陶窑火灾、熔融金属湿气爆炸和车间窑炉安全¶

后院金属铸造厂、陶瓷工作室和玻璃熔合车间在 660 至 1,350 摄氏度（1,220 至 2,460 华氏度） 的极端工业温度下运行。在家庭或学校铸造厂中，在丙烷或电坩埚炉内熔化铝、青铜、黄铜或铸铁，最灾难性的危险是熔融金属湿气蒸汽爆炸。当一滴液态水、晨露、汗水、锈湿气或潮湿的钢撇渣工具浸入熔融铝（660+ 摄氏度/1,220+ 华氏度）或熔融青铜（1,050+ 摄氏度/1,920+ 华氏度）的表面时，被捕获的微小水滴会瞬间闪现成过热蒸汽并膨胀到在不到一毫秒的时间内，其体积变为原始液体体积的 1,600 至 3,500 倍。由此产生的超音速蒸汽爆炸将坩埚中的所有内容物像火山喷发一样直接吹到空中，将操作员和天花板喷洒在白热的液态金属中，导致瞬间全层（三度和四度）烧伤并点燃建筑物。

与此同时，电和燃气陶瓷和玻璃窑存在潜在的热失控、有毒物质吸入和光辐射紧急情况。在连接到 240 伏、40 至 60 安培电路的电陶瓷窑中，循环打开和关闭加热元件的机械电磁继电器可以将其内部触点焊接关闭，导致窑忽略其数字控制器并无情地爬升到1,300 摄氏度（2,370 华氏度），直到陶瓷器皿融化成熔岩池，耐火砖地板被烧穿，附近的工作室墙壁突然起火。在没有专门的主动窑通风装置的情况下在室内烧制粘土坯体和釉料还会释放一氧化碳 (\(\text{CO}\))、二氧化硫 (\(\text{SO}_2\))、氢氟酸 (\(\text{HF}\)) 气体和汽化重金属（铅、镉、钡、锰和钴），而在不戴红外线阻挡眼镜的情况下反复凝视发光的窥孔会导致累积的视网膜和晶状体损伤（玻璃吹制工/红外线白内障）。了解如何从主电源断开处关闭失控的窑炉，如何在不向带电坩埚用水的情况下幸存并处理熔融金属飞溅烧伤，以及如何排出有毒的窑炉烟雾，可以挽救生命和工作室。

现在就这样做¶

1. 切勿将水、泡沫或水罐灭火器喷到装有熔融金属的坩埚上或炽热的电窑中。将液态水喷到熔融的铝、青铜或铁上会引发灾难性的1,600比1的蒸汽爆炸，将白热的液态金属喷射到整个房间；让溢出的熔融金属自然冻结在干燥的混凝土上，或用极干的铸造砂或 D 级干粉剂小心地掩埋。
2. 如果陶瓷窑过火（继电器失控）或铸造炉泄漏，请立即扔掉远程墙壁断电断路器或关闭室外丙烷罐阀门。 如果在数字控制器发出“OFF”或“ERR”后，电窑的加热元件继续发出嗡嗡声并发出白热光，则机械继电器已被焊接关闭；切断主断路器电源是停止加热元件的唯一方法。
3. 如果熔融金属溅到衣服、靴子或皮肤上，请立即撕掉燃烧的或浸透熔融金属的衣服/靴子，然后用冷却的自来水冲洗烧伤的皮肤整整 20 分钟。 一旦受害者安全地远离坩埚，用大量的自来水冷却皮肤是完全安全和强制性的（反应性金属钠/钾/镁粉火灾除外）。切勿从烧焦的肉中撬出凝固的金属；看到 烧伤。
4. 在冷却过程中，请关闭过度烧制或冒烟的陶瓷窑炉的盖子。 在失控或工作室火灾期间，切勿打开白热化的 1,200 °C (2,200 °F) 陶瓷窑炉的沉重盖子；打开盖子，一股超过1,000摄氏度的令人眼花缭乱的对流和辐射热直接射向您的脸部和天花板，立即点燃头顶托梁。
5. 如果窑炉或火炉释放刺鼻的烟雾、臭鸡蛋/烧焦的硫磺气味，或触发一氧化碳警报，请立即疏散建筑物并转移到室外空气新鲜的地方。陶瓷素瓷和釉料烧制会释放无味的一氧化碳、腐蚀性二氧化硫和氟化氢气体；如果有人出现头痛、头晕、胸闷或咳嗽，请拨打当地的紧急电话号码（美国和加拿大为 911，欧盟为 112，英国为 999）；检查 紧急号码 并看到 一氧化碳。
6. 如果碳化硅或粘土石墨坩埚破裂并将熔融金属倾倒到潮湿的混凝土地板上，请立即在固体覆盖物后面撤离。 混凝土含有滞留的毛细管水和化学结合水合水；裸露混凝土上的熔融金属池将水分沸腾成高压蒸汽袋，使大块混凝土和液态金属像地雷一样向上爆炸并爆炸几分钟。

