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電爐熔煉安全措施探討

文檔作者：郭廷濤文檔來源：機械工業(yè)第四設(shè)計研究院		點擊數(shù)：	更新時間： 2020年12月07日
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2012年第3期
2012年 6月
鑄造設(shè)備與工藝
F0UNDRY EOUIPMENT AND TECHNOLOGY
·應(yīng)用研究·
電爐熔煉安全措施探討
郭廷濤
(機械工業(yè)第四設(shè)計研究院，河南洛陽471039)
摘要：結(jié)合工程設(shè)計中遇到的安全隱患因素，對采用電爐熔煉工藝的鑄造車間，在工程設(shè)計及生產(chǎn)過程中
應(yīng)采取的安全措施。主要從鐵液運輸、電爐應(yīng)急措施到廠房結(jié)構(gòu)形式分別提出了常采用的安全保障措施，并提出
熔化工部的自動化流程予以探討。
關(guān)鍵詞：電爐；叉車；高位水箱；雙供電；機器人
中圖分類號：TG232 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674—6694(2012)03—0038—02
Discussion on Safety M easures of ElectricFurnace Smelting
GUO Ting--Tao
(SCIVIC Engineering Corporation，Luoyang Henan 471039，China)
Abstract：Based on the safety questions in engineering design，to the f0undry employing electric furnace melting process，some
frequently-used safety precautions were presented from molten iron transportion，electric furnace emergency measures and workshop
type．The melting section automatic process was discussed．
Key words：electric melting furnace，forklift，high water tank，double power supply，robot
在鑄造車間中熔化工部是生產(chǎn)中必不可少的
一個工段，鑄鐵件生產(chǎn)采用的熔化工藝主要有沖天
爐+電爐雙聯(lián)熔煉和中頻感應(yīng)電爐熔煉。隨著熔化
工藝的不斷改進，電爐熔煉的鐵液并不比沖天爐
差，而且電爐在生產(chǎn)中的靈活性及環(huán)境影響小、治
理簡單的優(yōu)勢使得電爐熔煉工藝越來越多的被采
用，電爐的普遍應(yīng)用，使其在使用中的安全問題不
得不被重視。
1 鐵液轉(zhuǎn)運安全措施
電爐熔煉的最終目的是將熔煉好的鐵液澆注
出合格的鑄件，鐵液到鑄件的生產(chǎn)過程中，難免要
進行鐵液的轉(zhuǎn)運。根據(jù)造型工部和熔化工部工藝布
置的形式不同，將熔煉好的鐵液轉(zhuǎn)運到澆注工位的
方式也是多種多樣的，但目前常采用的方法有叉車
轉(zhuǎn)運、車間內(nèi)起重機轉(zhuǎn)運。這些運輸設(shè)備的可靠性
直接關(guān)系到生產(chǎn)的安全。
熔化工部高溫鐵液在工藝操作、傾倒轉(zhuǎn)卸和運
輸過程中經(jīng)常會有飛濺到地面的鐵豆，以及工業(yè)廠
房地面情況的復(fù)雜性，在采用叉車轉(zhuǎn)運鐵液時，應(yīng)
收稿日期：2012—05—19
