棕剛玉生產(chǎn)企業(yè)安全問(wèn)題與對(duì)策

河南安科院安全科技服務(wù)有限公司 岳志奇 河南省應(yīng)急管理科學(xué)技術(shù)研究院 司恭｜文

棕剛玉俗稱金剛砂，具有質(zhì)地致密，堆積密度大，自銳性強(qiáng)，韌性好，磁性物含量低等特點(diǎn)，是制造業(yè)的基礎(chǔ)材料，主要用在耐火材料、砂輪、噴砂等方面，用其制成的磨具磨削性能好、發(fā)熱率低、磨削比高、適用范圍廣、價(jià)格便宜，被廣泛應(yīng)用。其主要采用電弧爐冶煉法生產(chǎn)，因高溫特點(diǎn)，生產(chǎn)過(guò)程具有熔融物遇水爆炸、迸濺、灼燙的危險(xiǎn)，各類事故時(shí)有發(fā)生。例如，2019 年6 月1 日，登封市兆孚磨具磨料公司發(fā)生熔融棕剛玉灼燙事故，造成2 死8 傷，損失慘重。棕剛玉生產(chǎn)在我國(guó)是一個(gè)“小行業(yè)”，被關(guān)注度低，發(fā)展過(guò)程中缺少嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊?guī)劃，實(shí)踐中，各類生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位安全設(shè)施“欠賬”往往較嚴(yán)重，同時(shí)也缺乏有效監(jiān)管。

對(duì)此，本文簡(jiǎn)要介紹了棕剛玉生產(chǎn)工藝及特點(diǎn)，分析了棕剛玉生產(chǎn)過(guò)程中涉及的主要危險(xiǎn)因素和目前安全生產(chǎn)方面存在的主要問(wèn)題，并提出了針對(duì)性的安全對(duì)策措施建議，希望能夠?yàn)樽貏傆裆a(chǎn)企業(yè)提高安全水平和監(jiān)管部門實(shí)施安全監(jiān)管提供參考。

棕剛玉生產(chǎn)工藝狀況

棕剛玉是用熟鋁礬土、原煤或焦炭、鐵屑等多種原料，配比后在電弧爐中經(jīng)過(guò)融化還原、發(fā)生晶態(tài)轉(zhuǎn)變而制得的棕褐色人造剛玉，其主要成分是氧化鋁(Al2O3)，含量在95.0%～97.0%，另含有少量的Fe、Si、Ti 等。

棕剛玉冶煉一般有三種方法。

1）流放法。連續(xù)生產(chǎn)，自動(dòng)化程度高，但投資大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適合于大功率冶煉。該法是目前世界最先進(jìn)的剛玉冶煉技術(shù)，但在我國(guó)應(yīng)用極少。

2）傾倒法。連續(xù)生產(chǎn)，機(jī)械化程度高，投資較小，生產(chǎn)效率好，是目前使用普遍的一種方法。

3）固定法（熔塊法）。間斷生產(chǎn)，機(jī)械化程度低，投資小，設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝方便，是目前小型磨料廠進(jìn)行剛玉冶煉的主要方法。

棕剛玉冶煉溫度高，通常可達(dá)2 200 ℃，熔煉周期長(zhǎng)，一般需8 h 甚至更長(zhǎng)；同時(shí)耗電量大，如1 臺(tái)4 000 kVA 棕 剛 玉 冶 煉爐，煉成一爐就可能消耗上萬(wàn)度電能，而且工作中安全衛(wèi)生條件往往較差。

棕剛玉生產(chǎn)過(guò)程中的危險(xiǎn)因素

熔融物遇水爆炸

棕剛玉熔煉過(guò)程中爐液溫度一般可達(dá)2 200 ℃。若不慎發(fā)生熔爐溢爐、穿漏，吊運(yùn)時(shí)灑落等情況，熔融液遇到地面積水或者潮濕地面、冷材料等，則會(huì)發(fā)生猛烈爆炸、迸濺。其殃及面廣，殺傷力大，對(duì)企業(yè)、設(shè)備設(shè)施往往是具有毀滅性的，且恢復(fù)難度大。熔融物遇水爆炸是目前我國(guó)棕剛玉生產(chǎn)企業(yè)面臨的最主要的危險(xiǎn)。

一氧化碳中毒

棕剛玉冶煉過(guò)程中由于需要使用煤或焦炭等材料，加上石墨電極的消耗，會(huì)產(chǎn)生一氧化碳。正常生產(chǎn)時(shí)，一氧化碳會(huì)被引風(fēng)機(jī)抽吸，排放到大氣中稀釋處理，危害較小。但在熔爐停電、或夜間調(diào)峰運(yùn)行而白天燜爐時(shí)，如果風(fēng)機(jī)停運(yùn)，爐中生成的一氧化碳不能有組織排放，則很容易受高溫作用形成正壓而逸散于作業(yè)場(chǎng)所，造成從業(yè)人員中毒事故。在實(shí)踐中，此風(fēng)險(xiǎn)常常被企業(yè)忽略。

