SU1679272A1 - Method for determination of content of hydrogen in molten steel in ladle - Google Patents

Method for determination of content of hydrogen in molten steel in ladle Download PDF

Info

Publication number
SU1679272A1
SU1679272A1 SU894717803A SU4717803A SU1679272A1 SU 1679272 A1 SU1679272 A1 SU 1679272A1 SU 894717803 A SU894717803 A SU 894717803A SU 4717803 A SU4717803 A SU 4717803A SU 1679272 A1 SU1679272 A1 SU 1679272A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
hydrogen
gas
content
sample
determination
Prior art date
Application number
SU894717803A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Генрих Оттович Нейгебауэр
Владимир Иванович Дмитриенко
Галина Леонидовна Борщевская
Михаил Борисович Оржех
Леонид Александрович Годик
Original Assignee
Сибирский Металлургический Институт Им.Серно Орджоникидзе
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сибирский Металлургический Институт Им.Серно Орджоникидзе filed Critical Сибирский Металлургический Институт Им.Серно Орджоникидзе
Priority to SU894717803A priority Critical patent/SU1679272A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1679272A1 publication Critical patent/SU1679272A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано дл  экспрессного определени  водорода в жидкой стали в процессе ее выплавки. Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности определени  соединени  водорода. Жидкий металл барботируют пузырьками инертного газа, осуществл ют отбор пробы газа под крышкой ковша или погружаемым колоколом при давлении 20-400 мм вод. ст. и опре- дел ют в ней содержание водорода с последующим пересчетом его на содержание водорода в жидкой стали на основе закона Сивертса. Чтобы исключить возможность искажени  результата за счет случайного попадани  в объем пробы водорода извне, нар ду с определением водорода в потоке пробы определ ют содержание азота, сравнивают его с максимально возможным содержанием азота во всплывающих пузырьках газа, который определ ют предварительно дл  прин тых конкретных условий продувки. При этом дл  пересчета на содержание водорода в стали используют величины тех значений содержани  водорода в пробе газа, при которых величина значений содержани  азота в пробе газа меньше величины максимально возможного значени  содержани  азота во всплывающих пузырьках газа, 1 з. п. ф-лы, 2 табл. сл сThe invention relates to metallurgy and can be used for the rapid determination of hydrogen in liquid steel during its smelting. The aim of the invention is to increase the reliability of the determination of the hydrogen compound. Liquid metal is bubbled with bubbles of inert gas, gas is sampled under the bucket lid or with a submerged bell at a pressure of 20-400 mm of water. Art. and determine the hydrogen content in it, followed by recalculation of it for the hydrogen content in the liquid steel based on the Siverts law. In order to exclude the possibility of distortion of the result due to the accidental ingress of hydrogen from the outside of the sample, along with the determination of hydrogen in the sample stream, the nitrogen content is determined, compared with the maximum possible nitrogen content in the bubbling gas bubbles, which are determined previously for the specific conditions of purge . Here, for conversion to the hydrogen content in steel, the values of those hydrogen contents in the gas sample are used, at which the nitrogen content values in the gas sample are less than the maximum possible nitrogen content in the emerging gas bubbles, 1 h. the item f., 2 tab. cl

Description

Изобретение относитс  к области металлургии , преимущественно к сталеплавильному производству и производству стальных отливок, но может быть также использовано дл  определени  содержани  водорода в любом жидком металле.The invention relates to the field of metallurgy, mainly to steelmaking and the production of steel castings, but can also be used to determine the content of hydrogen in any liquid metal.

Цель изобретени  - повышение достоверности определени  содержани  водорода .The purpose of the invention is to increase the reliability of the determination of hydrogen content.

Содержание азота в пробе газа, соответствующее азо у в стали с учетом кинетических затруднений при выделении его в пузырьки аргона,дл  сталей, не легированных азотом, сррпнительно мало, и верхний уровень его впчможных значений легкоThe nitrogen content in the gas sample, corresponding to azo-y in steel, taking into account kinetic difficulties in isolating it into argon bubbles, for steels that are not doped with nitrogen, is relatively low, and the upper level of its values is easy

предсказать заранее. Поэтому превышение этого уровн  будет свидетельствовать о недостаточной промывке улавливаемым газом замкнутого объема, в который этот газ улавливаетс , или о негерметичности устройств отбора и транспортировки пробы газа. При отборе пробы газа с поддержанием положительного давлени  под крышкой ковша или приемником-колоколом, например, за счет увеличени  расхода барботирующего газа аргона, негерметичнос.гь этих устройств не может привести к зафчтнинию пробы газа воздухом из окружающего пространства.predict in advance. Therefore, exceeding this level will indicate insufficient flushing of the trapped gas with a closed volume into which this gas is trapped, or a leak in the devices for taking and transporting a sample of gas. When sampling a gas while maintaining a positive pressure under the bucket lid or receiver-bell, for example, by increasing the flow rate of the sparging argon gas, the leakage of these devices cannot cause the gas sample to flow from the surrounding space.

Предпосылки, лежащие о основе изобретени ,  вл ютс  сл- -д ющими.The prerequisites underlying the invention are as follows.

