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闖宏宇

(東北輕合金有限責(zé)任公司，黑龍江　哈爾濱150060)

　　摘要：對(duì)某廠一起鋁熔煉爐加料時(shí)發(fā)生的爆炸事故進(jìn)行分析，結(jié)果表明這次爆炸是由混入可燃混合物發(fā)生裂解反應(yīng)，達(dá)到爆炸極限引起的化學(xué)爆炸，而不是因水瞬間過(guò)熱引起的物理爆炸。提出了防止此類(lèi)事故重復(fù)發(fā)生的措施和建議。

　　關(guān)鍵詞：鋁熔煉爐；爆炸事故；爆炸極限；原因；對(duì)策

　　1 爆炸事故概況

　　某工廠一臺(tái)煤氣熔鋁爐在熔煉鋁合金時(shí)發(fā)生了爆炸事故。發(fā)生事故的班組采用半連續(xù)法鑄造鋁合金錠，在爐內(nèi)鋁液鑄完后既不降溫又不清理爐底殘液的情況下加料連續(xù)熔煉。在向爐內(nèi)加料時(shí)，加料車(chē)先將3A21(LF21)混高鎂鋁合金廢料壓包料一箱（1.5 t)倒在料倉(cāng)內(nèi)，分成5槽加入爐內(nèi)，然后又將5A05(LF5)壓余殘料和1.48t鋁線分成4槽，第一、二槽都加在→一區(qū)，就在加第二槽是發(fā)生了爆炸事故。

　　正在加料作業(yè)的天車(chē)工面部、頸部、和雙手被爆炸時(shí)噴出的火焰嚴(yán)重?zé)齻?；天?chē)操作室25mm厚的有機(jī)擋風(fēng)玻璃被爆炸所產(chǎn)生的沖擊波破斷為3塊，各控制器變形移位；煤氣爐爐拱和豎煙道拱全部塌陷；南側(cè)爐墻耐火磚與保溫磚分離，東南兩側(cè)爐殼鋼板外鼓變形，爐頭燒嘴移位，頂吹煤氣和空氣管道在一區(qū)上空的法蘭對(duì)接處段落，上爐殼拉筋抽落，煤氣支管道在一區(qū)的事故翻扳被撕裂；煤氣熔鋁爐廠房的窗框和玻璃全部都震壞，鄰近的其他建筑物和廠房均受到不同程度的損壞。

　　爆炸后的現(xiàn)場(chǎng)狀況是：兩個(gè)爐門(mén)全開(kāi)著，煙道閘門(mén)處于提升狀態(tài)，加料天車(chē)在一區(qū)爐門(mén)前，料槽在爐內(nèi)處于斜翻。在一區(qū)爐門(mén)渣盤(pán)附近散落著崩出的7塊壓余殘料圓餅和幾根鋁線材，但無(wú)鋁液濺出痕跡。

　　2  事故原因分析

　　通常爆炸可分為物理爆炸和化學(xué)爆炸。物理爆炸是由于相態(tài)和壓力發(fā)生突變而形成的。如鋁液澆鑄時(shí)模具潮濕帶水引起的爆炸；化學(xué)爆炸是由于物質(zhì)發(fā)生極迅速的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生高溫、高壓而引起的爆炸，例如煤氣和天然氣等可燃?xì)怏w與空氣混合引起的爆炸?？扇蓟旌衔镔|(zhì)發(fā)生爆炸需具備的條件：（1）可燃混合物濃度處于爆炸濃度極限值內(nèi)；（2）有足夠的點(diǎn)火能量。

　　以TMT當(dāng)量來(lái)表示本次事故爆炸沖擊波的破壞能量。用公式（1）^[1]進(jìn)行計(jì)算：

　　U=1000（R/R'）³

　　式中：U--爆炸事故沖擊波的TNT當(dāng)量，kg TNT；

　　R--破壞物與事故中心的距離，m；

　　R'--1000kg TNT地面爆炸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，m（參見(jiàn)表1）。

　　根據(jù)事故現(xiàn)場(chǎng)破壞情況及有關(guān)事故調(diào)查結(jié)果表明，距爆炸中心約113.4 m以內(nèi)發(fā)生“受壓窗戶大部分損壞”的情況、可知此次爆炸距爆炸中心113.4m處超壓在784kPa～980 kPa之間，由此確定：R=113.4m，R'=166m～144m之間由此確定：R＝I 13．4 m，R'＝l 66 m～144 m。

　　按公式（1）可得：

　　U_沖max=488.37kg TNT

　　U_沖min=318.8 kg TNT

　　按沖擊波能量占總爆炸能量90%計(jì)算，則此次事故的爆炸能量約為：

　　U _max＝U_沖max/0.9＝542.6 kg TNT

　　U _min＝U_沖min/0.9＝354 kg TNT

　　事故發(fā)生后，最初有人認(rèn)為是由于物料潮濕含水、或是由于煤氣不完全燃燒引起的爆炸。但當(dāng)時(shí)煤氣爐儀表記錄反應(yīng)出爆炸前1h煤氣和空氣的壓力、流量一直比較穩(wěn)定，沒(méi)有明顯波動(dòng)，其比值符合工藝要求，爐膛內(nèi)不可能有過(guò)剩煤氣，故煤氣爆炸的條件不夠。因物料含水、工具潮濕在鋁熔煉過(guò)程中引起的爆炸放炮事故偶有發(fā)生，但從來(lái)沒(méi)有達(dá)到這么大的破壞力，且現(xiàn)場(chǎng)的爐門(mén)水套、爐前地面和加料車(chē)前體均沒(méi)有發(fā)現(xiàn)鋁液濺出的痕跡，與水在鋁液中過(guò)熱爆炸時(shí)鋁液飛濺的現(xiàn)象不符。爆炸時(shí)兩個(gè)爐門(mén)和煙道閘門(mén)都是打開(kāi)的，因此，爐膛內(nèi)也不會(huì)發(fā)生水蒸氣超壓爆炸事故。由此基本上否定了因物料潮濕含水而引起這次爆炸的可能性。

　　對(duì)事故進(jìn)一步分析調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由壓包機(jī)將鋁屑?jí)褐贫傻膲喊兴后w并不完全是水，實(shí)際上主要是壓包機(jī)所使用的潤(rùn)滑油。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)存留的碎屑取樣分析，其含油量為2.8％，若每個(gè)壓包按50 kg計(jì)算，則其含油量為1.4 kg，加入1.4 t的壓包含油總量約為39.2 kg。

　　汽油、柴油、煤油和各種潤(rùn)滑油都是石油產(chǎn)品，它們都具有蒸發(fā)的特性，相比之下，潤(rùn)滑油的閃點(diǎn)較高。有些人誤認(rèn)為潤(rùn)滑油點(diǎn)火都不易燃燒，它不可能發(fā)生爆炸。事實(shí)上潤(rùn)滑油是屬于可燃液體，它遇火和氧化劑具有燃燒和爆炸的危險(xiǎn)^[2]。壓包料中的潤(rùn)滑油在煤氣熔鋁爐內(nèi)受高溫作用汽化為潤(rùn)滑油蒸氣，一部分直接與爐內(nèi)的氧氣燃燒，另一部分以長(zhǎng)碳鏈分子組成的<