美國(guó)CitiSteel在用Hydris測(cè)定鋼中氫含量的過(guò)程中發(fā)現(xiàn),中間包鋼水在穩(wěn)態(tài)鑄造期間其中氫含量隨當(dāng)時(shí)的空氣露點(diǎn)升高而升高,最大變化量在2~3ppm[H]。添加脫氧劑、鋼包熱循環(huán)次數(shù)、連鑄的不同階段鋼中氫含量都有不同的變化。
實(shí)際上鋼中溶解的[N]、[H]、[O]在鋼凝固過(guò)程中因溫度降低而過(guò)飽和析出氣體,這些氣體的總壓大于大氣壓時(shí)便會(huì)產(chǎn)生針孔、氣泡等缺陷。根據(jù)熱力學(xué)原理,可以給出不同碳含量的鋼種形成針孔的[N]、[O]含量區(qū)間。
對(duì)含碳0.1%,氧25ppm,氮40ppm的鋼,氫含量超過(guò)5.1ppm將產(chǎn)生針孔缺陷。而含碳量0.40%,氧25ppm,氮40ppm的鋼,氫含量超過(guò)3.5ppm就會(huì)產(chǎn)生針孔缺陷。研究發(fā)現(xiàn),大量鋼包下渣及石灰中的氫氧化鈣是鋼包精煉過(guò)程鋼液吸氫的一個(gè)主要來(lái)源;大量鋼包下渣使鋼中氫增加,為鋼包渣改質(zhì)而加進(jìn)石灰?guī)нM(jìn)氫氧化鈣進(jìn)一步使鋼液吸氫。圖8、9分別給出了不同鋼渣改質(zhì)劑、鋼包下渣量與鋼中氫含量和針孔數(shù)目的關(guān)系。添加較多的螢石-石灰或硅鈣粉使中間包中鋼水氫含量增加。鋼包帶渣多,導(dǎo)致鋼包渣改質(zhì)劑添加前、后鋼液中的氫含量都高,單位面積表面針孔數(shù)也多。
鋼水中各種成分的在線測(cè)定技術(shù)逐漸成熟。這些技術(shù)大大進(jìn)步了鐵水預(yù)處理、二次精煉、連鑄等各工藝環(huán)節(jié)的過(guò)程控制水平,加深了人們對(duì)鋼中氣體引起的鑄坯質(zhì)量題目的熟悉,為解決相關(guān)的質(zhì)量題目提供了手段。我國(guó)的鋼水成分在線測(cè)定技術(shù)尤其是傳感器的研發(fā)相對(duì)落后,產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性亟待進(jìn)步,新產(chǎn)品開發(fā)和新技術(shù)應(yīng)用方面更應(yīng)該加大投進(jìn)。