鐵質異物引爆雷蒙磨內硅粉

鐘圣俊++郭紅衛++司恭++++++鐘圣俊

2016年8月30日，河南省安陽市安陽縣安全生產監督管理局網站公布了“5·31”雷蒙磨硅粉塵爆炸事故調查報告。本刊特別約請參與事故調查的東北大學工業爆炸及防護研究所所長鐘圣俊博士，河南省安全生產科學研究院研究員司恭、副研究員郭紅衛，就這起事故的原因和預防措施進行介紹。

2016年5月31日3時50分左右，河南省安陽市安陽縣水冶鎮盛鑫鐵合金經銷處發生一起較大雷蒙磨爆炸事故，造成4人死亡3人受傷，直接經濟損失454萬元。經調查認定，安陽縣盛鑫鐵合金經銷處“5·31”雷蒙磨爆炸事故（以下簡稱“5·31”事故）是一起較大生產安全責任事故。

雷蒙磨爆炸前后

安陽縣盛鑫鐵合金經銷處成立于2014年12月9日，位于安陽縣水冶鎮南固現村，企業類型為個體工商戶。

涉及本次事故的是硅粉（俗稱“硅鐵粉”）雷蒙磨粉碎生產工藝。該企業總平面布局為：2臺雷蒙磨位于廠區北部呈東西向布置，兩者間距約9 m，雷蒙磨東側為成品存放區；顎式破碎機、錘式破碎機、對輥磨位于廠區西部。廠房均為半敞開式鋼架結構，彩鋼瓦頂棚，一側為實體墻，一側敞開。

涉及本次粉塵爆炸事故的作業區域平面布置圖見圖1。事故區域面積為22.8 m×14.6 m。

據詢問企業法人了解，該企業自2016年3月24日以來主要從事來料加工。2016年5月30日21時30分左右，有客戶將17 t左右硅鐵原料送至該企業進行加工。該企業現場當班人員4人，客戶臨時加派人員3人，使用雷蒙磨進行粉碎作業。西側雷蒙磨加工200目硅鐵粉，東側雷蒙磨加工100目碳化硅粉。

5月31日3時50分左右，西側雷蒙磨爆炸。當場造成3人死亡，后1人送醫后搶救無效當天死亡。事故造成彩鋼屋頂大部分被掀開，西側雷蒙磨磨體上方端蓋部分破裂、主風管多處開裂、收料旋風分離器筒體和錐體被撕開、雷蒙磨風機被炸毀開裂。據分析，本次事故的爆炸當量估算為10～20 kg TNT。

東北大學工業爆炸及防護研究所測試數據顯示：事故發生時正在加工的物料（細度200目）引燃溫度（MITC）為575～600 ℃，爆炸下限為180～200 g/m3，最小點燃能量為300～1 000 mJ。最大爆炸壓力為0.77 MPa，爆炸指數為13.1 MPa·m/s，爆炸極限為180～200 g/m3。

爆炸事故現場見圖2、圖3。

摩擦的鐵制物 引爆硅粉

爆炸發生的直接原因

根據檢測結果，事故發生時正在加工的物料主要成分為硅（96.2%），硅粉為此次事故的爆炸物質。

硅粉粉塵粒徑越小，爆炸下限越低，最小點火能量越小，硅粉塵爆炸的危險性越大。硅粉粉塵粒徑越小，越易懸浮，表面積越大，燃燒速度越快，升壓越快，爆炸壓力越大。由于粉塵的初始爆炸氣浪會將沉積粉塵揚起，在新空間達到爆炸極限而產生二次爆炸。

專家組通過人孔觀察到，雷蒙磨輥的一個螺栓缺失，喂料口除鐵器設計存在盲區，且磁力不大。因此專家重點查找了磨腔內的金屬異物。通過拆卸所有觀察口，將磨腔內可清理的殘余物料清理出來，找到鐵質異物見圖4。從圖4中可以看出，磨腔內存在大量鐵質異物，包括數枚螺栓及螺栓殘骸、鋼條和完全擠壓變形的不明鐵質物體。

由此推測本次事故的直接原因為：雷蒙磨的除鐵器除鐵能力不足，雷蒙磨維護不良，導致雷蒙磨內出現鐵質異物，鐵質異物在雷蒙磨內碰撞、摩擦產生火花、高溫，導致雷蒙磨內濃度處于爆炸極限范圍內的硅鐵粉發生粉塵爆炸，并在車間一定范圍內發生了二次爆炸。

技術和管理原因

本次事故的間接原因主要是：第一，事故企業安全生產主體責任落實不到位，違法違規組織生產，企業管理制度不完善，操作規程不規范，安排未經崗前培訓人員違規作業。

第二，雷蒙磨不適于硅粉等可燃粉塵的制備。硅鐵粉碎加工設備選型不當。

第三，企業沒有識別粉塵爆炸風險，沒有采取有效預防和控制粉塵爆炸的措施。雷蒙磨出口管道、旋風分離器沒有采取泄壓措施。袋式除塵器為非封閉式簡易布袋，不具備采取防爆措施的基礎。旋風分離器下料口沒有設置鎖氣卸灰裝置。

第四，企業未對員工進行粉塵爆炸安全培訓，未為員工配備個體防護設備。

防控在當下

近些年來，硅粉塵爆炸事故并不少見。2008年7月15日，廣東江門某硅粉制粉車間粉塵爆炸，1死3傷；2009年8月9日，浙江開化元通硅業有限公司，硅粉制粉車間粉塵爆炸，2傷；2010年8月8日，山東淄博張店區良鄉工業園的淄博齊順硅粉有限公司，雷蒙磨粉碎系統爆炸，7傷；2010年9月19日，東岳有機硅硅粉加工裝置（二期）檢修動火過程中發生爆炸，爆炸發生兩次，造成2人死亡。如何預防硅粉粉碎過程中的爆炸，具體有以下7項措施：

第一，選用適用于可燃物料的粉碎設備，如柱磨機、球磨機、氣流磨。

第二，應識別粉塵爆炸風險，嚴格按GB 15577-2007《粉塵防爆安全規程》的要求，采取粉塵防爆措施。

第三，粉塵爆炸危險場所應進行爆炸危險區域劃分，并按照GB 50058-2014《爆炸危險環境電力裝置設計規范》等標準的要求選用粉塵防爆電氣設備，包括（但不限于）電機、配電柜、開關、照明燈具。

第四，粉碎設備進料口應安裝有效的除鐵除雜裝置。

第五，按照GB/T17919-2008《粉塵爆炸危險場所用收塵器防爆導則》、AQ 4273-2016《粉塵爆炸危險場所用除塵系統安全技術規范》設計、安裝除塵系統，并按規定使用和維護。

第六，為作業人員配備必要的個體防護裝備。

第七，建議研究硅粉粒度與爆炸風險的關系，以及硅粉粉碎粉塵防爆技術，制定可燃粉塵粉碎系統防爆安全規范。

致謝：本文工作得到了國家自然科學基金項目（編號51174047）的資助。（本文作者鐘圣俊工作單位為東北大學工業爆炸及防護研究所；郭紅衛、司恭工作單位為河南省安全科學研究院）

編輯 包冬冬