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摘 要:笔者从高炉的安全技术和安全管理两方面入手，对高炉的安全生产进行了阐述。本文探讨的高炉安全生产具有现实意义和普遍适用性，所提出的措施较具体、可执行性强，对高炉做好安全工作、实现安全生产提供了很好的借鉴。
关键词:高炉;安全技术;安全生产;安全管理
中图分类号：TF54 文献标识码：A 文章编号：
1 主要安全事故
表1为某大型钢铁公司2006年至2011年发生事故统计。
从表1可以看出，钢铁企业安全事故中物体打击、机械伤害、起重伤害和灼烫所占比例较大。
2 安全措施
高炉应从安全技术和安全管理两方面入手，来减少安全事故的发生。
2.1 高炉安全技术
高炉通过专家系统对高炉操作进行监控和优化，对高炉内偏料、崩料、悬料、管道行程、气流异常发展、反应活度、出铁出渣等进行动态预报，从而减少安全事故的发生；另外钢铁厂也通过提高各高炉的安全监控设施，提高工人的安全生产保障。
2.1.1 高炉专家系统
高炉专家系统是利用经验丰富的高炉工艺专家及操作人员的知识，结合冶金学科理论知识，采用先进的控制理念集成的高炉控制系统。其作用是检测和预报高炉生产过程的状态及发展趋势，以语言、文字和图像等方式显示高炉冶炼过程的变化，包括非正常炉况的预警、提出最佳的操作方案、为操作人员提供指导，从而实现高炉生产安全、稳定、顺行，达到高产、低耗、长寿的目的。
各钢厂高炉设备配置不同、炉料结构不同、操作习惯不同，因而其高炉专家系统也不是完全相同，但高炉专家系统一般可以实现以下几个功能：
(1) 数据输入。实时数据如炉顶和炉身各点温度、压力等值以及一些计算所需的常数。具有两种输入方式，一种是手动输入，一种是自动采集高炉实时运行工况。
(2) 数据预处理。包括各种特征参数和复合参数的计算。
(3) 知识库操作。对已建立的知识库进行增加或删除、修改，从而根据高炉近期炉况对专家系统进行优化。
(4) 推理诊断。分为在线和离线。可以对预设的异常情况做出与判断。
(5) 结论显示。采用图形变化显示方式，显示各种异常或失常炉况的可信度及其表现特征。
(6) 操作指导。结论显示的最后给出操作指导意见。高炉专家系统通过诊断来判断高炉是否异常。专家系统诊断分为离线和在线两种。离线诊断实际是一个在投入使用之初的调试过程或使用中途进行维护的过程。当手动输入数据推理得到一定的满意程度后，可采用仿真数据对其进行仿真。在线诊断即将高炉炉况诊断专家系统用于现场，需要加入实时数据采集，此时静态数据库变成了实时数据库。在诊断前有一个数据预处理过程。数据预处理主要功能是将其平滑化，对某些参数求梯度和波动值，以判断其动态特征；对复合参数进行计算，比如透气性指数、崩料指数、全差压、半差压、边缘煤气流、中心煤气流、煤气利用率等。当高炉各种传感器测得的数据经过预处理并与规定阈值比较后，按照设定的诊断周期启动专家系统进行推理。结论为炉况是否正常、异常或失常，并列出各种炉况可信度，本次及前几次判别结果，炉况趋势曲线等。一般的高炉专家系统可诊断以下几种异常炉况：边缘过分发展，边缘不足，偏料，管道，炉温向凉，炉温向热，中心过分发展，中心不足；4种失常炉况：悬料、崩料、炉凉、炉热。除此以外还有炉况的综合判别，即“正常炉况”、“有发生异常趋势”或“已发生异常”，可用直观的图形界面来表示并提出应采取的措施。画面显示包括各参数趋势曲线(如炉顶、炉身、炉喉、炉基等温度趋势，高炉透气性、静压鼓风参数等趋势)，专家系统推理结果和各异常情况的可信度，并有报警显示、各类统计、报表显示及打印等，并且通过对发生异常现象可信度趋势曲线的分析可提前发现问题，达到预报故障的目的。