о 1 ю ю J гоabout 1 yu j go

Равновесное содержание азота в пу- зырькфх аргона, всплывающих из металла, подобно водороду, с содержанием азота в металле св зано по закону Сивертса:The equilibrium nitrogen content of argon bubbles that pops up from the metal, like hydrogen, with the nitrogen content of the metal is related according to the Siverts law:

N - KN VP KN МХ Н-нРовщN - KN VP KN MX N-Rovsch

100100

(1)(one)

где KN - коэффициент Сивертса, численно равный растворимости азота в данной стали при давлении его в газовой фазе, равном 1 атм;where KN is the Siverts coefficient, which is numerically equal to the solubility of nitrogen in this steel at its pressure in the gas phase equal to 1 atm;

{%,№}равн - равновесное содержание азота в инертном газе после выхода из металла;{%, №} equally - the equilibrium content of nitrogen in the inert gas after leaving the metal;

Робщ - общее давление газовой фазы над металлом.Ptotch - the total pressure of the gas phase above the metal.

Исследовани  показывают, что если дл  водорода допущение о равенстве фактического и равновесного его содержаний в большинстве случаев близко к истине, то содержание азота в барботирующем газе (например, аргоне) на выходе из металла из-за меньшей диффузионной его подвижности составл ет лишь 10-30% от равновесной величины, т.е.:Studies show that if for hydrogen the assumption of equality of the actual and equilibrium contents in most cases is close to the truth, then the nitrogen content in the sparging gas (e.g. argon) at the exit from the metal is only 10-30 due to its lower diffusion mobility. % of the equilibrium value, ie:

{М2}факт(0,1-0,3) {№}раВн(2){M2} fact (0.1-0.3) {No.} ravn (2)

Содержание азота в готовой стали в подавл ющем большинстве случаев соответствует соотношениюThe nitrogen content in the finished steel in most cases corresponds to the ratio

N, %(0,)KN.(3)N,% (0,) KN. (3)

Дл  нелегированных сталей и конструкционных легированных сталей с невысоким (менее 5%) содержанием легирующих элементов ,04-0,05, %-атм 1/ при температурах разливки. Учитыва  это, из выражений (1)-(3) приходим к заключению, что содержание азота в пробе газа, обусловленное переходом азота из металла во всплывающие пузырьки аргона, должно быть в пределах 0,1-1,2%.For non-alloyed steels and structural alloyed steels with a low (less than 5%) content of alloying elements, 04-0.05,% atm 1 / at casting temperatures. Taking this into account, from expressions (1) - (3) we conclude that the nitrogen content in the gas sample, caused by the transfer of nitrogen from the metal to the emerging argon bubbles, should be in the range of 0.1-1.2%.

Присутствие азота более 1,2% в пробе газа говорит либо о недостаточной промывке свободного пространства под крышкой ковша или приемника-колокола от первоначально заключенного в них воздуха, либо о захвате воздуха из атмосферы при улавливании пробы газа дл  анализа.The presence of nitrogen in excess of 1.2% in the gas sample indicates either insufficient washing of the free space under the bucket cover or receiver-bell from the air originally enclosed in them, or the trapping of air from the atmosphere while trapping the gas sample for analysis.

Отбор пробы газа из-под крышки ковша или приемника-колокола с поддержанием под ними небольшого избыточного давлени  (20-400 мм вод. ст.) исключает захват воздуха в пробу газа.Taking a sample of gas from under the bucket cover or receiver-bell while maintaining a slight excess pressure under them (20-400 mm of water. Art.) Prevents air from entering the gas sample.

Характер изменени  содержани  азота в текущей пробе газа может служить информацией об источнике попадани  азота в пробу.The nature of the change in the nitrogen content in the current gas sample can serve as information about the source of nitrogen entering the sample.

Если при отборе пробы, отбираемой с разрежением под колоколом или под крышкой ковша, содержание азота снижаетс  иIf, when sampling, taken with a vacuum under the bell or under the bucket lid, the nitrogen content is reduced and

устанавливаетс  на стабильном уровне в пределах 0,1-1,2%, то это говорит о том, что промывка всплывающим из металла газом внутреннего объема улавливающего устройства закончена, проба газа не искажена разбавлением воздуха и реакцией с ним. В этом случае результат анализа пробы газа на водород соответствует содержанию водорода в металле по закону Сивертса.is established at a stable level in the range of 0.1-1.2%, this indicates that the flushing of the internal volume of the trapping device by the gas emerging from the metal is completed, the gas sample is not distorted by diluting the air and reacting with it. In this case, the result of the analysis of the gas sample for hydrogen corresponds to the content of hydrogen in the metal according to Siverts law.

0 Если после снижени  содержани  азота и стабилизации на уровне 0,1-1,2% отмечен кратковременный всплеск содержани  азота с четкой тенденцией повторного последу- ющего снижени , произошел захват0 If after a decrease in the nitrogen content and stabilization at the level of 0.1–1.2%, a short-term surge in the nitrogen content is observed with a clear tendency to repeat the subsequent decrease, a seizure has occurred.

