在冶金工业作业中,常常会伴随着高温高沸点的熔融物与低温低沸点的冷却剂之间的相互作用。在一定条件下冷却剂在短时间内快速蒸发,易发生蒸汽爆炸,带来严重的经济损失和人员伤亡。且目前国内外对此研究相对较少,对其机理没有系统、完整的解释。防控技术亦不成熟,无法有效控制蒸汽爆炸事故。因此,深入开展研究低温冷却剂与高温熔融物相互作用具有重要的理论价值和工程指导意义。本文设计并建立小尺度实验台,通过改变水滴韦伯数(水滴的下落高度和水滴直径)、熔融金属温度及厚度、熔融金属表面氧化程度以及熔融金属的种类等影响因素,对水滴撞击熔融金属相互作用过程进行实验研究。结果表明,水滴与熔融金属之间相互作用典型现象有三种,即水滴破碎现象、气泡现象和王冠现象。随着水滴韦伯数(水滴下落高度和水滴直径)增大及熔融金属温度升高,王冠最大高度增大,蒸汽爆炸更加剧烈。随着熔融金属厚度增大,王冠最大高度呈现先减小后相对稳定的趋势;尽管熔融金属表面氧化层会使蒸汽爆炸的发生几率降低,但是水滴与氧化层会呈现一种镶嵌状态,即水滴上中下三部分别与空气、氧化层和熔融金属接触,导致蒸发速率不同。在氧化层下形成压力不断升高的空腔,导致蒸汽爆炸更加剧烈。通过水-锡和水-铅两种实验的对比发现,熔融金属密度对相互作用过程具有显著影响。熔融金属的密度较大时,王冠的最大高度相对较小,蒸汽爆炸的剧烈程度相对较小。