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一起熔铝铸造事故案例带来的启示

江苏省消防救援总队和南通市应急管理局报告称：2 月 18 日 02 时 11 分，天源二手物资的一个车间发生了爆炸事故。2 时 31 分，救援力量开始陆续抵达现场进行救援处置。事发之时，车间内一共有 18 人。此次事故导致 3 人死亡，2 人失去联系。目前，搜救和善后工作正在持续进行当中。

天源二手物资投资兴建了事故企业。天源二手物资于 2008 年进行了投资。该公司有员工约 1200 人。熔炼复工日期是 2 月 13 日（初四）。2 月 17 日夜班，5 台熔炼炉和 3 台铸造井在生产。当天晚班有 18 人出勤。

初步了解后可知，该事故的发生或许是因为开始铸造时模盘被卡住无法下降，当班班长使用铝棍将下模盘撬下，这使得下模盘突然下降，从而导致铝水大量泄漏到铸造井里，进而遇水引发了爆炸事故。

王老师凭借多年从业经验判断：铝液在铸造时，进入模具后，因模具内部温度低，铝液会快速冷却，从而形成一层薄薄的凝固层。此现象是铝液铸造关键环节，因其直接影响后续铝液流动和模具使用寿命。若铝液出口温度过低，凝固层会变很坚硬，会严重妨碍铝液流动速度。模具长时间累积会受卡，无法正常下降。铝液流动时，低温铝液会持续吸收热量，致使模具内部温度降低。如此，铝液在模具内的凝固速度加快，体积逐渐缩小。在铝液铸造过程中，需严格把控铝液的出口温度，以防过低温度使模具受卡。铝水遇水发生反应，从而造成了事故的发生。

以案释法：几起典型熔炼铝生产安全事故分析

白银市白银区天源二手物资发生了“9·06”这起较大生产安全事故。

2009 年 9 月 6 日凌晨，天源二手物资的熔铸车间出现了一起严重的生产安全事故。此次事故导致 4 人死亡，6 人受伤。事故起因是铸造工在铸造过程中发现异常情况后，没有及时采取正确措施。当加铝饼、调速等降温方法无法解决问题时，他们违规继续进行铸造作业，从而致使铝合金棒拉漏，大量铝液进入冷却竖井。铝液温度很高，竖井里的冷却水迅速汽化。这引发了强烈的铝粉氧化反应。反应所产生的混合气体体积快速膨胀。而且冷却竖井空间较为密闭。聚集的能量瞬间释放，形成了冲击波，从而导致了事故的发生。

案例2：常熟市天源二手物资“10·31”较大爆炸事故

2019 年 10 月 31 日，天源二手物资的熔铸车间在进行铝棒铸造时发生了爆炸事故。此次事故导致 4 人死亡，2 人重伤，直接经济损失约 817.1 万元。事故原因是工人在浇铸过程中，为加快铸造进度，私自调快了铸造底座下降速度，并且错误地操作调小了结晶器冷却水流量。这一错误致使结晶器里的铝液还没来得及结晶就被拉出了，从而形成了铝棒拉漏的情况，并且铝液大量地泄漏到了冷却水井里面。接着，冷却水迅速地汽化了，其体积急速地膨胀起来，最终导致了爆炸的发生。

案例3：天源二手物资：“4.3”较大爆炸生产安全事故

2022 年 4 月 3 日，天源二手物资的熔铸车间出现了一起爆炸事故。此事故导致 5 人死亡。事故起因是铸井看盘工发现铝水泄漏后，私自脱离岗位，没能及时对泄漏进行处理。大量高温铝水迅速泄漏并进入深井，与冷却水相遇后发生了剧烈的爆炸。附近的 6 号井因为 9 号井的爆炸而受到影响，也相继发生了爆炸。这次事故摧毁了车间。这次事故还影响了周边相邻建筑，导致这些建筑发生变形破损。

以降低生产过程中的风险。政府需要加强对熔炼铝行业的监管工作。要制定以及更新与之相关的安全生产法规和标准。并且定期对相关的企业开展安全检查，对那些存在隐患的企业责令其进行整改。与此同时，还应当推动技术方面的创新，大力推广安全技术，以此来促进铝行业实现高质量的发展。

