KR20150135261A - 보관될 금속 폐기물을 처리하기 위한 유도로 및 방법 - Google Patents

Abstract

용융 유도로는 구조의 중심 부분을 형성하도록 부가된 하부 솔 플레이트(sole plate)(11)가 부가된 케이싱(casing)(7)과 함께, 제거 가능한 내부 도가니(1)를 포함한다. 상기 도가니(1)는 : 상기 용융조(20)의 열과 공격성을 견디는 내부층(4); 상기 도가니의 경계를 정하는 외부층(6); 및 절연 중간층(5)으로 구성된다. 상기 도가니(1)는 일회성 도가니이며, 그것의 충전물과 함께 적절한 컨테이너에 보관될 수 있다. 상기 케이싱(7)이 냉각될 때조차, 열손실이 낮다. 또한 차동 열팽창으로 인한 응력들도 많이 감소된다.

Description

보관될 금속 폐기물을 처리하기 위한 유도로 및 방법 {Induction furnace and method for treating metal waste to be stored}

본 발명은 금속 폐기물을 용융하도록 설계된 유도로와 그러한 금속 폐기물의 처리 방법에 관한 것이다.

일부 금속 폐기물 또는 기타 다른 폐기물들은 그것들에 포함된 위험한 오염된 부분 또는 위험한 유독성 부분으로 인해, 적절한 용기들에 오랜 기간동안 보관될 수 있다. 앞서 폐기물을 용융하는 것은 그것들의 부피를 줄일 수 있어서 바람직하다. 또한, 폐기물을 용융하는 것은 금속보다 더 환원 가능한 오염 물질들을 최종적으로 얻어지는 잉곳(ingot)의 체적에 걸쳐 분산시키며, 금속보다 더 산화가능한 오염 물질들을 적절한 조성을 가진 슬래그(가능하다면, 산화물-계 슬래그)에서 이동시킨다. 따라서 그 결과, 부식에 노출된 금속의 자유 표면을 감소시켜 위험 요소들의 향후 산화 위험들을 감소시킴으로써, 좋은 밀폐 속성들이 얻어진다.

용융로들에는 많은 유형들이 있다. 유도 가열이 가장 많이 사용되며, 그 다음 필드 코일(field coil)은 내부로 폐기물이 주입되는 도가니 주위에 배치된다. 상기 필드 코일은 폐기물 내에 고강도 전류들을 생성하여, 용융을 일으키기 충분한 열을 가한다. 종종 상기 도가니는 차가운 유체(일반적으로 물)의 영구적 순환에 의해 냉각될 필요가 있으며, 이러한 유체는 상기 도가니의 근처에 있거나 상기 도가니 내에 형성된 덕트(duct)들 내에 들어있다. 이러한 유형의 유도로의 일례는 특허 FR-2 835 620-A 에 기술되어있다.

상기 특허의 설계자는 자신이 여러 가지 어려움에 직면하였음을 발견하였다. 먼저, 심각한 열적, 화학적 및 기계적 힘들이 용융조로부터의 열에 의해, 그것의 부식 특성들에 의해, 그리고 상기 용융조와 냉각 회로 사이의 작은 거리로 인한 차동 팽창들에 의해 생성되어서, 상기 도가니에 가해진다. 용융조에 침지되어 있기 때문에 손상에 가장 많이 노출된 상기 도가니의 내부면은 주로 내화성 세라믹 코팅으로 구성되며, 상기 도가니의 나머지 부분은 금속이다. 그러나 차동 팽창들은 그것들의 계면에서 특히 높기 때문에, 여전히 금속 및 세라믹간의 분리 위험 또는 상기 세라믹의 붕괴의 위험이 남아있다. 상기 용융조 및 냉각수간의 혼합을 야기할, 상기 도가니의 파손에 대한 보호가 필요하다. 상기 도가니에 가해지는 힘들은 조기 마모 또는 심지어 파손의 원인이 될 수 있으며, 그 뒤 상기 용융조 및 냉각수간의 위험한 혼합이 잇따를 수 있다.

