鉄は、さまざまな鉱物 (酸化物、水和鉱石、炭酸塩、硫化物、ケイ酸塩など) の形で、地球の地殻に最も広く見られます。 先史時代以来、人間は、鉱石を製錬可能にし、鉄鋼を得るために、脈石を分離し、か焼し、焼結し、ペレット化することにより、さまざまな洗浄、破砕、選別操作によってこれらの鉱物を準備および処理することを学びました。 有史以来、多くの国で繁栄した鉄産業が発展しました。これは、地元の鉱石の供給と、燃料となる木炭を供給する森林の近くに基づいていました。 18 世紀初頭、木炭の代わりにコークスを使用できることが発見され、業界に革命が起こり、産業革命の他のすべての発展の基礎としての急速な発展が可能になりました。 石炭と鉄鉱石の天然鉱床が近くにある国には大きな利点がありました。

製鋼は、主に 19 世紀の発展であり、溶解プロセスが発明されました。 ベッセマー (1855 年) は平炉で、通常はプロデューサー ガス (1864 年) によって燃焼されます。 そして電気炉（1900）。 20 世紀半ば以降、酸素転換、特に酸素ランスによるリンツ ドノウィッツ (LD) プロセスにより、比較的低い生産コストで高品質の鋼を製造することが可能になりました。

今日、鉄鋼生産は国家の繁栄の指標であり、造船、自動車、建設、機械、工具、産業および家庭用機器など、他の多くの産業における大量生産の基礎となっています。 特に海上輸送の発展により、必要な原材料 (鉄鉱石、石炭、燃料油、スクラップ、添加剤) の国際交換が経済的に有利になりました。 そのため、炭田近くに鉄鉱床を有する国はもはや特権ではなく、主要先進国の沿岸部に大規模な製錬所や製鉄所が建設され、現状に対応できる輸出国から原料が供給されている。高級素材の一日の要件。

過去数十年間、いわゆる直接還元プロセスが開発され、成功を収めてきました。 鉄鉱石、特に高品位またはアップグレードされた鉱石は、含まれる酸素を抽出することによって海綿鉄に還元され、スクラップに代わる鉄材料が得られます。

鉄鋼生産

578 年の世界の銑鉄生産量は 1995 億 1 万トンでした (図 XNUMX を参照)。

図 1. 地域別の 1995 年の世界の銑鉄生産量

828 年の世界の粗鋼生産量は 1995 億 2 万トンでした (図 XNUMX を参照)。

図 2. 1995 年の地域別の世界の生鋼生産

鉄鋼業界は技術革命を経験しており、新しい生産能力を構築する傾向は、小規模な工場によるリサイクル鋼スクラップを使用する電気アーク炉 (EAF) に向かっています (図 3 を参照)。 鉄鉱石から鋼を製造する総合製鉄所は記録的な効率で稼働していますが、世界の主要な鉄鋼生産国では、年間 1 万トン未満の生産能力を持つ EAF 製鉄所がより一般的になりつつあります。 .

図 3. スクラップチャージまたは電気炉

製鉄

製鉄の全体の流れを図4に示します。

図4 製鋼の流れ

製鉄に欠かせないのが、鉄鉱石を溶かして（還元して）銑鉄にする高炉です。 炉には、鉄鉱石、コークス、石灰岩が上から投入されます。 しばしば酸素が豊富な熱風が下から吹き込まれます。 コークスから生成される一酸化炭素は、鉄鉱石を炭素を含む銑鉄に変換します。 石灰岩はフラックスとして機能します。 1,600°C (図 5 参照) の温度で銑鉄が溶けて炉の底に集まり、石灰岩が土と結合してスラグを形成します。 炉は定期的に出銑され（つまり、銑鉄が取り出されます）、銑鉄は後で使用するために（例えば、鋳造所で）銑に注がれるか、まだ溶融したまま鋼に移される取鍋に注がれます。植物を作っています。

図 5. 高炉内の溶融金属の温度の取得

一部の大型工場では、同じ敷地内にコークス炉があります。 鉄鉱石は通常、高炉に装入される前に特別な準備プロセス（洗浄、破砕と選別による理想的な塊の大きさへの縮小、焼結およびペレット化のための粉鉱の分離、脈石を分離するための機械による選別、焼成、焼結およびペレタイジング）。 炉から取り除かれたスラグは、敷地内で他の用途、特にセメントの製造に転用することができます。

図 6. 塩基性酸素炉の溶銑装入

製鋼

銑鉄には大量の炭素とその他の不純物 (主に硫黄とリン) が含まれています。 したがって、それは洗練されなければなりません。 炭素含有量を減らし、不純物を酸化して除去し、鉄を鍛造して製造できる高弾性金属に変換する必要があります。 これが製鋼事業の目的です。 製鋼炉には、平炉、塩基性酸素法転炉（図6参照）、電気アーク炉（図7参照）のXNUMX種類があります。 平炉の大部分は、塩基性酸素転炉 (溶鉄に空気または酸素を吹き込んで鋼を作る) と電気アーク炉 (スクラップ鉄と海綿鉄ペレットから鋼を作る) に取って代わられました。

