При производстве качественных сталей для рафинирования от вредных примесей и неметаллических включений применяют внепечную полиреагентную  обработку металла с использованием жидких активных рафинировочных шлаков. Рафинировочные шлаки формируются во время выпуска металла в сталеразливочный ковш из сталеплавильного агрегата присадкой твердых шлакообразующих смесей ТШС  на основе извести CaO и плавикового шпата CaF₂.  В процессе транспортировки извести происходит ее насыщение влагой из атмосферного воздуха, которая впоследствии переходит в металл, повышая в нем содержание водорода.

В исследовании была поставлена задача изучения с помощью термодинамики физико-химического процесса наводороживания конвертерной стали при ее производстве с применением  полиреагентной внепечной обработки, включающей обработку активными шлаковыми смесями. При обработке жидкой стали активным рафинировочным шлаком на основе извести влага поступает в металл в виде Са(ОН)₂.

Учитывая, что активные рафинировочные шлаки являются высокоосновными, реакция наводороживания шлаковой фазы может быть представлена следующим образом:

где (О^2-) – кислород в шлаковой фазе;

– гидроксильная группа в шлаковой фазе;

–  влага, поступающая из газовой фазы в шлаковую.

Для равновесных условий константа равновесия реакции (1) :

где    – активность гидроксильных групп  в  шлаке;

– парциальное давление паров Н2О в газовой фазе;

– активность ионов кислорода  в шлаке.

После преобразований получаем зависимость водной емкости шлака от активности ионов кислорода в шлаковой фазе:

Константa  равновесия реакции K_P при определенных условиях величина постоянная, а активность ионов кислорода в шлаковом расплаве  зависит от структуры и состава рафинировочного шлака.

Увеличение основности шлака приводит к насыщению шлака водородом и способствует возможному переходу влаги в жидкую сталь. Равновесие по уравнению (1) при этом должно смещаться в сторону образования гидроксильных групп.

Термодинамический анализ позволил  получить зависимость активности водорода в стали а_[н] от параметров шлаковой фазы, характеризующую переход влаги в жидкую сталь:

Из (4) следует величина  активности водорода в металле  а_[н]

где  – стандартный  химический  потенциал водорода в металле;

– стандартный химический потенциал водорода в шлаковой фазе;

– активность водородсодержащего соединения в шлаковой фазе;

R – универсальная газовая постоянная;

Т – абсолютная температура.

Полученное равенство отражает связь активности водорода в стали с наличием влаги в шлаковой фазе: =  и предоставляет технологическую возможность регулирования содержания водорода в металле путем изменения состава и количества рафинировочного шлака.