铁质异物引爆雷蒙磨内硅粉

钟圣俊++郭红卫++司恭++++++钟圣俊

2016年8月30日，河南省安阳市安阳县安全生产监督管理局网站公布了“5·31”雷蒙磨硅粉尘爆炸事故调查报告。本刊特别约请参与事故调查的东北大学工业爆炸及防护研究所所长钟圣俊博士，河南省安全生产科学研究院研究员司恭、副研究员郭红卫，就这起事故的原因和预防措施进行介绍。

2016年5月31日3时50分左右，河南省安阳市安阳县水冶镇盛鑫铁合金经销处发生一起较大雷蒙磨爆炸事故，造成4人死亡3人受伤，直接经济损失454万元。经调查认定，安阳县盛鑫铁合金经销处“5·31”雷蒙磨爆炸事故（以下简称“5·31”事故）是一起较大生产安全责任事故。

雷蒙磨爆炸前后

安阳县盛鑫铁合金经销处成立于2014年12月9日，位于安阳县水冶镇南固现村，企业类型为个体工商户。

涉及本次事故的是硅粉（俗称“硅铁粉”）雷蒙磨粉碎生产工艺。该企业总平面布局为：2台雷蒙磨位于厂区北部呈东西向布置，两者间距约9 m，雷蒙磨东侧为成品存放区；颚式破碎机、锤式破碎机、对辊磨位于厂区西部。厂房均为半敞开式钢架结构，彩钢瓦顶棚，一侧为实体墙，一侧敞开。

涉及本次粉尘爆炸事故的作业区域平面布置图见图1。事故区域面积为22.8 m×14.6 m。

据询问企业法人了解，该企业自2016年3月24日以来主要从事来料加工。2016年5月30日21时30分左右，有客户将17 t左右硅铁原料送至该企业进行加工。该企业现场当班人员4人，客户临时加派人员3人，使用雷蒙磨进行粉碎作业。西侧雷蒙磨加工200目硅铁粉，东侧雷蒙磨加工100目碳化硅粉。

5月31日3时50分左右，西侧雷蒙磨爆炸。当场造成3人死亡，后1人送医后抢救无效当天死亡。事故造成彩钢屋顶大部分被掀开，西侧雷蒙磨磨体上方端盖部分破裂、主风管多处开裂、收料旋风分离器筒体和锥体被撕开、雷蒙磨风机被炸毁开裂。据分析，本次事故的爆炸当量估算为10～20 kg TNT。

东北大学工业爆炸及防护研究所测试数据显示：事故发生时正在加工的物料（细度200目）引燃温度（MITC）为575～600 ℃，爆炸下限为180～200 g/m3，最小点燃能量为300～1 000 mJ。最大爆炸压力为0.77 MPa，爆炸指数为13.1 MPa·m/s，爆炸极限为180～200 g/m3。

爆炸事故现场见图2、图3。

摩擦的铁制物 引爆硅粉

爆炸发生的直接原因

根据检测结果，事故发生时正在加工的物料主要成分为硅（96.2%），硅粉为此次事故的爆炸物质。

硅粉粉尘粒径越小，爆炸下限越低，最小点火能量越小，硅粉尘爆炸的危险性越大。硅粉粉尘粒径越小，越易悬浮，表面积越大，燃烧速度越快，升压越快，爆炸压力越大。由于粉尘的初始爆炸气浪会将沉积粉尘扬起，在新空间达到爆炸极限而产生二次爆炸。

专家组通过人孔观察到，雷蒙磨辊的一个螺栓缺失，喂料口除铁器设计存在盲区，且磁力不大。因此专家重点查找了磨腔内的金属异物。通过拆卸所有观察口，将磨腔内可清理的残余物料清理出来，找到铁质异物见图4。从图4中可以看出，磨腔内存在大量铁质异物，包括数枚螺栓及螺栓残骸、钢条和完全挤压变形的不明铁质物体。

由此推测本次事故的直接原因为：雷蒙磨的除铁器除铁能力不足，雷蒙磨维护不良，导致雷蒙磨内出现铁质异物，铁质异物在雷蒙磨内碰撞、摩擦产生火花、高温，导致雷蒙磨内浓度处于爆炸极限范围内的硅铁粉发生粉尘爆炸，并在车间一定范围内发生了二次爆炸。

技术和管理原因

本次事故的间接原因主要是：第一，事故企业安全生产主体责任落实不到位，违法违规组织生产，企业管理制度不完善，操作规程不规范，安排未经岗前培训人员违规作业。

第二，雷蒙磨不适于硅粉等可燃粉尘的制备。硅铁粉碎加工设备选型不当。

第三，企业没有识别粉尘爆炸风险，没有采取有效预防和控制粉尘爆炸的措施。雷蒙磨出口管道、旋风分离器没有采取泄压措施。袋式除尘器为非封闭式简易布袋，不具备采取防爆措施的基础。旋风分离器下料口没有设置锁气卸灰装置。

第四，企业未对员工进行粉尘爆炸安全培训，未为员工配备个体防护设备。

防控在当下

近些年来，硅粉尘爆炸事故并不少见。2008年7月15日，广东江门某硅粉制粉车间粉尘爆炸，1死3伤；2009年8月9日，浙江开化元通硅业有限公司，硅粉制粉车间粉尘爆炸，2伤；2010年8月8日，山东淄博张店区良乡工业园的淄博齐顺硅粉有限公司，雷蒙磨粉碎系统爆炸，7伤；2010年9月19日，东岳有机硅硅粉加工装置（二期）检修动火过程中发生爆炸，爆炸发生两次，造成2人死亡。如何预防硅粉粉碎过程中的爆炸，具体有以下7项措施：

第一，选用适用于可燃物料的粉碎设备，如柱磨机、球磨机、气流磨。

第二，应识别粉尘爆炸风险，严格按GB 15577-2007《粉尘防爆安全规程》的要求，采取粉尘防爆措施。

第三，粉尘爆炸危险场所应进行爆炸危险区域划分，并按照GB 50058-2014《爆炸危险环境电力装置设计规范》等标准的要求选用粉尘防爆电气设备，包括（但不限于）电机、配电柜、开关、照明灯具。

第四，粉碎设备进料口应安装有效的除铁除杂装置。

第五，按照GB/T17919-2008《粉尘爆炸危险场所用收尘器防爆导则》、AQ 4273-2016《粉尘爆炸危险场所用除尘系统安全技术规范》设计、安装除尘系统，并按规定使用和维护。

第六，为作业人员配备必要的个体防护装备。

第七，建议研究硅粉粒度与爆炸风险的关系，以及硅粉粉碎粉尘防爆技术，制定可燃粉尘粉碎系统防爆安全规范。

致谢：本文工作得到了国家自然科学基金项目（编号51174047）的资助。（本文作者钟圣俊工作单位为东北大学工业爆炸及防护研究所；郭红卫、司恭工作单位为河南省安全科学研究院）

编辑 包冬冬