作者簡介：郭廷濤(1980一)，男，本科，工程師，主要從事鑄造車間工
程設(shè)計。
· 38 ·
選用實心輪胎的叉車，以防鐵液在運輸中叉車爆胎
引發(fā)事故。考慮操作的靈活性，選用叉車時宜采用
貨叉具有旋轉(zhuǎn)功能的，便于傾轉(zhuǎn)包體進行扒渣或傾
倒鐵液。
鑄造車間內(nèi)用于吊運鐵液的起重機必須裝設(shè)
有二套獨立作用的制動器、不得使用鑄鐵滑輪，該
起重機應(yīng)符合國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局所發(fā)的
質(zhì)檢辦特(2007)375號文件，采用鑄造專用起重機
(A7級)。A7級起重機對廠房結(jié)構(gòu)有更高的要求，廠
房結(jié)構(gòu)設(shè)計與普通的起重機是有區(qū)別的，因此在新
建廠房之時就應(yīng)考慮好是否設(shè)A7級起重機，以免
廠房建好后改用A7級起重機，留下安全隱患。
在國內(nèi)實際應(yīng)用中，因叉車靈活性高，大多企
業(yè)采用叉車轉(zhuǎn)運鐵液，但在爐前區(qū)設(shè)A7級起重機1
臺用于輔助操作。
2 電爐設(shè)備安全保障措施
電爐熔化設(shè)備主要由爐體、電源柜、控制系統(tǒng)
和水冷系統(tǒng)等組成。電爐熔煉靠感應(yīng)線圈產(chǎn)生磁場
使鐵料發(fā)熱熔化，鐵液溫度高達1 500 oC，水冷系統(tǒng)
是電爐可靠運行的生命保障，起到對爐體和電源柜
的冷卻降溫作用，爐體一旦不能得到有效的冷卻，
高溫鐵液將快速燒穿爐襯、線圈，鐵液四溢，輕者損
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2012年第3期 郭廷濤：電爐熔煉安全措施探討 鑄造設(shè)備與工藝
壞設(shè)備，嚴(yán)重的將引發(fā)爆炸造成人員傷亡。因此，設(shè)
備選用時因有有效的措施保證水冷系統(tǒng)的可靠運
行，一般設(shè)置備用水泵。但在生產(chǎn)中，會發(fā)生電爐水
冷系統(tǒng)管道爆裂、停電、停水甚至同時停水和停電
的情況，在工程設(shè)計中就應(yīng)考慮相應(yīng)的措施保證電
爐的安全。
采用雙回路供電、設(shè)置應(yīng)急發(fā)電設(shè)備，以保證
供電安全。雙回路供電的電源要分別引自兩個不同
的降壓站，兩個降壓站的相互關(guān)系越遠越好，以降
低兩個降壓站同時發(fā)生故障無法供電的概率，起到
一用一備的作用。應(yīng)急發(fā)電機的作用是在突然停電
時，為電爐水冷系統(tǒng)提供動力，使?fàn)t體能夠得到冷
卻。當(dāng)停電時，應(yīng)急發(fā)電機應(yīng)能自動啟動，雙電源開
關(guān)切換到應(yīng)急電，為應(yīng)急設(shè)備供電。應(yīng)急發(fā)電機盡
可能放在熔化工部附近，縮短聯(lián)絡(luò)路徑。在工程設(shè)
計中，應(yīng)急發(fā)電機除用于電爐、消防水泵等二級用
電負荷的設(shè)備外，一般還用于吊運鐵液的起重機、
澆注機等。
設(shè)置高位水箱向電爐提供應(yīng)急水，該供水系統(tǒng)
不能采用依賴電源做動力的設(shè)備，應(yīng)完全靠重力向
電爐供水，避免停電時，該系統(tǒng)不能正常工作。因此
為能滿足電爐應(yīng)急用水壓力需求，高位水箱的高度
一般應(yīng)大于20 rn。水箱的容量應(yīng)能保證電爐在最小
安全流量的情況下，連續(xù)供水約兩小時，在這2 h
內(nèi)應(yīng)采取有效措施使?fàn)t體冷卻到安全溫度。生產(chǎn)
中，也有廠家采用水池配備柴油泵的形式代替高位