図7 電気炉鋳造の全体図

特殊鋼は、特殊な品質と特殊な目的を備えた鋼を製造するために、他の金属元素が組み込まれた合金です (たとえば、錆を防ぐクロム、高温で硬度と靭性を与えるタングステン、強度、延性、および耐食性を高めるニッケル)。 . これらの合金成分は、高炉装入物 (図 8 を参照) または溶鋼 (炉または取鍋内) (図 9 を参照) に添加することができます。 製鋼プロセスからの溶融金属は、ビレット (図 10 を参照)、ブルーム (図 11 を参照)、またはスラブを形成するために連続鋳造機に注がれます。 溶融金属を金型に流し込んでインゴットを形成することもできます。 鋼の大部分は鋳造法で製造されます (図 12 を参照)。 連続鋳造の利点は、歩留まりの向上、品質の向上、エネルギーの節約、および資本コストと運用コストの両方の削減です。 インゴットを注入した鋳型は浸漬ピット (ドア付きの地下オーブン) に保管され、そこでインゴットを再加熱してから圧延機またはその他の後続処理に渡すことができます (図 4)。 最近、企業は連続鋳造機で鋼を製造し始めました。 圧延機については、この章の別の場所で説明します。 鋳造、鍛造、プレスについては、この章で説明します。 金属加工・金属加工業.

図 8. 溶銑チャージの背面

図 9. 連続鋳造取鍋

図 10. 連続鋳造ビレット

図 11. 連続鋳造ブルーム

図 12. 連続鋳造プロセスのコントロール パルピット

危険

事故

鉄鋼業界では、ほとんどの業界の設備を圧倒する巨大な設備によって、大量の材料が処理、輸送、運搬されています。 製鉄所は通常、容赦のない環境での危険に対処するための高度な安全衛生プログラムを備えています。 危険を制御するには、通常、適切なエンジニアリングとメンテナンスの慣行、安全な作業手順、作業員のトレーニング、および個人用保護具 (PPE) の使用を組み合わせた統合的なアプローチが必要です。

火傷は、製鋼プロセスの多くの場所で発生する可能性があります。溶湯またはスラグからの出鋼中の炉の前部。 処理中、注入中（注入中）または輸送中の取鍋または容器からの溶銑のこぼれ、飛び散り、または噴出から; また、最終製品を形成する際の高温の金属との接触によるものです。

溶融金属またはスラグに閉じ込められた水は、広範囲に高温の金属または材料を発射する爆発力を発生させる可能性があります。 湿った器具を溶融金属に挿入すると、激しい噴火を引き起こす可能性もあります。

鉄鋼の製造において機械による輸送は不可欠ですが、労働者は危険にさらされたり挟まれたりする可能性があります。 天井クレーンは製鉄所のほぼすべての分野で使用されています。 また、大規模な工事のほとんどは、材料の輸送に固定レール設備と大型の産業用トラクターの使用に大きく依存しています。

クレーンを使用するための安全プログラムには、クレーンの適切かつ安全な操作を確保するためのトレーニングと、荷物の落下を防ぐための荷物の索具が必要です。 予期しないクレーンの動きによる怪我を防ぐために、クレーン運転手とスリンガーの間の標準的な手信号の良好なコミュニケーションと使用; 荷物の落下を防ぐためのクレーン部品、吊り具、スリング、フックの検査および保守プログラム。 クレーン横道での落下や事故を避けるためのクレーンへの安全なアクセス手段。

鉄道の安全プログラムでは、特に鉄道車両の移動中や連結中に人が挟まらないように、適切なコミュニケーションが必要です。

大型の産業用トラクターやその他の機器が通過するための適切なクリアランスを維持し、予期せぬ始動や移動を防止することは、機器のオペレーター、歩行者、その他の車両オペレーターに対する衝突、衝突、挟み込みの危険を排除するために必要です。 設備の安全装置や通路の点検や整備にもプログラムが必要です。

適切なハウスキーピングは、製鉄所および製鋼所の安全の基礎です。 床や通路は、つまずきの危険をもたらす物質や器具ですぐにふさがれる可能性があります。 大量のグリース、オイル、潤滑剤が使用されており、こぼれると、歩行面や作業面で簡単に滑る危険があります。

ツールは摩耗が激しいため、すぐに機能が損なわれ、使用するのが危険になる可能性があります。 機械化により、業界で手作業の量が大幅に減少しましたが、人間工学的な負担は依然として多くの場合に発生する可能性があります。

スチール製品または金属バンドの鋭利なエンジンまたはバリは、仕上げ、出荷、およびスクラップ処理作業に携わる労働者に裂傷および穿刺の危険をもたらします。 怪我を防ぐために、耐切創性の手袋とリストガードがよく使用されます。

鉄鋼業では、保護眼鏡プログラムが特に重要です。 異物による眼の危険は、ほとんどの分野で蔓延しており、特に原材料の取り扱いや、研磨、溶接、焼成が行われる鉄鋼仕上げの分野でよく見られます。

プログラムされたメンテナンスは、事故防止のために特に重要です。 その目的は、故障が事故を引き起こす可能性があるため、機器の効率を確保し、完全に機能するガードを維持することです。 プロセス機器や機械の複雑さ、サイズ、速度のため、安全な操作方法と安全規則を遵守することも非常に重要です。

一酸化炭素中毒

高炉、転炉、コークス炉では、鉄鋼の製造工程で大量のガスが発生します。 除塵後のガスは各工場で燃料として利用されるほか、一部は化学工場の原料として供給されます。 一酸化炭素を多く含んでいます（高炉ガス22～30％、コークス炉ガス5～10％、転炉ガス68～70％）。