5 воздуха под нижнюю кромку колокола или под крышку ковша. При этом, в случае отбора газа колоколом,следует несколько увеличить заглубление колокола или перейти на отбор пробы при положительном давлении5 air under the lower edge of the bell or under the bucket cover. In this case, in the case of gas extraction by a bell, it is necessary to somewhat increase the depth of the bell or to switch to sampling at a positive pressure.

0 под колоколом. Дл  получени  представительного замера следует вновь дождатьс  снижени  содержани  азота до стабильного уровн  0,1-1,2%0 under the bell. In order to obtain a representative measurement, it is necessary to wait again for the reduction of the nitrogen content to a stable level of 0.1-1.2%

Если содержание азота в пробе газа по5 еле установки крышки ковша или приемника-колокола снижаетс , но стабильно устанавливаетс  на уровне, который лежит существенно выше уровн , соответствующего содержанию азота в стали, то можноIf the nitrogen content in the gas sample until the installation of the bucket cover or receiver bell is reduced, but stably established at a level that lies substantially above the level corresponding to the nitrogen content in the steel, then

0 предположить негерметичную установку крышки ковша или наличие трещины в приемнике-колоколе , а также неплотность .в тракте транспортировки пробы. Получение0 assume leaky installation of the bucket cover or the presence of a crack in the receiver-bell, as well as a leak in the sample transportation path. Getting

5 представительного анализа водорода возможно в этом случае только при переходе на отбор пробы газа под положительным давлением .5 representative analysis of hydrogen is possible in this case only when switching to a sample of gas under positive pressure.

Пределы положительного давлени  подPositive pressure limits under

0 крышкой ковша или приемником-колоколом при отборе проб в предлагаемом изобретении продиктованы следующими услови ми. При избыточном давлении менее 20 мм вод. ст: исчезает гаранти  исключени  за5 хватов воздуха при местном оголении кромок погруженного в расплав колокола вследствие колебани  поверхности расплава или подсосов воздуха под крышку ковша. При избыточном давлении свыше 400The bucket cover or receiver bell when sampling in the present invention is dictated by the following conditions. With an overpressure of less than 20 mm water. v.: the guarantee of eliminating the sticking of air at the local exposure of the edges of the bell immersed in the melt due to fluctuations of the melt surface or air leaks under the bucket cover disappears. With an overpressure of over 400

0 мм вод. ст. необходимо дополнительное заглубление колокола в металл более, чем на 60 мм, что отрицательно сказываетс  на его стойкости. При отборе газа из-под крышки ковша усложн етс  уплотнение крышки.0 mm water Art. additional deepening of the bell into the metal by more than 60 mm is necessary, which adversely affects its durability. When gas is taken out from under the bucket cover, it becomes difficult to seal the cover.

5 Кроме того, дальнейшее повышение давлени  не дает никаких преимуществ с точки зрени  исключени  загр знений пробы газа .5 In addition, a further increase in pressure does not give any advantages in terms of avoiding contamination of the sample gas.

Определение содержани  водорода в жидкой стали по предлагаемому способу осуществл етс  следующим образом.The determination of the hydrogen content in the liquid steel according to the proposed method is carried out as follows.

Заранее рассчитывают максимально возможное содержание азота во всплывающих из металла пузырьках аргона {%, М2}макс из формулы, вытекающей из (1):In advance, the maximum possible nitrogen content in the argon bubbles {metal, M2} max emerging from the metal is derived from the formula derived from (1):

.Ммакс ЮО.Mmax SO

{%, №}Макс ON{%, No.} Max ON

к&to&

(4)(four)

где ом - верхний предел отношени  фактического содержани  азота во всплывающих пузырьках аргона к равновесному содержанию , заранее вы вл емый дл  прин того варианта устройства газоулавливани  и режима продувки опытным путем;where ohm is the upper limit of the ratio of the actual nitrogen content in the emerging argon bubbles to the equilibrium content, which was detected in advance for the adopted variant of the gas collection device and the purge mode empirically;

- максимально возможное содержание азота в анализируемой стали при прин тых услови х ее выплавки; - the maximum possible nitrogen content in the analyzed steel under the accepted conditions of its smelting;

KN - коэффициент Сивертса, численно равный растворимости азота в выплавл емой стали под давлением 1 атм при типичной температуре разливки.KN is the Siverts coefficient, which is numerically equal to the solubility of nitrogen in the steel produced under a pressure of 1 atm at a typical casting temperature.

Непосредственно в момент определени  водорода погружают через шлак до металла устройство газоулавливани  или накрывают ковш крышкой, продувают металл инертным газом и часть улавливаемого газа направл ют в газоанализаторы. Анализ газа на водород или азот выполн етс  либо хроматографическим путем, с дискретной- выдачей результатов анализа, либо на приборах непрерывного действи .Immediately at the time of the determination of hydrogen, the gas collection device is immersed through the slag to the metal or the bucket is covered with a lid, the metal is purged with an inert gas, and part of the gas to be collected is sent to the gas analyzers. The analysis of the gas for hydrogen or nitrogen is carried out either by chromatographic means, with discrete output of the results of the analysis, or on instruments of continuous action.

