60 лет назад в Глазове, впервые в мировой истории, электролизным способом был получен цирконий. 1958 год считается годом рождения отечественного циркония.
В дни празднования юбилея циркониевого производства Чепецкий механический завод организовал пресс-тур, в рамках которого журналистам показали основные этапы превращения слитка в циркониевую оболочку — ту самую, которая является составляющим звеном ТВЭЛов или топлива для ядерных реакторов.
Получается слиток весом 3,5 тонны. Из него после целого ряда технологических операций на выходе получается более 5 тысяч трубок (оболочек) общей длинной 22 км. Представьте, что это кусок пластилина, который вы раскатываете из «колбаски» в тонкую трубочку. Правда, цирконий относится к тугоплавким металлам и приходится подбирать специальные режимы термообработки.
Есть еще в металлургическом цехе № 60 ковочный комплекс, где обрабатывают металл для других номенклатур циркониевой продукции. Слиток помещают в печь, нагревают до температуры 900 градусов. После этого специальный манипулятор помещает его в ковочный комплекс.
Здесь на раскаленный цирконий опускается молот и с усилием в 1200 тонн кует заготовку.
После слиток отправляется в стан винтовой прокатки — это уникальное оборудование, разработанное специально для единственного в России (и одного из четырех в мире!) циркониевого передела.
Здесь из слитка диаметром 450 мм. получается слиток диаметром 260 мм. всего за три прохода (4 минуты).
Циркониевый слиток после нагрева покрывается белой окисью. Его разрезают на заготовки
После чего придают заготовкам «товарный» вид
Дальше заготовки отправляются на участок прессования цеха по производству мелкого проката № 85.
Здесь заготовки покрывают медью и графитом и отправляют в инфракрасную печь — на просушку. Медь защищает цирконий от окисления, а графит снижает трение в процессе прессования.
Здесь заготовку вновь нагревают
И отправляют в гидравлический пресс, в котором из заготовки путем горячего прессования выдавливается заготовка диаметром поменьше или «труба» для будущих оболочек.
На выходе температура заготовки более 700 градусов. Она охлаждается в течение часа.
Дальше эту 4-ех метровую заготовку прокатывают снова и снова, снова и снова …
Полученные трубки обрезают по стандартной длине и получают оболочку — готовую продукцию
Но прежде чем отправится на завод по производству ядерного топлива ,оболочки проходят множество видом контроля: специалисты проверяют геометрию трубы, внутренние и внешние диаметры.
Также проводится звуковой и вихретоковой контроль.
Дальше — упаковка и отправка
Затем, уже на другом заводе, в циркониевые оболочки поместят таблетки ядерного топлива. Цирконий, благодаря химическим свойствам, не задерживает нейтроны, тем самым увеличивает скорость реакции в активной зоне реактора. При этом он обладает повышенной стойкостью против коррозии. Не зря его называют «ядерным металлом».
Как уже было сказано, ЧМЗ — единственный в России производитель циркония с полным циклом изготовления. Этим могут похвастаться лишь США, Канада и Франция.
Продукция нашего завода поставляется на 75 действующих ректоров, в том числе за рубежом. В перспективе еще более трех десятков реакторов.
Текст: Алексей Мелехин
