通过气体加热装置(4)加热至250°C?600°C后；依次流经一号脱氧通道(I)、二号脱氧通道(2)、三号脱氧通道(3)得到氧的体积百分含量不超过10_nppm、优选为10_n?10_21ppm，进一步优选为1(Γ16?10 49ppm的氩气。
[0028]为了达到更好的脱氧效果，一般要控制原料气体在脱氧通道内的流速(气体流量)，其具体流速根据与三号脱氧通道(3)对接的设备的尺寸来设定。例如:当三号脱氧通道(3)对接的设备为圆柱型管式炉时；所述圆柱型管式炉的长为1086.0mm、直径为74.94mm，炉膛体积按V= (1/4) π D2.Η (其中D为直径、H为炉管长)计算，约为4787.70ml,气体流量Q = V/t，假设气体排出炉膛的时间t为20?25min，则Q = 190?240ml/min，本实验流量计量程优选250ml/min。
[0029]本发明一种深度脱氧装置的应用，所述原料气体在设备中的压力可为常压。
[0030]本发明一种深度脱氧装置的应用，当设备使用一段时间后，可采用活化剂对其脱氧剂进行重新活化；即还原1、2、3号脱氧剂；经活化后，该装置仍能高效率的深度脱氧；所述活化剂由氩气和氢气按照体积比，氩气:氢气=90-98:2-10组成。活化后的金属可再与氧结合，从而达到深度脱氧的效果，不需要频繁更新金属脱氧剂。
[0031]本发明一种深度脱氧装置，特别适用于为中小型气氛炉提供深精度脱氧气氛。
[0032]原理及优势
[0033]本发明提供的一种能在常压下完成深精度脱氧的装置，其脱氧剂不需要频繁更新；经本发明的装置处理后，残氧含量低于10_nppm，最低可达10_21ppm(体积百分含量)。其原理如下:
[0034]本发明所述活性金属脱氧剂的选取，主要依据其脱氧能力和熔点，而氧势图能直观反应这两种性质(见黄希祜第三版《冶金原理》第249页，位于氧势图下方的金属与氧有极强的结合力)，综合选择了三种不同脱氧强度的金属:镁、钛、铜，其脱氧强度顺序为镁〉钛?铜，它们的熔点分别为6490C、16600C、1083。。。
[0035]本发明所述盛装金属的水平串联通道，包含载入金属的部分及填充耐火材料的部分。金属切成丝状或肩状装入通道，旨在增加活性脱氧剂的表面积从而加快脱氧反应的速度；金属丝两端以铁丝网隔断，旨在防止氧化过程中脱落的氧化物粉末堵塞气流通道，保证气流稳定。填充耐火材料的目的在于保持活性金属的脱氧温度，减少其向空气中传导传热及气流带走的热损失，从而确保脱氧效率。
[0036]本发明所述按气体流动方向，先后经过铜、钛、镁三个通道，原因在于气体经过前一个通道时氧含量已逐步降低，流入下一个通道时应经过脱氧能力更强的金属，方能使入炉气氛获得超低氧含量。
[0037]本发明所述气体温度范围为为250?600°C，其选取上限不宜超过金属镁的熔点649°C，否则温度过高造成金属熔化堵塞气体流通管道。温度加热体系由温度控制箱完成，其工作原理依据设定值升高至指定温度，然后按照补偿法将气体温度恒定在某确切温度点。加热气体的目的在于活化金属及气体，提高金属结合氧的能力。当设备使用一段时间后，采用活化剂对其脱氧剂进行重新活化时；由于本发明限定原料气体进入脱氧通道的温度为300?600°C ;这既保证了氢还原金属氧化物的效率，又避免了脱氧剂熔化所带来的一系列问题，如堵塞管路等。
[0038]本发明所述气体流量之计算原理，旨在获得理想的脱氧效果。气体流速应该以对接设备(如炉膛)的大小为准，过大则脱氧效果不佳，过小则耗费大量排除对接设备内空气的时间。
[0039]与现有工业除氧的方法相比较，本发明所具有的优势
[0040]与采用钼、硫化铂作为脱氧剂/催化脱氧剂的技术相比较，本发明具有脱氧容量大、脱氧速度快、脱氧能力强(脱氧深度可达到10_21ppm)、能处理含硫或者含CO的气体，不会中毒，使用温度范围宽等优势。
[0041]与其他工业除氧的方法相比较，本发明所具有的优势:
[0042]I)深精度脱氧。本发明采用活性金属铜、镁、钛，在250?600°C时化学脱氧，除氧效果相比现有技术降低了很多。例如，在300°C时仅通入Ar气，脱氧深度可达到10_nppm。在300°C时仅通入氩-氢混合气体，脱氧深度可达到10_19ppm。
[0043]2)活性金属脱氧剂的选择与排列。本装置按照金属脱氧能力强弱来顺序脱氧，目的在于:第一，采用组合的方式可以获得稳定持久的超低氧含量气流。如果只单纯依靠活泼金属Mg脱氧，其脱氧效果只在开始一段时间内有效，Mg肩表面生成的致密MgO层将大大削弱其脱氧能力而致使氧含量逐步回升；第二，采用组合的方式可以降低更新金属脱氧剂的频率。气流依次通过Cu、T1、Mg后，氧含量进入下一通道前依次下降，从而各段分摊吸纳氧含量，镁肩粉化程度大大降低，从而也降低了活性金属更新的频率。
[0044]3)脱氧剂使用寿命长。盛装金属丝的各段通道狭长，密封良好，完成实验后残余的氩气能保护脱氧金属，降低了与空气接触而氧化失效的可能性。再次，金属在300?600°C时，通入Ar及2?10%氏的混合气体，可重新活化金属(本除氧设备使用半年后，中期检查结果显示，除镁表面颜色灰暗、粉化之外，另两种金属表面光泽)，故而延长了使用寿命，且不存在金属氧化物易烧结成块的问题。
[0045]4)动态调节氧含量。在气体流速不变时改变气体温度，能动态调节入炉气流中的氧含量；或者通过调节氢气流量控制其中氧含量，时间间隔一般在1.5h以内。
[0046]5)安全可行。整个除氧体系在常压下完成，氢气缓慢流入后流出，出气口避开高温密封环境则不会影响实验人员的人身安全。
[0047]综上所述，本发明能常压下完成深精度脱氧，脱氧剂不需要频繁更新的不足，具有成本低廉、容易控制、安全以及所得气体中残氧量极低等优势。
【附图说明】
[0048]附图1为本发明所设计的深度脱氧装置的结构图；
[0049]附图2为附图1中A部分的放大图；
[0050]附图3为本发明所设计的深度脱氧装置与炉膛对接后的示意图；
[0051]附图4为对比例I中，不加热时，通入Ar-1O% H2,即Ar流量200ml/min，H2流量20ml/min，炉膛进出口的氧体积百分含量随时间的变化示意图；
[0052]附图5为实施例1、2中炉膛进出口两端的氧体积百分含量随时间变化示意图；
[0053]附图6为实施例3中炉膛进出口两端的氧体积百分含量随时间变化示意图；
[0054]附图7为实施例4中炉膛进出口两端的氧体积百分含量随时间变化示意图。
[0055]图1中；I为一号脱氧通道，一号通道内装有I号脱氧剂；2为二号脱氧通道，二号通道内装有2号脱氧剂；3为三号脱氧通道，三号通道内装有3号脱氧剂；4为气体加热装置。原料气体依次经过连通气体加热装置(4)、一号脱氧通道(I)、二号脱氧通道(2)、三号脱氧通道⑶。
[0056]图2中；I为一号脱氧通道，一号通道内装有I号脱氧剂；2为二号脱氧通道，二号通道内装有2号脱氧剂；3为三号脱氧通道，三号通道内装有3号脱氧剂；图2中的阴影部分装载金属丝(金属丝两端用铁丝网阻隔，防止金属丝中的碎肩随气流堵塞管道，尤其是镁金属肩)，空白部分填充耐火石棉，通道外端用橡胶圈、铁盖封住。在一号脱氧通道中加设铁丝网后，铁丝网与I号脱氧剂按铁丝网/I号脱氧剂/铁丝网的模式存在于一号脱氧通道靠近出气口的一端。在二号脱氧通道中加设铁丝网后，铁丝网与2号脱氧剂按铁丝网/2号脱氧剂/铁丝网的模式存在于二号脱氧通道靠近进气口的一端。在三号脱氧通道中加设铁丝网后，铁丝网与3号脱氧剂按铁丝网/3号脱氧剂/铁丝网的模式存在于三号脱氧通道靠近出气口的一端。同时从图2中还可以看出一号脱氧通道、二号脱氧通道、三号脱氧通道按照串联-卧式进行排列。
[0057]图3中，脱氧气体经带有氧探头B的管道进入对接设备中(炉膛)，然后经带有氧探头C的管道排除；氧探头B能够测量脱氧气体中的氧体积百分含量；氧探头C能测量出经对接设备(炉膛)后所得气体中的氧体积百分含量。
[0058]图4是不加热时，通入Ar-1O % H2混合气体，即Ar流量200ml/min，H 2流量20ml/min，炉膛进出口的氧体积百分含量随时间的变化示意图；其