一種深度脫氧裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種深度脫氧裝置，屬于化學(xué)反應(yīng)脫氧裝置制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼鐵冶金生產(chǎn)工藝中，氧、硫、磷、氫、氮等是嚴(yán)重破壞鑄坯質(zhì)量的幾大有害元素，將這類非金屬元素總含量降低在30ppm范圍內(nèi)定為21世紀(jì)奮斗目標(biāo)。其中，氧不僅降低了鋼的熱脆性能，而且能顯著降低鋼液表面張力。依據(jù)參考書目黃希祜編撰的《鋼鐵冶金原理》第3版第389頁(yè)，明確指出:沸騰鋼中溶解氧含量需降低到250?300ppm ;鎮(zhèn)靜鋼中溶解氧含量應(yīng)小于50ppm。致力于臥滴法研宄鋼液、夾雜物體系潤(rùn)濕行為，需要獲得低于與液態(tài)鋼水中氧含量平衡的氣態(tài)氧分壓。一般將氣氛中氧含量控制在鐵氧化物分解壓以下的范圍內(nèi)(原因在于，鐵氧化物的存在導(dǎo)致鋼液表面張力急劇下降而在基底上鋪展)，方能全方位模擬微小鋼液滴潤(rùn)濕夾雜物的行為。鋼樣穩(wěn)定存在的區(qū)域，氣氛中平衡氧含量在10_22?10-13ppm內(nèi)，且隨溫度升高而升高(具體計(jì)算參見《鋼鐵冶金原理》第3版250?251頁(yè))。
[0003]目前，脫氧劑制備方法的申請(qǐng)專利及相關(guān)文獻(xiàn)中，主要包括以下四種脫氧方式:碳質(zhì)脫氧劑；金屬及金屬氧化物脫氧劑；活性催化劑加氫除氧；常溫下采用有機(jī)酸鹽氧化脫氧(僅限于常溫常壓使用，例如公開號(hào)為CN1411905A公開了一種硅、酚類有機(jī)物的食品脫氧劑)。
[0004]公開號(hào)為CN103007880A的專利中，將91?93%活性炭，與4?8%的強(qiáng)堿KOH、NaOH浸漬后，經(jīng)過烘干、去除灰分后，在300°C及更高溫度下表現(xiàn)出較高的脫氧活性。雖然該碳質(zhì)脫氧劑高溫脫氧容量大，成本低廉，生產(chǎn)靈活，但文獻(xiàn)中并沒有指出其脫氧效果；且大量CO氣體和粉塵逸出需要完善尾氣排放、除塵等后序處理工藝，這無疑增加了工藝成本；隨著碳質(zhì)不斷消耗，產(chǎn)生的灰分量將逐漸增加，容易堵塞氣體管道，污染爐膛環(huán)境；碳質(zhì)材料屬消耗型材料，其消耗速度和更換頻率未知。綜上，此種脫氧方法不適合廣泛采用。
[0005]公開號(hào)為CN1090221A的專利中，采用稀有金屬鉬脫氧，在200°C以內(nèi)能將普通惰性氣體或含烷烴的混合氣氛或含硫、CO氣氛中氧含量降至0.lppm。貴金屬鉬可直接用于脫氧，既減少了復(fù)雜的處理過程，也避免了催化劑在含硫或CO的氣氛里中毒的可能性。公開號(hào)為CN1973994A、CN102850159A的專利中，采用低價(jià)錳氧化物作脫氧劑，分別獲得了低于Ippm及低于0.0lppm的殘氧含量。其適用溫度范圍分別在150?250°C及100°C以內(nèi)，生成的高價(jià)錳氧化物能在含仏的混合氣中得以還原，循環(huán)使用。采用金屬鉬或者低價(jià)錳氧化物可直接低溫下脫氧，盡管適用于一切含硫或一氧化碳的普通惰性氣體或者烷烴氣體脫氧，但金屬鉬成本高，且鉬、低價(jià)錳氧化物低溫脫氧效率較低，脫氧深度只能達(dá)到0.0lppmo
[0006]公開號(hào)為CN1130542A的專利中，以CuO、Zn0、Cr203三種混合氧化物催化氣態(tài)甲醇裂解為CO和H2，溫度在150?550 °C內(nèi)，反應(yīng)器壓力為0.01?IMPa內(nèi)，能將含氧體積分?jǐn)?shù)(5%的惰性氣氛中氧含量降至Ippm以內(nèi)。但經(jīng)脫氧處理后的氣體中含體積分?jǐn)?shù)I?10%的4與CO及低于5ppm的微量CO 2。此種方法的創(chuàng)新之處在于利用有機(jī)物高壓分解產(chǎn)生還原性氣氛，但該方法中脫氧產(chǎn)物中夾帶大量的H2-CO,這既降低了還原性氣氛的利用率，又不利于連續(xù)穩(wěn)定地控制氣氛中的氧含量。另外，采用該方法所得氣體產(chǎn)物中的殘氧含量太高(Ippm)，從而大大限定了其應(yīng)用范圍。
[0007]公開號(hào)為CN1631530A的專利中，以硫化鉑(PtSx)催化含氫惰性氣氛，可在溫度為25?450°C，壓力為I?15MPa的條件下，將含羰基硫、氧體積分?jǐn)?shù)不超過5%的氣氛中氧含量降低到lppm。公開號(hào)為CN1070128A的專利結(jié)合低價(jià)錳氧化物及貴金屬Pt催化H2雙重脫氧的優(yōu)勢(shì)，在室溫到450°C的溫度范圍內(nèi)，使最終殘氧含量降低到0.003ppm以下。相比以上直接脫氧方式，催化加氫脫氧方式效果更佳，而殘氧含量仍然偏高；且鉑類催化劑成本昂貴，對(duì)含羰基硫、高氧含量的氣氛極其敏感，易中毒。
