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73. Eisen und Stahl

Kapitelherausgeber: Augustine Moffit


Inhaltsverzeichnis

Abbildungen und Tabellen

Eisen- und Stahlindustrie
John Masaitis

Walzwerke
H. Schneider

Gesundheits- und Sicherheitsprobleme und Muster

Umwelt- und Gesundheitsfragen

Tische

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1. Verwertbare Nebenprodukte von Koksöfen
2. In der Stahlproduktion in Japan erzeugter und recycelter Abfall

Zahlen

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Sonntag, März 13 2011 14: 12

Eisen- und Stahlindustrie

Eisen kommt am häufigsten in der Erdkruste in Form verschiedener Mineralien (Oxide, hydratisierte Erze, Karbonate, Sulfide, Silikate usw.) vor. Seit prähistorischer Zeit hat der Mensch gelernt, diese Mineralien durch verschiedene Wasch-, Zerkleinerungs- und Siebvorgänge, durch Abtrennung der Gangart, Kalzinierung, Sinterung und Pelletierung aufzubereiten und zu verarbeiten, um die Erze schmelzbar zu machen und Eisen und Stahl zu gewinnen. In historischer Zeit entwickelte sich in vielen Ländern eine blühende Eisenindustrie, basierend auf lokalen Erzvorkommen und der Nähe von Wäldern, um die Holzkohle als Brennstoff zu liefern. Anfang des 18. Jahrhunderts revolutionierte die Entdeckung, dass Koks anstelle von Holzkohle verwendet werden konnte, die Industrie und ermöglichte ihre rasante Entwicklung als Grundlage für alle anderen Entwicklungen der industriellen Revolution. Große Vorteile kamen jenen Ländern zugute, in denen natürliche Kohle- und Eisenerzvorkommen dicht beieinander lagen.

Die Stahlherstellung war größtenteils eine Entwicklung des 19. Jahrhunderts mit der Erfindung von Schmelzverfahren; der Bessemer (1855), die offene Feuerstelle, die normalerweise mit Produktionsgas befeuert wird (1864); und der Elektroofen (1900). Seit Mitte des 20. Jahrhunderts ermöglicht die Sauerstoffumwandlung, allen voran das Linz-Donowitz (LD)-Verfahren per Sauerstofflanze, die Herstellung hochwertiger Stähle mit relativ geringen Produktionskosten.

Heute ist die Stahlproduktion ein Index des nationalen Wohlstands und die Grundlage der Massenproduktion in vielen anderen Branchen wie Schiffbau, Automobil, Bauwesen, Maschinen, Werkzeugen sowie Industrie- und Haushaltsgeräten. Die Entwicklung des Transports, insbesondere auf dem Seeweg, hat den internationalen Austausch der benötigten Rohstoffe (Eisenerze, Kohle, Heizöl, Schrott und Zusatzstoffe) wirtschaftlich rentabel gemacht. Daher sind die Länder, die über Eisenerzvorkommen in der Nähe von Kohlefeldern verfügen, nicht mehr privilegiert, und in den Küstenregionen der großen Industrieländer wurden große Hüttenwerke und Stahlwerke errichtet, die mit Rohstoffen aus Exportländern versorgt werden, die in der Lage sind, den heutigen Bedarf zu decken. Tagesbedarf an hochwertigen Materialien.

In den vergangenen Jahrzehnten wurden sogenannte Direktreduktionsverfahren entwickelt und erfolgreich eingesetzt. Die Eisenerze, insbesondere Edel- oder Veredelungserze, werden durch Entzug des enthaltenen Sauerstoffs zu Eisenschwamm reduziert, wodurch ein Schrott ersetzender Eisenwerkstoff gewonnen wird.

Eisen- und Stahlproduktion

Die weltweite Roheisenproduktion betrug 578 1995 Millionen Tonnen (siehe Abbildung 1).

Abbildung 1. Weltroheisenproduktion 1995, nach Regionen

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Die weltweite Rohstahlproduktion betrug 828 1995 Millionen Tonnen (siehe Abbildung 2).

Abbildung 2. Weltrohstahlproduktion 1995, nach Regionen

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Die Stahlindustrie hat eine technologische Revolution durchgemacht, und der Trend beim Aufbau neuer Produktionskapazitäten ging in Richtung des Elektrolichtbogenofens (EAF) zur Verwendung von recyceltem Stahlschrott durch kleinere Werke (siehe Abbildung 3). Obwohl integrierte Stahlwerke, in denen Stahl aus Eisenerz hergestellt wird, mit Rekordeffizienz arbeiten, werden EAF-Stahlwerke mit Produktionskapazitäten in der Größenordnung von weniger als 1 Million Tonnen pro Jahr in den wichtigsten Stahl produzierenden Ländern der Welt immer häufiger .

Abbildung 3. Schrottchargen oder Elektroöfen

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Eisen-Herstellung

Die Gesamtflusslinie der Eisen- und Stahlherstellung ist in Abbildung 4 dargestellt.

Abbildung 4. Fließlinie der Stahlherstellung

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Wesentlich für die Eisenerzeugung ist der Hochofen, in dem Eisenerz zu Roheisen geschmolzen (reduziert) wird. Der Ofen wird von oben mit Eisenerz, Koks und Kalkstein beschickt; von unten wird heiße, häufig mit Sauerstoff angereicherte Luft eingeblasen; und das aus dem Koks entstehende Kohlenmonoxid wandelt das Eisenerz in kohlenstoffhaltiges Roheisen um. Der Kalkstein wirkt als Flussmittel. Bei einer Temperatur von 1,600 °C (siehe Abbildung 5) schmilzt das Roheisen und sammelt sich am Boden des Ofens, und der Kalkstein verbindet sich mit der Erde zu Schlacke. Der Ofen wird regelmäßig abgestochen (dh das Roheisen wird entfernt), und das Roheisen kann dann zur späteren Verwendung (z. B. in Gießereien) in Masseln oder in Pfannen gegossen werden, wo es noch geschmolzen in den Stahl überführt wird. Pflanze machen.

Abbildung 5. Messen der Temperatur von geschmolzenem Metall in einem Hochofen

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Einige große Werke haben Koksöfen am gleichen Standort. Die Eisenerze werden in der Regel vor der Beschickung des Hochofens speziellen Aufbereitungsprozessen unterzogen (Wäsche, Zerkleinerung auf Idealklumpengröße durch Brechen und Sieben, Abtrennung von Feinerz zum Sintern und Pelletieren, mechanisierte Sortierung zur Abtrennung der Gangart, Kalzinieren, Sintern u Pelletieren). Die aus dem Ofen entfernte Schlacke kann auf dem Gelände für andere Zwecke, insbesondere für die Zementherstellung, umgewandelt werden.

Abbildung 6. Roheisenbeschickung für basischen Sauerstoffofen

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Stahlherstellung

Roheisen enthält große Mengen an Kohlenstoff sowie andere Verunreinigungen (hauptsächlich Schwefel und Phosphor). Es muss also verfeinert werden. Der Kohlenstoffgehalt muss reduziert, die Verunreinigungen oxidiert und entfernt und das Eisen in ein hochelastisches Metall umgewandelt werden, das geschmiedet und verarbeitet werden kann. Dies ist der Zweck der Stahlerzeugung. Es gibt drei Arten von Stahlerzeugungsöfen: den Herdofen, den Basis-Sauerstoff-Prozesskonverter (siehe Abbildung 6) und den Elektrolichtbogenofen (siehe Abbildung 7). Herdöfen wurden größtenteils durch Basis-Sauerstoff-Konverter (wo Stahl durch Einblasen von Luft oder Sauerstoff in geschmolzenes Eisen hergestellt wird) und Elektrolichtbogenöfen (wo Stahl aus Eisenschrott und Eisenschwammpellets hergestellt wird) ersetzt.

Abbildung 7. Gesamtansicht des Elektroofengusses

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Spezialstähle sind Legierungen, denen andere metallische Elemente einverleibt werden, um Stähle mit besonderen Eigenschaften und für besondere Zwecke herzustellen (z. B. Chrom, um Rost zu verhindern, Wolfram, um Härte und Zähigkeit bei hohen Temperaturen zu verleihen, Nickel, um Festigkeit, Duktilität und Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen). . Diese Legierungsbestandteile können entweder dem Hochofeneinsatz (siehe Bild 8) oder der Stahlschmelze (im Ofen oder in der Pfanne) (siehe Bild 9) zugesetzt werden. Geschmolzenes Metall aus dem Stahlherstellungsprozess wird in Stranggussmaschinen gegossen, um Knüppel (siehe Abbildung 10), Vorblöcke (siehe Abbildung 11) oder Brammen zu formen. Das geschmolzene Metall kann auch in Formen gegossen werden, um Barren zu bilden. Der Großteil des Stahls wird im Gießverfahren hergestellt (siehe Abbildung 12). Die Vorteile des Stranggießens sind eine höhere Ausbeute, höhere Qualität, Energieeinsparungen und eine Reduzierung sowohl der Kapital- als auch der Betriebskosten. Blockgegossene Formen werden in Tieföfen (dh unterirdischen Öfen mit Türen) gelagert, wo die Barren wieder erhitzt werden können, bevor sie zu den Walzwerken oder einer anderen Weiterverarbeitung transportiert werden (Abbildung 4). Vor kurzem haben Unternehmen damit begonnen, Stahl mit Stranggießanlagen herzustellen. Walzwerke werden an anderer Stelle in diesem Kapitel besprochen; Gießereien, Schmieden und Pressen werden in diesem Kapitel behandelt Metallverarbeitende und metallverarbeitende Industrie.

Abbildung 8. Rückseite der Charge aus heißem Metall

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Abbildung 9. Stranggießpfanne

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Abbildung 10. Stranggussknüppel

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Abbildung 11. Vorblock beim Strangguss

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Abbildung 12. Steuerpult für den Stranggussprozess

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Gefahren

Unfälle

In der Eisen- und Stahlindustrie werden große Materialmengen von massiven Anlagen verarbeitet, transportiert und gefördert, die die der meisten Industriezweige in den Schatten stellen. Stahlwerke verfügen in der Regel über ausgeklügelte Sicherheits- und Gesundheitsprogramme, um Gefahren in einer Umgebung zu begegnen, die unerbittlich sein kann. Ein integrierter Ansatz, der gute Ingenieurs- und Wartungspraktiken, sichere Arbeitsverfahren, Arbeiterschulung und die Verwendung von persönlicher Schutzausrüstung (PSA) kombiniert, ist normalerweise erforderlich, um Gefahren zu kontrollieren.

Verbrennungen können an vielen Stellen im Stahlherstellungsprozess auftreten: an der Vorderseite des Ofens beim Abstich von geschmolzenem Metall oder Schlacke; durch Verschütten, Spritzer oder Ausbrüche von heißem Metall aus Pfannen oder Behältern während der Verarbeitung, des Gießens (Gießens) oder des Transports; und vor Kontakt mit heißem Metall, wenn es zu einem Endprodukt geformt wird.

In geschmolzenem Metall oder Schlacke eingeschlossenes Wasser kann Explosionskräfte erzeugen, die heißes Metall oder Material über einen weiten Bereich schleudern. Das Eintauchen eines feuchten Gegenstands in geschmolzenes Metall kann ebenfalls heftige Eruptionen verursachen.

Der mechanische Transport ist in der Eisen- und Stahlherstellung unerlässlich, setzt die Arbeiter jedoch potenziellen Gefahren aus, von denen sie getroffen und zwischen denen sie eingeklemmt werden. Laufkrane sind in nahezu allen Bereichen von Stahlwerken zu finden. Die meisten großen Werke sind auch stark auf den Einsatz von Schienenfahrzeugen und großen Industrietraktoren für den Materialtransport angewiesen.

Sicherheitsprogramme für die Verwendung von Kränen erfordern eine Schulung, um den ordnungsgemäßen und sicheren Betrieb des Krans und das Aufspannen von Lasten zu gewährleisten, um ein Herunterfallen von Lasten zu verhindern. gute Kommunikation und Verwendung von Standard-Handzeichen zwischen Kranfahrern und Anschlägern, um Verletzungen durch unerwartete Kranbewegungen zu vermeiden; Inspektions- und Wartungsprogramme für Kranteile, Hebegeschirr, Schlingen und Haken, um das Herunterfallen von Lasten zu verhindern; und sichere Zugangsmöglichkeiten zu Kranen zur Vermeidung von Stürzen und Unfällen auf Kranquerwegen.

