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中/高频无芯感应电炉主要危险分析及其对策措施

作者:曹美田  
评论: 更新日期:2021年12月28日

中/高频无芯感应电炉主要危险分析及其对策措施

曹美田、纪红兴、李振、牛兆群 

(青岛青特铸造有限公司 青岛 265200)

【摘要】随着工业技术的发展和国家对环保、节能减排要求,越来越多的工业企业由机械制造转型为智能制造,特别是在机械制造的基础产业铸造工艺进化中,越来越多的企业使用中/高频感应电炉代替高耗能、高污染的冲天炉,作为铸造熔炼工艺主要生产设备,而中频感应电炉的安全使用对企业安全生产至关重要。本文利用现代科学分析评价方法,结合电炉使用工艺特点,通过多年安全管理经验,深入分析中/高频感应电炉存在的主要危险危害因素,并针对重大风险提出有效的解决方案和对策,对中频感应电炉使用中可能重大事故防范及控制有很好的借鉴意义。

关键词:中/高频无芯感应电炉  熔炼  主要危险因素   事故  对策措施

熔炼、铸造是众多大型机械制造企业里的最常用基础工艺和上游工序,中/高频感应电炉是当前铸造企业熔炼工序的最主要设备,但由于电炉靠电磁感应加热,电压高、电流大,而且融化后的铁水、钢水达1600度以上,一旦发生意外或使用处置不当,极易引发重大伤亡事故和其他严重后果,也将对企业正常生产生存造成严重影响,所以熟悉和了解中/高频感应电炉使用中的重大安全危险,掌握其安全特性和针对性的防控对策,能有效的保证生产稳定运行和企业员工生命财产安全。

1、主要危险有害因素分析

中频感应电炉作为熔炼作业中的主要电气生产设备,其自身在非生产使用时无安全风险,但在使用、检修过程中或电炉异常状态下存在触电、爆炸、灼烫、高坠、火灾和高温及热辐射等职业危害。其主要危险有害因素详见下表:具体见下表。

主要危险有害因素分析

序号

主要危险有害因素

可能事故后果

标准要求

风险等级评价

可能性

严重性

频次

风险值

评价级别

1

1.人体接触带电体或与高压安全距离不够
  2.检维修作业未执行停送电安全措施
  3.未按要求穿戴和使用基本安全防护用具

触电
 
 

1.高压带电体与设备和人员安全距离符合要求
  2.检维修作业严格执行停送电安全措施
  3.按要求穿戴和使用基本安全防护用具

3

7

3

63

D/4

2

操作人员未按要求穿戴和使用劳动防护用品炉内加料未使用自动给料小车,临边加辅料

灼烫

1.操作人员按要求穿戴和使用防护用品
  2.自动给料小车加料时人体远离炉体
  3.严禁站在电炉临边往炉内加装铜及合金

3

7

6

126

C/3

3

1.炉体未按要求烘炉或烘炉时间不够
  2.冷却水异常,炉体及相关附件异常
  3.急升温或未按规程和作业指导书操作

爆炸

1.炉内无潮气和积水现象;
  2.线圈冷却水正常,炉体及附件符合安全要求;
  3.熔炼加热或相关操作符合安全技术操作规范作业要求

1

40

6

240

B/2

4

未穿戴和使用劳动防护用品灼烫伤;违规操作,取样工具和安全距离不合理灼烫伤

灼烫

劳动防护用品穿戴规范站位和使用工具合理,取样作业符合安全技术规范要求

3

2

6

36

D/4

5

1.拆炉或修炉作业时未加辅助支撑或支撑杆称重、固定不合理引发物体打击     
  2.人员站位不合理引发高坠与其他伤害   
  3.照明、使用的工具或设备不符合电气和设备安全技术要求引发的触电事故                                  4.未按要求佩戴和使用劳动防护用品导致职业危害及其他伤害
  5.未按作业指导书或操作要求作业,如烘炉时间不够、预热或加热升温过快导致铁水击穿线圈引发爆炸等。

物体

打击
  其他

伤害
  触电
  爆炸

1、拆炉、修炉时按要求加装辅助支撑且支撑杆安装支撑合理,符合安全要求          
  2、人员站位合理,工具符合用电和设备安全技术与使用要求                 
  3、按要求佩戴和使用劳动安全防护用具及职业危害防护用品                                  4、拆炉和修炉作业符合工艺操作(作业指导书)与安全技术要求
  5、炉衬厚度、烘炉时间与烘炉操作符合作业指导书及相关安全操作要求

3

15

2

90

C/3

6

1.铸造熔炼炉炉底、炉坑及应急坑等作业坑存在潮湿、积水状况; 
  2.铸造熔炼炉冷却水系统未配置温度、进出水流量检测报警装置,没有设置防止冷却水进入炉内的安全设施;
  3.停电或发电机异常无法投入运行;
  4.液压及应急系统异常致炉内铁水无法正常倒出;
  5.停水或停电致冷却水异常,导致线圈无法正常冷却,水汽化或处置不当导致爆炸
  6.应急处置设施异常导致的电、冷却水和液压系统不能正常运行等

