Воскресенье, 13 марта 2011 14: 12

Металлургическая промышленность

Оценить этот пункт
(89 голосов)

Железо наиболее широко встречается в земной коре, в виде различных минералов (окислов, гидратированных руд, карбонатов, сульфидов, силикатов и т. д.). С доисторических времен люди научились подготавливать и обрабатывать эти полезные ископаемые с помощью различных операций промывки, дробления и просеивания, отделения пустой породы, прокаливания, спекания и гранулирования, чтобы сделать руды плавильными и получить железо и сталь. В исторические времена во многих странах развивалась процветающая металлургическая промышленность, основанная на местных запасах руды и близости лесов, из которых добывался древесный уголь для топлива. В начале 18 века открытие того, что кокс можно использовать вместо древесного угля, произвело революцию в отрасли, сделав возможным ее быстрое развитие в качестве основы, на которой покоились все другие разработки промышленной революции. Большие преимущества получили те страны, где природные залежи угля и железной руды располагались близко друг к другу.

Производство стали было в значительной степени развитием 19 века с изобретением процессов плавки; Бессемер (1855 г.), открытый очаг, обычно работающий на генераторном газе (1864 г.); и электрическая печь (1900 г.). С середины 20-го века конверсия кислорода, преимущественно процесс Линца-Доновица (LD) с помощью кислородной фурмы, позволила производить высококачественную сталь с относительно низкими производственными затратами.

Сегодня производство стали является показателем национального благосостояния и основой массового производства во многих других отраслях, таких как судостроение, автомобилестроение, строительство, машиностроение, инструменты, промышленное и бытовое оборудование. Развитие транспорта, в частности морского, сделало международный обмен необходимым сырьем (железные руды, уголь, мазут, лом и добавки) экономически выгодным. Поэтому страны, владеющие месторождениями железной руды вблизи угольных месторождений, перестали быть привилегированными, а в прибрежных районах крупных промышленно развитых стран построены крупные плавильные и сталелитейные заводы, снабжаемые сырьем из стран-экспортеров, способных удовлетворить современные потребности. ежедневные требования к высококачественным материалам.

В течение последних десятилетий были разработаны и успешно зарекомендовали себя так называемые процессы прямого восстановления. Железные руды, в частности руды с высоким содержанием или обогащенные руды, восстанавливаются до губчатого железа путем извлечения содержащегося в них кислорода, в результате чего получается железосодержащий материал, который заменяет металлолом.

Производство чугуна и стали

Мировое производство чугуна в 578 году составило 1995 миллионов тонн (см. рис. 1).

Рисунок 1. Мировое производство чугуна в 1995 г. по регионам

ИРО10Ф13

В 828 году мировое производство необработанной стали составило 1995 миллионов тонн (см. рис. 2).

Рис. 2. Мировое производство стали в 1995 г. по регионам

ИРО10Ф14

Сталелитейная промышленность переживает технологическую революцию, и тенденция создания новых производственных мощностей направлена ​​на создание электродуговых печей (ЭДП) с использованием переработанного стального лома на небольших предприятиях (см. рис. 3). Несмотря на то, что металлургические комбинаты, производящие сталь из железной руды, работают с рекордной эффективностью, в основных сталелитейных странах мира все большее распространение получают электросталеплавильные заводы с производственной мощностью порядка менее 1 млн тонн в год. .

Рисунок 3. Металлолом или электропечи

ИРО010Ф4

Изготовление железа

Общая технологическая линия производства чугуна и стали показана на рисунке 4.

Рисунок 4. Технологическая линия производства стали

ИРО010Ф1

Для производства чугуна важным элементом является доменная печь, в которой железная руда плавится (восстанавливается) для производства чугуна. В печь загружают сверху железную руду, кокс и известняк; горячий воздух, часто обогащенный кислородом, вдувается снизу; а монооксид углерода, полученный из кокса, превращает железную руду в чугун, содержащий углерод. Известняк действует как флюс. При температуре 1,600°C (см. рис. 5) чугун плавится и собирается на дне печи, а известняк соединяется с землей, образуя шлак. Печь периодически выпускают (т. е. чугун извлекают), и затем чугун можно разливать в чушки для последующего использования (например, в литейных цехах) или в ковши, где он еще расплавленным переносится в сталеплавильный цех. изготовление завода.

