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1、 沈阳工学院毕业设计论文摘 要 高炉炼铁生产具有长期连续性，机械化、自动化程度高，生产规模大等特点。生产和储藏区域存在大量危险源及危险因素，如果管理或监控措施不当，非常容易发生各种各样的工业事故。本文依据炼铁厂事故统计数据, 以分析高炉炼铁系统主要工艺为基础, 对炼铁厂普遍存在的危险、有害因素进行了全方位的辨识, 并对其危险等级进行了分析。将危险、有害因素分析结果以及事故统计数据相结合, 从安全技术和安全管理两个方面找出了主要应对措施。在事故统计分析的基础上提出炼铁厂重点安全管理及技术措施,对保证及其实现安全生产标准化及安全生产工作目标具有重要意义。本文针对抚顺某高炉炼铁系统，着重分析预防炉前
2、事故的技术措施。运用事故树分析法探讨并解决高炉炼铁的普遍与个别事故，对抚顺某高炉炼铁系统进行安全评价，辨识其中的有害因素，并提出了对策和改进意见。关键词：高炉炼铁；安全技术；安全生产；安全管理AbstractLong-term continuous production of blast furnace iron production, mechanization , high degree of automation , there are a lot of hazards and other characteristics of large -scale production , prod
3、uction and storage areas , if improperly managed or monitoring measures , prone to a variety of industrial accidents. In this paper, ironworks accident statistics as the basis, on the basis of analysis of the main blast furnace ironmaking process systems based on the prevalence of major risk ironwor
4、ks , and harmful factors for a comprehensive identification, and analyzed their degree of risk . Combined with dangerous and harmful factors and accident statistics analysis results presented from the main measures and measures of security technologies and security management in two ways. Ironworks
5、proposed measures focus on safety management and technical analysis on the basis of accident statistics on its implementation to ensure safe production and standardization of production safety goals is important. In this paper, a blast furnace ironmaking system Fushun , blast furnace accident preven
6、tion measures focused on technical analysis . Analysis of the use of fault tree analysis of blast furnace ironmaking typical accident on a blast furnace ironmaking system Fushun evaluate the harmful factors which identify and put forward countermeasures and suggestions for improvement.Key words : Bl
7、ast furnace ironmaking; safety technology; safe production; safety managementI目 录摘要IAbstractII前言31 高炉炼铁系统4 1.1 高炉炼铁系统简介41.2 高炉炼铁系统主要工艺设备51.3 高炉炼铁工艺流程51.4 高炉炼铁的发展史71.5 国内外高炉炼铁研究状况71.6 高炉炼铁面临淘汰中国钢铁业急需升级换代92 高炉炼铁容易发生的事故及危险性112.1 近年来发生的关于高炉炼铁的事故112.2 高炉炼铁中的主要安全事故132.3 主要安全事故因素辨识和分析142.4 高炉炼铁的职业危害因素162.5
8、 高炉炼铁生产中的常见事故172.6 炉前操作中容易发生的事故183 设计路线与事故树分析213.1 主要研究内容和设计路线213.2 事故树分析法概述213.3 事故树的概念223.4 事故树的功能233.5 利用事故树分析法做安全评价233.6 抚顺某高炉炼铁系统事故树的确立234 抚顺某高炉炼铁系统事故树分析254.1 事故树分析中涉及的公式及计算254.2 高炉炼铁系统事故树定性与定量分析计算结果表274.3 抚顺某高炉炼铁系统事故树结果分析285 安全对策及措施305.1 高炉炼铁系统安全技术对策措施305.2 高炉炼铁系统安全管理对策措施305.3 建立高炉专家系统315.4 增设
