[实用新型]一种铀锆合金切屑的快速回收装置

说明书

技术领域

本实用新型属于冶金的技术领域，更具体地讲，涉及一种铀锆合金切屑的快速回收装置。

背景技术

铀锆合金其具有优良核性能、高熔点、抗腐蚀性等特征，是核反应堆的燃料包壳优选材料。

在铀锆合金加工过程中会产生较多切屑等放射性废物，造成原材料的大量浪费以及对环境的污染，目前国内外铀屑的回收以感应熔炼为主，设备在运行时消耗大量的能量，熔炼过程中会发生材料和能源浪费，并存在安全风险性问题。

近年来，微波熔炼以加热速度快、工艺时间短、能耗低、对环境危害小等优点引起了人们的广泛关注。

实用新型内容

为了解决以上技术缺陷，本实用新型旨在提供一种利用微波熔炼进行铀锆合金切屑快速回收的装置。

本实用新型提供了一种铀锆合金切屑的快速回收装置，所述快速回收装置与微波高温高真空炉配合使用，所述快速回收装置包括加热坩埚、保温套和填充在所述加热坩埚与保温套之间的辅热层，其中，所述加热坩埚由重结晶SiC陶瓷制成且内表面涂覆有锆酸钙涂层，所述保温套由Al₂O₃制成，所述辅热层由ZrO₂颗粒或重结晶SiC片组成。

根据本实用新型铀锆合金切屑的快速回收装置的一个实施例，所述保温套包括套筒和顶盖，所述顶盖上开有测温孔。

根据本实用新型铀锆合金切屑的快速回收装置的一个实施例，所述加热坩埚的内径与壁厚的比值为12:1～10:1，所述锆酸钙涂层的厚度为0.05～0.15mm。

根据本实用新型铀锆合金切屑的快速回收装置的一个实施例，所述加热坩埚的外径与保温套的内径的比值为1:1.5～1:2。

根据本实用新型铀锆合金切屑的快速回收装置的一个实施例，所述辅热层的填充高度与加热坩埚的顶端齐平，所述ZrO₂颗粒的粒度为2～10mm，重结晶SiC片的厚度为5～15mm。

本实用新型采用微波加热方式对铀锆合金切屑进行熔炼回收，加热速率快，与其他熔炼方式和装置相比，可明显降低加热使用功率并将熔炼所需时间减少一半以上，因此可减少能源的浪费，降低铀锆合金回收过程中造成的污染。此外，本实用新型设计简单，具有良好的加热和保温性能，加热坩埚、辅热层和保温套取材容易，制备价格较低，在熔炼过程中耐急冷急热，安全性较好。本实用新型方法和装置不仅可满足铀锆合金切屑的熔炼回收，也适用于其他金属材料的废料回收和合金化熔炼，具有较广的适用范围。

附图说明

图1示出了根据本实用新型一个示例性实施例的铀锆合金切屑的快速回收装置的结构示意图。

图2示出了根据本实用新型另一个示例性实施例的铀锆合金切屑的快速回收装置的结构示意图。

附图标记说明：

10-加热坩埚、20-保温套、21-套筒、22-顶盖、23-测温孔、30-辅热层、31-ZrO₂颗粒、32-重结晶SiC片、40-铀锆合金切屑。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

微波加热作为一种清洁环保的加热方式，在金属熔炼领域具有潜在的工程应用价值。在传统的熔炼方式中，材料的加热方式以热传导、热对流和热辐射为主，加热效率低且会造成大量的能源浪费，微波加热从原理上与常规方法不同，它是依靠介质材料在微波场中的极化损耗来进行整体加热，热量产生于材料内部而非来自外部加热源，因此熔炼过程中可以得到较高的升温效率，材料加热均匀且微波加热设备结构简单，可以大幅度减小放射性材料回收过程中的污染问题。但是，由于金属反射微波(常温下微波在金属中的穿透深度仅为1～10μm)，因此需要通过进行专用装置的研发及合理的工艺设计，才能使诸如铀锆合金切屑等金属的微波熔炼成为可能。

本实用新型针对铀锆合金材料的特殊性及提高熔炼效率等方面，设计了用于铀锆合金切屑快速回收的装置和工艺，既可显著提高铀锆合金切屑的熔炼回收效率，也能够减小特材回收过程中造成的环境污染。

本实用新型所述的铀锆合金切屑是在铀锆合金零件的机加工过程中产生的条状或碎屑状废料。

下面先对本实用新型铀锆合金切屑的快速回收装置的结构和原理进行详细说明。