Sicherheitsprogramme für Eisenbahnen erfordern auch eine gute Kommunikation, insbesondere während des Schaltens und Kuppelns von Schienenfahrzeugen, um zu vermeiden, dass Personen zwischen Schienenfahrzeugkupplungen eingeklemmt werden.

Die Aufrechterhaltung eines angemessenen Abstands zum Passieren von großen Industrietraktoren und anderen Geräten und das Verhindern eines unerwarteten Startens und Bewegens sind notwendig, um Gefahren durch Anstoßen, Anstoßen und Einklemmen für Gerätebediener, Fußgänger und andere Fahrzeugführer zu beseitigen. Programme sind auch für die Inspektion und Wartung von Ausrüstungssicherheitsvorrichtungen und -durchgängen erforderlich.

Eine gute Betriebsführung ist ein Eckpfeiler der Sicherheit in Eisen- und Stahlwerken. Böden und Durchgänge können schnell mit Materialien und Geräten verstopft werden, die eine Stolpergefahr darstellen. Fette, Öle und Schmiermittel werden in großen Mengen verwendet und können, wenn sie verschüttet werden, leicht zu einer Rutschgefahr auf Geh- oder Arbeitsflächen werden.

Werkzeuge unterliegen starkem Verschleiß und werden schnell beeinträchtigt und möglicherweise gefährlich in der Verwendung. Obwohl die Mechanisierung den Umfang der manuellen Handhabung in der Industrie stark verringert hat, können ergonomische Belastungen immer noch bei vielen Gelegenheiten auftreten.

Scharfe Motoren oder Grate an Stahlprodukten oder Metallbändern stellen eine Verletzungs- und Stichgefahr für Arbeiter dar, die an Endbearbeitungs-, Versand- und Schrotthandhabungsarbeiten beteiligt sind. Schnittfeste Handschuhe und Handgelenkschützer werden häufig verwendet, um Verletzungen zu beseitigen.

Schutzbrillenprogramme sind besonders wichtig in Hütten- und Stahlwerken. Gefahren durch Fremdkörperaugen sind in den meisten Bereichen weit verbreitet, insbesondere bei der Handhabung von Rohmaterialien und der Stahlveredelung, wo Schleifen, Schweißen und Brennen durchgeführt werden.

Eine programmierte Wartung ist besonders wichtig für die Unfallverhütung. Ihr Zweck besteht darin, die Effizienz der Ausrüstung sicherzustellen und die voll funktionsfähigen Schutzvorrichtungen aufrechtzuerhalten, da ein Versagen Unfälle verursachen kann. Aufgrund der Komplexität, Größe und Geschwindigkeit von Prozessanlagen und -maschinen ist die Einhaltung sicherer Betriebspraktiken und Sicherheitsvorschriften ebenfalls sehr wichtig.

Kohlenmonoxidvergiftung

Hochöfen, Konverter und Kokereien erzeugen bei der Eisen- und Stahlherstellung große Mengen an Gasen. Nachdem der Staub entfernt wurde, werden diese Gase als Brennstoffquellen in den verschiedenen Werken verwendet, und einige werden Chemiefabriken zur Verwendung als Rohstoffe zugeführt. Sie enthalten große Mengen Kohlenmonoxid (Hochofengas 22 bis 30 %; Kokereigas 5 bis 10 %; Konvertergas 68 bis 70 %).

Kohlenmonoxid tritt manchmal aus oder tritt aus den Decken oder Körpern von Hochöfen oder aus den vielen Gasleitungen innerhalb von Anlagen aus und verursacht versehentlich eine akute Kohlenmonoxidvergiftung. Die meisten Fälle solcher Vergiftungen treten bei Arbeiten rund um Hochöfen auf, insbesondere bei Reparaturen. Andere Fälle treten bei Arbeiten um heiße Öfen, Inspektionsrundgänge um die Ofenkörper herum, Arbeiten in der Nähe der Ofendecken oder Arbeiten in der Nähe von Schlackenkerben oder Abstichkerben auf. Eine Kohlenmonoxidvergiftung kann auch durch Gas verursacht werden, das von wasserdichten Ventilen oder Dichtungstöpfen in den Stahlwerken oder Walzwerken freigesetzt wird; durch plötzliches Abschalten von Gebläseanlagen, Heizräumen oder Ventilatoren; vor Leckagen; aus Versäumnis, Prozessbehälter, Rohrleitungen oder Geräte vor der Arbeit ordnungsgemäß zu lüften oder zu spülen; und beim Schließen von Rohrventilen.

Staub und Dämpfe

Bei der Herstellung von Eisen und Stahl entstehen an vielen Stellen Staub und Dämpfe. Stäube und Dämpfe entstehen bei den Aufbereitungsprozessen, insbesondere beim Sintern, vor den Hoch- und Stahlöfen und bei der Barrenherstellung. Stäube und Dämpfe von Eisenerz oder Eisenmetallen verursachen nicht ohne weiteres Lungenfibrose und Pneumokoniose ist selten. Es wird angenommen, dass einige Lungenkrebsarten mit Karzinogenen in Verbindung stehen, die in Koksofenabgasen gefunden werden. Dichter Rauch, der beim Einsatz von Sauerstofflanzen und beim Einsatz von Sauerstoff in Herdöfen entsteht, kann Kranführer besonders beeinträchtigen.

Die Exposition gegenüber Kieselsäure ist ein Risiko für Arbeiter, die Hochöfen und Stahlöfen und Behälter mit feuerfesten Materialien auskleiden, neu auskleiden und reparieren, die bis zu 80 % Kieselsäure enthalten können. Pfannen sind mit Schamottesteinen oder gebundenem Quarzsand ausgekleidet, und diese Auskleidung erfordert häufige Reparaturen. Die in Feuerfestmaterialien enthaltene Kieselsäure liegt zum Teil in Form von Silikaten vor, die keine Silikose, sondern Pneumokoniose verursachen. Arbeiter sind selten schweren Staubwolken ausgesetzt.

Legierungszusätze zu Öfen zur Herstellung von Spezialstählen bringen manchmal potenzielle Expositionsrisiken durch Chrom, Mangan, Blei und Cadmium mit sich.

Verschiedene Gefahren

Bank- und Top-Side-Arbeiten in Kokereien vor Hochöfen in der Eisenherstellung und Ofenfront-, Barren- und Stranggussarbeiten in der Stahlherstellung beinhalten alle anstrengende Tätigkeiten in einer heißen Umgebung. Programme zur Vorbeugung von Hitzekrankheiten müssen implementiert werden.

Öfen können Blendlicht verursachen, das die Augen verletzen kann, es sei denn, es wird ein geeigneter Augenschutz bereitgestellt und getragen. Manuelle Arbeiten, wie z. B. Ofenmauern, und Hand-Arm-Vibrationen in Häckslern und Schleifmaschinen können ergonomische Probleme verursachen.

Gebläseanlagen, Sauerstoffanlagen, Gasentladungsgebläse und Hochleistungselektroöfen können Gehörschäden verursachen. Ofenbediener sollten geschützt werden, indem die Lärmquelle mit schalldämpfendem Material umschlossen oder schallisolierte Unterstände bereitgestellt werden. Auch eine Verkürzung der Expositionszeit kann sich als wirksam erweisen. Gehörschützer (Ohrenschützer oder Ohrstöpsel) sind oft in lauten Bereichen erforderlich, da es nicht möglich ist, auf andere Weise eine angemessene Lärmreduzierung zu erreichen.

Sicherheits- und Gesundheitsmaßnahmen

Sicherheitsorganisation

Die Sicherheitsorganisation ist von größter Bedeutung in der Eisen- und Stahlindustrie, wo die Sicherheit so sehr von der Reaktion der Arbeitnehmer auf potenzielle Gefahren abhängt. Die erste Verantwortung des Managements besteht darin, für möglichst sichere physische Bedingungen zu sorgen, aber normalerweise ist es notwendig, bei Sicherheitsprogrammen die Mitarbeit aller zu gewinnen. Unfallverhütungsausschüsse, Arbeitsschutzbeauftragte, Sicherheitsanreize, Wettbewerbe, Vorschlagswesen, Slogans und Warnhinweise können eine wichtige Rolle in Sicherheitsprogrammen spielen. Die Einbeziehung aller Personen in Gefährdungsbeurteilungen, Verhaltensbeobachtungen und Feedback-Übungen kann eine positive Sicherheitseinstellung fördern und Arbeitsgruppen fokussieren, die daran arbeiten, Verletzungen und Krankheiten vorzubeugen.

Unfallstatistiken zeigen Gefahrenbereiche und die Notwendigkeit eines zusätzlichen Körperschutzes sowie eine erhöhte Belastung der Haushaltsführung. Der Wert verschiedener Arten von Schutzkleidung kann bewertet und die Vorteile den betroffenen Arbeitern mitgeteilt werden.

Ausbildung

Die Schulung sollte Informationen über Gefahren, sichere Arbeitsmethoden, Vermeidung von Risiken und das Tragen von PSA umfassen. Bei der Einführung neuer Methoden oder Prozesse kann es erforderlich sein, auch Mitarbeiter mit langjähriger Erfahrung an älteren Ofentypen umzuschulen. Besonders wertvoll sind Schulungen und Auffrischungskurse für alle Personalebenen. Sie sollen das Personal mit sicheren Arbeitsmethoden, zu untersagenden unsicheren Handlungen, Sicherheitsregeln und den wichtigsten Rechtsvorschriften zur Unfallverhütung vertraut machen. Die Schulung sollte von Experten durchgeführt werden und effektive audiovisuelle Hilfsmittel verwenden. Sicherheitstreffen oder -kontakte sollten regelmäßig für alle Personen abgehalten werden, um das Sicherheitstraining und -bewusstsein zu stärken.

Technische und administrative Maßnahmen

Alle gefährlichen Teile von Maschinen und Anlagen, einschließlich Aufzügen, Förderern, langen Fahrschächten und Getrieben an Laufkränen, sollten sicher geschützt werden. Für alle Maschinen und Anlagen des Werkes, insbesondere für Kräne, Anschlagmittel, Ketten und Haken, ist eine regelmäßige Inspektion, Prüfung und Wartung erforderlich. Für Wartungs- und Reparaturarbeiten sollte ein effektives Lockout/Tagout-Programm vorhanden sein. Defekte Geräte sollten verschrottet werden. Sichere Arbeitslasten sollten deutlich gekennzeichnet sein, und nicht benutztes Gerät sollte ordentlich aufbewahrt werden. Der Zugang zu Brückenkränen sollte nach Möglichkeit über eine Treppe erfolgen. Wenn eine Steigleiter verwendet werden muss, sollte sie in Abständen umreift werden. Es sollten wirksame Vorkehrungen getroffen werden, um die Bewegung von Laufkränen zu begrenzen, wenn Personen in der Nähe arbeiten. Es kann erforderlich sein, wie in bestimmten Ländern gesetzlich vorgeschrieben, geeignete Schaltanlagen an Laufkränen zu installieren, um Kollisionen zu vermeiden, wenn zwei oder mehr Krane auf derselben Bahn fahren.

Lokomotiven, Schienen, Waggons, Buggys und Kupplungen sollten von guter Konstruktion sein und in gutem Zustand gehalten werden, und ein wirksames Signal- und Warnsystem sollte in Betrieb sein. Das Mitfahren auf Kupplungen oder das Überholen zwischen Wagen sollte verboten werden. Auf dem Gleis von Eisenbahnausrüstung sollte kein Betrieb durchgeführt werden, es sei denn, es wurden Maßnahmen ergriffen, um den Zugang oder die Bewegung der Ausrüstung zu beschränken.

Bei der Lagerung von Sauerstoff ist große Sorgfalt geboten. Die Zuleitungen zu verschiedenen Teilen des Werks sollten verrohrt und eindeutig gekennzeichnet sein. Alle Lanzen sollten sauber gehalten werden.

Es gibt einen nie endenden Bedarf an guter Haushaltsführung. Stürze und Stolperfallen, die durch versperrte Böden oder achtlos liegen gelassene Geräte und Werkzeuge verursacht werden, können selbst Verletzungen verursachen, aber auch eine Person gegen heißes oder geschmolzenes Material schleudern. Alle Materialien sollten sorgfältig gestapelt werden, und Lagerregale sollten bequem für Werkzeuge platziert werden. Verschüttetes Fett oder Öl sollte sofort entfernt werden. Die Beleuchtung aller Teile der Werkstätten und der Maschinenschutzvorrichtungen sollte einen hohen Standard aufweisen.