[0008]綜上所述，現(xiàn)有脫氧技術(shù)存在脫氧容量低，或脫氧精度不夠深，或脫氧效率偏低，或因催化還原性氣體脫氧的方式易中毒，或部分反應(yīng)體系優(yōu)選高壓條件下進(jìn)行，導(dǎo)致安全系數(shù)偏低等一個(gè)或多個(gè)問題。因此亟需一種同時(shí)兼具脫氧精度深、使用壽命長(zhǎng)、成本低廉而又能安全的脫氧技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有脫氧技術(shù)中存在的不足之處，提供一種深度脫氧裝置。
[0010]本實(shí)用新型一種深度脫氧裝置，包括依次連通的氣體加熱裝置(4)、一號(hào)脫氧通道
(I)、二號(hào)脫氧通道(2)、三號(hào)脫氧通道(3);所述一號(hào)脫氧通道(I)內(nèi)設(shè)有銅網(wǎng)；所述一號(hào)脫氧通道(I)、二號(hào)脫氧通道(2)、三號(hào)脫氧通道(3)采用串聯(lián)-立式排列；所述二號(hào)脫氧通道(2)內(nèi)設(shè)有鈦網(wǎng)；所述三號(hào)脫氧通道(3)內(nèi)設(shè)有鎂網(wǎng)；所述銅網(wǎng)的目數(shù)大于等于20，優(yōu)選為大于等于100目，進(jìn)一步優(yōu)選為100-400目；所述鈦網(wǎng)的目數(shù)大于等于20，優(yōu)選為大于等于100目，進(jìn)一步優(yōu)選為100-400目；所述鎂網(wǎng)的目數(shù)大于等于20，優(yōu)選為大于等于100目，進(jìn)一步優(yōu)選為100-400目。
[0011]本實(shí)用新型一種深度脫氧裝置，所述銅網(wǎng)的絲徑為20-1000微米，優(yōu)選為35-300微米；進(jìn)一步優(yōu)選為35-200微米。
[0012]本實(shí)用新型一種深度脫氧裝置，所述銅網(wǎng)采用逐層排布的方式固定在一號(hào)脫氧通道⑴的內(nèi)壁上，相鄰銅網(wǎng)層之間的層間距為0.2-1.0厘米。
[0013]本實(shí)用新型一種深度脫氧裝置，所述銅網(wǎng)的層數(shù)大于等于10層，優(yōu)選為25-1000層；進(jìn)一步優(yōu)選為30-500層；更進(jìn)一步優(yōu)選為50-400層。
[0014]本實(shí)用新型一種深度脫氧裝置，所述銅網(wǎng)可為市面上常見的純銅網(wǎng)。
[0015]本實(shí)用新型一種深度脫氧裝置，所述鈦網(wǎng)采用逐層排布的方式固定在二號(hào)脫氧通道⑵的內(nèi)壁上，相鄰鈦網(wǎng)層之間的層間距為0.2-1.0厘米。
[0016]本實(shí)用新型一種深度脫氧裝置，所述鈦網(wǎng)的層數(shù)大于等于10層；優(yōu)選為25-1000層；進(jìn)一步優(yōu)選為30-500層；更進(jìn)一步優(yōu)選為50-400層。
[0017]本實(shí)用新型一種深度脫氧裝置，所述鈦網(wǎng)為市面上常見鈦網(wǎng)，其材質(zhì)選自TA1、TA2、GR2、GR3、R50250、鈦合金中的一種。
[0018]本實(shí)用新型一種深度脫氧裝置，所述鎂網(wǎng)的絲徑為200-1000微米，優(yōu)選為35-300微米；進(jìn)一步優(yōu)選為35-200微米。
[0019]本實(shí)用新型一種深度脫氧裝置，所述鎂網(wǎng)采用逐層排布的方式固定在三號(hào)脫氧通道⑶的內(nèi)壁上，相鄰鎂網(wǎng)之間的層間距為0.2-1.0厘米。
[0020]本實(shí)用新型一種深度脫氧裝置，其特征在于:所述鎂網(wǎng)的層數(shù)大于等于10層；優(yōu)選為25-1000層；進(jìn)一步優(yōu)選為30-500層；更進(jìn)一步優(yōu)選為50-400層。
[0021]本實(shí)用新型一種深度脫氧裝置，鎂網(wǎng)為市面常見的鎂錠經(jīng)拉絲后編織成的鎂網(wǎng)。
[0022]本實(shí)用新型一種深度脫氧裝置，其應(yīng)用的實(shí)施方案為:
[0023]將原料氣體，通過氣體加熱裝置(4)加熱至250°C?600°C后；依次流經(jīng)一號(hào)脫氧通道(I)、二號(hào)脫氧通道(2)、三號(hào)脫氧通道(3)。
[0024]本實(shí)用新型一種深度脫氧裝置，其應(yīng)用過程中，所述原料氣體中N2的體積百分含量< 1%、氧氣的體積百分含量< 1%。本發(fā)明之所以限定原料氣體中N2的體積百分含量，是因?yàn)楫?dāng)氣體溫度大于等于300°C時(shí)活性脫氧劑Mg能結(jié)合N2生成Mg 3N2，從而導(dǎo)致其脫氧能力下降，嚴(yán)重的會(huì)到至脫氧裝置失去脫氧的