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安全生产技术在高炉炉前
导读：安全生产技术在高炉炉前操作中的具体应用，阐述了炉前潜在的各类安全隐患产生的原因，设计和生产技术两个方面，重点分析预防炉前事故的技术措施，关键词:高炉;伤害;安全;事故，近年来我国炼铁技术取得了很大进步，给炉前操作带来安全隐患;渣沟尾部与水渣槽通过水渣沟连接，严重影响炉前作业人员的人身安全，⑴炼铁生产过程中是将铁矿石、烧结矿、球团、石灰石、焦炭等物料加入高炉，炼铁生产主体设备是高炉，而危险设备与
安全生产技术在高炉炉前操作中的具体应用
( 酒钢宏兴股份有限公司，甘肃 嘉峪关 735100)
摘 要: 通过对高炉炉前环境状况、劳动条件及操作工艺的分析，阐述了炉前潜在的各类安全隐患产生的原因。设计和生产技术两个方面，重点分析预防炉前事故的技术措施。 关 键 词: 高炉; 伤害; 安全; 事故
随着钢铁产业发展政策的落实，近年来我国炼铁技术取得了很大进步，高炉炉容逐步朝
3着大型化趋势发展，全国炉容 3 000 m以上的大型高炉超过了 30 座。高炉日吞吐量大幅
度提高，炉前操作任务十分繁重; 加之，出铁场设计不太合理，普遍存在有效面积变小、不平坦、多台阶，不便炉前机械行走，不利于渣铁沟操作和维护; 炉前作业相对拥挤，工作量增加，劳动强度加大; 铁口无侧吸，开堵铁口时，除尘效果较差; 主沟封闭不严或开口时不能及时盖上，放喷溅不力，造成出铁口除尘效果不好，给炉前操作带来安全隐患; 渣沟尾部与水渣槽通过水渣沟连接，冲渣时出铁场蒸汽大，能见度低，影响作业环境; 炉前设备能力不足，影响开堵铁口，宽铁钩设计致使炉前作业场地更加紧张; 现场噪音大，作业环境恶劣，潜在危险因素较多，严重影响炉前作业人员的人身安全。
2 高炉炉前操作工艺、主要设备与职业危害因素
⑴炼铁生产过程中是将铁矿石、烧结矿、球团、石灰石、焦炭等物料加入高炉，从高炉下部吹入 1000 ℃ 左右的热风，使焦炭燃烧产生煤气，从而加热炉料并使其发生化学反应。炉料在 1100 ℃左右开始融化，1400 ℃时形成铁水和液体熔渣，并分层存于炉缸内，之后分别通过炉前操作完成出铁和出渣。炼铁生产主体设备是高炉，炉前主要设备包含泥炮、开口机、天车、摆动流嘴、揭盖机、更换风口机、油锤等。
⑵炉前危险、危害因素分析。高炉炉前发生事故的原因之一在于使用了较多的危险设备，而危险设备与人的不安全因素相结合，形成了炉前的事故特征。高炉生产所需的原料、燃料，生产的产品与副产品的性质，以及生产的环境条件给作业人员带来了一系列潜在的职业危害。例如，出铁、出渣所产生的烟尘量，居钢铁联合企业之首; 炉前作业的高温辐射; 铁水、熔渣遇水、遇潮爆炸; 高炉区域的噪音; 高炉煤气泄漏引起中毒; 高炉煤气与空气混合发生爆炸; 机具、车辆伤害等。根据多年的事故统计分析，炉前主要危险有害因素可归纳为以下几类。
①灼烫伤害。可能造成灼烫伤害的生产区域为风口、渣口、铁口、主沟、渣铁沟、砂口、摆动流嘴等处; 造成事故的类别为炉前事故，炉缸、炉底烧穿事故等。这些区域以及以上事故直接导致爆炸、喷溅爆炸或跑铁跑渣喷溅爆炸，是造成灼烫伤害的主要原因。
②机械伤害。泥炮、开口机、摆动流嘴、天车、揭盖机、更换风口机、油锤等设备运转时，防护不当容易造成机械伤害。
③起重伤害。起重机作业频繁，作业过程中可能造成起重伤害。炉前吊挂作业频繁、物件多样、形状特殊、场地狭窄，使得吊挂作业事故较多。
