Спосіб виготовлення виливка корпусу контейнера для захоронення та транспортування радіоактивних відходів

Спосіб виготовлення виливка корпусу контейнера для захоронення та транспортування радіоактивних відходів, що включає одержання методом лиття виливка з високоміцного феритного чавуну, який відрізняється тим, що стінки виливка виготовляють із зовнішнім та внутрішнім шарами з високоміцного феритного чавуну, а середній шар проміж ними утворюють встановленням додаткового стрижня з перекристалізованого кам'яного петрургічного матеріалу, який залишають у виливку. (19) (21) a200807282 (22) 27.05.2008 (24) 10.11.2009 (46) 10.11.2009, Бюл.№ 21, 2009 р. (72) КОЗАК ДМИТРО СЕРГІЙОВИЧ, БУБЛИКОВ ВАЛЕНТИН БОРИСОВИЧ, ШЕЙКО АНАТОЛІЙ АНТОНОВИЧ, ЗЕЛЕНИЙ БОРИС ГРИГОРОВИЧ, ЛАТЕНКО ВОЛОДИМИР ПЕТРОВИЧ, КОСИНСЬКА АЛІНА ВАСИЛІВНА (73) ФІЗИКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ МЕТАЛІВ ТА СПЛАВІВ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ (56) UA 23401 A, 02.06.1998 UA 30867 A, 15.12.2000 3 них відходів, що включає одержання методом лиття виливка з високоміцного феритного чавуну, згідно з винаходом, стінки виливка виготовляють з зовнішнім та внутрішнім тарами з високоміцного феритною чавуну, а середній шар проміж ними утворюють додатковим стрижнем з перекристалізованого кам'яного петрургічного матеріалу, який залишають у виливку. Після заливання ливарної форми рідким чавуном матеріал додаткового стрижня зазнає слідуючі перетворення. При температурі заливки в межах 1300-1360°С тривалість часу до повної кристалізації металу в виливку складає до кількох годин в залежності від габаритів і маси виливка. За цей період часу внаслідок теплопередачі через весь матеріал додаткового стрижня, починаючи з його контактної зони, розігрівається до температури 1000°С, при якій гранули кам'яного петрургічного матеріалу та рідкого скла оплавлюються. При подальшому охолоджені виливка в ливарній формі до 850-900°С в додатковому стрижні проходить процес перекристалізації петрургічного матеріалу, що призводить до збільшення ступінню рівнозернистої його структури та зменшення розмірів кристалів. Застосування цього додаткового стрижня не зменшує рівень біологічного захисту від РАВ в порівнянні з використанням монолітного виливку корпусу контейнера, оскільки перекристалізований кам'яний петрургічний матеріал мас показник лінійного коефіцієнту ослаблення гамма-квантів в межах 0,41-0,45см-1, а високоміцний феритний чавун має показник в межах 0,42-0,47см-1. Суть винаходу пояснюється конкретним прикладом виконання і приведеним кресленням на Фіг. Здійснення способу проводили при виготовленні в ливарній формі з стрижнями виливка макету-корпусу контейнера. Розміри виливка складали: діаметр зовнішній - 500мм, діаметр внутрішній 160мм, висота виливка 600мм. Загальна товщина стінки виливка 170мм, при цьому товщина кожного шару з високоміцного феритного чавуну складала по 50мм, а товщина шару з петрургічного кам'яного матеріалу складала 70мм. На Фіг.1 зображено (подовжній розріз): 1 - заливальний ківш, 2 рідкий модифікований чавун, 3 металева опока, 4 - чаша для заливання форми, 5 - дощові живильники, 6 - надливи, 7 - ливарна форма, 8 - центральний стрижень, 9 - додатковий стрижень, 10 - виливок. Ливарну форму, центральний стрижень та чашу для заливання виготовили з кварцового піску і фенол формальдегідної смоли. Додатковий стри 88741 4 жень виготовили з рідкої самотвердіючої суміші з гранульованого кам'яною петрургічного матеріалу з домішками рідкого скла, ферохромового шлаку та піноутворювача. Ця суміш протягом 3 годин тверділа і мала міцність, яка перевищує 6кг/см2. Ливарну форму формували в металевих опоках, збирали її, для чого в середину вставляли стрижні, а зверху ставили опоку, в якій формували чашу для заливання рідкого чавуну. Високоміцний феритний чавун виплавляли з шихти, компонентами якої були рафінований ливарний чавун (ЛР6), переробний чавун (ПВКЗ), сталевий лом. Плавку проводили в дуговій електричній печі з кислою футерівкою. Модифікували рідкий чавун у заливальному ковші „сендвічпроцесом" лігатурою ЖКМК-4Р. Заливку ливарної форми з встановленими в неї стрижнями проводили зверху рідким чавуном після його модифікування з заливального ковша через заливальну чашу, в якій були розташовані дощові живильники. Після повного охолодження виливка в ливарній формі поверхню виливка звільнили від пригару, надливи зрізали газорізкою, а додатковий стрижень залишили у виливку. Механічні властивості високоміцного феритного чавуну були одержані на зразках, вирізаних з виливка, і складали по межі міцності 400МПа, по відносному подовженню 15%. Зменшення товщини стінок виливка контейнера за рахунок одержання середнього шару з кам'яного петрургічного матеріалу на 20% зменшує масу виливка, оскільки питома вага феритного високоміцного чавуну складає 7,0т/м3, а кам'яного петрургічного матеріалу 3,4т/м3. Застосування запропонованого способу дозволяє на 15-20% підвищити межу міцності, на 3045% відносне подовження та до 25% зменшити масу виливка корпусу контейнера. Джерела інформації 1. Сертифікат-дозвіл RUS/3093/B (U)F-96 на конструкцію транснортно-пакувального комплексу ТУК-128 (ТУЧ R8/1). 2. А.Η. Копилевич, Ю.В.Гейзер, Н.Н. Александров, Б.В. Ковалевич, В.И. Куликов. Перспективы изготовления контейнеров из высокопрочного чугуна для транспортирования и хранения отработанного ядерною топлива. Литейное производство №3, 2001, с. 11-12. 3. The Production of High-Quality Casting in Grade EN-GJS 350-22LT for Transportation of Nuclear Waste The Ductile Iron Society's 1998 Keith D. Millis Word Symposium on Ductile Jron American Foundyman's Society Inc. pp. 511-528. 5 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 88741 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601