爆炸

1.铸造熔炼炉炉底、炉坑及应急坑干燥无积水和潮气
  2.熔炼炉冷却水系统温度、进出水流量检测报警置,冷却水进入炉内的安全设施齐全、好用
  3.发电机正常能自动投入运行或手动联锁
  4.液压泵及应急处置系统正常好用,倾倒铁水
  5.冷却水(建立内部水循环系统),电(一备一用两台发电机),液压泵确保起炉和坑、包等应急处置设施齐全、完好
  6.各类专业操作培训、检查、维护保养及相关应急演练齐全

3

40

2

240

B/2

7

1.未按要求穿戴和使用面罩等防护用品
  2.电炉烟尘无组织排放或未集中收集排放
  3.未在作业区设置警示或隔离等应急措施

职业    危害
 
 

1.有配备和穿戴符合国家要求的劳动防护用品
  2.电炉有针对高温粉尘和球化粉尘的处置设施3.有效隔离和防止铁水高温热辐射应急措施

3

7

6

126

C/3

 

风险分级作业条件危险性分析依据

等级

标准

5

在现场没有采取防范、监测、保护、控制措施,或危害的发生不能被发现(没有监测系统),或在正常情况下经常发生此类事故或事件。

4

危害的发生不容易被发现,现场没有检测系统,也未发生过任何监测,或在现场有控制措施,但未有效执行或控制措施不当,或危害发生或预期情况下发生

3

没有保护措施(如没有保护装置、没有个人防护用品等),或未严格按操作程序执行,或危害的发生容易被发现(现场有监测系统),或曾经作过监测,或过去曾经发生类似事故或事件。

2

危害一旦发生能及时发现,并定期进行监测,或现场有防范控制措施,并能有效执行,或过去偶尔发生事故或事件。

1

有充分、有效的防范、控制、监测、保护措施,或员工安全卫生意识相当高,严格执行操作规程。极不可能发生事故或事件。

事故发生的可能性(L)判定准则

事件后果严重性(S)判定准则

等级

法律、法规

及其他要求

人员

直接经济损失

停工

企业形象

5

违反法律、法规和标准

死亡

100万元以上

部分装置(>2   套)或设备

重大国际影响

4

潜在违反法规和标准

丧失劳动能力

50万元以上

2套装置停工、或设备停工

行业内、省内影响

3

不符合上级公司或行业的安全方针、制度、规定等

截肢、骨折、听力丧失、慢性病

1万元以上

1 套装置停工或设备

地区影响

2

不符合企业的安全操作程序、规定

轻微受伤、间歇不舒服

1万元以下

受影响不大,几乎不停工

公司及周边范围

1

完全符合

无伤亡

无损失

没有停工

形象没有受损

 

暴露于危险环境的频繁程度(E)判定准则

分值

频繁程度

分值

频繁程度

10

连续暴露

2

每月一次暴露

6

每天工作时间内暴露

1

每年几次暴露

3

每周一次或偶然暴露

0.5

非常罕见地暴露

 

风险等级判定准则(D)及控制措施

风险值

风险等级

应采取的行动/控制措施

实施期限

>320

A/1

极其危险

在采取措施降低危害前,不能继续作业,对改进措施进行评估

立刻

160~320

B/2

高度危险

采取紧急措施降低风险,建立运行控制程序,定期检查、测量及评估

立即或近期整改

70~160

C/3

显著危险

可考虑建立目标、建立操作规程,加强培训及沟通

2年内治理

20~70

D/4

轻度危险

可考虑建立操作规程、作业指导书,但需定期检查

有条件、有经费时治理

<20

E/5

稍有危险

无需采用控制措施,但需保存记录

/

2、控制对策措施

针对电炉异常状态下可能的主要风险和危害,具体从工程技术措施、管理措施培训教育措施、个体防护措施、应急处置措施五方面提出相关对策措施,具体措施如下:

(1)工程技术主要是做好感应电炉的日常维护保养                  

警告!在做下列保养之前必须做好如下准备:                                           

1)      先将VIP柜的断路器断开,并将警示牌挂在该处防止有人合闸;                

2)      确定电容已放完电及断路器在断开位置,并关闭控制电源                     

3)      除了用眼观察VIP设备上的表针和指示灯外,所有的检修及维护必须是合格的维护人员。 

4)      合格的维护人员必须明白电的危险,并知道如何安全预防避免伤害及死亡。

5)      如果在炉体倾斜的时候去工作,电炉必须有机械的支持保证,避免炉底维护

人员的伤害。                                        

6)每个熔炼岗位员工必须数量掌握异常状态下发电机、冷却水切换等应急处置措施。                                       

 

 

