湖州某铸造厂电炉风险评价分析

徐佳昕 游 波,2 刘永胜高级工程师 施式亮教授 褚 涛

（1.湖南科技大学 资源环境与安全工程学院，湖南 湘潭 411201；2.煤矿安全开采技术湖南省重点实验室，湖南 湘潭 411201； 3.长沙武广新城开发建设有限责任公司，湖南 长沙 410000）

0 引言

我国把安全生产定为一项重要的政策，企业管理同样也把安全生产视为工作中的一项重要内容，安全生产的重要性不可忽视。由于铸造业的发展，同时也带来了各种铸造业事故的发生，如何减少铸造业事故的发生，实现安全生产，已经成为当下人们越来越关注的问题。

我国的铸造技术历史悠久，自改革开放以来，中国铸造行业迅速发展，铸造工艺技术不断提升，行业规模不断扩大。尽管我国拥有大量的铸造企业，在铸造行业取得了显著的成就，但由于技术、设备和管理方面的相对落后，导致相关的人员伤亡、职业损伤、财产损失、能源损失和环境破坏等安全事故时有发生[1-2]。根据相关文献资料显示[3-4]，在国外的发达国家中，其铸造业发展已相当成熟，例如在美国，维尔斯铸造公司、格里德铸造公司、沃伯卡铸造公司以及福特汽车公司铸造厂这4家非常著名的铸造公司，它们拥有着各自的一套先进的安全管理模式，在日常生产过程中，几乎很少有事故发生，另外，在很多发达国家甚至已经使用了自动化生产、机器人生产等技术，不仅提高了生产的准确性，还大大降低了铸造事故导致的人员伤亡率。尽管国外铸造技术先进，但是仍有事故发生，也就意味着需要进行相关研究，采取措施来减少和控制事故的发生和发展。因此，对铸造厂电炉进行危险有害因素辨识与评价，并提出对策措施意义重大。

1 铸造厂电炉重大危险源的辨识

广义上说，凡是可能导致重大事故发生的设备、设施或场所，都可以称为重大危险源[5]。

根据电炉生产过程中存在的危险性以及《特种设备安全监察条例》中给出的重大危险源申报范围以及特种设备范围和定义，按照安全评价技术中相似相容原则，结合铸造过程中熔炼阶段的危险性可知，该铸造厂生产过程中使用的化铁电炉属于重大危险源[6]。

2 化铁电炉安全评价

2.1 评价方法的选择

由于层次分析法（简称AHP）是建立在系统工程基础上的、结合定性和定量分析法的一种解决实际问题的多方案多目标分析方法，适用于多种学科领域，具有层次化，专业化等特点[7]。通过层次分析法对电炉安全分析，能够有效辨识出各因素中较重要的因素，从而进行重点控制。因此，本文选用层次分析法对该铸造厂化铁电炉进行安全评价。

2.2 电炉安全层次分析法分析

层次分析法在应用过程中，需要对系统进行全面的分析，划分成为若干个因素，对每个层次按照其各自的特点和功能等因素继续划分成若干因素，将不同层次的影响因素进行组合，形成一个多层次的分析结构模型[8]。本文参考层次分析法的分析原理与过程，对电炉安全进行分析评价[9]。

（1）通过对电炉安全系统进行全面分析，得出影响电炉安全的危险因素，并绘制出电炉安全评价结构图，如下图。

图 电炉安全评价层次结构图Fig. Hierarchy diagramof electric furnace safety evaluation

（2）准则层各影响因素对目标层电炉安全的重要程度用两两比较的方法求出准则层中人员管理、机械设备管理、安全管理制度、安全防护、危险控制以及作业环境相对应目标层—电炉安全的重要程度，得出其判断矩阵，见表1。

表1 C-C判断矩阵Tab.1 C-C judgment matrix

用方根法计算出准则层评价因素C1，C2，C3，C4，C5，C6的权重向量近似值w’i分别为：

对以上求得的各权重向量近似值作归一化处理，求得准则层各因素权重向量wi分别为：

用计算机计算出准则层各评价因素判断矩阵C-C的最大特征值为：

一般性指标为：

通过查阅资料可知，当n=6时，其对应的随机一致性指标RI=1.26，则一致性比率为：

CR因此满足一致性。

（3）计算指标层各影响因素对准则层的相对重要程度。

根据第（2）步中的准则层各因素所占权重比例的计算方法和过程计算出指标层各因素（P1-P22）对准则层（C1-C6）的相对重要程度，按顺序列出其判断矩阵及计算结果，见表2-7。

