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(jìn)行抽真空，在真空狀態(tài)下對鋼液進(jìn)行脫氣，以降低鋼液中氫、氮含量，同時(shí)利用鋼渣界面反應(yīng)進(jìn)行脫硫處理。準(zhǔn)確測定鋼液中的氫含量是衡量VD爐脫氣效果的一項(xiàng)主要技術(shù)指標(biāo)。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(diǎn)
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(jì)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(hào)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(gè)RS-232串口供定氫儀表與二級(jí)計(jì)算機(jī)通訊用。測量前由操作人員手動(dòng)輸入爐號(hào)，鋼號(hào)信息通過二級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)取自化驗(yàn)室。儀表根據(jù)獲得的鋼號(hào)、鋼溫、測量數(shù)據(jù)，通過微處理器的運(yùn)算，自動(dòng)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(hào)所要求的氫含量及時(shí)采取相應(yīng)的措施。

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

2.4 測量范圍在0.4~13ppm之間，測量時(shí)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(dòng)柜氮?dú)獾倪M(jìn)口壓力及回路過濾器的使用情況、確認(rèn)儀表畫面右下腳閃爍光標(biāo)指示為準(zhǔn)備狀態(tài)（READY）。

3.2　按下氣動(dòng)柜上的啟動(dòng)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(dòng)柜上的黃燈點(diǎn)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(shí)，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(jìn)入準(zhǔn)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(shí)要避開在添加合金期間測量及避免添加合金后立刻進(jìn)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(dòng)。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(shí)氣動(dòng)柜內(nèi)蜂鳴器發(fā)出訊響）。

3.6　測量結(jié)束后，及時(shí)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(jì)算，氫含量顯示在儀表屏幕上。

3.8　系統(tǒng)進(jìn)入準(zhǔn)備測量狀態(tài)后（氣動(dòng)柜上綠燈亮），因故沒有測量，系統(tǒng)在等待一段時(shí)間后會(huì)自動(dòng)回復(fù)到啟動(dòng)狀態(tài)。如需測量，則再做一次啟動(dòng)程序即可。在何時(shí)候按CLR+F2鍵都可中斷測量工序。

4　影響氫含量測定的幾個(gè)因素

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