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。
[0060]图6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；其中I号曲线代表的是氧探头B所测得炉膛进口的氧体积百分含量随时间变化示意图；2号曲线代表的是氧探头C所测得炉膛出口的氧体积百分含量随时间变化示意图。
[0061]图7是气体温度分别为300°C、400°C时，通入Ar流量为250ml/min时，炉膛进出口两端的氧体积百分含量随时间变化示意图；其中3号曲线代表的是氧探头C所测得炉膛出口的氧含量随时间变化示意图；4号曲线代表的是氧探头B所测得炉膛进口的氧含量随时间变化示意图。
[0062]图8是气体温度在300 °C下，通入Ar-1O % H2混合气体，即Ar流量250ml/min，H2流量25ml/min，炉膛进出口的氧体积百分含量随时间的变化示意图；其中5号曲线代表的是氧探头C所测得炉膛出口的氧体积百分含量随时间变化示意图；6号曲线代表的是氧探头B所测得炉膛进口的氧体积百分含量随时间变化示意图。
[0063]图9是300°C下，通入Ar-2% H2混合气体，即Ar流量250ml/min，H2流量25ml/min，炉膛进出口的氧体积百分含量随时间的变化示意图。其中7号曲线代表的是氧探头C所测得炉膛出口的氧体积百分含量随时间变化的示意图；8号曲线代表的是氧探头B所测得炉膛进口的氧体积百分含量随时间变化的示意图。
【具体实施方式】
[0064]以下对比例和实施例将结合附图1?9来验证本实用新型所取的效果，所用到的原料气Ar均为纯度为99.999%的超高纯气体，在本实用新型的实施例和对比例中所用对接设备为现有常见管式炉；炉膛两端测量氧含量的仪器均为武汉华敏测控股份有限公司提供的型号为H-M-E型氧化锆探头，所测氧含量以体积百分数计，此处已换算成ppm。
[0065]对比例I
[0066]气体流量设定在200ml/min，铜网、钛网和镁网的目数为100，丝的直径均为150微米，层间距为0.5厘米，不打开温度控制箱对气体进行预热，通入Ar气239min后，出口处氧探头C测得氧含量稳定在14ppm。4h后炉内各处氧含量接近lOppm，此氧含量与一般专利提供的残氧量相近。
[0067]对比例2
[0068]对比例2是在对比例I之后，继续通入Ar-10% H2混合气，流量分别为200ml/min、20ml/min，具体氧含量变化见附图6。由图可见，后续过程中氧含量波动幅度大，十分不稳定；相比对比例I而言，脱氧深度极大降低，落在10_18 5?10_15 5ppm的范围内。
[0069]实施例1
[0070]原料Ar气流量设定为250ml/min，温度恒定在300°C，铜网、钛网和镁网的目数为100，丝的直径均为150微米，层间距为0.5厘米，附图7为通入Ar气2h后氧含量变化的示意图。试验在184min后，炉膛进出口氧含量分别降低到了 1.79X 10_η/2.34X 10_5ppm ;再经过55min后，两端氧含量基本稳定在l(Tnppm，平均值为1.442 X 1(Γη/5.470 X l(Tnppm。
[0071]实施例2
[0072]实施例2是继实施例1之后，将气体温度改为400°C，即仍然按250ml/min通入Ar气132min后，进出口氧含量最终降低在10_15/10_14ppm，具体氧含量变化示意图见附图7。由图可知，氧含量平稳降低，进气端氧含量平均值为4.55X 10-15ppm,出气端氧含量平均值为
4.15 X 10_14ppm左右，其将随时间推移，氧含量进一步降低。
[0073]实施例3
[0074]相比实施例1而言，不同的是在气体温度为300 °C时通入Ar-1O % !12混合气，即Ar、Hji量分别调节为250、25ml/min，经过200min后，进出口氧含量稳定在10 ^7l0_18ppm,144min后氧含量变化示意图见附图8。由图可知，相比较不加热时通入Ar、Hjg合气体，氧含量大大降低，并且在实验344min后，进气端氧含量变化微小，出气端氧含量可能受炉内混合气流的影响，对数值最大波动幅度为0.333 (即氧含量波动幅度为2.15ppm)。
[0075]实施例4
[0076]相比实施例3而言，不同的是在气体温度为300°C时通入Ar-2% !12混合气，即Ar、4流量分别调节为250、5ml/min，经过149min后，进出口氧含量分别降低到10 ^7l0_16ppm,149min后氧含量变化示意图见附图9。由图可知，脱氧深度虽然不及实施例3，但是氧含量变化缓慢，说明4能增进脱氧效果，氢气占有比例也同时影响了脱氧效果。
【主权项】
1.一种深度脱氧装置，其特征在于:包括依次连通的气体加热装置(4)、一号脱氧通道(1)、二号脱氧通道(2)、三号脱氧通道(3);所述一号脱氧通道(I)、二号脱氧通道(2)、三号脱氧通道(3)采用串联-立式排列；所述一号脱氧通道(I)内设有铜网；所述二号脱氧通道(2)内设有钛网；所述三号脱氧通道(3)内设有镁网；所述铜网的目数大于等于20;所述钛网的目数大于等于20 ;所述镁网的目数大于等于20。2.根据权利要求1所述的一种深度脱氧装置，其特征在于:所述铜网的丝径为20-1000微米。3.根据权利要求2所述的一种深度脱氧装置，其特征在于:所述铜网采用逐层排布的方式固定在一号脱氧通道(I)的内壁上，相邻铜网层的层间距为0.2-1.0厘米。4.根据权利要求3所述的一种深度脱氧装置，其特征在于:所述铜网的层数大于等于10层。5.根据权利要求1所述的一种深度脱氧装置，其特征在于:所述钛网的丝径为20-1000微米。6.根据权利要求5所述的一种深度脱氧装置，其特征在于:所述钛网采用逐层排布的方式固定在二号脱氧通道(2)的内壁上，相邻钛网层的层间距为0.2-1.0厘米。7.根据权利要求6所述的一种深度脱氧装置，其特征在于:所述钛网的层数大于等于10层。8.根据权利要求1所述的一种深度脱氧装置，其特征在于:所述镁网的丝径为20-1000微米。9.根据权利要求5所述的一种深度脱氧装置，其特征在于:所述镁网采用逐层排布的方式固定在三号脱氧通道(3)的内壁上，相邻镁网层的层间距为0.2-1.0厘米。10.根据权利要求6所述的一种深度脱氧装置，其特征在于:所述镁网的层数大于等于10层。
【专利摘要】本实用新型涉及一种深度脱氧装置；所述装置包括依次连通的气体加热装置(4)、一号脱氧通道(1)、二号脱氧通道(2)、三号脱氧通道(3)；所述一号脱氧通道(1)、二号脱氧通道(2)、三号脱氧通道(3)采用串联-立式排列；所述一号脱氧通道(1)内设有铜网；所述二号脱氧通道(2)内设有钛网；所述三号脱氧通道(3)内设有镁网；所述铜网的目数大于等于20；所述钛网的目数大于等于20；所述镁网的目数大于等于20。采用该装置对纯度为99.999％的Ar气进行脱氧处理，其脱氧精度可达10-21ppm。本实用新型所设计装置能在常压下进行高效的深度脱氧，具有设备简单，脱氧剂可循环使用等优势。
【IPC分类】C21C7/06
【公开号】CN204714850
【申请号】CN201520231441
【发明人】王万林, 周乐君, 周科朝, 邹格, 马范军, 黄道远
【申请人】中南大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年4月16日