flowchart TD
    Start["窑炉、铸造厂或陶瓷工作室紧急情况"] --> EmergencyType{"发生了什么紧急情况？"}
    EmergencyType -->|"熔融金属蒸汽爆炸或坩埚溢出"| Foundry["1. 关闭丙烷燃烧器燃料阀或电炉断路器<br/>2.切勿将水喷到坩埚中或地板上的熔融金属上<br/>3。远离混凝土剥落爆炸<br/>4。撕掉溅到的靴子/衣服，用自来水冷却烧伤的皮肤 20 分钟"]
    EmergencyType -->|"陶窑过度烧制（继电器卡住）或工作室火灾"| KilnFire["1. 关闭主 240V 墙壁断路器或拔下 50A 窑炉电源线<br/>2.关闭煤气/乐窑上的煤气供应阀门<br/>3.保持窑盖关闭，以将 1,200 °C 辐射热限制在耐火砖内<br/>4。仅可使用 ABC/CO2 灭火器扑灭外部木材/架子火灾；拨打 911/112/999"]
    EmergencyType -->|"窑釉/素瓷烟雾吸入或一氧化碳警报"| Fumes["1. 立即撤离工作室至室外空气新鲜处<br/>2.如果安全，请远程关闭窑炉并打开外部隔间门<br/>3。监测 SO2 / HF / 镉烟雾引起的迟发性肺水肿<br/>4。拨打 911 / 112 / 999 进行氧气和医院评估"]

铸造厂中熔融金属水分爆炸和坩埚故障¶

滞留水蒸汽爆炸的可怕物理原理¶

在金属铸造中，铝的熔化温度为 660 摄氏度（1,220 华氏度），通常在 700 至 760 摄氏度（1,300 至 1,400 华氏度） 下浇注，而青铜和黄铜的浇注温度为 1,000 至 1,150 摄氏度（1,830 至 2,100 华氏度），铸铁则为1,350+ 摄氏度（2,460+ 华氏度）。

当液态水意外地被引入到热金属的顶部时，它会在蒸汽垫上无害地在表面上舞动（莱顿弗罗斯特效应）并向上蒸发。然而，即使一克（一小滴）水分被带到熔融金属表面下方，也会发生剧烈的物理相变爆炸：

1. 瞬时过热和 1,600 倍体积膨胀： 浸入 750 至 1,200 °C 的重液态金属下，水在几微秒内从液体闪蒸为蒸汽。在 100 °C 常压沸腾时，水体积膨胀 1,600 倍；在熔融铝内过热至 750 °C，蒸汽泡几乎瞬间膨胀体积超过 3,500 倍。
2. 声波冲击波破碎： 膨胀的蒸汽泡将周围的液态金属破碎成数百万个高表面积的液滴，在自放大的蒸汽爆炸中更快地传递热量，在 0.05 秒内将 10 公斤（22 磅）的坩埚清空到天花板和墙壁上。

后院和工业铸造厂爆炸的常见原因¶

熔融金属飞溅烧伤和铸造厂火灾的逐步急救¶

1.控制铸造现场不引发二次爆炸¶

1. 立即关闭燃料或电源： 关闭丙烷钢瓶上的阀门（位于上风并远离炉子）或关闭电炉断路器。
2. 如果熔融金属溅到地板上或点燃附近的木材/纸板：
3. 切勿在坩埚或汇集的熔融金属附近的任何地方使用水管、湿拖把或水/泡沫灭火器。
4. 如果熔融金属位于干燥的沙床上，请让它自行凝固和冷却（当它辐射出强烈的红外热量时，让每个人都远离）。如果您必须扑灭熔化的溢出物或小可燃金属火，请轻轻地将干铸造砂、干盐或 D 级干粉铲到上面，不要溅起。
5. 仅在燃烧的木质工作台或远离液态金属池的墙壁上使用干粉灭火器 (ABC) 或 \(\text{CO}_2\) 灭火器。