造成铝液爆炸的几个场景

铝液与不同的物质相结合会引发不同的化学反应，以下是铝液与各类物质反应时的几个场景：

A.铝液+水

铝液接触水时会有剧烈化学反应，会生成氢气。氢气具备易燃易爆的特性。所以在铝液的生产、储存以及运输过程里，要严格避免与水接触。要是铝液发生泄漏，就得立刻采取措施把现场隔离开来，以保障人员的安全。

B.铝液+氧化材料

铝液会与氧化材料结合，从而引发火灾和爆炸事故。氧化材料包含氧气、氧化铝等。在铝液的生产、储存和运输过程中，这些物质需要被严格隔离。操作人员应当穿戴合适的防护设备，以防止意外情况的发生。

C.铝液+碳氢化合物和瓦斯

碳氢化合物是易燃易爆物质，瓦斯也是易燃易爆物质，它们与铝液结合可能会引发严重事故。在铝液的生产过程中，要严禁其与碳氢化合物接触；在铝液的储存过程中，要严禁其与碳氢化合物接触；在铝液的运输过程中，也要严禁其与碳氢化合物接触。一旦出现泄漏情况，应立刻采取措施来消除隐患，以确保现场的安全。

D.金属粉尘

铝液有可能与金属粉尘结合从而引发爆炸事故。在铝液进行生产的时候，以及在储存和运输的过程里，应当严格地避免金属粉尘的产生以及扩散。对于已经产生的金属粉尘，要立刻进行清理，以此来保证现场的清洁。

E.块状金属

铝液接触块状金属时会进行热传导，能让金属块快速熔化。在铝液的生产、储存以及运输过程里，需避免块状金属混入其中。要是发现了块状金属，就得立刻采取行动把它分离出来，以防止事故出现。

同时，要加强安全意识，提高防护措施，预防各类事故的发生。

铝加工工艺安全分析

铝和水反应在铝加工过程中是很重要的。在这一反应中，熔铝会与水剧烈反应，会生成铝氧化物（Al2O3）和氢气（H2）。这个反应过程会释放出大量热量，每摩尔铝参与反应放出的热量约为-833.12kJ。大量铝液与水接触产生的水蒸气量（膨胀 1730 倍）威力很大。水蒸气与熔铝发生反应会产生大量氢气，而这是进一步增强“膨胀”爆炸威力的一个重要因素。

铝接触水时会产生大量水蒸气，水蒸气膨胀威力巨大。熔融状态的铝与 1cm³的水反应，能释放约 1700 焦耳能量。能量释放过程剧烈。我们不能忽视另一个事实，水蒸气与融铝反应会生成大量氢气废铝熔炼，氢气是进一步增强“膨胀”爆炸威力的关键因素。

让我们进行一个简单的计算。已知 1 克铝在理论上能够产生 1.244 升的氢气。那么 100 公斤的铝，换算成克就是 100,000 克。这样的 100,000 克铝在理论上会产生多少升氢气呢？经过计算，答案是 124,400 升。这个数字确实非常惊人，而它也恰恰表明了铝与水反应所释放出的能量以及其潜在的危险性。

俄罗斯科学院的 Zarko 等人进行了实验研究，他们发现实际铝水反应在不同温度范围内具有独特性，并且可以分为四个阶段，分别是约 200 摄氏度、360 摄氏度、600 摄氏度以及高温范围。这些研究结果为我们深入理解铝水反应提供了重要的理论依据。

铝合金在铝加工过程中，约在 600℃时开始熔化，这是个极为重要的节点。此时，铝合金的晶粒结构开始改变，其强度与硬度有所降低。所以，在熔化阶段，必须严格把控温度，确保铝合金的性能不被损害。当温度进一步升温至 660℃时，铝合金会完全熔化。在这一过程中，熔化的铝合金流动性较好，利于进行铸造和加工。铝合金中的气体含量会因过高温度而增加，进而影响其性能。所以，在熔炼时，必须严格把控温度，防止过热。为使铝合金的质量和性能得以确保，我国规定了熔炼温度的上限为不超过 760℃。此温度控制既能让铝合金完全熔化，又能避免过热所产生的负面影响。

铝粉的粒径对铝水反应的发生有着重要的作用。铝粉粒径若大于 13 微米，在 0 到 250 摄氏度的这个温度范围内，铝粉和水之间的反应几乎不会产生强烈的放热反应。原因在于，铝粉处于这个粒径范围时，与水的接触面积比较小，从而导致反应速率降低。在这样的情形下，铝粉无法和水分进行充分的接触，所以反应难以开展。按照工艺安全规程，在进行投料（铝锭或者废铝）操作时，需要提前进行预热。其目的是将铝表面的水分蒸发掉。因为铝表面若存在水分，会对反应的速率以及热量释放产生影响，还有可能致使反应失去控制。而通过预热处理，能够有效地降低铝表面水分对反应的影响，从而确保反应能够顺利进行。

