Где и когда произошло:
2021 год. Металлургический комбинат, конвертерный цех, участок грануляции и слива жидкого доменного шлака.
Что произошло (хроника ЧП):
После слива плавки из кислородного конвертера шлаковый ковш емкостью 16 кубических метров, наполненный жидким расплавом шлака с остатками чугуна при температуре около 1450 °C, транспортировался мостовым краном на шлаковый отвал.
На дне шлаковозной ямы скопилась технологическая грунтовая вода глубиной около 20–30 см из-за засорения дренажного приямка. Машинист крана, стремясь быстрее освободить крюк для следующей плавки, начал кантование (опрокидывание) ковша в яму ускоренным темпом, не дожидаясь отвода дежурного персонала с технологической эстакады. Расплавленная масса сплошной струей хлынула прямо в лужу стоячей воды.
Механика аварии:
- Паровой взрыв (эффект быстрого фазового перехода): При контакте расплава с температурой 1450 °C и жидкой воды происходит не обычное кипение, а мгновенный термодинамический взрыв.
- Взрывной объемный коэффициент: Вода при мгновенном переходе в пар увеличивает свой удельный объем более чем в 1700 раз. В замкнутой зоне под слоем тяжелого жидкого расплава (плотность шлака — более 2,5 т/м³) образуется паровая подушка сверхвысокого давления.
- Термическая диссоциация и гремучая смесь: При температуре выше 1200 °C часть воды мгновенно разлагается на свободный водород и кислород, образуя гремучий газ, который тут же детонирует в объеме расплава.
- Гидродинамический выброс: Давление под коркой расплава за миллисекунды возрастает до сотен атмосфер. Происходит направленный взрывной выброс: столб жидкого шлака и раскаленных газов выбрасывается вертикально и радиально во все стороны со скоростью свыше 100 м/с.
Последствия:
Взрывная волна разрушила остекление кабины мостового крана и сорвала защитные экраны эстакады. Лавина жидкого расплава температурой 1400 °C накрыла двоих горновых, находившихся на технологическом трапе в 12 метрах от ямы. Спецодежда мгновенно сгорела; рабочие получили тотальные термические ожоги IV степени 95% поверхности тела и ожоги дыхательных путей раскаленным воздухом. Оба погибли на месте происшествия. Крановщик получил тяжелую баротравму, контузию и ожоги лица осколками раскаленного стекла.
Грубейшие нарушения:
- Слив жидкого расплава металла или шлака в сырые, влажные емкости, ямы или траншеи без предварительного осушения и прогрева.
- Эксплуатация шлаковых ям с неисправной дренажной системой и наличием открытой стоячей воды.
- Кантование ковша при нахождении людей в опасной технологической зоне шлакового пролета.
- Форсирование скорости кантования ковша (слив залповой струей вместо равномерной плавной подачи).
Как выжить (инструкция при работе с жидкими расплавами):
- Абсолютный запрет на влагу: Любая поверхность, желоб, ковш или чаша, куда направляется расплав, обязаны быть абсолютно сухими. Перед кантованием яма осматривается лично ответственным лицом; при наличии малейшей сырости или льда слив категорически запрещен до откачки и засыпки сухим шлаковым песком.
- Периметр отчуждения: При наклоне и сливе ковша весь персонал эвакуируется за пределы пролета или в капитальные бронированные пульты управления с термостойкими смотровыми окнами.
- Плавное регулирование слива: Опрокидывание ковша производится на минимальной скорости механизма кантования тонкой струей, чтобы исключить динамическое гидростатическое воздействие на приемную поверхность.
- Спецодежда высшей защиты: Нахождение в зоне разливки допускается только в полном комплекте суконной металлизированной огнеупорной спецодежды (костюм металлурга, каска с жаропрочным экраном «золотое напыление», термостойкие краги и глухие войлочные ботинки с быстросбросом).