第二节 高炉本体系统安全技术

　　一、高炉炉体主要设备设施的构造

　　炉缸部位布置有铁口、渣口、风口，炉身上部有煤气取样装置，炉喉布置有探尺口、红外线监测

　　仪、温度监测器、煤气回收出口和装布料入口。铁口、渣口分别是液态铁、渣的排出口，与渣铁处理

　　系统相连接;风口是热风和煤粉的入炉口，它分别与富氧鼓送风和煤粉喷吹系统相连接;煤气回收出

　　口是高炉生产的煤气输出口，它与荒煤气系统相连接;装布料入口是高炉所有原料的入炉通道，它与

　　供装料系统相连接。其他附着在炉体上的装置都属于高炉安全生产保护和监测装置。

　　二、高炉本体主要事故的类别及分析

　　(一)炉基的危险有害因素分析

　　(1)高炉炉基出现不均匀沉降。

　　如果高炉炉基缺少足够的耐热性能和强度，高炉冶炼生产过程中，在各种应力的作用下，炉基会

　　发生不均匀沉降。

　　(2)炉基耐热基墩开炉后大幅上涨、破损，致使大量煤气泄漏。

　　(3)炉基区域属于煤气区域。

　　(4)炉基排水槽不畅或炉基周边积水，炉底水冷管冷却强度不够，炉基温度升高，导致炉缸烧

　　穿引起炉基区域着火爆炸，造成人员伤亡事故。

　　(二)冶炼中液态渣铁水遇水产生的爆炸

　　(三)煤气中毒

　　煤气中毒是高炉生产的主要危险之一。高炉煤气主要成分为 CO、CO2、N2、H2、CH4等，其中 CO 约

　　占 25%，H2、CH4的含量很少。按《工业企业煤气安全规程》(GB 6222)规定，可较长时间工作环境中

　　CO 含量不应超过 24×10-6。

　　(四)高炉本体高温物质导致的灼、烫、烧伤事故

　　(五)高炉大、中修内型空间出现的高空坠物事故

　　三、高炉冶炼生产中的危险有害因素分析与对策措施

　　(一)炉基事故原因分析及预防、控制与应急措施

　　1. 高炉基础出现的不均匀沉降

　　1)事故原因

　　(1)炉基设计未能满足以下要求。

　　(2)高炉就地扩容改造过程中，有些企业为节省投资，利用原有基础进行扩大加固为扩容高炉

　　的基础，可能出现新旧基础中心偏离，新加部分周边不对称，再加上设计和施工中存在缺陷，基础在

　　重载荷状态下难以均匀沉降。

　　2)防护控制措施

　　(1)当不均匀沉降现象出现、炉基混凝土、炉壳开裂煤气泄漏时，首先要对炉基区域进行警界

　　警示，禁止非作业人员进入。

　　(2)岗位作业人员进入必须按进入煤气区域作业的防护要求佩戴好个体防护用品和检测仪器，

　　尽快组织休风、采取清缝二次浇灌和炉壳焊补加固等补救性控制措施。

　　(3)高炉恢复生产后，当补救性措施不生效，出现炉基、炉壳再次开裂并有加大迹象，同时出

　　现炉料偏行、炉况失控的现象时，就应休风停炉，进一步诊断进行补救或者拆除重建。

　　3)预防措施