Рисунок 5. Измерение температуры расплавленного металла в доменной печи

ИРО10Ф16

Некоторые крупные заводы имеют коксовые печи на том же участке. Железные руды, как правило, перед загрузкой в ​​доменную печь проходят специальные подготовительные процессы (промывка, измельчение до идеального размера кусков путем дробления и грохочения, отделение тонкой руды для агломерации и окомкования, механизированная сортировка для отделения пустой породы, прокаливание, агломерация и гранулирование). Шлак, удаляемый из печи, может быть переработан на месте для других целей, в частности для производства цемента.

Рис. 6. Чугунная шихта для кислородно-конвертерной печи

ИРО10Ф12

Изготовление стали

Чугун содержит большое количество углерода, а также другие примеси (главным образом серу и фосфор). Поэтому его необходимо дорабатывать. Содержание углерода должно быть уменьшено, примеси окислены и удалены, а железо превращено в высокоэластичный металл, который можно выковать и изготовить. Это цель сталеплавильных операций. Существует три типа сталеплавильных печей: мартеновская, конвертерная с основным кислородом (см. рис. 6) и электродуговая печь (см. рис. 7). Мартеновские печи большей частью вытеснены кислородно-основными конвертерами (где сталь выплавляют путем вдувания воздуха или кислорода в расплавленное железо) и электродуговыми печами (где сталь выплавляют из лома и окатышей губчатого железа).

Рис. 7. Общий вид отливки электропечи

ИРО010Ф3

Специальные стали — это сплавы, в которые включены другие металлические элементы для производства сталей с особыми свойствами и для специальных целей (например, хром для предотвращения ржавчины, вольфрам для придания твердости и ударной вязкости при высоких температурах, никель для повышения прочности, пластичности и коррозионной стойкости). . Эти легирующие компоненты могут добавляться либо в доменную шихту (см. рис. 8), либо в расплавленную сталь (в печи или ковше) (см. рис. 9). Расплавленный металл в процессе производства стали заливают в машины непрерывного литья заготовок для формирования заготовок (см. рис. 10), блюмов (см. рис. 11) или слябов. Расплавленный металл также можно заливать в формы для формирования слитков. Большая часть стали производится методом литья (см. рис. 12). Преимуществами непрерывного литья являются повышенный выход, более высокое качество, экономия энергии и снижение как капитальных, так и эксплуатационных затрат. Изложницы хранятся в выдерживающих ямах (т.е. в подземных печах с дверьми), где слитки могут быть подогреты перед подачей на прокатные станы или другой последующей обработкой (рис. 4). В последнее время компании начали производить сталь на МНЛЗ. Прокатные станы обсуждаются в другом месте этой главы; литейное производство, ковка и прессование обсуждаются в главе Металлообрабатывающая и металлообрабатывающая промышленность.

Рис. 8. Обратная сторона чугунной шихты

ИРО10Ф11

Рисунок 9. Ковш непрерывного литья заготовок

ИРО010Ф7

Рис. 10. Заготовка МНЛЗ

ИРО010Ф8

Рисунок 11. Блюм непрерывного литья заготовок

ИРО010Ф9

Рис. 12. Пульт управления МНЛЗ

ИРО010Ф5

опасности

Аварии

В черной металлургии большое количество материала обрабатывается, транспортируется и перемещается с помощью массивного оборудования, которое затмевает оборудование большинства отраслей промышленности. Сталелитейные заводы обычно имеют сложные программы безопасности и охраны здоровья для устранения опасностей в окружающей среде, которая может быть неумолимой. Для контроля опасностей обычно требуется комплексный подход, сочетающий передовые методы проектирования и технического обслуживания, безопасные рабочие процедуры, обучение рабочих и использование средств индивидуальной защиты (СИЗ).

Ожоги могут возникать во многих местах процесса производства стали: в передней части печи при выпуске расплавленного металла или шлака; от разливов, брызг или высыпаний жидкого металла из ковшей или сосудов при обработке, разливе (разливе) или транспортировании; и от контакта с горячим металлом, когда он превращается в конечный продукт.

