酸槽失火原因分析及對策

   摘 要：某冷軋薄板廠連軋機組酸洗槽失火，主要原因有：軋輥包膠層脫落、糾偏裝置接近開關異常、煙霧抽排裝置抽排量不足，就此提出相應的整改措施。
關鍵詞：冷軋薄板 連軋機組 酸洗槽 失火 軋輥 包膠層
某冷軋廠連軋機組的酸槽，在位于酸洗槽出口段與漂洗槽入口段之間的擠干輥處發生一次嚴重火災事故。事故中，酸洗槽的橡膠襯、合成樹脂件和輔件、煙霧抽排裝置的FRP（玻璃纖維增強塑料）管道和合成樹脂件都受損，停產半個月。 
        一、失火原因分析 
        1．失火燃燒只能使橡膠熔化而非脫落，現場發現1號糾偏擠干輥下輥一側的包膠層完全脫落，并掉落在槽底，判定屬于失火前的機械性脫落。 
        2．膠層的厚度為25mm，包膠層完全脫落后，導致上輥傾斜（圖1)，正常條件下，接近開關在“ON”位置，包膠層脫落后，接近開關已在“OFF”位置。

圖1 

        3．上輥不能正常壓靠鋼帶，鋼帶與輥之間的摩擦力降低。一段時間內發生過11次。接近開關關閉后，受軟件連鎖的作用，該區域設備停止工作。但是在連鎖發生時，操作工均須重新啟動。在重啟動的過程中，導致鋼帶和下輥產生摩擦發生打火現象。 
        4．失火的部位周邊均有冷卻噴淋水，橡膠和FRP等可燃物發生燃燒的概率很低，不能作為分析的重點。通常情況下，酸槽中的化學反應主要在氧化鐵和鹽酸之間發生： 
                FeO＋2HCl→FeCl2＋h2O 
                Fe203＋6HC1→2FeC13＋3H20 
        5．如果鋼帶停止運行，滯留在酸液中的時間過長，容易產生過酸洗，反應中將產生大量氫。即： 
                Fe＋2HC1→FeCl2＋H2↑ 
        6．正常速度生產時，酸槽內氫產生量為：酸液中不添加抑制劑，Fe離子還原值為（10mg/cm2 )/min,氫產生（0.36mg/cm2 )/min,酸槽總長120m，鋼帶寬度1.2m，總面積288m2，產氫量1036g/min。另外，排廢系統的流量為220m3 /min，空氣密度為1.2g/L，所以220m3/min的廢氣排量為2.75×105g/min，廢氣中濃度為0.37%。 
        酸液中添加抑制劑，Fe離子還原值為（(1.6mg/cm2 )/min，氫產生（0.06mg/cm2 )/min。酸槽總長、鋼帶寬度、總面積、排廢系統的流量和空氣密度均與不添加抑制劑時相同，則產氫量173g/min，廢氣排量為2.75×105g/min，于是廢氣中氫的濃度為0.07%。這種濃度不會被點燃引起失火。 
        7．槽內廢氣由4號酸槽和擠干輥處的煙霧抽排排出（圖2、圖3)。在失火之前，酸槽區域發生了多次停機，這樣容易造成過酸洗而產生過量氫氣。氫氣輕于空氣，槽蓋高于排廢管道，在高層位置容易產生聚集不易被抽出，槽體上部產生較高濃度的氫，帶鋼與下輥產生滑動打火的位置，同時也是氫濃度較高的區域，氫被點燃失火也就發生了。

圖3 

        二、整改措施 
        1．出現脫膠的膠輥設計使用壽命不得低于15天，實際新輥投入使用后的第13天，發生脫膠導致失火，所以，需要提高膠輥的質量。 
        2．失火前的節氣閥流量調節為220m3/min，實際煙霧抽排置最大排量為400m3/min，所以抽排量可以加大，節氣閥流量設定在350-400m3/min。 
        3.在4號酸槽的槽蓋上加工一些孔洞，通過煙霧抽排裝置產生的負壓、吸入外界空氣，沖淡并帶走槽體上方的氫氣。 
        4.提高膠輥位置檢測的可靠性，在膠輥兩側均安裝接近形狀并進行連鎖，便于操作維護人員確認膠輥位置狀況。 
        5.操作方面的預防措施。加強操作人員對設備不正常狀況的認識，如果擠干輥的接近開關“OFF”發生時，要核實以下事項：（1）通過檢查窗口觀察擠干輥的位置；（2）觀察擠干輥的轉動是否正常；（3）觀察上擠干輥提升液壓缸位置是否正常。如出現長時間停機（＞10min）或反復停機，可使用提升裝置將鋼帶提升出酸洗液面。
通過實施上述各項措施，加大點檢巡視力度，加強操作檢修人員的培訓，提高了對設備的認知深度，消除了失火的根源。