在实际应用里，要留意铝的质量与纯度。要是铝的质量不好或者含有杂质，那么反应的速率以及热量释放或许会被影响。所以，在进行投料之前，应当对铝展开筛选以及净化处理，以此来保证铝的质量和纯度满足要求。另外，铝作为一种二级活泼金属，它的活性虽然比不上钾、钙、钠、镁等一级活泼金属，不过依然具备一定的反应性。常温下，铝与水的总反应速率常数 k 为 0.0053。这表明在短期接触时，铝水反应不会发生。但在实际生产现场，情况较为复杂，可能涉及温度、压力、铝粉粒径等多种因素。这些因素相互作用，会使铝水反应的发生概率增加，进而导致事故风险加大。

为确保铝加工过程安全顺利进行，需对熔化等各环节严格控制。包括合理调整熔炼温度，防止过热，控制铝粉粒径，进行预热处理，把控倒炉速度，保证铝的质量和纯度等。只有如此，才能最大程度降低事故风险，提升铝合金性能和质量。研究人员也应该不断探索新技术和新方法，以提高铝加工过程中的安全性和效率。

如何提升熔炼铝企业的安全

提升熔炼铝企业的安全是一个至关重要的问题废铝熔炼，它既关乎企业的发展，也关乎员工的生命安全。根据王老师以往的从业经验，我们可以从以下三个方面来提升铝加工企业的安全水平：一是进行本质安全化的设计；二是遵守工艺安全操作规程；三是进行正确的应急处置。这三个方面对保证熔炼铝的安全起着关键作用，并且是我们在熔铝过程中必须严格执行的原则。

首先，要从根本上保障铝加工企业的安全，就得从设计阶段开始行动。设计阶段的关键在于预防事故的出现，通过对设备、工艺以及生产环境进行改进，来降低事故发生的可能性。具体来说，要采用先进的技术、设备以及监控系统，以保证设备的安全性与可靠性；还要对生产流程进行优化，减少存在风险的环节。

在可能容纳熔铸金属的区域，要确保所使用的消防设备或系统不含水，同时在使用和操作时不会带来更大的风险。

第二，我们要重视遵守工艺安全操作规程，这对保障铝加工过程的安全很重要。企业需制定一套完备的工艺安全操作规程，明确员工的操作步骤，明确安全要求，明确需要注意的事项。同时，要加强员工培训，让他们能深入了解并掌握规程内容，了解作业过程中的危险源，这样他们就能严格按照规程进行操作。定期对生产线进行巡检，一旦发现问题就及时整改，以此来确保生产线的安全运行。在实际操作里，我们要注意以下这些方面：

排水盘的检查以及浇注用具（包含模具和起始用料）的检查。使用前，要仔细检查其是否有裂缝，干燥程度如何，涂层是否均匀，以及是否不含污染物等，以确保其完好无损且干净整洁。

应该让员工知道以下这些的危险：在操作熔铸金属时，潮湿的材料、湿的材料、未预热的用具、热反应、盐以及污染物。

冬季需要进行特殊操作。为保证安全，在有可能的情况下，我们应当把铝锭装入冷炉（空炉或者固化金属的炉），或者只在干燥炉运行的配置下进行操作。这样做能够有效降低因温度差异而导致的意外事故发生的风险。

第三，我们要重视突发事故的应急处置。企业需制定铝液泄漏以及跑铝的专项应急预案，还要配备必要的应急物资，像干砂土、三氧化二铝灭火粉等，同时要配备必要的防护设备、泄漏控制设备及堵漏工具和物资以及监测设备等。并且要明确应急处置的流程以及责任分工。针对可能出现的事故类型，要定期开展应急演练，以此来提高员工的应急处理能力。同时，要保证应急设备是齐全的，并且是完好的。这样在事故发生的时候，就能够快速地启动应急响应。

结束语

安全生产一直是推动社会发展的极为重要的方面。面临着机遇与挑战，唯有把安全管理切实做好，才能够真正达成可持续发展。让我们一起为之努力，为打造安全、和谐且美好的社会，达成安全生产的目标，推动社会持续发展而奉献力量。

@《安帮帮》

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