또한, 상기 도가니의 벽에서 발생되는 기생전류로 인한 유도 에너지의 과잉 소비에 대한 보호도 필요하다. 이는 종종 상기 도가니를 섹터(sector)들로 분해시킴으로써, 즉 상기 도가니를 절연 조인트들에 의해 분리된 각섹터(angular sector)들로 분할함으로써 극복된다. 그러나 그 다음, 그러한 조인트들이 상기 용융조에 노출된 상기 도가니의 내부면에 추가적 어려움들이 나타나며, 서로 다른 물질들 사이의 계면들의 수가 증가하기 때문에, 차동 팽창들로 인해 발생하는 문제점들이 악화된다. 이러한 설계는 WO-03/067 166-A에 개시되어 있으며, 섹터들은 세라믹으로 코팅되어 있다. 그러나 발생하는 문제들이 모두 해결되지는 않는다.

공정에서 다른 어려움들이 나타난다. 용융된 금속은 용융 끝 무렵에 잉곳 주형에 주입될 수 있거나, 또는 이 공정 중에 잉곳의 형태로 계속해서 회수될 수 있다. 이러한 제1 공정들은 주입 중에 금속과 그것의 슬래그간의 원치 않는 혼합을 야기할 수 있다. 반면, 저온 도가니들의 사용에 기초하는 제2 공정들은, 오리피스(orifice)에서 유체를 빼내는(drawing off) 잉곳의 근처에 있는 금속의 응고를 수반한다. 그러므로 용융 금속과 냉각수는 서로 매우 근접해야하며, 그 결과, 상기 도가니의 파손으로 인한 사고 위험들이 증가된다. 모든 공정들에서, 용융 금속으로 인해 생성된 증기들의 확산(dissemination)을 방지하기 위해 누출 방지(leak-tight)되도록 설치가 이루어져야한다.

본 발명은 이러한 다양한 어려움들을 적어도 부분적으로 극복하는 것을 목표로 한다. 이는 무엇보다도 안전한 용융 공정의 필요성에 기초한다. 주입에 의한 사고 위험들, 용융 중 또는 최종 주입 중 도가니의 파손으로 인한 용융조의 확산 위험들이 제거될 것이다. 또한, 본 발명의 설계 시에, 허용 가능한 전력 손실을 가지는, 또한 튼튼하고 오래 지속될 수 있는 도가니를 얻기 위해 노력했다.

먼저, 핵에너지에 의해 발생되는 폐기물을 용융함으로써 처리하기 위한 일반적인 설계는 금속 케이싱(casing)을 가진 도가니를 사용하여 유지되었다. 금속 케이싱들은 예기치 않은 파손에 영향을 받지 않으며, 그것들 안에 냉각 회로를 통합하기 쉽다. 그러나 상술한 바와 같이, 도가니들이 절연 조인트들에 의해 분리된 섹터들로 구성되지 않는다면, 유도에 의한 전기적 에너지 손실이 과도하다; 그러나 용융조에 근접한 조인트들의 보호가 보장되어야한다.

따라서 본 발명의 특유한 아이디어 하나는 구성된 바와 같은 상기 케이싱과, 상기 케이싱 내의 (본원에서 상기 도가니를 형성하는)내부 용기 간의 장치를 분리하는 것이었다. 상기 도가니는 내화성 내부층, 금속 외부층, 그리고 일반적인 중간층을 포함한다. 상기 내부층은 도달 온도에도 불구하고 상기 용융 금속을 가둬 둔다. 상기 외부층은 상기 내화성 물질의 파손 위험에 대비한 상기 도가니의 응집력 및 기계적 강성을 제공한다. 그리고 상기 중간층은 차동 열팽창들을 처리하도록 선택되며, 가능하다면 과열로부터 상기 외부층의 금속을 보호하는 단열을 제공하도록 선택된다. 상기 케이싱과 달리, 상기 도가니는 그 둘레가 연속적이어서, 그것의 응집력 및 불투과성을 보장한다. 또한 상기 외부층은 중요할 수 있는, 그러나 발명자들에 의해 발견된 몇몇 설계 규칙들이 준수된다면 실질적으로 허용할 만한 훨씬 낮은, 전기적 손실들의 영향을 받는다. 그리고 간단한 구조의 도가니는 단일 충전을 목적으로 할 수 있으며, 용융 후, 이 충전물에 대한 최종 용기로서 사용될 수 있다 : 상기 도가니는 상기 케이싱 밖으로 들어 올려져서 운반되며, 그 후 다음 충전을 위해 새로운 도가니로 대체된다. 용융된 폐기물을 주입의 어려운 단계는 사라지며, 상기 폐기물의 밀폐를 보장하기 위해, 그리고 방사선 누출을 방지하기 위해, 상기 도가니 구조의 연속성이 중요하게 남아있다. 가득찬 도가니들은 그것들을 위해 설계된 밀폐 저장 용기들 내부로 단순히 내려진다. 상기 도가니는 상기 케이싱과 간격을 두고 그 내부에 설치된다. 상기 도가니의 외부층과 상기 케이싱은 보통 동일한 금속들로 만들어지거나 유사한 팽창 계수를 가진 금속들로 만들어지기 때문에, 그 간격은 모든 온도에서 유지된다.