圖1 棕剛玉生產(chǎn)工藝流程示意圖

一氧化碳爆炸

由于熔煉周期長(zhǎng)，很多企業(yè)為降低成本，采取錯(cuò)峰用電而白天燜爐，此時(shí)風(fēng)機(jī)停運(yùn)，一氧化碳不能排出，將在爐內(nèi)風(fēng)罩內(nèi)積聚。當(dāng)燜爐結(jié)束開爐開機(jī)時(shí)，空氣會(huì)從爐側(cè)爐底吸入，與一氧化碳混合形成爆炸性氣體，在爐內(nèi)高溫作用下，極易發(fā)生一氧化碳爆炸。而此燃爆風(fēng)險(xiǎn)，也極易被企業(yè)忽略。

灼燙

在棕剛玉生產(chǎn)企業(yè)中，熔煉車間、冷卻車間屬于高溫作業(yè)環(huán)境，涉及熔煉爐等為明火、高溫設(shè)備，熔煉、傾倒、吊運(yùn)、冷卻過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生迸濺等現(xiàn)象，稍有不慎，易發(fā)生灼燙危險(xiǎn)。此外，灼燙事故還常常是熔融物遇水爆炸之后派生的二次事故。

其他

棕剛玉的生產(chǎn)過(guò)程，往往還涉及如電氣傷害、機(jī)械傷害、高處墜落、物體打擊、起重傷害、高溫、粉塵、噪聲與振動(dòng)等危險(xiǎn)危害因素。

存在問(wèn)題

本文以筆者實(shí)際走訪調(diào)研的10余家棕剛玉生產(chǎn)企業(yè)實(shí)際情況為基礎(chǔ)，探討目前棕剛玉生產(chǎn)企業(yè)安全方面存在的問(wèn)題，具體來(lái)說(shuō)包括如下5 方面:

第一，平面布置及建構(gòu)筑物方面，通常存在部分車間之間防火間距不足；電弧爐熔煉區(qū)和冷卻區(qū)有非生產(chǎn)水槽、水管，爐底存在積水；電弧爐操作室空間過(guò)于狹窄，安全出口不暢，無(wú)隔熱防噴濺措施；部分房間采用泡沫夾芯板材等問(wèn)題。

第二，工藝設(shè)備自控方面，通常存在電弧爐未設(shè)置溫度測(cè)量裝置和相應(yīng)的限位、鎖定裝置；電弧爐循環(huán)冷卻水系統(tǒng)未設(shè)置進(jìn)出水流量、溫度、進(jìn)水壓力檢測(cè)設(shè)施；一氧化碳泄漏檢測(cè)報(bào)警儀未按要求設(shè)置等問(wèn)題。

第三，供配電方面，通常存在生產(chǎn)系統(tǒng)為單回路供電系統(tǒng)；變壓器底部未設(shè)置變壓器油收容設(shè)施；變壓器周圍未設(shè)置防護(hù)欄；變壓器與電弧爐之間未設(shè)置防高溫烘烤設(shè)施等問(wèn)題。

第四，消防應(yīng)急方面，通常存在電弧爐出料區(qū)未設(shè)置熔融物料事故收容措施；生產(chǎn)車間未設(shè)置安全疏散通道等問(wèn)題。

第五，常規(guī)防護(hù)和安全標(biāo)志方面，通常存在破碎機(jī)除塵器鋼制斜梯未設(shè)置欄桿；顎式破碎機(jī)落料地坑口未設(shè)置防墜落蓋板，破碎機(jī)地坑無(wú)有限空間安全警示標(biāo)志；爐頂操作平臺(tái)未設(shè)置防墜落護(hù)欄；拉接包卷?yè)P(yáng)機(jī)電機(jī)皮帶輪未設(shè)置防護(hù)罩；液氧、乙炔、液化石油氣等鋼瓶混放，氣體鋼瓶的瓶帽、防震圈、防傾倒設(shè)施缺失；車間頂部和四周部分區(qū)域未采取防雨措施等問(wèn)題。

安全對(duì)策措施建議

根據(jù)以上分析，按照國(guó)家現(xiàn)有法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和相關(guān)政策，筆者針對(duì)高溫工藝、常見(jiàn)事故隱患，提出如下11 個(gè)安全對(duì)策措施:

第一，各級(jí)發(fā)改部門及企業(yè)應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行產(chǎn)業(yè)政策，按照《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2019 年本）》的規(guī)定，嚴(yán)格限制棕剛玉燒結(jié)塊項(xiàng)目，堅(jiān)決淘汰3 000 kVA 以下普通棕剛玉冶煉爐和4 000 kVA 以下固定式棕剛玉冶煉爐，積極促進(jìn)行業(yè)的升級(jí)換代。