2. 治疗皮肤、脚和眼睛上的熔融金属接触烧伤¶

熔融铝 (660+ °C) 和青铜 (1,050+ °C) 比沸水或热食用油具有更大的热容（熔化潜热加上比热）：

1. 如果熔融金属溅入靴子、手套或衣服内，请立即脱掉它们：
2. 最常见的铸造厂损伤是当熔化的金属飞溅到系带工作靴的顶部或从靴子或长手套的袖口掉落时，直接穿过脚背（背部）烧伤伸肌腱和跗骨。
3. 在不到 2 秒的时间内脱下靴子或手套（这就是为什么铸造工人必须在阻燃口角下穿着弹性侧套式皮革国会绑腿靴，而不是系带靴子）。
4. 如果熔融金属烧穿衣服并直接凝固成深部烧焦的皮肤，不要撕掉粘附的皮肤，而是立即剪掉周围所有闷烧的织物。
5. 用凉爽的自来水冲洗患者烧伤的皮肤 20 整分钟：
6. 一旦受害者被拉离炉子，立即用冷自来水冷却其身体上的烧伤处，持续20分钟；看 烧伤。 （虽然绝对不能将水放入熔融金属的坩埚中，但将流动的自来水浇在人体四肢上的一小块金属上，对于吸收强烈的残余热能并阻止深层组织破坏非常重要。）
7. 切勿从深度全层烧伤坑中撬出凝固的金属块：
8. 熔融金属烧伤通常会形成一个凝结的、烧焦的、皮革状的弹坑，并在组织中楔入一块冻结的铝或青铜纽扣。在流水下冷却金属 20 分钟，用无菌保鲜膜或干净的非粘性敷料松散地覆盖，然后让医院的烧伤外科医生去除金属。
9. 熔融金属或热熔渣进入眼睛：
10. 立即用冷无菌盐水或干净的温自来水轻轻冲洗眼睛 15 分钟，切勿尝试用镊子将凝固的金属铸件从角膜上提起，用坚硬的防护罩盖住受伤的眼睛，然后拨打 911 / 112 / 999；看到 眼睛受伤。

陶器和玻璃窑紧急情况：失控的继电器、工作室火灾和有毒烟雾¶

电陶窑如何进入“热失控”（继电器卡死故障）¶

现代计算机控制的电陶瓷窑使用 240 伏（或 208/400 伏三相）加热元件，在 10 小时的烧制过程中通过机械电磁继电器打开和关闭数千次。经过数百次点火，电弧会使继电器内部的银合金触点凹陷，直到继电器触点将自身永久焊接在一起。

当继电器焊接关闭时（或者当窑炉机械锥体熔化而重量爪没有落下时，或者热电偶部分拉出砖墙，因此它显示为人为冷却时）：

1. 数字控制器无法停止加热： 即使数字控制器屏幕闪烁 FTL （射击时间太长）， ERR1, 或 TC 错误代码并命令窑关闭，电流继续以 100% 功率直接通过焊接继电器触点流入加热元件。
2. **陶瓷熔化和耐火砖破裂：**当内部温度爬过 Cone 10（1,300 摄氏度/2,370 华氏度）并接近 **1,400+ 摄氏度（2,550+ 华氏度）**时，低火或中档陶罐和釉料会熔化成沸腾的液体硅酸盐熔岩，从窑架流到底部耐火砖地板上，溶解多孔的液体隔热耐火砖和熔融陶瓷渣通过钢底盘滴到下面的木质或乙烯基地板上。