Вода, захваченная расплавленным металлом или шлаком, может создавать взрывные силы, которые разбрасывают горячий металл или материал на большую площадь. Введение влажного предмета в расплавленный металл также может вызвать сильные выбросы.

Механический транспорт играет важную роль в производстве чугуна и стали, но он подвергает рабочих риску потенциального удара и застревания. Мостовые краны используются почти во всех областях металлургического производства. Большинство крупных работ также в значительной степени зависят от использования оборудования с фиксированными рельсами и больших промышленных тракторов для транспортировки материалов.

Программы безопасности при использовании крана требуют обучения, чтобы обеспечить правильную и безопасную эксплуатацию крана и оснастку грузов для предотвращения падения груза; хорошая коммуникация и использование стандартных ручных сигналов между крановщиками и стропальщиками для предотвращения травм в результате неожиданного движения крана; программы проверки и технического обслуживания деталей кранов, подъемных механизмов, строп и крюков для предотвращения падения грузов; и безопасные средства доступа к кранам во избежание падений и несчастных случаев на поперечных путях крана.

Программы безопасности для железных дорог также требуют хорошей связи, особенно при перемещении и сцепке вагонов, чтобы избежать попадания людей между сцепками вагонов.

Поддержание надлежащего зазора для проезда крупных промышленных тракторов и другого оборудования и предотвращение неожиданного запуска и движения необходимо для устранения опасностей, связанных с ударами, ударами и попаданием в промежутки для операторов оборудования, пешеходов и других водителей транспортных средств. Программы также необходимы для осмотра и обслуживания устройств безопасности оборудования и проходов.

Надлежащее ведение хозяйства является краеугольным камнем безопасности на сталелитейных заводах. Полы и проходы могут быть быстро забиты материалами и инструментами, о которые можно споткнуться. Используется большое количество консистентных смазок, масел и смазочных материалов, и в случае их пролива легко можно поскользнуться на пешеходных или рабочих поверхностях.

Инструменты подвержены сильному износу и вскоре выходят из строя и становятся опасными в использовании. Хотя механизация значительно уменьшила объем ручного труда в отрасли, во многих случаях все еще могут возникать эргономические нагрузки.

Острые двигатели или заусенцы на стальных изделиях или металлических лентах представляют опасность порезов и проколов для рабочих, занятых отделкой, отгрузкой и обработкой металлолома. Для предотвращения травм часто используются стойкие к порезам перчатки и защита запястий.

Программы защиты глаз особенно важны на металлургических предприятиях. Опасность попадания в глаза инородных тел преобладает в большинстве областей, особенно при обработке сырья и чистовой обработке стали, где проводятся шлифовка, сварка и обжиг.

Программное обслуживание особенно важно для предотвращения несчастных случаев. Его целью является обеспечение эффективности оборудования и поддержание полностью работоспособных ограждений, поскольку отказ может привести к несчастным случаям. Соблюдение безопасных методов эксплуатации и правил безопасности также очень важно из-за сложности, размера и скорости технологического оборудования и машин.

Отравление угарным газом

Доменные печи, конвертеры и коксовые печи производят большое количество газов в процессе производства чугуна и стали. После удаления пыли эти газы используются в качестве источников топлива на различных предприятиях, а некоторые из них поступают на химические заводы для использования в качестве сырья. Они содержат большое количество окиси углерода (доменный газ 22-30%, коксовый газ 5-10%, конвертерный газ 68-70%).

Угарный газ иногда выделяется или вытекает из колошников или корпусов доменных печей или из многих газопроводов внутри заводов, случайно вызывая острое отравление угарным газом. Большинство случаев такого отравления происходит при работах вокруг доменных печей, особенно при ремонте. Другие случаи происходят во время работ вокруг горячих печей, осмотров корпусов печей, работ вблизи сводов печей или работ вблизи зольных или выпускных канавок. Отравление угарным газом также может быть вызвано выбросом газа из водозапорных клапанов или уплотняющих ванн на сталелитейных заводах или прокатных станах; от внезапного отключения дутьевого оборудования, котельных или вытяжных вентиляторов; от утечки; от недостаточной вентиляции или продувки технологических сосудов, трубопроводов или оборудования перед началом работы; и при закрытии трубной арматуры.

