一种铀氧化物熔炼方法与流程

本发明涉及一种铀氧化物熔炼方法，具体涉及高熔点铀的氧化物的高频感应熔炼方法。

背景技术：

氧化物感应熔炼过程与金属感应熔炼过程大不相同，由于大多数氧化物材料在室温下是介电体，直接采用高频磁场不能加热至熔点，因此需增加附加的热源使其吸收磁场能量，最常用的是与氧化物相关的金属，作为待熔材料组分，首先在高频场中加热，并被空气氧化，释放能量使周围金属熔化。而氧化铀由于存在u2o7、uo3、u4o9、u3o8、uo2等多种氧化物，因此采用铀金属引燃，容易造成材料的不确定性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种铀氧化物熔炼方法，实现氧化铀的真空熔炼。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种铀氧化物熔炼方法，在水冷铜坩埚中装好准备熔炼的铀的氧化物原料粉，将钨管降至坩埚中间，避免与坩埚壁接触，将氧化铀粉末洒落在钨管周围并捣实，以铺满坩埚为准，然后启动高频电源，钨管受电磁感应加热后，温度逐渐升高，铀的氧化物环绕周围，通过热传导的形式，温度同步上升，当升至一定温度，铀的氧化物形成导磁的熔体，从而自身导磁产热，这时提升钨管，使其脱离感应区，迅速降温，防止温度过高自身熔化。

钨管受电磁感应加热后，温度逐渐升高，升至2000℃以上。

本发明所取得的有益效果为：

采用钨管引燃的方式能够实现铀的氧化物电磁感应熔炼。前期高频感应加热钨管，温度升高，通过热传导对介电体铀的氧化物加热，当出现氧化铀熔体后，即自身受感应加热时，可将钨管撤出，实现了铀氧化物的熔炼。

附图说明

图1为使用钨管的引燃过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

在水冷铜坩埚中装好准备熔炼的铀的氧化物原料粉，将钨管降至坩埚中间，避免与坩埚壁接触，将氧化铀粉末洒落在钨管周围并捣实，以铺满坩埚为准，然后启动高频电源，钨管受电磁感应加热后，温度逐渐升高，升至2000℃以上，由于铀的氧化物环绕周围，通过热传导的形式，温度同步上升，当升至一定温度，铀的氧化物形成导磁的熔体，从而自身导磁产热，这时可提升钨管，使其脱离感应区，迅速降温，防止温度过高自身熔化，可重复下次使用。

采用钨管引燃的方式能够实现铀的氧化物电磁感应熔炼。前期高频感应加热钨管，温度升高，通过热传导对介电体铀的氧化物加热，当出现氧化铀熔体后，即自身受感应加热时，可将钨管撤出，实现了铀氧化物的熔炼。

启动控制柜电源，逐渐提高电源功率，熔炼过程通过观察窗上的摄像头观察炉内和坩埚内情况，按5kw/min进行提升，初始阶段电流、电压同步提高，升至50kw左右时，电流突然开始下降，这时明显看出熔炼炉内出现亮光，钨管温度明显提高。功率提高速度下降，以2kw/min上升，升至62kw时观察到物料明显熔化，且出现部分烟尘，撤出钨管，保温30min以上后，冷却至室温最终制备出青灰色的圆柱块体。

技术特征：

1.一种铀氧化物熔炼方法，其特征在于：在水冷铜坩埚中装好准备熔炼的铀的氧化物原料粉，将钨管降至坩埚中间，避免与坩埚壁接触，将氧化铀粉末洒落在钨管周围并捣实，以铺满坩埚为准，然后启动高频电源，钨管受电磁感应加热后，温度逐渐升高，铀的氧化物环绕周围，通过热传导的形式，温度同步上升，当升至一定温度，铀的氧化物形成导磁的熔体，从而自身导磁产热，这时提升钨管，使其脱离感应区，迅速降温，防止温度过高自身熔化。

2.根据权利要求1所述的铀氧化物熔炼方法，其特征在于：钨管受电磁感应加热后，温度逐渐升高，升至2000℃以上。

技术总结
本发明涉及一种铀氧化物熔炼方法，具体涉及高熔点铀的氧化物的高频感应熔炼方法。在水冷铜坩埚中装好准备熔炼的铀的氧化物原料粉，将钨管降至坩埚中间，避免与坩埚壁接触，将氧化铀粉末洒落在钨管周围并捣实，以铺满坩埚为准，然后启动高频电源，钨管受电磁感应加热后，温度逐渐升高，铀的氧化物环绕周围，通过热传导的形式，温度同步上升，当升至一定温度，铀的氧化物形成导磁的熔体，从而自身导磁产热，这时提升钨管，使其脱离感应区，迅速降温，防止温度过高自身熔化。本发明实现氧化铀的真空熔炼。

技术研发人员：刘建成;钱跃庆;单宏祎;康泰峰;黄立功;田广丰;李明阳;刘志华
受保护的技术使用者：中核北方核燃料元件有限公司
技术研发日：2020.12.31
技术公布日：2021.05.25