炼铁安全技术浅析

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摘要：炼铁是钢铁生产中的重要组成部分，其生产过程中涉及的设备、物料众多，工序复杂，作业条件相对恶劣，危险有害因素较多，易发生多种安全事故。本文将结合炼铁生产的特点对其安全技术作简要的定性分析。
关键词：炼铁 高炉 安全技术
一、炼铁安全生产的主要特点
炼铁生产所需的原料、燃料，生产的产品与副产品的性质，以及生产的环境条件，给炼铁人员带来了一系列潜在的职业危害。例如，在矿石与焦炭运输、装卸，破碎与筛分，烧结矿整粒与筛分过程中，都会产生大量的粉尘；在高炉炉前出铁场，设备、管道布置密集，作业种类多，人员较集中，危险有害因素最为集中，如炉前作业的高温辐射，出铁、出渣会产生大量的烟尘，铁水、熔渣遇水会发生爆炸；开铁口机、起重机造成的伤害等；炼铁厂煤气泄漏可致人中毒，高炉煤气与空气的混合物遇明火或高热可发生爆炸，其爆炸威力很大；喷吹烟煤粉可发生粉尘爆炸；等等。
二、炼铁生产的主要安全技术
（一）高炉装料系统安全技术
装料系统将原料是按炼铁要求的原料配比混配，连续输送给高炉进行冶炼。装料系统包括原料燃料的运入、储存、放料、输送以及炉顶装料等环节。装料系统应尽可能减少装卸与运输环节，提高机械化、自动化水平，使之安全运行。
（1）运入、储存与放料系统。大中型高炉的原料和燃料多采用胶带机运输，若储矿槽未铺设格栅或格栅不全、格栅孔隙过大，周围没有栏杆，人行走时有掉入槽内的危险；料槽形状不当，存有死角，需要人工清理；内衬磨损，进行维修时劳动条件差；料闸门失灵常用人工捅料，如料块突然崩落往往造成伤害。放料时粉尘浓度很大，作业环境差。因此，储矿槽的结构应是永久性的、坚固的。各槽的形状应做到自动顺利下料，槽的倾角不应小于50°，以消除人工捅料的现象。金属矿槽应安装振动器。钢筋混凝土结构矿槽，内壁应铺设耐磨衬板；存放热烧结矿的内衬板应是耐热的。矿槽上必须设置格栅，周围设栏杆，并保持完好。卸料口应选用开关灵活的阀门，最好采用液压闸门。放料系统应采用完全封闭的除尘设施。
（2）原料输送系统。多数高炉采用料车斜桥上料法，料车须设有两个相对方向的出入口，并设有防水防尘措施。一侧应设有符合要求的通往炉顶的人行梯。卸料口卸料方向必须与胶带机的运转方向一致，机上应设有防跑偏、打滑装置。胶带机在运转时容易伤人，必须在停机后，方可进行检修、加油和清扫工作。
（3） 炉顶装料系统。以钟式上料系统为例，该系统以大钟为中心，由大钟、料斗、大小钟开闭驱动设备、探尺、旋转布料等装置组成。采用高压操作必须设置均压排压装置。做好各装置之间的密封，特别是高压操作时，密封不良不仅会使装置的部件受到煤气冲刷，缩短使用寿命，甚至会出现大钟掉到炉内的事故。料钟的开闭必须遵守安全程序。为此，有关设备之间必须联锁，以防止人为的失误。
（二）高炉安全操作技术
（1）开炉的操作技术。开炉处理不当极易发生事故。开炉前应做好如下工作：进行设备检查，并联合检查；做好原料和燃料的准备；制定烘炉曲线，并严格执行；保证准确计算和配料。
（2）停炉的操作技术。停炉过程中，煤气中的一氧化碳浓度和温度逐渐增高，再加上停炉时喷入炉内水分的分解使煤气中氢浓度增加。为防止煤气爆炸，应做好如下工作：处理煤气系统，以保证该系统蒸汽畅通；严防向炉内漏水。在停炉前，切断已损坏的冷却设备的供水，更换损坏的风渣口；利用打水控制炉顶温度在400℃～500℃之间；停炉过程中要保证炉况正常，严禁休风；大水喷头必须设在大钟下。设在大钟上时，严禁开关大钟。