　　(1)新建高炉时，地质勘查和设计单位必须按高炉基础设施建设的地质及设计技术规范要求设

　　计，各项基础技术参数必须达到规范要求。

　　(2)原地扩容改造的高炉，建议彻底拆除高炉旧基础，重建新炉基。确实需要利用老基础扩建

　　时，应让新、老基础的中心不变，以保持其相对的对应性。

　　(3)参加高炉建设的设计人员、施工监理及产权单位的有关人员必须清楚炉基的构筑技术要求、

　　施工工艺流程，做到基础从开挖到回填全过程现场监控，以保证炉基基础质量的可靠性。

　　2.炉基耐热基墩大幅上涨顶破煤气密封板导致大范围煤气中毒事故

　　1)事故原因

　　(1)设计单位在设计选材上未本着“膨胀系数越接近零越好”的原则，而选择了膨胀系数较大

　　的耐火材料。

　　(2)施工单位在施工过程中没有严格按照设计要求使用材料。

　　(3)施工监理和建设单位的管理人员对耐热基墩的技术要求不明确。

　　2)预防措施

　　(1)设计单位在选材上本着“膨胀系数越接近零越好”的原则，选择膨胀系数较小的耐火材料。

　　(2)施工单位施工过程严格按设计要求使用材料。

　　(3)施工监理和建设单位的管理人员对耐热基墩的技术要求要明确。

　　3. 炉基区域煤气渗漏造成人员煤气中毒

　　1)控制措施

　　(1)落实炉壳和冷却装置(炉底水冷管、炉缸冷却壁)套管的点检制度，发现渗漏点可先点明

　　火烧掉渗漏的煤气，然后利用休风机会安排对渗漏点进行焊补。

　　(2)铁口泄漏的煤气应采用常明火烧掉，尽可能杜绝炉基煤气渗漏和铁口下窜煤气。

　　(3)进入炉基作业人员必须按照煤气区域作业的个体防护要求佩戴防护用品和检测仪器，禁止

　　单独作业。

　　(4)应按规定在可进入炉基的通道设立煤气危害的警示标志，禁止无关人员进入该区域。

　　(5)编制《炼铁工序煤气泄漏(中毒、着火、爆炸)事故应急救援预案》。

　　2)事故应急与防护措施

　　(1)当发生煤气中毒事故，应马上撤离煤气区域，将人员安置在空气清新且通风的场地，利用

　　高炉主控室救助装置现场急救，同时通知调度室和厂区卫生所到现场救护。

　　(2)现场救助人员进入煤气区域必须佩戴好空气呼吸器，确保自身安全，控制事故扩大、升级。

　　(3)出现多人中毒应启动煤气泄漏(中毒)事故应急救援预案。

　　(三)煤气中毒事故

　　2.煤气中毒控制措施

　　(1)查水人员煤气中毒的控制。一是要配备长管式呼吸器，解决佩戴后查水作业间距受限问题;

　　二是在查水平台安装轴流式风机，通过强制性通风来降低一氧化碳浓度和改善炉身作业环境;三是安

　　全管理人员现场监护，发现险情果断组织撤离。

　　(2)不论是在正常生产还是休风条件下，进入炉顶、炉身作业必须配备便携式一氧化碳检测报

　　警器，并备好空气呼吸器。

　　(3)有施工前应有效切断气源，特别是炉内来源;