Industrielle Hygiene

Eine gute allgemeine Belüftung im gesamten Werk und eine lokale Absaugung (LEV) überall dort, wo erhebliche Mengen an Staub und Rauch entstehen oder Gas austreten kann, sind zusammen mit den höchstmöglichen Standards für Sauberkeit und Ordnung erforderlich. Gasanlagen müssen regelmäßig inspiziert und gut gewartet werden, um Gaslecks zu vermeiden. Wann immer Arbeiten in einer wahrscheinlich gashaltigen Umgebung durchgeführt werden müssen, sollten Kohlenmonoxid-Gasdetektoren verwendet werden, um die Sicherheit zu gewährleisten. Wenn Arbeiten in einem gefährlichen Bereich unvermeidbar sind, sollten umluftunabhängige Atemschutzgeräte getragen werden. Atemluftflaschen sollten immer bereitgehalten werden und das Personal sollte gründlich in den Methoden der Bedienung geschult werden.

Um das Arbeitsumfeld zu verbessern, sollte eine Zwangsbelüftung installiert werden, um kühle Luft zuzuführen. Lokale Gebläse können aufgestellt werden, um individuelle Entlastung zu geben, insbesondere an heißen Arbeitsplätzen. Hitzeschutz kann durch die Installation von Hitzeschilden zwischen Arbeitern und strahlenden Wärmequellen wie Öfen oder heißem Metall, durch die Installation von Wasser- oder Luftvorhängen vor Öfen oder durch die Installation von hitzebeständigen Drahtgittern erreicht werden. Ein Anzug und eine Haube aus hitzebeständigem Material mit einem Atemschutzgerät bieten den besten Schutz für Ofenarbeiter. Da in den Öfen extrem heiß gearbeitet wird, können auch Kühlluftleitungen in den Anzug geführt werden. Unerlässlich sind auch feste Vorkehrungen zur Abkühlung vor dem Eintritt in die Öfen.

Die Akklimatisierung führt zu einer natürlichen Anpassung des Salzgehalts des Körperschweißes. Das Auftreten von Hitzeleiden kann durch Anpassung der Arbeitsbelastung und durch gut verteilte Ruhezeiten erheblich verringert werden, insbesondere wenn diese in einem kühlen Raum verbracht werden, der gegebenenfalls klimatisiert ist. Als Palliativmittel sollte eine reichliche Versorgung mit Wasser und anderen geeigneten Getränken bereitgestellt werden, und es sollte Möglichkeiten zur Einnahme leichter Mahlzeiten geben. Die Temperatur von kühlen Getränken sollte nicht zu niedrig sein und die Arbeiter sollten darin geschult werden, nicht zu viel kühle Flüssigkeit auf einmal zu schlucken; leichte Mahlzeiten sind während der Arbeitszeit zu bevorzugen. Ein Salzersatz ist bei Berufen mit starkem Schwitzen erforderlich und wird am besten durch eine erhöhte Salzaufnahme mit regelmäßigen Mahlzeiten erreicht.

In kalten Klimazonen ist Vorsicht geboten, um die negativen Auswirkungen einer längeren Kälteeinwirkung oder plötzlicher und heftiger Temperaturänderungen zu vermeiden. Kantine, Wasch- und Sanitäranlagen sollten möglichst in unmittelbarer Nähe vorhanden sein. Zu den Wascheinrichtungen sollten Duschen gehören; Umkleidekabinen und Schließfächer sollten bereitgestellt und in einem sauberen und hygienischen Zustand gehalten werden.

Wo immer möglich, sollten Lärmquellen isoliert werden. Entfernte zentrale Panels entfernen einige Mitarbeiter aus den lauten Bereichen; Gehörschutz sollte in den schlimmsten Bereichen erforderlich sein. Neben der Einhausung lauter Maschinen mit schallabsorbierendem Material oder dem Schutz der Arbeiter durch schallisolierte Unterstände haben sich Gehörschutzprogramme als wirksame Mittel zur Kontrolle von lärmbedingtem Hörverlust erwiesen.

Persönliche Schutzausrüstung

Bei den meisten Operationen sind alle Körperteile gefährdet, aber die Art der erforderlichen Schutzkleidung variiert je nach Einsatzort. Wer an Hochöfen arbeitet, braucht Kleidung, die vor Verbrennungen schützt – Overalls aus feuerfestem Material, Gamaschen, Stiefel, Handschuhe, Helme mit Gesichtsschutz oder Schutzbrillen gegen Funkenflug und auch gegen Blendung. Sicherheitsschuhe, Schutzbrillen und Schutzhelme sind in fast allen Berufen unerlässlich, und Handschuhe sind weithin erforderlich. Die Schutzkleidung muss die Risiken für Gesundheit und Komfort durch übermäßige Hitze berücksichtigen; zum Beispiel bietet eine feuerfeste Haube mit Maschendrahtschirm einen guten Schutz gegen Funken und ist hitzebeständig; verschiedene synthetische Fasern haben sich auch als effizient in der Hitzebeständigkeit erwiesen. Strenge Überwachung und kontinuierliche Propaganda sind notwendig, um sicherzustellen, dass die persönliche Schutzausrüstung getragen und korrekt gewartet wird.

Ergonomie

Der ergonomische Ansatz (dh die Untersuchung des Verhältnisses Mensch-Maschine-Umwelt) ist bei bestimmten Betrieben in der Eisen- und Stahlindustrie von besonderer Bedeutung. Eine angemessene ergonomische Studie ist nicht nur notwendig, um die Bedingungen zu untersuchen, während ein Arbeiter verschiedene Tätigkeiten ausführt, sondern auch um die Auswirkungen der Umgebung auf den Arbeiter und die funktionale Gestaltung der verwendeten Maschinen zu untersuchen.

Ärztliche Aufsicht

Ärztliche Voruntersuchungen sind von großer Bedeutung bei der Auswahl geeigneter Personen für die schwere Arbeit in der Eisen- und Stahlerzeugung. Für die meisten Arbeiten ist eine gute körperliche Verfassung erforderlich: Bluthochdruck, Herzkrankheiten, Fettleibigkeit und chronische Gastroenteritis disqualifizieren Personen von der Arbeit in heißer Umgebung. Bei der Auswahl von Kranfahrern ist besondere Sorgfalt erforderlich, sowohl hinsichtlich der körperlichen als auch der geistigen Fähigkeiten.

Die medizinische Überwachung sollte besonders auf Personen gerichtet sein, die Hitzestress ausgesetzt sind; bei Staubexponierten sollten regelmäßige Thoraxuntersuchungen und bei Lärmexponierten audiometrische Untersuchungen vorgesehen werden; Betreiber mobiler Geräte sollten außerdem regelmäßig ärztlich untersucht werden, um sicherzustellen, dass sie weiterhin für den Job geeignet sind.

Eine ständige Überwachung aller Wiederbelebungsgeräte ist ebenso erforderlich wie eine Schulung der Arbeiter in Erste-Hilfe-Wiederbelebungsverfahren.

Außerdem sollte eine zentrale Erste-Hilfe-Station mit der erforderlichen medizinischen Ausrüstung für die Notfallhilfe vorhanden sein. Nach Möglichkeit sollte ein Krankenwagen für den Transport von Schwerverletzten in das nächstgelegene Krankenhaus unter der Obhut eines qualifizierten Krankenwagenbegleiters vorhanden sein. In größeren Anlagen sollten Erste-Hilfe-Stationen oder -Boxen an mehreren zentralen Stellen aufgestellt werden.

Cola-Operationen

Kohleaufbereitung

Der wichtigste Einzelfaktor für die Herstellung von metallurgischem Koks ist die Auswahl der Kohlen. Kohlen mit niedrigem Asche- und niedrigem Schwefelgehalt sind am wünschenswertesten. Schwerflüchtige Kohle in Mengen bis zu 40 % wird üblicherweise mit hochflüchtiger Kohle gemischt, um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen. Die wichtigste physikalische Eigenschaft von metallurgischem Koks ist seine Festigkeit und Fähigkeit, Bruch und Abrieb während der Handhabung und Verwendung im Hochofen zu widerstehen. Der Kohleumschlag besteht aus dem Entladen von Eisenbahnwaggons, Schiffen oder Lastwagen; Mischen der Kohle; Dosieren; Pulverisieren; Schüttdichtekontrolle mit Dieselöl oder ähnlichem Öl; und Transport zu den Koksbatteriebunkern.

Verkokung

Koks wird zum größten Teil in Nebenproduktkokereien hergestellt, die so konstruiert und betrieben werden, dass sie die flüchtigen Stoffe aus der Kohle sammeln. Die Öfen bestehen aus drei Hauptteilen: den Verkokungskammern, den Heizzügen und der Regenerationskammer. Abgesehen von der Stahl- und Betonkonstruktion sind die Öfen aus feuerfesten Steinen gebaut. Typischerweise enthält jede Batterie etwa 45 separate Öfen. Die Kokskammern sind in der Regel 1.82 bis 6.7 Meter hoch, 9.14 bis 15.5 Meter lang und an der Heizzugsohle 1,535 °C heiß. Die zum Verkoken benötigte Zeit variiert mit den Ofenabmessungen, liegt aber gewöhnlich zwischen 16 und 20 Stunden.

Bei großen Vertikalöfen wird die Kohle durch Öffnungen in der Decke von einem schienenartigen „Lastwagen“ geladen, der die Kohle aus dem Kohlebunker transportiert. Nachdem die Kohle zu Koks geworden ist, wird der Koks von einer Seite durch einen motorbetriebenen Stößel oder „Pusher“ aus dem Ofen geschoben. Der Stößel ist etwas kleiner als die Ofenabmessungen, so dass ein Kontakt mit den Ofeninnenflächen vermieden wird. Der Koks wird in einem Schienenwagen oder in der dem Pusher gegenüberliegenden Seite der Batterie gesammelt und zur Löschanlage transportiert. Der heiße Koks wird vor dem Entladen auf der Kokerei mit Wasser nass abgeschreckt. Bei einigen Batterien wird der heiße Koks trocken abgeschreckt, um fühlbare Wärme für die Dampferzeugung zurückzugewinnen.

Die Reaktionen bei der Karbonisierung von Kohle zur Koksherstellung sind komplex. Abbauprodukte der Kohle sind zunächst Wasser, Kohlenoxide, Schwefelwasserstoff, hydroaromatische Verbindungen, Paraffine, Olefine, phenolische und stickstoffhaltige Verbindungen. Synthese und Abbau finden unter den Primärprodukten statt, die große Mengen an Wasserstoff, Methan und aromatischen Kohlenwasserstoffen produzieren. Die weitere Zersetzung der komplexen stickstoffhaltigen Verbindungen erzeugt Ammoniak, Cyanwasserstoff, Pyridinbasen und Stickstoff. Durch die kontinuierliche Entfernung von Wasserstoff aus dem Rückstand im Ofen entsteht Hartkoks.

Die Nebenprodukt-Koksöfen, die über Einrichtungen zur Rückgewinnung und Verarbeitung von Kohlechemikalien verfügen, produzieren die in Tabelle 1 aufgeführten Materialien.

Tabelle 1. Verwertbare Nebenprodukte von Koksöfen

Nebenprodukt

Wiedergewinnbare Bestandteile

Koksofengas

Wasserstoff, Methan, Ethan, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Ethylen,
Propylen, Butylen, Acetylen, Schwefelwasserstoff, Ammoniak, Sauerstoff u
Stickstoff

Ammoniaklauge

Freies und fixiertes Ammoniak

Teer

Pyridin, Teersäuren, Naphthalin, Kreosotöl und Kohlenteerpech

Leichtöl

Unterschiedliche Mengen an Kohlegasprodukten mit Siedepunkten ab ca. 40 ºC
bis 200 ºC und Benzol, Toluol, Xylol und Lösungsmittelnaphtha

 

Nach ausreichender Kühlung, damit das Förderband nicht beschädigt wird, wird der Koks zur Sieb- und Brechstation transportiert, wo er für die Verwendung im Hochofen klassiert wird.

Gefahren

Physikalische Gefahren

Während des Entladens, der Vorbereitung und des Umschlags von Kohle werden Tausende von Tonnen Kohle verarbeitet, wodurch Staub, Lärm und Vibrationen entstehen. Das Vorhandensein großer Mengen angesammelten Staubs kann zusätzlich zur Gefahr beim Einatmen zu einer Explosionsgefahr führen.