高炉の炉頂や炉体、工場内の多くのガス管路から一酸化炭素が発生・漏洩し、急性一酸化炭素中毒を引き起こすことがあります。 このような中毒のほとんどのケースは、溶鉱炉周辺の作業中、特に修理中に発生します。 他のケースは、高温のストーブの周りの作業、炉体の周りの検査のツアー、炉の上部の近くでの作業、または燃えがらのノッチまたはタッピングのノッチの近くでの作業中に発生します。 一酸化炭素中毒は、製鋼工場や圧延工場のウォーターシールバルブやシールポットから放出されるガスによっても発生する可能性があります。 送風装置、ボイラー室、または換気扇の突然の停止から; 漏れから; 作業前にプロセス容器、パイプライン、または機器を適切に換気またはパージしないことによる。 およびパイプバルブの閉鎖中。

粉塵と煙

鉄鋼の製造工程では、さまざまな場所で粉塵や煙が発生します。 粉塵や煙は、準備プロセス、特に焼結、高炉や製鉄炉の前、およびインゴット製造中に見られます。 鉄鉱石や鉄金属からの粉塵や煙は肺線維症を引き起こしにくく、じん肺はまれです。 一部の肺がんは、コークス炉の排出物に含まれる発がん物質と関連していると考えられています。 酸素ランスの使用中や平炉での酸素の使用から放出される濃密な煙は、特にクレーンのオペレーターに影響を与える可能性があります。

シリカへの曝露は、80% ものシリカを含む可能性のある耐火材料を使用した溶鉱炉、製鋼炉、および容器のライニング、リライニング、および修理に従事する労働者にとってリスクとなります。 取鍋は、耐火レンガまたは結合された砕いたシリカで裏打ちされており、この裏地は頻繁な修理が必要です。 耐火物に含まれるシリカの一部はケイ酸塩の形をしており、珪肺ではなく塵肺を引き起こします。 労働者が粉塵の厚い雲にさらされることはめったにありません。

特殊鋼を製造する炉に合金を追加すると、クロム、マンガン、鉛、カドミウムにさらされる危険性が生じることがあります。

その他の危険

製鉄における高炉前のコークス化作業におけるベンチおよびトップサイド作業、および製鋼における炉前、インゴット製造および連続鋳造作業はすべて、高温環境での激しい活動を伴います。 熱中症予防プログラムを実施する必要があります。

適切な目の保護具を用意して着用しないと、炉は目を傷つける可能性のあるまぶしさを引き起こす可能性があります。 炉の煉瓦積みなどの手作業や、チッパーやグラインダーの手腕の振動は、人間工学的な問題を引き起こす可能性があります。

ブロワー プラント、酸素プラント、ガス放電ブロワー、および高出力電気炉は、聴覚障害を引き起こす可能性があります。 炉のオペレーターは、騒音源を消音材で囲んだり、防音シェルターを設けたりして保護する必要があります。 露出時間を短縮することも効果的です。 聴覚保護具 (耳栓または耳栓) は、他の手段では適切な騒音低減を得ることは不可能であるため、騒音の多い地域ではしばしば必要とされます。

安全衛生対策

安全組織

潜在的な危険に対する労働者の反応に安全性が大きく依存する鉄鋼業界では、安全組織は最も重要です。 管理者の最初の責任は、可能な限り安全な物理的条件を提供することですが、通常、安全プログラムでは全員の協力を得る必要があります。 事故防止委員会、労働者の安全代表、安全インセンティブ、競争、提案スキーム、スローガン、および警告通知はすべて、安全プログラムにおいて重要な役割を果たすことができます。 サイトの危険性評価、行動観察、およびフィードバック演習にすべての人を参加させることで、積極的な安全意識を促進し、怪我や病気の防止に取り組む作業グループに焦点を当てることができます。

事故の統計は、危険な領域と追加の身体的保護の必要性、および家事への大きなストレスを明らかにしています。 さまざまな種類の防護服の価値を評価し、その利点を関係する作業員に伝えることができます。

トレーニング

トレーニングには、危険、安全な作業方法、リスクの回避、および PPE の着用に関する情報を含める必要があります。 新しい方法やプロセスが導入されると、古いタイプの炉で長い経験を持つ労働者でさえ、再訓練が必要になる場合があります。 すべてのレベルの人員を対象としたトレーニングおよび再教育コースは、特に価値があります。 彼らは、安全な作業方法、禁止されるべき安全でない行為、安全規則、および事故防止に関連する主な法的規定について、要員を熟知させる必要があります。 トレーニングは専門家によって実施されるべきであり、効果的な視聴覚補助具を利用すべきです。 安全に関するトレーニングと認識を強化するために、すべての人を対象に安全会議または連絡先を定期的に開催する必要があります。