2.1.2 高炉主要系统的监控设施
各钢铁厂应加强高炉安全监控设施的配置，从而为安全生产提供依据。以下是高炉主要系统的监控设施：
(1) 矿槽系统设置警示与事故报警。在矿槽系统启动前，用声光信号警示现场人员注意安全，振铃信号延时10～20秒后启动系统。在设备启动后，声音信号停止。每条带式输送机上都装有速度检测器、跑偏检测器、拉绳事故开关等检测元件，该检测元件与振铃或灯光等报警信号相联，当设备发生事故检测元件报警时，集中控制室内和现场应有声光信号显示。矿槽系统在各胶带输送机设置摄像头，在中控室设工业电视，了解和監视系统工作情况。
(2) 炉顶系统设有炉顶打水降温装置，主要任务是在炉顶煤气温度超过250℃时，向炉内打水降温，以保护炉顶设备的安全操作。
(3) 炉体系统设置完善的温度、压力、流量检测点、炉喉煤气十字测温装置、炉身静压（压差）测量装置、炉顶红外线摄像仪、炉顶煤气分析等主要检测项目。炉底、炉缸监测采用高炉炉底、炉缸内衬烧蚀状况自动化诊断与报警系统以及高炉冷却壁热流强度与水温差检测系统。通过实施监控，来避免炉体发生突发事件。高炉软水密闭循环冷却系统内设有温度、压力、流量、液位等完善的检测系统以保证水系统安全运行并快速、准确判断系统有无泄漏。
(4) 出铁场系统为确保安全生产和减轻工人劳动强度，在炉前设有泥炮、开口机、主沟移盖机，主沟及渣铁沟解体机、叉车式装载机。现场设置煤气检测装置，随时检测煤气是否超标。天车运行前用声光信号警示现场人员注意安全。鱼雷罐设有铁水重量检测。出铁口设有铁水温度检测。
(5) 喷煤系统设有煤粉仓温度测量报警；磨煤机电机轴承温度测量报警；收粉器灰斗温度检测报警；煤粉仓一氧化碳和含氧量监视；喷吹罐重量测量；喷吹罐温度测量。喷吹系统安全措施：喷吹罐加压、流化采用氮气，喷吹使用压缩空气；喷吹罐停喷检修前先用压缩空气吹扫赶尽罐内残存氮气；对喷煤罐和喷煤管道采取接地措施，防止静电积累；在喷吹系统的温度、压力超过安全规定时，报警并采取相应措施；系统中设有紧急事故操作按钮，确保安全。
2.2 高炉安全管理措施
高炉在设置了一系列的安全监控设备的同时，还应当加强管理，从而有效的减少安全事故的发生。
(1) 建立健全操作规范制度、交接班制度、巡查制度、点检制度、安全生产责任制度、安全教育和培训制度、安全技术学习制度、持证上岗制度、特种设备管理制度、考核制度等。
(2) 依法设立安全管理机构或配备专职安全生产管理人员。
(3) 将安全生产指标分解到每个人。
(4) 按照《生产经营单位安全培训管理规定》，加强作业人员操作技能、作业程序、安全防护和应急反应等方面的教育和培训。
(5) 严格执行三级教育和换岗培训制度，加强老工人对新工人的“传”、“帮”、“带”及现场监护工作。
(6) 对临时外来施工人员加强用工制度及现场安全管理，加大监管力度，防止恶性事故发生。
(7) 发生伤亡事故，应按国家有关规定报告进行处理，并及时调查分析事故原因，补缺查漏。
(8) 参照《生产经营单位安全事故应急预案编制导则》的编写要求，建立火灾、爆炸、毒物逸散等重大事故急救方案，并配备必要的器材，定期进行演练。
3 结束语
