專利名稱：惰性氣體的凈化提純方法及所用的提純裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種惰性氣體的凈化提純方法及所用的提純裝置，特別是一種適用于 鈦、鋯、鉿生產(chǎn)以及真空熔鑄采用惰性氣體為保護(hù)性氣體時(shí)該惰性氣體的凈化提純方法和 提純裝置，屬于氣體凈化提純技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在鈦、鋯、鉿、高純合金生產(chǎn)以及真空熔鑄過程中，采用惰性氣體為保護(hù)性氣體，特 別是在生產(chǎn)高純鈦、鎂、原子能級(jí)的鋯、鉿、合金以及真空熔鑄的生產(chǎn)過程中。在外購的惰性 氣體中含有少量的雜質(zhì)氣體(如氧氣、氮?dú)狻錃?、H2O等)，在生產(chǎn)過程中雜質(zhì)氣體在高溫 下與生產(chǎn)的金屬進(jìn)行反應(yīng)(在實(shí)際生產(chǎn)中，控制溫度大于1000°C )，從而降低產(chǎn)品的品質(zhì)， 為了得到高品質(zhì)的產(chǎn)品減少從保護(hù)氣體帶入的雜質(zhì)的含量，要求保護(hù)性氣體和原料的雜質(zhì) 含量盡量的少，特別是部分雜質(zhì)直接影響產(chǎn)品的性能，如在海綿鈦、海綿鋯生產(chǎn)中氧氮的含 量直接影響產(chǎn)品的硬度。目前在這一類的生產(chǎn)中大都直接采用外購的惰性氣體作為保護(hù)性 氣體，其中保護(hù)的惰性氣體雜質(zhì)氣體基本都進(jìn)入產(chǎn)品中。例如在海綿鈦的生產(chǎn)中雜質(zhì)含微量的雜質(zhì)會(huì)使鈦的強(qiáng)度顯著增高，降低其可塑 性；當(dāng)同時(shí)幾種雜質(zhì)存在時(shí)，對(duì)鈦的硬度是加成性的。其中影響較大的元素微氮、氧等，少量 的雜質(zhì)氫明顯的增高鈦的脆性，降低其沖擊韌性。海綿鋯、鉿的產(chǎn)品也有同樣的影響。所以從降低產(chǎn)品的雜質(zhì)含量提供產(chǎn)品質(zhì)量的角度考慮必需探索與開發(fā)新的工藝 方法來凈化提純保護(hù)性惰性氣體，提高惰性氣體的品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種惰性氣體的凈化提純方法及所用的提純 裝置，以提高產(chǎn)品質(zhì)量。本發(fā)明的技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明對(duì)惰性氣體采用了以下凈化提 純方法，該方法利用鈦能吸收惰性氣體中所含的氮、氫、氧等雜質(zhì)氣體的性質(zhì)，使惰性氣體 在應(yīng)用前先通過加熱的金屬鈦，進(jìn)行吸收凈化處理后進(jìn)入下一道工序。金屬鈦的加熱溫度彡850°C。惰性氣體通過加熱的金屬鈦后，根據(jù)下一道工序?qū)Χ栊詺怏w的溫度要求確定對(duì)其 進(jìn)行冷卻或保溫處理。所述的金屬鈦放置在內(nèi)膽中，內(nèi)膽外面用加熱爐進(jìn)行加熱，未經(jīng)處理的惰性氣體 經(jīng)管道進(jìn)入內(nèi)膽，再經(jīng)過緩沖罐進(jìn)入下一工序。所述的金屬鈦置入內(nèi)膽前，先對(duì)內(nèi)膽進(jìn)行氣密性檢查，檢查合格后將金屬鈦裝入 內(nèi)膽，密封封口，將系統(tǒng)內(nèi)空氣抽出至負(fù)壓，充入惰性氣體至微正壓，再次將系統(tǒng)中氣體抽 出，充入惰性氣體后升溫至850°c，恒溫，連續(xù)將惰性氣體通過系統(tǒng)。所述的金屬鈦的粒度彡50mm，按照從上到下粒度減小的原則排列放置。所述的金屬鈦為海綿鈦或廢鈦屑。
