冶金安全生产技术讲座

冶金安全生产技术讲座主讲人：王振国提纲第一部分：高炉炼铁安全生产技术第二部分：转炉炼钢安全生产技术第一部分：高炉炼铁安全生产技术高炉炼铁安全生产技术一、炼铁生产的工艺流程简介高炉炉壳、炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸高炉炼铁安全生产技术主要设备：高炉本体上料系统---包括贮矿场、胶带运输机、贮矿槽、焦仓、焦炭筛、矿石筛、称量漏斗、称量车（或采用链带、胶带称量系统）、料车坑、料车或料罐、斜桥、卷扬机。装料系统---钟式炉顶装料设备和无钟炉顶装料设备；送风系统---主要包括高炉鼓风机和热风机。煤气除尘系统---包括煤气上升管、下降管、重力除尘器、洗涤塔、文氏管、脱水器等。渣铁处理系统---包括出铁场、泥炮、开口机、炉前吊车、铁水罐、铸铁机、堵渣机、渣罐、水渣池。煤粉制备及喷吹系统---磨煤机、烟气炉、贮煤罐、喷吹罐、混合器、喷枪等。辅助系统---TRT/BPRT、配电、供水等。高炉炼铁安全生产技术高炉炼铁安全生产技术炼铁主要原、辅助材料、产品及动力介质原材料：烧结矿、球团矿、焦炭辅助材料：粉煤、炮泥、河沙、耐火砖产品：铁水副产品：高炉煤气、碎矿动力介质：压缩空气、蒸汽、电、净循环水、氮气、氧、液压油高炉炼铁安全生产技术二、炼铁生产主要危险、有害因素炼铁生产中使用和产生的物质包括煤粉、氧气、高炉煤气、高温铁水、蒸汽等，生产设备包括皮带机、高炉、热风炉、煤粉制备与喷吹、压力容器、起重设备、铸铁机、铁水运输车辆、水冲渣系统、TRT/BPRT等，均有较高的危险性。主要危险因素：火灾、爆炸、中毒窒息、机械伤害、触电、高处坠落、起重伤害、车辆伤害、灼烫等。主要危害因素：毒物、粉尘、噪声、高温等。高炉炼铁安全生产技术三、重点危险因素的分析及对策1、高炉本体烧穿原因及对策炉内各物料处于1150℃~1250℃的高温和还原性气氛中,在熔融的过程中进行还原反应。如操作不当、设备隐患可能导致铁水爆炸、烧穿炉体：由于风口损坏向炉内漏水，造成炉内区域性不活跃现象，形成呆滞区；炉况不顺，打水降温炉料粉化，透气性差；炉内发生悬料、崩料等原因，造成炉内水急剧汽化、体积骤胀，发生炉内爆炸。高炉炼铁安全生产技术高炉长期使用,未及时检修,导致耐火层破坏,可能造成炉体、炉缸烧穿，铁水流出遇水爆炸。冷却壁损坏或无应急供水，造成炉底烧穿。炉体炉壳由于热膨胀超出极限出现纵向或径向裂缝，导致煤气泄漏与空气混合形成爆炸性混合物，遇火源发生爆炸。高炉炼铁安全生产技术风压底或坐料时，冷风闸板未关严，造成煤气反串进入冷风管道，发生爆炸；炉基、炉底、炉缸等部位炉温测试不准或不及时，可能导致高炉烧穿。高炉炉下无排水设施，造成炉下积水。蔽渣器损坏，铁水混入水冲渣系统可能引发爆炸；高炉炼铁安全生产技术控制对策：风口平台应有一定的坡度，并考虑排水要求，宽度应满足生产和检修的需要，上面应铺设耐火材料。炉基周围应保持清洁干燥，不应积水和堆积废料。风口、渣口及水套，应牢固、严密，不应泄漏煤气；进出水管，应有固定支撑；风口二套，渣口二、三套，也应有各自的固定支撑。高炉炼铁安全生产技术控制对策：高炉应有事故供水设施。炉体冷却系统，应按长寿、安全的要求设计，保证个部位冷却强度足够，分部位按不同水压供水，冷却器或空腔的流速及流量适宜。供水分配应保留足够的备用水头，供高炉后期生产及冷却器双联（多联）改为单联时使用；高炉炼铁安全生产技术控制对策：热电偶应对整个炉底进行自动、连续测温，其结果应显示于中控室。采用强制通风冷却炉底时，炉基温度不宜高于250℃；采用水冷却炉底时，炉基温度不宜高于200℃。应有备用鼓风机，鼓风机运转情况应显示于高炉中控室。高炉炼铁安全生产技术控制对策：控制冶炼强度，阶段性提高生铁[Si]，控制生铁[S]，促进石墨碳沉积；适当抑制边缘，开放中心的装料制度；按时出净渣铁，保持炉况稳定顺行，减少坐料。根据炉况，定期对耐火层进行修补、更换。