Beim Verkoken sind Umgebungs- und Strahlungswärme die größten physikalischen Probleme, insbesondere auf der Oberseite der Batterien, wo die meisten Arbeiter eingesetzt werden. Lärm kann ein Problem in mobilen Geräten sein, hauptsächlich von Antriebsmechanismen und vibrierenden Komponenten, die nicht angemessen gewartet werden. Ionisierende Strahlung und/oder lasererzeugende Geräte können für Ausrichtungszwecke mobiler Geräte verwendet werden.

Chemische Gefahren

Mineralöl wird typischerweise für Betriebszwecke zur Schüttdichtekontrolle und Staubunterdrückung verwendet. Materialien können auf die Kohle aufgebracht werden, bevor sie zum Kohlebunker gebracht wird, um die Ansammlung zu minimieren und die Entsorgung gefährlicher Abfälle aus den Nebenproduktvorgängen zu erleichtern.

Das größte Gesundheitsproblem im Zusammenhang mit Verkokungsvorgängen sind Emissionen aus den Öfen während des Einfüllens der Kohle, des Verkokens und des Koksschiebens. Die Emissionen enthalten zahlreiche polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), von denen einige krebserregend sind. Materialien, die zum Abdichten von Lecks in Deckeln und Türen verwendet werden, können auch ein Problem beim Mischen und beim Entfernen von Deckeln und Türen darstellen. Asbest und brechende Keramikfilter können auch in Form von Isoliermaterialien und Dichtungen vorhanden sein, obwohl für Produkte, die zuvor Asbest enthielten, geeignete Ersatzstoffe verwendet wurden.

Mechanische Gefahren

Die Gefahren der Kohleförderung, die mit dem Verkehr von Eisenbahnwaggons, Schiffen und Fahrzeugen sowie der Bewegung von Förderbändern verbunden sind, müssen erkannt werden. Die meisten Unfälle ereignen sich, wenn Arbeiter von solchen Geräten (einschließlich elektrischer Geräte) getroffen, eingeklemmt, herunterfallen, mitgerissen und eingeklemmt werden oder es versäumen, sie zu verriegeln.

Die mechanischen Gefahren, die am meisten Anlass zur Sorge geben, sind mit der mobilen Ausrüstung auf der Schubseite, der Koksseite und dem Larry-Wagen auf der Batterie verbunden. Diese Ausrüstung ist praktisch während der gesamten Arbeitszeit in Betrieb, und zwischen ihr und den Arbeitsgängen ist wenig Platz vorgesehen. Zwischen- und Überfahrunfälle im Zusammenhang mit mobilen Schienenfahrzeugen machen die meisten tödlichen Zwischenfälle in der Koksofenproduktion aus. Verbrennungen der Hautoberfläche durch heiße Materialien und Oberflächen und Augenreizungen durch Staubpartikel sind für zahlreichere, weniger schwerwiegende Vorkommnisse verantwortlich.

Sicherheits- und Gesundheitsmaßnahmen

Um die Staubkonzentrationen während der Kohleförderung auf akzeptablen Niveaus zu halten, sind Eindämmung und Einhausung von Sieb-, Zerkleinerungs- und Fördersystemen erforderlich. LEV kann auch zusätzlich zu den auf die Kohle aufgetragenen Benetzungsmitteln erforderlich sein. Angemessene Wartungsprogramme, Bandprogramme und Reinigungsprogramme sind erforderlich, um das Verschütten zu minimieren und die Durchgänge entlang der Verarbeitungs- und Förderanlagen frei von Kohle zu halten. Das Fördersystem sollte Komponenten verwenden, von denen bekannt ist, dass sie das Verschütten wirksam reduzieren und die Eindämmung aufrechterhalten, wie z. B. Bandreiniger, Schürzen, richtige Bandspannung und so weiter.

Aufgrund der Gesundheitsgefahren, die mit den beim Verkokungsvorgang freigesetzten PAK verbunden sind, ist es wichtig, diese Emissionen einzudämmen und zu sammeln. Dies wird am besten durch eine Kombination aus technischen Kontrollen, Arbeitspraktiken und einem Wartungsprogramm erreicht. Es ist auch notwendig, ein effektives Beatmungsprogramm zu haben. Die Kontrollen sollten Folgendes umfassen:

  • Ein Ladeverfahren, das entwickelt und betrieben wird, um Emissionen zu eliminieren, indem das Volumen der geladenen Kohle gesteuert wird, das Auto richtig über dem Ofen ausgerichtet wird, Fallhülsen fest sitzen und die Kohle in einer Reihenfolge geladen wird, die es ermöglicht, einen angemessenen Kanal auf der Kohle aufrechtzuerhalten für den Abfluss der Emissionen zum Kollektornetz und Wiederzündung unmittelbar nach dem Laden
  • Luftzug von zwei oder mehr Punkten im Ofen, der beschickt wird, und ein Absaugsystem, das so ausgelegt und betrieben wird, dass es einen ausreichenden Unterdruck und Durchfluss aufrechterhält
  • Luftdichtungen an den Stangen der Schubmaschine zur Kontrolle der Infiltration während des Ladens und Kohlenstoffschneider zum Entfernen von Kohlenstoffablagerungen
  • gleichmäßiger Kollektor-Hauptdruck, der ausreicht, um die Emissionen zu befördern
  • Futtertür und Dichtungen nach Bedarf, um eine dichte Abdichtung aufrechtzuerhalten, und angemessen gereinigte und gepflegte Dichtkanten auf der Druckseite und Koksseite
  • Verkleben von Deckeln und Türen und Wartung von Türdichtungen nach Bedarf, um die Emissionen nach dem Laden zu kontrollieren
  • Grünschübe werden durch gleichmäßiges Erhitzen der Kohle über einen angemessenen Zeitraum minimiert
  • Installation von großen Einhausungen über den gesamten Bereich der Koksseite, um Emissionen während des Koksschiebens zu kontrollieren, oder Verwendung von fahrbaren Hauben, die zu den einzelnen zu schiebenden Öfen bewegt werden
  • routinemäßige Inspektion, Wartung und Reparatur zur ordnungsgemäßen Eindämmung von Emissionen
  • Überdruck- und temperaturgesteuerte Fahrerkabinen auf mobilen Geräten zur Kontrolle der Expositionsniveaus der Arbeiter. Um die Überdruckkabine zu erreichen, ist eine strukturelle Integration mit dicht schließenden Türen und Fenstern und der Beseitigung von Trennungen in der Strukturarbeit unerlässlich.

 

Eine Mitarbeiterschulung ist ebenfalls erforderlich, damit die richtigen Arbeitspraktiken angewendet werden und die Bedeutung der richtigen Verfahren zur Minimierung von Emissionen verstanden wird.

Es sollte auch eine routinemäßige Expositionsüberwachung der Arbeiter durchgeführt werden, um festzustellen, ob die Konzentrationen akzeptabel sind. Gasüberwachungs- und Rettungsprogramme sollten vorhanden sein, hauptsächlich wegen des Vorhandenseins von Kohlenmonoxid in Koksgasöfen. Außerdem sollte ein medizinisches Überwachungsprogramm implementiert werden.

 

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Sonntag, März 13 2011 14: 35

Walzwerke

Angepasst aus der 3. Auflage, Enzyklopädie der Arbeitssicherheit und des Gesundheitsschutzes.

Danksagung: Die Beschreibung des Betriebs von Warm- und Kaltwalzwerken wird mit Genehmigung des American Iron and Steel Institute verwendet.

Warme Stahlbrammen werden in kontinuierlichen Warmbandstraßen zu langen Coils aus dünnen Blechen verarbeitet. Diese Coils können an Kunden versandt oder gereinigt und kaltgewalzt werden, um Produkte herzustellen. Siehe Abbildung 1 für eine Flusslinie der Prozesse.

Abbildung 1. Fließlinie von warm- und kaltgewalzten Blechprodukten

IRO020F1

Kontinuierliches Warmwalzen

Ein kontinuierliches Warmwalzwerk kann einen Förderer haben, der mehrere tausend Fuß lang ist. Die Stahlbramme verlässt einen Brammenerwärmungsofen auf den Anfang des Förderers. Oberflächenzunder wird von der erhitzten Bramme entfernt, die dann dünner und länger wird, wenn sie durch horizontale Walzen in jedem Walzwerk, üblicherweise als Vorgerüste bezeichnet, gequetscht wird. Vertikale Rollen an den Rändern helfen, die Breite zu kontrollieren. Als nächstes gelangt der Stahl zur endgültigen Reduktion in die Fertiggerüste, wobei er mit Geschwindigkeiten von bis zu 80 Stundenkilometern den Kühltisch überquert und aufgewickelt wird.

Das warmgewalzte Stahlblech wird normalerweise in einem Bad aus Schwefel- oder Salzsäure gereinigt oder gebeizt, um während des Warmwalzens gebildetes Oberflächenoxid (Zunder) zu entfernen. Eine moderne Beize arbeitet kontinuierlich. Wenn ein Stahlcoil fast gereinigt ist, wird sein Ende rechtwinklig abgeschert und an den Anfang eines neuen Coils geschweißt. In der Beize hilft ein Temperwalzwerk dabei, den Zunder aufzubrechen, bevor das Blech in den Beiz- oder Reinigungsabschnitt der Linie eintritt.

Unter den gummierten Beiztanks, den Rinsern und den Trocknern befindet sich ein Akkumulator. Das in diesem System angesammelte Blech wird in die Beiztanks eingeführt, wenn das Eingangsende der Linie angehalten wird, um ein neues Coil anzuschweißen. Somit ist es möglich, ein Blatt kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von 360 m (1,200 Fuß) pro Minute zu reinigen. Ein kleineres Schlaufensystem am Abgabeende der Linie ermöglicht einen kontinuierlichen Linienbetrieb während Unterbrechungen zum Aufwickeln.

Kaltwalzen

Coils aus gereinigtem, warmgewalztem Stahlblech können kaltgewalzt werden, um ein Produkt dünner und glatter zu machen. Dieser Prozess verleiht Stahl ein höheres Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, als es in einem Warmwalzwerk hergestellt werden kann. Ein modernes Tandem-Kaltwalzwerk mit fünf Gerüsten kann ein Blech mit einer Dicke von etwa 1 cm (10/0.25 Zoll) und einer Länge von 3 km (4/1.2 Meile) erhalten; 2 Minuten später ist dieses Blech auf eine Dicke von 0.03 Zoll (75 mm) gewalzt und mehr als 2 Meilen (3.2 km) lang.

Der Kaltwalzprozess härtet Stahlbleche so aus, dass sie in der Regel in einem Glühofen erhitzt werden müssen, um sie formbarer zu machen. Coils aus kaltgewalzten Blechen werden auf einer Unterlage gestapelt. Über den Stapeln werden Abdeckungen angebracht, um das Glühen zu steuern, und dann wird der Ofen über die abgedeckten Stapel abgesenkt. Das Aufheizen und Rückkühlen von Stahlblechen kann 5 bis 6 Tage dauern.

Nachdem der Stahl im Glühprozess erweicht wurde, wird ein Temperwalzwerk verwendet, um dem Stahl die gewünschte Ebenheit, metallurgischen Eigenschaften und Oberflächenbeschaffenheit zu verleihen. Das Produkt kann als Coils oder weiter seitlich besäumt oder in geschnittene Längen geschert an die Verbraucher versandt werden.

Gefahren und ihre Vermeidung

Unfälle. Die Mechanisierung hat die Zahl der Einklemmstellen an Maschinen verringert, aber sie sind immer noch vorhanden, insbesondere in Kaltwalzwerken und in Endbearbeitungsabteilungen.

Beim Kaltwalzen besteht die Gefahr des Einklemmens zwischen den Walzen, insbesondere wenn versucht wird, während der Bewegung zu reinigen; Walzenspalte sollten wirksam bewacht und streng überwacht werden, um eine Reinigung während der Bewegung zu verhindern. Schwere Verletzungen können durch Scher-, Zuschneide-, Trimm- und Guillotinenmaschinen verursacht werden, wenn die gefährlichen Teile nicht sicher geschützt sind. Ein effektives Lockout/Tagout-Programm ist für Wartung und Reparatur unerlässlich.

Insbesondere beim Warmwalzen kann es zu schweren Verletzungen kommen, wenn Arbeiter versuchen, Rollenbahnen an nicht zugelassenen Stellen zu überqueren; Es sollte eine ausreichende Anzahl von Brücken installiert und ihre Nutzung durchgesetzt werden. Das Schlingen und Zurren kann schwere Verletzungen und Verbrennungen verursachen, sogar das Abtrennen der unteren Gliedmaßen; Wo die Vollmechanisierung diese Gefahr nicht beseitigt hat, sind Schutzpfosten oder andere Vorrichtungen erforderlich.

