ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Результаты крупномасштабных экспериментов по плазменно-карботермическому восстановлению урана из оксидного сырья из "Плазменные и высокочастотные процессы получения и обработки материалов в ядерном топливном цикле - настоящее и будущее" Колошник имеет течку, на которой закреплен бункер-питатель, снабженный гидроприводом. Бункер-питатель обеспечивает порционную загрузку шихты в шахту печи в течение плавки. Печь сделана герметичной во избежание выхода водорода и оксидов углерода в рабочее помещение. [c.299] Электроснабжение плазмотронов осуществляли от трех параметрических источников тока ПИТ-140, мощностью по 140 кВт каждый. Источник электропитания состоял из автотрансформатора АТМК-250/0.5, резонансного преобразователя и выпрямителя, собранного по шестифазной схеме на кремниевых диодах ВКД-200. Преобразователь состоял из первичных обмоток трансформатора ТПП-140/50, катушек индуктивности и конденсаторной батареи емкостью 1820 мкФ, собранной на конденсаторах ИБМ-140. [c.299] Система газоснабжения плазмотронов была разбита па 3 параллельные ветви, питающие раздельно три плазмотрона аргоном и водородом. Водород поступал по магистральной линии с водородной станции, аргон подавали из баллонов. [c.299] Давление охлаждающей воды — 3 атм. [c.299] На пульт управления плазменной шахтной печи выведены кнопки управления контакторами переменного и постоянного тока, осциллятором, кнопки управления автотрансформаторами и гидроприводами, кнопка аварийного отключения, а также показания электроизмерительных приборов. Система КИПиА предусматривала аварийное отключение установки, подачу светового сигнала на пульт управления при прекращении подачи газа, падении давления воды в нагнетающем трубопроводе, превышении концентраций водорода и мопооксида углерода в рабочем помещении. [c.300] Горн плазменной шахтной печи был снабжен промежуточной емкостью, предназначенной для приема расплавленного металла из шахты. Она обогревалась одним плазмотроном. Два других плазмотрона работали на шахту. Промежуточная емкость имела сливной канал, прикрываемый водоохлаждаемой задвижкой. Узел крепления плазмотрона сконструирован таким образом, чтобы обеспечить возможность его поворота для обогрева сливного канала и осуществления слива. При испытании горна установлено, что в нижней части шахты происходит интенсивное восстановление со скоростью 50 кг (и)/ч. Восстановленный металл стекал в промежуточную емкость и формировался в виде слитка массой 40 кг. Удалось осуществить частичный слив металла в изложницу, однако мощности одного плазмотрона было недостаточно для обогрева сливного канала и промежуточной емкости одновременно. [c.300] Были проведены эксперименты по плазменно-карботермическому восстановлению урана из шихты, состав которой описывается брутто-уравнением изОв +жС, где X равен 2,32,4. В качестве сырья использовались брикеты ИзОв + жС, которые получали предварительным смешением ИзОд с каменноугольным пеком. Исходные компоненты шихты дозировали в соотношении 1 кг НзОд на 0,12 0,13 кг каменноугольного пека, смесь загружали вместе с чугунными шарами в контейнер-смеситель, вставляли его в захват машины смешения и перемешивали компоненты, измельчая одновременно каменноугольный пек. Далее шихту прессовали на обогреваемой матрице с выдавливанием через фильеру с размером ячеек 18 -Ь 20 мм усилием 15 -Ь 18 т. Диаметр матрицы составлял 50 мм. Спрессованную шихту загружали в контейнер из нержавеющей стали и прокаливали в электрической печи при температуре 700 800 °С в течение трех часов. Химический состав компонентов исходной шихты и ее прокаленных брикетов приведен в табл. 6.3. [c.300] По данным рентгенофазового анализа в процессе прокалки шихты уран в НзОз восстанавливается практически до ПОг, так что состав брикетов шихты приблизительно соответствует формуле 1102+2С. [c.300] В плавках полупромышленного масштаба было получено 2,423 т металлического урана. Прямой выход урана в черновые слитки составил 95 %, остальные 5 % — зачистка шахты, горна и фильтра. Средняя скорость восстановительной плавки — 124 кг/ч расход электроэнергии — 3 кВт-ч/кг расход водорода — 0,4 нм /кг урана. Содержание углерода в слитках урана — 2- 2,6 %. Состав слитков чернового урана приведен в табл. 6.5. [c.303] В базовом варианте опытно-промышленной печи для восстановления урана из оксидного сырья конструкция горна выполнена таким образом, чтобы восстановленный уран накапливался в ванне-накопителе с последующим сливом в сменную изложницу без остановки печи. Расчетное количество разового слива равнялось 200 кг урана. Общее количество шихты, загружаемое в шахту, составляло 3 т. [c.303] Вернуться к основной статье