渣、铁沟和撇渣器，应定期铺垫并加强日常维修，严防漏渣、漏铁。南钢“10·5”铁水外流重大事故2011年10月5日7时30分，南钢股份炼铁厂5号高炉(402立米)按照停炉方案要求降料线9-10米进行预休风操作。预休风期间，拆除了炉顶大放散阀和煤气取样管，安装了炉顶打水装置，割开了残铁口处炉皮,并取下了残铁口处冷却壁，同时对5号炉界区内净、荒煤气及高炉富氧等设施进行安全处理，并与公共部分管线隔断。11时37分左右,进行复风。11时40分左右,现场作业人员在安装残铁沟时，大量铁水突然从残铁口预开位置流出，造成在残铁平台上的12人死亡、1人受伤。南钢“10·5”铁水外流重大事故据初步分析，该起事故发生的原因是：炉缸内部碳砖受侵蚀变薄，在对其强度检测和论证评估不充分的情况下割开了残铁口处炉皮，复风操作使炉内压力升高，导致铁水击穿炉壁流出。南钢“10·5”铁水外流重大事故甘肃酒泉钢铁公司1号高炉爆炸事故概况及经过1990年3月12日7时56分，随着一声闷响，酒钢公司炼铁厂一号高炉在生产运行中发生爆炸。高炉托盘以上炉皮（标高15—29米）被崩裂，大面积炉皮趋于展开。瞬间，部分炉皮、高炉冷却设备及炉内炉料被抛向不同方向，炉身支柱被推倒，炉顶设备连同上升管、下降管及上料斜桥等全部倾倒、塌落。出铁场屋顶被塌落物压毁两跨。由于红焦和热浪的灼烫、倒塌物的打击及煤气的毒害，造成19名工人死亡，10人受伤，经济损失达2120万元。事故原因：经过反复调查和大量技术分析论证认为，这是一起由于高炉内部爆炸，炉皮脆性断裂，推倒炉身支柱，导致炉体坍塌的特大事故。一是炉皮断裂是由23处300～1400毫米长短不等的预存裂纹同时起裂所致，各预存裂纹两侧均有明显可见的向两侧护展的人字形断口走向，断口的基本特征是多处预存裂纹同时起型形成的脆性断口。二是风口的损坏导致向炉内漏水，造成炉内区域性不活跃现象，形成呆滞区。三是炉顶温度升高，两次打水降温，在一定程度上粉化了炉料，造成透气性差。高炉炼铁安全生产技术2、炼铁系统煤气火灾、爆炸及中毒事故原因及对策在高炉本体、煤气回收净化、热风炉、TRT/BPRT、煤气管网等设备、设施均产生、使用或输送高炉煤气，如设备存在缺陷、操作不当等原因造成煤气泄漏，可能发生火灾、爆炸或中毒事故：高炉炼铁安全生产技术高炉本体：高炉炉顶使用半净煤气做为一次均压，如氮封压力不足可能造成煤气泄漏。风压过低或坐料前，冷风闸门未关闭，煤气进入热风管道，造成爆炸。高炉休风或悬料控制不当时坐料时，炉顶产生负压，大量空气进入炉内，造成炉内爆炸。高炉炼铁安全生产技术高炉本体：检修时，进入高炉内作业，热风管道未做可靠切断，炉内未进行有效吹扫、置换，造成中毒窒息。风口、铁口、高炉炉体密封等密封不严或开焊，煤气泄漏未点燃，可能造成中毒。高炉炼铁安全生产技术煤气净化：进入粗煤气净化系统巡检、清灰作业时，可能造成煤气中毒；进入煤气除尘系统内，未按要求进行可靠切断、吹扫置换、氧含量检测，可能造成中毒；进出煤气除尘管道未按要求设置波纹补偿器、布袋除尘未设置安全阀，可能造成爆炸。高炉炼铁安全生产技术TRT/BPRT:设备、设施密封不严或腐蚀，轴头氮封压力不足，造成煤气泄漏；防爆区域未按要求安装防爆电器，产生火花造成爆炸；煤气管道未设置接地、法兰跨接，造成静电聚集，发生爆炸；检修作业未可靠切断煤气，动火作业前未进行吹扫置换，造成中毒、火灾爆炸。高炉炼铁安全生产技术热风炉：煤气支管、空气（富氧）管道未设安全连锁装置，造成回火爆炸、煤气倒灌；热风炉炉皮烧红、开焊或有裂纹，造成煤气泄漏；煤气管道、波纹补偿器、管道接地、煤气放散管等存在缺陷等。高炉炼铁安全生产技术控制对策：炉顶氮封压力必须大于炉顶工作压力0.1MPa以上；设置煤气压力与自动放散连锁装置；高炉休风、悬料时，严格按照技术规程操作，预防坐料；风压低、坐料时应检查冷风闸板关闭情况；对设备实施点检、定修，发现问题和隐患及时处理；煤气布袋除尘器安装安全阀。