[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玻璃的方法和装置，其中，用于熔融冷坩埚内的玻璃的方法，包括：向所述冷坩埚内加入加热材料，所述加热材料包括铝热剂或者多个石墨球；控制所述冷坩埚的电源开启，以在所述冷坩埚内产生电磁场；所述加热材料在所述电磁场的作用下被加热至燃烧，以使所述冷坩埚内的玻璃开始熔融；调整所述电源的频率和/或功率，以使所述玻璃完全熔融。本发明所使用的加热材料尺寸较小，不需要完全拆开冷坩埚，即可加入至冷坩埚内，操作简单，避免了冷坩埚拆装时的繁琐操作、不便以及耗时，极大地减少了操作工序。

技术领域

本发明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。由于冷坩埚受到的腐蚀和污染较少、使用寿命长、退役简单，并且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的玻璃的方法，包括：向所述冷坩埚内加入加热材料，所述加热材料包括铝热剂或者多个石墨球；控制所述冷坩埚的电源开启，以在所述冷坩埚内产生电磁场；所述加热材料在所述电磁场的作用下被加热至燃烧，以使所述冷坩埚内的玻璃开始熔融；调整所述电源的频率和/或功率，以使所述玻璃完全熔融。

在一些实施方式中，控制所述加热材料的加入量在预定范围内。

在一些实施方式中，基于所述加热材料的性质、所述玻璃的量和所述电源的功率中的至少一种，确定所述预定范围。

在一些实施方式中，所述石墨球的直径小于或等于20毫米。

在一些实施方式中，所述铝热剂包括颗粒状和/或粉末状。

在一些实施方式中，所述加热材料为铝热剂，所述方法还包括：配制所述铝热剂。

在一些实施方式中，所述配制所述铝热剂包括：选择第一金属；选择第二金属的氧化物，所述第一金属比第二金属的性质活泼；按比例混合所述第一金属和第二金属的氧化物。

在一些实施方式中，所述第一金属包括：铝、镁和钛中的一种；所述第二金属的氧化物包括：三氧化二铁、四氧化三铁和氧化铜中的一种。

在一些实施方式中，所述方法还包括：在所述铝热剂中添加助剂。

在一些实施方式中，所述助剂包括：助燃剂和/或氧化剂。