河南工廠炸出蘑菇雲：洪水灌入高溫熔爐，為何爆炸威力這麼大？

河南登封市一鋁合金廠，洪水倒灌至高溫熔爐，引發爆炸，火光沖天騰起“蘑菇雲”。天空被染紅，幾公里外的窗戶都被震碎，巨響陣陣。附近居民描述：早上6點多鐘正睡覺呢，以為是打雷，床都震得直搖，起來一看，院子大門都倒了。

老話說得好水火不容，洪水進入高溫爐槽內，不應該是“滅火”嗎？為什麼反而會引發爆炸？

可樂加曼妥思——成核現象

高溫狀態下的鋁熔體遇到水會發生“蒸汽爆炸（物理）”與“鋁水爆炸（化學）”。蒸汽爆炸的原理與“可樂加曼妥思”的原理一樣。

老外將多瓶可樂倒在了一起，然後加入了曼妥思

可樂生產過程，二氧化碳在高壓下溶解到水中形成碳酸（液體），處於飽和狀態。曼妥思表面看似光滑，其實在顯微鏡下全是坑窪，碳酸中搖擺不定的二氧化碳遇到不規則的粗糙表面，分子不斷在坑窪表面中碰撞，很容易積蓄能量，引發“成核現象”，從而打破液態平衡，可樂瞬間析出大量二氧化碳氣體引發“可樂爆炸”。

成核現象

：物質常見狀態分為固態、液態、氣態，例如：冰、水、水汽。我們都知道水零度以下會結冰，達到100度會成水蒸氣，但其實還缺少初始的轉換條件：結晶核或氣泡點。

如果一杯水非常純淨，杯壁也非常平整不存在裂痕，那麼即使水溫達到了零下20度，它也不會成冰。如果你輕觸水面，水分子會在外界壓力下出現區域性分子濃度增大，分子碰撞次數增加，從而形成晶形構成“結晶中心”。那麼整杯水就會從“結晶中心”開始快速成冰，也就是“點水成冰”現象。

氣化也是同理，如果平時注意觀察，你會發現靜置後的碳酸飲料氣泡都聚集在瓶壁上，因為瓶壁在微觀尺寸中也是不平整的。當曼妥思（沙子、鹽都行）扔進可樂，在坑窪處很容易形成“氣化中心（起泡點）”產生大量氣泡，促使可樂中原有的平衡被曼妥思表面各處的“氣化中心”打破，擴散向四處，迅速析出碳酸中的二氧化碳形成衝擊波。

鋁合金廠爆炸為什麼威力這麼大？

如果說可樂加曼妥思是屬於“二氧化碳”爆炸，那麼鋁合金廠則是“蒸汽爆炸”。由低溫的水遇到與高溫的鋁熔體瞬間發生了劇烈的熱交換，水達到了氣化條件，在鋁熔體表面

快速成核氣化

，引發的爆炸。

一般來說，鋁熔體的溫度為670-850度左右，遠高於水的汽化溫度，只要接觸一定會發生“蒸汽爆炸”。遇水不可避免，但爆炸的程度取決於鋁熔體與水的比例，所以才能進行安全作業。

如果是

少量的鋁熔體滴入水中

，熱量會在水中快速地傳導擴散，鋁熔體會快速降溫，冷卻結晶，不會出現劇烈的爆炸。

如果是

少量的水滴到鋁熔體中

，水快速汽化，雖然會出現炸響聲且發生噴濺（就像油鍋滴水），但爆炸程度就像放鞭炮一樣，在金屬冶煉業內稱為“放炮”，由於水量太少不會出現沖天大火。不過，噴濺物溫度極高會對附近的工作人員造成傷害，因此所有接觸熔爐的工具與材料都要經過乾燥、乾燥再幹燥。

如果

水量大，鋁熔體也多

，就像這次洪水直接湧入熔爐就會出現劇烈的爆炸。大水湧入熔爐瞬間，熔爐內的金屬熔體表面的水受熱會以迅速形成大量“汽化中心”，從而聚積大量水汽。由於各處水汽產生的速度遠遠超過氣泡擴散的速度，這些水汽會在較小的範圍內，不斷髮生碰撞，積蓄大量的能量，如同被急劇壓縮。當達到臨界點便會爆發出巨大的衝擊波，因為能量密度極大，所以爆炸威力巨大。

這種情況不僅在鋁合金廠，在鋼鐵冶煉廠也經常發生，特別是在排爐中高溫廢渣的時候都要格外小心，除了物理原理，單質鋁也是一種活潑的金屬，高溫狀態下遇到水會將水分解成氫氣和氫氧化鋁。在高溫條件下，當局部空氣中混入的氫氣比例超過4%就會引發爆炸，與空氣中的氧氣生產水（水汽）。

這次爆炸的鋁合金廠臨河而建，早晨4點河道水位出現暴漲，致使廠區圍牆倒塌，鋁合金廠立刻關掉電閘，組織人員撤離。6點多，洪水湧入廠內合金槽內高溫溶液，瞬間火焰沖天，所幸廠區人員在一個多小時前就已撤離，無人員傷亡及失聯。最近洪水頻發，洪水來臨之際，除了防水也要注意防火，特別是人員安全。

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