서로 포개진 두개의 부분들(도가니 및 케이싱)로 장치를 분해하는 것은 US-7 197 061-B에서 이미 수행되고 개시되었다. 하지만, 이 경우, 상기 케이싱 및 도가니는 내화성 물질로 만들어져서, 이 경우는 높은 안전성을 요구하는 응용들에서는 사용할 수 없다. 또한 DE-22 43 769-A의 내용도 이와 유사하다.

따라서 그것의 일반적인 형태에서, 본 발명은 낮은 에너지 소비와 높은 안전성 수준을 가진, 금속 폐기물 용융 유도로에 관한 것이다. 본 발명의 유도로는, 전기 절연 층들에 의해 분리된 섹터들로 나누어지는 원형 금속 케이싱, 상기 금속 케이싱에 제공되는 유체 냉각 덕트(duct)들, 상기 금속 케이싱을 둘러싸는 필드 코일, 그리고 상기 케이싱 아래에서 연장하는 솔 플레이트(sole plate)를 포함한다. 또한 상기 유도로는, 원형 벽과 바닥부로 구성된 상기 케이싱 내부의 도가니를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 도가니는 상기 솔 플레이트 상에 배치되며, 상기 케이싱으로 둘러싸진다. 또한 상기 도가니는 그 둘레주위로 연속적인 균일 간격만큼 상기 케이싱으로부터 분리되어 있다. 그리고 상기 도가니는 내화성 내부층, 압축성 있는 물질로 구성된 중간층, 그리고 금속 외부층을 포함하는 세 개의 동심 층들로 구성된다.

이러한 융해로를 사용하는 본 발명의 대표적인 공정은, 상기 폐기물은 주입되고 용융된 후에 응고될 때까지 상기 도가니 내에 남아있는 것과, 그 후 상기 도가니는 제거되어 상기 폐기물과 함께 저장소로 들어가는 것을 특징으로 한다.

상기 내부층은 그것과 접촉되는 용융조의 열을 견디며, 상기 외부층은 상기 도가니의 응집력에 기여하고, 상기 중간층은 외부로 향하는 열전달을 제한한다. 상기 내부층은 제한된 기간(수시간 내지 수일)동안 금속 액체에 의한 부식에 잘 견뎌야한다; 상기 내부층은 (예를 들어, 탄화규소를 기반으로 한) 세라믹으로 만들어질 수 있다; 상기 중간층은 (상기 도가니 내에 응력 없이 차동 열팽창들을 처리하기 위해) 압축성 있는 물질로 만들어질 수 있다. 그리고 바람직하게는, (상기 금속 케이싱처럼) 상기 외부층은 그 안에 흐르는 유도 전류를 감소시키기 위해, 전기를 전도하지 않는 금속으로 만들어질 수 있다.

상기 솔 플레이트는 상기 케이싱으로부터 분리될 수 있어서, 상기 플레이트는 하강될 수 있도록, 그리고 상기 도가니는 응고 후에 노출될 수 있도록 한다. 이로써, 상기 도가니는 쉽게 제거될 수 있다.

본 발명의 효과는 본 명세서에 해당되는 부분들에 개별적으로 명시되어 있다.

예시적 예로서 주어진 일실시 예를 나타내는 단일 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 양태들이 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 유도로를 개략적으로 도시한다.

