一起不銹鋼冷軋生產線火災的調查

王 靜 波

(太原市城北公安消防大隊,山西 太原 030003)

一起不銹鋼冷軋生產線火災的調查

王 靜 波

(太原市城北公安消防大隊,山西 太原 030003)

通過對一起不銹鋼冷軋工藝生產線火災的調查，介紹了不銹鋼冷軋的生產工藝流程，并對起火時間、起火點、火災原因進行了分析確定，提出了針對性的防范對策，對類似的火災調查有一定的借鑒意義。

冷軋工藝，火災，防范對策

2013年5月20日4時35分許，山西太鋼冷軋工藝生產線發生火災，火災造成廠房過火面積1.2萬余平方米，火災燒損不銹冷軋廠房4號冷線酸洗線部分生產設備、建材，造成經濟損失170余萬元。

1 起火廠房的基本情況

太鋼不銹鋼冷軋廠是世界上規模最大、自動化程度最高的不銹鋼生產廠，其寬幅生產系統2007年6月建成投產，該廠房建筑結構為高低跨布局，單間結構。單跨間距30 m，頂部鋼梁結構刷有防火涂料，結構穩定，耐火等級高。廠房建筑面積近14萬m2，長693 m，寬204 m，共有18個出入口，房頂最高36 m，最低18 m，廠房四周均有5 m寬的消防通道。廠房房頂每隔15 m設置有一條采光帶，采光帶長25 m，寬1.8 m。材質為FRP增強纖維玻璃鋼。車間內除著火設備酸槽及酸槽內膠輥為可燃材料外，其他單間均為鋼材加工，可燃物少。

2 起火經過

5月20日凌晨4時35分許，不銹冷軋廠房4號冷線尾部崗位人員孟某突然發現4號冷線酸洗平臺電解硝酸槽區域冒出濃煙及火焰，馬上通知當班班長荊某，荊某即報告調度室李某，李某立即向消防隊報警。公安消防指揮中心接警并調集最大力量趕赴現場撲救火災。與此同時，當班班長荊某組織人員撤離、切斷相關閥門和停止相關生產作業區段，以及組織迎接消防隊到場等工作。

3 生產工藝流程

3.1 冷軋寬幅生產系統的工藝流程

原料線→軋機→冷線→平整→精整。

共有13條生產機組，發生火情的機組是4號冷線，該線為酸洗線，高5層，全長400 m。

3.2 四號冷線工藝流程

開卷→脫脂→活套→退火→酸洗→拉矯平整→卷取。

冷軋后的不銹帶鋼在本機組進行退火、酸洗以及平整，生產出符合標準的不銹鋼卷。

3.3 酸洗原理

在酸槽內對浸泡在硝酸溶液中的鋼帶去除氧化鐵鱗，具體原理是電解電流通過鋼帶時在鋼帶表面形成微觀爆破效應，將鋼帶表面的鐵鱗震松、脫落，從而達到鋼帶表面處理的目的(使鋼帶由黑變白)。電解電流范圍在0 A～9 500 A(極限)。5月20日夜班4號冷線生產線共配備生產人員10人，當班按照生產計劃生產，連續生產6種規格鋼卷，鋼帶寬度、厚度及速度均在工藝范圍之內。

4 火災事故調查情況

4.1 查明起火時間

據火災第一目擊人孟某(著火時在廠房尾部操作室，第一時間將火情通知當班班長)證實，其在20日凌晨4時30分許，發現4號冷線酸洗平臺電解硝酸槽區域發生了火情，火勢比較猛烈。根據4號冷線工藝段酸洗的速度曲線圖、火災線形感溫探測、消防監控室等工作圖例、動作時間等，查證相關證人證言，綜合判斷起火時間為5月20日4時35分許。