В типичном случае содержание азота в пробе газа по показани м анализатора опускаетс  до уровн  ниже {%, М2}макс, а затем стабилизируетс , В этот момент фиксируют содержание водорода в пробе газа по показани м анализатора на водород и рассчитывают содержание водорода в стали по формуле-In a typical case, the nitrogen content in the gas sample is lowered to the level below {%, M2} max, and then stabilized. At this point, the hydrogen content in the gas sample is measured according to the hydrogen analyzer values and the hydrogen content is calculated by the formula -

ГШ °L - V УС/о- 2Ур ...(сHSH ° L - V US / o- 2Ur ... (with

Irlj, - 1Чн °6щ 1IP;Irlj, - 1 × 6 ° 1IP;

где Робщ. 1 атм, так как учет разрежени  или избыточного давлени  в устройстве газоулавливани  из-за малости этих величин практически не вли ет на результат.where robshch. 1 atm, since taking into account the dilution or overpressure in the gas collection device due to the smallness of these values has almost no effect on the result.

В случае получени  нестабильного анализа азота в пробе газа следует увеличить глубину погружени  колокола-устройства на 30-50 мм в расплав, вновь дождатьс  стабилизации анализа азота на уровне ниже {%, №}макс и по новым показани м содержани  водорода в пробе газа произвести расчет содержани  водорода в металле.In the case of unstable analysis of nitrogen in the gas sample, the immersion depth of the bell-device should be increased by 30-50 mm into the melt, the stabilization of the nitrogen analysis should be again below {%, no} max and a new calculation of the hydrogen content in the gas sample should be made hydrogen content in the metal.

В случае получени  стабильного фона по содержанию азота в пробе газа, уровень которого однако существенно выше величины {%, М2}макс, необходимо увеличить расход аргона, подаваемого на фурму устройства газоулавливани , перейти на отбор пробы газа с положительным давлением в тракте газоотбора и повторитьIn the case of obtaining a stable background on the nitrogen content in the gas sample, the level of which is however significantly higher than {%, M2} max, it is necessary to increase the flow rate of argon supplied to the lance of the gas trap unit, switch to a positive gas sample in the gas extraction path and repeat

вышеуказанные действи , изложенные дл  типичного случа ,The above steps are typical for

П р и м е р 1. В 40-тонной электропечи выплавл ли сталь марки ШХ15 с рафиниро- 5 ванием в печи под окислительным, затем под восстановительным шлаком. Коэффициенты Сивертса дл  этой стали, : при 1550°С Кн 2,0.,039;при 1600°С ,, ,040. Содержание азота вPRI me R 1. In a 40-ton electric furnace, steel grade SHKh15 was smelted with refining in a furnace under an oxidizing furnace, then under a reducing slag. Siverts coefficients for this steel: at 1550 ° С Kn 2.0., 039; at 1600 ° С ,,, 040. Nitrogen content

10 готовой стали при указанной технологии - до 0,008%. Дл  барботировани  металла аргоном использовали погружаемую на глубину около 0,5 м футерованную фурму с диаметром сопла 2 мм. Дл  улавливани 10 finished steel with this technology - up to 0,008%. For sparging metal with argon, a lined tuyere immersed to a depth of about 0.5 m was used with a nozzle diameter of 2 mm. For trapping

15 отход щих газов использовали устройство типа колокола диаметром 0,3 м. Заранее экспериментально было установлено, что максимально ,30 дл  выбранных условий продувки. Следовательно, {%,15 flue gases used a bell-type device with a diameter of 0.3 m. It was experimentally established in advance that a maximum of 30 was possible for selected purge conditions. Consequently, {%,

20 Ыг}макс 1.2%. Пробы газа анализировали на хроматографе.20 Hr} max 1.2%. Gas samples were analyzed on a chromatograph.

Перед разливкой при температуре метала 1560°С измерили содержание водорода в стали в ковше по предлагаемому способу.Before casting at a temperature of metal 1560 ° C, the hydrogen content in steel in the ladle was measured using the proposed method.

25 Содержание водорода в текущей пробе газа после погружени  колокола в рабочее положение за 60 с увеличилось от нул  до 7,0%. Содержание азота в пробе за это же врем  опустилось до стабильного уровн  0,85%,25 The hydrogen content in the current gas sample after immersion of the bell into the working position increased from 60 to zero to 7.0% in 60 s. The nitrogen content in the sample for the same time dropped to a stable level of 0.85%,

30 что меньше максимально возможного в пузырьках аргона уровн  1,2%. Содержание водорода в жидкой стали30 which is less than the maximum possible level of 1.2% in argon bubbles. Hydrogen content in liquid steel

,0.10 3V-y 1,,3 10 4%35 Контрольный отбор п ти проб металла с последующим их анализом на аппарате вакуум-плавлени  дал средний результат 5,1.10 4%., 0.10 3V-y 1,, 3 10 4% 35 The control sampling of five metal samples with their subsequent analysis on a vacuum melting apparatus gave an average result of 5.1.10 4%.