　　(4)按规范完善出铁场固定式一氧化碳报警装置，正常生产和休风未处理煤气进行炉顶设备检

　　修作业应有煤气专业人员现场指导，危险出现时应知道撤离线路和方向。

　　3.群体煤气中毒事件的预防与应急

　　(1)在高炉平台(特别是作业人员集中的平台)设置固定式一氧化碳检测器，并应在中控室集

　　中显示，同时，在主要通道口设置当班一氧化碳检测值公告栏;高炉中控室应备有应急用的空气呼吸

　　器;有高炉煤气危险区域作业的登记和监护管理制度;高炉应编制有《煤气中毒事故应急预案》，以

　　备在发生事故时启动响应;炼铁厂区应设置医疗卫生站以备应急救援。

　　(2)无论休风时炉顶是否吹扫煤气，进入受料斗或料罐作业前必须关闭眼镜阀和料罐均压煤气、

　　氮气阀门，并确保有效切断煤气来源。

　　(3)加强对炉壳所有设备安装孔点的安装、焊接质量的检查。

　　(4)凡进入煤气区域作业，必须将呼吸器带入现场，以备作业中出现煤气浓度升高或作业人员

　　中毒时急用。

　　(5)定期对职工进行煤气中毒应急救援知识和现场急救常识的教育培训和演练，以避免现场误

　　判和处置不当而扩大事故。

　　表 4-2 高炉本体设施危险辨识和控制措施表

部位	事故模式	主要控制措施
高炉本体	炉基区域煤气泄漏， 导致进入该区域人员煤气中毒	炉基区域作业必须两人以上，并携带便携式一氧化碳检测报警器，配备空气呼吸器；对炉基煤气区域采取围栏隔离、挂牌警示、防止无关人员误入的措施

	风口小套、二套破损， 导致高炉休风率升高或风口烧穿事故后造成人身伤害	从操作上长期保持炉缸储铁量控制在接近安全容铁量以内，保持炉况顺行，避免悬料导致的坐料操作；把冷却水的压力、流量控制在规定范围内；从备品质量和煤枪喷吹轨迹上来减轻对风口的磨损，控制或减少烧穿事故
	炉墙耐火材料因侵 蚀、浸泡而脱落，造成炉皮发红、裂变或烧穿等事故	从操作上避免悬料、结瘤而被迫坐料和洗炉的作业： 从冷却设备的运行控制上，保证炉体冷却系统各部位水温差、热流强度控制在允许范围，并根据风口套和冷却壁系统的漏水征兆及时判断和处理漏点，避免冷却水大量进人炉内
	出现炉皮发红、裂纹， 采用炉皮打水等特护作业时，易发生煤气中毒、烫伤和爆炸事故	护炉必须首先制定完整的、有针对性的护炉方案，方案除技术措施外必须有可靠的安全措施和排水措施，还应明确保证各项措施落实的管理制度，以避免对特护人员的伤害和因排水不当引发设备事故
	高炉突然停水、停电、停风、停气，会造成极大的危险，必须尽力控制或减少财产损失和人身伤害事故	停水时启动备用柴油机水泵供水。单炉停风时用拨风装置拨风维持。停气时用氮气罐维持。停电时有两路电源供电互为备用，但一旦出现电网跳闸而全面停电，就必须分别按照停电、停水、停风、停气的应急方案处理，将事故的损失和伤害程度降到最低
	高炉炉壳有 6000 ~ 7000 个穿孔焊接点和设备安装口，煤气泄漏使炉体的各层平台均为煤气区 域，进入炉体平台，可能造成煤气中毒	进入煤气区域作业应遵守该区域作业的规定；利用休风机会焊补漏点；无关人员禁止在高炉区域逗留；在通往炉身、炉顶的各通道口（重力除尘、斜桥或主皮带通廊、电梯人口及炉台通往炉身楼梯人口等）设立“煤气危险区禁止单独工作”的警示标志；执行上炉身、炉顶作业必须到中控室办理手续的规定；在炉体各层平台（特别是风口平台和炉顶检修平台）安装一氧化碳检测器，并集中在中控室显示
	风口大套、二套间， 大套与炉壳的法兰密封损坏变形，煤气泄漏而导致人员中毒	在新建和大、 中修过程中保证安装、焊接质量，尽量控制相应的焊缝无夹渣、气孔和裂纹，保证大套、二套接触面不受损伤和稳固；高炉生产过程中加强点检，发现渗漏应点明火，并利用休风机会进行处理
	炉缸以下部位温度升高得不到有效控制，可能出现炉缸烧穿，引发事故	从操作上保持炉缸储铁量控制在安全容铁量以内（炉缸容积的 60%）；定期检查冷却系统，保证炉缸冷却器进出水温差和热负荷保持在冷却制度范围，确保炉缸不烧穿