エンジニアリングおよび管理上の対策

リフト、コンベア、長い移動シャフト、天井クレーンのギアなど、機械や設備のすべての危険な部分は、しっかりと保護する必要があります。 プラントのすべての機械と設備、特にクレーン、吊り具、チェーン、フックには、定期的な検査、検査、保守のシステムが必要です。 メンテナンスと修理のために、効果的なロックアウト/タグアウト プログラムを運用する必要があります。 欠陥のあるタックルは廃棄する必要があります。 安全に使用できる荷物には明確に印を付け、使用していない釣り具はきちんと保管する必要があります。 天井クレーンへのアクセス手段は、可能な場合は階段であるべきです。 垂直はしごを使用する必要がある場合は、間隔をあけて輪を掛ける必要があります。 人が近くで作業している場合、天井クレーンの移動を制限する効果的な手配を行う必要があります。 XNUMX つ以上のクレーンが同じ滑走路を移動する場合、天井クレーンに適切な開閉装置を取り付けて衝突を防止することが、特定の国で法律で義務付けられている場合があります。

機関車、レール、ワゴン、バギー、およびカップリングは、優れた設計であり、適切に修理されている必要があり、信号と警告の効果的なシステムが運用されている必要があります。 連結器への乗り入れや貨車同士のすれ違いは禁止です。 機器へのアクセスまたは移動を制限するための措置が講じられていない限り、鉄道機器の線路内で操作を行ってはなりません。

酸素の貯蔵には細心の注意が必要です。 作業のさまざまな部分への供給は、配管され、明確に識別される必要があります。 すべてのランスは清潔に保つ必要があります。

適切なハウスキーピングに対する終わりのないニーズがあります。 床がふさがれたり、器具や工具が不用意に置かれたままになっているために転倒したりつまずいたりすると、それ自体が怪我をする可能性がありますが、高温または溶融した物質に人を投げつける可能性もあります。 すべての材料は慎重に積み重ねる必要があり、保管ラックはツールの便利な場所に配置する必要があります。 グリースやオイルがこぼれた場合は、すぐに掃除する必要があります。 店舗のすべての部分の照明と機械の警備員は、高水準でなければなりません。

産業衛生

工場全体の良好な全体換気と、かなりの量の粉塵や煙が発生したり、ガスが漏れる可能性のある場所では、局所排気換気 (LEV) が必要であり、可能な限り最高水準の清潔さとハウスキーピングが必要です。 ガス機器は定期的に点検し、ガス漏れを防ぐために適切なメンテナンスを行う必要があります。 ガスを含む可能性のある環境で作業を行う場合は、安全を確保するために一酸化炭素ガス検知器を使用する必要があります。 危険な場所での作業が避けられない場合は、自給式または給気式呼吸器を着用する必要があります。 呼吸用空気シリンダーは常に準備しておく必要があり、作業員はそれらの操作方法について徹底的に訓練する必要があります。

作業環境を改善する目的で、冷気を供給するために誘導換気を設置する必要があります。 特に暑い作業場所では、局所的な送風機を配置して、個々の緩和を行うことができます。 作業員と炉や溶銑などの放射熱源との間に遮熱板を設置するか、炉の前にウォータースクリーンやエアカーテンを設置するか、耐熱ワイヤースクリーンを設置することにより、熱保護を提供できます。 エアライン呼吸装置を備えた耐熱材料のスーツとフードは、炉の労働者に最高の保護を提供します. 炉内の作業は非常に高温であるため、冷気ラインもスーツ内に導かれる場合があります。 炉に入る前に冷却時間を確保するための固定配置も不可欠です。

順化は、体の汗の塩分含有量の自然な調整につながります。 熱中症の発生率は、作業負荷を調整し、十分な間隔を空けて休息することによって、特に必要に応じて空調された涼しい部屋で過ごす場合に、大幅に軽減される可能性があります. 緩和策として、十分な量の水やその他の適切な飲み物を提供する必要があり、軽食をとるための設備が必要です。 冷たい飲み物の温度は低すぎてはならず、労働者は一度に冷たい液体を飲み込みすぎないように訓練する必要があります。 勤務時間中は、軽食を優先する必要があります。 多量の発汗を伴う仕事には塩分補給が必要であり、定期的な食事で塩分摂取量を増やすことによって最も効果的に達成できます.

寒冷地では、寒さに長時間さらされたり、突然の急激な温度変化による悪影響を防ぐために注意が必要です。 食堂、洗面所、衛生施設は、できれば近くにある必要があります。 洗濯設備にはシャワーが必要です。 更衣室とロッカーを提供し、清潔で衛生的な状態に維持する必要があります。

可能な限り、ノイズ源を隔離する必要があります。 リモート中央パネルは、騒がしいエリアから一部の工作員を排除します。 最悪の地域では聴覚保護が必要です。 騒音を発する機械を吸音材で囲んだり、防音シェルターで労働者を保護したりすることに加えて、聴覚保護プログラムは、騒音による難聴を制御する効果的な手段であることがわかっています。

個人用保護具

ほとんどの手術では体のすべての部分が危険にさらされますが、必要な保護服の種類は場所によって異なります。 炉で働く人は、火傷から身を守る衣服、つまり耐火素材のオーバーオール、スパッツ、ブーツ、手袋、フェイス シールド付きのヘルメット、または飛び散る火花やまぶしさを防ぐゴーグルが必要です。 安全靴、安全メガネ、ヘルメットは、ほとんどすべての職業で必須であり、手袋は広く必要です. 防護服は、過度の熱による健康と快適さへのリスクを考慮する必要があります。 たとえば、金網バイザー付きの耐火フードは、火花に対する優れた保護を提供し、熱に強いです。 さまざまな合成繊維も耐熱性に優れていることが証明されています。 個人用保護具の着用と適切なメンテナンスを確実に行うには、厳格な監督と継続的な宣伝が必要です。