陶窑或窑室火灾过度烧制的逐步应对措施¶

1. 立即切断墙壁断路器的主电源或拔掉沉重的 50A 范围/窑炉插头：
2. 如果内部继电器被焊接关闭，按窑炉数字键盘上的“停止”不会任何作用**。
3. 立即前往壁挂式断路开关或主断路器面板，并将窑炉断路器翻转至关闭（如果插座处没有电弧，则使用干皮手套从墙壁插座上拔下沉重的 240V 插头）。
4. 对于燃气或室外乐窑，立即关闭主丙烷气瓶阀门或天然气直角回转截止阀。
5. 保持窑盖和门严格关闭：
6. 切勿打开炽热的白热或橙热窑炉的盖子来“释放热量”。 65 至 75 毫米（2.5 至 3 英寸）的耐火砖墙经过精心设计，可将 1,300 °C 的热量安全地容纳在腔室内。打开盖子会释放出难以忍受的红外辐射热柱和过热空气，立即点燃头顶天花板的干墙/托梁，打碎您的眼镜，并造成严重的面部和呼吸道烧伤。
7. 如果火焰或强烈的辐射热从窥孔射向附近的墙壁，甚至可以保留插入的小陶瓷窥孔塞。
8. 清除窑外的易燃物并排出有毒烟雾：
9. 如果外部不锈钢外套散发出强烈的热量，请使用长扫帚柄或杆子，将所有塑料桶、纸板粘土盒、木器皿板或窗帘拉离窑炉周边。
10. 打开头顶房间的排气扇并打开外门/窗户，排出熔化的粘土或蜡抗蚀剂产生的辛辣烟雾，然后疏散房间，同时窑炉在 12 至 24 小时内缓慢冷却。
11. 如果窑炉下方的地板或附近工作室墙壁着火：
12. 疏散所有人，关闭工作室门以遏制烟雾，并立即拨打 911 / 112 / 999。
13. 一旦确认240V断路器关闭，您可以使用ABC类干粉或\(\text{CO}_2\)灭火器来扑灭窑炉底部木地板或架子上的火焰； 切勿将液态水喷到炽热的电窑上，这会导致炽热的耐火砖爆炸破裂并产生滚烫的蒸汽爆炸；看到 房屋火灾。
14. 防止火灾后清理过程中陶瓷纤维毯（高棉）和耐火砖粉尘吸入：
15. 加热到980摄氏度（1,800华氏度）以上的陶瓷纤维隔热毯和破碎的隔热耐火砖会部分失透成方英石，这是一种剧毒形式的可吸入结晶二氧化硅。在未佩戴 NIOSH P100 / FFP3 防颗粒物呼吸器、丁腈手套和护目镜的情况下，切勿在过火后清扫或吸尘损坏的窑炉。

有毒陶瓷窑烟、釉料中毒和乐一氧化碳¶

烧制生粘土（素烧）和化学釉料会引发复杂的高温化学反应，将危险气体释放到未通风的房屋、地下室、车库和教室中：

车间窑炉和后院铸造厂安全检查表¶

• 强制规定 45 至 90 厘米（18 至 36 英寸）的窑炉间隙和水泥板地板垫： 将每个陶瓷窑炉放置在制造商认可的金属支架上，置于不可燃混凝土或双层水泥板垫上（切勿直接放在木材、乙烯基或地毯上，切勿直接放在没有气隙的裸露混凝土上），使所有墙壁和易燃物保持至少 45 至 90 厘米（18 至 36 英寸） 远。
• 安装备用高限安全接触器/窑炉保姆并检查点火终止：如果没有备用机械窑炉保姆或独立的高限安全继电器接触器（在主继电器焊接关闭时切断电源），切勿让电窑在无人看管的情况下整夜点火。
• 主动下吸式窑炉通风口和一氧化碳探测器： 使用动力下吸式或头顶罩将所有室内窑炉烟雾直接排出室外，并在窑室外安装数字一氧化碳 (\(\text{CO}\)) 警报器。
• 在观察发光窥视孔时，佩戴 Shade 1.7 至 3.0 阻挡 IR/UV 的绿色焊接眼镜或镨/IR 窑炉眼镜： 普通的深色 UV 太阳镜不能阻挡红外 (IR) 热辐射；在没有红外防护眼镜的情况下观察 1,200 °C 的窑洞，随着时间的推移，眼睛的晶状体会被煮熟，导致红外白内障。
• 铸造厂除湿规则： 仅在深干沙床上工作（切勿裸露混凝土），在浸入熔体中之前将每个钢锭和钢工具预热至 150+ °C，并穿着覆盖有皮革护罩的套穿皮靴、皮革围裙、镀铝护腿/手套和 ANSI Z87.1+ 聚碳酸酯面罩。

