棒材车间危险因素与安全防范

章小芳

（中钢石家庄工程设计研究院有限公司， 河北 石家庄 050021）

随着国家各项安全政策措施的完善，对于冶金企业的安全设施设计的要求越来越规范，冶金企业棒材车间的工艺流程及设备设施存在的危险因素有很多，所采取的安全措施需越来越完善。

通常棒材车间主要工艺设备包括：1座步进式加热炉、粗轧机组、1号飞剪、中轧机组、2号飞剪、预水冷装置、精轧机组、水冷装置、3号飞剪、冷床、冷剪、横移台架、打捆机、称重和收集台架等；辅助设备有液压系统、润滑系统、起重运输设备、机修设备等。1 生产过程危险因素

1.1 加热系统生产过程危险因素

1）火灾、爆炸。加热炉燃烧使用煤气是易燃易爆和有毒性气体，其危险特性使加热炉系统生产过程中存在火灾、爆炸、中毒和窒息危险有害因素[1]。

2）中毒和窒息。作为置换管道和加热炉内残余高炉煤气的置换气体—氮气具有致人窒息的危害，在进行管道和加热炉内部检修时，未用空气置换氮气和检测监护措施，而盲目进入充满氮气的燃气管道和加热炉内部作业，会造成作业人员窒息伤亡事故[1]。

3）灼烫。加热炉外部保温措施缺陷，以及加热炉检修和清渣时未严格按照有关设备维护规程和操作规程进行作业时可引发作业人员灼烫事故。

4）起重伤害、机械伤害。往加热炉台架吊运连铸坯时，未严格按照起重机械安全规程和起重吊运指挥信号进行作业时可引发起重伤害事故。进行加热炉系统日常生产操作或设备维修时，因违章作业、防护缺陷和标志缺陷等可引发机械伤害事故。

5）容器爆炸。加热炉汽包、氮气储罐、空气储罐等承压容器，因压力超限、安全阀失灵及设备缺陷等原因可引发压力容器爆炸事故并造成人员伤亡和设施设备毁坏。

6）坍塌。加热炉加热未执行有关操作规程引起炉温过高可导致炉体坍塌，坍塌事故将造成设施设备的严重破坏和重大经济损失。

7）高温。加热炉生产过程存在高温有害因素，对职工可造成职业健康危害。

1.2 轧制系统生产过程危险因素

1）灼烫。从最初的热连铸坯到终端的成品轧制生产过程中，始终处于热压力加工状态和物料的高温固体状态，因此，灼烫危险、有害因素始终存在于整个轧制生产过程。

2）机械伤害、物体打击。轧制生产过程的连铸坯和中间钢坯及输送辊道及工作辊道，粗、精轧机、倍尺剪[2]及冷剪等设备均存在机械伤害的危险因素，职工在进行轧线的生产操作和维修时，均可能受到夹击、碰撞、剪切、卷入、绞、碾、割、刺等伤害，由这些伤害构成的机械伤害事故在轧钢生产过程中发生的概率较大，危害程度也是相对较高的。轧制生产过程产生物体打击危害的主要原因是：连铸坯和中间钢坯轧制过程产生飞溅的金属屑、渣和氧化铁皮；高速轧件上窜；轧机的机架、轧辊和传动轴因过载破坏发生碎片飞散等，由此引发的物体打击可造成人员伤亡事故。

3）起重伤害。轧制生产过程使用起重设备，因故障缺陷、安全防护缺陷以及违章操作，均可引发起重伤害事故并造成人员伤害和设备破坏。

4）触电。轧制生产过程电力装置和电气线路因漏电，以及电气设备的金属外壳、底座、传动装置、金属电气管、配电盘以及配电装置的金属构件、遮栏和电缆线的金属外壳，未按规定采取保护接地或接零，作业人员违章作业，使生产操作过程存在触电的危险，由此导致的事故可能造成人员伤害的后果。

