冶金企业重大危险源辨识、监控及管理

生产设备、设施种类繁多




工业炉窑——高炉、转炉、电炉、竖炉、回转窑、焦炉、加 热炉等。 动力装置——锅炉、发电机组、变配电设施和输电线路、鼓 风机、空压机、制氧机、水泵、煤气净化装置、气柜、煤气 加压机和混合站等。 机械设备——浇铸设施、轧制设备、机械加工设备等。 物流设施——汽车、火车、其它车辆、皮带机、辊道、气力 和液力输送管道、螺旋输送机等。 特种设备——压力容器和管道、起重设施、特种车辆等。
三、电缆隧道着火

发生电缆火灾的原因 1、电缆长期浸泡在积水的电缆隧道中，外皮腐烂， 绝缘层严重受潮，造成击穿短路； 2、电缆头制作工艺粗糙，绝缘层暴露时间太长， 致使运行中爆炸； 3、电缆长期过载发热，导致绝缘老化失效； 4、电缆沟盖板不严，电焊火花、钢铁渣飞溅物、 锅炉热灰渣落入沟内使电缆着火； 5、电缆排上积煤粉，煤粉自燃使电缆着火； 6、浸油电气设备故障喷油起火，油流入电缆隧道 内引起电缆着火；


1)炼钢过程基本为氧化过程,铁水在高温下进行脱碳、 去磷、去气、去杂质。冶炼过程放出热量,热平衡上 有热量富余,从而使铁水/钢水均维持在高温状态。高 温铁水/钢水对现场工人始终具有烫伤、烧伤的危险。 高温铁水/钢水遇水、遇湿可爆炸。冶炼过程产生温 度很高的废渣,高温废渣遇水、遇湿可发生爆炸。 2)冶炼过程产生转炉煤气,主要成分为一氧化碳,一氧 化碳为高毒类物质,如发生泄漏易引发急性中毒事故。 冶炼过程不间断地喷吹具有一定压力要求(大于0. 6MPa)的氧气。高温、高压条件下的氧气氧化能力更 强,若管线上更换的管件没有按安全要求严格脱脂,残 存的脂肪类可燃物可发生燃爆,造成人员伤亡。氧气 管线为压力管道,有压力管道上的安全要求。
液态金属吊运事故

使用的吊运设备不符合要求 吊运设备点检维护不当 耳轴实效 挂钩不确认 操作失误
炉窑烧穿

高炉铁口爆炸 高炉炉底、炉缸烧穿 高炉风渣口、炉腹烧穿 钢包烧穿 电炉、转炉烧穿
钢水喷溅
1.
2.
3.
喷溅原因 在钢铁冶炼过程中，钢水和铁水是高温熔 融液体，本身并不致喷溅或爆炸。 炼钢过程主要是氧化过程，它的反应主要 是钢渣之间的反应，反应速度与温度和气相 压力有密切关系。 碳氧反应的同时，产生大量一氧化碳气体， 产生的气体能否顺利排除，与熔渣的沸腾有 直接关系。

参照《生产过程危险和危害因素分类与代码》 (GB/T13861 -1992) ，将危险、有害因素分为 6大类： 物理性危险、危害因素 化学性危险、危害因素 生物性危险、危害因素 生理、心理性危险、危害因素 行为性危险、危害因素 其它危险、危害因素
物理性危险和危害因素


煤气爆炸机理和特征

煤气爆炸的三个基本条件缺一不可：密闭或半密闭 空间、爆炸极限内的混合气体、点火条件。煤气爆 炸有如下形式： 1、煤气泄漏并在某空间内积累。焦炉煤气比重轻， 向上富集；天然气和丙烷、苯蒸汽等比重大，向下 富集。 2、煤气系统负压吸入空气。 3、回火和点火失误。 4、煤气倒流。
二、高温液体喷溅、溢出和泄漏


以某炼钢厂为例,该炼钢厂拥有4台60 t氧气 转炉,采用顶吹工艺。从炼铁厂用铁轨罐车 运来铁水包,进入厂房后,用起重机将铁水加 入混铁炉内,混铁炉所出铁水吊运加入氧气 转炉内,铁水在起始温度(1200℃~1250℃) 至终点温度(1 700℃左右,吹炼过程温度在1 320℃~1 700℃)范围、顶吹喷氧、经自控 系统严格控制条件下冶炼,得到所需工艺目 标的钢水。钢水再吊运至厂房内的连铸机 内,经铸造得到所需规格的连铸钢坯。 从冶炼过程与安全工程学角度分析,该炼钢 工艺危险有害因素特点简要概括如下:


高温液体具有温度高，热辐射很强的特性，如铁水、 钢水、钢渣、铁渣的温度往往在1250-1670℃左右。 高温液体易喷溅，对危险范围内的作业人员，极易 造成灼伤，据有关资料统计，灼伤约占炼钢厂总伤 害的1/4，居各种伤害的第二位。 高温液体发生溢出或泄漏除了可能直接对人员造成 灼烫伤害外还潜在着发生爆炸的严重危险。如钢水、 铁水、钢渣、铁渣都是高温熔融物，与水接触就会 发生蒸汽爆炸。当1 kg水完全变成蒸汽后，其体积 要增大约1500倍，破坏力极大，伤害程度很高。
冶金企业重大危险源 辨识、监控
主要内容