エルゴノミクス

人間工学的アプローチ (つまり、作業者、機械、環境の関係の調査) は、鉄鋼業界の特定の作業で特に重要です。 作業者がさまざまな作業を行っているときの状況を調査するだけでなく、環境が作業者に与える影響や使用する機械の機能設計を調査するために、適切な人間工学的研究が必要です。

医療監督

重労働の鉄鋼業に適した人材を選抜する上で、配属前の健康診断は非常に重要です。 ほとんどの仕事には、良好な体格が必要です。高血圧、心臓病、肥満、慢性胃腸炎により、暑い環境での作業は不適格となります。 クレーン運転手の選択には、肉体的能力と精神的能力の両方に特別な注意が必要です。

医療監督は、熱ストレスにさらされている人に特に注意を払う必要があります。 ほこりにさらされた人には定期的な胸部検査を、騒音にさらされた人には聴力検査を提供する必要があります。 また、モバイル機器のオペレーターは定期的な健康診断を受けて、仕事に継続的に適合していることを確認する必要があります。

すべての蘇生器具を常に監督することが必要であり、応急処置蘇生手順における労働者の訓練も必要です。

緊急支援に必要な医療機器を備えた中央救急ステーションも提供する必要があります。 可能であれば、重傷を負った人を最寄りの病院に搬送し、有資格の救急車の付き添いの下で救急車を手配する必要があります。 大規模な工場では、救急ステーションまたはボックスをいくつかの中心点に配置する必要があります。

コークス事業

石炭準備

冶金コークスを製造するための最も重要な要素は、石炭の選択です。 低灰分、低硫黄分の石炭が最も望ましい。 通常、40% までの量の低揮発性石炭は、望ましい特性を達成するために高揮発性石炭とブレンドされます。 冶金用コークスの最も重要な物理的特性は、その強度と、高炉での取り扱いおよび使用中の破損や摩耗に耐える能力です。 石炭の取り扱い作業は、鉄道車両、船舶用はしけ、またはトラックからの荷降ろしで構成されています。 石炭の混合; 比例; 粉砕; ディーゼルグレードまたは類似のオイルを使用したかさ密度制御。 コークスバッテリーバンカーに運ぶ。

料理

ほとんどの場合、コークスは、石炭から揮発性物質を収集するように設計および操作される副産物のコークス炉で製造されます。 オーブンは、コーキング チャンバー、加熱煙道、再生チャンバーの 45 つの主要部分で構成されています。 鋼とコンクリートの構造的サポートとは別に、オーブンは耐火レンガで構成されています。 通常、各バッテリーには約 1.82 個の個別のオーブンが含まれています。 コークス室は一般に、高さ 6.7 ～ 9.14 メートル、長さ 15.5 ～ 1,535 メートル、加熱煙道ベースで 16 °C です。 コーキングに必要な時間はオーブンの寸法によって異なりますが、通常は 20 ～ XNUMX 時間の範囲です。

大型の縦型オーブンでは、石炭バンカーから石炭を運ぶレールタイプの「ラリーカー」から、上部の開口部から石炭が投入されます。 石炭がコークスになった後、動力駆動のラムまたは「プッシャー」によってコークスがオーブンから押し出されます。 ラムはオーブンの寸法よりもわずかに小さいため、オーブンの内面との接触が回避されます。 コークスは、レール式車両またはバッテリーのプッシャーとは反対側に集められ、クエンチ設備に運ばれます。 熱いコークスは、コークス埠頭に排出される前に水で湿式急冷されます。 一部のバッテリーでは、高温コークスを乾式急冷して顕熱を回収し、蒸気を発生させます。

コークスを製造するための石炭の乾留中の反応は複雑です。 石炭分解生成物には、最初は水、炭素酸化物、硫化水素、芳香族水素化合物、パラフィン、オレフィン、フェノール化合物、窒素含有化合物が含まれます。 合成と分解は、大量の水素、メタン、および芳香族炭化水素を生成する一次生成物の間で発生します。 複雑な窒素含有化合物をさらに分解すると、アンモニア、シアン化水素、ピリジン塩基、および窒素が生成されます。 オーブン内の残留物から継続的に水素を除去すると、ハード コークスが生成されます。

石炭化学薬品の回収・処理設備を備えた副生コークス炉では、表1の原料が生産されます。

表1 コークス炉の回収可能な副産物

コンベヤベルトが損傷しないように十分に冷却した後、コークスはふるい分けおよび破砕ステーションに移動し、そこで高炉で使用するサイズに調整されます。

危険

物理的な危険

石炭の荷降ろし、準備、および取り扱い作業中に、何千トンもの石炭が処理され、粉塵、騒音、振動が発生します。 大量の粉塵が蓄積すると、吸入の危険に加えて爆発の危険が生じる可能性があります。

コークス化中、特に大部分の作業員が配置されているバッテリーの上面では、周囲および放射熱が物理的な主な懸念事項です。 モバイル機器では、主に駆動機構や振動部品が適切にメンテナンスされていないため、ノイズが問題になることがあります。 電離放射線および/またはレーザー生成装置は、モバイル機器の位置合わせの目的で使用できます。

