Технические науки/13. Охрана труда

к.т.н. Крюковская О.А., студ. Довженко О.В.

Дніпровський державний технічний університет, Україна

Аналіз небезпечних та шкідливих виробничих факторів, які присутні при роботі кисневого конвертора

В процесі технологічних операцій киснево-конвертерного цеху створюються несприятливі умови для обслуговуючого персоналу. За умовами праці конвертерне відділення є найбільш складною ділянкою цеху, так як воно насичене обладнанням і механізмами. У ньому розміщені конвертери, їх приводи, пристрої для подачі кисню в конвертер, механізми і пристосування для завантаження шихтових матеріалів, приймальні пристрої, системи очищення і утилізації тепла відхідних газів, працюють вантажопідйомні механізми і крани. Конвертери і розплавлений метал виділяють велику кількість тепла, газів і є потенційними джерелами травматизму і аварій, призводять до виникнення небезпечних і шкідливих виробничих факторів.

Основними шкідливими виробничими факторами в конвертерному відділенні є: тепловиділення від технологічного обладнання, розплавленого металу і шлаку; газовиділення, що утворюються при завалці металобрухту і заливці чавуну в конвертер, під час продування конвертера і при сушінні футерівки відремонтованих конверторів; пиловиділення, що утворюються при транспортуванні сипучих матеріалів в конвертер, при завалці металобрухту і заливці чавуну в конвертер, під час продування конвертера, заливці чавуну в конвертер, зливі сталі і шлаку з конвертера; виробничий шум і вібрація (машина ломки футерівки конвертера, пост управління шлаковозом, сталевозом, електромостовим краном, звукова сирена, що включається при русі сталевоза і шлаковоза); вибухонебезпечні та отруйні гази, які використовуються в технологічному процесі.

До джерел, які виділяють в конвертерному відділенні тепло, відносять: кожух і розплавлену горловину конвертера, гази, розплавлений чавун, а також рідкі шлак і сталь. Особливо великому тепловому опроміненню піддаються працівники при взятті проби, вимірі температури, огляді і ремонті горловини конвертера.

Загазованість повітряного середовища киснево-конвертерного цеху вельми незначна, але під час продування і при сушінні відремонтованих конвертерів в повітря виробничого приміщення потрапляють токсичні гази, концентрація яких в ряді випадків перевищує санітарні норми [1].

Шкідливий вплив на людину чинить також пил. Конвертер служить найбільш значущим джерелом пиловиділення. Середня кількість пилу, що міститься в конвертерних газах, становить 25-30 кг/т і має наступний склад:

- гранулометричний: 0-40мкм – 59%; 40-500мкм – 21%; 500-1000мкм – 13%; більше 1000мкм – 8%;

- хімічний: залізо до 70%; оксид марганцю – 0,3 ... 0,5%; діоксид кремнію – 1 ... 2%; оксид кальцію – 0,8 ... 32%; Al₂O₃ – 0,5 ... 1%.

Наявність в повітрі пилу, що містить оксиди Si, Fe та інших мінеральних складових, може викликати найбільш важкі захворювання, що отримали назву пневмоконіози.

У великих кількостях виділяють пил шихтові матеріали, що завантажуються, кладка конвертерів при її руйнуванні під час ремонту [1].

Найбільш повна характеристика шкідливих виробничих факторів на деяких робочих місцях приведена в таблицях 1,2,3,4.

Аналіз таблиць 1 і 2 показує, що фактичні значення багатьох виробничих факторів лежать вище нормативних параметрів. Найбільшу шкідливість для наведених професій представляє теплове випромінювання. Спостерігаються дуже високі відхилення по освітленості робочих місць. Є перевищення по шуму, вібрації і теплового навантаження середовища.

Таблиця 1 – Фізичні виробничі фактори на робочих місцях конвертерного відділення

Найменування професії	Номер робочого місця	Теплове випромінювання, Вт/м^2		Температура повітря, °С		ТНС (теплове навантаження середовища) WBGT індекс, °С		Швидкість руху повітря, м/с		Вологість повітря, %
		ГДК	Факт	ГДК	Факт	ГДК	Факт	ГДК	Факт	ГДК	Факт
Сталевар конвертера	1	140	4872	15-22	16	21-23,9	25,3	0,2	0,41	15-75	20
Підручний сталевара конвертера	2	140	4872	15-22	16	21-23,9	25,5	0,2	0,42	15-75	20
Підручний сталевара конвертера (торкретувальник)	3	140	696	15-22	16	21-23,9	24,3	0,2	0,2	15-75	22
Підручний сталевара конвертера (керування машиною ломки футерівки конвертера)	4	140	4176	22-24	20,2	19-21,8	24,3	0,2	0,2	15-75	55
Машиніст крану мет. виробництва	5	140	34,8	22-24	25,4	20,2-22,8	26,8	0,2	0,11	40-60	21
Машиніст завалочноїмашини	6	140	696	22-24	26,1	20,2-22,8	27	0,2	0,13	40-60	32