日常检查保养内容


炉体

序号

保养内容

完成情况


1

检查并确认炉体循环水管道是否有泄漏



2

检查并确定是否有漏水情况



3

对炉体及水电缆周围进行清洁,不允许有炉渣、铁屑及液体



4

操作手持式接地泄漏探针探测器确定铁水接地状况良好



5

检查异常危险



6

检查炉衬的侵蚀情况



7

检查炉料是否干燥



VIP

1

水系统运行的情况下检查所有管道是否有渗水情况



2

检查VIP柜内是否有冷凝水,如有是否是水温过低造成



3

检查所有工作状态灯及故障灯是否能正常工作



4

在24v控制电源工作的条件下,检查并操作VIP柜上GLD装置是否正常工作



冷却塔及应急水

1

检查冷却塔水槽蓄水状况是否满足要求



2

检查喷淋泵运行状况是否正产



3

检查冷却风机运行状况是否正常



4

检查应急水泵及水压力是否正常



发电机

1

检查发电机电瓶连接是否完好,电瓶有无缺水和放电



2

检查油位是否在标准范围要求,连接部位有无渗漏现象



3

机油、机滤是否定期进行更换(1次/半年),有相关记录



4

保持发电机及其连接装置干净整洁,无积灰和连接不良。



周检查保养内容

炉体

1

清理线圈外的炉渣或金属物体

完成情况 

2

检查水控制柜(包括清理水控制柜、检查并旋紧已松的接线)


3

检查炉衬使用状况、裂缝、钻铁情况


4

检查炉体铜排是否存在打火或过热现象。检查并紧固铜排螺丝


5

检查水冷电缆的包扎情况


6

检查并操作所有水路上的开关,保证能正常动作,特别是保护开关


VIP

1

检查VIP柜内铜排是否有打火或过热现象


2

检查VIP柜内电容是否有渗油现象


3

检查铜排有无发热或螺丝松动现象


4

检查所有保护是否符合设备要求


冷却塔及应急水

1

每星期对冷却塔放水并清理


2

检查并操作应急冷却系统是否能正常工作


3

对所有运转部位加注润滑油


发电机

1

测试电瓶电量及有无馈电现象


2

检查自动和手动状态下发电机启动是否正常


3

润滑油、所用油液是否满足工作环境要求(如:防冻)


4

模拟停电状态发电机自动投入及相关应急演练


5

应急物资、防火防水和相关应急设施的配备等


 

2、管理措施主要有强化属地和车间管理责任,建立健全电炉操作规章制度与管控负责人,每班安排1名经验丰富和责任心强的班组长现场带班,车间和公司安环办定期不定期对电炉主要风险管控措施进行宣导培训、检查考核,细化和简化管理流程,并模拟电炉异常状态下的应急处置演练,使风险始终做到可控。

3、培训教育措施主要从新员工入厂三级教育培训入手,针对电炉和操作中的安全风险由设备工装部和安环办针对性的组织安全专业操作教育培训,特别是针对熔炼、修炉、烘炉和异常状态下的风险应急处置进行针对性培训、演练,考核,让每个员工都能知道岗位的风险有哪些?可能的事故伤害是什么?怎么去处置和防范。

4、个体防护措施主要是根据电炉高温特点,针对性的为员工配备防烫服、防护手套、面罩和防护鞋等,并监督检查作业人员正确佩戴。

5、应急处置措施主要包括一用一备两台发电机(一台停电自动投入运行,另一台手动可以投入运行),冷却水应急阀门、应急坑、液压泵、铁水包等,做到异常状态下电炉不停电一保险,冷却水不断两保险,液压泵举升将炉内铁水倒入应急坑或转移三保险,真正确保电炉异常状态下不发生事故,有效的保证安全生产顺利运行。

 

参考文献:

1、《铸造感应电炉使用指导》化学工业出版社  北京  2014

2、《铸造用感应电炉》   机械工业出版社     北京  1997 

3、《安全生产专业实务》金属冶炼安全  应急管理出版社  北京 2020                

4、《工贸行业重大生产安全事故隐患判定标准》 应急管理部  2021年

5、《冶金企业和有色金属企业安全生产规定》  安监总局 2018年91号令

6、《工贸行业较大危险因素辨识与防范手册》 安监总局 2016年

7、《企业职工伤亡事故分类》 GB6441-1986

8、《安全评价通则》  AQ8001-2007

9、《生产过程危险和有害因素与代码》 GB/T13861-2009

10、《职业健康安全管理体系规范》  GB/T28001-2001

11、《职业危害因素分类目录》 国卫疾控发  2015第92号

12、《安全生产风险分级管控体系通则》 DB37/T2882-2016

13、《工贸企业安全生产风险分级管控体系细则》DB37/T2882-2017

作者曹美田,现任青岛青特集团安全总监,安全管理高级职称,国家注册安全工程师,二级安全评级师,安全培训教师,山东省应急管理厅工贸行业(含机械相关)安全管理专家。

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