第二，相關(guān)行業(yè)主管部門應(yīng)組織制定適合我國(guó)國(guó)情的棕剛玉生產(chǎn)安全技術(shù)規(guī)程。目前，除相關(guān)法律法規(guī)、通用標(biāo)準(zhǔn)等對(duì)棕剛玉生產(chǎn)有剛性約束外，我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中尚無(wú)專業(yè)的棕剛玉生產(chǎn)安全技術(shù)規(guī)程，在棕剛玉的安全管控方面存在著一定的盲區(qū)。因此，筆者建議相關(guān)部門組織制定安全技術(shù)規(guī)程，對(duì)安全生產(chǎn)、監(jiān)控系統(tǒng)、安全管理和個(gè)體防護(hù)及應(yīng)急物品要求等方面進(jìn)行喜歡規(guī)定，以規(guī)范指導(dǎo)全國(guó)棕剛玉的安全生產(chǎn)。

第三，從企業(yè)層面來(lái)說(shuō)，應(yīng)大力開展隱患排查，切實(shí)消除熔融物類重大事故隱患。例如，發(fā)現(xiàn)熔煉和熔融物轉(zhuǎn)運(yùn)、吊運(yùn)、冷卻等生產(chǎn)區(qū)域以及熔體泄漏、噴濺影響范圍內(nèi)有積水或潮濕物，有易燃易爆物品，有會(huì)議室、活動(dòng)室、休息室、更衣室的，或吊運(yùn)熔融物的起重機(jī)不符合冶金起重機(jī)相關(guān)要求的，吊鉤、吊鉤橫梁、鋼絲繩及其端頭固定零件不定期檢查的，或盛裝熔融物的罐（包、盆）等容器耳軸未按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求定期進(jìn)行探傷檢測(cè)的，或爐、罐類設(shè)備本體及附屬設(shè)施存在嚴(yán)重焊縫開裂、腐蝕、破損、襯磚損壞、殼體發(fā)紅及明顯彎曲變形等仍繼續(xù)使用的，必須立即治理。

第四，行業(yè)主管部門應(yīng)科學(xué)進(jìn)行行業(yè)企業(yè)規(guī)劃。各地棕剛玉生產(chǎn)企業(yè)存在規(guī)劃、布局明顯不合理的問(wèn)題。對(duì)此，相關(guān)行業(yè)主管部門應(yīng)在現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，對(duì)棕剛玉企業(yè)的布點(diǎn)布局進(jìn)行調(diào)整、規(guī)劃，以促進(jìn)行業(yè)的科學(xué)發(fā)展；對(duì)新建項(xiàng)目，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、資源、電力狀況，科學(xué)規(guī)劃企業(yè)布點(diǎn)，針對(duì)生產(chǎn)工藝流程，搞好平面布置，保證生產(chǎn)系統(tǒng)與輔助系統(tǒng)合理分區(qū)。特別是對(duì)于冶煉車間、冷卻車間，由于危險(xiǎn)程度較高，因此必須確保嚴(yán)格按國(guó)家規(guī)定保持相應(yīng)的安全間距，控制危害范圍，減少相互影響；對(duì)于熔融物，由于運(yùn)輸具有特殊性，因此應(yīng)科學(xué)布置路線。

第五，企業(yè)應(yīng)確保建構(gòu)筑物安全。無(wú)論新老企業(yè)，建構(gòu)筑物的火災(zāi)危險(xiǎn)性、耐火等級(jí)、建筑面積、防火分區(qū)、通風(fēng)設(shè)施、安全疏散通道、防火間距均應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。同時(shí)，應(yīng)強(qiáng)化安全措施，配置足夠的消防設(shè)施和器材。目前一些企業(yè)建構(gòu)筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)仍使用聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等保溫材料，對(duì)此必須特別注意，企業(yè)應(yīng)立即拆除。

第六，企業(yè)應(yīng)提高生產(chǎn)過(guò)程密閉化和自動(dòng)化水平，應(yīng)針對(duì)生產(chǎn)工藝過(guò)程的特點(diǎn)，以電弧爐為重點(diǎn)，努力實(shí)施密閉化和自動(dòng)化控制，用自動(dòng)加料替代人工加料，實(shí)現(xiàn)配料、卸料、轉(zhuǎn)運(yùn)、破碎、篩分等環(huán)節(jié)的密閉化、機(jī)械化和自動(dòng)化操作，提高爐體傾倒控制、電極升降夾緊的自動(dòng)化程度，實(shí)現(xiàn)熔煉電流、電壓、功率、溫度、液位等參數(shù)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)及報(bào)警聯(lián)鎖，增加爐底溫度監(jiān)測(cè)功能以及與電極、電流調(diào)節(jié)的聯(lián)鎖控制裝置，改進(jìn)完善爐體爐蓋循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的進(jìn)出水溫度、壓力、流量的聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，減少職工與危險(xiǎn)危害因素的接觸，減輕職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。