冶金企业主要危险因素分析 冶金企业重大事故模式分析 冶金企业重大危险源分布 危险源监控及管理 小结
源自文库
第一章 主要危险因素分析
（1）生产设备、设施种类繁多
（2）危险因素复杂、危害性大
（3）对辅助系统的依赖程度高
（4）生产系统可能会受到某些自然
条件的制约
14.7
0.74
7.6
1.39
冶金煤气的爆炸极限
焦炉煤气 高炉煤气 转炉煤气 铁合金炉 煤气
上 限
35.80
72.00
74.0
75.07
下 限
4.50
35.00
12.5
10.78
煤气中毒机理和特征


一氧化碳是无色、无臭、无味的气体，人体 吸入一氧化碳后，一氧化碳与血液中的血红 蛋白结合形成碳氧血红蛋白，阻止血红蛋白 与氧结合，导致人体缺氧中毒。 临床表现 1、轻度中毒 患者可出现头痛、头晕、失 眠、视物模糊、耳鸣、恶心、呕吐、全身乏 力、心动过速、短暂昏厥。血中碳氧血红蛋 白含量达10%-20%。
对辅助系统的依赖程度高


冶金生产具有系统庞大、因素复杂、关联 性强、单系统运行环节多、很多工艺过程 不可中断的特点，在系统中一个小问题处 理不当都可能导致重大事故、系统瘫痪， 甚至灾难性后果。 比如能源动力介质停供、物流中断、检测 系统失常、自动化故障、网络事故等。
生产系统可能会受到某些自然条 件的制约

2、中度中毒 除上述症状加重外，口唇、指甲、皮肤粘膜出现樱桃红 色，多汗，血压先升高后降低，心率加速，心律失常，烦躁，一时性感 觉和运动分离（即尚有思维，但不能行动）。症状继续加重，可出现嗜 睡、昏迷。血中碳氧血红蛋白约在30%-40%。经及时抢救，可较快清醒， 一般无并发症和后遗症。 3、重度中毒 患者迅速进入昏迷状态。初期四肢肌张力增加，或有阵 发性强直性痉挛；晚期肌张力显著降低，患者面色苍白或青紫，血压下 降，瞳孔散大，最后因呼吸麻痹而死亡。经抢救存活者可有严重合并症 及后遗症。 4、后遗症 中、重度中毒病人有神经衰弱、震颤麻痹、偏瘫、偏盲、 失语、吞咽困难、智力障碍、中毒性精神病或去大脑强直。部分患者可 发生继发性脑病。


⑤出铁水过程、冶炼过程若发生停电,如装置的安 全控制设施不完善,可发生铁水包(罐)倾覆等安全 事故,易引起周围人员伤亡。因而,在转炉的进铁、 运行、出钢过程都应严格制定合理的安全操作规 程并认真执行、采取必要的安全措施,否则易出现 铁水/钢水喷溅、爆炸、烫伤人员的事故。 5)立体作业/特种作业:由于高温的铁水/钢水在厂 房内的工艺连接采用起重机吊运,起重机为特种设 备,铁水包重量大,转炉、混铁炉、合金炉为大型设 备,炼钢厂房内因工艺与运输的要求对这些设备布 置的净高度较高,设备立体布置、铁水包立体转运, 因而,应非常注意高温铁水转运、操作过程引起烫 伤、烧伤等安全事故的防范,对炼钢厂房内各项作 业应有严格的安全要求。
冶金生产过程中的主要事故类型


煤气中毒、着火和爆炸
高温液体喷溅、溢出和泄漏 电缆隧道火灾 动力介质事故 压力容器事故 起重吊运事故 机械伤害事故 电气伤害事故
一、煤气中毒、着火、爆炸事 故


钢铁冶炼过程中煤占总能源的70%，副产煤气占总能耗 32.2%。炼焦副产焦炉煤气，炼铁副产高炉煤气，炼钢副 产转炉煤气，生产铁合金副产铁合金炉煤气。焦炉煤气、 高炉煤气、转炉煤气和铁合金炉煤气等回收后可作为焦炉、 热风炉、加热炉和发电锅炉的燃料，焦炉煤气还可作为民 用燃气，这些副产煤气是一种清洁的二次能源。 但由于煤气中含有大量CO、H2 和CH 4、CmHn成分，CO 具有易燃易爆性和极强的毒性，H2 、CH4和CmHn具有极 强的易燃易爆性。焦炉煤气具有极强的易燃易爆性；高炉 煤气、转炉煤气和铁合金炉煤气不仅具有易燃易爆性，而 且还具有极强的毒性。