目前，我国生铁产量已稳居世界第一，但在炼铁技术及安全技术方面相对与发达国家来说还是比较落后，这导致我国高炉的安全事故频频发生，造成了极大的经济损失和安全隐患。本文通过对安全技术和安全管理的研究分析，进一步探讨如何减少高炉安全事故的发生，从而减少高炉的安全事故，挽回不必要的经济损失。
关键词:高炉;安全技术;安全生产;安全管理
中图分类号：TF54 文献标识码：A 文章编号：
1 主要安全事故
表1为某大型钢铁公司2006年至2011年发生事故统计。
从表1可以看出，钢铁企业安全事故中物体打击、机械伤害、起重伤害和灼烫所占比例较大。
2 安全措施
高炉应从安全技术和安全管理两方面入手，来减少安全事故的发生。
2.1 高炉安全技术
高炉通过专家系统对高炉操作进行监控和优化，对高炉内偏料、崩料、悬料、管道行程、气流异常发展、反应活度、出铁出渣等进行动态预报，从而减少安全事故的发生；另外钢铁厂也通过提高各高炉的安全监控设施，提高工人的安全生产保障。
2.1.1 高炉专家系统
高炉专家系统是利用经验丰富的高炉工艺专家及操作人员的知识，结合冶金学科理论知识，采用先进的控制理念集成的高炉控制系统。其作用是检测和预报高炉生产过程的状态及发展趋势，以语言、文字和图像等方式显示高炉冶炼过程的变化，包括非正常炉况的预警、提出最佳的操作方案、为操作人员提供指导，从而实现高炉生产安全、稳定、顺行，达到高产、低耗、长寿的目的。
各钢厂高炉设备配置不同、炉料结构不同、操作习惯不同，因而其高炉专家系统也不是完全相同，但高炉专家系统一般可以实现以下几个功能：
(1) 数据输入。实时数据如炉顶和炉身各点温度、压力等值以及一些计算所需的常数。具有两种输入方式，一种是手动输入，一种是自动采集高炉实时运行工况。
(2) 数据预处理。包括各种特征参数和复合参数的计算。
(3) 知识库操作。对已建立的知识库进行增加或删除、修改，从而根据高炉近期炉况对专家系统进行优化。
(4) 推理诊断。分为在线和离线。可以对预设的异常情况做出与判断。
(5) 结论显示。采用图形变化显示方式，显示各种异常或失常炉况的可信度及其表现特征。
(6) 操作指导。结论显示的最后给出操作指导意见。高炉专家系统通过诊断来判断高炉是否异常。专家系统诊断分为离线和在线两种。离线诊断实际是一个在投入使用之初的调试过程或使用中途进行维护的过程。当手动输入数据推理得到一定的满意程度后，可采用仿真数据对其进行仿真。在线诊断即将高炉炉况诊断专家系统用于现场，需要加入实时数据采集，此时静态数据库变成了实时数据库。在诊断前有一个数据预处理过程。数据预处理主要功能是将其平滑化，对某些参数求梯度和波动值，以判断其动态特征；对复合参数进行计算，比如透气性指数、崩料指数、全差压、半差压、边缘煤气流、中心煤气流、煤气利用率等。当高炉各种传感器测得的数据经过预处理并与规定阈值比较后，按照设定的诊断周期启动专家系统进行推理。结论为炉况是否正常、异常或失常，并列出各种炉况可信度，本次及前几次判别结果，炉况趋势曲线等。一般的高炉专家系统可诊断以下几种异常炉况：边缘过分发展，边缘不足，偏料，管道，炉温向凉，炉温向热，中心过分发展，中心不足；4种失常炉况：悬料、崩料、炉凉、炉热。除此以外还有炉况的综合判别，即“正常炉况”、“有发生异常趋势”或“已发生异常”，可用直观的图形界面来表示并提出应采取的措施。画面显示包括各参数趋势曲线(如炉顶、炉身、炉喉、炉基等温度趋势，高炉透气性、静压鼓风参数等趋势)，专家系统推理结果和各异常情况的可信度，并有报警显示、各类统计、报表显示及打印等，并且通过对发生异常现象可信度趋势曲线的分析可提前发现问题，达到预报故障的目的。
