金属冶炼工艺危险因素分析及预防措施

　　孙丰震

　　（淄博君乾安全科技有限公司，山东 淄博 255200）

　　摘要：在金属冶炼工艺中，由于在高温高压环境下产生的危险和有害因素数量多、范围大、破坏强，对金属冶炼企业的安全发展造成了严重影响。文章根据近年来金属冶炼企业发生的生产安全事故统计，总结了金属冶炼工艺的特点，对金属冶炼过程中重大危险因素及后果进行了分析，并结合金属冶炼中存在的安全问题和控制方法，对重大危险因素的预防和管控进行了探讨，促进金属冶炼企业实现安全、稳定、可持续发展。

　　关键词：金属冶炼工艺；危害因素；预防措施　　文献标识码：A　　中图分类号：TF088

　　文章编号：2096-4137（2022）18-38-03　　DOI：10.13535/j.cnki.10-1507/n.2022.18.12

　　1　金属冶炼过程重大危险因素及后果分析

　　新《安全生产法》规定，安全生产应当从源头上防范化解重大安全风险。在金属冶炼过程中，高温熔融金属温度可达到950 ～ 1700℃，作业场所处于高温环境，容易发生高温熔融金属爆炸、喷溅，吊运倾覆、坠落，以及煤气中毒和惰性气体窒息等。

　　1.1　高温熔融金属爆炸

　　在金属冶炼过程中，水遇到高温熔融金属会发生汽化而膨胀，水蒸气夹带高温熔融金属喷溅而出，极易造成群死群伤事故。在冶炼过程中，经常会出现高温熔融金属爆炸事故。比如，2006 年河北某钢铁厂高炉炉顶发生悬料，为了控制炉顶温度不超过350℃，利用冷却水进行降温，水遇到高温汽化，使得炉内压力增加，炉内物料塌落引起炉顶发生爆炸，造成 6 人死亡、6 人受伤。2007 年上海某钢厂高炉由于临时换风口作业，进行氧气烧风口操作，将风口前端烧损造成冷却水进入炉内，冷却水遇炉内高温汽化，再加上操作人员的不当站位，使得蒸汽以及红焦，从风口漏点喷出，造成7 人被烫伤。2011 年江苏某钢厂在预休风操作过程中，在炉内炉衬强度不充分的情况下，强行割开残铁口处的炉皮，复风时残铁口位置大量高温铁水突然涌出，造成12 人死亡、1 人受伤。 2011 年湖北某钢厂转炉进水，动炉产生爆炸，产生的气浪将铁皮房掀翻，造成周围3 人受伤。

　　高温熔融金属在遇水之后也容易发生爆炸。比如，2007 年山东某企业铝母线铸造分厂在铸铝时，铝液溢出遇到循环冷却水，形成大量水汽，释放大量能量，在封闭的空间中发生爆炸，造成16 人死亡、59 人受伤。2012 年辽宁某重型机械铸钢厂在第二罐钢水浇注将要结束时，砂型腔喷爆，地坑渗水，从而造成砂床底部积水过多，在大量高温钢水短时间进入砂型的过程中，砂床底部水开始快速汽化，蒸汽的膨胀造成压力的增加，进而产生爆炸，造成13 人死亡、17 人受伤。

　　由此可见，高温熔融金属遇水爆炸一般需要具备两个条件：一是水遇到高温产生汽化；二是水蒸气在封闭空间中无法排出，使炉内压力增大超过临界值后发生爆炸事故。

　　1.2　高温熔融金属喷溅

　　在金属冶炼过程中，高温熔融金属会产生不均衡的化学反应，从而造成喷溅烫伤事故。比如，2007 年山西某钢厂，作业人员违规操作，将合金辅料提前加入钢包，搅拌时间不足，造成钢水大片喷溅而出，使得附近2 人死亡、5 人受伤。 2007 年甘肃某铅冶炼厂，在设备调试过程中对冶炼炉内的异常情况做出错误判断，使得炉内进行了长期过氧化反应，导致熔液急剧膨胀，高温熔液以及气流瞬间掀翻顶盖，造成8 人死亡、10 人受伤。因此，在高温熔融金属作业过程中，应加强作业人员安全操作培训，严格按照作业流程操作，出现异常状况应及时上报妥善处理，不得盲目操作。