常见问题¶

为什么冷铝锭上的一滴水在落入坩埚时会引起大规模的熔融金属爆炸？¶

当一块表面凝结、晨露或水合铁锈哪怕只有极微量痕迹的冷金属被推入熔融铝（700 摄氏度/1,300 华氏度）或青铜（1,050 摄氏度/1,920 华氏度）表面下方时，所捕获的液态水会立即被重液态金属包围。在不到一毫秒的时间内，该液滴会瞬间变成过热蒸汽，并膨胀至原始液体体积的 1,600 至 3,500 倍。由于蒸汽被困在致密的熔融金属下方，而不是从顶部表面无害地蒸发，因此快速的体积膨胀就像熔体下方的烈性炸药一样，将坩埚中的全部内容物直接从熔炉中炸出。

为什么即使在数字控制器显示错误并“关闭”后，我的电陶窑仍然越来越热并熔化我的架子？¶

计算机化的电窑使用电磁机械继电器在烧制过程中将高安培数 240 伏电力切换到加热元件数千次。当继电器触点因电弧而磨损时，继电器内部的金属触点会在闭合（“ON”）位置将自身焊接在一起。一旦继电器焊接关闭，即使屏幕显示错误代码或显示“完成”，数字电路板也无法再断开该组加热元件的电源，因此窑炉会继续不受控制地加热，直到有人关闭主壁断路器或拔掉窑炉插头。

为什么永远不要在裸露的混凝土车道或车库地板上浇注熔融金属或设置后院铸造炉？¶

固化混凝土的矿物基质内始终含有 3% 至 6% 的毛细管水分和化学结合水化水。如果坩埚破裂或将 700 至 1,200 摄氏度的熔融金属溅到裸露的混凝土板上，极高的热量会立即将混凝土表面下几毫米处的水分沸腾成高压蒸汽。由于致密的混凝土无法足够快地排出蒸汽，混凝土地板像一系列猎枪爆炸一样剧烈剥落并向上爆炸，将锋利的混凝土弹片和白热的液态金属抛洒到整个区域。始终将铸造炉和模具放置在装有至少 5 至 10 厘米（2 至 4 英寸）干沙的托盘内。

我真的需要特殊的红外线阻挡眼镜才能从陶窑的窥孔中窥视几秒钟以检查见证锥吗？¶

是的。当陶瓷窑达到橙色到白色的温度（900 至 1,300 摄氏度/1,650 至 2,370 华氏度）时，打开的观察孔会发出强烈的红外 (IR) 热辐射束和明亮的可见光。标准的日常太阳镜只能阻挡紫外线 (UV) 和可见眩光；事实上，戴不带红外滤光片的深色太阳镜比不戴更糟糕，因为深色太阳镜会使您的瞳孔张大，从而使更多的红外热辐射直接聚焦到您眼睛的晶状体和视网膜上。每当观察热见证锥体时，请务必握住或佩戴 ANSI Z87.1 Shade 1.7 至 3.0 红外阻挡窑炉玻璃（或绿色氧乙炔钎焊镜片）。

本指南提供陶瓷窑炉火灾、有毒釉烟和铸造熔融金属事故的应急准备和急救信息，不能取代工业铸造安全培训或临床医疗护理。考虑参加红十字会、圣约翰救护车或您所在国家安全组织认可的急救和心肺复苏课程。

相关指南¶

• 热烧伤、化学烧伤和电烧伤
• 一氧化碳和烟雾吸入急救
• 氰化物、硫化氢、工业气体吸入
• 眼睛受伤和化学品飞溅
• 房屋火灾疏散与生存
• 中毒及毒物摄入急救

来源已检查¶

• 职业安全与健康管理局（OSHA，美国）：铸造厂熔融金属湿气爆炸防护、熔融金属操作的个人防护设备（29 CFR 1910.132 / 1910.133 红外护目镜）以及陶瓷釉料中的有毒金属
• 健康与安全执行官（HSE，英国）：熔融金属：避免铸造厂中的水/湿气爆炸以及陶瓷和教育中窑炉的安全使用
• 美国国家消防协会（NFPA，美国）：烤箱和熔炉标准 (NFPA 86) 以及电窑间隙和超温切断要求
• 美国国家职业安全与健康研究所（NIOSH / CDC，美国）：陶艺工作室中二氧化硅粉尘、铅、镉、二氧化硫和一氧化碳的控制
• 美国烧伤协会（ABA，美国）：深部熔融金属接触烧伤的院前冷却和处理