按照《煉鋼安全規(guī)程》的規(guī)定, 起吊鋼水包應(yīng)采用冶金專用的鑄造起重機(jī), 而有些公司卻擅自使用一般用途的普通起重機(jī); 二是設(shè)備日常維護(hù)不善, 如起重機(jī)上用于固定鋼絲繩的壓板螺栓松動(dòng); 三是運(yùn)行中由于電氣控制系統(tǒng)故障及設(shè)計(jì)缺陷, 接觸器失電造成電動(dòng)機(jī)失電, 制動(dòng)器不抱閘, 鋼水包失控下墜。當(dāng)司機(jī)操作制動(dòng)后, 由于制動(dòng)襯墊磨損嚴(yán)重, 致使制動(dòng)力矩嚴(yán)重不足, 未能有效制止鋼水包下墜。兩條主要原因都與起重機(jī)械有著直接關(guān)系, 這一問(wèn)題引起國(guó)家對(duì)此類設(shè)備的高度重視, 國(guó)家質(zhì)檢總局專門下發(fā)文件, 要求對(duì)冶金起重機(jī)械進(jìn)行整治。

冶金起重機(jī)械究竟為何容易出現(xiàn)事故? 應(yīng)該如何進(jìn)行預(yù)防和處理? 本文針對(duì)此類起重機(jī)械做一簡(jiǎn)單分析。

1 冶金起重機(jī)械概述

1.1 定義

按照GB6974.16- 86 要求, 冶金起重機(jī)定義為: 適應(yīng)金屬冶煉、軋制等熱加工特殊要求, 直接用于生產(chǎn)工藝流程中的特種起重機(jī)。冶金起重機(jī)包括黑色冶金起重機(jī)、有色冶金起重機(jī)、熱加工車間用冶金起重機(jī)、煉焦用干熄焦焦罐提升機(jī)和維修煉鐵高爐用多功能起重機(jī)。

1.2 冶金起重機(jī)械分類

( 1) 鋼廠用起重機(jī):根據(jù)煉鋼工藝的不同, 使用的冶金起重機(jī)種類也不同, 老的平爐煉鋼模鑄工藝(非連鑄工藝)所用的起重機(jī)包括: 平爐加料起重機(jī)(含橋式加料起重機(jī)和地面加料起重機(jī))、鑄造起重機(jī)、夾鉗起重機(jī)、脫錠起重機(jī)及揭蓋起重機(jī)等。轉(zhuǎn)爐(電爐)煉鋼連鑄典型工藝流程如圖1 所示, 與之對(duì)應(yīng)的常用起重機(jī)如下:

煉鋼車間用起重機(jī): 鑄造起重機(jī)、加料起重機(jī)、修罐用起重機(jī)、渣罐起重機(jī)及中間罐起重機(jī)。連鑄車間用起重機(jī): 鋼坯夾鉗起重機(jī)、電磁掛梁起重機(jī)。

軋鋼車間與鋼材庫(kù)用起重機(jī): 鋼坯夾鉗起重機(jī)、吊鉤掛梁起重機(jī)( 線材) 、電磁掛梁起重機(jī)、電磁料耙起重機(jī)( 型材、線材) 、板垛( 薄板垛) 夾鉗起重機(jī)及鋼卷搬運(yùn)起重機(jī)。鋼卷搬運(yùn)起重機(jī)一般由普通橋式起重機(jī)或回轉(zhuǎn)吊鉤橋式起重機(jī)加掛鋼卷吊具組成。

( 2) 鋁廠用起重機(jī): 鋁電解多功能機(jī)組即電解鋁多功能起重機(jī)、陽(yáng)極焙燒爐用多功能機(jī)組即焙燒多功能起重機(jī)、陽(yáng)極碳?jí)K堆垛機(jī)組即陽(yáng)極碳?jí)K堆垛起重機(jī)。

( 3) 銅廠用起重機(jī):鑄造起重機(jī)、電解銅起重機(jī)。

( 4) 熱加工車間用冶金起重機(jī): 包括淬火起重機(jī)和鍛造起重機(jī)。

( 5) 煉焦用起重機(jī):焦罐搬運(yùn)專用起重機(jī)。

( 6) 維修煉鐵高爐用起重機(jī):高爐多功能起重機(jī)。

( 7) 冶金起重機(jī)專用吊具及專用部件

2 冶金起重機(jī)的危險(xiǎn)性

2.1 冶金起重機(jī)工作非常頻繁, 利用等級(jí)大于U6 級(jí)。冶起重機(jī)的滿載率和滿載次數(shù)都很高, 載荷狀態(tài)為Q3 或Q4。因此, 冶金起重機(jī)的工作級(jí)別在A6～A8 之間。