Besondere Aufmerksamkeit sollte der Schnittgefahr für Arbeiter in Band- und Blechwalzwerken gewidmet werden. Solche Verletzungen werden nicht nur durch das dünne gewalzte Metall verursacht, sondern auch durch die an Coils verwendeten Metallbänder, die während der Handhabung brechen können und eine ernsthafte Gefahr darstellen.

Die Verwendung großer Mengen an Ölen, Rostschutzmitteln usw., die im Allgemeinen durch Sprühen aufgebracht werden, ist eine weitere Gefahr, die häufig in Blechwalzwerken auftritt. Trotz der getroffenen Schutzmaßnahmen, um die versprühten Produkte einzudämmen, sammeln sie sich oft auf dem Boden und auf Kommunikationswegen, wo sie Ausrutschen und Stürze verursachen können. Daher sollten neben der regelmäßigen Reinigung des Bodens auch Gitterroste, saugfähige Materialien und Stiefel mit rutschfesten Sohlen vorgesehen werden.

Auch in automatisierten Werken kommt es bei Umbauarbeiten beim Wechsel schwerer Walzen in den Gerüsten zu Unfällen. Eine gute Planung reduziert oft die Anzahl der erforderlichen Rollenwechsel; Wichtig ist, dass diese Arbeiten nicht unter Zeitdruck erfolgen und geeignete Werkzeuge zur Verfügung gestellt werden.

Die Automatisierung moderner Anlagen ist mit zahlreichen kleineren Störungen verbunden, die oft von der Crew behoben werden, ohne die Anlage oder Teile davon anzuhalten. In solchen Fällen kann es vorkommen, dass notwendige mechanische Schutzmaßnahmen vergessen werden und schwere Unfälle die Folge sein können. Die Brandgefahr bei der Reparatur von Hydraulikanlagen wird häufig vernachlässigt. In Anlagen mit hydraulischer Ausrüstung muss der Brandschutz besonders sorgfältig geplant und organisiert werden.

Zangen, die zum Greifen von heißem Material verwendet werden, können zusammenschlagen; Die Vierkantschlüssel, mit denen schwere Walzprofile von Hand bewegt werden, können durch Spiel schwere Verletzungen am Kopf oder Oberkörper verursachen. Alle Handwerkzeuge sollten gut konstruiert, regelmäßig überprüft und gut gewartet werden. Die in den Mühlen verwendeten Zangen sollten regelmäßig erneuert werden; Ringschlüssel und Schlagschrauber sollten für Walzenwechselkräfte bereitgestellt werden; abgewinkelte Gabelschlüssel sollten nicht verwendet werden. Die Arbeiter sollten eine angemessene Schulung in der Verwendung aller Handwerkzeuge erhalten. Für alle Handwerkzeuge sollten geeignete Aufbewahrungsvorkehrungen getroffen werden.

Viele Unfälle können durch fehlerhaftes Heben und Handhaben sowie durch Defekte an Kränen und Hebezeugen verursacht werden. Alle Kräne und Hebezeuge sollten einem regelmäßigen Überprüfungs- und Inspektionssystem unterzogen werden; Bei der Aufbewahrung und Verwendung von Schlingen ist besondere Sorgfalt erforderlich. Kranfahrer und Anschläger sollten speziell ausgewählt und geschult werden. Beim maschinellen Transport besteht immer die Gefahr von Unfällen: Lokomotiven, Waggons und Drehgestelle sollten gut gewartet und ein gut verständliches Warn- und Signalsystem durchgesetzt werden; Für Gabelstapler und andere Flurförderzeuge sollten freie Durchgangswege freigehalten werden.

Viele Unfälle werden verursacht durch Stürze und Stolpern oder schlecht gepflegte Böden, durch schlecht gestapeltes Material, durch hervorstehende Scheitenden und aufgequetschte Rollen und so weiter. Gefahren können durch gute Pflege aller Bodenflächen und Zugänge, klar definierte Gehwege, ordnungsgemäßes Stapeln von Material und regelmäßiges Entfernen von Schutt beseitigt werden. Eine gute Haushaltsführung ist in allen Teilen der Anlage einschließlich der Werften unerlässlich. In der gesamten Pflanze sollte ein guter Beleuchtungsstandard aufrechterhalten werden.

Beim Warmwalzen können Verbrennungen und Augenverletzungen durch herumfliegenden Walzzunder verursacht werden; Spritzschutz kann den Auswurf von Kalk und heißem Wasser wirksam reduzieren. Augenverletzungen können durch Staubpartikel oder durch Schlagen von Kabelschlingen verursacht werden; Augen können auch durch Blendung beeinträchtigt werden.

Persönliche Schutzausrüstung (PSA) ist von großer Bedeutung bei der Prävention von Unfällen in Walzwerken. Schutzhelme, Sicherheitsschuhe, Gamaschen, Armschutz, Handschuhe, Augenschutz und Schutzbrillen sollten getragen werden, um dem entsprechenden Risiko zu begegnen. Die Mitwirkung der Mitarbeiter bei der Verwendung von Schutzvorrichtungen und dem Tragen von Schutzkleidung ist unbedingt sicherzustellen. Schulungen sowie eine wirksame Unfallverhütungsorganisation, an der Arbeitnehmer oder ihre Vertreter teilnehmen, sind wichtig.

Hitze. Strahlungswärme von bis zu 1,000 kcal/m2 wurden an Arbeitspunkten in Walzwerken gemessen. Hitzestresserkrankungen sind ein Problem, aber Arbeiter in modernen Fabriken werden normalerweise durch die Verwendung von klimatisierten Kanzeln geschützt. Informationen zur Vorbeugung finden Sie im Artikel „Eisen- und Stahlerzeugung“.

Lärm. In der gesamten Walzzone entsteht erheblicher Lärm durch die Getriebe der Walzen und Richtmaschinen, durch Druckwasserpumpen, durch Scheren und Sägen, durch das Werfen von Fertigprodukten in eine Grube und durch das Stoppen von Materialbewegungen mit Metallplatten. Der allgemeine Pegel der Betriebsgeräusche kann bei etwa 84-90 dBA liegen, und Spitzen von bis zu 115 dBA oder mehr sind nicht ungewöhnlich. Informationen zur Vorbeugung finden Sie im Artikel „Eisen- und Stahlerzeugung“.

Vibration. Die Reinigung der Fertigprodukte mit Hochgeschwindigkeits-Schlagwerkzeugen kann zu arthritischen Veränderungen an Ellbogen, Schultern, Schlüsselbein, distaler Elle und Speiche sowie Läsionen des Os naviculare und lunatum führen.

Gelenkdefekte im Hand-Arm-System können Walzwerksarbeiter aufgrund der Rückstoß- und Rückprallwirkung des in den Spalt zwischen den Walzen eingeführten Materials erleiden.

Gesundheitsschädliche Gase und Dämpfe. Beim Walzen von bleilegiertem Stahl oder beim Einsatz bleihaltiger Trennscheiben können giftige Partikel eingeatmet werden. Daher ist eine ständige Überwachung der Bleikonzentrationen am Arbeitsplatz erforderlich, und belastete Arbeitnehmer sollten sich regelmäßig ärztlich untersuchen lassen. Blei kann auch von Flammenwerfern und Gasschneidern eingeatmet werden, die gleichzeitig Stickoxiden (NOx), Chrom, Nickel und Eisenoxid.

Stumpfschweißen ist mit der Bildung von Ozon verbunden, das beim Einatmen ähnliche Reizungen wie NO verursachen kannx. Schacht- und Wärmofenwärter können schädlichen Gasen ausgesetzt sein, deren Zusammensetzung vom verwendeten Brennstoff (Hochofengas, Kokereigas, Öl) abhängt und in der Regel Kohlenmonoxid und Schwefeldioxid enthält. LEV oder Atemschutz können erforderlich sein.

Arbeiter, die Walzwerke mit Ölnebel schmieren, können aufgrund der verwendeten Öle und der darin enthaltenen Additive gesundheitliche Beeinträchtigungen erleiden. Bei der Verwendung von Ölen oder Emulsionen zum Kühlen und Schmieren ist auf das richtige Verhältnis von Öl und Additiven zu achten, um nicht nur Reizungen der Schleimhäute, sondern auch akute Hautentzündungen bei exponierten Arbeitern auszuschließen. Siehe den Artikel „Industrieschmierstoffe, Metallbearbeitungsflüssigkeiten und Automobilöle“ im Kapitel Metallverarbeitende und metallverarbeitende Industrie.

Für die Endbearbeitung werden große Mengen an Entfettungsmitteln verwendet. Diese Mittel verdunsten und können eingeatmet werden; ihre Wirkung ist nicht nur giftig, sondern verursacht auch Hautschäden, die bei unsachgemäßem Umgang mit Lösungsmitteln entfettet werden können. LEV sollte bereitgestellt werden und Handschuhe sollten getragen werden.

Säuren. Starke Säuren in Beizereien wirken ätzend auf Haut und Schleimhäute. Geeignete LEV und PSA sollten verwendet werden.

Ionisierende Strahlung. Röntgenstrahlen und andere Geräte mit ionisierender Strahlung können zum Messen und Untersuchen verwendet werden; Es sind strenge Vorsichtsmaßnahmen gemäß den örtlichen Vorschriften erforderlich.

 

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Teilweise adaptiert aus einem unveröffentlichten Artikel von Simon Pickvance.

Die Eisen- und Stahlindustrie ist eine „Schwerindustrie“: Zusätzlich zu den Sicherheitsrisiken, die riesige Anlagen, massive Geräte und die Bewegung großer Materialmassen mit sich bringen, sind die Arbeiter der Hitze von geschmolzenem Metall und Schlacke bei Temperaturen von bis zu 1,800 °C ausgesetzt C, giftige oder ätzende Substanzen, lungengängige Schadstoffe in der Luft und Lärm. Angespornt durch Gewerkschaften, wirtschaftlichen Druck für mehr Effizienz und behördliche Vorschriften hat die Industrie große Fortschritte bei der Einführung neuerer Ausrüstung und verbesserter Verfahren gemacht, die eine größere Sicherheit und eine bessere Kontrolle physikalischer und chemischer Gefahren bieten. Todesfälle am Arbeitsplatz und Arbeitsunfälle mit Ausfallzeiten sind erheblich zurückgegangen, stellen aber immer noch ein erhebliches Problem dar (ILO 1992). Die Stahlherstellung bleibt ein gefährliches Gewerbe, bei dem die potenziellen Gefahren nicht immer vorhergesehen werden können. Dementsprechend stellt dies eine enorme Herausforderung für das tägliche Anlagenmanagement dar. Es erfordert kontinuierliche Forschung, kontinuierliche Überwachung, verantwortungsvolle Überwachung und aktualisierte Aus- und Weiterbildung von Arbeitnehmern auf allen Ebenen.

Physikalische Gefahren

Ergonomische Probleme

Muskel-Skelett-Verletzungen kommen bei der Stahlherstellung häufig vor. Trotz der Einführung von Mechanisierung und Hilfsmitteln bleibt die manuelle Handhabung großer, sperriger und/oder schwerer Gegenstände eine häufige Notwendigkeit. Um die Anzahl der Ausrutscher und Stürze zu reduzieren, ist ständige Aufmerksamkeit für die Haushaltsführung erforderlich. Ofenmaurer haben nachweislich das höchste Risiko für arbeitsbedingte Oberarm- und Lendenwirbelsäulenprobleme. Die Einführung der Ergonomie in die Gestaltung von Ausrüstung und Bedienelementen (z. B. Kranführerkabinen) auf der Grundlage der Untersuchung der körperlichen und geistigen Anforderungen der Arbeit, gepaart mit Innovationen wie Jobrotation und Teamarbeit, sind jüngste Entwicklungen, die darauf abzielen, die Sicherheit, Wohlbefinden und Leistung von Stahlarbeitern.

