Study of recycling process viability of zirconium alloys chips for melting in VAR furnace

Abstract

Cavacos de ligas de zircônio (M5, Zirlo, Zircaloy) são gerados em elevadas quantidades na confecção de tubos e tampões das varetas que compõem o elemento combustível de reatores de potência refrigerados a água pressurizada (PWR). Essas são ligas importadas e por isso é mostrado interesse pela indústria de reciclagem na sua reutilização. Este trabalho apresenta os estudos de um processo de reciclagem e a obtenção de eletrodos prensados para serem fundidos em um forno VAR (Vacuum Arc Remelting). O processo se inicia com uma separação magnética, lavagem do fluido de corte que é solúvel em água, utilização de um desengraxante industrial, seguido por um enxágue com fluxo contínuo de água em alta pressão e secagem por fluxo de ar quente. Para a obtenção de eletrodos, os cavacos foram prensados em uma matriz de seção quadrada 40x40 mm² com 500 mm de comprimento, resultando num eletrodo com 20% da densidade aparente da liga. A fusão foi feita um forno VAR de laboratório no CCTM-IPEN, gerando um lingote maciço de 0,8 kg. A fusão dos cavacos é possível e viável em um forno VAR o que reduz em até 40 vezes o volume de armazenamento desse material.