[發明專利]一種用于鋁熔體凈化的氮-氯氣體混合系統和方法

有效

• 申請號: 202010564649.1
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111850326B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 王浩偉;汪明亮;陳哲;陳東;鐘圣怡;李險峰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;安徽相邦復合材料有限公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22B9/05
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 周一新

1.一種用于鋁熔體凈化的氮-氯氣體混合方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）提供一種用于鋁熔體凈化的氮-氯氣體混合系統，包括：

氯氣源、氮氣源、內置氯氣檢測報警裝置的配氣柜、置于所述配氣柜內且內置壓力檢測裝置的混氣筒、鋁熔爐、內置噴淋泵的吸收池以及包含控制模塊和無線通信模塊的控制裝置，其中：

所述混氣筒經氯氣管道、氮氣管道和出氣管道分別與所述氯氣源、氮氣源和鋁熔爐連通；

所述吸收池經一端通入其內、一端與所述出氣管道相連的殘氣吹掃氣管道與所述混氣筒連通；

所述配氣柜包括位于其底部可單向輸入空氣的單向換氣扇和位于頂部且經柜內換氣管道與所述殘氣吹掃氣管道連接的抽風機組成強制換氣裝置，還包括位于所述混氣筒外側的噴淋裝置且經噴淋管道與所述噴淋泵連接組成漏氣噴淋裝置；

所述控制裝置內，所述無線通信模塊被設置為可接收配氣混氣系統內發出的無線信號并對其進行控制；所述控制模塊被設置為根據設定可控制包括所述配氣混氣系統在所述混氣筒內配氣和混氣后輸出至所述鋁熔爐、所述混氣筒內殘氣吹掃和所述強制換氣裝置與所述漏氣噴淋裝置進行應急處置；

所述柜內換氣管道設有柜內換氣電磁閥，當所述壓力檢測裝置僅檢測到壓力異常報警時，所述控制裝置控制所述單向換氣扇向所述配氣柜內輸入空氣的同時，控制所述抽風機將所述配氣柜內的氣體吹掃至所述吸收池內；

所述噴淋管道設有噴淋電磁閥，當所述氯氣檢測報警裝置報警時，所述控制裝置控制所述混氣筒內的殘氣吹掃至所述吸收池內，同時控制所述吸收池內堿性溶液噴淋至所述配氣柜內，待噴淋結束后控制所述抽風機將所述配氣柜內的氣體吹掃至所述吸收池內；

所述混氣筒為細長圓柱狀筒體，且筒體直徑和長度的比值不小于1/2；

（2）將氮氣和氯氣送入所述配氣柜中的混氣筒內，按照設定進行混合后送入鋁熔爐中；

（3）一次鋁熔體凈化結束后，用氮氣對所述混氣筒內進行殘氣吹掃，并將殘氣送入吸收池內吸收后排入大氣；

（4）當所述壓力檢測裝置僅檢測到所述混氣筒內壓力異常時，啟動一級處理程序：停止配氣混氣送氣，在進行步驟（3）中殘氣吹掃的同時，啟動所述抽風機和所述單向換氣扇對所述配氣柜進行強制換氣，換出的氣體送至所述吸收池內吸收后排入大氣；當所述氯氣檢測報警裝置檢測到所述配氣柜內有氯氣泄露時，則無論啟動所述壓力檢測裝置是否報警，都二級處理程序：停止配氣混氣送氣，在進行（3）中殘氣吹掃的同時，通過所述噴淋泵將所述吸收池內的堿性溶液輸送至所述配氣柜內進行噴淋，待噴淋結束后再進行強制換氣；

所述鋁熔體為鋁合金熔體或鋁基復合材料熔體，所述吸收池內含有NaOH溶液或Na2CO3溶液的堿性溶液。

2.根據權利要求1所述的用于鋁熔體凈化的氮-氯氣體混合方法，其特征在于，各步驟由計算機控制完成。

3.根據權利要求1所述的用于鋁熔體凈化的氮-氯氣體混合方法，其特征在于，所述氯氣管道沿氯氣流向依次設有氯氣壓力表、氯氣電磁閥和氯氣流量計，所述氮氣管道沿氯氣流向依次設有氮氣壓力表、氮氣電磁閥和氮氣流量計，所述出氣管道設有混合氣體出口電磁閥，且經所述控制模塊根據預先設定控制所述氯氣源和氮氣源的開度和流量，至所述混氣筒內的壓力達到預定值后進行配氣和混氣，并輸送混合氣體至所述鋁熔爐內。

4.根據權利要求1所述的用于鋁熔體凈化的氮-氯氣體混合方法，其特征在于，所述殘氣吹掃氣管道設有殘氣吹掃氣旁通電磁閥，且所述殘氣吹掃氣管道與所述出氣管道相連一端位于所述混合氣體出口電磁閥之前，經所述控制裝置控制所述混氣筒內的殘氣吹掃至所述吸收池內。

5.根據權利要求3所述的用于鋁熔體凈化的氮-氯氣體混合方法，其特征在于，所述控制裝置內，所述無線通信模塊被設置為可接收所述氯氣流量計、氮氣流量計、氯氣檢測報警裝置、壓力檢測裝置發出的無線信號，并可對所述氯氣電磁閥、氮氣電磁閥、單向換氣扇、柜內換氣電磁閥、抽風機、混合氣體出口電磁閥、殘氣吹掃氣旁通電磁閥和噴淋電磁閥進行開關控制；

所述控制模塊被設置為根據設定啟動所述配氣混氣系統在所述混氣筒內進行配氣和混氣后，將混合氣體輸出至所述鋁熔爐；當一次鋁熔體凈化作業結束后可控制所述混氣筒內殘氣吹掃；當所述壓力檢測裝置報警時可控制所述混氣筒內殘氣吹掃的同時啟動所述配氣柜內所述強制換氣裝置；當所述氯氣檢測報警裝置報警時可控制所述混氣筒內殘氣吹掃的同時啟動所述配氣柜內所述強制換氣裝置和所述漏氣噴淋裝置。