2.1.2 高炉主要系统的监控设施
各钢铁厂应加强高炉安全监控设施的配置，从而为安全生产提供依据。以下是高炉主要系统的监控设施：
(1) 矿槽系统设置警示与事故报警。在矿槽系统启动前，用声光信号警示现场人员注意安全，振铃信号延时10～20秒后启动系统。在设备启动后，声音信号停止。每条带式输送机上都装有速度检测器、跑偏检测器、拉绳事故开关等检测元件，该检测元件与振铃或灯光等报警信号相联，当设备发生事故检测元件报警时，集中控制室内和现场应有声光信号显示。矿槽系统在各胶带输送机设置摄像头，在中控室设工业电视，了解和監视系统工作情况。
(2) 炉顶系统设有炉顶打水降温装置，主要任务是在炉顶煤气温度超过250℃时，向炉内打水降温，以保护炉顶设备的安全操作。
(3) 炉体系统设置完善的温度、压力、流量检测点、炉喉煤气十字测温装置、炉身静压（压差）测量装置、炉顶红外线摄像仪、炉顶煤气分析等主要检测项目。炉底、炉缸监测采用高炉炉底、炉缸内衬烧蚀状况自动化诊断与报警系统以及高炉冷却壁热流强度与水温差检测系统。通过实施监控，来避免炉体发生突发事件。高炉软水密闭循环冷却系统内设有温度、压力、流量、液位等完善的检测系统以保证水系统安全运行并快速、准确判断系统有无泄漏。
(4) 出铁场系统为确保安全生产和减轻工人劳动强度，在炉前设有泥炮、开口机、主沟移盖机，主沟及渣铁沟解体机、叉车式装载机。现场设置煤气检测装置，随时检测煤气是否超标。天车运行前用声光信号警示现场人员注意安全。鱼雷罐设有铁水重量检测。出铁口设有铁水温度检测。
(5) 喷煤系统设有煤粉仓温度测量报警；磨煤机电机轴承温度测量报警；收粉器灰斗温度检测报警；煤粉仓一氧化碳和含氧量监视；喷吹罐重量测量；喷吹罐温度测量。喷吹系统安全措施：喷吹罐加压、流化采用氮气，喷吹使用压缩空气；喷吹罐停喷检修前先用压缩空气吹扫赶尽罐内残存氮气；对喷煤罐和喷煤管道采取接地措施，防止静电积累；在喷吹系统的温度、压力超过安全规定时，报警并采取相应措施；系统中设有紧急事故操作按钮，确保安全。
2.2 高炉安全管理措施
高炉在设置了一系列的安全监控设备的同时，还应当加强管理，从而有效的减少安全事故的发生。
(1) 建立健全操作规范制度、交接班制度、巡查制度、点检制度、安全生产责任制度、安全教育和培训制度、安全技术学习制度、持证上岗制度、特种设备管理制度、考核制度等。
(2) 依法设立安全管理机构或配备专职安全生产管理人员。
(3) 将安全生产指标分解到每个人。
(4) 按照《生产经营单位安全培训管理规定》，加强作业人员操作技能、作业程序、安全防护和应急反应等方面的教育和培训。
(5) 严格执行三级教育和换岗培训制度，加强老工人对新工人的“传”、“帮”、“带”及现场监护工作。
(6) 对临时外来施工人员加强用工制度及现场安全管理，加大监管力度，防止恶性事故发生。
(7) 发生伤亡事故，应按国家有关规定报告进行处理，并及时调查分析事故原因，补缺查漏。
(8) 参照《生产经营单位安全事故应急预案编制导则》的编写要求，建立火灾、爆炸、毒物逸散等重大事故急救方案，并配备必要的器材，定期进行演练。
3 结束语
目前，我国生铁产量已稳居世界第一，但在炼铁技术及安全技术方面相对与发达国家来说还是比较落后，这导致我国高炉的安全事故频频发生，造成了极大的经济损失和安全隐患。本文通过对安全技术和安全管理的研究分析，进一步探讨如何减少高炉安全事故的发生，从而减少高炉的安全事故，挽回不必要的经济损失。