용융 장치는 원통형 측벽(2) 및 상기 측벽(2)에 인접한 바닥부(3)를 구비한 다-층의 도가니(1)를 포함한다. 상기 측벽(2) 및 바닥부(3)는 각각, 내부에서 외부방향으로 작동하는, 내부층(4), 중간층(5) 및 외부층(6)으로 구성된 세 개의 층들을 포함한다. 상기 도가니는 먼저, 전체 작동 중에, 일반적으로는 몇 시간동안, 상기 도가니(1)내에 존재하는 용융 금속욕(20)에 의한 부식을 잘 견디는(내식성) 물질로 이루어진 내부층(4)으로 구성된다; 상기 도가니의 내용물을 가열하려는 유도 전자기장을 과도하게 클리핑하는 것을 방지하기 위해, 이 물질은 전기를 잘 전달하지 못하는 불량도체(bad conductor)여야 한다. 또한 상기 도가니(1)는 단열재로 이루어진 중간층(5)을 포함하여서, 바깥쪽을 향하는 열속(thermal flux)을 제한한다; 상기 단열재는, 그것의 단열 특성을 잃지 않으면서 약간의 압축성이 있어서, 상기 단열재가 삽입되는 상기 내부층(5) 및 외부층(6) 간의 차동 팽창들에 맞게 조정될 수 있다; 상기 단열재는 내화성 섬유들로 구성된 펠트(felt)일 수 있다. 마지막으로, 상기 외부층(6)은 상기 도가니(1)의 경계를 정하고, 상기 도가니(1)를 조정하기 위해 사용된다; 상기 외부층(6)은 또한 전기가 아주 잘 통하는 양도체가 아닌 금속으로 이루어진다; 상기 외부층(6)은 상기 용융 금속(20)에 접촉하지 않으며, 상기 외부층(6)의 온도는 상기 내부층(4)의 온도보다 낮기 때문에, 상기 외부층은 상기 내부층이 파손되어야할 경우에 밀폐 장벽의 역할을 할 것이다.

상기 도가니(1)는 원형 케이싱(7)으로 이루어진 융해로 내에 위치한다. 상기 원형 케이싱(7)은 상기 도가니(1)를 둘러싸며, 그것의 외부 표면을 수백도에 해당하는 가능한 가장 낮은 온도로 유지한다. 또한 상기 케이싱(7)도 전기를 잘 전달하지 못하는 금속으로 만들어진다. 자계 손실들을 더 감소시키기 위해, 유리하게는, 상기 케이싱(7)은 종래 기술에 공지된 바와 같이 절연 조인트들(9)에 의해 분리된 원의 섹터들 주위로 연장하는 섹터들(8)로 분할된다. 이는 유도 전류들을 거의 전부 제거한다. 상기 섹터들(8)에 형성되는 덕트(duct)들(도시되지 않음)을 통한 내부 물 순환 또는 공기 순환에 의해 냉각이 일어날 수 있다. 각각의 섹터(8)의 상당 직경(equivalent diameter)(각각의 섹터의 단면의 면적(S)으로부터 계산된 상당 직경(D)은

)이 섹터들을 구성하는 물질 내에 유도된 전류의 침투 깊이(P)(P=503

)의 절반 이하라면, 상기 섹터들(8)에서의 전력 손실은 무시해도 될 정도가 된다. 상기 도가니(1)가 깨진다면, 상기 케이싱(7)이 상기 용융 금속을 가둔다. 상기 케이싱(7)은 상기 도가니(1)의 내용물을 용융시킴으로써 생성되는 기체들의 누출을 방지하는 것을 유지하기에 적합하다. 또한 상기 케이싱(7)은 이러한 목적을 위해 그것의 위에 놓여진 뚜껑(도시되지 않음)에 의해 보완될 수 있다. 상기 도가니(1)는 섹터들로 분할되지 않지만, 용융조에 대해 잘 견딜 수 있도록 상기 도가니의 둘레에 대해 연속적임이 강조되어야 한다.

유도 솔레노이드(10)가 상기 케이싱(7)을 둘러싼다; 상기 솔레노이드(10)는 교류에 의해 작동하며, 내용물이 액화될 때까지 가열하는 전자기장을 생성한다.