④煤气中毒。高炉煤气中含有 23% ～ 30% 的一氧化碳，当高炉炉皮、冷却壁、铁口框架、渣口框架、渣铁口泥套存在缺陷、有泄露或操作不当时，可能引起人员中毒。
⑤粉尘。在高炉开、堵铁口、渣口以及出铁放渣过程中，炉前出铁场均有大量的粉尘产生。
⑥高温。炉前属高温、强热辐射作业区域。热源来自被加热空气的对流热和生产设备及周围物体表面二次热辐射，温度达1400 ～1500 ℃的铁水、熔渣的直接辐射。
⑦噪声。炉前的噪声主要来源于高炉鼓风、高炉使用的各种高压介质、煤粉喷吹、煤气放散以及机电设备的运转。
3 出铁场设计的安全要求
炉前操作绝大部分工作是在出铁场完成的，出铁场设计合理与否直接关系着作业人员的劳动强度及人身健康。随着高炉炉容的大型化，高炉一般设计两个或两个以上的铁口，采用矩形或环形出铁场，不设渣口。风口平台的设计连成一片，平坦布置，方便生产操作，实用、安全，有利于炉前机械化作业、设备检修及改善炉前操作环境。
出铁场上设有通往风口平台的坡道，3 吨叉车可直接开上风口平台，以方便更换风口作业。各铁口正上方的风口平台局部为蓖条式活动平台，出铁时产生的烟尘通过蓖条式活动平台进入铁口除尘罩。
采用全平坦化无沙垫层的矩形或环形出铁场，储铁式主沟，渣铁沟采用长寿型浇注沟。每个出铁口对应一套渣铁沟和一套电动铁水摆动流槽，液压泥炮和全液压开口机同侧布置。
出铁场两侧各设一套水渣处理装置和一个事故干渣坑，以确保熔渣及时排出和处理。 出铁场端部设有一条引桥与厂区公路相连，便于运送物料以及生产、检修备件的车辆直接抵达出铁场平台。
在靠近干渣坑处设置一个带斜溜槽的垃圾漏斗，将垃圾通过溜槽管卸入干渣坑内。出铁场铁路上方设有吊装孔，以方便出铁场设备和物料的吊运及垃圾的清理作业，吊装孔四周设防护栏。
在出铁口、砂口、铁沟、渣沟、摆动溜槽等主要尘源处设除尘点。
4 炉前操作中的安全技术应用
炉前操作主要担负着高炉出铁、放渣的任务，按时、按量出铁、出渣，是保证炉况顺行和安全生产的必要条件。
4． 1 出铁安全
炉前出铁主要有两种作业: 即铁口按时从炉内稳定排出铁水，并按时将铁口重新堵上。砂口用以分离渣、铁，保证渣罐或水渣中不进入铁水，铁水内不混入渣。
按时排净渣铁，需制定出铁进度表，进度表规定了出铁次数、出铁时间、每次出铁所用时间、铁口深度和角度、打泥量等。
出铁必须按进度表在高炉工长的指挥下进行。每次出铁后，按照规定时间和所装入的炉料开始放渣，每次出铁放渣务必出净。
一般，确定高炉每昼夜出铁次数，采用下列经验公式
顺利出铁的关键是维护好铁口，保持铁口深度。一般，中型高炉铁口深度至少不小于
1． 2 大型高炉达 2．0 m 以上。出铁时要避免出现以下情况:
⑴铁口过浅。铁口过浅是铁水流未经缓冲即从铁口在高压状态下冲出，铁水流不稳定，且由于铁口太浅铁口随时间的增加而增大，最后失去控制造成炉前“跑大流”，以至留到炉台、炉下，人身与设备均难保安全。铁口长期过浅，可能烧坏冷却壁。
⑵潮铁口出铁。打泥后铁口必须烘干，严禁潮铁口出铁。潮铁口出铁时，由于被铁水急剧加热，急剧蒸发大量的蒸汽，发生铁口“放火箭”，破坏铁口，最后导致“跑大流”。采用无水炮泥堵铁口后，这类事故明显减少。
4． 2 炉前事故及其处理⑴
出铁事故及其处理。由于铁口过浅，操作不当和其他原因所造成的各种出铁事故，轻则
影响生产，重则迫使高炉休风。甚至烧坏设备，引起人身伤亡，一般铁口容易产生以下事故。
