2006年8月15日,贵州省贵阳星光炼钢铸造厂铸形车间,温度如同烤箱一般,热得让人透不过气来。宽大的厂房里,所有的窗户和通风设备都早早打开,可散热的效果还是不好。两个大如碾盘的电解熔化炉吊在半空中,沿着上方钢铁滑道慢慢地来回穿梭。
为了最大限度地降低高温对工人的影响,技术人员按照以往的做法,用高压水管将冷水喷向电解熔化炉和净化炉炉壁底部,以达到降温的效果,两次水枪喷水,使地面积水达8cm左右,虽然这让大家感到了些许的凉爽,然而他们并不知道,一场罕见的爆炸事故,即将伴随着这些积水而来。
作业人员开始净化坩炉里钢水上飘浮的杂物,使坩炉里的钢水变得较为纯净。接下来,这些钢水将浇铸进摆在地面上的模具,完成高温钢水最后的铸钢定型。就在启动电动开关,要将坩炉倾斜开始浇铸的时候,坩炉的机械传导部分出现了故障,坩炉怎么也不能呈现出既定的倾斜角度,钢水无法倒出。技术人员正要关掉断电开关,坩炉的机械传导部分忽然剧烈抖动起来,猛然地发生了倾斜。更可怕的是,由于机械故障,使得坩炉的位置发生了偏移,坩炉泻口无法对准摆在地面的模具,而是直接将1500℃的高温熔融钢水注向地面,瞬间,一起罕见的钢水爆炸事故发生了。在连环爆炸中火球四射,厂房坍塌,1名技术员带领7名工作人员,九死一生逃出险地。技术员受轻伤,7名工作人员烧伤面积分别达20%~40%,厂房损失惨重。
事故原因
经调查,此次事故是由于操作不慎和机械设备控制故障,造成盛装高温熔融钢水容器不规则倾斜,钢水外溢遇地面积水爆炸,属爆炸事故分类Ⅲ——由于过热液体蒸发的爆炸,即Ⅲ—A传热型蒸汽爆炸。其爆炸机理是:液体与其他高温物质接触时,发生快速传热,液体被加热,使之暂时处于过热状态,而引起伴随急剧汽化的蒸汽爆炸。其爆炸压力超过1000kPa,温度超过3000℃,这种爆炸的破坏力非常大,它的能量相当于数百吨或上千吨TNT炸药,这种爆炸被称为水蒸汽爆炸或爆炸水。水是造成此类爆炸的主要因素,因而水不能在浇铸作业现场地面上存在,浇铸作业现场地面也应该是松软干燥的沙地。即使不是干燥的沙地,而是硬化了的地面,也不应有积水存在,在厂房地面设计时就应注意到这一问题。
预防措施
在传热型蒸汽爆炸中,水和高温物体接触引起的蒸汽爆炸非常有代表性。据资料统计,容易发生此类事故的行业,以钢铁业为最多,约占全部爆炸事故起数的60%;其次,有色金属冶炼业约占21%,化学工业约占7%,机械制造业占4%。此外,还有造纸工业的回收熔盐的作业也易引发爆炸。
一般说来,水蒸汽爆炸无需点火源和可燃物,它的预防措施和需点火源的爆炸预防措施完全不同。平常被认为最安全的水,在一定的条件下,变成所谓爆炸水这样一种危险物质,乃是这种事故的特征。 发生蒸汽爆炸的设备,以熔矿炉、熔融炉、平炉、电炉、回收锅炉为最多,其次是坩锅、铸模等。水蒸汽爆炸的预防措施是,不使水和高热物有直接接触的机会。预防措施如下:
1.作业现场地面的设计处理
冶炼浇铸作业现场地面应以松软干沙地面为宜,而必须为硬化地面的,应考虑地面不得有积水的设计。如高温熔炉外壁需采取特殊降温措施的,应考虑降温时流落到地面的水不能积存,如流向远离作业现场的地方。
2.从制度上加强作业现场水的管理
(1)在制定安全操作规程或作业条件时,应有在作业现场地面不得有积水等内容的规定,在已有的安全操作规程或作业条件中无此项内容的应增加此项内容,从制度上杜绝产生爆炸的条件,并教育工作人员重视作业现场水的处理。
(2)在作业前或作业中,一旦发现地面有积水,应先立即清理,待积水清理干净后再进行浇铸作业。
(3)应根据作业现场的实际情况,制定切实可行的紧急营救预案,定期组织演练,教会工作人员在爆炸事故中自救和逃生的方法,尽可能地减少损失。
3.防止爆炸中的火灾
除在作业现场地面不得有积水外,在作业现场不得存放任何易燃易爆、有毒有害物质,以防止爆炸后引起更大火灾或连环式的爆炸。
4.防止水浸入炉内
严格控制工艺条件。不给水浸入高温炉内的机会是很重要的。有时,会发生往炉内投入含有雨水的材料;电极的冷却水进入炉内;炉壁的修理作业完毕后,炉壁还有未干的水就开始熔融作业;在火灾灭火作业中所浇的水浸入炉内等,在这类情况下,容易发生蒸汽爆炸,要采取严格的工艺措施杜绝上述现象。
5.作业地面干燥
进行高温冶炼浇铸作业的作业地面,需保持干燥。工厂常有处于低湿地或有地下水涌出及雨水浸入的情况,因而,必须加固基础,防止漏水,阻止雨水流入。必须改变人们以为高温作业场所,以水润湿才安全的错误认识。
6.高温废弃物的处理
高温废弃物,必须抛置在干燥的地方。在抛弃高温炉渣时,若抛到有雨水积存处,或将高温物投入水沟或水槽中,都是极其危险的。只有将它们抛置在干燥的地方冷却以后,再在上面用喷水器洒水,才是安全的。
7.注水破碎设备的安全设计
对于向高温物注水,借助于急剧冷却再进行破碎的操作,水是必不可少的,此时,发生水蒸汽爆炸的机会也会加大,因此,应特别注意不要把高温物投入水中。另外,必须认真做好注水场所的排水,勿让水在生产场所停滞。
编辑 赵静蕊