棒材車間危險因素與安全防范

章小芳

（中鋼石家莊工程設計研究院有限公司， 河北 石家莊 050021）

隨著國家各項安全政策措施的完善，對于冶金企業(yè)的安全設施設計的要求越來越規(guī)范，冶金企業(yè)棒材車間的工藝流程及設備設施存在的危險因素有很多，所采取的安全措施需越來越完善。

通常棒材車間主要工藝設備包括：1座步進式加熱爐、粗軋機組、1號飛剪、中軋機組、2號飛剪、預水冷裝置、精軋機組、水冷裝置、3號飛剪、冷床、冷剪、橫移臺架、打捆機、稱重和收集臺架等；輔助設備有液壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、起重運輸設備、機修設備等。1 生產(chǎn)過程危險因素

1.1 加熱系統(tǒng)生產(chǎn)過程危險因素

1）火災、爆炸。加熱爐燃燒使用煤氣是易燃易爆和有毒性氣體，其危險特性使加熱爐系統(tǒng)生產(chǎn)過程中存在火災、爆炸、中毒和窒息危險有害因素[1]。

2）中毒和窒息。作為置換管道和加熱爐內(nèi)殘余高爐煤氣的置換氣體—氮氣具有致人窒息的危害，在進行管道和加熱爐內(nèi)部檢修時，未用空氣置換氮氣和檢測監(jiān)護措施，而盲目進入充滿氮氣的燃氣管道和加熱爐內(nèi)部作業(yè)，會造成作業(yè)人員窒息傷亡事故[1]。

3）灼燙。加熱爐外部保溫措施缺陷，以及加熱爐檢修和清渣時未嚴格按照有關(guān)設備維護規(guī)程和操作規(guī)程進行作業(yè)時可引發(fā)作業(yè)人員灼燙事故。

4）起重傷害、機械傷害。往加熱爐臺架吊運連鑄坯時，未嚴格按照起重機械安全規(guī)程和起重吊運指揮信號進行作業(yè)時可引發(fā)起重傷害事故。進行加熱爐系統(tǒng)日常生產(chǎn)操作或設備維修時，因違章作業(yè)、防護缺陷和標志缺陷等可引發(fā)機械傷害事故。

5）容器爆炸。加熱爐汽包、氮氣儲罐、空氣儲罐等承壓容器，因壓力超限、安全閥失靈及設備缺陷等原因可引發(fā)壓力容器爆炸事故并造成人員傷亡和設施設備毀壞。

6）坍塌。加熱爐加熱未執(zhí)行有關(guān)操作規(guī)程引起爐溫過高可導致爐體坍塌，坍塌事故將造成設施設備的嚴重破壞和重大經(jīng)濟損失。

7）高溫。加熱爐生產(chǎn)過程存在高溫有害因素，對職工可造成職業(yè)健康危害。

1.2 軋制系統(tǒng)生產(chǎn)過程危險因素

1）灼燙。從最初的熱連鑄坯到終端的成品軋制生產(chǎn)過程中，始終處于熱壓力加工狀態(tài)和物料的高溫固體狀態(tài)，因此，灼燙危險、有害因素始終存在于整個軋制生產(chǎn)過程。

2）機械傷害、物體打擊。軋制生產(chǎn)過程的連鑄坯和中間鋼坯及輸送輥道及工作輥道，粗、精軋機、倍尺剪[2]及冷剪等設備均存在機械傷害的危險因素，職工在進行軋線的生產(chǎn)操作和維修時，均可能受到夾擊、碰撞、剪切、卷入、絞、碾、割、刺等傷害，由這些傷害構(gòu)成的機械傷害事故在軋鋼生產(chǎn)過程中發(fā)生的概率較大，危害程度也是相對較高的。軋制生產(chǎn)過程產(chǎn)生物體打擊危害的主要原因是：連鑄坯和中間鋼坯軋制過程產(chǎn)生飛濺的金屬屑、渣和氧化鐵皮；高速軋件上竄；軋機的機架、軋輥和傳動軸因過載破壞發(fā)生碎片飛散等，由此引發(fā)的物體打擊可造成人員傷亡事故。

3）起重傷害。軋制生產(chǎn)過程使用起重設備，因故障缺陷、安全防護缺陷以及違章操作，均可引發(fā)起重傷害事故并造成人員傷害和設備破壞。

4）觸電。軋制生產(chǎn)過程電力裝置和電氣線路因漏電，以及電氣設備的金屬外殼、底座、傳動裝置、金屬電氣管、配電盤以及配電裝置的金屬構(gòu)件、遮欄和電纜線的金屬外殼，未按規(guī)定采取保護接地或接零，作業(yè)人員違章作業(yè)，使生產(chǎn)操作過程存在觸電的危險，由此導致的事故可能造成人員傷害的后果。