　　表 4-3 高炉本体作业活动危险辨识和控制措施表

作业名

事故模式

主要控制措施

备注

称
挖炉缸	受限空间作业， 残留炉渣扬尘成分复杂，造成人体皮肤及呼吸道疾病	人员必须做好两穿一戴，佩戴防尘口罩，配发并涂抹护肤膏，在风口大套孔安装吹、抽两向轴流式风机加大炉缸内空气流通，降低炉尘，减轻对人体伤害	该作业的具体操作程序都应在开炉方案中有明确规定
	带式输送机输出炉渣过程中， 由于小型带式输送机是整体活动安置的， 机械调整部分外露，人机配合不当可能出现机械伤害，带式输送机机架倾倒砸伤，引人炉缸内的照明、带式输送机电源线破损导致触电事故	炉缸内小型带式输送机传动部分应装安全罩，挖炉缸作业期间，机械、电气、结构维修人员应现场跟班监督维护，确保电路、带式输送机安全运行
	炉缸内空气混浊，温度偏高，噪声较大，且作业劳动强度大等，连续作业时间过长，可能导致急性晕厥	挖炉缸连续作业时间应根据炉缸内的环境温度和强度，分时段确定，作业班次应有专人负责成班更替，轮休人员应安排在空气流通、温度适宜的环境中休息
	在作业过程中，上方出入口坠物， 造成人员伤亡	按“内型空间出现高空坠物事故的控制措施”中措施（2） 执行
装枕 木	在炉台吊运枕木途中，由于人多， 吊具捆绑不当、吊装指挥不当、堆放场地复杂等可能发生砸伤、碰撞和挤压形式的伤害	吊装枕木的捆绑作业应指 定专门的起重（架工）工负责， 吊装指挥由指吊工专人指挥，堆放场地有专人疏通	该作业的具体操作程序都应在开炉方案中有明确规定
	枕木向炉内输送过程中，由于枕木轻重不一，人们在传递时， 容易引起掉落和相互碰撞，从而造成划伤和砸伤	建议加装枕木输送的专用滚筒架来减轻人工传递的劳动强度和减少传递过程中的失手现象，从而避免相互碰撞、划伤和失落引起的砸伤
	炉缸内排放枕木作业活动中，由于排放不当而出现倒垮伤人和调整枕木时的划伤和扭伤	炉缸内排放枕木作业由炉 前专业人员指挥，按照先平面、后周边立靠的程序

	枕木是易燃物料，枕木装炉和人炉后到点火开炉期间，若火种进入，枕木燃烧，会影响整个开炉计划	装枕木作业人员不得将火种带人现场，采用阻隔措施切断热风系统窜人火种的隐患，派人现场值班守护，避免枕木提前燃烧的事故
	在作业过程中，上方出人口坠物， 造成人员伤亡	按“内型空间出现高空坠物事故的控制措施”中措施（2） 执行
炉顶点火	点火前开上升管人孔、锥台人孔时， 因残留煤气突然与空气混合，发生爆 燃 作业人员站位不当可能被喷射的火焰伤害	无论是钟式炉顶还是无钟 式炉顶，开上升管人孔、锥台人孔时，都应预留螺栓，在撤出正面所有人员后再拆除预留螺栓， 远距离将人孔门拉开	无论是采用点火枪点火还是原始的手动点火都应有操作规程
	料面火未点着之前，炉顶检修作业人员进人现场，可能出现煤气中毒和烧伤事故	料面火未点着之前，炉顶检修作业人员不得进人顶区域，待料面火点燃后方可进人炉顶作业现场
	料面着火出现中途熄灭，可能导致煤气中毒	料面煤气火点燃后，炉顶必须有专人看火，风口必须堵严， 发现料面煤气火熄灭，应撤离炉顶作业人员、通知煤气专业人员组织重新点燃料面煤气火后再 进行作业
	高炉短期休风和长期休风煤气处理程序、方法不当造成煤气中毒、着火、爆炸	分别严格按短期休风煤气 处理程序和长期休风煤气处理 程序进行作业，避免煤气中毒、着火、爆炸

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