高纯氩气的工业用途和应用

2019-06-20

高纯氩气的性质

高纯氩气是惰性气体,对人体无直接危害。但是,如果工业使用后产生的废气对人体有害,则会引起硅肺、眼睛损伤等。

虽然它是一种惰性气体,但也是一种窒息性气体,大量吸入会导致窒息。生产现场应保持通风,从事高纯氩气相关工作的技术人员应每年定期进行职业健康检查,确保其健康。

高纯氩气本身是无毒的,但在高浓度时会窒息。当空气中的高纯氩气浓度高于33%时,有窒息的危险。当高纯氩气浓度超过50%时,出现严重症状。当浓度达到75%时,可在几分钟内死亡。液态高纯氩气会伤害皮肤,眼睛接触会引起炎症。

高纯氩气是一种惰性气体,占地球大气的0.93%。

惰性气体包括氩、氦、氪、氙,有时还有氡。它们非常稳定,反应的可能性很低。

氩无色、无味、无味、无毒。目前还不知道化合物。比重1.38,比重25%。在大气压下,它在302华氏度(186摄氏度)时变成液体。氩无腐蚀性,不可燃,导热系数低,微溶于水。

高纯氩气的工业用途

高纯氩气是一种工业上广泛使用的稀有气体。它在自然界中是非常惰性的。它既不能燃烧也不能支持燃烧。在飞机制造、造船、原子能工业和机械工业中,氩常用作焊接保护气体,以防止焊接特殊金属(如铝、镁、铜及其合金和不锈钢)时被空气氧化或氮化。

在金属冶炼中,氧气吹氩是生产优质钢的重要措施。吨钢耗氩量为1-3m3。此外,氩还需要用于冶炼钛、锆、锗等特殊金属以及电子工业。

空气中0.932%的氩的沸点在氧和氮之间,空气分离装置中塔中部的最高含量称为氩份。分离氧和氮时,提取氩组分进一步分离纯化,也可得到氩副产物。一般情况下,在全低压空分装置(最新工艺将氩的提取率提高到80%以上)中,可以得到30%-35%的已处理空气中的氩。在中压空分装置中,由于膨胀空气进入下塔,不影响上塔的蒸馏过程,氩的萃取率可达60%左右。但是,小型空分装置的总处理风量较小,产生的氩量有限。抽氩装置是否需要配备取决于具体情况。

高纯氩气的应用

高纯氩气可用于许多行业的不同应用:

铝工业-用于代替空气或氮气,在铝的制造过程中产生惰性气体;帮助去除除气过程中不需要的可溶性气体;以及去除熔融铝中的溶解氢和其他颗粒。

炼钢-用于置换气体或蒸汽,防止工艺流程中氧化;用于搅拌钢液以保持恒温和相同成分;有助于去除脱气过程中不需要的可溶性气体;用作载气时,可通过色谱法测定氩;高纯氩气也可用于氩氧脱碳。用于不锈钢精炼中去除一氧化碳和减少铬损失的AOD工艺。

金属加工-氩在焊接中用作惰性保护气体,在金属和合金的退火和滚轧中用作无氧和无氮保护,并用于冲洗熔融金属以消除铸件中的气孔。

电子-为超纯半导体中使用的锗和硅晶体提供保护性的大气和热传导。

照明-白色橙色灯和荧光灯的充气;霓虹灯中的蓝光。