4.2 起火部位分析

該火災中被燒建筑物為鋼結構廠房。15號門28E- 48E立柱、16號門33E- 48E立柱、17號門40E- 48E立柱房頂過火燒損(廠房自西向東的每列立柱按照ABC…排列)。15號門北面88 m 4號冷線操控臺1層，2層活套(鋼結構電纜夾層兼過道)未過火，3層，4層的酸槽以及5層空跑段底部過火燒毀嚴重。31E-37E立柱西側的4層，5層(酸洗部分)外側部分燒損變形。31E-37E立柱對面外側3層～5層(酸洗部分)鋼柱部分過火變色，硝酸槽部分的鋼柱過火變色程度大于其他部分。

酸洗段支撐槽體的31E-37E鋼柱(對應31E-37E立柱)全部過火，其中31E-33E鋼柱煙熏濃重，34E-36E鋼柱過火、變色。

綜合火災現場勘驗、現場工人詢問筆錄等判定：起火部位位于不銹冷軋廠4號冷線生產線硝酸槽段(31E-34E立柱之間)。

4.3 起火點分析

細項勘驗證實。根據現場火災痕跡，對燒損最嚴重的4號冷線硝酸工藝段(31E-34E立柱)從北向南進行細項勘驗。發現2號硝酸槽底部完全燒毀，連接硝酸槽的4組電解柜燒損程度比1組，2組，3組燒損嚴重，1組，4組燒損程度相對較輕。硝酸槽、混酸槽外封閉的酸槽蓋、絕緣箱、刷輥(上述器件材質均為可燃的PPH)全部過火燒毀。4組電解柜內部構造一樣，分別由14根銅導線與酸槽下方電極板連接，第3組，4組電解柜內銅導線的燒損程度重于第1組，2組。酸槽部位的4層，5層鋼板全部過火燒毀變形，見圖1。在2號硝酸槽的熔斷線路上現場提取了大量熔珠和電線粘連痕跡，通過電纜痕跡燒損程度、外觀、顏色等綜合比對，確定第3組電解柜接通的3號電極板連線處為起火點，并提取3號電纜接線銅板及其連接線物證(見圖2)，進行了電氣火災痕跡物證技術鑒定，鑒定結論為熔痕均為電熱作用形成的(見圖3)。

4.4 起火原因分析

根據火災環境勘查、初步勘查、細項勘查，結合火災痕跡物證技術鑒定，及書證、人證等，判定起火原因如下。

當天廠房除當班人員正常值班外，未發現外來可疑人員出入，可以排除掉人為縱火。

當天機組在正常生產時未安排人員動火作業及檢修，生產線速度運行正常未發生故障，故可排除因檢修動火作業及生產運行異常造成的著火。通過現場勘察發現4號冷線硝酸槽電解中部(2號硝酸槽)酸槽損壞最為嚴重，結合目擊者最初發現冒煙起火的地方也是4號冷線電解硝酸槽中部。根據當班生產規格及對電解硝酸槽內環境分析認為：在硝酸電解槽中隨著鋼帶速度、厚度變化，鋼帶張力也隨之變化，導致鋼帶在電解槽中上下波動。

因此綜合以上因素分析，此次起火原因為：在2號電解槽中由于帶鋼速度、厚度及張力變化，引起運行中的鋼帶波動，波動的鋼帶碰動電極板，造成第三組電解柜接通的3號電極板與電纜連接處的接觸電阻變大引發連接處發熱，從而引燃電極保護罩PPH材料。在電解槽負壓作用下火及熱量從電解槽體和電解槽蓋間進入電解槽并在電解槽蓋板下聚集，電解槽蓋和電解槽內壁材料在火焰及熱量的作用下發生內表面燃燒，隨著內表面燃燒火焰竄出電解槽發生快速燃燒，形成火災。電極板與電纜連接處發熱與電流(生產過程中電解電流為2 750 A)、接觸電阻及時間密切相關。據測算，當電流為2 750 A時接觸電阻每上升1 Ω發熱將增加7 562.5 W，因此發熱升溫，當溫度達到PPH燃點(165 ℃)時，電極保護罩PPH材料發生表面燃燒。

