鐵質(zhì)異物引爆雷蒙磨內(nèi)硅粉

鐘圣俊++郭紅衛(wèi)++司恭++++++鐘圣俊

2016年8月30日，河南省安陽市安陽縣安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局網(wǎng)站公布了“5·31”雷蒙磨硅粉塵爆炸事故調(diào)查報(bào)告。本刊特別約請參與事故調(diào)查的東北大學(xué)工業(yè)爆炸及防護(hù)研究所所長鐘圣俊博士，河南省安全生產(chǎn)科學(xué)研究院研究員司恭、副研究員郭紅衛(wèi)，就這起事故的原因和預(yù)防措施進(jìn)行介紹。

2016年5月31日3時(shí)50分左右，河南省安陽市安陽縣水冶鎮(zhèn)盛鑫鐵合金經(jīng)銷處發(fā)生一起較大雷蒙磨爆炸事故，造成4人死亡3人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失454萬元。經(jīng)調(diào)查認(rèn)定，安陽縣盛鑫鐵合金經(jīng)銷處“5·31”雷蒙磨爆炸事故（以下簡稱“5·31”事故）是一起較大生產(chǎn)安全責(zé)任事故。

雷蒙磨爆炸前后

安陽縣盛鑫鐵合金經(jīng)銷處成立于2014年12月9日，位于安陽縣水冶鎮(zhèn)南固現(xiàn)村，企業(yè)類型為個體工商戶。

涉及本次事故的是硅粉（俗稱“硅鐵粉”）雷蒙磨粉碎生產(chǎn)工藝。該企業(yè)總平面布局為：2臺雷蒙磨位于廠區(qū)北部呈東西向布置，兩者間距約9 m，雷蒙磨東側(cè)為成品存放區(qū)；顎式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、對輥磨位于廠區(qū)西部。廠房均為半敞開式鋼架結(jié)構(gòu)，彩鋼瓦頂棚，一側(cè)為實(shí)體墻，一側(cè)敞開。

涉及本次粉塵爆炸事故的作業(yè)區(qū)域平面布置圖見圖1。事故區(qū)域面積為22.8 m×14.6 m。

據(jù)詢問企業(yè)法人了解，該企業(yè)自2016年3月24日以來主要從事來料加工。2016年5月30日21時(shí)30分左右，有客戶將17 t左右硅鐵原料送至該企業(yè)進(jìn)行加工。該企業(yè)現(xiàn)場當(dāng)班人員4人，客戶臨時(shí)加派人員3人，使用雷蒙磨進(jìn)行粉碎作業(yè)。西側(cè)雷蒙磨加工200目硅鐵粉，東側(cè)雷蒙磨加工100目碳化硅粉。

5月31日3時(shí)50分左右，西側(cè)雷蒙磨爆炸。當(dāng)場造成3人死亡，后1人送醫(yī)后搶救無效當(dāng)天死亡。事故造成彩鋼屋頂大部分被掀開，西側(cè)雷蒙磨磨體上方端蓋部分破裂、主風(fēng)管多處開裂、收料旋風(fēng)分離器筒體和錐體被撕開、雷蒙磨風(fēng)機(jī)被炸毀開裂。據(jù)分析，本次事故的爆炸當(dāng)量估算為10～20 kg TNT。

東北大學(xué)工業(yè)爆炸及防護(hù)研究所測試數(shù)據(jù)顯示：事故發(fā)生時(shí)正在加工的物料（細(xì)度200目）引燃溫度（MITC）為575～600 ℃，爆炸下限為180～200 g/m3，最小點(diǎn)燃能量為300～1 000 mJ。最大爆炸壓力為0.77 MPa，爆炸指數(shù)為13.1 MPa·m/s，爆炸極限為180～200 g/m3。

爆炸事故現(xiàn)場見圖2、圖3。

摩擦的鐵制物 引爆硅粉

爆炸發(fā)生的直接原因

根據(jù)檢測結(jié)果，事故發(fā)生時(shí)正在加工的物料主要成分為硅（96.2%），硅粉為此次事故的爆炸物質(zhì)。

硅粉粉塵粒徑越小，爆炸下限越低，最小點(diǎn)火能量越小，硅粉塵爆炸的危險(xiǎn)性越大。硅粉粉塵粒徑越小，越易懸浮，表面積越大，燃燒速度越快，升壓越快，爆炸壓力越大。由于粉塵的初始爆炸氣浪會將沉積粉塵揚(yáng)起，在新空間達(dá)到爆炸極限而產(chǎn)生二次爆炸。