高炉炼铁安全生产技术控制对策：热风炉煤气支管必须设置低压报警与快切连锁装置，助燃空气管道设置逆止阀或快切装置。TRT/BPRT区域按照2区防爆设置IP54以上级别防爆电器；轴头氮封压力大于煤气压力0.1MPa；煤气管道必须按规范安装波纹补偿器，每间隔25——50米设置防静电接地（电阻值≤10欧姆），法兰间设防静电跨接（电阻≤0.03欧姆）；高炉炼铁安全生产技术控制对策：所有涉煤气作业区域设置固定式煤气报警仪，巡检、检修时携带便携式报警仪，必要时佩戴正压式密闭空气呼吸器；在进入高炉、热风炉、煤气管道等受限空间作业前，必须进行可靠切断，使用氮气或蒸汽进行吹扫，化验合格后，使用空气置换后，当氧含量＞19.5%才允许作业，并每隔半小时进行一次化验。定期组织不同层次的应急演练，提高作业人员的应急响应能力，不断完善应急预案。事故经过：2008年12月24日零点，2号炉顶温度波动较大(最高610℃，最低109℃)，炉顶压力维持在54-68Kpa之间。该炉曾多次发生滑尺（轻微崩料），至事故发生时，炉内发生严重崩料，带有冰雪的料柱与炉缸高温燃气团产生较强的化学反应，气流反冲，沿下降管进入除尘器内，造成除尘器内瞬时超压，导致泄爆板破裂，大量煤气溢出（煤气浓度45%--60%）。唐山港陆钢铁有限公司“12.24”煤气中毒事故事故经过：因除尘器位于高炉炉前平台北侧，时季风北向，大量煤气漂移至高炉作业区域，作业区没有安装监测报警系统，导致高炉平台作业人员煤气中毒。没有采取有效的救援措施，当班的其他作业人员贸然进入此区域施救，造成事故扩大。共造成44人煤气中毒，其中17人死亡、27人受伤。唐山港陆钢铁有限公司“12.24”煤气中毒事故事故原因：一是在高炉工况较差的情况下，加入了含有冰雪的落地料，导致崩料时出现爆燃，除尘器瞬时超压，泄爆板破裂，造成大量煤气泄漏。二是生产工艺落后，设备陈旧，作业现场缺乏必要的煤气监测报警设施，没有及时发现煤气泄漏,盲目施救导致事故扩大。唐山港陆钢铁有限公司“12.24”煤气中毒重大事故事故原因：三是隐患排查治理不认真。事故发生前，炉顶温度波动已经较大，多次出现滑尺现象，但没有进行有效治理，仍然进行生产，导致事故发生。唐山港陆钢铁有限公司“12.24”煤气中毒重大事故3、炼铁系统检查的重点和标准煤气区域的值班室、操作室、高炉平台等人员较集中的地方，应设置固定式一氧化碳监测报警装置；进入煤气区域作业的人员，应配备便携式一氧化碳报警仪。一氧化碳报警装置应定期校核。各类带煤气作业地点，应分别悬挂醒目的警示标志。在一类煤气作业场所及有泄漏煤气危险的平台、工作间等，均宜设置方向相对的两个出入口。通往高炉顶的走梯口，应设立“煤气危险区，禁止单独工作！”的警告标志。高炉炼铁安全生产技术带式输送机应有防打滑、防跑偏和防纵向撕裂的措施以及能随时停机的事故开关和事故警铃。高炉内衬耐火材料、填料、泥浆等，应符合设计要求。高炉应有事故供水设施。高炉应安装环绕炉身的检修平台，平台间的走梯不应设在渣口、铁口上方。应对整个炉底进行自动连续测温，结果应显示在中控室（值班室）。高炉炼铁安全生产技术汽包的设计、制作及使用，应做到：每个汽包至少有两个安全阀和两个放散管，放散管出口应指向安全区；汽包的液位、压力等参数准确显示在值班室。炉基周围应保持清洁干燥，不应积水和堆积废料。炉基水槽应保持畅通。热风炉煤气总管应有可靠的隔断装置；煤气支管应有煤气自动切断阀。煤气管道应维持正压，煤气闸板不应泄漏煤气。高炉炼铁安全生产技术高炉煤气管道的最高处，应设煤气放散管及能在地面或操作室里控制的阀门。煤气除尘器应设带旋塞的蒸汽或氮气管头，其蒸汽或氮气管道应与炉台蒸汽包连接，且不应堵塞或冻结。高炉重力除尘器，其荒煤气入口的切断装置，应采用远距离操作。高炉渣、铁沟应有供横跨用的活动小桥。撇渣器上应设防护罩，渣口正前方应设挡渣墙。高炉炼铁安全生产技术煤粉仓、储煤罐、喷吹罐、仓式泵等设备应设泄爆孔，泄爆孔的朝向应不致危害人员及设备