（3）转炉、大罐、中包等，内部发生化学反应 或烘烤时间未达规定要求，从而产生大量的气体， 形成喷溅与爆炸，对人员造成伤害。 （4）高温液体喷溅，其速度快，灼伤程度严重， 烧损设备（设施）的费用高，恢复难度大。 （5）高温液体溢漏后发生爆炸，殃及面广，杀 伤力大，有时对设备（设施）是毁灭性的摧毁。
设备、设施缺陷 防护缺陷 电危害 噪声危害 振动危害 电磁辐射 运动物危害 明火



能造成灼伤的高温物 质 能造成冻伤的低温 物质 粉尘与气溶胶 作业环境不良 信号缺陷 标志缺陷 其他物理性危险和 危害因素
化学性危险、危害因素



易燃易爆性物质 自燃性物质 有毒物质 腐蚀性物质 其他化学性危险、危害因素
危险因素复杂、危害性大

冶金生产过程中既有冶金工艺所决定的高热能、 高势能的危害，又有化工生产所具有的有毒有害 及易燃易爆的问题和深度制冷及高温高压的问题， 还有一般机械加工、建筑运输等作业中容易发生 的车辆伤害、机械伤害、高处坠落等危险性。特 别是冶金生产中极易发生的钢水、铁水爆炸，煤 气中毒或火灾、爆炸，氧气火灾或爆燃，都可能 造成多人伤亡，甚至特大伤亡事故。


地震、海啸、火山喷发等重大灾难勿庸 置疑会影响所有的工农业生产和社会生 活。 冶金生产和一些正常范围内的气象、地 质条件变化有着密切的关系，如果不能 未雨绸缪，同样会造成严重后果。
第二章 重大事故模式分析


《企业职工伤亡事故分类》(GB6441-1986)中 所列的如下二十类事故中，除瓦斯爆炸以外的十 九种事故在冶金企业都可能发生。 物体打击、车辆伤害、机械伤害、起重伤害、触 电、淹溺、灼烫、火灾、高处坠落、坍塌、冒顶 片帮、透水、放炮、火药爆炸、瓦斯爆炸、锅炉 爆炸、容器爆炸、其他爆炸、中毒和窒息、其他 伤害。


补炉时要高温正压，分层投补，保证烧结好。
熔渣碱度要适当，流动性好，沸腾活跃，通常 称为高温、薄渣、活跃、沸腾。 严禁低温操作，并在熔池温度低的情况下，加 入氧化剂(矿石、铁皮)。


严禁氧化剂集中和大批量加入。
控制好熔池温度，防止熔池上下温差过大。
液态金属遇水爆炸

容器内有水 冷却器漏水 地面积水 废钢导致爆炸
煤气着火机理和特征





煤气燃烧时，煤气中的可燃成分CO、H2 和CmHn与 氧气反应生成无毒的CO2和H2O，因此，稳定的煤 气燃烧是比较安全的。 失控的煤气着火会烧坏设备、设施，或者引燃其它 物质造成火灾，应通过控制煤气源，使火势趋于平 稳。 大口径的煤气管道着火，如果煤气压力过低，会导 致回火爆炸乃至于管道内连环爆炸。 煤气在供氧不足的空间内燃烧，会形成不稳定燃烧 导致爆震，使设备损坏或火焰扑出烧伤人员。 扑灭煤气着火应在有把握关闭气源的前提下进行， 以免造成中毒。
高温液体发生喷溅、溢出或泄漏时，还极有可能诱发其他 二次伤害或事故，如金属结构坍塌、火灾、停电、断水、 煤气泄漏、易燃易爆气瓶的爆炸等，将给企业造成巨大损 失。 高温液体发生喷溅、溢出或泄漏的主要事故类型及特点包 括： （1）设备溢漏：如钢水罐、铁水罐、渣罐等装入过满溢 流或穿漏,炼钢炉、炼铁炉漏钢漏铁或异常倾翻。 （2）铁、钢、渣等高温液体与水接触，易发生物理爆炸。
冶金煤气的主要成分
CO 焦炉气 高炉 煤气 转炉 煤气 5-7 24-30 60-90 H2 55-60 1-2 0.5-2 N2 4-10 57-59 10-20 CH4 24-27 0.30.8 CO2 2-3 14-22 15.6 O2 0.3 0.10 0.30.8
铁合金 炉煤气
61.2
14.9




3)高温铁水/钢水(爆炸、灼烫伤)与煤气(爆炸火灾、 中毒)为炼钢厂主要危险物质。其他危险物质为氧气 (爆炸)、乙炔(爆炸)、氮气(窒息)等。 4)对转炉等大型设备的操作、维护有特殊的安全要求: ①由于转炉内容物为高温铁水/钢水,对炉衬不断侵蚀, 冶炼间歇需补炉; ②氧枪需不断有效地给水冷却,以保护氧枪; ③氧枪冷却水系统一旦有水渗入转炉,接触高温铁水/ 钢水可爆炸,严重者造成人员伤亡及转炉损坏; ④冶炼过程可由于转炉的设计、冶炼工艺控制等方面 的原因造成“大喷”,严重的“大喷”可造成人员伤 亡及转炉损坏;