冶金起重機(jī)的安全防護(hù)及案例分析

摘要：冶金起重機(jī)適用于有特殊要求的金屬冶煉，軋制，熱處理，直接在工程起重機(jī)生產(chǎn)過程中使用。冶金橋式起重機(jī)主要指冶金企業(yè)中使用的鑄造起重機(jī)，板坯搬運(yùn)起重機(jī)，加料起重機(jī)，鋼卷夾盤起重機(jī)等。本文在分析起重機(jī)發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，對(duì)某冶金起重機(jī)的安全事故案例從事故原因和電氣控制系統(tǒng)原因等方面進(jìn)行了分析，從技術(shù)和管理角度闡釋了事故的原因和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，對(duì)于冶金起重機(jī)的安全生產(chǎn)具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：冶金起重機(jī)；傳感器；安全防護(hù)；電氣控制

由于起重機(jī)械可以大幅度降低體力勞動(dòng)的強(qiáng)度、有利于生產(chǎn)過程的機(jī)械化和自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，所以起重機(jī)械已成為現(xiàn)代工業(yè)中不可或缺的機(jī)械設(shè)備。起重機(jī)械具有機(jī)械負(fù)荷變化大、吊裝形式多樣、活動(dòng)運(yùn)行范圍廣、工作環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn)，在操作人員參與配合情況下，各種故障頻發(fā)且危害性極大。

1.冶金起重機(jī)的特點(diǎn)

1.1.傳感器及控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)和傳感器技術(shù)的不斷更新，冶金起重機(jī)中也對(duì)其進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用，提高了冶金起重機(jī)的可操作性和自動(dòng)化水平。程序化控制使冶金起重機(jī)可以按照預(yù)先設(shè)定的模式完成特定的工作任務(wù)，并且準(zhǔn)確性和及時(shí)性更加得到保障。還可以通過遙測(cè)和遙控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的遠(yuǎn)程遙控。這樣就可以使起重機(jī)在高粉塵、高污染、高溫等惡劣環(huán)境下同樣得到使用，拓寬了其中的工作范圍。

1.2.安全制動(dòng)器的使用

冶金起重機(jī)的吊運(yùn)對(duì)象復(fù)雜，包括液體金屬、核原料、大型設(shè)備等。在吊運(yùn)過程中必須保障人員和設(shè)備的安全，所以在冶金起重機(jī)的主起升機(jī)構(gòu)中要加裝安全制動(dòng)器，通過液壓機(jī)構(gòu)機(jī)械控制。在冶金起重機(jī)起動(dòng)時(shí)，安全制動(dòng)器首先工作，高速軸上的工作制動(dòng)器再開始工作。而在冶金起重機(jī)制動(dòng)時(shí)，工作制動(dòng)器先進(jìn)行制動(dòng)，安全制動(dòng)器按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間延時(shí)制動(dòng)。這樣，安全制動(dòng)器就可以保證當(dāng)傳動(dòng)環(huán)節(jié)中的傳動(dòng)件受損或斷裂時(shí)被吊運(yùn)的對(duì)象仍然處于安全狀態(tài)，不會(huì)對(duì)設(shè)備和人身造成損傷。

2.冶金起重機(jī)安全案例分析

2.1.事故過程

某年某特殊鋼有限責(zé)任公司生產(chǎn)車間，一個(gè)裝有約30噸鋼水的鋼包在吊運(yùn)過程中，由于冶金起重機(jī)控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題，導(dǎo)致鋼包突然發(fā)生滑落傾覆倒向車間交接班室，鋼水涌入室內(nèi)，致使正在交接班室內(nèi)開班前會(huì)的32名職工當(dāng)場(chǎng)死亡，另有6名爐前作業(yè)人員受傷，其中2人重傷。

2.2.事故原因分析

該起事故的事故樹分析如圖1所示。電氣控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上的缺陷造成鋼水包的失控并最終下墜。而制動(dòng)器由于力矩?zé)o法承受鋼水包下墜形成的沖擊導(dǎo)致制動(dòng)失效。交接班地點(diǎn)選定的失誤造成了該起事故中重大人員傷亡。這些是該起事故的直接原因。此外，冶金起重機(jī)選型、檢測(cè)機(jī)構(gòu)職責(zé)的履行、電氣設(shè)計(jì)、司機(jī)對(duì)突發(fā)狀況的應(yīng)變能力、設(shè)備維護(hù)、生產(chǎn)組織管理等各方面的綜合失效也間接導(dǎo)致了該起重大人員傷亡事故的發(fā)生，教訓(xùn)深刻。