5）容器爆炸。軋機設備配置多種液壓機構(gòu)，配以液壓缸或液壓馬達。缸體的壓力較高，工作壓力可達12～25 MPa，部分設備配有氣缸，工作壓力為0.6 MPa，均為壓力容器。由于設備老化、強度減弱、安全附件失效、過載運行，或由于金屬材料疲勞、蠕變出現(xiàn)裂縫，造成超壓或承壓能力降低均有發(fā)生爆炸的危險。

6）高處墜落。在設備安裝、運行、檢修過程中，經(jīng)常需要進行2 m以上高處作業(yè)，很容易發(fā)生高處墜落事故。高處作業(yè)點、坑、池等容易發(fā)生高處墜落。

1.3 精整及成品貯存危險因素

1）機械傷害。職工在精整工段步進齒條冷床區(qū)、冷剪機、定尺收集區(qū)等設備處進行生產(chǎn)操作和維修時，因違章作業(yè)和設備缺少安全防護措施均可受到夾擊、碰撞、絞、碾等機械傷害，由此造成的機械傷害事故在精整生產(chǎn)過程中較易發(fā)生，危害程度相對較高。

2）灼燙、高溫。軋件在冷剪、冷床上也具有較高的溫度，職工在進行檢查、取樣生產(chǎn)操作時，因違章作業(yè)和缺少安全防護措施均可引發(fā)灼燙事故和高溫危害。冷剪切過程中產(chǎn)生的金屬飛屑亦造成身體灼燙事故。

3）車輛傷害、起重傷害。定尺材過跨橫移過程中，因違章操作和運輸鏈缺少安全裝置，均可引發(fā)傷害事故。切頭廢料箱運到車間外，打捆后成品運到成品庫進行起重吊運作業(yè)時，因違章作業(yè)或起重機械存在故障隱患均可導致發(fā)生起重傷害事故，造成人員傷亡和設施設備破壞后果。

4）觸電。精整工序的電氣設備的金屬外殼、底座、傳動裝置等，未按規(guī)定采取保護接地或接零，以及作業(yè)人員違章作業(yè)，均可引發(fā)觸電事故，造成人員傷亡后果。

5）坍塌。成品盤卷在成品庫堆放不符合有關(guān)安全規(guī)定或缺少安全防護措施，致使成品堆放處存在著坍塌的危險，發(fā)生的事故可造成人員傷亡后果。

1.4 潤滑液壓站危險因素

1）液壓站、潤滑站以及地下油庫是棒材車間貯存和輸送油料的重要場所，不僅由于設備故障和管道、接頭和閥門等處的“跑、冒、滴、漏”，誤操作等原因發(fā)生油品泄漏現(xiàn)象，并且在正常工作狀態(tài)下，也存在一定的表面附著，地面沉積等現(xiàn)象。在液壓站、潤滑站以及油庫等場合，由于有大量的油蒸汽存在，如果再有火源時會產(chǎn)生爆燃，沒有陰燃和溫度緩慢上升的過程[3]。

2）潤滑液壓站涉及潤滑油、液壓油，火災危險性為丙類，易燃，遇明火、高熱或氧化劑接觸，有引起燃燒爆炸的危險。當環(huán)境溫度達到油的自燃點或閃點時，一旦遭遇明火，可發(fā)生火災、爆炸事故。

3）潤滑液壓站如防火措施不完善，未配備足夠的消防器材，極易發(fā)生火災。

4）潤滑液壓油泵傳動部位若防護無措施或失效，可能造成的機械傷害。

5）潤滑液壓油泵在運行過程中發(fā)出高頻高強度的機械噪聲，會造成人員聽力下降，記憶力減退等噪聲和振動危害。

2 設備設施的安全措施

2.1 加熱系統(tǒng)的安全措施

1）加熱爐設以下主要監(jiān)控參數(shù)。加熱爐爐溫檢測、顯示；加熱爐爐膛壓力檢測、顯示；燃氣總管壓力、溫度、流量檢測；煙氣溫度檢測、顯示；燃氣泄漏檢測報警、管路壓力過低報警；蓄熱爐換向系統(tǒng)自動執(zhí)行機構(gòu)。

2）加熱爐與風機之間設安全聯(lián)鎖，嚴防燃氣倒灌爆炸事故。助燃風機進口設調(diào)節(jié)閥，用于風機啟動時關(guān)閉進風口和正常生產(chǎn)時調(diào)節(jié)風壓和風量，風壓低于一定值時，聲光報警，鼓風機停運時，燃氣總管快切閥自動關(guān)閉；空氣管道上設泄爆膜，設低壓報警和指示信號（音響及色燈）；點火器設置備用的冷卻水源；設置空氣、燃氣比例調(diào)節(jié)裝置和燃氣低壓自動切斷裝置；燒嘴的空氣支管采取防爆措施。

3）加熱爐的燃燒裝置的燃氣管上裝設自動隔斷閥。加熱爐點火器的燒嘴前面，安裝燃氣緊急事故切斷閥。點火器設火焰監(jiān)測裝置。點火時，爐內(nèi)燃燒系統(tǒng)應具有一定的負壓，點火程序必須是先點燃火種后給燃氣，不應先給燃氣后點火。送燃氣時不著火或者著火后又熄滅，應立即關(guān)閉燃氣閥門，查清原因，排凈爐內(nèi)混合氣體后，再按規(guī)定程序重新點火。