第七，企業(yè)應(yīng)配置自動(dòng)檢測(cè)、報(bào)警控制系統(tǒng)。為防止一氧化碳?xì)怏w逸散引起人員中毒以及火災(zāi)、爆炸事故，企業(yè)應(yīng)根據(jù)作業(yè)場(chǎng)所特點(diǎn)，在值班室、操作室等人員較集中的地方，設(shè)置固定式一氧化碳檢測(cè)報(bào)警裝置。同時(shí)，在車間、倉(cāng)庫(kù)，應(yīng)設(shè)置感溫感煙探測(cè)器以及手動(dòng)報(bào)警按鈕等；在樓梯、走廊等處應(yīng)設(shè)置應(yīng)急照明和疏散指示標(biāo)志。

第八，企業(yè)應(yīng)完善電力裝置的設(shè)置。棕剛玉企業(yè)是用電大戶，熔煉過(guò)程中需要大量電力，廠區(qū)存在火災(zāi)、高溫、粉塵等多種危險(xiǎn)性環(huán)境，對(duì)電力裝置的要求很高。對(duì)此，企業(yè)必須嚴(yán)格按規(guī)范要求設(shè)計(jì)建設(shè)廠區(qū)變配電系統(tǒng)、整流系統(tǒng)、車間用電設(shè)施、輔助用電設(shè)施。

第九，企業(yè)應(yīng)確保重點(diǎn)工序的安全操作。熔煉工藝危險(xiǎn)性最大，對(duì)此企業(yè)必須要嚴(yán)格按照國(guó)家要求，確定重點(diǎn)監(jiān)控的工藝參數(shù)，如電壓、電流、爐溫、冷卻水流量等，裝備和完善自動(dòng)控制系統(tǒng)以及緊急停車系統(tǒng)。熔融物運(yùn)輸、冷卻工序的危險(xiǎn)性雖次于熔煉工序，但往往是灼燙事故多發(fā)的場(chǎng)所，因此企業(yè)同樣必須采取嚴(yán)格的避水、避潮措施，以促進(jìn)棕剛玉企業(yè)安全生產(chǎn)條件的根本改善。

第十，企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)個(gè)體防護(hù)用品和應(yīng)急救援物品配備，針對(duì)高溫、粉塵、噪聲等作業(yè)特點(diǎn)，為職工配備相應(yīng)的高溫防護(hù)服、防護(hù)手套、防護(hù)鞋、防護(hù)眼鏡、防塵口罩、防噪耳塞等個(gè)體防護(hù)用品；同時(shí)，在應(yīng)急救援方面，應(yīng)配置事故柜，放置防火服、空氣呼吸器、防毒面具、防灼傷用品、擔(dān)架等物品。

第十一，行業(yè)主管部門應(yīng)強(qiáng)化安全監(jiān)管。棕剛玉生產(chǎn)類似于金屬冶煉，筆者建議行業(yè)主管部門可按金屬冶煉行業(yè)企業(yè)監(jiān)管模式進(jìn)行安全監(jiān)管，并督促企業(yè)認(rèn)真實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控和隱患排查治理雙重預(yù)防機(jī)制。

結(jié)語(yǔ)

棕剛玉在建材行業(yè)內(nèi)屬于小品種，棕剛玉生產(chǎn)過(guò)程存在爆炸、中毒、灼燙等多種危險(xiǎn)因素，屬于高危行業(yè)。棕剛玉生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模普遍較小，布點(diǎn)分散，被關(guān)注度低，不易進(jìn)行安全監(jiān)管?？傮w上看，其安全生產(chǎn)條件簡(jiǎn)陋，危險(xiǎn)危害因素眾多，技術(shù)力量薄弱，從業(yè)人員素質(zhì)不高，作業(yè)環(huán)境惡劣，整體安全生產(chǎn)水平較低，發(fā)生生產(chǎn)安全事故的風(fēng)險(xiǎn)較高。

為消除安全生產(chǎn)盲點(diǎn)，各相關(guān)單位應(yīng)迅速采取措施，嚴(yán)格棕剛玉企業(yè)的市場(chǎng)準(zhǔn)入，規(guī)范棕剛玉行業(yè)的安全發(fā)展，引導(dǎo)企業(yè)改善安全生產(chǎn)條件，并參照金屬冶煉行業(yè)企業(yè)監(jiān)管模式對(duì)棕剛玉企業(yè)實(shí)施嚴(yán)格的安全監(jiān)管，促進(jìn)棕剛玉生產(chǎn)的整體安全水平提升。安