Lärm

Die Stahlherstellung ist eine der lautesten Industrien, obwohl Gehörschutzprogramme das Risiko von Hörverlust verringern. Zu den Hauptquellen gehören Rauchabzugsanlagen, Vakuumsysteme mit Dampfstrahlern, elektrische Transformatoren und der Lichtbogenprozess in Elektrolichtbogenöfen, Walzwerken und die großen Ventilatoren, die zur Belüftung verwendet werden. Mindestens die Hälfte der lärmexponierten Arbeitnehmer wird bereits nach 10 oder 15 Jahren am Arbeitsplatz durch lärmbedingten Hörverlust beeinträchtigt. Programme zur Erhaltung des Gehörs, die an anderer Stelle in diesem Dokument ausführlich beschrieben werden Enzyklopädie, gehören regelmäßige Lärm- und Gehörbewertungen, Lärmschutztechnik und Wartung von Maschinen und Ausrüstung, persönlicher Schutz sowie Aus- und Weiterbildung von Arbeitnehmern

Andere Ursachen für Hörverlust als Lärm sind Verbrennungen des Trommelfells durch Schlacke-, Zunder- oder geschmolzene Metallpartikel, Perforation der Trommel durch intensiven Impulslärm und Traumata durch fallende oder sich bewegende Gegenstände. Eine Untersuchung der von kanadischen Stahlarbeitern eingereichten Entschädigungsanträge ergab, dass die Hälfte derjenigen mit berufsbedingtem Hörverlust auch Tinnitus hatte (McShane, Hyde und Alberti 1988).

Vibration

Potenziell gefährliche Vibrationen werden durch oszillierende mechanische Bewegungen erzeugt, meistens wenn Maschinenbewegungen nicht ausgewuchtet sind, wenn Maschinen in der Werkstatt betrieben werden und wenn tragbare Werkzeuge wie pneumatische Bohrer und Hämmer, Sägen und Schleifsteine ​​verwendet werden. Bandscheibenschäden, Kreuzschmerzen und Degeneration der Wirbelsäule wurden in einer Reihe von Studien an Kranführern Ganzkörpervibrationen zugeschrieben (Pauline et al. 1988).

Ganzkörpervibrationen können eine Vielzahl von Symptomen verursachen (z. B. Reisekrankheit, verschwommenes Sehen und Verlust der Sehschärfe), die zu Unfällen führen können. Hand-Arm-Vibrationen wurden mit dem Karpaltunnelsyndrom, degenerativen Gelenkveränderungen und dem Reynaud-Phänomen in den Fingerspitzen („Weißfingerkrankheit“) in Verbindung gebracht, was zu dauerhaften Behinderungen führen kann. Eine Studie mit Häckslern und Schleifern zeigte, dass sie mehr als doppelt so häufig eine Dupuytren-Kontraktur entwickeln als eine Vergleichsgruppe von Arbeitern (Thomas und Clarke 1992).

Hitzeeinwirkung

Hitzeeinwirkung ist in der gesamten Eisen- und Stahlindustrie ein Problem, insbesondere in Werken, die sich in heißen Klimazonen befinden. Jüngste Untersuchungen haben gezeigt, dass entgegen früherer Annahmen die höchsten Expositionen beim Schmieden auftreten, wenn die Arbeiter den heißen Stahl kontinuierlich überwachen, und nicht beim Schmelzen, wenn die Temperaturen zwar höher sind, aber intermittierend und ihre Auswirkungen durch die starke Erwärmung begrenzt sind der exponierten Haut und durch die Verwendung von Augenschutz (Lydahl und Philipson 1984). Die Gefahr von Hitzestress wird durch ausreichende Flüssigkeitszufuhr, ausreichende Belüftung, die Verwendung von Hitzeschilden und Schutzkleidung sowie regelmäßige Ruhepausen oder Arbeiten an einer kühleren Aufgabe verringert.

Laser

Laser haben ein breites Anwendungsspektrum bei der Stahlherstellung und können Netzhautschäden bei Leistungspegeln verursachen, die weit unter denen liegen, die für Auswirkungen auf die Haut erforderlich sind. Laserbediener können durch einen scharfen Fokus des Strahls und die Verwendung einer Schutzbrille geschützt werden, aber andere Arbeiter können verletzt werden, wenn sie unwissentlich in den Strahl treten oder wenn er versehentlich auf sie reflektiert wird.

Radioaktive Nuklide

Radioaktive Nuklide werden in vielen Messgeräten eingesetzt. Expositionen können normalerweise durch das Anbringen von Warnschildern und geeigneten Abschirmungen kontrolliert werden. Viel gefährlicher ist jedoch der versehentliche oder fahrlässige Einschluss von radioaktiven Stoffen in den zu recycelnden Stahlschrott. Um dies zu verhindern, verwenden viele Betriebe empfindliche Strahlungsdetektoren, um den gesamten Schrott zu überwachen, bevor er in die Verarbeitung eingeführt wird.

Luftschadstoffe

Abhängig vom jeweiligen Prozess, den beteiligten Materialien und der Wirksamkeit von Überwachungs- und Kontrollmaßnahmen können Stahlarbeiter einer Vielzahl von Schadstoffen ausgesetzt sein. Schädliche Wirkungen werden durch den physikalischen Zustand und die Neigung des betreffenden Schadstoffs, die Intensität und Dauer der Exposition, das Ausmaß der Akkumulation im Körper und die Empfindlichkeit des Individuums gegenüber seinen Auswirkungen bestimmt. Einige Wirkungen treten sofort ein, während es bei anderen Jahre oder sogar Jahrzehnte dauern kann, bis sie sich entwickeln. Änderungen an Prozessen und Ausrüstungen sowie verbesserte Maßnahmen, um die Exposition unter toxischen Werten zu halten, haben die Risiken für die Arbeiter verringert. Allerdings haben diese auch neue Schadstoffkombinationen eingebracht und es besteht immer die Gefahr von Unfällen, Bränden und Explosionen.

Staub und Dämpfe

Emissionen von Dämpfen und Partikeln sind ein großes potenzielles Problem für Mitarbeiter, die mit geschmolzenen Metallen arbeiten, Koks herstellen und handhaben sowie Öfen beschicken und abstechen. Sie sind auch lästig für Arbeiter, die mit der Gerätewartung, der Kanalreinigung und der Zerstörung von feuerfestem Material beauftragt sind. Gesundheitliche Auswirkungen hängen mit der Größe der Partikel (dh dem lungengängigen Anteil) und den Metallen und Aerosolen zusammen, die auf ihren Oberflächen adsorbiert werden können. Es gibt Hinweise darauf, dass die Exposition gegenüber reizendem Staub und Rauch Stahlarbeiter auch anfälliger für eine reversible Verengung der Atemwege (Asthma) machen kann, die mit der Zeit dauerhaft werden kann (Johnson et al. 1985).

Silica

Die Exposition gegenüber Kieselsäure mit der daraus resultierenden Silikose, die einst bei Arbeitern in solchen Berufen wie der Ofenwartung in Schmelzwerken und Hochöfen recht verbreitet war, wurde durch die Verwendung anderer Materialien für Ofenauskleidungen sowie durch Automatisierung verringert, wodurch die Anzahl der Arbeiter reduziert wurde bei diesen Prozessen.

Asbest

Asbest, das einst in großem Umfang für die Wärme- und Schalldämmung verwendet wurde, trifft heute nur noch bei Wartungs- und Bauarbeiten auf, wenn früher installierte Asbestmaterialien gestört werden und in der Luft schwebende Fasern erzeugen. Die langfristigen Auswirkungen einer Asbestexposition, die in anderen Abschnitten dieser Broschüre ausführlich beschrieben werden Enzyklopädie, umfassen Asbestose, Mesotheliom und andere Krebsarten. Eine kürzlich durchgeführte Querschnittsstudie fand bei 20 von 900 Stahlarbeitern (2 %) Pleurapathologien, von denen viele als für Asbestose charakteristische restriktive Lungenerkrankung diagnostiziert wurden (Kronenberg et al. 1991).

Schwermetalle

Bei der Stahlherstellung erzeugte Emissionen können Schwermetalle (z. B. Blei, Chrom, Zink, Nickel und Mangan) in Form von Dämpfen, Partikeln und Adsorbaten an inerten Staubpartikeln enthalten. Sie sind häufig in Stahlschrottströmen vorhanden und werden auch bei der Herstellung von speziellen Arten von Stahlprodukten eingeführt. Untersuchungen an Arbeitern, die Manganlegierungen schmelzen, haben eine Beeinträchtigung der körperlichen und geistigen Leistungsfähigkeit und andere Symptome von Manganismus bei Expositionsniveaus gezeigt, die deutlich unter den derzeit in den meisten Ländern zulässigen Grenzwerten liegen (Wennberg et al. 1991). Eine kurzfristige Exposition gegenüber hohen Konzentrationen von Zink und anderen verdampften Metallen kann „Metalldampffieber“ verursachen, das durch Fieber, Schüttelfrost, Übelkeit, Atembeschwerden und Müdigkeit gekennzeichnet ist. Einzelheiten zu den anderen toxischen Wirkungen von Schwermetallen finden sich an anderer Stelle in diesem Dokument Enzyklopädie.

Säurenebel

Säurenebel aus Beizbereichen können Haut-, Augen- und Atemwegsreizungen verursachen. Auch die Exposition gegenüber Salz- und Schwefelsäurenebeln aus Beizbädern wurde in einer Studie mit einer nahezu zweifachen Zunahme von Kehlkopfkrebs in Verbindung gebracht (Steenland et al. 1988).

Schwefelverbindungen

Die vorherrschende Quelle von Schwefelemissionen bei der Stahlherstellung ist die Verwendung von schwefelreichen fossilen Brennstoffen und Hochofenschlacke. Schwefelwasserstoff hat einen charakteristischen unangenehmen Geruch und kurzfristige Wirkungen einer relativ geringen Exposition umfassen Trockenheit und Reizung der Nasenwege und der oberen Atemwege, Husten, Kurzatmigkeit und Lungenentzündung. Längere Exposition gegenüber niedrigen Konzentrationen kann zu Augenreizungen führen, während bei höheren Expositionskonzentrationen dauerhafte Augenschäden entstehen können. Bei höheren Konzentrationen kann es auch zu einem vorübergehenden Geruchsverlust kommen, der die Arbeiter glauben machen kann, dass sie nicht mehr exponiert sind.

Ölnebel

Beim Kaltwalzen von Stahl entstehende Ölnebel können Reizungen der Haut, der Schleimhäute und der oberen Atemwege, Übelkeit, Erbrechen und Kopfschmerzen hervorrufen. Eine Studie berichtete über Fälle von lipoider Pneumonie bei Arbeitern in Walzwerken, die länger exponiert waren (Cullen et al. 1981).

Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe

PAK entstehen bei den meisten Verbrennungsprozessen; in Stahlwerken ist die Kokerei die Hauptquelle. Wenn Kohle teilweise verbrannt wird, um Koks zu produzieren, wird eine große Anzahl flüchtiger Verbindungen als flüchtige Bestandteile von Kohlenteerpech abdestilliert, einschließlich PAKs. Diese können als Dämpfe, Aerosole oder Adsorbate auf Feinstaub vorhanden sein. Kurzfristige Expositionen können Haut- und Schleimhautreizungen, Schwindel, Kopfschmerzen und Übelkeit verursachen, während langfristige Expositionen mit Karzinogenese in Verbindung gebracht werden. Studien haben gezeigt, dass Koksofenarbeiter eine doppelt so hohe Sterblichkeitsrate durch Lungenkrebs aufweisen wie die allgemeine Bevölkerung. Diejenigen, die den flüchtigen Bestandteilen von Kohlenteerpech am stärksten ausgesetzt sind, sind dem höchsten Risiko ausgesetzt. Dazu gehörten Arbeiter auf der Ofenoberseite und Arbeiter mit der längsten Expositionsdauer (IARC 1984; Constantino, Redmond und Bearden 1995). Technische Kontrollen haben in einigen Ländern die Zahl der gefährdeten Arbeitnehmer verringert.

Andere Chemikalien

Über 1,000 Chemikalien werden bei der Stahlherstellung verwendet oder angetroffen: als Rohstoffe oder als Verunreinigungen in Schrott und/oder in Brennstoffen; als Additive in speziellen Prozessen; als feuerfeste Materialien; und als Hydraulikflüssigkeiten und Lösungsmittel, die beim Betrieb und der Wartung von Anlagen verwendet werden. Bei der Kokerei entstehen Nebenprodukte wie Teer, Benzol und Ammoniak; andere werden in den verschiedenen Stahlherstellungsprozessen erzeugt. Alle können potenziell toxisch sein, abhängig von der Art der Chemikalien, der Art, dem Ausmaß und der Dauer der Exposition, ihrer Reaktivität mit anderen Chemikalien und der Empfindlichkeit des exponierten Arbeiters. Versehentliche starke Belastungen durch Dämpfe, die Schwefeldioxid und Stickoxide enthalten, haben Fälle von chemischer Pneumonitis verursacht. Vanadium und andere Legierungszusätze können eine chemische Lungenentzündung verursachen. Kohlenmonoxid, das bei allen Verbrennungsprozessen freigesetzt wird, kann gefährlich sein, wenn die Wartung der Ausrüstung und ihrer Steuerungen nicht dem Standard entspricht. Benzol ist zusammen mit Toluol und Xylol in Kokereigas vorhanden und verursacht bei akuter Exposition Symptome der Atemwege und des Zentralnervensystems; Langzeitexposition kann zu Knochenmarkschäden, aplastischer Anämie und Leukämie führen.