이제, 장치가, 기본적으로 상기 케이싱(7)의 외부층(6)에서의, 전기적 손실들을 완화하도록 최적화되게 하는 방법을 기술할 것이다. 상기 케이싱(7) 내의 전력 손실이 무시해도 될 정도가 되는 시작 주파수를 구하고자, 저항 측정들은 섹터화된 케이싱(7) 상에서 서로 다른 주파수들로 수행되었다.

상기 케이싱은 33.2 cm의 내경을 가진 실린더를 형성하는, 높이 40 cm, 상당 직경 2.4 cm를 가진 32개의 섹터들로 구성된다. 상기 섹터들(8)은 의 저항률을 가진 스테인리스강으로 만들어진다.

내경이 38 cm 이고 높이가 30 cm인 필드 코일(10)이 상기 케이싱(7)을 17번 감는다. 그것의 단면적은

이다. 상기 케이싱(7)의 저항은 상기 필드 코일(10) 및 상기 필드 코일(10) 내에서 소비되는 전력에 영향을 주므로 서로 다른 주파수들로 측정되었으며, 상기 필드 코일(10)의 저항 및 상기 필드 코일(10) 내에서 소비된 전력과 비교되었다(표 1).

주파수(Hz)	필드 코일 저항 (m Ω)	케이싱 저항 (m Ω)	케이싱 저항 대 필드 코일 저항 비율	케이싱 내의 전류 침투 깊이(cm)
30	6.84	0	0	7.68
50	6.95	0	0	5.95
60	7	0	0	5.43
80	7	0.02	0.003	4.71
100	7	0.06	0.009	4.21
120	6.85	0.12	0.017	3.84
140	6.76	0.18	0.027	3.56
160	6.88	0.23	0.033	3.33
180	7.03	0.27	0.038	3.14
200	7	0.32	0.045	2.98
400	7	1.10	0.157	2.1
800	7.3	4.74	0.649	1.49
1600	7	18.5	2.643	1.05

유도 전류의 침투 깊이가 상기 섹터들의 상당 직경의 2배 이상일 때, 상기 섹터화된 케이싱(7) 내의 전력 손실이 무시해도 될 정도(최적화되지 않은 필드 코일 내의 전력 손실의 0.3 % 미만)가 되는 것을 볼 수 있다.

유도 전문가는, 손실을 최소화시키기 위해, 유도 전류의 침투 깊이를 섹터들(8)의 상당 직경과 동일하게 하는 것도 충분했을 것이라고 생각할 수도 있다. 그러나 200 Hz에서(섹터들(8)의 상당 직경 2.4 cm에 비해, 유도 전류의 침투 깊이는 2.98 cm), 상기 케이싱(7)에서의 전력 손실은 여전히 상기 필드 코일(10)에서의 전력 손실의 4.54 % 이며, 이 비율은 80 Hz에서의 비율보다 15 배 이상임이 관찰되었다.

또한, 상기 융해로는 솔 플레이트(sole plate)(11)도 포함하여, 상기 도가니(1)는 상기 플레이트(11)상에 배치된다. 상기 솔 플레이트(11) 또한 섹터들(12)로 분할되어, 전자기적 에너지의 손실을 방지할 수 있다. 유체 순환 채널들(22)이 상기 섹터들(12)에 형성되어서, 상기 섹터들을 냉각시킨다. 상기 도가니(1)는 차가울 때, 즉 상기 도가니(1)의 가열을 시작하기 전에 또는 냉각 후에, 상기 케이싱(7)과 간격을 두고 그 내부에 위치한다. 또한 상기 솔 플레이트(11)도 상기 케이싱(7)과 간격을 두고 그곳에 위치하여서, 상기 솔 플레이트는 임의의 장치에 의해 임의로 상승 및 하강될 수 있다. 이로써, 상기 도가니(1)는 상부 또는 하부 중 하나를 통해 상기 케이싱(7)으로부터 꺼내질 수 있다. 이 간격은 용융 중에 뜨거울 때, 상기 케이싱(7)에 접촉하기 시작하는 상기 도가니(1)의 팽창에 의해 보상되며, 이 접촉은 상기 도가니(1)의 냉각을 향상시킬 수 있고, 과열을 방지할 수 있다.

