一种镁合金熔炼保护气体的合成方法及装置制造方法及图纸

一种镁合金熔炼保护气体的合成方法及装置，属材料熔炼设备领域。本方法是：在高压ＳＦ＃－［６］瓶和Ｎ＃－［２］瓶与混合气瓶之间，设置一个中间过渡气瓶来实现的。本装置是由抽真空装置、供气装置、气体配比调整装置、储气装置四部分构成。所说的抽真空装置为一机械泵，与混合气瓶、中间瓶相连；所说的供气装置包括ＳＦ＃－［６］气瓶、高纯Ｎ＃－［２］气瓶、气压表计、单向通气阀和通气管，ＳＦ＃－［６］气瓶及Ｎ＃－［２］气瓶通过通气管与中间气瓶相连。所说的气体配比调整装置包括中间气瓶、气压表计和通气管，中间气瓶通过通气管与混合气瓶相连；所说的储气装置包括混合气体气瓶、双向通气阀、气压表计和通气管。采用本发明专利技术可生产具有准确配比的保护气体，操作安全、可靠，经济性和实用性俱佳。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及镁合金熔炼保护气体的合成方法及装置，属材料熔炼设备领域。熔炼过程的阻燃保护是影响镁合金应用的一个重要方面。镁合金本质活泼，氧化形成的膜致密度小于1，不能阻止氧化反应的进行，在浇注过程易起明火燃烧，需要采取阻燃、灭火措施。现在镁合金熔炼保护效果最好的是N2+SF6混合气体，该气体无毒副作用，并可确保镁合金的安全生产。镁合金温度超过350℃即可能燃烧，需要采取措施防燃。在大规模镁合金压铸生产过程中，熔炼炉需要持续通入保护气体。目前生产现场一般采用N2与SF6直接混合通入的方法，由于一般N2、SF6气瓶压力不等，直接混合机构复杂，且有时气体混合配比精度不高。在混合气体中起主要保护作用的SF6价格昂贵，因此，为有效保护镁合金熔体，在混合气体配比有可能不准确的情况下，往往需要过保护(增加SF6在混合气体中的比例百分数)，因此造成经济上的浪费。由于目前已有的SF6、N2混合工艺复杂，可以生产混合气体的厂家较少，镁合金生产工厂在生产中如购买混合好的SF6+N2保护气体，其价格远远高于所用原材料SF6、N2的价格。按使用要求混合气体中SF6应有一定比值。设SF6的摩尔百分比为x，混合气瓶的体积(V混)和中间气瓶的体积(V中)之比为v，即V混/V中＝v。混合开始时将混合气瓶和中间气瓶用机械泵抽真空，然后向中间气瓶中充入SF6使压力达到P’值。再将混合气瓶与中间气瓶连通，此时两瓶中的压力均为P1。按气体定律，PV为常数，即可得P1＝P’/(v+1)，然后再向中间瓶和混合气瓶中充入N2，使两瓶中的压力为P，此时P＝PSF6+PN2(1)PSF6和PN2分别为SF6和N2的分压，但PSF6＝P1，PN2＝P(1-x)，以此代入(1)式可得P’＝P(v+1)x 所以当混合气体的压力设定后，所需SF6的摩尔数值即可调整中间气瓶中充入SF6的压力P’来得到。P’可连续精确调整，所以用本方法可以很方便的获得所需混合比的混合气。本专利技术镁合金熔炼保护气体合成装置由抽真空装置、供气装置、气体配比调整装置、储气装置四部分构成(见图一)。所说的抽真空装置为一机械泵16，与混合气瓶1、中间瓶7相连；所说的供气装置包括SF6气瓶14、高纯N2气瓶15、气压表计12、13、单向通气阀8、9和通气管10、11，SF6气瓶14及N2气瓶15通过通气管10、11与中间气瓶7相连。其中单向通气阀8、9开启时仅允许SF6、高纯N2向中间气瓶单向流入。所说的气体配比调整装置包括中间气瓶7、气压表计6和通气管5，中间气瓶7通过通气管5与混合气瓶1相连；所说的储气装置包括混合气体气瓶1、双向通气阀4、气压表计2和通气管3，双向通气阀4开启时可保证混合气体气瓶1与中间气瓶7内气体压力相同。其混合过程如下1、首先开启双向通气阀4，用机械泵16，将混合气瓶1、中间气瓶7抽真空；2、关闭双向通气阀4，开启单向通气阀8，经过通气管10、从SF6气瓶14向中间气瓶7通入SF6气体，完毕后关闭单向通气阀8，记录气压表计6上显示压力值P’；3、开启双向通气阀4达到混合气瓶1、中间气瓶7等压，依据PV值为常数，中间气瓶7中SF6体积膨胀为原来的(v+1)倍，此时两瓶中SF6气压均为P1P1=P′v+1;]]>4、在第3步基础上，开启单向通气阀9，经过通气管11、从高纯N2气瓶15向中间气瓶7通入高纯N2，直至气压表2、6上均显示压力值P，关闭单向通气阀9、双向通气阀4。根据气体方程，T、V一定时，压力P与气体摩尔数n成正比。SF6在混合气瓶1、中间气瓶7中的分压百分数等于它的摩尔百分数。SF6的分压为Px，因此Px=P′v+1,]]>即得P’＝P(v+1)x尽管SF6的摩尔百分比x很小，人为设定适当的混合气瓶1、中间气瓶7的体积比v(一般v较大，即混合气瓶1的容积远远大于中间气瓶7的容积)，可以使P、P’在同一量级(通常为MPa级)，采用普通气压表测量气压的误差极小。当上述混合气瓶1、中间气瓶7的体积比v一定时，如果需要变更不同的最终气压P或者SF6摩尔百分比x，仅需调整SF6的最初压力P’，采用一个较小体积的中间气瓶7，可以保证P’的精确测量。权利要求1.一种镁合金熔炼保护气体的合成方法，其特征是在高压SF6瓶和N2瓶与混合气瓶之间，设置一个中间过渡气瓶来实现的。2.一种镁合金熔炼保护气体的合成装置，其特征是由抽真空装置、供气装置、气体配比调整装置、储气装置四部分构成，所说的抽真空装置为一机械泵，与混合气瓶、中间瓶相连；所说的供气装置包括SF6气瓶、高纯N2气瓶、气压表计、单向通气阀和通气管，SF6气瓶及N2气瓶通过通气管与中间气瓶相连，所说的气体配比调整装置包括中间气瓶、气压表计和通气管，中间气瓶通过通气管与混合气瓶相连；所说的储气装置包括混合气体气瓶、双向通气阀、气压表计和通气管。全文摘要一种镁合金熔炼保护气体的合成方法及装置，属材料熔炼设备领域。本方法是在高压SF文档编号F27D7/00GK1436866SQ03119128公开日2003年8月20日 申请日期2003年3月14日 优先权日2003年3月14日专利技术者李培杰, 郭旭涛, 刘群, 曹福洋, 何良菊, 曾大本 申请人:清华大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镁合金熔炼保护气体的合成方法，其特征是在高压ＳＦ↓［６］瓶和Ｎ↓［２］瓶与混合气瓶之间，设置一个中间过渡气瓶来实现的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：李培杰，郭旭涛，刘群，曹福洋，何良菊，曾大本，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]