Stress

In der Stahlindustrie herrscht ein hoher Arbeitsstress. Strahlungswärme und Lärm werden durch die Notwendigkeit ständiger Wachsamkeit verstärkt, um Unfälle und potenziell gefährliche Expositionen zu vermeiden. Da viele Prozesse im Dauerbetrieb sind, ist Schichtarbeit eine Notwendigkeit; seine Auswirkungen auf das Wohlbefinden und auf die wesentliche soziale Unterstützung der Arbeitnehmer werden an anderer Stelle in diesem Dokument ausführlich beschrieben Enzyklopädie. Schließlich gibt es noch den potenten Stressfaktor potenzieller Arbeitsplatzverluste infolge von Automatisierung und Prozessänderungen, Werksverlagerungen und Personalabbau.

Präventive Programme

Der Schutz von Stahlarbeitern vor potenzieller Toxizität erfordert die Bereitstellung angemessener Ressourcen für ein kontinuierliches, umfassendes und koordiniertes Programm, das die folgenden Elemente umfassen sollte:

    • Bewertung aller Rohstoffe und Brennstoffe und, wenn möglich, Ersatz der als gefährlich bekannten Produkte durch sicherere Produkte
    • wirksame Kontrollen für die Lagerung und den sicheren Umgang mit Rohstoffen, Produkten, Nebenprodukten und Abfällen
    • kontinuierliche Überwachung des persönlichen Arbeitsumfelds und der Luftqualität der Arbeitnehmer, bei Bedarf mit biologischer Überwachung und regelmäßiger medizinischer Überwachung der Arbeitnehmer, um subtilere gesundheitliche Auswirkungen zu erkennen und die Eignung für ihre Arbeit zu überprüfen
    • technische Systeme zur Kontrolle potenzieller Expositionen (z. B. Gerätegehäuse und angemessene Absaug- und Belüftungssysteme), ergänzt durch persönliche Schutzausrüstung (z. B. Schilde, Handschuhe, Schutzbrillen, Gehörschutz, Atemschutzgeräte, Fuß- und Körperschutz usw.) bei der Technik Kontrollen reichen nicht aus
    • Anwendung ergonomischer Prinzipien auf die Gestaltung von Geräten, Maschinensteuerungen und Werkzeugen und Analyse der Arbeitsstruktur und -inhalte als Leitfaden für Interventionen, die Verletzungen verhindern und das Wohlbefinden der Arbeitnehmer verbessern können
    • Aufrechterhaltung leicht verfügbarer, aktueller Informationen über potenzielle Gefahren, die im Rahmen eines laufenden Schulungs- und Schulungsprogramms für Arbeitnehmer unter Arbeitnehmern und Vorgesetzten verbreitet werden müssen
    • Installation und Wartung von Systemen für die Speicherung und den Abruf umfangreicher Gesundheits- und Sicherheitsdaten sowie für die Analyse und Berichterstattung von Aufzeichnungen über Inspektionsergebnisse, Unfälle und Arbeitsunfälle und -krankheiten.

                 

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                Sonntag, März 13 2011 14: 43

                Umwelt- und Gesundheitsfragen

                Adaptiert von UNEP und IISI 1997 und einem unveröffentlichten Artikel von Jerry Spiegel.

                Aufgrund des schieren Volumens und der Komplexität ihrer Betriebe und ihres umfangreichen Verbrauchs von Energie und Rohstoffen hat die Eisen- und Stahlindustrie wie andere „Schwerindustrien“ das Potenzial, erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt und die Bevölkerung der umliegenden Gemeinden zu haben . Abbildung 1 fasst die Schadstoffe und Abfälle zusammen, die durch die wichtigsten Produktionsprozesse entstehen. Sie umfassen drei Hauptkategorien: Luftschadstoffe, Abwasserkontaminanten und feste Abfälle.

                Abbildung 1. Flussdiagramm von Schadstoffen und Abfällen, die durch verschiedene Prozesse erzeugt werden

                IRO200F1

                In der Vergangenheit haben sich Untersuchungen der Auswirkungen der Eisen- und Stahlindustrie auf die öffentliche Gesundheit auf die lokalen Auswirkungen in dicht besiedelten Gebieten konzentriert, in denen sich die Stahlproduktion konzentriert hat, und insbesondere in bestimmten Regionen, in denen akute Luftverschmutzungsepisoden aufgetreten sind, wie z Donora- und Maastäler und das Dreieck zwischen Polen, der ehemaligen Tschechoslowakei und der ehemaligen Deutschen Demokratischen Republik (WHO 1992).

                Luftverschmutzer

                Luftschadstoffe aus Eisen- und Stahlherstellungsbetrieben waren in der Vergangenheit ein Umweltproblem. Zu diesen Schadstoffen gehören gasförmige Substanzen wie Schwefeloxide, Stickstoffdioxid und Kohlenmonoxid. Darüber hinaus standen Partikel wie Ruß und Staub, die Eisenoxide enthalten können, im Fokus der Kontrollen. Emissionen aus Koksöfen und aus Koksofen-Nebenproduktanlagen waren ein Problem, aber die kontinuierlichen Verbesserungen in der Technologie der Stahlherstellung und der Emissionskontrolle während der letzten zwei Jahrzehnte in Verbindung mit strengeren staatlichen Vorschriften haben diese Emissionen erheblich reduziert in Nordamerika, Westeuropa und Japan. Die Gesamtkosten für die Bekämpfung der Umweltverschmutzung, von denen mehr als die Hälfte auf Luftemissionen entfallen, werden auf 1 bis 3 % der gesamten Produktionskosten geschätzt; Anlagen zur Luftreinhaltung machen ungefähr 10 bis 20 % der gesamten Anlageninvestitionen aus. Solche Kosten schaffen ein Hindernis für die weltweite Anwendung modernster Kontrollen in Entwicklungsländern und für ältere, wirtschaftlich marginale Unternehmen.

                Luftschadstoffe variieren mit dem jeweiligen Verfahren, der Technik und Konstruktion der Anlage, den verwendeten Rohstoffen, den Quellen und Mengen der benötigten Energie, dem Ausmaß, in dem Abfallprodukte in den Prozess zurückgeführt werden, und der Effizienz der Schadstoffbegrenzung. Beispielsweise hat die Einführung der Stahlherstellung mit basischem Sauerstoff die kontrollierte Sammlung und Wiederverwertung von Abgasen ermöglicht, wodurch die auszustoßenden Mengen reduziert wurden, während die Verwendung des Stranggussverfahrens den Energieverbrauch reduziert hat, was zu einer Verringerung des Energieverbrauchs führte eine Reduzierung der Emissionen. Dies hat die Produktausbeute erhöht und die Qualität verbessert.

                Schwefeldioxid

                Die Menge an Schwefeldioxid, die im Wesentlichen bei den Verbrennungsprozessen entsteht, hängt in erster Linie vom Schwefelgehalt des eingesetzten fossilen Brennstoffs ab. Sowohl Koks als auch Kokereigas, die als Brennstoffe verwendet werden, sind Hauptquellen von Schwefeldioxid. In der Atmosphäre kann Schwefeldioxid mit Sauerstoffradikalen und Wasser zu einem Schwefelsäureaerosol reagieren und in Verbindung mit Ammoniak ein Ammoniumsulfataerosol bilden. Die den Schwefeloxiden zugeschriebenen gesundheitlichen Wirkungen beruhen nicht nur auf dem Schwefeldioxid, sondern auch auf seiner Neigung, solche lungengängigen Aerosole zu bilden. Außerdem kann Schwefeldioxid an Partikeln adsorbiert werden, von denen viele im lungengängigen Bereich liegen. Solche potenziellen Expositionen können nicht nur durch die Verwendung von Kraftstoffen mit niedrigem Schwefelgehalt, sondern auch durch eine Verringerung der Partikelkonzentration verringert werden. Die zunehmende Verwendung von Elektroöfen hat die Emission von Schwefeloxiden verringert, indem der Bedarf an Koks eliminiert wurde, aber dies hat diese Verschmutzungsbekämpfungslast auf die Elektrizität erzeugenden Anlagen abgewälzt. Die Entschwefelung von Kokereigas wird durch die Entfernung von reduzierten Schwefelverbindungen, hauptsächlich Schwefelwasserstoff, vor der Verbrennung erreicht.

                Stickoxide

                Stickoxide, vor allem Stickoxide und Stickstoffdioxid, entstehen wie die Schwefeloxide bei Kraftstoffverbrennungsprozessen. Sie reagieren mit Sauerstoff und flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) in Gegenwart von ultravioletter (UV) Strahlung zu Ozon. Sie verbinden sich auch mit Wasser zu Salpetersäure, die sich wiederum mit Ammoniak zu Ammoniumnitrat verbindet. Diese können auch lungengängige Aerosole bilden, die durch Nass- oder Trockenabscheidung aus der Atmosphäre entfernt werden können.

                Feinstaub

                Feinstaub, die sichtbarste Form der Verschmutzung, ist eine variierende, komplexe Mischung aus organischen und anorganischen Materialien. Staub kann von Eisenerz-, Kohle-, Koks- und Kalksteinhalden aufgewirbelt werden oder beim Verladen und Transportieren in die Luft gelangen. Grobe Materialien stauben, wenn sie aneinander gerieben oder unter Fahrzeugen zerquetscht werden. Feine Partikel werden bei Sinter-, Schmelz- und Schmelzprozessen erzeugt, insbesondere wenn geschmolzenes Eisen mit Luft in Kontakt kommt, um Eisenoxid zu bilden. Koksöfen erzeugen Feinkohlenkoks und Teeremissionen. Mögliche gesundheitliche Auswirkungen hängen von der Anzahl der Partikel im lungengängigen Bereich, der chemischen Zusammensetzung des Staubs sowie der Dauer und Konzentration der Exposition ab.

                Die Feinstaubbelastung wurde stark reduziert. Durch den Einsatz von Elektrofiltern zur Reinigung trockener Abgase bei der Oxygenstahlherstellung senkte beispielsweise ein deutsches Stahlwerk die Staubemission von 9.3 kg/t Rohstahl im Jahr 1960 auf 5.3 kg/t im Jahr 1975 und auf etwas weniger als 1 kg/t bis 1990. Der Preis war jedoch ein deutlicher Anstieg des Energieverbrauchs. Andere Methoden zur Kontrolle der Partikelverschmutzung umfassen die Verwendung von Nasswäschern, Beutelhäusern und Zyklonen (die nur gegen große Partikel wirksam sind).

                Schwermetalle

                Metalle wie Cadmium, Blei, Zink, Quecksilber, Mangan, Nickel und Chrom können als Staub, Rauch oder Dampf aus einem Ofen emittiert oder von Partikeln adsorbiert werden. Gesundheitliche Auswirkungen, die an anderer Stelle in diesem beschrieben sind Enzyklopädie, hängen von der Höhe und Dauer der Exposition ab.

                Organische Emissionen

                Organische Emissionen aus Primärstahlbetrieben können Benzol, Toluol, Xylol, Lösungsmittel, PAK, Dioxine und Phenole umfassen. Der als Rohstoff verwendete Stahlschrott kann je nach Herkunft und Art der Verwendung (z. B. Farben und andere Beschichtungen, andere Metalle und Schmiermittel) eine Vielzahl dieser Stoffe enthalten. Nicht alle diese organischen Schadstoffe werden von den herkömmlichen Gasreinigungssystemen aufgefangen.

                Radioaktivität

                In den letzten Jahren gab es Berichte über Fälle, in denen radioaktive Materialien unbeabsichtigt in den Stahlschrott eingeschlossen wurden. Die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Nuklide (z. B. Schmelz- und Siedetemperatur und Affinität zu Sauerstoff) bestimmen, was mit ihnen im Stahlherstellungsprozess passiert. Es kann eine Menge vorhanden sein, die ausreicht, um die Stahlprodukte, die Nebenprodukte und die verschiedenen Arten von Abfällen zu kontaminieren und somit eine kostspielige Reinigung und Entsorgung erfordern. Es besteht auch die potenzielle Kontamination der Stahlherstellungsausrüstung mit einer daraus resultierenden potenziellen Exposition der Stahlarbeiter. Viele Stahlbetriebe haben jedoch empfindliche Strahlungsdetektoren installiert, um den gesamten gekauften Stahlschrott zu überprüfen.