為實(shí)現(xiàn)上述凈化提純方法，本發(fā)明配備了以下結(jié)構(gòu)的提純裝置，該裝置包括內(nèi)膽， 內(nèi)膽底部設(shè)置有支撐板，頂部設(shè)置有蓋板，內(nèi)部設(shè)置有過濾板，外面套裝有加熱爐，在支撐 板與過濾板之間填充有金屬鈦，在蓋板上插接有進(jìn)氣管和出氣管，進(jìn)氣管的下端深入支撐 板的下方。所述的蓋板的周圍設(shè)置有密封墊。在進(jìn)氣管和出氣管上均設(shè)置有閥門；在內(nèi)膽的上方設(shè)置有測壓裝置，內(nèi)膽的中部 設(shè)置有測溫裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用金屬鈦對(duì)惰性氣體進(jìn)行凈化提純，可將惰性氣體中的雜質(zhì) 氣體降低到微量，減少雜質(zhì)氣體對(duì)生產(chǎn)的產(chǎn)品的影響，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，特別是在生產(chǎn)高純 度的海綿鈦、原子能級(jí)的海綿鋯、鉿以及生產(chǎn)高品質(zhì)的合金起到隔絕雜質(zhì)提高成品率的作 用，所使用的金屬鈦可以采用工業(yè)廢棄的海綿鈦和廢鈦屑，成本低下，而且本發(fā)明的裝置結(jié) 構(gòu)簡單，工藝易實(shí)現(xiàn)，易控制。


圖1是本發(fā)明的工藝設(shè)備連接示意圖；圖2是本發(fā)明的提純裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例1 本發(fā)明對(duì)惰性氣體的凈化提純方法，主要是利用鈦能吸收惰 性氣體中所含的氮、氫、氧等雜質(zhì)氣體的性質(zhì)，使惰性氣體在應(yīng)用前先通過加熱的金屬鈦， 進(jìn)行吸收凈化處理后進(jìn)入下一道工序。該凈化提純工藝過程見圖1所示。作為吸收介質(zhì)的 金屬鈦選用海綿鈦(也可采用廢棄的海綿鈦，以節(jié)省成本)或廢鈦屑等，粒度< 50mm，將其 按照從上到下粒度減小的原則排列放置在內(nèi)膽中2中，金屬鈦置入內(nèi)膽2前，先對(duì)內(nèi)膽2進(jìn) 行氣密性檢查，檢查合格后將金屬鈦裝入內(nèi)膽2，密封封口，將系統(tǒng)內(nèi)空氣抽出至負(fù)壓，充入 惰性氣體至微正壓，再次將系統(tǒng)中氣體抽出，充入惰性氣體后利用內(nèi)膽2外面的加熱爐1進(jìn) 行加熱升溫，至800 850°C，恒溫，連續(xù)將惰性氣體通過系統(tǒng)，經(jīng)過處理的惰性氣體經(jīng)過緩 沖罐3進(jìn)入下一道工序。另外，根據(jù)下一道工序?qū)Χ栊詺怏w的溫度要求確定對(duì)其進(jìn)行冷卻 或保溫處理。在凈化提純過程中，通過測壓裝置4和測溫裝置5對(duì)系統(tǒng)內(nèi)壓力與溫度進(jìn)行實(shí)時(shí) 監(jiān)測。利用連接管道中的閥門6控制惰性氣體流量與流速。本發(fā)明的實(shí)施例2 為有效實(shí)現(xiàn)惰性氣體的凈化提純方法，采用了以下結(jié)構(gòu)的提 純裝置，如圖2所示，它包括內(nèi)膽2，內(nèi)膽2底部設(shè)置有支撐板8，頂部設(shè)置有蓋板6，內(nèi)部設(shè) 置有過濾板7，外面套裝有加熱爐1，在支撐板8與過濾板7之間填充有金屬鈦3，在蓋板6 上插接有進(jìn)氣管4和出氣管12，進(jìn)氣管4的下端深入支撐板8的下方。蓋板6的周圍設(shè)置有密封墊9。在進(jìn)氣管4和出氣管12上均設(shè)置有閥門11 ；在內(nèi)膽2的上方設(shè)置有測壓裝置10， 內(nèi)膽2的中部設(shè)置有測溫裝置5。
權(quán)利要求
1.一種惰性氣體的凈化提純方法，其特征在于該方法利用鈦能吸收惰性氣體中所含 的氮、氫、氧等雜質(zhì)氣體的性質(zhì)，使惰性氣體在應(yīng)用前先通過加熱的金屬鈦，進(jìn)行吸收凈化 處理后進(jìn)入下一道工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的惰性氣體的凈化提純方法，其特征在于金屬鈦的加熱溫度 彡 850"C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的惰性氣體的凈化提純方法，其特征在于惰性氣體通過加熱 的金屬鈦后，根據(jù)下一道工序?qū)Χ栊詺怏w的溫度要求確定對(duì)其進(jìn)行冷卻或保溫處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的惰性氣體的凈化提純方法，其特征在于所述的金屬鈦放置 在內(nèi)膽中，內(nèi)膽外面用加熱爐進(jìn)行加熱，未經(jīng)處理的惰性氣體經(jīng)管道進(jìn)入內(nèi)膽，再經(jīng)過緩沖 罐進(jìn)入下一工序。