鋼液中氫含量的測定

0 前言

氫是煉鋼過程中產(chǎn)生許多缺陷和造成失效的主要原因。VD爐的主要作用是真空脫氣，利用真空泵對真空室進行抽真空，在真空狀態(tài)下對鋼液進行脫氣，以降低鋼液中氫、氮含量，同時利用鋼渣界面反應(yīng)進行脫硫處理。準確測定鋼液中的氫含量是衡量VD爐脫氣效果的一項主要技術(shù)指標。為了煉特鋼的需要，經(jīng)過VD處理后鋼液中[H]的含量要求控制在每百克鋼小于等于0.12ml.。杭鋼昌興電爐采用Heraeus 公司的浸入式直讀定氫儀（Multi-lab Hydris System）來測定VD處理前后鋼液中的氫含量。

1 Hydris定氫系統(tǒng)的測量原理
2 Hydris定氫系統(tǒng)的優(yōu)點
2.1 采用熱導(dǎo)率檢測器（TCD）來監(jiān)控氮載氣體離開電熱導(dǎo)線的熱傳導(dǎo)速度率，通過內(nèi)置微處理器完成數(shù)據(jù)計算。測量的成功率高。系統(tǒng)精度: 在0~6ppm的測量范圍內(nèi)，誤差 0.15ppm；在6~10ppm測量范圍內(nèi)，誤差 0.20ppm。

2.2 對應(yīng)于不同的鋼種，氫活度系數(shù)fH 也不同。因此，對于鋼號和冶煉溫度變化大的鋼廠，有必要采取不同的K/f系數(shù)。Hydris定氫系統(tǒng)提供一個RS-232串口供定氫儀表與二級計算機通訊用。測量前由操作人員手動輸入爐號，鋼號信息通過二級計算機網(wǎng)絡(luò)取自化驗室。儀表根據(jù)獲得的鋼號、鋼溫、測量數(shù)據(jù)，通過微處理器的運算，自動調(diào)整K/f系數(shù)，最終得出正確的氫含量。這有助于煉鋼工人按所煉的號所要求的氫含量及時采取相應(yīng)的措施。

2.3 儀表提供兩個RS-232接口，供數(shù)據(jù)通訊之用，同時提供一個并口， 供接打印機。

2.4 測量范圍在0.4~13ppm之間，測量時間在28秒~70秒之間，

2.5 測量記錄保存容量為120條。

3　測量及操作順序
3.1　檢查氣動柜氮氣的進口壓力及回路過濾器的使用情況、確認儀表畫面右下腳閃爍光標指示為準備狀態(tài)（READY）。

3.2　按下氣動柜上的啟動按鈕或儀表上的F2鍵，系統(tǒng)開始工作，定氫槍口往外吹氣。儀表屏幕上的吹氣壓力在不斷上升。10秒左右，氣動柜上的黃燈點亮，紅燈保持。

3.3　小心安裝探頭，用力擰緊，但不可用力撞擊。4~5秒后綠燈亮、紅燈滅、黃燈保持。此時，儀表屏幕上的吹氣壓力在不斷上升，到4500Pa左右，黃燈滅，只有綠燈亮，系統(tǒng)進入準備測量狀態(tài)。

3.4　測量之前必須停止吹氬，使鋼液平靜1~2分鐘。同時要避開在添加合金期間測量及避免添加合金后立刻進行測量。

3.5 小心提起定氫槍，插入鋼液中，探頭盡量保持垂直、插入鋼液深度為300~400mm，把住搶托、保持平衡，不要左右晃動。在測量結(jié)束之前，絕對不能提起定氫槍，直到表示測量結(jié)束的紅燈亮起（與此同時氣動柜內(nèi)蜂鳴器發(fā)出訊響）。

3.6　測量結(jié)束后，及時小心地取出探頭，檢查接觸塊是否清潔。放好定氫槍，不要把測完的探頭留在定氫槍上，以免損壞定氫槍。

3.7 通過儀表內(nèi)置微處理器的計算，氫含量顯示在儀表屏幕上。

3.8　系統(tǒng)進入準備測量狀態(tài)后（氣動柜上綠燈亮），因故沒有測量，系統(tǒng)在等待一段時間后會自動回復(fù)到啟動狀態(tài)。如需測量，則再做一次啟動程序即可。在何時候按CLR+F2鍵都可中斷測量工序。

4　影響氫含量測定的幾個因素

在線定氫系統(tǒng)是一種高精度的檢測儀表，操作不當，容易造成測量數(shù)據(jù)的不準確，同時也有可能對設(shè)備造成損壞。