4）爐子點火、停爐、燃氣設備檢修和動火，應按規(guī)定事先用氮氣或蒸汽吹凈管道內(nèi)殘余燃氣或空氣，并經(jīng)檢測合格，方可進行。

5）進入加熱爐內(nèi)檢修，應分析含氧量合格后（大于19.5%）方可進入，配備便攜式氧氣分析儀。

2.2 軋制系統(tǒng)的安全措施

1）軋機的機架、軋輥和傳動軸，設過載保護裝置，以及防止其破壞時碎片飛散的措施。

2）軋機與前后輥道或升降臺、推床、翻鋼機等輔助設施之間，設安全聯(lián)鎖裝置。自動、半自動程序控制的軋機，設備動作應具有安全聯(lián)鎖功能。

3）軋機設防止過載、誤操作的安全裝置，設過載聯(lián)鎖設施。

4）出爐輥道的側(cè)面，設防止氧化鐵皮飛濺和鋼渣爆炸危害的擋板、索鏈或金屬網(wǎng)。

5）飛剪、冷床設金屬防護罩。

6）軋機尾部機架的輸出輥道，設不低于0.3 m的側(cè)擋板。

7）收集廢切頭等，采用機械或用機械輔助。

8）軋制過程設以下聯(lián)鎖設施。

液壓站與軋線設聯(lián)鎖，避免誤操作造成軋機在生產(chǎn)中誤動作；軋線供油壓力設聯(lián)鎖；冷剪倉門設聯(lián)鎖；潤滑站與軋機設聯(lián)鎖：潤滑站報故障延時120 s軋機自動停車。

2.3 精整及成品貯存的安全措施

1）冷床區(qū)域設如下聯(lián)鎖設施。上料裙板工作條件：來料全部進入冷床區(qū)并完成制動；步進齒條工作條件：上料裙板將來料平穩(wěn)放入穩(wěn)定槽后；成層排布鏈工作條件：步進齒條將來料復位到靜止狀態(tài)，卸料小車處于原始狀態(tài)；卸料小車工作條件：輸出輥道上已無料并停止轉(zhuǎn)動。

2）冷剪區(qū)域設如下聯(lián)鎖設施。輸送輥道停止工作時，定尺機擋板方可打開或落下；定尺機擋板擋住軋件后，側(cè)推裝置將軋件推正定位；冷剪與輥道連鎖，只允許剪切靜止狀態(tài)物料。

3）冷床輸出輥道停止工作時，冷剪方可工作。

2.4 液壓潤滑站站安全措施

1）使用火焰探測器進行火災探測,油類火災可以采用氣體或者細水霧滅火[3]。

2）潤滑站設供油壓力聯(lián)鎖；設低油壓報警裝置，油壓低，備用泵自動開啟補壓。

3）設油溫聯(lián)鎖。如油溫小于設定值時，電加熱器開啟，加熱液壓油，油溫大于設定值時，水電磁閥打開通冷卻水使液壓油冷卻降溫。

4）設液位報警。高位、低位、超低位報警。高位：用于加油時或生產(chǎn)中油位異常上升過高時報警。低位：油位偏低，需補充新油；超低位：油泵有可能吸空，需緊急停機。

5）油泵設過濾器堵塞的顯示和警報裝置。

3 結(jié)語

棒材車間加熱系統(tǒng)、軋制系統(tǒng)、精整及成品貯存、潤滑液壓站等均存在諸多危險因素。在棒材車間安全設施設計中需考慮這些危險因素，最大限度的減少車間發(fā)生安全事故的可能性；生產(chǎn)過程中要注意防范這些危險，最大限度的減少車間安全事故的發(fā)生率。棒材安全管理要構(gòu)建全廠安全生產(chǎn)預警指數(shù)系統(tǒng)，達到減少各類傷害事故的發(fā)生，提高企業(yè)效益的目的[4]。

[1]宋文華，張凱，田亮，等.軋鋼企業(yè)加熱爐生產(chǎn)過程的危險分析與控制[J].中國安全生產(chǎn)科學技術(shù)，2012（3）：102-107.

[2]齊松，王愛梅，何國利.棒材生產(chǎn)線剪切異常的研究與處理[C]//2014年十一省（市）金屬（冶金）學會冶金安全環(huán)保學術(shù)交流會論文集.太原：山西省金屬學會，2014：135-139.

[3]孫建新，孫弘.軋鋼生產(chǎn)線火災危害及防護[J].冶金設備，2010，182：74-77.

[4]王川.構(gòu)建軋鋼企業(yè)安全預警指數(shù)系統(tǒng)[C]//2014年十一省（市）金屬（冶金）學會冶金安全環(huán)保學術(shù)交流會論文集.太原：山西省金屬學會，2014：144-147.