5 預防對策

冷線酸系統采用電解硝酸工藝具有一定危險性，為保障冷線酸系統消防安全，針對工藝、設備特點，結合此次火災事故及日常的監督工作，筆者提出一些預防對策。

5.1 技防

1)酸系統增設高清攝像監視系統。冷線酸洗平臺及酸罐區已增設高清攝像頭，監視器放置于頭、中、尾部操作室，將酸洗全線納入監視范圍，隨時監視現場動向。2)在酸槽兩側設置工業水噴淋設施。一旦發生緊急情況水噴淋系統迅速啟動，水霧有效降低現場溫度同時隔絕氧氣供應，滅火效果較好。3)電解柜電纜橋架防渦流散熱改進。冷線排查電纜走向，對可能產生渦流和發熱的電纜橋架，進行橋架結構改善支墊膠木板，消除渦流和發熱。4)保護罩改造。對電極板接線銅排的護罩進行改造，將冷線電極板銅排改為開放式，電纜部分進行保護，同時冷線將銅排區域的護罩切割，便于點檢和觀察。

5.2 物防

1)增設酸系統消火栓。由于酸洗平臺較高，因此在地面消火栓需要的基礎上，在冷線酸洗平臺增設消火栓，一旦發生緊急情況，人員可利用消火栓強大的滅火能力進行滅火。2)對酸系統的滅火器進行重新配置、增設。冷線酸洗平臺兩側每隔一個柱間設置2具滅火器(1具水霧滅火器、1具干粉滅火器)。3)電極板穿線孔改造。電極板電纜穿線孔為鋼板材質，其邊緣鋒利存在割破電纜絕緣膠皮導致短路發熱隱患，將冷線進行改造，將鍍鋅鋼管焊接在出線孔邊緣，形成圓弧狀防止割破。

5.3 人防

1)就酸系統監視系統的使用(監視)與維護作出具體規定，要求機組三個操作室對酸系統進行監視，對于酸系統監視系統出現的問題，要求機組人員及時通知電氣作業區進行處理。2)完善點檢項目、要求、標準及記錄，加強檢查。合理安排酸系統點檢時間：規定生產單位前半個班進行點檢，防腐作業區班中兩次點檢，電氣作業區后半個班進行點檢，這樣將點檢時間拉長和穿插，有效避免點檢時段的空白。3)加強電氣防火管理。所有電氣系統必須嚴格按照規范要求進行調整、維護、安裝、使用，以免發生事故；電氣作業區對電解柜、電解電纜接線等處進行測溫并記錄，發現異常立即處理；未經過專業管理部門、設備主體單位批準，任何人員不得在配電柜上擅自接電線，防止過載發生火災事故；電氣崗位操作人員要認真的對主配電設備、電纜進行巡回檢查，并要有記錄；發現異常現象及時處理，并向當班調度和主管單位領導進行匯報，同時采取措施，防止發生火災事故；電氣崗位工作人員要正確操作設備、設施，防止誤操作引起火災；當自動報警報出火警信號時，當班人員應迅速準確判斷出火警方位及是否真正著火，如果真正著火時，當班人員要盡快報警并通知綜合管理部，著火區域作業長，班長、調度人員，并積極組織撲救。4)加強消防設施檢管，滿足關鍵生產設備和火災危險性較大部位的消防需求。消防設施設備齊全完好，執行日常點檢、定期試驗(月)和定期(月、季、年)維護、檢修、技術檢測，達到消防設施功能100%完好；崗位消防設施操作人員熟知消防設施的操作規程，對消防設施的操作100%會應用。

On investigation of one fire accident on stainless steel cold-rolled production line

WANG Jing-bo

(Taiyuan Chengbei Public Security Fire-Fighting Brigade, Taiyuan 030003, China)

According to the investigation on one case of fire accident on stainless steel cold-rolled production line, the paper introduces the production craft procedure of the stainless steel cold-rolling, and points out according prevention strategies by analyzing the fire time, origin of fire, and fire reasons, so as to provide some reference for similar fire accident investigation.

cold-rolled craft, fire accident, prevention strategies

1009-6825(2014)31-0278-03

2014-08-27

王靜波(1978- )，男，工程師

TU998.12

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