酸槽失火原因分析及对策

   摘 要：某冷轧薄板厂连轧机组酸洗槽失火，主要原因有：轧辊包胶层脱落、纠偏装置接近开关异常、烟雾抽排装置抽排量不足，就此提出相应的整改措施。
关键词：冷轧薄板 连轧机组 酸洗槽 失火 轧辊 包胶层
某冷轧厂连轧机组的酸槽，在位于酸洗槽出口段与漂洗槽入口段之间的挤干辊处发生一次严重火灾事故。事故中，酸洗槽的橡胶衬、合成树脂件和辅件、烟雾抽排装置的FRP（玻璃纤维增强塑料）管道和合成树脂件都受损，停产半个月。 
        一、失火原因分析 
        1．失火燃烧只能使橡胶熔化而非脱落，现场发现1号纠偏挤干辊下辊一侧的包胶层完全脱落，并掉落在槽底，判定属于失火前的机械性脱落。 
        2．胶层的厚度为25mm，包胶层完全脱落后，导致上辊倾斜（图1)，正常条件下，接近开关在“ON”位置，包胶层脱落后，接近开关已在“OFF”位置。

图1 

        3．上辊不能正常压靠钢带，钢带与辊之间的摩擦力降低。一段时间内发生过11次。接近开关关闭后，受软件连锁的作用，该区域设备停止工作。但是在连锁发生时，操作工均须重新启动。在重启动的过程中，导致钢带和下辊产生摩擦发生打火现象。 
        4．失火的部位周边均有冷却喷淋水，橡胶和FRP等可燃物发生燃烧的概率很低，不能作为分析的重点。通常情况下，酸槽中的化学反应主要在氧化铁和盐酸之间发生： 
                FeO＋2HCl→FeCl2＋h2O 
                Fe203＋6HC1→2FeC13＋3H20 
        5．如果钢带停止运行，滞留在酸液中的时间过长，容易产生过酸洗，反应中将产生大量氢。即： 
                Fe＋2HC1→FeCl2＋H2↑ 
        6．正常速度生产时，酸槽内氢产生量为：酸液中不添加抑制剂，Fe离子还原值为（10mg/cm2 )/min,氢产生（0.36mg/cm2 )/min,酸槽总长120m，钢带宽度1.2m，总面积288m2，产氢量1036g/min。另外，排废系统的流量为220m3 /min，空气密度为1.2g/L，所以220m3/min的废气排量为2.75×105g/min，废气中浓度为0.37%。 
        酸液中添加抑制剂，Fe离子还原值为（(1.6mg/cm2 )/min，氢产生（0.06mg/cm2 )/min。酸槽总长、钢带宽度、总面积、排废系统的流量和空气密度均与不添加抑制剂时相同，则产氢量173g/min，废气排量为2.75×105g/min，于是废气中氢的浓度为0.07%。这种浓度不会被点燃引起失火。 
        7．槽内废气由4号酸槽和挤干辊处的烟雾抽排排出（图2、图3)。在失火之前，酸槽区域发生了多次停机，这样容易造成过酸洗而产生过量氢气。氢气轻于空气，槽盖高于排废管道，在高层位置容易产生聚集不易被抽出，槽体上部产生较高浓度的氢，带钢与下辊产生滑动打火的位置，同时也是氢浓度较高的区域，氢被点燃失火也就发生了。

图3 

        二、整改措施 
        1．出现脱胶的胶辊设计使用寿命不得低于15天，实际新辊投入使用后的第13天，发生脱胶导致失火，所以，需要提高胶辊的质量。 
        2．失火前的节气阀流量调节为220m3/min，实际烟雾抽排置最大排量为400m3/min，所以抽排量可以加大，节气阀流量设定在350-400m3/min。 
        3.在4号酸槽的槽盖上加工一些孔洞，通过烟雾抽排装置产生的负压、吸入外界空气，冲淡并带走槽体上方的氢气。 
        4.提高胶辊位置检测的可靠性，在胶辊两侧均安装接近形状并进行连锁，便于操作维护人员确认胶辊位置状况。 
        5.操作方面的预防措施。加强操作人员对设备不正常状况的认识，如果挤干辊的接近开关“OFF”发生时，要核实以下事项：（1）通过检查窗口观察挤干辊的位置；（2）观察挤干辊的转动是否正常；（3）观察上挤干辊提升液压缸位置是否正常。如出现长时间停机（＞10min）或反复停机，可使用提升装置将钢带提升出酸洗液面。
通过实施上述各项措施，加大点检巡视力度，加强操作检修人员的培训，提高了对设备的认知深度，消除了失火的根源。