2.2 工作環(huán)境惡劣

絕大多數(shù)冶金起重機(jī)在高溫、高粉塵甚至在含有害氣體的惡劣環(huán)境中工作。起重機(jī)有時(shí)遭受大量含有粉塵的高溫氣體和鐵合金粉塵侵蝕, 有時(shí)會(huì)長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受來(lái)自盛在鋼液包內(nèi)的鐵液鋼水的幅射或烘烤。所以對(duì)起重機(jī)的防塵、防熱、防幅射、防火焰等都提出了極嚴(yán)格的要求。

2.3 吊運(yùn)介質(zhì)危險(xiǎn)

特別是鑄造起重機(jī), 即在煉鋼和連鑄車間吊運(yùn)液態(tài)金屬的起重機(jī), 即兌鐵水、接鋼水的起重機(jī), 其吊運(yùn)的介質(zhì)溫度達(dá)到1500℃ 以上, 一旦發(fā)生脫鉤墜落、灑落等現(xiàn)象,后果極其嚴(yán)重。

3 預(yù)防冶金起重機(jī)械事故應(yīng)采取的措施

3.1 正確選型

( 1) GB3811— 83《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》

a 對(duì)起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)器的要求。吊運(yùn)液態(tài)金屬及其他危險(xiǎn)品的起升機(jī)構(gòu), 每套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置至少應(yīng)有兩個(gè)支持制動(dòng)器, 每一個(gè)制動(dòng)器的安全系數(shù)不低于1.25; 對(duì)于兩冶金起重機(jī)安全問(wèn)題探討

b 對(duì)升降加(減)速度的要求。吊運(yùn)液態(tài)金屬和危險(xiǎn)品的起升機(jī)構(gòu), 平均加(減)速度不應(yīng)大于0.1m/s 。

c 對(duì)吊鉤的要求。對(duì)鑄造起重機(jī)的片式單鉤, 許用應(yīng)力取為屈服點(diǎn)的0.4 倍。

d 對(duì)鋼絲繩安全系數(shù)的要求。對(duì)于搬運(yùn)危險(xiǎn)物品的起重用鋼絲繩, 一般應(yīng)按比設(shè)計(jì)工作級(jí)別高一級(jí)的工作級(jí)別選擇安全系數(shù)。

e 對(duì)起升限位保護(hù)的要求。吊運(yùn)液態(tài)金屬的起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)必須裝置兩套上升限位開(kāi)關(guān)。兩套開(kāi)關(guān)動(dòng)作應(yīng)有先后,并應(yīng)盡量采用不同結(jié)構(gòu)形式和控制不同的斷路裝置。

f 對(duì)起升超速保護(hù)的要求。鑄造起重機(jī)的主起升機(jī)構(gòu),應(yīng)有超速保護(hù)措施。

( 2) GB6067— 85《起重機(jī)械安全規(guī)程》

a 對(duì)司機(jī)室的要求。在高溫環(huán)境下直接受熱輻射的司機(jī)室, 應(yīng)設(shè)有效的隔熱層。受熱輻射的窗玻璃應(yīng)采用防紅外線輻射的鋼化玻璃。

b 對(duì)鋼絲繩的要求。吊運(yùn)熔化和熾熱金屬的鋼絲繩,應(yīng)采用石棉芯、鋼芯等耐高溫的鋼絲繩。

a 主起升機(jī)構(gòu)應(yīng)有兩套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng), 當(dāng)其中一套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí), 另一套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)能保證在額定起重量下完成一個(gè)工作循環(huán)。

b 主起升機(jī)構(gòu)宜采用4 根鋼絲繩纏繞系統(tǒng), 當(dāng)l 根鋼絲繩或?qū)蔷€上兩根鋼絲繩斷裂后仍能將重物放到地面上。

c 對(duì)起重橫梁的要求。起重橫梁下翼緣板下應(yīng)設(shè)隔熱裝置。兩端纏繞鋼絲繩的動(dòng)滑輪應(yīng)設(shè)防護(hù)罩。

d 對(duì)板鉤的要求。鉤片的材料應(yīng)不低于Q235c 或Q345B; 鉤片材料的軋制方向應(yīng)與鉤長(zhǎng)方向一致; 鉤片疊起連接后, 其間隙應(yīng)≤0. 5ram, 緊固后不得松動(dòng); 鉤口處應(yīng)設(shè)防磨保護(hù)鞍座。

