制粒工艺参数对MOX燃料粉末性能的影响

摘要

为减少粉尘飞扬，提高铀钚混合氧化物燃料（MOX燃料）混合粉末的流动性能，降低废品率，利用Al₂O₃粉末模拟MOX燃料粉末，系统性开展干法制粒一体工艺技术研究，通过金相显微镜、扫描电镜及筛分分析法探讨轧制压力、制粒次数、压辊间隙及球化时间对粉末松装密度、制粒率的影响。结果表明，随着轧制压力由2 kN·cm^-1增大至18 kN·cm^-1，粉末松装密度逐渐增加(由0.752±0.002 g·cm^-3增大至0.813±0.002 g·cm^-3，而制粒率（质量分数）呈现先增后降趋势，其峰值达（87.5±0.3）%；当压力超过10 kN·cm^-1时，颗粒内部裂纹缺陷数量显著上升。当制粒次数从1次增至6次时，粉末松装密度持续上升，制粒4次后，制粒过程趋于稳定。压辊间隙增大导致松装密度先升后降，其间隙优选1.0～2.0 mm，制粒率呈递减趋势。延长球化时间可使松装密度渐增并趋稳，球化时间2.0 h较优，可获得高松装密度(0.815±0.004 g·cm^-3的类球形颗粒，有效改善压制填充性能。

关键词

干法制粒 / MOX燃料粉末 / 松装密度 / 制粒率