化学的危険

鉱油は、通常、かさ密度の制御と粉塵の抑制のための運用目的で使用されます。 蓄積を最小限に抑え、副産物操作からの有害廃棄物の処分を容易にするために、石炭バンカーに運ばれる前に材料を石炭に適用することができる。

コークス化作業に関連する主な健康上の懸念は、石炭の装入、コークス化、およびコークスの押し出し中のオーブンからの排出です。 排出物には多数の多環芳香族炭化水素 (PAH) が含まれており、その一部は発がん性があります。 蓋とドアの漏れをシールするために使用される材料も、混合中および蓋とドアが取り外されたときに懸念される場合があります。 アスベストと屈折セラミック フィルターも断熱材とガスケットの形で存在する可能性がありますが、以前にアスベストを含んでいた製品には適切な代替品が使用されています。

機械的危険性

鉄道車両、海上はしけ、車両の通行、およびコンベア ベルトの動きに関連する石炭生産の危険性を認識しなければなりません。 事故の大半は、労働者がこれらの機器 (電気を含む) にぶつかったり、挟まれたり、落下したり、巻き込まれて閉じ込められたり、ロックアウトを怠ったりした場合に発生します。

最も懸念される機械的危険は、プッシャー側、コークス側、およびバッテリーの上のラリーカーのモバイル機器に関連しています。 この装置は、実質的に作業期間全体にわたって稼働しており、装置と作業の間にはほとんどスペースがありません。 コークス炉生産における致命的な事故の数が最も多いのは、移動式レール型設備に関連する巻き込まれ事故と衝突事故です。 高温の物質や表面による皮膚表面のやけど、および粉塵粒子による眼の炎症は、より多くの、より深刻ではない発生の原因となっています。

安全衛生対策

石炭生産中の粉塵濃度を許容レベルに維持するには、スクリーニング、破砕、搬送システムの封じ込めと囲いが必要です。 石炭に適用される湿潤剤に加えて、LEV も必要になる場合があります。 こぼれを最小限に抑え、プロセスおよび搬送装置のそばの通路に石炭がないように保つために、適切なメンテナンス プログラム、ベルト プログラム、およびクリーンアップ プログラムが必要です。 コンベヤ システムでは、ベルト クリーナー、スカート ボード、適切なベルト張力など、こぼれを減らし、封じ込めを維持するのに効果的であることがわかっているコンポーネントを使用する必要があります。

コーキング作業中に放出される PAH に関連する健康被害があるため、これらの排出物を封じ込めて収集することが重要です。 これは、工学的管理、作業慣行、および保守プログラムを組み合わせることによって最もよく達成されます。 効果的な人工呼吸器プログラムも必要です。 コントロールには以下を含める必要があります。

• 充填する石炭の量を制御し、オーブンの上に車を適切に配置し、ドロップスリーブをしっかりと取り付け、石炭の上部に適切なチャネルを維持できる順序で石炭を充填することにより、排出物を排除するように設計および操作される充填手順充電直後のコレクタ主電源への排出ガスの流れと再充電
• 充填されているオーブン内の XNUMX つ以上のポイントからドラフトし、十分な負圧と流れを維持するように設計および操作される吸引システム
• 充電中の浸透を制御するプッシャー マシン レベル バーのエア シールと、カーボンの蓄積を除去するカーボン カッター
• 排出物を運ぶのに十分な一様なコレクタ - メイン圧力
• 必要に応じてチャックドアとガスケットを使用して、密閉を維持し、プッシャー側とコークス側のシールエッジを適切に清掃して維持します
• 充電後の排出ガスを制御するために、必要に応じて蓋とドアを固定し、ドアのシールを維持します。
• 適切な期間、石炭を均一に加熱することにより、グリーンプッシュを最小限に抑えます
• コークスの押し出し中の排出量を制御するためのコークス側面全体にわたる大きな囲いの設置、または押し出される個々のオーブンに移動するトラベリング フードの使用
• 排出物を適切に封じ込めるための定期的な検査、保守、および修理
• 作業員の暴露レベルを制御するためのモバイル機器の正圧および温度制御されたオペレータ キャブ。 正圧キャブを実現するには、構造的な統合が不可欠であり、ドアと窓をぴったりと合わせ、構造作業での分離を排除します。

適切な作業慣行が使用され、排出量を最小限に抑えるための適切な手順の重要性が理解されるように、労働者のトレーニングも必要です。

レベルが許容可能かどうかを判断するために、定期的な作業員の曝露モニタリングも使用する必要があります。 主にコークスガスオーブンに一酸化炭素が存在するため、ガスの監視と救助プログラムを実施する必要があります。 医療監視プログラムも実施する必要があります。

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第 3 版、労働安全衛生百科事典からの適応。

謝辞： 熱間および冷間圧延機の操作の説明は、American Iron and Steel Institute の許可を得て使用されています。

鋼の熱間スラブは、連続熱間圧延機で薄いシートの長いコイルに変換されます。 これらのコイルは、顧客に出荷されるか、製品を製造するために洗浄および冷間圧延される場合があります。 プロセスのフロー ラインについては、図 1 を参照してください。

