8.5 Предупреждение взрывов жидкого металла и шлака

Взрывы металла и шлака происходят как внутри печей, так и вне их — при выпуске металла и шлака.

При соприкосновении жидкого шлака или металла с водой происходит образование пара. Если образующиеся пары не имеют свободного выхода, может произойти выплескивание, разлетание расплавленной жидкой массы.

Выпуск металла из печи в желоб, набитый сырым песком, или поливка распыленными струями воды на разливочной маши­не взрыва не вызывает, так как при этом водяные пары имеют свободный выход. Однако если компактная струя воды под силь­ным давлением проникнет под верхний слой металла (или за­стывшую корку над расплавленным шлаком), произойдет выплеск расплавленного металла (шлака). Точно так же при погружении большого количества металла в воду происходит взрыв, так как масса окружающей воды оказывает сопротивле­ние расширению образующегося пара.

Образующиеся в результате нагрева воды теплотой расплав­ленного металла водяные пары не имеют выхода в том случае, когда вода попадает внутрь массы или под слой расплавленного металла (шлака). При погружении в металл мокрого холодного лома или ложки, обмазанной свежей глиной, происходит резкий выплеск металла. Такой же выплеск произойдет, если жидкий металл вылить на сырой металлический пол.

Если влага попадает под струю расплавленного металла, на­пример при заливке ковша, взрыв происходит не сразу по со­прикосновении струи металла с влагой, а с запозданием, когда ковш заполнится на значительную часть своего объема, что утяжеляет последствия аварии. Объясняется это тем, что, ока­завшись под металлом и отнимая тепло от ближайших слоев металла, вода замораживает их; под коркой застывшего металла идет процесс испарения влаги, а затем, возможно, и разложе­ние ее с образованием гремучей смеси. Малое количество воды может вызвать сильный взрыв.

Аналогичное явление происходит и при взаимодействии во­ды с расплавленным шлаком. Если на поверхности шлака при его охлаждении налита вода в количестве большем, чем может сразу испариться, то вода через трещины в поверхности шлака проникнет внутрь массы его, к еще не успевшей охладиться, раскаленной сердцевине, и в результате возникающих при этом реакций, происходит выплеск жидкого шлака и выброс верхней шлаковой корки.

Такое же явление произойдет, если на поверхность шлака, залитую водой или недостаточно сухую, залить огненно-жидкий шлак.

При наличии влажного мусора на дне шлаковозного ковша первые же порции вылитого в ковш шлака образуют шлаковую корку, под которой происходит парообразование. Так как шла­ковая корка плохо проводит тепло, то парообразование и пере­грев образующегося пара происходят сравнительно медленно. Под воздействием образовавшихся под коркой паров и газов и под давлением массы шлака шлаковая корка прорывается, тепло жидкой массы передается пару, происходит сильное рас­ширение его объема, вызывающее выплескивание содержимого ковша с большой силой.

Обязательными требованиями безопасности являются пред­отвращение попадания воды в ковши для шлака и металла, а также тщательная просушка их перед заполнением металлом или шлаком.

Причиной взрывов в печах может явиться повреждение охла­дительной системы. При попадании воды в печь и соприкосно­вении ее с жидким металлом происходит мгновенное и сильное парообразование и взрыв.

Для своевременного обнаружения возможности аварии уста­навливают надежный контроль за состоянием холодильников.

Возможны также взрывы и вследствие попадания в печи влаги при загрузке сырой или смерзшейся руды, полых предме­тов с водой или снегом, а также вследствие нарушения равно­весия между закисью железа и углеродом или между металлом и шлаком и др.