（三）煤粉喷吹系统安全技术
高炉煤粉喷吹系统最大的危险是可能发生爆炸与火灾。
为了保证煤粉能吹进高炉又不致使热风倒吹入喷吹系统，应视高炉风口压力确定喷吹罐压力。混合器与煤粉输送管线之间应设置逆止阀和自动切断阀。喷煤风口的支管上应安装逆止阀，由于煤粉极细，过久储存容易自燃，停止喷吹时，喷吹罐内、储煤罐内的储煤时间不能超过8～12h，其中，烟煤粉不应超过8h。煤粉流速必须大于18m/s。罐体内壁应圆滑，曲线过渡，管道应避免有直角弯。
为了防止爆炸产生强大的破坏力，喷吹罐、储煤罐应有泄爆孔。
喷吹时，由于炉况不好或其他原因使风口结焦，或由于煤枪与风管接触处漏风使煤枪烧坏，这两种现象的发生都能导致风管烧坏。操作时应该经常检视，及早发现和处理。
（四）供水与供电安全技术
高炉是连续生产的高温冶炼炉，不允许发生中途停水、停电事故。必须采取可靠的措施，保证安全供水、供电。
（1）供水系统安全技术。高炉炉体、风口、炉底、外壳、水渣等必须连续给水，一旦中断便会烧坏冷却设备，发生停产甚至设备报废的重大事故。大中型高炉应采取以下安全供水措施：供水系统设有一定数量的备用泵；所有泵站均设两路电源；设置供水的水塔，以保证柴油泵启动时供水；设置回水槽，保证在没有外部供水情况下维持循环供水；在炉体、风口供水管上设连续式过滤器；供、排水采用钢管，以防破裂。
（2）供电安全技术。不能停电的仪器设备，万一发生停电时，应考虑人身及设备安全，设置必要的保安应急措施。设置专用、备用的柴油机发电组。
计算机、仪表电源、事故电源和通讯信号均为保安负荷，各电器室和运转室应配紧急照明用的带蓄电池应急灯。
（五）高炉维护安全技术
高炉生产是连续进行的，任何非计划休风都属于事故。因此，应加强设备的检修工作，尽量缩短休风时间，保证高炉正常生产。
为防止煤气中毒与爆炸应注意以下几点：
（1）在一、二类煤气作业前必须通知煤气防护站的人员，并至少有2人以上进行作业。在一类煤气作业前还须进行空气中一氧化碳含量的检验，并佩戴空气呼吸器。
（2）在煤气管道上动火时，须先取得动火票，并做好防范措施。
（3）进入容器作业时，应首先检查空气中一氧化碳的浓度，作业时，除要求通风良好外，还要求容器外有专人进行监护。作业人员还应配备便携式一氧化碳的浓度报警仪。
三、炼铁生产事故的预防措施和技术
炼铁厂煤气中毒事故危害最为严重，死亡人员多，多发生在炉前和检修作业中。预防煤气中毒的主要措施是提高设备的完好率，尽量减少煤气泄漏；在易发生煤气泄漏的场所安装煤气报警器；进行煤气作业时，作业人员佩带便携式煤气报警器，并派专人监护。
四、结束语
综上所述，炼铁是典型的冶金生产工艺，其存在的危险有害因素包括中毒、火灾、爆炸、高温烫伤、机械伤害、起重伤害、触电、高处坠落等。管理人员和现场操作人员应对此详细了解，重点防范。
炼铁的安全管理，应首先从设备设施本身的安全装置、设施的配备和完善入手，其次应从管理人员和现场操作人员的专业知识、作业资格和安全知识培训、考核入手，同时，还应保证安全管理制度、安全操作规程和事故应急预案的健全和落实到位。如此三管齐下，才能保障生产过程的本质安全。
参考文献
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【3】王艺慈 炼铁原料【M】 化学工业出版社 2008
【4】中冶京诚工程技术有限公司等 高炉喷吹煤粉工程设计规范【S】 中国计划出版社 2011