Пример 2. В 100-тонной электропечиExample 2. In a 100-ton electric furnace

4 выплавл ли сталь марки 40Х одношлаковым процессом, с раскислением в ковше во врем  выпуска.4 smelted steel grade 40X single slag process, with deoxidation in the ladle during the release.

Содержание азота в готовой стали - до 0,007%. Коэффициенты Сивертса дл  этойThe nitrogen content in the finished steel is up to 0.007%. Siverts coefficients for this

45 стали, %-атм 1/2: при 1550°С ,25 10 3 ,043; при 1600°С , ,044.45 steel,% atm 1/2: at 1550 ° C, 25 10 3, 043; at 1600 ° С, 044.

Максимально возможный уровень содержани  азота в пузырьках аргона приThe maximum possible level of nitrogen in the argon bubbles at

50 ,30 составл ет 0,8%.50, 30 is 0.8%.

Перед разливкой в ковше при температуре металла 1580°С измерили содержание водорода по предлагаемому способу. Дл  имитации образовани  трещины в колоко°° ле-приемнике предварительно просверлили в нем отверстие диаметром 5 мм.Before pouring in the ladle at a metal temperature of 1580 ° C, the hydrogen content was measured by the proposed method. To imitate the formation of a crack in the bell (oo), the le receiver was pre-drilled a hole in it with a diameter of 5 mm.

Через 60 с после погружени  колокола в рабочее положение содержание азота в пробах газа опустилось до уровн  8% и на60 seconds after the bell was immersed in the working position, the nitrogen content in the gas samples dropped to 8% and

нем стабилизировалось. Этот уровень значительно больше {%, №}макс, которое равно 0,8%, следовательно, проба загр знена воздухом , Содержание водорода в пробе газа не поднималось выше 1,0%, что намного ниже ожидаемого и говорит об окислении водорода в пробе кислородом воздуха,it has stabilized. This level is much higher than {%, no} max, which is equal to 0.8%, therefore, the sample is contaminated with air. The hydrogen content in the gas sample did not rise above 1.0%, which is much lower than expected and indicates oxidation of hydrogen in the sample with oxygen air,

Разрежение в тракте газоотбора в момент определени  содержани  водорода со- от пп л т 30 f iM вод. ст.The vacuum in the gas sampling path at the time of determining the hydrogen content is co pflt 30 f iM water. Art.

.. пи подачу аргона на устройство пример- и втрое - до 5 л/мин. В тракте азоотоор:. угг поеилось давление 80 мм вод. ст. За следующие 30 с, показани  по анализу водорода подн лись до 2,8% .и дальше не измен лись, а по анализу азота стабилизировались на 0,5%, что меньше {%, №2}макс. Содержа иесодорода в жидкой стали , 2,3 10 3 - 1,0 3,85 10 4% « .. pi supply of argon to the device is approximately threefold - up to 5 l / min. In the path azotor :. ugg sank pressure 80 mm of water. Art. Over the next 30 seconds, the results of the analysis of hydrogen increased to 2.8% and did not change further, while the analysis of nitrogen stabilized by 0.5%, which is less than {%, No. 2} max. Content of hydrogen sulfide in liquid steel, 2.3 10 3 - 1.0 3.85 10 4%

Контрольный отбор п ти проб металла с последующим их анализом на аппарате вакуум-плавлени  дал средний результат 3,7..The control sampling of five metal samples with their subsequent analysis on a vacuum melting apparatus gave an average result of 3.7.

П р и м е р 3. В услови х примера 1 провели серию опытов дл  вы влени  оптимальных пределов положительного давлени  в устройстве газоотбора во врем  улавливани  пробы отход щего газа. Результаты приведены в табл. 1.EXAMPLE 3 Under the conditions of Example 1, a series of experiments was conducted to determine the optimal limits of positive pressure in a gas sampling device while trapping a sample of off-gas. The results are shown in Table. one.

Б табл, 1 прин ты следующие обозначени : ДРизбыт положительное давление под колоколом; {N2}макс - максимально возможное содержание азота в пробе газа, исход  из содержани  азота в металпе при а 0,3; {№}факг - содержание азота о пробе газа через 1,0-2,0 мин от начала определе п/ш: Н}- содержание водорода в металле, рассчитанное из показаний газоанализатора по содержанию водорода в пробе газа; Н Контр. содержание водорода в металле по результатам анализа контрольных проб. металла методом вакуум-плавлени .Tabl, 1, the following notation is accepted: Dissipated positive pressure under the bell; {N2} max - the maximum possible nitrogen content in the gas sample, based on the nitrogen content in the metalp at а 0.3; {№} fakg - nitrogen content of the gas sample after 1.0-2.0 min from the beginning of the determination of the w / w: H} - hydrogen content in the metal, calculated from the gas analyzer readings on the hydrogen content in the gas sample; H Counter the content of hydrogen in the metal according to the results of the analysis of control samples. metal by vacuum melting.

