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铝铸造事故的教训

据江苏省消防救援总队、南通市应急管理局通报：2月18日凌晨2点11分，天元二手材料一车间发生爆炸，2点31分，救援力量抵达现场进行救援处置。事故发生时车间内共有18人，事故造成3人死亡，2人失踪。搜救及后续工作正在进行中。

事故企业为天元二手材料有限公司，该公司由天元二手材料于2008年投资兴建，公司共有员工约1200人，冶炼工作于2月13日（大年初四）恢复，2月17日夜班时，5座冶炼炉、3座铸坑投入生产，当日夜班值班人员18人。

初步判断，事故原因可能是开始浇铸时，模板被卡住无法下降，值班长用铝棒将模板往下撬，导致下模板突然下降，导致大量铝液漏入浇铸井，遇水发生爆炸。

从王先生多年的专业经验来看：在铝液铸造过程中，铝液进入模具后，由于模具内部温度相对较低，铝液会迅速冷却并形成较薄的凝固层。此现象是铝液铸造过程中的关键环节，因为它直接影响后续铝液的流动和模具的使用寿命。如果铝液出口温度过低，凝固层会变得过硬，严重阻碍铝液的流速，长期积累就会造成模具卡死，无法正常下降。在铝液流动过程中，低温铝液会不断吸收热量，导致模具内部温度降低，这样模具内铝液的凝固速度就会加快，体积会逐渐减小。在铝液铸造过程中，必须严格控制铝液出口温度，避免因温度过低而造成模具卡死。 在出现异常情况时，没有采取正确的处理方法，导致大量铝液漏入铸井，与水发生反应引发事故。

以案释法：铝冶炼生产多起典型安全事故分析

案例一：天元二手物资“9.06”重大生产安全事故

2020年9月6日凌晨，甘肃宏达铝型材有限公司熔铸车间发生一起重大生产安全事故，造成4人死亡，6人受伤。事故原因是铸造工人在发现铸造过程中出现异常情况后，没有及时采取正确措施，在采用加铝饼、调速等冷却方式无法解决问题的情况下，违规继续铸造操作。此行为导致铝合金棒漏料，大量铝液进入冷却井。由于铝液温度较高，井内冷却水瞬间汽化，引发铝粉剧烈氧化反应，反应产生的混合气体体积迅速膨胀，而冷却井空间相对封闭，积聚的能量瞬间释放形成冲击波，从而引发事故。

案例二：常熟市天元二手物资“10·31”重大爆炸事故

2019年10月31日，天元二手材料铸造车间在铸造铝棒时发生爆炸事故，造成4人死亡，2人重伤，直接经济损失约817.1万元。事故原因是铸造过程中，工人为加快铸造进度，擅自提高铸座下降速度，误调结晶器冷却水流量。这一失误导致结晶器内铝液在结晶前被抽出，导致铝棒漏出，大量铝液漏入冷却水井。冷却水瞬间汽化，体积迅速膨胀，最终引发爆炸。

案例三：天元二手材料“4.3”重大爆炸生产安全事故

2022年4月3日，天元二手材料冶炼铸造车间发生爆炸，造成5人死亡。事故原因是铸造井看守员发现铝液泄漏后擅自离岗，未及时处理，大量高温铝液迅速泄漏到深井中，遇到冷却水发生剧烈爆炸。附近的6号井受到9号井爆炸的影响，也相继发生爆炸。这起事故不仅破坏了车间，还波及了周围相邻的建筑物，使其变形、损坏。

这些事故案例提醒我们，必须严格落实双防机制的要求，在冶炼铝生产中，要严格遵守操作规程，发现异常情况及时处理。企业要落实安全生产责任制，明确各级人员职责，确保安全意识深入人心。此外，还要加强对员工的安全培训，提高员工操作技能和安全意识，降低生产风险。政府也要加强对冶炼铝行业的监管，制定和更新相应的安全生产法律法规和标准。定期对相关企业进行安全检查，对存在隐患的企业进行整改。同时要推动技术创新，提升安全技术，推动铝工业高质量发展。