폐기물 처리 공정은 다음과 같다. 먼저 폐기물은 상기 도가니(1) 내에 주입된다. 그 다음 상기 솔레노이드(10)는 전자기장을 유도하는 것으로 전환되어, 결과적으로 충전물에 유도 전류들을 유도하고, 폐기물이 액화될 때까지 온도를 증가시킨다. 상기 용융조(20)는 필요한 기간만큼 유지된 다음, 응고 잉곳이 되기 위해 냉각될 수 있다. 본 발명의 특징적 방법에서, 상기 도가니(1)는 그 후 상기 융해로로부터 꺼내지며, 적절한 용기에 상기 잉곳과 함께 보관된다. 이로써, 다른 문제들 가운데, 기체들의 밀봉을 유지해야하는 어려움에 있어, 상기 용융조(20)의 주입 또는 응고 잉곳의 점진적 배출을 방지할 수 있다. 층들의 수와 상기 외부 층들의 낮은 온도 때문에, 상기 용융조(20)와 상기 냉각 덕트들(21, 22)내의 물간에 갑작스러운 접촉이 일어날 가능성은 극희 희박하다. 이는 상기 내부층(4)이 파손된 후에도 부식과 사고 위험들을 감소시킬 것이다. 어떠한 방해 운동들도 없기 때문에, 상기 용융조(20) 상단에 슬래그를 처리하기가 쉽다. 상기 도가니(1)는 한번만 사용되고 그것의 기능적 수명은 짧기 때문에(몇 시간 내지 몇 일), 상기 내부층(4)은 더 심한 부식을 감수하고서라도, 상당히 높은 온도를 허용할 수 있다. 따라서 상기 내부층(4)은 짧은 수명을 가질 수 있다. 상기 중간층(5)은 상기 케이싱(7) 및 상기 냉각된 솔 플레이트(12)로의 열 손실을 제한하여, 더 낮은 가열 전력(heating power)을 가능하게 한다. 상기 도가니(1) 및 상기 케이싱(7)간의 간격 때문에, 그리고 압축성 있는 상기 중간층(5)이 존재하기 때문에, 차동 팽창들은 더 낮은 응력들을 생성한다.

일 특정 실시 예에서, 상기 내부층(4)은 내경 330 mm, 높이 1050 mm, 두께 25 mm를 가진 탄화규소에 기초한 세라믹으로 만들어졌다. 상기 중간층(5)은 두께 10 mm와 높이 1050 mm 의 광물 섬유들로 만들어졌다. 상기 외부층(6)은 두께 5 mm, 높이 1050 mm의 스테인리스강으로 만들어졌다. 상기 케이싱(7)의 내경은 412 mm 였으며, 그 두께는 20 mm 였다. 상기 케이싱(7)은 상기 조인트들(9)용 3 mm의 전기 절연체에 의해 분리된 30 개의 섹터들(8)을 포함했으며, 그 높이는 1300 mm 였다. 상기 외부층(6)의 차동 팽창은, 약 300℃인 상기 외부층(6)의 온도에 대해, 상기 도가니(1) 및 상기 케이싱(7)간의 2 mm 간격을 보상하는 것을 가능하게 하였다.

상기 솔레노이드(10)의 내경은 500 mm 였으며, 높이는 500 mm 였다. 또한 약 50 Hz 의 주파수에서 구동시켰다. 상기 솔레노이드(10)는 권수가 5였으며, 그것의 높이는 상기 용융조(20)의 레벨을 모니터하기위해 조정 가능하였다. 이러한 주파수로 유도된 전류의 침투 깊이는 스테인리스강에서 7 cm였다. 상기 용융조(20)에 대해 적어도 10 cm의 반경(이 경우, 반경은 16.5 cm)은, 상기 용융조(20)의 중심 너머에 길항 유도 전류(antagonist induced currents)를 형성하지 않으면서, 전자기 유도 가열의 좋은 효율을 얻는 것을 가능하게 할 것이다.

상기 솔 플레이트(11)의 외경은 412 mm 였으며, 상기 솔레노이드(10)의 저부보다 약 20 mm 낮은 곳에 위치되었다. 상기 솔 플레이트(11)는 스테인리스강으로 만들어졌다.

