关于真空炉冶炼钢液中的氢气！
文章来源：admin 添加时间：2020-10-15
1、钢中氢的来源是什么？
向钢液中传递氢的唯一媒介是水分（H2O)。水分通过以下途径进入钢中。
（1) 感应炉上空大气中的水蒸气
大气中水蒸气同高温熔渣或钢液接触，水分分解后，氢气被钢液吸收而溶入钢中。不同相对湿度下冶炼的钢中含氢量，有很大差别。
（2) 原材料和造渣材料中含有的水分
各种返回料，特别是捆状轻薄料，烘烤不良时会带入水分；造渣材料中石灰烘烤温度不够会带入结晶水；各种粉状脱氧剂也因烘烤不好都会带入水分。
（3) 耐火材料带入的水分
钢包、浇注系统用耐火材料等吸附的水分，都会被钢液吸收，增加钢中含氢量。
综上所述，以上三个方面是氢进入钢中的主要途径。欲控制钢中含氢量，必须从这几方面采取措施，减少进入钢中的氢。
2、为什么真空冶炼能够降低钢液含氢量？
氢是双原子气体，在钢液中的溶解度服从西华特定律：氢在钢液中的溶解度与气相中氢的分压强的平方根成正比，即：
［H] =KH(PH2)0.5
从西华特定律表达式可知：随冶炼空间氢分压强的降低，即冶炼真空度的提高，钢中含氢量下降。因此，通过真空的作用，可以有效降低钢中含氢量。表1数据表示1600℃时，冶炼真空度与钢中含氢量的关系。
表1 1600℃时冶炼真空度与钢中含氢量的关系
真空度／Pa |
钢中含氢量x10-6 |
|
Fe-18. 3%Cr-11. 7%Ni |
Fe-18. 5%Cr |
|
计算 |
实测 |
计算 |
实测 |
|
101080 |
32. 0 |
一 |
30. 0 |
一 |
|
931 |
3. 1 |
3. 5 |
3. 0 |
3. 7 |
|
133 |
1. 2 |
1. 5 |
1. 0 |
1. 6 |
|
0. 0133 |
0. 01 |
0. 5 |
0. 01 |
0. 5 |
气相中氢的分压随真空度的升高而降低。真空度越高，PH2越小。所以，真空冶金是生产低氢钢与合金的主要途径。
3、真空感应炉冶炼时怎样降低钢中含氢量？
真空感应炉冶炼降低钢液含氢量的措施有下述几项。
1) 充分利用真空碳脱氧形成的钢液碳沸腾，进行脱除氢气。同时保持足够高的真空度。
2) 防止水凝结在真空室内水冷部件表面上。因为冷凝水在高真空下挥发会使炉气中PH2O增加，降低真空脱氢的效果。所以，当破空时应调节冷却水的流量，使水温保持高于环境温度，避免大气中水分的冷凝。这种情况对周期式作业的真空感应炉，特别在湿度较大的季节里，应格外注意。
3) 冷装料的炉子，加入炉内的炉料应当干燥、无油污，精炼末期加入钢液中的金属炉料要求含氢量低，以减少钢中含氢量。
4) 坩埚、炉口、炉嘴等处修补以后要烘烤干燥再进行冶炼，以免钢液接触后直接吸收氢气。
5) 浇注系统的耐火材料，在使用前应进行充分的干燥；钢锭模和其他铸模应适当预热，以去除吸附的水分，减少钢液接触时吸收氢气的可能性。
6) 减少设备的漏气率。因为渗入炉内的大气，使炉气中O2、H2O、N2含量迅速增加，不利于脱氢。
7) 大功率搅拌钢液，改善去氢的动力学条件，随坩埚容量增大，延长精炼时间。
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