5）容器爆炸。轧机设备配置多种液压机构，配以液压缸或液压马达。缸体的压力较高，工作压力可达12～25 MPa，部分设备配有气缸，工作压力为0.6 MPa，均为压力容器。由于设备老化、强度减弱、安全附件失效、过载运行，或由于金属材料疲劳、蠕变出现裂缝，造成超压或承压能力降低均有发生爆炸的危险。

6）高处坠落。在设备安装、运行、检修过程中，经常需要进行2 m以上高处作业，很容易发生高处坠落事故。高处作业点、坑、池等容易发生高处坠落。

1.3 精整及成品贮存危险因素

1）机械伤害。职工在精整工段步进齿条冷床区、冷剪机、定尺收集区等设备处进行生产操作和维修时，因违章作业和设备缺少安全防护措施均可受到夹击、碰撞、绞、碾等机械伤害，由此造成的机械伤害事故在精整生产过程中较易发生，危害程度相对较高。

2）灼烫、高温。轧件在冷剪、冷床上也具有较高的温度，职工在进行检查、取样生产操作时，因违章作业和缺少安全防护措施均可引发灼烫事故和高温危害。冷剪切过程中产生的金属飞屑亦造成身体灼烫事故。

3）车辆伤害、起重伤害。定尺材过跨横移过程中，因违章操作和运输链缺少安全装置，均可引发伤害事故。切头废料箱运到车间外，打捆后成品运到成品库进行起重吊运作业时，因违章作业或起重机械存在故障隐患均可导致发生起重伤害事故，造成人员伤亡和设施设备破坏后果。

4）触电。精整工序的电气设备的金属外壳、底座、传动装置等，未按规定采取保护接地或接零，以及作业人员违章作业，均可引发触电事故，造成人员伤亡后果。

5）坍塌。成品盘卷在成品库堆放不符合有关安全规定或缺少安全防护措施，致使成品堆放处存在着坍塌的危险，发生的事故可造成人员伤亡后果。

1.4 润滑液压站危险因素

1）液压站、润滑站以及地下油库是棒材车间贮存和输送油料的重要场所，不仅由于设备故障和管道、接头和阀门等处的“跑、冒、滴、漏”，误操作等原因发生油品泄漏现象，并且在正常工作状态下，也存在一定的表面附着，地面沉积等现象。在液压站、润滑站以及油库等场合，由于有大量的油蒸汽存在，如果再有火源时会产生爆燃，没有阴燃和温度缓慢上升的过程[3]。

2）润滑液压站涉及润滑油、液压油，火灾危险性为丙类，易燃，遇明火、高热或氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险。当环境温度达到油的自燃点或闪点时，一旦遭遇明火，可发生火灾、爆炸事故。

3）润滑液压站如防火措施不完善，未配备足够的消防器材，极易发生火灾。

4）润滑液压油泵传动部位若防护无措施或失效，可能造成的机械伤害。

5）润滑液压油泵在运行过程中发出高频高强度的机械噪声，会造成人员听力下降，记忆力减退等噪声和振动危害。

2 设备设施的安全措施

2.1 加热系统的安全措施

1）加热炉设以下主要监控参数。加热炉炉温检测、显示；加热炉炉膛压力检测、显示；燃气总管压力、温度、流量检测；烟气温度检测、显示；燃气泄漏检测报警、管路压力过低报警；蓄热炉换向系统自动执行机构。

2）加热炉与风机之间设安全联锁，严防燃气倒灌爆炸事故。助燃风机进口设调节阀，用于风机启动时关闭进风口和正常生产时调节风压和风量，风压低于一定值时，声光报警，鼓风机停运时，燃气总管快切阀自动关闭；空气管道上设泄爆膜，设低压报警和指示信号（音响及色灯）；点火器设置备用的冷却水源；设置空气、燃气比例调节装置和燃气低压自动切断装置；烧嘴的空气支管采取防爆措施。

3）加热炉的燃烧装置的燃气管上装设自动隔断阀。加热炉点火器的烧嘴前面，安装燃气紧急事故切断阀。点火器设火焰监测装置。点火时，炉内燃烧系统应具有一定的负压，点火程序必须是先点燃火种后给燃气，不应先给燃气后点火。送燃气时不着火或者着火后又熄灭，应立即关闭燃气阀门，查清原因，排净炉内混合气体后，再按规定程序重新点火。

