浅谈金属火灾的扑救

    所谓金属火灾是指化学元素周期表中化学分子量相对较低，化学性质相对较活泼的钠（Na）、锂（Li）等碱金属和镁（Mg）、铝（Al）等轻金属在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。该类火灾由于发生机率较少而往往被人们忽视对它的研讨，以至于在《执勤中队训练》（战术训练手册）及其他消防刊物上均未见此内容。然而，在现代各类火灾中，轻金属火灾的发生却是屡见不鲜的。比如：1992年5月16日，云南嵩明县“云松铝粉厂”抛光车间发生铝粉爆炸燃烧火灾，致使1人死亡，直接经济损失五万余元（以下简称“5.16”火灾）；1998年9月18日凌晨2时10分，“云松铝粉厂”抛光车间再次发生铝粉燃烧火灾（以下简称“9.18”火灾），笔者时任嵩明县消防中队中队长，亲自组织指挥官兵和职工成功地扑灭了该起火灾。由于措施有力战术得当，该起火灾仅造成三千余元的火灾损失，保住了十余万元的机器设备及车间厂房。在现代化工生产中，工业铝粉被广泛地用于颜料、油漆及烟花爆竹的生产之中，因此，铝粉火灾在轻金属火灾中具有典型的代表意义。本文通过对“5.16”和“9.18”两起火灾案例进行分析对比，旨在和广大消防指战员共同探讨轻金属火灾的特点及其扑救对策，以便为官兵今后扑救类似的火灾提供一定的理论和实践依据。

  一、“5.16”及“9.18”火灾情况及分析

  （一）“5.16”火灾情况及分析

  1992年5月16日下午15时21分，嵩明县“云松铝粉厂”抛光车间发生铝粉粉尘爆炸燃烧火灾，当场炸死一名车间职工。火灾原因系抛光机器工作时与一颗铁钉磨擦产生火星，从而引爆车间内已形成的爆炸性混合粉尘所致。接到报警后，县公安局消防科干警驾驶一辆水罐车赶到火场救火，时任县长梅国韦等县领导闻讯后也立即赶赴现场指挥扑救。然而，当水枪出水后，燃烧区域立即发生局部爆炸，水枪手当即吓得弃水枪后撤，梅县长惊问其故，消防干警不知所云。因燃烧区温度较高，辐射热较强，人员无法接近，该火灾任铝粉烧尽后自然熄灭。分析：铝粉系轻金属，其相对分子量为26.97，相对密度(水=1)为2.72；常温下不溶于水。遇酸碱化学物质会发生化学反应，产生氢气（H2），易引起爆炸。飞扬的铝粉末（直径1－150微米）与空气混合达到爆炸浓度下限（35毫克／升），遇火星易引起爆炸燃烧（最低引爆能量为20mJ）。该起火灾系上述原因所致。出水灭火时之所以发生爆炸是因为铝粉遇水在高温下发生化学反应，产生大量氢气（H2）。其化学反应式为：Al（铝粉）＋H20（水）＋高温＝AL（OH）3（氢氧化铝）＋H2（氢气）＋Q（热量），产生的氢气（H2）瞬时又与空气中的氧气（O2）混合，形成爆炸性混合气体（爆炸浓度极限为4.1％－74.2％），从而再一次发生气混爆炸。“5.16”火灾扑救，暴露出参战消防干警未从理论上了解掌握金属铝粉的理化性质，从而盲目地错误选用灭火剂，导致火场情况突然变化，造成次生灾害和损失。