Из приведенных в табл, t результатов видно, что достоверность способа определени  содержани  водорода в жидкой стали дополнительно повышаютс  при положительном давлении под крышкой или погружаемым колоколом, равным 20-400 мм вод. С ., (опыт 3-8), Кроме того, результаты опытов показывают, что при избыточном давлении под колоколом менее 20 мм вод, ст. и.з-за колебаний давлени , вызванных ес:пываниом пузырьков аргона из глубины металла, не устран етс  периодический подсос воздуха под колоколом через его повреждени , Это приводит к искажению анализа на вддород. При давлении свыше 400 мм вод. ст. возникают затруднени  другогоFrom the results presented in Table 2, it can be seen that the reliability of the method for determining the hydrogen content in liquid steel is further increased with positive pressure under the lid or immersed bell equal to 20-400 mm of water. S., (experiment 3-8). In addition, the results of experiments show that with an excess pressure under the bell less than 20 mm of water, art. and. due to pressure fluctuations caused by the EU: by blowing argon bubbles from the depth of the metal, periodic air inflow under the bell is not eliminated through its damage. This leads to a distortion of the air analysis. With a pressure over 400 mm waters. Art. there are difficulties of another

рода; глубоко погруженные кромки колокола испытывают сильные удары от волнового характера движени  барботируемого металла , что приводит к его разрушению.kind; The deeply submerged edges of the bell are hit hard by the wave nature of the motion of the sparged metal, which leads to its destruction.

В качестве примера определени  водорода по известному способу может служить опыт 3 в табл. 1. Занижение анализа на водород в металле на 1, из-за попадани  воздуха в пробу газа в этом опытеAs an example, the determination of hydrogen by a known method can serve as experience 3 in Table. 1. The decrease of the analysis for hydrogen in the metal by 1, due to the ingress of air into the gas sample in this experiment

0 осталось бы незамеченным без контрол  азота в пробе газа и результат анализа ошибочно был бы прин т за истинный. Подобна  ошибка (занижение анализа) неизбежна при любом незамеченном нару5 шении герметичности газоулавливающего устройртва, если проба газа отбираетс  с разрежением под ним. Ошибка неизбежна также при недостаточной промывке тракта газоотбора улавливаемой пробой газа, т.е.0 would go unnoticed without controlling the nitrogen in the gas sample and the result of the analysis would mistakenly be taken for true. Such an error (underestimation of the analysis) is unavoidable with any unnoticed violation of the tightness of the gas collection device if a gas sample is taken with a vacuum under it. An error is also inevitable in case of insufficient washing of the gas extraction path by the gas sample being caught, i.e.

0 при фиксации содержани  водорода в анализируемом газе до установлени  соотношени  {№}факт {№}макс.0 while fixing the hydrogen content in the analyzed gas before establishing the ratio {no.} Fact {no.} Max.

Количественна  оценка повышени  достоверности определени  водорода в жид5 кой стали на основе анализа отход щего газа при барботировании стали аргоном может быть сделана по результатам лабораторных опытов, проведенных на стадии его освоени  и разработки предлагаемого вари0 анта этого способа. Опыты проводили на массе металла 40 кг при температуре 1600±20°С, с продувкой раскисленного металла аргоном через дно тигл  со скоростью около 1 л/мин, с улавливанием отход щегоA quantitative assessment of the increase in the reliability of the determination of hydrogen in molten steel based on the analysis of the exhaust gas during the bubbling of steel with argon can be made from the results of laboratory experiments conducted at the stage of its development and the development of the proposed variant of this method. The experiments were carried out on a metal mass of 40 kg at a temperature of 1600 ± 20 ° С, with a purge of the deoxidized metal with argon through the bottom of the crucible at a rate of about 1 l / min, with the capture of waste

5 газа кварцевым колоколом диаметром 60- 80 мм и анализом его через 90 с от начала улавливани  на хроматографе через фиксированные промежутки времени. Параллельно с отбором проб газа отбирали пробы5 gas quartz bell with a diameter of 60- 80 mm and an analysis of it in 90 s from the beginning of the capture on the chromatograph at fixed intervals. In parallel with the sampling of gas, samples were taken

0 металла с последующим их анализом на водород методом вакуум-плавлени . Результаты определени  водорода по газовой фазе считали достоверными, если их отличие от анализа пробы металла не превышало0 metal with their subsequent analysis for hydrogen by the method of vacuum melting. The results of the determination of hydrogen in the gas phase were considered reliable if their difference from the analysis of the metal sample did not exceed

5 0,.. Обобщенные данные опытов приведены в табл. 2.5 0 .. Generalized experimental data are given in Table. 2

Таким образом, из приведенных данных следует, что предлагаемый способ определени  водорода в жидкой стали позвол етThus, it follows from the above data that the proposed method for determining hydrogen in molten steel allows

0 определ ть водород более достоверно, чем известный способ, так как в последнем контроль чистоты отбираемой дл  анализа пробы газа вообще не предусмотрен. Кроме того, отбор пробы газа под положительнымIt is more reliable to determine hydrogen than a known method, since in the latter the control of the purity of a sample of gas taken for analysis is not provided at all. In addition, the sampling of gas under positive

5 давлением, также не предусмотренный в известном способе, позвол ет по ходу определени  водорода исправл ть погрешности определени , позвол ет снизить требовани  к герметичности газоулавливающего устройства .5, which is also not provided for in the known method, permits, in the course of the determination of hydrogen, to correct the errors of determination and reduces the requirements for tightness of the getter.