水箱，該廠家電爐附近還設(shè)有應(yīng)急發(fā)電機。
對于有自來水的廠區(qū)，可以將自來水接到電
爐。停電時，將爐體循環(huán)水進水和出水閥門關(guān)閉，打
開自來水進水和出水閥門，自來水進入爐體冷卻管
道對爐體經(jīng)行冷卻，自來水壓力應(yīng)不小于0．2 MPa。
以上應(yīng)急措施是相互獨立的，可以獨自發(fā)揮作
用，當(dāng)其中一個不能工作時，另一個可以獨自使用。
在實際應(yīng)用中，可以采用其中兩個以上的安全措
施，筆者建議，當(dāng)有雙回路供電時，可以不設(shè)應(yīng)急發(fā)
電設(shè)備；當(dāng)有自來水時，可以不設(shè)高位水箱。
部的廠房常采用前兩種形式。另外，鋼材遇熱后強
度會急劇下降，在電爐附近的廠房鋼柱除刷防火涂
料外還要做特別的防護措施，避免受鐵液的侵害引
發(fā)事故。
熔化工部的屋頂風(fēng)機、穿屋面的通風(fēng)管道避免
設(shè)在爐體的正上方，防止屋面開洞因密封不好造成
房頂漏雨，雨水進人爐體。水被鐵液包裹，在高溫時
急劇膨脹汽化，容易引起爆炸等安全事故。同樣的
道理，工程設(shè)計時在電爐附近避免布設(shè)水管，以防
水管破裂使水進入爐體。
在電爐出鐵口處設(shè)置應(yīng)急坑，用于電爐發(fā)生漏
爐時收集鐵液，或在緊急情況下將鐵液傾倒到應(yīng)急
坑內(nèi)。應(yīng)急坑的有效容積要大于爐體容量的1．5倍，
并始終保持干燥，坑內(nèi)鋪耐火磚。為了方便凝固的
鐵塊從坑內(nèi)取出，應(yīng)急坑設(shè)計時采用耐火磚或干砂
加鐵桶的形式分隔成一個個單獨的區(qū)域。
電爐一般采用半地下的布置形式，即電源柜、
水泵、液壓泵等放在地下，控制柜、操作臺放在高于
地面的平臺上。在工程設(shè)計中，梯子的布置、欄桿的
選用等直接與人員安全息息相關(guān)。例如，電爐地下
室一般在爐體部分與電源柜之間設(shè)有隔墻，下地下
室的梯子至少要在電源柜側(cè)設(shè)置一個，并且要遠離
爐體側(cè)，避免在電爐發(fā)生事故時鐵液流出堵塞出
口，人員無法安全撤出；平臺上的欄桿采用帶踢腳
板的，防止平臺上的物體被踢出砸傷他人。
在爐前區(qū)和造型線澆注段區(qū)域鋪設(shè)鑄鐵板地
坪，可有效防止鐵液在運輸、傾倒等過程中溢出對
混凝土地面造成傷害而引發(fā)事故。
4 其他
目前，在我國熔化工部采用電爐熔煉工藝的除
實現(xiàn)了自動加配料，不需要人力外，爐前操作區(qū)還
主要依賴人力。而爐前操作區(qū)環(huán)境溫度高、工作條
件差、安全危險程度高，若在爐前配備工業(yè)機器人、
操作人員在中央控制室內(nèi)集中控制實現(xiàn)自動化，由
工業(yè)機器人在爐前操作，將會低工人的工作風(fēng)險。
3 土建工程安全方面 5 總結(jié)
鑄造車間常用的廠房結(jié)構(gòu)形式有鋼筋混凝土
結(jié)構(gòu)、鋼和鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)、全鋼結(jié)構(gòu)。由于全
鋼結(jié)構(gòu)廠房屋面的固定方式的特殊性，很難保證不
漏雨，而熔化工部最怕漏雨，特別是采用電爐熔煉，
一旦雨水進入爐體，很容易引發(fā)爆炸，因此，熔化工
隨著技術(shù)的進步，各種安全技術(shù)措施也會不斷
地完善。工程設(shè)計中多考慮一些、多思考一些，一個
小小的細節(jié)，也許就會阻止一次事故的發(fā)生。另一
方面，各種安全措施的裝置都要定期的去維護，確
保這些設(shè)施隨時都能夠投人使用也是至關(guān)重要的。
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