①出铁失控“跑大流”。出铁时，有时在出铁一段时间后，铁水失去控制“跑大流”，漫上炉台，流到铁道上，甚至烧坏铁罐，筑死铁道。“跑大流”的主要原因，一是泥包维护不好，过于潮湿发生断裂，或不坚固而脱落; 二是铁口开的过大或铁口钻漏，泥包断裂。一般，当发生“跑大流”时，立即酌情放风，止住大流，并争取多放渣铁，泥炮堵铁口时，要适当增加泥量，慢打慢回，以便长好泥包。
②退炮时渣铁跟出。铁口过浅时，渣铁出不好。打入的炮泥被渣铁漂浮不能形成泥包，有时铁水穿入炮膛，以至不能重新堵口，或在退炮时铁水跟出来，沿着铁沟流到地面，甚至可能将铁道烧坏，焊住铁罐，造成严重损失。
上述原因主要是铁口过浅造成，一旦出现浅铁口，应首先减风，并配足铁罐，出净渣铁，尽快恢复铁口正常深度。
③炉缸烧穿。铁口长期过浅或铁口孔道长期偏斜( 特别是炉役后期) ，且未能发现，发现炉缸水温差升高时，可能发生炉缸烧穿事故。防止此类事故的关键在于预防，一旦发生，只能休风，严重时可能是一代炉役的结束。
④泥套破损后堵不上铁口。铁口泥套破损后，泥炮炮嘴与泥套接触不严，铁口封不住就会造成事故。因此，在每次出铁前应检查泥套，并应立即修复。
⑤铁口钻漏，铁流过小。钻铁口时，铁水从铁口泥包裂缝中漏出，铁流过小，难于用正常操作方法使铁流变大。若其自然流出，则会影响出铁时间，上料速度大于铁流速度时，可能是炉缸内渣铁量大量增加，产生出不净渣铁的后患，此时，既无法使用氧气，也不能用开口机扩大铁口孔道，为了避免发生更大的事故，应及时焖炮，即重新堵口，并往铁口内打少量的泥( 1 ～5 个泥球) ，然后，迅速拔炮，利用炽热的铁水与炮泥蒸发潮气产生的爆炸力来扩大铁口。焖炮时，应防止铁口两侧风管灌渣烧穿和炉前铁水“跑大流”。必先采取有效预防措施后，在高炉炉长和炉前班长的指挥下进行。
⑵砂口事故处理。砂口又称撇渣器或小坑，利用渣铁比重不同，使渣、铁分离，确保渣沟不进铁，铁钩不进渣。砂口事故有:
①爆炸。修补砂口后，由于未烘干，砂口内壁的水分急剧蒸发，体积膨胀，发生爆炸。此时，渣铁不能分离，大量铁水进入下渣，遇水发生爆炸。
②砂口烧漏。修补砂口时，残铁未抠净，出铁时使残铁熔化并透过泥层发生烧穿事故。 ③砂口凝铁。大多是在铁水温度过低，或出铁间隙过长时发生。因此，新砌砂口或新修补的砂口第一次使用时不许闷砂口，并将残铁从砂口中放出。
总之，炉前环境条件复杂，高温、风尘、噪音、煤气等危险因素对作业人员的人身安全构成威胁。一方面要坚持以人为本的安全理念，一切为人着想，加大安全投入，对主沟、渣铁沟进行全封闭，集中对烟尘进行收集并处理，减少高强度温度辐射; 高炉炉顶放散、料罐放散、放风阀、大型风机安装消音器，降低噪音分贝; 炉身各层平台、风口平台、出铁场安装煤气自动报警装置，对现场煤气含量实时进行检测并报警; 加大对炉皮、冷却设备、煤气管道的维护及检修，严防烧穿和煤气泄漏，从根本上对危害因素进行彻底治理，提高炉前本质化水平。另一方面要广泛使用新技术、新工艺、新材料，提高炉前机械设备的自动化水平，降低作业人员的劳动强度; 加大设备的检修维护，消除设备的潜在缺陷和物的不安全状态。最后，要加强作业人员的安全教育及技能培训，提高作业人员的安全意识，真正把“安全第
一、预防为主、综合治理”落到实处，才能从根本上解决炉前各类安全事故的发生。
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