9、高炉主要系统的监控设施325.5 合理改善出铁场设计336 结论35致 谢36参考文献37前 言高炉炼铁系统是钢铁生产中的重要组成。这种工艺是由古代竖炉炼铁经过发展，进化形成的。虽然世界各国研究并开发了很多种新的炼铁法，不过由于高炉炼铁技术经济效益良好，方法简单并且产量大，生产效率高，能源消耗低，所以这种方法生产的钢铁仍占全世界总产量95%以上。伴随钢铁产业发展政策的落实，近年来我国炼钢工艺技术取得了空前进步，高炉炉容逐步朝着大型化发展，全国炉容3000 m以上的大型高炉已经达到30多座。高炉日吞吐量呈几何增长，伴随着便是炉前操作任务非常繁重；出铁场设计没有得到科学改进，大量出铁厂存在有效面积
10、变小、不平坦、多台阶的问题，不便炉前机械运行，不利于渣铁沟正常操作和日常维护；炉前作业比较拥挤，工作任务量加大，工人劳动强度加大；铁口无侧吸，开堵铁1：1时，除尘效果比较差；主沟封闭不严或开口时不能及时掩盖，放喷溅不力等，是造成出铁口除尘效果不好的重要原因，给炉前操作带来了极大的安全隐患；渣沟尾部与水渣槽通过水渣沟相连，导致冲渣时出铁场蒸汽过大，能见度低，严重影响工人作业环境；炉前机械设备能力不足，对开堵铁口产生影响，宽铁钩设计导致炉前作业场地更加狭窄；现场噪音大，作业环境恶劣，也是潜在的危险因素，严重影响炉前工作人员的人身安全。对于本次毕业设计，主要阐述说明的是抚顺某某高炉炼铁系统安全性分析
11、。 1 高炉炼铁系统1.1 高炉炼铁系统简介高炉炼铁生产方式：钢铁厂高炉在生产时将铁矿石、烧结矿、球团、石灰石、焦炭等物料从高炉上部加入高炉，然后从高炉下部吹入1000左右的热气体，使焦炭燃烧并产生煤气，加热炉料并让其发生化学反应。炉料在1100左右开始融化，1400时变成铁水和液体熔渣，并分层贮存于炉缸内，然后分别经过炉前操作，并完成出铁和出渣。其中碳同鼓入空气中的氧气，通过燃烧生成的一氧化碳，在炉内上升过程中与铁矿石发生还原反应，从而除去铁矿石中的氧得到铁水。炼成的铁水从出铁口流出。铁矿石中没还原的杂质和石灰石等熔剂结合后生成炉渣，从出渣口流出。产生的煤气从炉顶导出，经过除尘处理后，可以用
12、作加热炉、热风炉、焦炉、锅炉等的燃料1。图1.1 高炉简图 炼铁生产过程的主要设备是高炉，炉前主要设备包括泥炮、开口机、天车、摆动流嘴、揭盖机、更换风口机、油锤机械设备等。1.2 高炉炼铁系统主要工艺设备1、高炉。横断面为圆形的炼铁竖炉。用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹 、炉缸5部分。由于高炉炼铁技 术经济指标良好，工艺 简单 ，生产量大，劳动生产效率高，能耗低等优点，故这种方法生产的铁占世界铁总产量的绝大部分。高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂（石灰石），从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天
13、然气等辅助燃料）中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧、硫、磷，还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中未还原的杂质（主要为脉石SiO2）和石灰石等熔剂结合生成炉渣（主要为CaSiO3等），从渣口排出。产生的煤气从炉顶排出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。高炉冶炼的主要产品是生铁，还有副产高炉渣和高炉煤气。2、高炉热风炉。热风炉是为高炉加热鼓风的设备，是现代高炉不可缺少的重要组成部分。提高风温可以通过提高煤气热值、优化热风炉及送风管道结构、预热煤气和助燃空气、改善热风炉操作等技术措施来实现。理论研究和生产实践表明，采用优化的热风炉结构、提
14、高热风炉热效率、延长热风炉寿命是提高风温的有效途径。3、铁水罐车。铁水罐车用于运送铁水，实现铁水在脱硫跨与加料跨之间的转移或放置在混铁炉下，用于高炉或混铁炉等出铁2。1.3 高炉炼铁工艺流程生铁的冶炼虽原理相同，但由于方法不同、冶炼设备不同，所以工艺流程也不同。下面分别简单予以介绍。高炉生产是连续进行的。一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。生产时，从炉顶（一般炉顶是由料种与料斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶）不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风（10001300摄氏度），喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石，主要是铁和氧的化合物。在高温下
15、，焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁，这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁，铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。煤气从炉顶导出，经除尘后，作为工业用煤气。现代化高炉还可以利用炉顶的高压，用导出的部分煤气发电。为高炉炼铁工艺流程图生铁是高炉产品（指高炉冶炼生铁），而高炉的产品不只是生铁，还有锰铁等，属于铁合金产品。锰铁高炉不参加炼铁高炉各种指标的计算。高炉炼铁过程中还产生副产品水渣、矿渣棉和高炉煤气等。高炉炼铁过程中, 炉料需经过加热、还原、熔化、造渣、渗碳、脱硫等一系列物理化学过程, 最后生成液态炉渣和生铁。图1.2 高炉炼铁典型工艺流程图1.4 高炉炼铁的发展史早期炼铁厂的高炉使用木炭或煤作燃料，18世纪改用焦炭，19世纪中叶改冷风为热风(见冶金史)。20世纪初高炉发展为使用煤气内燃机式和蒸汽涡轮式鼓风机后，高炉炼铁才得到迅速发展。20世纪初美国的大型高炉日生产量达 450吨，焦比差不多1000公斤/吨生