e 起升機(jī)構(gòu)應(yīng)裝設(shè)上升極限位置的雙重限位器(一般是重錘式和旋轉(zhuǎn)式并用), 當(dāng)取物裝置上升到設(shè)計(jì)規(guī)定的極限位置時(shí)切斷電動(dòng)機(jī)電源。對(duì)起升高度>20m 的起重機(jī)還應(yīng)裝設(shè)下降極限位置的限位器, 除自動(dòng)切斷電動(dòng)機(jī)電源外, 還應(yīng)保證卷筒上纏繞的鋼絲繩在不計(jì)固定鋼絲繩圈數(shù)的情況下, 至少再保留2 圈。

f 起重機(jī)裝有稱量裝置時(shí), 應(yīng)在司機(jī)室內(nèi)和主梁適當(dāng)部位設(shè)有明顯的顯示裝置。

( 4) 歐洲搬運(yùn)工程協(xié)會(huì)F. E. M. 1001《起重設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)范》

a 對(duì)鋼絲繩的要求。對(duì)于搬運(yùn)危險(xiǎn)物品的起重沒(méi)備,選用比標(biāo)準(zhǔn)類別高～ 級(jí)的鋼絲繩和滑輪, 最低的機(jī)構(gòu)類別為M5。

b 對(duì)起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)器的要求。要求特別安全的起重機(jī), 例如鋼廠的起重機(jī)及起重危險(xiǎn)品或熔化物品的起重機(jī), 應(yīng)該配備輔助制動(dòng)器。在正常工作情況下, 輔助制動(dòng)器應(yīng)延遲至主制動(dòng)器制動(dòng)動(dòng)作完成后再制動(dòng), 延遲時(shí)間必須是可調(diào)的。在緊急停止情況下, 輔助制動(dòng)器應(yīng)立即起作用。應(yīng)按1.6 倍起升載荷設(shè)計(jì)制動(dòng)系統(tǒng)。吊運(yùn)熔融物的起升機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)有兩個(gè)互相獨(dú)立工作的機(jī)械制動(dòng)器, 每一個(gè)制動(dòng)器均應(yīng)滿足上述要求, 第二個(gè)制動(dòng)器應(yīng)比第一個(gè)制動(dòng)器滯后一段時(shí)間進(jìn)行制動(dòng)。在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)被破壞且十分危急的情況下, 必須使第二制動(dòng)器制動(dòng)卷筒, 該制動(dòng)器應(yīng)能在載荷以1.5 倍額定速度下降前自動(dòng)動(dòng)作。在這種情

況下, 起重機(jī)的控制系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有指示制動(dòng)器動(dòng)作的緊急制動(dòng)功能。

( 5) 美國(guó)鋼鐵工程師協(xié)會(huì)AISE No. 6《電動(dòng)橋式冶金

起重機(jī)規(guī)范》

a 對(duì)鋼絲繩的要求。搬運(yùn)熱金屬的起重機(jī)應(yīng)以抗斷強(qiáng)度為基礎(chǔ)采用安全系數(shù)8。

b 對(duì)制動(dòng)器的要求。在所有吊運(yùn)熾熱金屬的起升裝置上, 必須備有第二制動(dòng)器。除非另有規(guī)定, 該制動(dòng)器應(yīng)裝在電動(dòng)機(jī)的非傳動(dòng)側(cè)。雙電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)的起升裝置, 考慮到在事故狀態(tài)下作單電機(jī)運(yùn)行, 應(yīng)按上述規(guī)定為每個(gè)電機(jī)設(shè)置兩個(gè)制動(dòng)器。

3.2 按照國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局《關(guān)于冶金起重機(jī)械整治工作有關(guān)意見(jiàn)的通知》(質(zhì)檢辦特〔2007〕375 號(hào))要求進(jìn)行整改, 主要是針對(duì)吊運(yùn)熔融金屬起重機(jī)械。

( 1) 對(duì)于已經(jīng)采用通用橋式起重機(jī)吊運(yùn)熔融金屬的,應(yīng)當(dāng)更換為符合JB/T7688.15— 1999 《冶金起重機(jī)技術(shù)條件鑄造起重機(jī)》要求的鑄造起重機(jī)。如果由于廠房、基礎(chǔ)等因素不具備更換鑄造起重機(jī)條件的單位, 除滿足通用橋式起重機(jī)的法規(guī)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)外, 必須對(duì)原起重機(jī)進(jìn)行改造, 改造項(xiàng)目主要是: 電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、起重量限制器、