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的惰性氣體的凈化提純方法，其特征在于所述的金屬鈦置入 內(nèi)膽前，先對(duì)內(nèi)膽進(jìn)行氣密性檢查，檢查合格后將金屬鈦裝入內(nèi)膽，密封封口，將系統(tǒng)內(nèi)空 氣抽出至負(fù)壓，充入惰性氣體至微正壓，再次將系統(tǒng)中氣體抽出，充入惰性氣體后升溫至 850 0C，恒溫，連續(xù)將惰性氣體通過系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的惰性氣體的凈化提純方法，其特征在于所述的金屬鈦的粒 度< 50mm，按照從上到下粒度減小的原則排列放置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的惰性氣體的凈化提純方法，其特征在于所述的金屬鈦為海 綿鈦或廢鈦屑。
8.一種按照權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的惰性氣體的凈化提純方法中所使用 的提純裝置，其特征在于該裝置包括內(nèi)膽O)，內(nèi)膽( 底部設(shè)置有支撐板(8)，頂部設(shè)置 有蓋板(6)，內(nèi)部設(shè)置有過濾板(7)，外面套裝有加熱爐(1)，在支撐板(8)與過濾板(7)之 間填充有金屬鈦(3)，在蓋板(6)上插接有進(jìn)氣管(4)和出氣管(12)，進(jìn)氣管(4)的下端深 入支撐板(8)的下方。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的提純裝置，其特征在于所述的蓋板(6)的周圍設(shè)置有密封 墊(9)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的提純裝置，其特征在于在進(jìn)氣管(4)和出氣管(1 上均 設(shè)置有閥門(11)；在內(nèi)膽O)的上方設(shè)置有測壓裝置(10)，內(nèi)膽O)的中部設(shè)置有測溫裝置⑶。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種惰性氣體的凈化提純方法即所用的提純裝置，該方法使惰性氣體在應(yīng)用前先通過加熱的金屬鈦，進(jìn)行吸收凈化處理后進(jìn)入下一道工序。該提純裝置包括內(nèi)膽(2)，內(nèi)膽(2)底部設(shè)置有支撐板(8)，頂部設(shè)置有蓋板(6)，內(nèi)部設(shè)置有過濾板(7)，外面套裝有加熱爐(1)，在支撐板(8)與過濾板(7)之間填充有金屬鈦(3)，在蓋板(6)上插接有進(jìn)氣管(4)和出氣管(12)，進(jìn)氣管(4)的下端深入支撐板(8)的下方。本發(fā)明將惰性氣體中的雜質(zhì)氣體降低到微量，減少雜質(zhì)氣體對(duì)產(chǎn)品的影響，提高產(chǎn)品質(zhì)量，所使用的金屬鈦可以采用工業(yè)廢棄的海綿鈦和廢鈦屑，成本低下，而且本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡單，工藝易實(shí)現(xiàn)，易控制。
文檔編號(hào)B01D53/14GK102100999SQ20091031161
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月16日
發(fā)明者蒙鈞 申請(qǐng)人:貴陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院