                Kohlendioxid

                Obwohl es bei den üblichen atmosphärischen Konzentrationen keine Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit oder Ökosysteme hat, ist Kohlendioxid wegen seines Beitrags zum „Treibhauseffekt“, der mit der globalen Erwärmung verbunden ist, wichtig. Die Stahlindustrie ist ein bedeutender Erzeuger von Kohlendioxid, mehr durch die Verwendung von Kohlenstoff als Reduktionsmittel bei der Herstellung von Eisen aus Eisenerz als durch seine Nutzung als Energiequelle. Bis 1990 wurden die Kohlendioxidemissionen der Eisen- und Stahlindustrie durch eine Vielzahl von Maßnahmen zur Reduzierung des Koksanteils im Hochofen, zur Rückgewinnung von Abwärme und zur Energieeinsparung auf 47 % des Niveaus von 1960 gesenkt.

                Ozon

                Ozon, ein Hauptbestandteil des atmosphärischen Smogs in der Nähe der Erdoberfläche, ist ein sekundärer Schadstoff, der in der Luft durch die photochemische Reaktion von Sonnenlicht mit Stickoxiden gebildet wird, die je nach Struktur und Reaktivität in unterschiedlichem Maße durch eine Reihe von VOCs erleichtert wird . Die Hauptquelle von Ozonvorläufern sind Kraftfahrzeugabgase, aber einige werden auch von Eisen- und Stahlwerken sowie von anderen Industrien erzeugt. Aufgrund atmosphärischer und topografischer Bedingungen kann die Ozonreaktion in großen Entfernungen von ihrer Quelle stattfinden.

                Abwasserverunreinigungen

                Stahlwerke leiten große Wassermengen in Seen, Flüsse und Bäche ein, wobei zusätzliche Mengen verdampft werden, während Koks oder Stahl gekühlt werden. Abwasser, das in unversiegelten oder undichten Rückhaltebecken zurückgehalten wird, kann durchsickern und den örtlichen Grundwasserspiegel und unterirdische Flüsse kontaminieren. Diese können auch durch das Aussickern von Regenwasser durch Rohstoffhaufen oder Ansammlungen fester Abfälle kontaminiert werden. Zu den Verunreinigungen gehören Schwebstoffe, Schwermetalle sowie Öle und Fette. Temperaturänderungen in natürlichen Gewässern aufgrund der Einleitung von Prozesswasser mit höherer Temperatur (70 % des Prozesswassers bei der Stahlherstellung werden zum Kühlen verwendet) können die Ökosysteme dieser Gewässer beeinträchtigen. Folglich ist eine Kühlbehandlung vor der Entladung wesentlich und kann durch Anwendung verfügbarer Technologie erreicht werden.

                Schwebstoffe

                Schwebstoffe (SS) sind die wichtigsten wassergebundenen Schadstoffe, die während der Stahlproduktion freigesetzt werden. Sie bestehen hauptsächlich aus Eisenoxiden aus Zunderbildung während der Verarbeitung; Kohle, biologischer Schlamm, Metallhydroxide und andere Feststoffe können ebenfalls vorhanden sein. Diese sind in wässrigen Umgebungen bei normalen Abgabemengen weitgehend ungiftig. Ihr Vorhandensein in höheren Konzentrationen kann zu einer Verfärbung von Bächen, Sauerstoffmangel und Verschlammung führen.

                Schwermetalle

                Prozesswasser aus der Stahlherstellung kann hohe Mengen an Zink und Mangan enthalten, während Abwässer aus Kaltwalz- und Beschichtungsbereichen Zink, Cadmium, Aluminium, Kupfer und Chrom enthalten können. Diese Metalle kommen natürlicherweise in der aquatischen Umwelt vor; Es ist ihre Anwesenheit in höheren Konzentrationen als üblich, die Bedenken hinsichtlich möglicher Auswirkungen auf den Menschen und die Ökosysteme hervorruft. Diese Bedenken werden durch die Tatsache verstärkt, dass diese Schwermetalle im Gegensatz zu vielen organischen Schadstoffen nicht zu harmlosen Endprodukten biologisch abgebaut werden und sich in Sedimenten und im Gewebe von Fischen und anderen Wasserlebewesen anreichern können. Durch die Kombination mit anderen Verunreinigungen (z. B. Ammoniak, organischen Verbindungen, Ölen, Cyaniden, Alkalien, Lösungsmitteln und Säuren) kann ihre potenzielle Toxizität erhöht werden.

                Öle und Fette

                Öle und Fette können sowohl in löslicher als auch in unlöslicher Form im Abwasser vorhanden sein. Die meisten Schweröle und Fette sind unlöslich und lassen sich relativ leicht entfernen. Sie können jedoch durch Kontakt mit Detergenzien oder Alkalien oder durch Rühren emulgiert werden. Emulgierte Öle werden routinemäßig als Teil des Prozesses in Kaltmühlen verwendet. Abgesehen von einer Verfärbung der Wasseroberfläche sind kleine Mengen der meisten aliphatischen Ölverbindungen unschädlich. Einwertige aromatische Ölverbindungen können jedoch toxisch sein. Außerdem können Ölkomponenten Giftstoffe wie PCBs, Blei und andere Schwermetalle enthalten. Neben der Frage der Toxizität kann der biologische und chemische Sauerstoffbedarf (BSB und CSB) von Ölen und anderen organischen Verbindungen den Sauerstoffgehalt des Wassers verringern und damit die Lebensfähigkeit von Wasserlebewesen beeinträchtigen.

                Feste Abfälle

                Ein Großteil der bei der Stahlherstellung anfallenden festen Abfälle ist wiederverwendbar. Bei der Herstellung von Koks beispielsweise entstehen Kohlederivate, die wichtige Rohstoffe für die chemische Industrie sind. Viele Nebenprodukte (z. B. Koksstaub) können den Produktionsprozessen wieder zugeführt werden. Schlacke, die entsteht, wenn die in Kohle und Eisenerz vorhandenen Verunreinigungen schmelzen und sich mit dem als Flussmittel beim Schmelzen verwendeten Kalk verbinden, kann auf verschiedene Weise verwendet werden: als Deponie für Rekultivierungsprojekte, im Straßenbau und als Rohstoff für Sinteranlagen, die liefern Hochöfen. Stahl ist unabhängig von Güte, Größe, Verwendung oder Betriebsdauer vollständig recycelbar und kann wiederholt recycelt werden, ohne dass seine mechanischen, physikalischen oder metallurgischen Eigenschaften beeinträchtigt werden. Die Recyclingquote wird auf 90 % geschätzt. Tabelle 1 gibt einen Überblick über das Ausmaß, in dem die japanische Stahlindustrie das Recycling von Abfallmaterialien erreicht hat.

                Tabelle 1. Bei der Stahlproduktion in Japan erzeugter und recycelter Abfall

                 

                Generation (A)
                (1,000 Tonnen)

                Deponie (B)
                (1,000 Tonnen)

                Wiederverwendung
                (A–B/A) %

                Schlacke

                Hochöfen
                Grundlegende Sauerstofföfen
                Lichtbogenöfen
                Zwischensumme

                24,717
                9,236
                2,203
                36,156

                712
                1,663
                753
                3,128

                97.1
                82.0
                65.8
                91.3

                Staub

                4,763

                238

                95.0

                Schlamm

                519

                204

                60.7

                Öl verschwenden

                81

                   

                Gesamt

                41,519

                3,570

                91.4

                Quelle: IISI 1992.

                Energy Conservation

                Energieeinsparung ist nicht nur aus wirtschaftlichen Gründen wünschenswert, sondern auch zur Verringerung der Umweltverschmutzung bei Energieversorgungseinrichtungen, wie beispielsweise Stromversorgungsunternehmen. Der Energieverbrauch bei der Stahlherstellung variiert stark mit den verwendeten Verfahren und der Mischung aus Schrott und Eisenerz im Ausgangsmaterial. Die Energieintensität der auf Schrott basierenden Anlagen in den Vereinigten Staaten lag 1988 im Durchschnitt bei 21.1 Gigajoule pro Tonne, während die japanischen Anlagen etwa 25 % weniger verbrauchten. Eine Modellanlage auf Schrottbasis des International Iron and Steel Institute (IISI) benötigte nur 10.1 Gigajoule pro Tonne (IISI 1992).

                Steigende Energiekosten haben die Entwicklung energie- und materialsparender Technologien angeregt. Niedrigenergetische Gase, wie Nebenproduktgase, die in Hochofen- und Kokereiprozessen entstehen, werden zurückgewonnen, gereinigt und als Brennstoff verwendet. Der Koks- und Hilfsbrennstoffverbrauch der deutschen Stahlindustrie, der 830 durchschnittlich 1960 kg/t betrug, konnte 510 auf 1990 kg/t gesenkt werden 20.5 auf etwa 1973 % im Jahr 7. Die Stahlindustrie der Vereinigten Staaten hat große Investitionen in die Energieeinsparung getätigt. Die durchschnittliche Mühle hat den Energieverbrauch seit 1988 durch Prozessmodifikation, neue Technologie und Umstrukturierung um 45 % gesenkt (Kohlendioxidemissionen sind proportional gesunken).

                Mit Blick auf die Zukunft

                Traditionell haben sich Regierungen, Wirtschaftsverbände und einzelne Industrien medienspezifisch mit Umweltbelangen befasst und sich beispielsweise mit Luft-, Wasser- und Abfallproblemen getrennt auseinandergesetzt. Dies ist zwar sinnvoll, hat aber manchmal das Problem nur von einem Umweltbereich in einen anderen verlagert, wie im Fall einer kostspieligen Abwasserbehandlung, die das anschließende Problem der Entsorgung des Behandlungsschlamms hinterlässt, der auch eine ernsthafte Grundwasserverschmutzung verursachen kann.

                In den letzten Jahren hat die internationale Stahlindustrie dieses Problem jedoch durch Integrated Pollution Control, das sich zum Total Environmental Risk Management weiterentwickelt hat, angegangen, ein Programm, das alle Auswirkungen gleichzeitig betrachtet und die prioritären Bereiche systematisch angeht. Eine zweite Entwicklung von gleicher Bedeutung war die Konzentration auf vorbeugende statt auf Abhilfemaßnahmen. Dabei geht es um Themen wie Anlagenstandort, Standortvorbereitung, Anlagenlayout und -ausrüstung, Festlegung der täglichen Managementverantwortung und die Sicherstellung angemessener Mitarbeiter und Ressourcen, um die Einhaltung von Umweltvorschriften zu überwachen und die Ergebnisse den zuständigen Behörden zu melden.

                Das Industrie- und Umweltzentrum, das 1975 vom Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP) gegründet wurde, zielt darauf ab, die Zusammenarbeit zwischen der Industrie und den Regierungen zu fördern, um eine umweltverträgliche industrielle Entwicklung zu fördern. Zu seinen Zielen gehören:

                • Förderung der Aufnahme von Umweltkriterien in Industrieentwicklungspläne
                • Erleichterung der Umsetzung von Verfahren und Grundsätzen zum Schutz der Umwelt
                • Förderung des Einsatzes sicherer und sauberer Techniken
                • Anregung des weltweiten Informations- und Erfahrungsaustausches.

                 

                Das UNEP arbeitet eng mit dem IISI zusammen, dem ersten internationalen Branchenverband, der sich einer einzelnen Branche widmet. Zu den Mitgliedern des IISI gehören stahlerzeugende Unternehmen in öffentlichem und privatem Besitz sowie nationale und regionale Verbände der Stahlindustrie, Verbände und Forschungsinstitute in den 51 Ländern, die zusammen über 70 % der gesamten weltweiten Stahlproduktion ausmachen. IISI erstellt häufig in Zusammenarbeit mit UNEP Erklärungen zur Umweltpolitik und -prinzipien sowie technische Berichte wie denjenigen, auf dem ein Großteil dieses Artikels basiert (UNEP und IISI 1997). Gemeinsam arbeiten sie daran, die wirtschaftlichen, sozialen, moralischen, persönlichen, Management- und technologischen Faktoren anzugehen, die die Einhaltung von Umweltprinzipien, -richtlinien und -vorschriften beeinflussen.

                 

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