水淬

以水作为淬火剂进行的淬火

以水作为淬火剂进行淬火，称为水淬。优点是在高温区（550℃~650℃）冷却较快，缺点是低温区（200℃~300℃）也冷却较快，易造成较大的组织应力。水淬是把高温物体放入水中，再烧红热，再放入水中，如此反复，可提高刚性。

原理

水淬的原理就是使1400℃左右的熔融物在从炉体流出时，用具有一定压力的水流喷射，使其骤然冷却而凝固并碎裂成细小的粒子，使熔融物的玻璃结构被固定下来，阻止氟磷酸钙结晶的复原。

熔融物中氟和磷的含量较高以及碱度较高时，氟磷酸钙结晶复原要快一些，因而水淬压力就要高一些；反之，合氟和磷较低以及碱度较低时，氟磷酸钙结晶复原要慢一些，因而水淬压力也就可以低一些。熔融物被水淬得愈细，冷却得就愈快，产品的枸溶率也就愈高；反之，粒子大，共表面虽然先冷，但内部冷得慢，产品枸溶率也就不高。

水淬设备

用具有一定压力的水流来喷射从旋风炉底渣栏壶口流出的熔渣，使其骤冷而凝固，并碎裂成细小粒子的过程叫水淬（或称粒化）。水淬的目的除了便于捞出这些凝固渣外，更主要的乃是可提高磷肥的枸溶率。

水淬所用的主要设备包括水淬水泵、喷嘴、水淬槽等。下图为水淬设备的构造图。

1、水淬水泵

最常用的水淬水泵是单级离心泵，见下图1。

它的构造和工作原理与离心式风机相似，也是利用叶轮的转动将水丛叶轮的中心抛向周缘，使之增压并以较高的速度从泵壳的出口处流出。这时，叶轮吸水口处便形成了既没有水又没有空气的真空低压区。而在水池的水面上，由于大气压力的作用，水就通过进水管进入泵体补充。叶轮不停地转动，水就不断地被吸入，升压和排出。

对于同一台离心泵来说，若增大水流量，就会使水压下降；反之，若要提高水压，就会减少水流量。对于磷肥熔融体，为了能保证其水淬质量，提高磷肥的枸溶率，要求海水淬一吨磷肥熔渣，需要压力为3~5公斤/厘米2的水约20吨。因此每台生产熔融磷肥的旋风炉，应根据其产肥量来选取水泵的台数和型号（包括备用水泵）。

2、水淬喷嘴

水淬喷嘴用钢板或钢管制成，其出口呈扁长形，以利用管道截面积突然减小，提高水速和水压、增强水淬效果。水淬喷嘴装在输水管道的最末端，并正对渣柱（熔渣流股）的方向。有的旋风炉除了在水淬槽中装设主喷嘴外，还在主喷嘴的两侧槽壁上各装有一排（若干个）副喷嘴，更改善了水淬过程，同时也消除熔渣粘附和堆积在水淬槽上的现象，

实践证明：在水淬水泵固定的情况下，正确设计和安装喷嘴，对提高磷肥拘溶率有很大作用。喷嘴的截面积大小，既要保证有足够的水压，又要保证有合适的水量。喷嘴的安装角度要适当。要使水淬水在渣柱刚要落入水淬槽底前与它相遇，太早接触会使熔渣四溅，造成渣井壁挂渣，太迟接触会使渣粒在水淬槽中堆结起来，达不到水淬目的。

3、水淬槽

水淬槽的作用是布置喷嘴、收集被水淬过的磷肥渣（即熔融磷肥半成品）。同时对渣井起封闭作用，避免外界的冷空气漏入旋风筒。一般用钢板制成，内衬瓷砖或辉绿岩等材料。为了加强对磷肥溶渣的冷却，最好要使水淬槽底部储存一些水量。

技术问题

防止爆炸的措施

防止高温熔渣遇水后发生爆炸，是钢渣水淬工艺的关键问题。发生爆炸的根本原因在于高温熔渣或钢液遇水后产生了高温、高压蒸汽。根据各厂几年来的试验和生产实践，认为有以下几种情况会引起爆炸：

1、先出渣后给水，由于渣槽内已积存大量熔渣，水放出后将产生爆炸现象。

2、出渣口和水淬槽错位，或水淬槽被堵塞，熔渣和水同时漏到地面并发生爆炸。

3、渣流量过大、水量不足，熔渣不能充分水淬而引起爆炸。

4、熔渣中带钢水过多，钢的比重大，当水的冲力不大时，大量的钢粒堆积在喷水口附近，堵塞水淬槽，引起爆炸。

根据以上情况，须采取如下防爆措施：

（1）大量供水，保持足够的渣水比。

（2）水淬槽和流渣槽底面要光滑，坡度要大，使水淬钢渣流动畅通。