Пыль и дым

Пыль и пары образуются на многих этапах производства чугуна и стали. Пыль и дым присутствуют в процессах подготовки, особенно агломерации, перед доменными печами и сталеплавильными печами, а также при изготовлении слитков. Пыль и пары железной руды или черных металлов не вызывают легкого фиброза, а пневмокониоз встречается нечасто. Считается, что некоторые виды рака легких связаны с канцерогенами, содержащимися в выбросах коксовых печей. Густые пары, выделяющиеся при использовании кислородных фурм и при использовании кислорода в мартеновских печах, могут особенно сильно воздействовать на крановщиков.

Воздействие диоксида кремния представляет опасность для рабочих, занимающихся футеровкой, заменой футеровки и ремонтом доменных и сталеплавильных печей и сосудов из огнеупорных материалов, которые могут содержать до 80% кремнезема. Ковши футерованы огнеупорным кирпичом или силикагелем, и такая футеровка требует частого ремонта. Кремнезем, содержащийся в огнеупорных материалах, частично находится в форме силикатов, которые вызывают не силикоз, а пневмокониоз. Рабочие редко подвергаются воздействию тяжелых облаков пыли.

Добавки сплавов в печи для производства специальных сталей иногда несут потенциальный риск воздействия хрома, марганца, свинца и кадмия.

Разные опасности

Настенные и верхние операции при коксовании перед доменными печами при производстве чугуна, а также операции по производству слитков и непрерывной разливки стали при производстве стали требуют напряженной работы в жаркой среде. Должны быть реализованы программы профилактики тепловых заболеваний.

Печи могут создавать блики, которые могут повредить глаза, если не будут обеспечены и надеты подходящие средства защиты глаз. Ручные операции, такие как кладка кирпича в печи, и вибрация руки в рубильных машинах и шлифовальных машинах могут вызвать эргономические проблемы.

Воздуходувные установки, кислородные установки, газоразрядные воздуходувки и мощные электрические печи могут привести к повреждению слуха. Операторы печей должны быть защищены путем ограждения источника шума звукопоглощающим материалом или путем предоставления звуконепроницаемых укрытий. Сокращение времени воздействия также может оказаться эффективным. Средства защиты слуха (наушники или беруши) часто требуются в зонах с высоким уровнем шума из-за невозможности добиться адекватного шумоподавления другими средствами.

Меры безопасности и охраны здоровья

Организация безопасности

Организация безопасности имеет первостепенное значение в черной металлургии, где безопасность в значительной степени зависит от реакции рабочих на потенциальные опасности. Первая обязанность руководства состоит в том, чтобы обеспечить максимально безопасные физические условия, но обычно необходимо добиваться всеобщего сотрудничества в программах безопасности. Комитеты по предотвращению несчастных случаев, делегаты по охране труда, поощрения за безопасность, конкурсы, схемы предложений, лозунги и предупреждающие сообщения могут играть важную роль в программах безопасности. Вовлечение всех людей в оценку опасностей на площадке, наблюдение за поведением и упражнения по обратной связи могут способствовать формированию позитивного отношения к безопасности и созданию целевых рабочих групп, работающих над предотвращением травм и заболеваний.

Статистика несчастных случаев свидетельствует об опасных зонах и необходимости дополнительной физической защиты, а также о большей нагрузке на ведение домашнего хозяйства. Можно оценить ценность различных типов защитной одежды и сообщить о преимуществах заинтересованным работникам.

Обучение

Обучение должно включать информацию об опасностях, безопасных методах работы, предотвращении рисков и ношении СИЗ. При внедрении новых методов или процессов может возникнуть необходимость в переобучении даже тех рабочих, которые имеют большой опыт работы на старых типах печей. Особую ценность представляют курсы обучения и повышения квалификации для всех уровней персонала. Они должны знакомить персонал с безопасными методами работы, опасными действиями, подлежащими запрещению, правилами техники безопасности и основными законодательными положениями, связанными с предотвращением несчастных случаев. Обучение должно проводиться экспертами с использованием эффективных аудиовизуальных средств. Совещания или контакты по вопросам безопасности должны проводиться регулярно для всех лиц, чтобы усилить обучение и осведомленность по вопросам безопасности.