極限位置限位器、超速保護(hù)、接觸器故障保護(hù)、電器設(shè)備防護(hù)、電控設(shè)備防護(hù)、鋼絲繩等, 對(duì)工作級(jí)別達(dá)不到要求的起重機(jī)還應(yīng)該降負(fù)荷使用。

( 2) 對(duì)于已經(jīng)采用額定起重量大于10t 的以電動(dòng)葫蘆作為起升機(jī)構(gòu)的各類起重機(jī)械, 不允許吊運(yùn)熔融金屬。

( 3) 對(duì)于已經(jīng)采用額定起重量小于或等于10t 的以電動(dòng)葫蘆作為起升機(jī)構(gòu)的各類起重機(jī)械吊運(yùn)熔融金屬的,必須對(duì)原起重機(jī)進(jìn)行更換或改造, 改造后應(yīng)達(dá)到質(zhì)檢辦特〔2007〕375 號(hào)文件要求。

3.3 加強(qiáng)對(duì)起重機(jī)械的安全管理

根據(jù)《起重機(jī)械安全監(jiān)察規(guī)定》( 質(zhì)檢總局92 號(hào)令) 要求, 使用單位應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)起重機(jī)械的安全管理, 主要包括以下內(nèi)容:

(1) 應(yīng)使用具有相應(yīng)許可資質(zhì)的單位制造并經(jīng)監(jiān)督檢驗(yàn)合格的起重機(jī)械

 2) 應(yīng)建立健全相應(yīng)的起重機(jī)械使用安全管理制度

(3) 設(shè)置起重機(jī)械安全管理機(jī)構(gòu)或者配備專( 兼) 職安全管理人員從事起重機(jī)械安全管理工作行業(yè)交流71

(4) 對(duì)起重機(jī)械作業(yè)人員進(jìn)行安全技術(shù)培訓(xùn), 保證其掌握操作技能和預(yù)防事故的知識(shí), 增強(qiáng)安全意識(shí)

( 5) 對(duì)起重機(jī)械的主要受力結(jié)構(gòu)件、安全附件、安全保護(hù)裝置、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)等進(jìn)行日常維護(hù)保養(yǎng), 并做出記錄

( 6) 配備符合安全要求的索具、吊具, 加強(qiáng)日常安全檢查和維護(hù)保養(yǎng), 保證索具、吊具安全使用

(7) 制定起重機(jī)械事故應(yīng)急救援預(yù)案, 根據(jù)需要建立應(yīng)急救援隊(duì)伍, 并且定期演練

(8) 建立起重機(jī)械安全技術(shù)檔案。

(9) 定期進(jìn)行起重機(jī)械定期檢驗(yàn)

(10) 重機(jī)械出現(xiàn)故障或者發(fā)生異常情況, 使用單位應(yīng)當(dāng)停止使用, 對(duì)其全面檢查, 消除故障和事故隱患后, 方可重新投入使用。

4 冶金起重機(jī)械行業(yè)發(fā)展展望

4.1 冶金行業(yè)起重機(jī)械的要求:

(1) 高度可靠。由于該類起重機(jī)起吊的是灼熱鐵液、鋼液。因此在使用過(guò)程中必須在安全方面有絕對(duì)的可靠性。為此. 主起升機(jī)構(gòu)中設(shè)置了多種安全裝置, 以保證起重機(jī)在使用過(guò)程中安全可靠。

(2) 穩(wěn)定運(yùn)行。由于轉(zhuǎn)爐煉鋼效率高, 周期短, 要求起重機(jī)頻繁作業(yè), 所以在正常情況下。應(yīng)保證平衡運(yùn)行(由于起重機(jī)橋架剛性不好。機(jī)械零部件或電氣元件的故障造成停車事故而引起轉(zhuǎn)爐停產(chǎn)少出鋼損失. 一般要比整臺(tái)起重機(jī)的代價(jià)還要大)。

( 3) 維修方便。一旦出現(xiàn)故障要求對(duì)煉鋼車間的生產(chǎn)影響減少到最低限度。并能很容易地進(jìn)行快速維修。因此維護(hù)檢修必須非常方便。