專家組通過人孔觀察到，雷蒙磨輥的一個螺栓缺失，喂料口除鐵器設(shè)計(jì)存在盲區(qū)，且磁力不大。因此專家重點(diǎn)查找了磨腔內(nèi)的金屬異物。通過拆卸所有觀察口，將磨腔內(nèi)可清理的殘余物料清理出來，找到鐵質(zhì)異物見圖4。從圖4中可以看出，磨腔內(nèi)存在大量鐵質(zhì)異物，包括數(shù)枚螺栓及螺栓殘骸、鋼條和完全擠壓變形的不明鐵質(zhì)物體。

由此推測本次事故的直接原因?yàn)椋豪酌赡サ某F器除鐵能力不足，雷蒙磨維護(hù)不良，導(dǎo)致雷蒙磨內(nèi)出現(xiàn)鐵質(zhì)異物，鐵質(zhì)異物在雷蒙磨內(nèi)碰撞、摩擦產(chǎn)生火花、高溫，導(dǎo)致雷蒙磨內(nèi)濃度處于爆炸極限范圍內(nèi)的硅鐵粉發(fā)生粉塵爆炸，并在車間一定范圍內(nèi)發(fā)生了二次爆炸。

技術(shù)和管理原因

本次事故的間接原因主要是：第一，事故企業(yè)安全生產(chǎn)主體責(zé)任落實(shí)不到位，違法違規(guī)組織生產(chǎn)，企業(yè)管理制度不完善，操作規(guī)程不規(guī)范，安排未經(jīng)崗前培訓(xùn)人員違規(guī)作業(yè)。

第二，雷蒙磨不適于硅粉等可燃粉塵的制備。硅鐵粉碎加工設(shè)備選型不當(dāng)。

第三，企業(yè)沒有識別粉塵爆炸風(fēng)險(xiǎn)，沒有采取有效預(yù)防和控制粉塵爆炸的措施。雷蒙磨出口管道、旋風(fēng)分離器沒有采取泄壓措施。袋式除塵器為非封閉式簡易布袋，不具備采取防爆措施的基礎(chǔ)。旋風(fēng)分離器下料口沒有設(shè)置鎖氣卸灰裝置。

第四，企業(yè)未對員工進(jìn)行粉塵爆炸安全培訓(xùn)，未為員工配備個體防護(hù)設(shè)備。

防控在當(dāng)下

近些年來，硅粉塵爆炸事故并不少見。2008年7月15日，廣東江門某硅粉制粉車間粉塵爆炸，1死3傷；2009年8月9日，浙江開化元通硅業(yè)有限公司，硅粉制粉車間粉塵爆炸，2傷；2010年8月8日，山東淄博張店區(qū)良鄉(xiāng)工業(yè)園的淄博齊順硅粉有限公司，雷蒙磨粉碎系統(tǒng)爆炸，7傷；2010年9月19日，東岳有機(jī)硅硅粉加工裝置（二期）檢修動火過程中發(fā)生爆炸，爆炸發(fā)生兩次，造成2人死亡。如何預(yù)防硅粉粉碎過程中的爆炸，具體有以下7項(xiàng)措施：

第一，選用適用于可燃物料的粉碎設(shè)備，如柱磨機(jī)、球磨機(jī)、氣流磨。

第二，應(yīng)識別粉塵爆炸風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)格按GB 15577-2007《粉塵防爆安全規(guī)程》的要求，采取粉塵防爆措施。

第三，粉塵爆炸危險(xiǎn)場所應(yīng)進(jìn)行爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分，并按照GB 50058-2014《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)的要求選用粉塵防爆電氣設(shè)備，包括（但不限于）電機(jī)、配電柜、開關(guān)、照明燈具。

第四，粉碎設(shè)備進(jìn)料口應(yīng)安裝有效的除鐵除雜裝置。

第五，按照GB/T17919-2008《粉塵爆炸危險(xiǎn)場所用收塵器防爆導(dǎo)則》、AQ 4273-2016《粉塵爆炸危險(xiǎn)場所用除塵系統(tǒng)安全技術(shù)規(guī)范》設(shè)計(jì)、安裝除塵系統(tǒng)，并按規(guī)定使用和維護(hù)。

第六，為作業(yè)人員配備必要的個體防護(hù)裝備。

第七，建議研究硅粉粒度與爆炸風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系，以及硅粉粉碎粉塵防爆技術(shù)，制定可燃粉塵粉碎系統(tǒng)防爆安全規(guī)范。

致謝：本文工作得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（編號51174047）的資助。（本文作者鐘圣俊工作單位為東北大學(xué)工業(yè)爆炸及防護(hù)研究所；郭紅衛(wèi)、司恭工作單位為河南省安全科學(xué)研究院）

編輯 包冬冬