　　1.3　高温熔融金属吊运倾覆、坠落

　　在金属冶炼过程中，高温液态金属吊运也是非常重要的环节，在此过程中如果因为指挥失误或者设备缺陷，很容易发生倾覆、吊运坠包等事故，会造成大量人员伤亡，在遇水后还会发生爆炸，造成二次伤害。比如，在2007 年辽宁某特殊钢企业由于起重机选型错误，电气控制系统出现故障，制动器抱闸失灵，造成钢水包失控下坠，造成32 人死亡、6 人重伤。2010 年山东某钢厂由于行车原因发生吊运坠包事故，造成3 人死亡、5 人受伤。2012 年上海某钢厂吊运270 吨铁水包，由于发生双板钩单钩脱落，从而使得铁水倾覆，造成 2 人死亡、13 人受伤。因此，吊运熔融金属的起重机必须符合冶金铸造起重机技术条件，驱动装置中应设置两套制动器，并定期对吊运、盛装熔融金属的吊具、罐体（本体、耳轴）进行安全检查和探伤检测，并在现场指挥人员中应认真负责。

　　1.4　煤气中毒事故

　　在金属冶炼过程中，炉内会产生煤气（一氧化碳），由于设备原因或者人为操作不当，很容易出现煤气中毒事故。比如，2008 年河北某钢厂高炉重力除尘器上锥体安装的泄爆板爆裂，大量煤气泄漏，造成17 人死亡、27 人受伤。2010 年河北某钢厂在进行炉内检测的过程中，未采取可靠的煤气切断措施，使转炉气柜煤气泄漏到2 号转炉系统中，正在2 号转炉进行砌炉作业的人员中毒，造成21 人死亡、9 人受伤。因此，在涉及煤气的作业场所设置一氧化碳监测报警装置，在煤气管道中设置可靠隔离装置和吹扫设施，加强对作业现场的安全风险辨识，严格执行作业审批。

　　1.5　惰性气体窒息事故

　　在金属冶炼过程中，还经常利用惰性气体，如氮气、氩气等对产品质量进行改进，惰性气体一般无色无味，如果作业中没有采取防范措施也会造成伤亡。比如，在2011 年内蒙古某钢厂两名工作人员在精轧作业过程中，突发氩气泄漏，造成4 人死亡。1997 年上海某钢铁厂5 名工人进入VD炉施工，氩气沉积炉内，造成5 人死亡。因此，在可能发生窒息的作业中，应加强作业场所的安全风险辨识，严格遵守“先通风、再检测，后作业”的原则，制定应急预案并配备相关应急物资和器材。

　　2　重大危险因素的预防和管控措施

　　2.1　强化安全管理，严格执行审批制度

　　在金属冶炼过程中，由于水汽发生的喷溅、爆炸、煤气泄漏等问题非常多，因此应做好防水和防潮工作。同时，高温金属液体倾翻影响范围非常大，还需要对钢丝绳、吊钩、耳轴等进行严格的定期检查和探伤检测，对有毒有害的气体应加强现场检测，在作业前应做好防护隔离措施。

　　2.2　落实安全识别与防范要求

　　在金属冶炼过程中，应重点控制工艺环节、工作人数、工作环境，对重点、危险环节应加强管理。在有较大危险因素生产经营场所、有限空间作业场所等，应建立危险作业管理制度，设置安全警示标志，从而有效防治违规操作，消除存在的安全隐患。还应创新安全管理方法，定期开展专题培训活动，通过仿真模拟、实训等方式提高实训效果，使得全员可以熟练的掌握预控的方法。此外，还应加强这些设备的监控、预测、预警等安全技术的研究。

　　2.3　加强安全培训力度，提高安全风险防范意识

　　在金属冶炼过程中，应将风险管理和安全培训有机结合起来，从风险识别、控制、评价等方面进行分析，从不同的角度对不同的企业进行全面的风险识别和评价分级，最终对企业全部生产过程中的安全风险进行管控，并建立安全风险信息数据库，对数据库进行及时更新。此外，还应加强对工作人员的岗位培训工作，提升工作人员的风险防范意识。

