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水蒸气爆炸的原理及对策


水蒸气爆炸的原理及对策
2011年6月

水蒸气爆炸的原理①
1.水的状态变化

水的三种状态
固体 ⊿ 液化 液体 气体 ⊿



凝固 -⊿



蒸发
液化 -⊿

水蒸气

水蒸气爆炸的原理②
2.一般的水蒸气爆炸 水蒸气爆炸=水发生急剧的状态变化(水?水蒸气) 水接触高温的物质 蒸发、堆积增加现象



水蒸气
「堆积、瞬间膨胀至1600倍以上」 一般的水蒸气爆炸事例 家庭 ??? 高温(着火) 将食用油到入水中的时候

自然界 ??? 火山岩浆与地下水发生接触时爆炸

水蒸气爆炸的原理③
3.铝合金行业的水蒸气爆炸 铝合金行业的水蒸气爆炸多是由氢气爆炸复合发生的。 另外,这些爆炸会再诱发粉尘爆炸、进一步扩大灾害。 水蒸气爆炸 水蒸气爆炸+氢气爆炸 2次爆炸 粉尘爆炸

4.氢气爆炸(复合) 水与高温铝接触时,产生氧化还原反映,发生氢气(H2) 2Al + 3H2O → Al2O3 + 3H2 +⊿ 发生的氢气(H2)被周围的热能燃烧 产生氢气爆炸。 2H2 + O2 → 2H2O +⊿ :火箭的能量

水蒸气爆炸的原理④
5.粉尘爆炸 溶解炉内发生粉尘爆炸时、产生爆炸起浪 ①炉内的铝溶液飞散化为粉尘 ②设备?建筑物等堆积粉尘的飞散 漂浮的爆炸性粉尘形成粉尘云,发生粉尘爆炸。 发生粉尘爆炸的时候、会导致设备?建筑物损害的大事故。 ?福冈(日本)溶汤事故 ?

参考)代表性的粉尘性爆炸 金属系 ???铝粉、镁粉等 碳系 ??? 煤炭、焦炭、没有完全燃烧的碳

食品系 ??? 小麦粉、玉米粉、砂糖等

水蒸气爆炸的发生事例①
1.淋湿的材料投入到溶汤内 1-1.同行业其他公司 福冈铝合金(1993年7月):水蒸气爆炸+粉尘爆炸 被害 : 死亡1名、重伤4名、轻伤9名 工场80%损坏 【原因】 约100L的水混入到装袋中,将含水的投料直接投入溶解炉(溶汤8ton) 100L 8ton
10t溶解炉

过了数秒,坚固的溶解炉被破坏 掉

水蒸气爆炸的事故事例②
1-2.溶汤事业体(所有的水蒸气爆炸) ①QST苅田(2006年1月) 无负伤者 原因 : 淋湿的材料装入料箱中用回转叉车投入到O/W溶汤内 ②POLST(2008年9月) 无负伤者 原因 : 用铲斗车将腐蚀过度的材料与污泥直接投入到溶汤内溶解

事故 映像

③CAST(2010年12月) 无负伤者 原因 : 将冻结的切粉放入到副原料箱中,使用回转叉车直接投入到密 炉内



水蒸气爆炸的事故事例③
2.向锭模注汤时溶汤飞散 ①QST(2007年、2008年) 无负伤者 ②IST(2011年5月) 无负伤者 原因 : 向没有充分干燥的锭模内注入 溶汤。 3.混入水的铸锭机锭模在浇注时发生溶汤飞散 TAST(2008年3月) 无负伤者 TAST 2008 3 原因 : 蒸发的冷却水结露 进入到锭模中、 在这样的状态下铸锭。
2 meter

IST事例
1 4 3 2

水蒸气爆炸的事故事例④
4.潮湿的冶具插入到溶汤内 QST(2008年3月) 无负伤者 原因 : 涂过离型剂后、放在开口炉上干燥 不小心把冶具弄掉到溶汤里,造成溶 汤飞散 5.用耐火材修理好溶解炉后进行干燥预热 QST(2008年5月) 无负伤者
扒灰工具

原因 : 修补的部分内部残留了水分,这种状态下去迅速加热、 因此内压上升,发生爆炸 (有施工不良的可能性)
爆炸场所 ?更换的耐火材被吹散 爆炸后飞散的O/W盖子

发生水蒸气爆炸的原因
1.发生要因 前几项的发生事例的共同点是 「溶汤(高温物)中进水」 因此发生水蒸气爆炸。 例)浇包发生水蒸气爆炸 少量的水 溶汤

溶汤

少量的水(=未干燥) 少量的水渗入到大量的溶汤内

溶汤表面有少量的水 爆炸的可能性极低 (只是溶汤表面发生强烈蒸发)
※大量的水就有可能发生爆炸

爆炸

水蒸气爆炸的对策
严禁与溶汤接触的所有的(材料?设备?冶具等)被水淋湿 禁与溶汤接触的所有的(材料?设备?冶具等) 1.材料(Material) ①各工程(受入?保管?备料?投料)时的水淋确认 ②保管时的水淋防止(室内保管等) ③使用前的预热?干燥 ④加强水淋物的管理 2.设备(Machine) ①使用前的预热?干燥 ②设备?冶具的水淋预防

水蒸气爆炸的对策②
严禁与溶汤接触的所有的(材料?设备?冶具等) 严禁与溶汤接触的所有的(材料?设备?冶具等)被水淋湿 3.方法(Method) ①水淋确认的标准化 ②材料?设备?冶具等干燥预热方法的标准化 ③异常处置的标准化 4.人(Man) ①标准的彻底遵守 ②学习与水蒸气爆炸的相关正确知识 ③异常时「停止?呼叫?等待」的贯彻


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