[发明专利]一种铀锆合金切屑的快速回收装置及工艺

权利要求书

1.一种铀锆合金切屑的快速回收工艺，其特征在于，采用铀锆合金切屑的快速回收装置进行铀锆合金切屑的回收，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；

所述工艺包括依次进行的切屑清洗、装炉、熔炼和出炉；

在熔炼的步骤中，在真空度高于5×10^-2Pa的真空条件下进行微波熔炼，包括以下子步骤：

控制加热功率以Y/10～Y/4W/min的速率增加至最大加热功率Y；

保持所述最大加热功率Y，直至铀锆合金切屑的温度达到T_熔；

待铀锆合金切屑完全熔化后，控制加热功率降低至0.6Y～0.8Y，保温10～30min，冷却至室温后出炉得到铀锆合金锭；

其中，T_熔为铀锆合金切屑的熔点，℃；Y为最大加热功率，W；Y与加热坩埚的内径Ф₁(mm)的比值为10:1～100:1。

2.根据权利要求1所述铀锆合金切屑的快速回收工艺，其特征在于，所述保温套包括套筒和顶盖，所述顶盖上开有测温孔。

3.根据权利要求1所述铀锆合金切屑的快速回收工艺，其特征在于，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。

4.根据权利要求1所述铀锆合金切屑的快速回收工艺，其特征在于，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。

5.根据权利要求1所述铀锆合金切屑的快速回收工艺，其特征在于，所述辅热层的填充高度与加热坩埚齐平，所述ZrO₂颗粒的粒度为2～10mm，重结晶SiC片的厚度为5～15mm。

6.根据权利要求1所述铀锆合金切屑的快速回收工艺，其特征在于，在切屑清洗的步骤中，采用碱水、三氯乙烯、酒精的三道次清洗方式对铀锆合金切屑进行清洗并在清洗之后将铀锆合金切屑干燥后压成铀锆合金切屑团；在装炉的步骤中，将所述铀锆合金切屑团装入快速回收装置的加热坩埚中，将快速回收装置放入微波高温高真空炉内，合炉后抽真空。

7.根据权利要求1所述铀锆合金切屑的快速回收工艺，其特征在于，在出炉的步骤中，待铀锆合金锭降温至室温后，通入干洁空气并待真空度低于5×10³Pa后再次抽真空，待真空度达到10～100Pa后重新通入干洁空气，如此反复2～5次后开炉取出铀锆合金锭。

8.根据权利要求1所述铀锆合金切屑的快速回收工艺，其特征在于，熔炼温度在室温～(0.6-0.7)T_熔前不断提高加热功率，(0.6-0.7)T_熔～T_熔保持加热功率不变，熔化后铀锆合金切屑的温度保持在1.05T_熔～1.1T_熔。