　　（1）通过调研，对岗位操作人员的培训需求进行了解，并确定车间岗位安全培训需求内容，按照安全风险控制以及培训内容制定出相应的风险管控培训课程，对内容及时进行更新。

　　（2）应结合实际情况，对安全风险辨别与识别的方法进行确定，全面辨别生产过程中存在的安全风险，并建立安全控制信息库，以数据为基础对工作人员进行安全风险培训工作。

　　（3）政府部门以及金属冶炼企业，应建立金属冶炼安全监督管理队伍，结合实际需求和安全工作的需求，邀请专业管理人员进行业务培训，提升金属冶炼企业的安全管理水平。

　　（4）加强对金属冶炼企业新建、改建和扩建等项目的管理，增加安全生产投入，未获取相关资格的不得投入生产，从根源上解决金属冶炼的安全问题。

　　2.4　建立完整的安全风险识别和评价体系

　　（1）安全风险信息的采集工作。在生产过程中，应对安全风险进行全面辨识，对现有的控制措施进行评价，判定安全风险在现有控制措施下是否可以接受。对于安全风险控制措施，应进行补充和完善，保证安全风险控制信息的系统性、完整性和全面性。

　　（2）加强对危险源的识别。一是要对危害进行分析，需要将整个冶炼作业划分为多个步骤，对每个步骤的活动中的有害危险因素进行分析和判定，在现有安全措施的基础上，判定是否存在严重后果，对于安全措施不能满足安全生产的情况，应补充新的安全控制措施，保证安全生产；二是要建立管控体系，要对危险有害因素进行控制或者消除，以预防、检索、隔离、预警、连锁为原则，通过科学合理的管理，尽量从根源上消除危险有害因素；三是建立分析技术组，应选择经验丰富、业务熟练的工作人员，分析每项风险，并按照基本的格式绘制风险表格；四是要充分考虑危险源以及各方面的危险，根据评价对象以及作业性质，选择多种不同的方法，深入一线进行调研，根据不同的识别对象选择相关危险源辨识方法，从不同的角度对生产过程进行风险识别，从而进行系统性的风险识别。

　　（3）开展安全风险评价。在风险识别和危险源辨识的基础上结合相关法律法规，将危险源分为若干登记，并对较高等级的危险源做出科学合理的管理方法和控制措施，从风险点上进行风险控制，有效降低安全事故发生的概率，降低安全风险以及事故隐患，使事故预防流程实现科学化、信息化、标准化和流程化。

　　2.5　构建安全风险控制的动态管理机制

　　在危险源以及风险识别和评价的基础上，对安全风险控制信息表格进行绘制，结合表格识别出起重伤害、灼烫、高处坠落、触电机械伤害、其他伤害等。风险管理是一个动态的过程，在生产活动中应结合实际金属冶炼的情况，对安全风险控制信息进行更新，保证安全风险控制信息符合安全生产要求。通过系统全面的风险辨别和评价，构建安全风险控制信息数据库，制定相关的安全风险管控课程，对工作人员进行培训，并提高对工作人员的要求，使得工作人员了解安全隐患。

　　在实际工作中，应严格按照规范操作，并制定严格的作业活动风险提示和安全操作卡，使得车间、班组安全管理都可以落到实处，提升安全风险控制能力，降低安全事故的发生率。在实际安全管理中，要对危险范围进行严格控制，作业人员必须严格按照规范操作，有效避免发生安全事故。

　　3　结语

　　金属冶炼工艺存在较多安全风险，对人们的生命健康安全以及生态环境造成严重威胁。因此，应对金属冶炼工艺中存在的重大安全危险和有害因素进行分析，并提出风险管控措施，提高冶炼工艺水平，建立健全全员安全生产责任制和安全生产规章制度，加大对安全生产资金、物资、技术、人员的投入保障力度，改善安全生产条件，加强安全生产标准化、信息化建设，构建安全风险分级管控和隐患排查治理双重预防机制，健全风险防范化解机制，提高安全生产水平，落实责任到人的风险管控措施，保障人民的生命财产安全，促进我国金属冶炼工艺更好地发展。

　　作者简介：孙丰震（1989-），男，山东博山人，淄博君乾安全科技有限公司总经理、中级工程师，研究方向：安全工程技术。

　　参考文献

　　[1]李俊．金属冶炼生产过程中的安全监督管理工作分析 [J]．中国金属通报，2021（10）：17-18.

　　[2]王永超．有色金属冶炼企业的安全生产管理探讨 [J]．冶金与材料，2021，41（4）：141-142.

　　[3]唐美静．有色金属冶炼主要工艺设备及用途研究 [J]．世界有色金属，2021（12）：19-20.

　　（责任编辑：葛　佳）

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