4）炉子点火、停炉、燃气设备检修和动火，应按规定事先用氮气或蒸汽吹净管道内残余燃气或空气，并经检测合格，方可进行。

5）进入加热炉内检修，应分析含氧量合格后（大于19.5%）方可进入，配备便携式氧气分析仪。

2.2 轧制系统的安全措施

1）轧机的机架、轧辊和传动轴，设过载保护装置，以及防止其破坏时碎片飞散的措施。

2）轧机与前后辊道或升降台、推床、翻钢机等辅助设施之间，设安全联锁装置。自动、半自动程序控制的轧机，设备动作应具有安全联锁功能。

3）轧机设防止过载、误操作的安全装置，设过载联锁设施。

4）出炉辊道的侧面，设防止氧化铁皮飞溅和钢渣爆炸危害的挡板、索链或金属网。

5）飞剪、冷床设金属防护罩。

6）轧机尾部机架的输出辊道，设不低于0.3 m的侧挡板。

7）收集废切头等，采用机械或用机械辅助。

8）轧制过程设以下联锁设施。

液压站与轧线设联锁，避免误操作造成轧机在生产中误动作；轧线供油压力设联锁；冷剪仓门设联锁；润滑站与轧机设联锁：润滑站报故障延时120 s轧机自动停车。

2.3 精整及成品贮存的安全措施

1）冷床区域设如下联锁设施。上料裙板工作条件：来料全部进入冷床区并完成制动；步进齿条工作条件：上料裙板将来料平稳放入稳定槽后；成层排布链工作条件：步进齿条将来料复位到静止状态，卸料小车处于原始状态；卸料小车工作条件：输出辊道上已无料并停止转动。

2）冷剪区域设如下联锁设施。输送辊道停止工作时，定尺机挡板方可打开或落下；定尺机挡板挡住轧件后，侧推装置将轧件推正定位；冷剪与辊道连锁，只允许剪切静止状态物料。

3）冷床输出辊道停止工作时，冷剪方可工作。

2.4 液压润滑站站安全措施

1）使用火焰探测器进行火灾探测,油类火灾可以采用气体或者细水雾灭火[3]。

2）润滑站设供油压力联锁；设低油压报警装置，油压低，备用泵自动开启补压。

3）设油温联锁。如油温小于设定值时，电加热器开启，加热液压油，油温大于设定值时，水电磁阀打开通冷却水使液压油冷却降温。

4）设液位报警。高位、低位、超低位报警。高位：用于加油时或生产中油位异常上升过高时报警。低位：油位偏低，需补充新油；超低位：油泵有可能吸空，需紧急停机。

5）油泵设过滤器堵塞的显示和警报装置。

3 结语

棒材车间加热系统、轧制系统、精整及成品贮存、润滑液压站等均存在诸多危险因素。在棒材车间安全设施设计中需考虑这些危险因素，最大限度的减少车间发生安全事故的可能性；生产过程中要注意防范这些危险，最大限度的减少车间安全事故的发生率。棒材安全管理要构建全厂安全生产预警指数系统，达到减少各类伤害事故的发生，提高企业效益的目的[4]。

[1]宋文华，张凯，田亮，等.轧钢企业加热炉生产过程的危险分析与控制[J].中国安全生产科学技术，2012（3）：102-107.

[2]齐松，王爱梅，何国利.棒材生产线剪切异常的研究与处理[C]//2014年十一省（市）金属（冶金）学会冶金安全环保学术交流会论文集.太原：山西省金属学会，2014：135-139.

[3]孙建新，孙弘.轧钢生产线火灾危害及防护[J].冶金设备，2010，182：74-77.

[4]王川.构建轧钢企业安全预警指数系统[C]//2014年十一省（市）金属（冶金）学会冶金安全环保学术交流会论文集.太原：山西省金属学会，2014：144-147.