図1 熱延・冷延鋼板製品のフローライン

連続熱間圧延

連続熱間圧延機には、数千フィートの長さのコンベヤーがある場合があります。 鋼スラブは、スラブ再加熱炉からコンベアの先頭に出ます。 加熱されたスラブから表面のスケールが取り除かれ、スラブは、通常、粗引きスタンドと呼ばれる各ミルの水平ロールで絞られるにつれて、薄く長くなります。 端の垂直ロールは、幅を制御するのに役立ちます。 鋼は次に最終圧下のための仕上げスタンドに入り、冷却テーブルを横切ってコイル状に巻かれながら、最高時速 80 キロメートルの速度で移動します。

熱間圧延された鋼板は、通常、熱間圧延中に形成された表面酸化物 (スケール) を除去するために、硫酸または塩酸の浴で洗浄または酸洗されます。 最新のピクラーは継続的に稼働しています。 鋼の XNUMX つのコイルがほとんどきれいになったら、その端を四角にせん断し、新しいコイルの始点に溶接します。 ピックラーでは、シートがラインの酸洗または洗浄セクションに入る前に、テンパー ミルがスケールを粉砕するのに役立ちます。

アキュムレーターは、ゴムで裏打ちされた酸洗タンク、リンサー、ドライヤーの下にあります。 このシステムに蓄積されたシートは、新しいコイルを溶接するためにラインの入口が停止するときに、酸洗タンクに供給されます。 したがって、シートを毎分 360 m (1,200 フィート) の速度で連続的にクリーニングすることが可能です。 ラインの配送端にある小さなループシステムにより、コイリングの中断中も連続したライン操作が可能になります。

冷間圧延

洗浄され熱間圧延された鋼板のコイルは、製品をより薄く滑らかにするために冷間圧延される場合があります。 このプロセスにより、熱間圧延機で製造できるよりも高い強度対重量比の鋼が得られます。 最新の 1 スタンド タンデム コールド ミルは、厚さ約 10/0.25 インチ (3 cm)、長さ 4/1.2 マイル (2 km) のシートを受け取ります。 0.03 分後、シートは厚さ 75 インチ (2 mm) に丸められ、長さは 3.2 マイル (XNUMX km) 以上になります。

冷間圧延プロセスは鋼板を硬化させるため、通常、成形しやすくするために焼鈍炉で加熱する必要があります。 冷間圧延されたシートのコイルがベース上に積み重ねられます。 アニーリングを制御するためにスタックの上にカバーが置かれ、その後、カバーされたスタックの上に炉が下げられます。 鋼板の加熱と再冷却には 5 ～ 6 日かかる場合があります。

焼鈍工程で鋼を軟化させた後、調質ミルを使用して、鋼に必要な平坦度、冶金特性、および表面仕上げを与えます。 製品は、コイルとして消費者に出荷されるか、さらにサイドトリムまたは切断された長さに切断されます。

危険とその防止

事故. 機械化により、機械のトラッピング ポイントの数は減少しましたが、特に冷間圧延工場や仕上げ部門では、トラッピング ポイントが依然として存在します。

冷間圧延では、特に移動中のクリーニングを試みると、ロール間にトラップが発生するリスクがあります。 ロールのニップを効率的に保護し、動作中のクリーニングを防ぐために厳密な監視を行う必要があります。 危険な部分がしっかりと守られていないと、剪断機、トリミング機、トリミング機、ギロチン機で重傷を負う可能性があります。 メンテナンスと修理には、効果的なロックアウト/タグアウト プログラムが不可欠です。

特に熱間圧延では、許可されていない場所でローラー コンベアを横切ろうとすると、重傷を負う可能性があります。 適切な数のブリッジを設置し、それらの使用を強制する必要があります。 ループやラッシングは、大怪我や火傷、さらには下肢の切断を引き起こす可能性があります。 完全な機械化によってこの危険が排除されない場合は、保護ポストまたはその他のデバイスが必要です。

ストリップおよびシート圧延工場の労働者に対する切傷の危険に特別な注意を払う必要があります。 このような怪我は、薄い圧延金属だけでなく、コイルに使用されている金属ストラップによっても引き起こされ、取り扱い中に破損して重大な危険をもたらす可能性があります。

大量のオイル、防錆剤などの使用は、一般的にスプレーで適用されますが、シート圧延機で一般的に遭遇するもう XNUMX つの危険です。 スプレーされた製品を閉じ込めるために講じられた保護措置にもかかわらず、それらはしばしば床や通信経路に集まり、滑りや転倒を引き起こす可能性があります. したがって、床の定期的な清掃に加えて、格子、吸収材、および滑り止めの靴底を備えたブーツを用意する必要があります。

自動化された作業でも、架台で重いローラーを交換する際の変換作業で事故が発生します。 多くの場合、適切な計画を立てることで、必要なロール交換の回数を減らすことができます。 この作業は時間のプレッシャーの下で行うべきではなく、適切なツールを提供することが重要です。

現代のプラントの自動化は、多くの場合、プラントまたはその一部を停止することなく乗組員によって修理される、多数の小さな故障に関連しています。 このような場合、必要な機械的安全装置を使用するのを忘れて、重大な事故につながる可能性があります。 油圧システムの修理に伴う火災の危険性は、しばしば無視されます。 油圧機器を含むプラントでは、特に注意して防火を計画および編成する必要があります。