表2 C1-P判断矩阵Tab.2 C1-P judgment matrix

由表2数据计算得：λmax=4.0710，W=（0.4203，0.2685，0.1213，0.1899），CR=0.03＜0.1，满足一致性。

表3 C2-P判断矩阵Tab.3 C2-P judgment matrix

由表3数据计算得：λmax=3.0536，W=（0.3108，0.1958，0.4934），CR=0.05＜0.1，满足一致性。

表4 C3-P判断矩阵Tab.4 C3-P judgment matrix

由表4数据计算得：λmax=4.0710，W=（0.4203，0.1213，0.2685，0.1899），CR=0.03＜0.1，满足一致性。

表5 C4-P判断矩阵Tab.5 C4-P judgment matrix

由表5数据计算得：λmax=5.0133，W=（0.3682，0.1094，0.1094，0.2065，0.2065），CR=0.003＜0.1，满足一致性。

表6 C5-P判断矩阵Tab.6 C5-P judgment matrix

由表6数据计算得：λmax=3.0092，W=（0.2970，0.5396，0.1634），CR=0.009＜0.1，满足一致性。

表7 C6-P判断矩阵Tab.7 C6-P judgment matrix

由表7数据计算得：λmax=3.0536，W=（0.4934，0.1958，0.3108），CR=0.05＜0.1，满足一致性。

（4）排序。

人员管理对电炉安全的权重为：

机械设备管理对电炉安全的权重为：

安全管理制度对电炉安全的权重为：

安全防护对电炉安全的权重为：

危险控制对电炉安全的权重为：

作业环境对电炉安全的权重为：

综上所述，根据计算出的各评价指标的相对权重大小，排出指标层各影响因素与电炉安全相关程度的排序，结果见表8。

由以上分析可知，影响电炉安全的因素有很多，且各自所占的权重各不相同，实现电炉安全，首先是要加强人员的管理，尤其是要提高作业人员的安全态度和作业技能，杜绝无证上岗。另外，需要加强安全防护工作，为员工发放劳防用品并教育员工按规定佩戴。保证电炉的安全联锁装置和制动装置正常，以防事故发生。针对以上的分析，对于权重较大者重点管理，就能有效地控制电炉事故的发生。

表8 电炉安全各影响因素的权重Tab.8 Weights of various factors affecting electric furnace safety

3 风险控制与对策

3.1 电炉事故预防对策措施

电炉事故的预防对策措施，主要从安全管理层面入手，综合起来有以下几点：

（1）从事电炉工作的作业人员，需持证上岗。新来的电炉工人需要对其进行安全教育，并且要对其进行技术规程的年度考核。每次作业之前，需要对其进行教育，交代注意事项，作业时需集中注意力。

（2）电炉操作工应该严格按照电炉操作规范标准进行。

（3）对相关的安全防护用品需定期检查，如有破损或者损坏，及时更换。同时需要随时准备好备用的防护用品，预防突发情况。

（4）建立完善的电炉检维修制度，对电炉实施日常检查、月检和年度检查。

（5）严格落实电炉安全管理制度，包含操作规程、对员工操作的要求、检修和保养制度、操作人员与维修人员的技术考核、持证情况、电炉的登记情况以及相关注意事项等。

（6）建立健全的安全技术档案，包括电炉的出厂文件、安装和维修记录、电炉的管理资料、日常的检修记录、电炉的评价资料和问题以及电炉安全事故记录情况等。

3.2 安全管理

管理缺陷是导致事故发生的间接原因，同时也是导致事故的最主要的原因，因此，要实现铸造厂的安全生产，就要建立和完善安全管理制度，成立公司的安全管理机构，负责企业的日常安全管理工作。落实企业对重点机械设备日常的检维修制度，保障机械设备正常运转。同时，注重人的不安全行为可能带来的事故隐患，加强对员工的安全教育和培训，落实三级安全教育，提高员工的工作技能和安全意识以及责任意识，确保特种设备操作人员持证上岗。建立完整的事故应急救援预案，以防重大事故发生时及时予以控制，有效进行救援计划，防止重大事故扩散，减少事故造成的财产损失和人员伤亡数量。

4 结论

（1）本文根据分析得出该铸造厂化铁电炉属于重大危险源。

（2）针对铸造厂的重大危险源化铁电炉，基于层次分析评价法，选取人员管理、机械设备管理、安全管理制度、安全防护、危险控制和作业环境为评价指标，通过权重计算比较可知人员的管理是化铁炉事故预防的最关键因素，其次是安全防护和危险控制，安全制度、作业环境和机械设备管理也在一定的程度上影响着铸造厂的生产安全。

随着铸造行业的发展与进步，技术人员和相关学者均会使用各种先进的安全方法和技术手段对铸造过程中熔炼阶段存在的危险因素进行控制，保障生产的顺利进行。但基于对电炉安全的分析评价结果，笔者认为要有效的预防铸造厂的安全事故，必须注重作业人员安全态度管理和生产过程中的安全防护，提高操作人员的安全意识和作业能力，防止危险事故发生，做到“防患于未然”。

由于研究时间和实验环境有限，本课题在研究中只是简单的分析了各潜在的危险因素可能造成电炉安全事故的比例，没能综合考虑各危险因素在电炉事故中造成的危害程度。在未来的研究中，可通过大量收集各化铁电炉事故调查结果，将各危险因素发生的可能性与造成事故的严重性相结合研究，找出对化铁电炉安全运转影响最大的因素，从而使研究结论对安全生产更有意义。