造成铝液爆炸的几种情形

铝液和不同的物质结合会产生不同的化学反应，下面列举一些铝液与各种物质发生反应的场景：

A.铝液+水

铝液与水接触会发生剧烈的化学反应，生成氢气。由于氢气易燃易爆，因此在铝液的生产、储存和运输过程中应严格防止与水接触。一旦发生铝液泄漏，应立即采取措施，隔离现场，确保人员安全。

B.铝液+氧化料

铝液与氧化性物质结合会引起火灾、爆炸事故，氧化性物质包括氧气、氧化铝等，在铝液生产、储存、运输过程中应严格隔离这些物质，操作人员应佩戴相应的防护设备，防止发生事故。

C.铝液+碳氢化合物和气体

碳氢化合物和气体都是易燃易爆物质，与铝液混合可能引发严重事故。铝液生产、储运过程中，严禁接触碳氢化合物和气体。一旦发生泄漏，应立即采取措施，消除隐患，确保现场安全。

D.金属粉尘

铝液与金属粉尘结合可能引发爆炸事故，在铝液生产、储存、运输过程中，应严格防止金属粉尘的产生和扩散，产生的金属粉尘应及时清理，保证现场清洁。

E. 块状金属

当铝液与大块金属接触时，就会发生热传导，使金属块迅速熔化。在铝液生产、储运过程中，应尽量避免大块金属混入，如发现大块金属，应立即采取措施将其分离，防止发生事故。

在铝的运输、生产、加工过程中，必须充分了解铝液的特性及潜在的危险性，严格遵守安全规定，确保现场人员和设备的安全。同时，要强化安全意识，完善防护措施，杜绝各类事故的发生。

铝加工技术安全性分析

铝和水的反应是铝加工过程中必不可少的一个环节。在这个反应过程中，铝液与水发生剧烈反应，生成氧化铝（Al2O3）和氢气（H2）。这个反应过程伴随着大量的放热，每摩尔参与反应的铝放出的热量约为-833.12kJ。大量的铝液与水接触产生的水蒸气（膨胀的1730倍）就已经很厉害了。水蒸气与铝液反应生成大量的氢气，这是进一步增强“膨胀”爆炸威力的重要因素吗？

铝与水接触时会产生大量的水蒸气，水蒸气会以巨大的力量膨胀。事实上，熔融的铝仅仅与1cm3的水发生反应，就能释放出高达约1700焦耳的能量。这个能量释放过程相当激烈，但我们不能忽视另一个更惊人的事实：水蒸气与熔融的铝发生反应会产生大量的氢气，而氢气正是进一步增强“膨胀”爆炸威力的关键因素。

我们来做一个简单的计算：1克铝理论上可以产生1.244升氢气，那么100公斤铝（相当于10万克）理论上可以产生多少升氢气呢？答案是升！这个数字无疑是令人震惊的，但它恰恰说明了铝与水反应所释放的能量，以及其潜在的危险性。

然而，俄罗斯科学院扎尔科等人通过实验研究发现，实际的铝-水反应在不同温度区间有着其独特性，可分为以下四个阶段：200摄氏度左右、360摄氏度、600摄氏度及高温区间。这些研究成果为我们深入理解铝-水反应提供了重要的理论基础。

在铝加工过程中，铝合金在600℃左右开始熔化废铝加工铝粉，这是一个非常重要的节点，此时铝合金中的晶粒组织开始发生变化，其强度和硬度下降。因此在熔化过程中，需要严格控制温度，以保证铝合金的性能不受损害。当温度进一步升高到660℃时，铝合金将完全熔化。在此过程中，熔融的铝合金流动性好，便于铸造和加工。但过高的温度会增加铝合金中的气体含量，从而影响其性能。因此在冶炼过程中，需要严格控制温度，避免过热。为了保证铝合金的质量和性能废铝加工铝粉，我国对熔化温度规定了一个上限，即不超过760℃。这样的温度控制，既能保证铝合金完全熔化，又能避免过热带来的负面影响。