  （二）“9.18”火灾情况及分析

  1998年9月18日凌晨2点10分，嵩明县“云松铝粉厂”抛光车间发生火灾。接到报警后，中队值班队长（排长）让通讯员向笔者（时任中队长）报告的同时，和大队值班参谋带领中队6名战士驾乘一辆战斗车第一出动赶赴火场。笔者接到报告后，立即带领留守的2名战斗员前往增援。笔者于2点20分赶到现场后，远望抛光车间火光熊熊，该厂职工大部分已撤出厂门外远观，指挥员（排长）担心发生爆炸，下令第一到场的官兵全部在大门外待命，大队参谋已掉转消防车头正准备往回行驶，笔者问其要干什么，回答是赶回县城拉干粉灭火器。见此情景，笔者当即命令全部官兵及战斗车辆原地待命。只身前往火情侦察，在判明面积近10平方的铝粉正处于稳定燃烧，排除粉尘爆炸的可能性，也无人员被围困，但价值十余万元的机器设备正面临着火势的严重威胁后，当即下令全部参战官兵及该厂职工，进入厂内充分利用铲子、水桶、脸盆等工具从距着火车间20米远的沙池里搬运沙土覆盖窒息灭火。由于燃烧温度将近3000℃，燃烧区域被覆盖近10cm厚的沙土后，部分沙土仍被烧开裂，窜出少许火苗。笔者令官兵继续朝裂缝处补充沙土，直至燃烧物（铝粉）完全与空气隔绝。同时令职工将车间四周门窗全部打开，让空气对流散热。经过近3小时的逐步散热降温，火灾终被窒息扑灭。挽回了近十余万元的经济损失。分析：“9.18”火灾的原因系抛光车间地面堆放的铝粉受潮后，发生反应，释放出氢气和热量，积热不散自燃引起。第一出动力量到场后，指挥员未冒然下令出水灭火是正确的，但未经火场侦察便估计可能会发生爆炸则是盲目判断。大队参谋欲回车调运干粉灭火器更是属明显失误之举。因为移动式干粉灭火器是不能扑灭火势已蔓延扩大之金属火灾。如近距离喷射，则气粉压力反而会把稳定燃烧的金属粉末吹散，造成火势扩大，甚至烧伤喷射者。据事后该厂职工反映，火灾初期，他们试图用配置的干粉灭火器救火，结果不但无济于事，火势反而越喷越大，吓得职工们跑到厂门外等候消防车来救。这便有力地证明了用干粉灭火剂扑救金属火灾效果是不明显的。尤其是当火势扩大蔓延后，移动式干粉灭火器更是杯水车薪，无济于事，甚至起反作用。笔者之所以首先选用沙土覆盖窒息灭火，是因为该厂及消防队均未配备原位膨胀石墨、石粉及7150等专用于扑救金属火灾的灭火剂。

     三、金属火灾的特点

  通过对上述两起火灾的分析，笔者认为金属火灾具有以下几个特点。

  1、燃烧温度高，热辐射强。比如：铝粉燃烧时温度高达3000℃，且火光耀眼明亮，辐射热较强。如此高的温度和强辐射热，很难让着普通战斗服的战斗员近距离灭火。在扑救“9.18”火灾中，笔者令2名战斗员着仅有的2套隔热服站在最前沿负责倾倒后面传递过来的沙土。未着隔热服的战斗员和职工根本无法接近燃烧区。

  2、易造成人员伤亡。飞扬的轻金属粉末易与空气混合发生粉尘爆炸，爆炸冲击波和高温气体易造成人员伤亡。“5.16”火灾便是例子。

  3、扑救困难。金属火灾不同一般固体物质火灾，可用最廉价的水冷却灭火。理论上金属火灾应该选择7150等专用灭火剂扑灭，但此类灭火剂极不常见，因而绝大多数生产使用轻金属的化工单位只是配备了一定数量的沙土或石粉，以备急用。由于轻金属燃烧的温度高，因此没有足够的沙土或石粉是很难将高温燃烧的轻金属火灾尽快完全扑灭的。

  四、金属火灾的扑救对策

  1、认真搞好火情侦察。主要应查明：有无粉尘爆炸的可能性；燃烧物质的种类及数量；是否有人员伤亡或受火势围困；火势蔓延的方向；是否有贵重物品和设备受火势威胁；是否有酸碱类化学物品与之毗邻等。

  2、及时调集灭火增援力量。根据火场情况，若第一出动力量不足，则应及时调集增援力量和调运干沙、石粉等灭火剂及其便携式运载工具。

  3、正确灵活地选用灭火剂。若配备有7150等专用金属灭火剂，则应优先使用之。否则应就近选用干沙、干石粉及水泥等覆盖灭火。万不得已时，有条件的也可调集以氮气为动力源的干粉消防车抑制灭火。若火势已蔓延扩大至非金属物质燃烧区，则应适时灵活选用相适应的水、ABC类干粉等灭火剂控制消灭蔓延扩大之火势，防止火势进一步蔓延，造成不必要的经济损失。

  五、扑救轻金属火灾的注意事项及要求。

  1、覆盖沙土时须选用干沙土或石粉，且应轻轻倾倒，逐步推进。切不可猛烈倾倒或远距离抛洒。否则将会使燃烧物飞溅，反而将干沙等灭火剂淹埋，影响灭火效果。

  2、加强隔热防护。前沿战斗员应着隔热服或避火服，防止强辐射热烧伤，灼伤。

  3、禁止使用水、二氧化碳（CO2），四氯化碳、卤代烷及泡沫等灭火剂扑救金属火灾，也不能用以二氧化碳为动力源的干粉灭火器或干粉车。

  4、由于长期吸入铝粉会致铝尘肺，主要表现为消瘦，极易疲劳，呼吸困难等，因此前沿战斗员应身背空气呼吸器，加强个人防护。

  5、消防中队应对辖区内生产、使用、贮存轻金属的化工单位真正做到“六熟悉”，制定切实可行的灭火作战预案，并组织演练。

  6、防火监督员应督促辖区内生产、使用、储存轻金属的化工单位配备一定数量的7150等专用灭火剂，同时，对配备的干沙、石粉等应采取防水、防潮措施，确保随时处于干燥状态。