0 前言
氫是煉鋼過(guò)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(duì)真空室進(jìn)行抽真空，在真空狀態(tài)下對(duì)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(cè)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(guò)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(lái)測(cè)定VD處理前后鋼液中的氫含量。
1 Hydris定氫系統(tǒng)的測(cè)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(cè)器（TCD）來(lái)監(jiān)控氮載氣體離開(kāi)電熱導(dǎo)線的熱傳導(dǎo)速度率，通過(guò)內(nèi)置微處理器完成數(shù)據(jù)計(jì)算。測(cè)量的成功率高。系統(tǒng)精度: 在0~6ppm的測(cè)量范圍內(nèi)，誤差 < 0.15ppm；在6~10ppm測(cè)量范圍內(nèi)，誤差 < 0.20ppm。
2.2 對(duì)應(yīng)于不同的鋼種，氫活度系數(shù)fH 也不同。因此，對(duì)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(cè)量前由操作人員手動(dòng)輸入爐號(hào)，鋼號(hào)信息通過(guò)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(cè)量數(shù)據(jù)，通過(guò)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(cè)量范圍在0.4~13ppm之間，測(cè)量時(shí)間在28秒~70秒之間，
2.5 測(cè)量記錄保存容量為120條。
3　測(cè)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(guò)濾器的使用情況、確認(rèn)儀表畫(huà)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(kāi)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(cè)量狀態(tài)。
3.4　測(cè)量之前必須停止吹氬，使鋼液平靜1~2分鐘。同時(shí)要避開(kāi)在添加合金期間測(cè)量及避免添加合金后立刻進(jìn)行測(cè)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(cè)量結(jié)束之前，絕對(duì)不能提起定氫槍，直到表示測(cè)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(cè)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(cè)完的探頭留在定氫槍上，以免損壞定氫槍。
3.7 通過(guò)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(cè)量狀態(tài)后（氣動(dòng)柜上綠燈亮），因故沒(méi)有測(cè)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(cè)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(cè)量工序。
4　影響氫含量測(cè)定的幾個(gè)因素
在線定氫系統(tǒng)是一種高精度的檢測(cè)儀表，操作不當(dāng)，容易造成測(cè)量數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確，同時(shí)也有可能對(duì)設(shè)備造成損壞。
4.1 為了確保系統(tǒng)能正常工作，測(cè)量前作空氣模擬測(cè)試是必要的。氫含量要求在1.2ppm~1.6ppm之間，吸管壓力Psu(Pvac)要求大于730 hPa。
4.2 正確設(shè)置儀表參數(shù)是確保氫含量測(cè)量準(zhǔn)確性的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
4.3 回路過(guò)濾器是定氫系統(tǒng)的一個(gè)很重要的零件。過(guò)濾器可以清除管路中的水分、油和灰塵，因?yàn)樗鼈儠?huì)污染熱導(dǎo)率檢測(cè)器（TCD），并使泵和閥門(mén)的運(yùn)動(dòng)受阻。因此，在使用過(guò)程中，檢查過(guò)濾器的壽命極為重要。一般來(lái)說(shuō)，過(guò)濾器的使用壽命為35次。
4.4　一旦系統(tǒng)發(fā)生泄漏，測(cè)量工序?qū)�無(wú)法進(jìn)行下去，必須先執(zhí)行泄漏檢測(cè)程序，檢查相關(guān)環(huán)節(jié)，找出泄漏部件， 并采取密封措施。只有在泄漏檢測(cè)結(jié)果OK后，方可進(jìn)行定氫測(cè)量。
4.5 吸管壓力（Psu）過(guò)高或過(guò)低都會(huì)造成測(cè)量工序無(wú)法進(jìn)行下去。吸管壓力（Psu）上限設(shè)定值為1150hpa，下限設(shè)定值為400 hpa。此類故障大硬件故障造成，如吸管堵塞、系統(tǒng)氣路泄漏等。
4.6 吹管壓力(Pbl)超出泵的上限（上限的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值為2500hpa），說(shuō)明吹管有堵塞現(xiàn)象，也許探頭也損壞，檢查測(cè)槍。
4.7 為了確保測(cè)量精度，儀器需要每個(gè)季度校驗(yàn)一次。
5 結(jié)束語(yǔ)
在線定氫系統(tǒng)是一種高精度的檢測(cè)儀表。作為消耗件的定氫探頭造價(jià)較高，為了最大程度地降低定氫探頭的消耗同時(shí)也為了確保測(cè)量成功率及精度，在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中必須嚴(yán)格按照有關(guān)操作規(guī)程操作。測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，可依據(jù)儀表畫(huà)面上的曲線記錄去分析問(wèn)題，找出問(wèn)題之所在。同時(shí)，對(duì)儀表系統(tǒng)的維護(hù)和定期保養(yǎng)也很重要。