2.3.電氣控制系統(tǒng)分析

該冶金起重機(jī)的電氣控制系統(tǒng)如圖2所示。在控制過程中，合上雙相刀開關(guān)2DK，并將主令控制器的手柄放在零位，使零位繼電器LYJ的線圈經(jīng)過主令控制器的觸頭K1和過電流繼電器觸頭CLJ而獲得供電。

上升第一擋時(shí)：觸頭K3、K6、K4、K7閉合。觸頭K3上升限位開關(guān)XS1、XS2相連。觸頭K6使正轉(zhuǎn)接觸器ZC線圈通電，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。此時(shí)③回路接通。常閉觸頭FC起互鎖作用。與ZC連鎖觸頭并聯(lián)的常閉觸頭4JSC是用來防止接觸器ZC在轉(zhuǎn)子附加電阻全部被切除時(shí)通電。觸頭K4閉合，則④回路接通。制動(dòng)電磁鐵接觸器ZDC線圈通電，觸頭閉合使制動(dòng)電磁鐵接電，制動(dòng)器松閘。觸頭K7閉合，⑤回路接通，接觸器1FJC線圈通電，觸頭閉合而切除轉(zhuǎn)子電路中第一段電阻

下降擋位時(shí)：可分為預(yù)備線（1擋），制動(dòng)下降（2、3擋）和強(qiáng)力下降 （4、5、6擋）三部分。也可稱為“前三擋”，“后三擋”。前三擋電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)的回轉(zhuǎn)方向與電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向相反，后三擋二者方向相同。下降1擋時(shí)：觸頭K3、K6、K7、K8閉合，其中K3、K6使③回路接通，正轉(zhuǎn)接觸器ZC接通。K7、K8使回路⑤⑥接通，反接制動(dòng)器1FJC、2FJC的線圈通電觸頭閉合，切除兩段電阻。此時(shí)由于制動(dòng)電磁鐵接觸器ZDC沒有動(dòng)作，所以制動(dòng)器仍然處在制動(dòng)狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)不動(dòng)。這一擋主要用來當(dāng)手柄由下降位向零位扳動(dòng)時(shí)，重物進(jìn)行下降制動(dòng)避免“溜鉤”。

3. 冶金起重機(jī)安全防護(hù)體系的建立

通過上述冶金起重機(jī)事故案例可以看出，事故的發(fā)生并不僅是一個(gè)環(huán)節(jié)造成的，從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)管理的各個(gè)部分都出現(xiàn)了問題。所以，為了保證冶金起重機(jī)的安全可靠運(yùn)行，需要從設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、定期檢查、精密檢測(cè)、缺陷診斷、日常維修等五個(gè)環(huán)節(jié)建立完備的安全防護(hù)體系。1）操作人員的日常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，一旦發(fā)現(xiàn)缺陷，要及時(shí)上報(bào)，在專業(yè)技術(shù)人員配合下做好設(shè)備的維護(hù)工作，建立事故預(yù)防的第一層防線；2）對(duì)冶金生產(chǎn)各環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵起重設(shè)備進(jìn)行重點(diǎn)定期檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，科學(xué)合理地組織維護(hù)工作；3）通過精密檢測(cè)設(shè)備在日常和重點(diǎn)檢測(cè)的基礎(chǔ)上，對(duì)冶金起重機(jī)進(jìn)行精密的檢測(cè)、分析和維修。

4.結(jié)束語

隨著人們生活水平和安全意識(shí)的不斷提高，冶金起重機(jī)械的安全也備受關(guān)注。而從目前的安全生產(chǎn)狀況來看，冶金起重機(jī)的安全性能并未達(dá)到預(yù)期，導(dǎo)致事故頻發(fā)、危害巨大。這樣就需要在冶金起重機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行、維護(hù)、管理等各個(gè)環(huán)節(jié)加以改進(jìn)，以達(dá)到消除冶金起重機(jī)運(yùn)行安全隱患的目的。

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作者簡(jiǎn)介：吳慶功（1976-）男，青海西寧人，助理工程師，主要從事機(jī)電類特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)工作。