heating, the radioactive solid waste is placed above a copper crucible into which the radioactive solid waste is charged. , A heating upper surface heater formed of a substance that generates heat by an induction heating effect such as graphite or the like is disposed so as to be openable and closable so as to fit into a top opening of a copper crucible, and is heated by the induction heating and the induction heating. A method for melting radioactive solid waste, wherein the radioactive solid waste is melted by utilizing the heat radiation of the upper surface heater.
【請求項4】 放射性金属廃棄物中にコンクリート等非
金属物質が混入してなる放射性固体廃棄物をコールドク
ルーシブル高周波誘導加熱により溶融する溶融処理装置
であって、前記放射性固体廃棄物が投入される水冷構造
の銅製ルツボと、この銅製ルツボの外周部に巻装されて
高周波電源が供給される誘導コイルと、黒鉛等の誘導加
熱作用で発熱する物質により前記銅製ルツボに比し短小
な筒体に形成されて銅製ルツボ内の内面上部に沿い昇降
動可能に嵌装される加熱用スリーブと、この加熱用スリ
ーブを昇降動させる昇降駆動装置と、この昇降駆動装置
を制御して前記加熱用スリーブを銅製ルツボ内の金属溶
湯に接触しない高さに昇降調整する制御手段とを含むこ
とを特徴とする放射性固体廃棄物の溶融処理装置。
4. A melting treatment apparatus for melting radioactive solid waste obtained by mixing non-metallic substances such as concrete into radioactive metal waste by cold crucible high frequency induction heating, wherein said radioactive solid waste is charged. A water-cooled copper crucible, an induction coil wound around the outer periphery of the copper crucible and supplied with high-frequency power, and a tube that is short and shorter than the copper crucible by a substance that generates heat by induction heating such as graphite. A heating sleeve formed and fitted to be movable up and down along the upper part of the inner surface inside the copper crucible, an elevating drive device for elevating the heating sleeve, and controlling the elevating drive device to control the heating sleeve A control unit for adjusting the height of the copper crucible so as not to come into contact with the molten metal in the copper crucible.
【請求項5】 放射性金属廃棄物中にコンクリート等非
金属物質が混入してなる放射性固体廃棄物をコールドク
ルーシブル高周波誘導加熱により溶融する溶融処理装置
であって、前記放射性固体廃棄物が投入される水冷構造
の銅製ルツボと、この銅製ルツボの外周部に巻装されて
高周波電源が供給される誘導コイルと、黒鉛等の誘導加
熱作用で発熱する物質により前記銅製ルツボと略等長の
筒体に形成されて銅製ルツボ内の内面略全長に沿い昇降
動可能に嵌装される加熱用スリーブと、この加熱用スリ
ーブを昇降動させる昇降駆動装置と、この昇降駆動装置
を制御して前記加熱用スリーブを昇降調整する制御手段
とを含むことを特徴とする放射性固体廃棄物の溶融処理
装置。
5. A melting treatment apparatus for melting radioactive solid waste obtained by mixing non-metallic substances such as concrete into radioactive metal waste by cold crucible high-frequency induction heating, wherein the radioactive solid waste is charged. A copper crucible having a water-cooled structure, an induction coil wound around the outer periphery of the copper crucible and supplied with high-frequency power, and a tubular body substantially equal in length to the copper crucible formed of a substance that generates heat by induction heating such as graphite. A heating sleeve formed and fitted to be movable up and down along the substantially entire length of the inner surface of the copper crucible; an elevating drive device for elevating the heating sleeve; and controlling the elevating drive device to control the heating sleeve. And a control means for adjusting the height of the radioactive solid waste.
【請求項6】 銅製ルツボの周胴上部にスラグ排出口が
設けられ、加熱用スリーブの周胴部に前記排出口スラグ
からスラグを排出させるための1個または複数個のスラ
グ排出孔が設けられ、コールドクルーシブル高周波誘導
加熱による溶融を行なった際に発生するスラグ成分を排
出しつつ溶融が成される請求項4または5に記載の放射
性固体廃棄物の溶融処理装置。
6. A slag discharge port is provided in an upper part of a peripheral body of a copper crucible, and one or a plurality of slag discharge holes for discharging slag from the discharge port slag are provided in a peripheral body part of a heating sleeve. The radioactive solid waste melting treatment apparatus according to claim 4 or 5, wherein the melting is performed while discharging a slag component generated when the melting is performed by the crucible high-frequency induction heating.
【請求項7】 放射性金属廃棄物中にコンクリート等非
金属物質が混入してなる放射性固体廃棄物をコールドク
ルーシブル高周波誘導加熱により溶融する溶融処理装置
であって、前記放射性固体廃棄物が投入される水冷構造
の銅製ルツボと、この銅製ルツボの外周部に巻装されて
高周波電源が供給される誘導コイルと、黒鉛等の誘導加
熱作用で発熱する物質により前記銅製ルツボの頂部開口
に嵌合し得る盤体に形成されて銅製ルツボの上部に前記
頂部開口の開閉可能に配設される加熱用上面ヒータと、
この加熱用上面ヒータを開閉動させる開閉駆動装置と、
この開閉駆動装置を制御して前記加熱用上面ヒータを銅
製ルツボの前記頂部開口に嵌合させる制御手段とを含む
ことを特徴とする放射性固体廃棄物の溶融処理装置。
7. A melting treatment apparatus for melting radioactive solid waste obtained by mixing non-metallic substances such as concrete into radioactive metal waste by cold crucible high-frequency induction heating, wherein the radioactive solid waste is charged. A copper crucible having a water-cooled structure, an induction coil wound around the outer periphery of the copper crucible and supplied with high-frequency power, and a material that generates heat by induction heating such as graphite can be fitted to the top opening of the copper crucible. A heating upper heater formed on the board body and disposed on the upper part of the copper crucible so as to be capable of opening and closing the top opening;
An opening and closing drive for opening and closing the heating upper heater;
Control means for controlling the opening / closing drive device to fit the heating upper heater to the top opening of the copper crucible, and a radioactive solid waste melting treatment apparatus.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115127028A (en) * 2022-07-29 2022-09-30 中广核研究院有限公司 Discharge device for glass melt of radioactive waste

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