Длительность определени  водорода в металле в известном способе и предлагаемом в типичном случае одинакова, так как определение азота в пробе газа проводитс  параллельно с ее анализом на водород. Од- нако при отклонени х от нормального хода определени  (слабый поток пробы газа, зат нувший промывку ею тракта газоотбора, подсос воздуха и т.п.) по известному способу получают неверный результат по водоро- ду в металле, а предлагаемый способ позвол ет прин ть соответствующие меры дл  исправлени  хода и с некоторой задержкой выдать правильный результат.The duration of the determination of hydrogen in a metal in the known method and in the proposed case is the same, since the determination of nitrogen in a gas sample is carried out in parallel with its analysis for hydrogen. However, when deviations from the normal course of the determination (weak gas sample flow, delayed flushing of the gas extraction path, air leakage, etc.), according to a known method, an incorrect result is obtained for hydrogen in the metal, and the proposed method allows Appropriate measures to correct the course and, with some delay, produce the correct result.

Поскольку в известном способе и в предлагаемом на содержание водорода при идентичных услови х анализируетс  одна и та же проба газа, содержание водорода в газе определ етс  с одинаковой точностью. Усовершенствование, вносимое предлагав- мым способом, заключаетс  в контроле представительности анализируемой пробы газа через дополнительное определение в ней содержани  азота, т.е. в контроле (через азот в газе) правомочности использовани  полученного анализа водорода в пробе газа дл  расчета содержани  водорода в металле по закону Сивертса, Кроме того, усовершенствование Заключаетс  в устранении погрешностей , вносимых первоначальной или возникшей негерметичностью устройства газоулавливани  за счет исключени  подсоса воздуха в пробу газа путем создани  положительного давлени  под устройством газоулавливани .Since the same gas sample is analyzed in the known method and in the proposed hydrogen content under identical conditions, the hydrogen content in the gas is determined with the same accuracy. The improvement made by the proposed method is to control the representativeness of the sample of gas through the additional determination of its nitrogen content, i.e. in the control (through nitrogen in the gas) the eligibility of using the obtained analysis of hydrogen in the gas sample to calculate the hydrogen content in the metal according to Siverts law. In addition, improvement consists in eliminating the errors introduced by the initial or gas leakage device by eliminating air leaks in the gas sample by creating a positive pressure under the gas collection device.

Использование способа определени  содержани  водорода в жидкой стали позвол ет шире внедр ть экспресс-анализ стали на водород перед разливкой стали. Это позвол ет в паспорт плавки внести со- держание водорода в металле и, таким образом , назначить после прокатки дл The use of the method for determining the hydrogen content in the liquid steel makes it possible to more extensively introduce rapid analysis of steel for hydrogen before the steel is cast. This allows the hydrogen content in the metal to be included in the smelting passport and, therefore, assigned after rolling to

заготовок каждой плавки оптимальный режим противофлокенной термообработки.billets of each heat optimal mode anti-flock heat treatment.

В литейном производстве внедрение способа может способствовать осуществлению меропри тий по повышению качества отливок из стали.In the foundry industry, the introduction of the method can contribute to the implementation of measures to improve the quality of steel castings.

Claims (2)

