[发明专利]用于熔融玻璃的方法和装置

说明书

本发明的实施例公开了一种用于熔融冷坩埚内玻璃的方法，其中，所述方法应用于冷坩埚，包括：控制加热件的高度降低，以使所述加热件与所述冷坩埚内的玻璃接触；接通所述加热件的电源，以使所述加热件对所述玻璃进行加热；当所述玻璃开始熔融时，接通所述冷坩埚的电源，产生电磁场，以对所述玻璃熔融形成的熔区进行加热；当形成足够的玻璃熔区后，关闭所述加热件的电源，控制所述加热件的高度升高，以使所述加热件远离所述玻璃；通过所述电磁场继续对所述玻璃熔区进行加热，直至所述玻璃完全熔融；其中，所述加热件包括：导体或半导体加热件，或者，至少一个加热电极。本发明中的加热件的损耗较小，可以重复利用。

技术领域

本发明的实施例涉及玻璃固化技术领域，具体涉及一种用于熔融玻璃的方法和装置。

背景技术

冷坩埚玻璃固化技术是目前国际上一种用于放射性废物处理的新型玻璃固化技术。冷坩埚玻璃固化技术是利用高频电源产生高频电流，再通过感应线圈转换成电磁流透入待处理物料内部形成涡流产生热量，将待处理物料熔制成玻璃。坩埚的炉体内壁通有冷却水，坩埚内的熔融物在坩埚内壁上凝固而形成一冷壁，因此，称之为冷坩埚。由于高温熔融物与冷坩埚壁不直接接触，使得坩埚壁不受腐蚀。冷坩埚不需耐火材料，不用电极加热，由于熔融物包容在冷壁之内，大幅减少了对坩埚的腐蚀和污染，并且冷坩埚使用寿命长、退役简单，冷坩埚玻璃固化技术熔制温度高、可处理废物类型较广、固化速度快，因此，采用冷坩埚玻璃固化技术处理放射性废物具有独特的优势。

在对放射性废物进行玻璃固化处理时，首先将玻璃和待处理的放射性废物在冷坩埚内共同熔制形成熔融物，然后冷却固化形成玻璃固化体。然而，冷坩埚实现感应加热的前提是被加热的物质具有导电性，而玻璃在常温下是不导电的，因此，需要将室温下的玻璃加热至熔融状态，才能启动对待处理的放射性废物的熔制。这一过程称为冷坩埚的启动，是冷坩埚玻璃固化技术的关键技术之一。

添加加热材料是冷坩埚常用的启动方法，加热材料在冷坩埚内加热燃烧，使得冷坩埚内的少量玻璃熔融，形成一定的玻璃熔区，玻璃熔区在电磁场的感应加热下逐渐熔化周围的玻璃，直至玻璃完全熔融，完成冷坩埚的启动过程。常用的加热材料包括石墨环或者钛环，向冷坩埚内输入氧气，石墨环或者钛环即可在电磁场的感应加热下燃烧。然而，石墨环或者钛环的尺寸较大，其直径通常在冷坩埚直径的一半以上，每次使用时需要将冷坩埚完全拆开，才能将石墨环放入冷坩埚内，操作繁琐、操作工序复杂。并且，石墨环和钛环的燃烧需要氧气，需要通过管路向冷坩埚内输送氧气，才能使石墨环或者钛环燃烧以产生大量热量，设备复杂，并且操作程序较多。

发明内容

本发明的一个方面提供了一种用于熔融冷坩埚内玻璃的方法，包括：控制加热件的高度降低，以使所述加热件与所述冷坩埚内的玻璃接触；接通所述加热件的电源，以使所述加热件对所述玻璃进行加热；当所述玻璃开始熔融时，接通所述冷坩埚的电源，产生电磁场，以对所述玻璃熔融形成的熔区进行加热；当形成足够的玻璃熔区后，关闭所述加热件的电源，控制所述加热件的高度升高，以使所述加热件远离所述玻璃；通过所述电磁场继续对所述玻璃熔区进行加热，直至所述玻璃完全熔融；其中，所述加热件包括：导体或半导体加热件，或者，至少一个加热电极。

在一些实施方式中，所述加热电极包括：硅钼电极、钼电极、钼合金电极或者碳钼电极。

在一些实施方式中，所述导体或半导体加热件由导体或半导体材料制成。

在一些实施方式中，所述导体或半导体材料包括石墨、硅钼、氮化碳、碳化硅或者氮化硅结合碳化硅。

在一些实施方式中，所述加热件与所述玻璃接触，包括：所述加热件至少部分地插入所述玻璃中。

在一些实施方式中，所述控制所述加热件的高度升高，以使所述加热件远离所述玻璃，包括：控制所述加热件升高至所述冷坩埚内靠近所述冷坩埚的盖体处。

在一些实施方式中，控制所述加热件的高度升高，以使所述加热件远离所述玻璃，包括：控制所述加热件升高直至从所述冷坩埚中移出。