4.2 冶金廠用起重機(jī)的發(fā)展方向

(1) 起重量大型化, 工作速度高速化: 隨著社會(huì)的發(fā)展對(duì)冶金企業(yè)的要求也在逐步提高, 這不僅表現(xiàn)在對(duì)冶金產(chǎn)品的數(shù)量要求上, 更重要的是表現(xiàn)在對(duì)冶金產(chǎn)品的質(zhì)量和品種方面, 由于社會(huì)需求的增加推動(dòng)和促進(jìn)了冶金企業(yè)的技術(shù)改造和技術(shù)進(jìn)步, 大型轉(zhuǎn)爐、連鑄、連軋技術(shù)的應(yīng)用, 對(duì)冶金起重機(jī)的大型化和高速度提出了更高的要求。

(2) 起升、運(yùn)行機(jī)構(gòu)均采用調(diào)速系統(tǒng): 現(xiàn)設(shè)計(jì)大量使用的是定子調(diào)壓和變頻調(diào)速系統(tǒng), 起升機(jī)構(gòu)以定子調(diào)壓為多, 運(yùn)行機(jī)構(gòu)以變頻為多。機(jī)構(gòu)采用調(diào)速以后具有以下明顯優(yōu)點(diǎn): 機(jī)構(gòu)起、制動(dòng)平穩(wěn); 可有效減少制動(dòng)器閘塊的磨損; 被吊物體能準(zhǔn)確定位; 減少對(duì)金屬結(jié)構(gòu)(橋架或小車架)和傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊, 延長(zhǎng)使用壽命; 可有效改善操作工人的工作環(huán)境; 減少起動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊。

(3) 監(jiān)測(cè)傳感控制技術(shù)廣泛應(yīng)用, 使用性能和可靠度大大提高: 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步, 各種監(jiān)測(cè)、傳感控制技術(shù)在冶金起重機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用, 從而使起重機(jī)的使用性能得到很大的提高, 使冶金起重機(jī)從以前簡(jiǎn)單意義上物料搬運(yùn)工具變成目前的物流、信息流綜合傳送設(shè)備。例如可完成產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)、超載斷電和報(bào)警等功能的秤量裝置; 故障顯示、記錄、打印裝置; 二、三維定位裝置; 安全制動(dòng)器等。

(4) 控制技術(shù)程序化, 遙控技術(shù)在特殊環(huán)境中使用:隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的發(fā)展和日臻完善, 實(shí)現(xiàn)程序化控制的起重機(jī)也已成為可能, 且其控制范圍變得日益廣泛, 控制功能變得日益完善, 各種冶金起重機(jī)按照人們事先約定的模式執(zhí)行一定的工作任務(wù)已成為現(xiàn)實(shí)。為了更準(zhǔn)確、即時(shí)的完成各種工作任務(wù), 各種冶金起重機(jī)通過(guò)有線或無(wú)線與主控設(shè)備聯(lián)動(dòng)。在主控室控制已成為可能, 遙控冶金起重機(jī)和程控冶金起重機(jī)已在部分冶金企業(yè)中使用。

(5) 結(jié)構(gòu)型式標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)模式國(guó)際化: 由于市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)機(jī)的客觀要求, 設(shè)備采購(gòu)單位希望在短時(shí)間內(nèi)利用招投標(biāo)形式選擇質(zhì)優(yōu)、價(jià)低產(chǎn)品, 設(shè)備生產(chǎn)廠沒(méi)有結(jié)構(gòu)型式的標(biāo)準(zhǔn)化和生產(chǎn)模式的國(guó)際化就很難達(dá)到用戶的要求。

(6) 人機(jī)工程合理化、操作環(huán)境舒適化: 隨著社會(huì)的進(jìn)步, 環(huán)保意識(shí)和勞動(dòng)保護(hù)意識(shí)的提高, 冶金起重機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中把人機(jī)工程及操作環(huán)境舒適要求提到了較高的要求, 如: 司機(jī)室加裝冷、暖空調(diào)、隔熱保護(hù)、地面無(wú)線遙控、車上有線和無(wú)線通訊、航空座椅、司機(jī)休息室, 上、下吊車全部采用斜梯、電氣室加裝隔熱防護(hù)和冷風(fēng)機(jī), 較窄的人行通道采取防滑措施, 經(jīng)常檢修部分加裝吊籠等都為操作維護(hù)人員提供了較好的工作環(huán)境和條件。特別是雙層壁、雙層玻璃的司機(jī)室與可躺式航空座椅、冷暖空調(diào)、有線、無(wú)線通訊配合使用。為改善司機(jī)的工作條件、提高工作效率、減少工作失誤起到了很好的作用。人機(jī)工程合理化正逐步成為現(xiàn)代冶金起重機(jī)發(fā)展的主要趨勢(shì)之一, 越來(lái)越引起人們的重視。