Таблиця 2 – Фізичні виробничі фактори на робочих місцях конвертерного відділення

Найменування професії	Номер робочого місця	Природне освітлення,%		Освітленість робочої поверхні, лк		Шум (екв. Рівень звуку), дБА		Вібрація загальна (екв. Рівень віброшвидкості), дБ		Вібрація локальна (екв. Рівень віброшвидкості), дБ
		ГДК	Факт	ГДК	Факт	ГДК	Факт	ГДК	Факт	ГДК	Факт
Сталевар конвертера	1	0,6	отс.	200	19	80	88
Підручний сталевара конвертера	2	0,6	отс.	200	19	80	88

Продовження таблиці 2

Підручний сталевара конвертера (торкретувальник)	3	0,6	отс.	200	18	80	84
Підручний сталевара конвертера (керування машиною ломки футерівки конвертера)	4	0,6	отс.	150	13	70	88	101	108	112	113
Машиніст крану мет. виробництв	5	0,6	отс.	200	17	70	75	101	105	112	110
Машиніст завалочноїмашини	6	0,6	отс.	200	23	70	74	101	105	112	104

Таблиця 3 – Хімічні виробничі фактори на робочих місцях конвертерного відділення

Найменування професії	Номер робочого місця	Пил, що містить кристалічний SiO2 (аерозоль змішаного складу)		Аерозоль оксиду марганцю		Аерозоль оксиду нікелю		Аерозоль свинцю		Аерозоль оксиду заліза
		ГДК	Факт	ГДК	Факт	ГДК	Факт	ГДК	Факт	ГДК	Факт
Сталевар конвертера	1	10	12	0,05	0,25	0,05	0,01			6	1,3
Підручний сталевара конвертера	2	10	12	0,05	0,25	0,05	0,01	0,01	0,007	6	1,3
Підручний сталевара конвертера (торкретувальник)	3	10	64,6	0,05	1,10	0,05	0,259	0,01	0,086	6	13,4
Підручний сталевара конвертера (керування машиною ломки футерівки конвертера)	4	4	26,8
Машиніст крану мет. виробництв	5	10	40,1	0,05	0,5	0,05	0,158			6	10,7
Машиніст завалочноїмашини	6	10	13,3	0,05	0,24	0,05	0,032	0,01	0,069	6	2,4

Таблиця 4 – Хімічні виробничі фактори на робочих місцях конвертерного відділення

Найменування професії	Номер робочого місця	Аерозоль оксиду цинку		Аерозоль кобальту		Аерозоль міді		Аерозоль оксиду хрому (3 В)		Пари монооксиду вуглецю		Пари оксиду азоту
		ГДК	Факт	ГДК	Факт	ГДК	Факт	ГДК	Факт	ГДК	Факт	ГДК	Факт
Сталевар конвертера	1	0,05	0,04					1	0,02	20	5,8	2	1,9
Підручний сталевара конвертера	2	0,5	0,04					1	0,02	20	5,8	2	1,9
Підручний сталевара конвертера (торкретувальник)	3	0,5	0,5	0,5	0,005	0,5	0,09
Підручний сталевара конвертера (керування машиною ломки футерівки конвертера)	4
Машиніст крану мет. виробництв	5									20	5,8	2	0,96
Машиніст завалочноїмашини	6	0,5	0,38	0,05	0,004	0,5	0,02			20	5,8	2	1,92

Аналіз таблиць 3 і 4 показує значні перевищення по кремнію, оксиду марганцю, свинцю (машиніст завалочної машини, торкретувальник), нікелю і заліза (торкретувальник, машиніст крану мет. виробництва). Описані в таблицях 1 і 2 робочі місця схематично відображені на рисунку 1.

Рис.1 – Схематичне розташування робочих місць

1 – сталевар конвертера; 2 – підручний сталевара конвертера; 3 – торкретувальник; 4 – підручний сталевара конвертера (керування машиною ломки футерівки конвертера); 5 – машиніст крану мет. виробництва; 6 – машиніст завалочної машини.

Крім шкідливих виробничих факторів в конвертерному прольоті присутні небезпечні виробничі фактори: рухомі сталевози, шлаковози (можливий наїзд на працюючих, потрапляння розплавленого чавуну, шлаку або сталі на працюючий персонал при аварії); мостові крани (обрив і падіння вантажу, зіткненні кранів, падіння робітників з висоти); електрика (внутрішньоцехова електрична мережа, електричне обладнання електромостових кранів, електроприводи, електродвигуни); возгорання (наявність великої кількості паливно-мастильних матеріалів в приміщеннях маслостанцій); падіння з висоти; вибухи і викиди розплавленого металу і шлаку.

Продування чавуну киснем супроводжується викидами розплавленого металу і шлаку з конвертера. Це становить велику небезпеку для обслуговуючого персоналу. Розплавлений метал і шлак можуть не тільки обпекти, а й викликати вибух при попаданні на воду. Можливий також викид металу з сталеразливочного ковша під час зливу плавки.