Формула изобретени  1. Способ определени  содержани  водорода в жидкой стали в ковше,включающий барботирование стали пузырьками инертного газа, например аргона, улавливание всплывающих пузырьков газа под крышкой ковша или погружаемым колоколом, отбор проба газа и определение в нем содержани  водорода с последующим пересчетом его на содержание водорода в жидкой стали на основе закона Сивертса, отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности определени  содержани  водорода, в потоке пробы газа нар ду с водородом определ ют содержание азота и дл  пересчета на содержание водорода отбирают те анализы газа, дл  которых соблюдаетс  соотношениеClaim 1. Method for determining hydrogen content in liquid steel in a ladle, including bubbling steel with inert gas bubbles, such as argon, trapping pop-up gas bubbles under the bucket lid or immersed bell, taking a sample of gas and determining its hydrogen content and then recalculating it to hydrogen in liquid steel on the basis of Siverts law, characterized in that, in order to increase the reliability of the determination of hydrogen content, in the gas sample stream, along with hydrogen, soda nitrogen bursting and gas analyzes are taken for conversion to the hydrogen content for which the ratio {N2, %} {N2,%} ON ON 100100 KUKU где {N2,%} - содержание азота в пробе газа; CTN - максимальное значение отношени  фактического содержани  азота во всплывающих пузырьках аргона к равновесному с металлом при выбранном режиме продувки;where {N2,%} is the nitrogen content in the gas sample; CTN is the maximum value of the ratio of the actual nitrogen content in the bubbling argon to equilibrium with the metal with the purge mode selected; - максимальное содержание азота в стали, %; - maximum nitrogen content in steel,%; KN - коэффициент Сивертса дл  азота, %-атм 1/2.KN is the Siverts coefficient for nitrogen, ½ atm 1/2. 2. Способ по п. 1,отличающийс  тем, что отбор пробы газа провод т при положительном давлении под крышкой ковша или погружаемым колоколом, равном 20- 400 мм вод. ст.2. A method according to claim 1, characterized in that the sampling of gas is carried out with a positive pressure under the bucket lid or with a dipping bell equal to 20-400 mm of water. Art. Таблица 1Table 1 Определение Н п водороду в пробе газа без учета содержани  в ней азота ( известный способ)Determination of hydrogen in a gas sample without taking into account the nitrogen content in it (a known method) Определение н по водороду в пробе газа при условииDetermination of n hydrogen in the gas sample provided Мфонт 4 feWcMfont 4 feWc (предлагаемый спогоб )(proposed way) Определение Н пDefinition of N p водороду в пробеhydrogen sample газа при условииgas provided («Д(“D ZJpctKT - zJMaKCZJpctKT - zJMaKC и положительном давлении в тракте газоотбора (пред- лагаемьй способ)and positive pressure in the gas extraction path (the proposed method) На двух опытах из-за подсосов воздуха не обеспечено условиеOn two experiments, due to air leaks, the condition was not met .. Условие f К2}фйКТ Ј {N2}Condition f К2} й {N2} достигнуто на всех опытахachieved on all experiences максMax
SU894717803A 1989-07-11 1989-07-11 Method for determination of content of hydrogen in molten steel in ladle SU1679272A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894717803A SU1679272A1 (en) 1989-07-11 1989-07-11 Method for determination of content of hydrogen in molten steel in ladle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894717803A SU1679272A1 (en) 1989-07-11 1989-07-11 Method for determination of content of hydrogen in molten steel in ladle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1679272A1 true SU1679272A1 (en) 1991-09-23

Family

ID=21460318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894717803A SU1679272A1 (en) 1989-07-11 1989-07-11 Method for determination of content of hydrogen in molten steel in ladle

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1679272A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478954C2 (en) * 2007-07-10 2013-04-10 Хераеус Электро-Ните Интернациональ Н.В. Device to collect gases in metal melts and method to measure gas concentration therein
RU2646424C1 (en) * 2016-12-06 2018-03-05 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method of the gas medium composition regulation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Шаповалов В. И,, Трофименко В. В. Флокены и контроль водорода в стали. - М.: Металлурги , 1987, с. 66-148. Ono A. Tetsu to hagane. - I. Iron and Steel lost., 1987,73, fsfe 12, p. 953. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478954C2 (en) * 2007-07-10 2013-04-10 Хераеус Электро-Ните Интернациональ Н.В. Device to collect gases in metal melts and method to measure gas concentration therein
RU2646424C1 (en) * 2016-12-06 2018-03-05 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method of the gas medium composition regulation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Evaluation and control of steel cleanliness-review
US3971655A (en) Method for treatment of molten steel in a ladle
SU1679272A1 (en) Method for determination of content of hydrogen in molten steel in ladle
US5609199A (en) Method of manufacturing steel containing Ca
JP5087840B2 (en) Decarburization end point judgment method in vacuum degassing equipment
JP4463701B2 (en) Decarburization method for molten stainless steel and method for producing ultra-low carbon stainless steel
JPH09202913A (en) Method for controlling carbon concentration at end point in rh vacuum degassing apparatus and device for controlling carbon concentration
Lachmund et al. High purity steels: a challenge to improved steelmaking processes
JP3479557B2 (en) Method for producing titanium-containing steel
JP4686917B2 (en) Melting method of molten steel in vacuum degassing equipment
CN108774663B (en) Temperature control and chromium protection method for RH decarburization process of ultra-low carbon high chromium steel
JP5884182B2 (en) Method for controlling inclusion composition of Ca-containing aluminum killed steel
EP3940088A1 (en) Method of manufacturing titanium-containing ultra-low-carbon steel
Lee et al. Effect of Trace of Oxygen in Ar Gas on Initial Growth of Nozzle Clogging Deposits on SEN for Ti Added Ultra‐Low C Steel Casting
SU1010140A1 (en) Method for vacuum treating molten steel in ladle
JP4404025B2 (en) Melting method of low nitrogen steel
KR20120110581A (en) Method for predicting dissolved oxygen quantity in vacuum degassing process
KR101015283B1 (en) tube submerged in melting steel
JP3126374B2 (en) Vacuum decarburization control method for molten steel
CN115558837A (en) Method for accurately controlling content of acid-soluble aluminum in common oriented silicon steel CGO smelting process
JP2985720B2 (en) Vacuum refining method for ultra low carbon steel
RU2031138C1 (en) Method of out-of-furnace treatment of steel
KR20060077310A (en) Method for refining extra low carbon steel with high tension
JPH07166228A (en) Method for controlling ultimate carbon concentration of molten steel by rg degassing
JP3827852B2 (en) Denitrification method for chromium-containing molten steel