熱い材料をつかむために使用されるトングは、互いにぶつかる可能性があります。 重いロール部を手で動かす際に使用する角スパナは、バックラッシュにより頭部や上半身に大けがをする恐れがあります。 すべての手動工具は適切に設計され、頻繁に検査され、適切に維持されている必要があります。 工場で使用されるトングは、リベットを頻繁に交換する必要があります。 ロール交換作業員には、リング スパナとインパクト レンチを用意する必要があります。 曲がったオープンエンドのスパナは使用しないでください。 労働者は、すべての手工具の使用について適切な訓練を受けるべきです。 すべての手工具について、適切な保管方法を講じる必要があります。

多くの事故は、吊り上げや取り扱いの不備、クレーンや吊り具の欠陥によって引き起こされる可能性があります。 すべてのクレーンと吊り具は、検査と検査の定期的なシステムの下にある必要があります。 スリングの保管と使用には特に注意が必要です。 クレーンの運転手とスリンガーは、特別に選ばれ、訓練されている必要があります。 機械輸送による事故のリスクは常に存在します。機関車、貨車、台車は適切に維持管理され、十分に理解された警告および信号システムが実施されなければなりません。 フォークリフトやその他のトラックのために、明確な通路を確保する必要があります。

多くの事故は、転倒やつまずき、床の手入れの悪さ、材料の積み方の悪さ、ビレットの端の突き出し、ロールのクリビングなどによって引き起こされます。 すべての床面とアクセス手段、明確に定義された通路、材料の適切な積み重ね、がれきの定期的なクリアランスを適切に維持することにより、危険を排除できます。 ヤードを含む工場のすべての部分で、適切なハウスキーピングが不可欠です。 工場全体で適切な照度を維持する必要があります。

熱間圧延では、フライング ミル スケールが原因で火傷や目の損傷を引き起こす可能性があります。 スプラッシュ ガードは、スケールや熱湯の排出を効果的に減らすことができます。 粉塵の粒子やケーブル スリングの衝撃により、目に怪我をする可能性があります。 目もまぶしさの影響を受けることがあります。

個人用保護具 (PPE) は、圧延工場での事故を防ぐ上で非常に重要です。 適切なリスクに対応するために、ヘルメット、安全靴、ゲートル、腕の保護具、手袋、アイシールド、およびゴーグルを着用する必要があります。 保護装置の使用と保護服の着用において、従業員の協力を確保することが不可欠です。 訓練だけでなく、労働者またはその代表者が参加する効果的な事故防止組織も重要です。

熱。 最大1,000 kcal/mの放射熱レベル² 圧延機の作業点で測定されています。 熱ストレスによる病気が懸念されていますが、現代の工場の労働者は通常、空調された説教壇を使用して保護されています。 予防については記事「製鉄」をご覧ください。

ノイズ。 ロールと矯正機のギアボックス、圧力水ポンプ、剪断機とのこぎり、完成品をピットに投入すること、および金属板で材料の動きを止めることから、圧延ゾーン全体でかなりの騒音が発生します。 動作ノイズの一般的なレベルは約 84 ～ 90dBA で、最大で 115 dBA 以上になることも珍しくありません。 予防については記事「製鉄」をご覧ください。

振動. 完成品を高速パーカッション ツールで洗浄すると、肘、肩、鎖骨、尺骨遠位部、橈骨関節の関節炎の変化、および舟状骨と月状骨の損傷につながる可能性があります。

手と腕のシステムの関節欠陥は、ロール間のギャップに導入された材料の反動と跳ね返りの影響により、圧延工場の労働者によって支えられる可能性があります。

有害なガスおよび蒸気。 鉛合金鋼を圧延したり、鉛を含む切断ディスクを使用したりすると、有毒な粒子が吸入される可能性があります。 したがって、作業場の鉛濃度を常に監視する必要があり、暴露しやすい作業者は定期的に健康診断を受ける必要があります。 鉛は、同時に窒素酸化物 (NO_x）、クロム、ニッケル、酸化鉄。

突き合わせ溶接はオゾンの形成に関連しており、これを吸入すると、NO によるものと同様の刺激を引き起こす可能性があります。_x. ピット炉および再加熱炉の係員は、使用する燃料 (高炉ガス、コークス炉ガス、石油) によってその組成が異なり、一般に一酸化炭素と二酸化硫黄を含む有害なガスにさらされる可能性があります。 LEV または呼吸保護が必要な場合があります。

オイルミストで圧延設備を潤滑する労働者は、使用されているオイルとそれに含まれる添加剤のために健康を害する可能性があります。 オイルまたはエマルションを冷却および潤滑に使用する場合、粘膜の刺激だけでなく、露出した労働者の急性皮膚炎も防ぐために、オイルと添加剤の比率が正しいことを確認する必要があります。 章の記事「工業用潤滑剤、金属加工油および自動車用油」を参照してください。 金属加工・金属加工業.

仕上げ作業には大量の脱脂剤が使用されます。 これらの薬剤は蒸発し、吸入される可能性があります。 それらの作用は有毒であるだけでなく、皮膚の劣化を引き起こし、溶剤が適切に取り扱われないと脱脂する可能性があります. LEV を用意し、手袋を着用する必要があります。

酸. 漬物屋の強酸は皮膚や粘膜を腐食させます。 適切な LEV と PPE を使用する必要があります。

電離放射線。 X 線やその他の電離放射線装置は、測定や検査に使用される場合があります。 地域の規制に従った厳格な予防措置が必要です。

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