以水作為淬火劑進行淬火，稱為水淬。優點是在高溫區（550℃~650℃）冷卻較快，缺點是低溫區（200℃~300℃）也冷卻較快，易造成較大的組織應力。水淬是把高溫物體放入水中，再燒紅熱，再放入水中，如此反覆，可提高剛性。
基本介紹
- 中文名：水淬
- 外文名：water quenching
- 套用：冶金
- 本質 ：以水作為淬火劑進行淬火
- 缺點：造成較大的組織應力
- 水淬設備組成：水淬水泵、噴嘴、水淬槽等
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原理
水淬的原理就是使1400℃左右的熔融物在從爐體流出時，用具有一定壓力的水流噴射，使共驟然冶卻而凝固並碎裂成細小的粒子，使熔融物的玻璃結構被固定下來，阻止氟磷酸鈣結晶的復原。
熔融物中氟和磷的含量較高以及鹼度較高時，氟磷酸鈣結晶復原要快一些， 因而水淬壓力就要高一些；反之，合氟和磷較低以及鹼度較低時，氟磷酸鈣結晶復原要慢一些，因而水淬壓力也就可以低一些。熔融物被水淬得愈細，冷卻得就愈快，產品的枸溶率也就愈高；反之，粒子大，共表面雖然先冷，但內部冷得慢，產品枸溶率也就不高。
水淬設備
用具有一定壓力的水流來噴射從旋風爐底渣欄壺口流出的熔渣，使其驟冷而凝固，並碎裂成細小粒子的過程叫水淬（或稱粒化）。水淬的目的除了便於撈出這些凝固渣外，更主要的乃是可提高磷肥的枸溶率。
水淬所用的主要設備包括水淬水泵、噴嘴、水淬槽等。下圖為水淬設備的構造圖。
水淬設備示意圖1、水淬水泵
最常用的水淬水泵是單級離心泵，見下圖。
單級離心泵示意圖它的構造和工作原理與離心式風機相似，也是利用葉輪的轉動將水叢葉輪的中心拋向周緣，使之增壓並以較高的速度從泵殼的出口處流出。這時，葉輪吸水口處便形成了既沒有水又沒有空氣的真空低壓區。而在水池的水面上，由於大氣壓力的作用，水就通過進水管進入泵體補充。葉輪不停地轉動，水就不斷地被吸入，升壓和排出。
對於同一台離心泵來說，若增大水流量，就會使水壓下降；反之，若要提高水壓，就會減少水流量。對於磷肥熔融體，為了能保證其水淬質量，提高磷肥的枸溶率，要求海水淬一噸磷肥熔渣，需要壓力為3~5公斤/厘米2的水約20噸。因此每台生產熔融磷肥的旋風爐，應根據其產肥量來選取水泵的台數和型號（包括備用水泵）。
2、水淬噴嘴
水淬噴嘴用鋼板或鋼管制成，其出口呈扁長形，以利用管道截面積突然減小，提高水速和水壓、增強水淬效果。水淬噴嘴裝在輸水管道的最末端，並正對渣柱（熔渣流股）的方向。有的旋風爐除了在水淬槽中裝設主噴嘴外，還在主噴嘴的兩側槽壁上各裝有一排（若干個）副噴嘴，更改善了水淬過程，同時也消除熔渣粘附和堆積在水淬槽上的現象，
實踐證明：在水淬水泵固定的情況下，正確設計和安裝噴嘴，對提高磷肥拘溶率有很大作用。噴嘴的截面積大小，既要保證有足夠的水壓，又要保證有合適的水量。噴嘴的安裝角度要適當。要使水淬水在渣柱剛要落入水淬槽底前與它相遇，太早接觸會使熔渣四濺，造成渣井壁掛渣，太遲接觸會使渣粒在水淬槽中堆結起來，達不到水淬目的。
3、水淬槽
水淬槽的作用是布置噴嘴、收集被水淬過的磷肥渣（即熔融磷肥半成品）。同時對渣井起封閉作用，避免外界的冷空氣漏入旋風筒。一般用鋼板製成，內襯瓷磚或輝綠岩等材料。為了加強對磷肥溶渣的冷卻，最好要使水淬槽底部儲存一些水量。
技術問題
防止爆炸的措施
防止高溫熔渣遇水後發生爆炸，是鋼渣水淬工藝的關鍵問題。發生爆炸的根本原因在於高溫熔渣或鋼液遇水後產生了高溫、高壓蒸汽。根據各廠幾年來的試驗和生產實踐，認為有以下幾種情況會引起爆炸：
1、先出渣後給水，由於渣槽內已積存大量熔渣，水放出後將產生爆炸現象。
2、出渣口和水淬槽錯位，或水淬槽被堵塞，熔渣和水同時漏到地面並發生爆炸。
3、渣流量過大、水量不足，熔渣不能充分水淬而引起爆炸。
4、熔渣中帶鋼水過多，鋼的比重大，當水的衝力不大時，大量的鋼粒堆積在噴水口附近，堵塞水淬槽，引起爆炸。
根據以上情況，須採取如下防爆措施：
（1）大量供水，保持足夠的渣水比。
（2）水淬槽和流渣槽底面要光滑，坡度要大，使水淬鋼渣流動暢通。
（3）嚴格遵守先給水後出渣，先停渣後停水的操作規程。 ’
（4）渣罐的出渣口要和水淬槽對正，避免熔渣和水外溢。
在鋼渣水淬過程中，若遇平爐發生跑鋼事故，只要水淬槽和流渣槽暢通，並有足夠的壓力水，鋼液就可水淬成粒，不會發生爆炸。
渣水比
渣和水的重量比是鋼渣水淬的一個重要工藝參數，是保證安全生產的先決條件。目前各廠選用的渣水比約在1︰10左右。實踐證明，該渣水比是合適的，即能節約用水，又能保證沖渣的安全可靠。
鋼渣水淬產生的蒸汽
鋼渣水淬時往往會產生大量蒸汽，對周圍環境及勞動條件有不利的影響。根據馬鋼一鋼廠的實測，渣水比為1︰10左右，水淬初期渣時水溫升高6～8℃；水淬精煉渣和出鋼渣時水溫升高23～38℃，不會產生大量的蒸汽。一般來說蒸汽是由於水量太少而引起的。
水淬精煉渣和出鋼渣
初期渣的鹼度低，溫度低，水淬比較容易。精煉渣和出鋼渣則鹼度高，粘度大，流動性差，並易帶出鋼水；精煉渣的放渣時間短，並時斷時續，每次放渣量較少。
由於上述原因出渣口易堵塞，又因其比重較大，渣槽易淤塞，所以精煉渣和出鋼渣的水淬必須有足夠的渣水比和水壓，流渣槽的坡度要大些。只要具備這些條件，精煉渣和出鋼渣的水淬同樣是安全可靠的。