약 1450℃에서 시간당 60 kg 정도의 용해 능력을 위해 요구되는 유도 전력은 약 230 kW와 같았으며, 상기 솔레노이드(10)의 단자들에 대해 약 45 V의 전압을 가함으로써 얻어졌다. 상기 유도 코일 내에서 방출될 열전력(thermal power)은 약 68 kW 였다. 상기 도가니(1)의 외부층(6)에서의 줄 효과(Joule effect)에 의한 열전력 손실은 허용 손실인 48 kW 정도였다. 그 후 용융 작업 기간은, 사용된 세라믹의 내식성과 양립할 수 있는, 12 시간 정도이다.

다음의 이점들이 얻어진다. 상기 도가니 자체를 냉각된 외부 금속 케이싱으로부터 분리 시에, 상기 도가니 및 상기 케이싱 내 모두에서 차동 열적 팽창들이 감소된다. 상기 도가니 자체는 각각의 용융 후에 교체 가능한 소모품이 되며, 상기 금속 케이싱은 상기 용융 금속에 더 이상 접촉하지 않고, 따라서 부식되지 않는다. 상기 용융 금속으로부터의 열이 사고를 일으킨다면, 파손은 오직 상기 도가니에만 영향을 미치며, 반면 상기 냉각 덕트들을 포함하는 상기 금속 케이싱은 온전하게 유지된다. 상기 도가니의 영역은 계속해서 유지되기 때문에, 상기 케이싱은 어떠한 불이익 없이 섹터들로 분할될 수 있다. 폐기물들을 응고될 때까지 상기 도가니 내에 보관 시, 상기 도가니를 상기 케이싱으로부터 꺼내고 응고된 폐기물을 제거하기 전에, 증기들을 없애는 것이 가능해진다. 이로써 상기 융해로의 누출 방지성은 어떠한 어려움 없이 유지될 수 있다. 마지막으로, 상기 잉곳을 제거하고 보관하는 것은, 상기 도가니를 다루는 것만을 필요로 하기 때문에, 매우 쉽다는 것이 명백하다.

Claims (6)

1. 낮은 에너지 소비와 높은 안전성 수준을 가진, 금속 폐기물 용융을 위한 유도로에 있어서,
   상기 유도로는 :
   전기 절연 층들에 의해 분리된 섹터(sector)들(8)로 나누어지며, 유체 냉각 덕트(duct)들(21)을 구비한 원형 금속 케이싱(casing)(7);
   상기 금속 케이싱을 둘러싼 필드 코일(field coil)(10); 및
   상기 케이싱 아래에서 연장하는 솔 플레이트(sole plate)(11)를 포함하며,
   상기 유도로는, 상기 케이싱(7) 내부에 원형 벽과 바닥부로 구성된 도가니(1)를 포함하며,
   상기 도가니는 :
   - 상기 솔 플레이트(11) 상에 배치되며,
   - 상기 케이싱(7)으로 둘러싸지며,
   - 간격을 두고 상기 케이싱으로부터 분리되어있으며,
   - 상기 도가니의 둘레 주위로 연속적이고 균일하며, 그리고
   - 내화성 내부층(4), 압축성 있는 물질로 구성된 중간층(5), 그리고 금속 외부층(6)을 포함하는 세 개의 동심 층들로 구성되는 것을 특징으로 하는, 용해로.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 내부층은, 예를 들어 탄화규소를 기반으로 한, 세라믹으로 만들어지는 것을 특징으로 하는, 용해로.
3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   상기 중간층은 단열재로 만들어지는 것을 특징으로 하는, 용해로.
4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 중간층은 섬유 구조물을 가지는 것을 특징으로 하는, 용해로.
5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 섹터들(8)은 상기 섹터들을 구성하는 물질 내에 유도된 전류의 침투 깊이(P)의 절반 이하인 상당 직경(equivalent diameter)(D)을 가지는 것을 특징으로 하는, 용해로.
6. 금속 폐기물이 보관되도록 처리하는 공정에 있어서,
   제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 따른 용해로가 사용되며,
   상기 폐기물은 상기 도가니(1) 내로 주입되고, 상기 필드 코일(10)은 상기 폐기물을 용융하기 시작하고,
   상기 폐기물은 응고될 때까지 상기 도가니 내에 남겨지며, 그 후 상기 도가니(1)는 제거되어 상기 폐기물과 함께 저장소 내부로 넣어지는 것을 특징으로 하는, 폐기물 처리 공정.

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