Вибухи в конвертерних цехах відбуваються порівняно рідко, але мають велику руйнівну силу. У конвертерних цехах вибухи відбуваються головним чином або при контакті розплавленого металу і шлаку з водою, або вологими матеріалами, або внаслідок бурхливого протікання хімічних реакцій під час продування. Вибухи від дотику рідкого металу і шлаку з водою становлять велику небезпеку, тому до стану розташованої над конвертером фурми потрібна особлива увага. Неприпустимо попадання води в конвертер з фурми (прогар, течі). При утворенні навіть невеликої течі, фурму слід негайно замінити новою.

Особливу небезпеку становить потрапляння вологи при зливі плавки в ківш. Опинившись під металом, вода охолоджує прилеглі шари, утворюючи тверду кірку, під якою йде випаровування і розкладання вологи з утворенням гримучої суміші. Вибух в цьому випадку призводить до викиду металу з ковша. Серйозною небезпекою є також наявність води на робочому майданчику у конвертерів, в шлакових чашах і на майданчику під конвертерами, так як випуск шлаку в мокру чашу або потрапляння викидів розплавленого металу і шлаку на воду може призвести до вибухів. До вибуху в конвертерному відділенні також може привести: прогар котла ОКГ-400-2Б; обрив металевих рукавів, що підводять воду і кисень к фурмам; прогар фурми і потрапляння в порожнину конвертера води; падіння кисневої фурми (через несправність приводу) в конвертер з рідким металом або шлаком при одночасному прогарі фурми і течі котла ОКГ-400-2Б.

Вибухи при виплавці сталі можуть відбутися не тільки в конвертері, але і в ковші після випуску металу. Джерелами таких вибухів є розкислювачі: феромарганець, феросиліцій та ін., Так як збільшення їх в ковші завжди порушують рівновагу між складовими елементами ванни і реакції не завжди можуть протікати спокійно.

В процесі видалення вуглецю з металу в ковші і введення в нього значної частини домішок кремнію і марганцю, знижується його температура плавлення, тобто метал перегрівається без підвищення температури. Перегрів металу є імпульсом для розвитку ендотермічних (поглинаючих тепло) реакцій. Ці реакції дуже часто мають вибуховий характер.

Наявність небезпечних та шкідливих виробничих факторів викликає необхідність застосування спеціальних організаційно-технічних заходів, що знижують несприятливу дію на організм конверторників: організаційні заходи; технічні засоби захисту; механізація та автоматизація технологічних процесів; сигналізація безпеки; застосування огорожі; захист трубопроводів від корозії; захист від теплових випромінювань; пристрої вентиляційних систем; захист від шуму і вібрації; заходи з електробезпеки; забезпечення пожежної безпеки.

Для захисту від впливу несприятливих умов виробничого середовища поряд з колективними засобами захисту передбачаються індивідуальні засоби. Для всього персоналу цеху є обов'язковим носіння каски у виробничих приміщеннях. Для захисту від іскор і бризок розплавленого металу і захисту від підвищених температур застосовуються суконні куртки і штани, напівчоботи ливарника з металевим носком, вачеги. Для захисту очей застосовуються світлозахисні і пилозахисні окуляри. При виконанні робіт в запилених місцях для захисту органів дихання необхідним є застосування респіраторів. Для захисту від шуму застосовують протишумові навушники, беруші, антифони.

Висновки. Найбільш травмонебезпечними професіями у конверторному виробництві є: вогнетривники, ковшеві і розливальники. Причиною професійного захворювання може слугувати тривалий вплив на організм людини шкідливих виробничих факторів – пилу, що містить діоксид кремнію кристалічний, що перевищує ГДК в 7 разів, аерозолю оксиду марганцю, конденсації, що перевищує ГДК в 14 разів, солей нікелю, що перевищують ГДК в 2 рази, аерозолю свинцю, перевищує ГДК в 46 разів.

Дослідження технологічного процесу у киснево-конвертерному цеху дозволили ідентифікувати небезпечні та шкідливі виробничі фактори. Характерними з них є: теплове випромінювання, підвищена температура, наявність шуму і вібрацій, підвищена запиленість, а також вплив рухомих частин механізмів, падіння вантажу з висоти, вплив електричного струму, ймовірність виникнення пожеж, вибухів, викидів забруднюючих речовин в навколишнє середовище. Для підвищення ефективності управління запропоновані заходи, які включають вдосконалення системи професійного відбору та навчання обслуговуючого персоналу, реалізації системи стимулювання. Подалі планується дослідити ризики виникнення аварійних ситуацій у конверторному виробництві та удосконалення методів управління.

Література

1. Зіньковський М.М. Охорона праці в конвертерному виробництві. М .: Металургія, 1973. 152с.

2. Сталеплавильне виробництво. Конвертерний цех №1. Охорона праці. Магнітогорськ .: Магнітогорський Гіпромез, 1986. 147с.