铝粉的粒径对铝-水反应的发生有重要的影响，当铝粉粒径大于13微米时，在0-250摄氏度的范围内，铝粉与水的反应几乎不会产生强烈的放热反应。这是因为在这个粒径范围内，铝粉与水的接触面积小，反应速率降低，这种情况下铝粉不能充分与水接触，反应难以进行。根据工艺安全规定，在投料（铝锭或废铝）时需要提前预热，蒸发掉表面水分。这是因为铝表面水分的存在会影响反应速率和放热，甚至可能导致反应失控。通过预热处理，可以有效降低铝表面水分对反应的影响，保证反应的顺利进行。

在实际应用中，还应关注铝的质量和纯度，当铝质量差或含有杂质时，可能会影响反应速率和放热，因此在投料前应对铝进行筛选和净化，确保铝的质量和纯度符合要求。另外，铝作为次要活性金属，虽然不如钾、钙、钠、镁等主要活性金属活泼，但仍具有一定的反应性。常温下，铝与水的总反应速率常数k仅为0.0053，这意味着短时间接触下不会发生铝水反应。但在实际生产现场，情况往往更加复杂，可能涉及温度、压力、铝粉粒度等多种因素，这些因素相互作用会增加铝水反应的概率，从而增加事故风险。

为了保证铝加工过程的安全、顺利进行，需要对熔炼、反应、浇注、浇铸等每个环节进行严格把关。这其中包括合理调整熔炼温度、防止过热、控制铝粉粒度、预热处理、浇注速度、保证铝的质量和纯度等。只有这样，才能最大程度地降低事故风险，提高铝合金的性能和质量。同时，相关企业和科研人员也应不断探索新技术、新方法，提高铝加工的安全性和效率。

如何提高铝冶炼企业的安全水平

如何提高铝冶炼企业的安全水平？这是一个至关重要的问题，不仅关系到企业的发展，也关系到员工的生命安全。根据王先生以往的工作经验，我们可以从以下三个方面提高铝加工企业的安全水平：本质安全设计、遵守工艺安全操作规程、正确的应急响应。这三个方面是铝冶炼安全的保障，也是我们在铝冶炼过程中必须严格遵守的原则。

第一，从根本上保证铝加工企业的安全，需要从设计阶段抓起。这一阶段的重点是通过改进设备、工艺、生产环境等手段，预防事故发生，降低事故发生的概率。这包括采用先进的工艺、设备和监控系统，保证设备的安全可靠性；优化生产工艺，减少风险环节。

例如：在可能含有熔融金属的区域，确保所使用的消防设备或系统不含水，并且在使用和操作过程中不会带来较大的风险。

其次，要注意工艺安全操作规程的遵守，这是保证铝加工过程安全的重要一环。企业需要制定一套完整的工艺安全操作规程，明确员工的操作步骤、安全要求及注意事项。同时，加强员工培训，确保员工能够深刻理解和掌握规程内容及操作过程中的危险来源，做到严格按照规程进行操作。另外，要定期对生产线进行检查，发现问题及时整改，确保生产线安全运行。在实际操作中，还要注意以下几点：

1. 接液盘及铸造设备（包括模具、起始材料）的检查。使用前必须仔细检查是否有裂纹、干燥度、涂层均匀度、无污染物，确保其完好、清洁。

2. 应让员工意识到处理熔融金属时，湿气、潮湿材料、未加热的器具、热反应、盐和污染物的危险。

3、冬季特殊作业。为确保安全，有条件的应将铝锭装入冷炉（空炉或凝固的金属）或仅在干燥炉中运行配置。这可有效降低因温差而发生事故的风险。

三是要重视突发事故的应急处置。企业要制定铝液泄漏、铝泄漏的专项应急预案，配备必要的应急物资（如干砂、氧化铝灭火粉、必要的防护设备、泄漏控制设备、堵漏工具及材料、监测设备等）。明确应急处置流程和责任分工。针对可能发生的事故类型，定期进行应急演练，提高员工应急处置能力。同时，确保应急设备齐全完好，以便在事故发生时能够迅速启动应急处置。

结论

安全生产始终是推动社会发展的重中之重，面对机遇与挑战，唯有落实安全管理，才能真正实现可持续发展。让我们共同努力，建设平安、和谐、美好的社会，实现安全生产目标，为社会可持续发展贡献力量。

@《安棒棒》

学习一点安全知识，减少事故发生

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