Инженерно-административные меры

Все опасные части машин и оборудования, включая подъемники, конвейеры, длинноходовые валы и зубчатые передачи мостовых кранов, должны быть надежно ограждены. Для всех машин и оборудования завода, особенно для кранов, подъемных механизмов, цепей и крюков, необходима регулярная система осмотров, осмотров и технического обслуживания. Для технического обслуживания и ремонта должна действовать эффективная программа блокировки/маркировки. Дефектная снасть должна быть утилизирована. Безопасные рабочие нагрузки должны быть четко обозначены, а неиспользуемые снасти должны храниться аккуратно. Средства доступа к мостовым кранам должны, по возможности, осуществляться по лестнице. Если необходимо использовать вертикальную лестницу, ее следует закрепить с интервалами. Должны быть приняты эффективные меры для ограничения движения мостовых кранов, когда поблизости находятся люди, работающие на них. В соответствии с требованиями законодательства некоторых стран может потребоваться установка соответствующего распределительного устройства на мостовые краны для предотвращения столкновений, если два или более крана перемещаются по одному и тому же пути.

Локомотивы, рельсы, вагоны, тележки и сцепки должны иметь хорошую конструкцию и содержаться в исправном состоянии, должна действовать эффективная система сигнализации и оповещения. Езда на сцепках или проход между вагонами должны быть запрещены. Никакие операции не должны выполняться на пути железнодорожного оборудования, если не были приняты меры для ограничения доступа или движения оборудования.

Требуется большая осторожность при хранении кислорода. Поставки к различным частям объекта должны быть проложены по трубопроводу и четко обозначены. Все копья должны содержаться в чистоте.

Существует бесконечная потребность в хорошем домашнем хозяйстве. Падения и спотыкания, вызванные загроможденным полом или оставленными небрежно лежащими орудиями и инструментами, сами по себе могут привести к травме, но также могут отбросить человека от горячего или расплавленного материала. Все материалы должны быть аккуратно сложены, а стеллажи для хранения должны быть удобно размещены для инструментов. Пролитую смазку или масло следует немедленно удалить. Освещение всех частей цехов и ограждений машин должно быть на высоком уровне.

Промышленная гигиена

Необходима хорошая общая вентиляция по всему предприятию и местная вытяжная вентиляция (LEV) там, где образуется значительное количество пыли и дыма или может произойти утечка газа, а также самые высокие стандарты чистоты и порядка. Газовое оборудование необходимо регулярно осматривать и обслуживать, чтобы предотвратить утечку газа. Всякий раз, когда какая-либо работа должна выполняться в среде, которая может содержать газ, для обеспечения безопасности следует использовать детекторы угарного газа. Если работа в опасной зоне неизбежна, следует надевать автономные респираторы или респираторы с подачей воздуха. Баллоны с воздухом для дыхания всегда должны быть наготове, а рабочие должны быть тщательно обучены методам работы с ними.

Для улучшения условий труда необходимо установить приточно-вытяжную вентиляцию для подачи прохладного воздуха. Местные воздуходувки могут быть расположены для облегчения индивидуального труда, особенно в жарких рабочих местах. Теплозащита может быть обеспечена установкой теплозащитных экранов между рабочими и лучистыми источниками тепла, такими как печи или раскаленный металл, установкой водяных экранов или воздушных завес перед печами или установкой экранов из жаростойкой проволоки. Костюм и капюшон из термостойкого материала с дыхательным аппаратом воздуховода обеспечивают наилучшую защиту горняков. Поскольку работа в печах очень жаркая, в костюм также могут быть проведены линии холодного воздуха. Стационарные устройства, обеспечивающие время охлаждения перед входом в печи, также имеют важное значение.

Акклиматизация приводит к естественной корректировке содержания солей в поте тела. Частота тепловых поражений может быть значительно снижена за счет корректировки рабочей нагрузки и периодов отдыха, особенно если они проводятся в прохладном помещении, при необходимости с кондиционированием воздуха. В качестве паллиативных средств следует обеспечить обильное снабжение водой и другими подходящими напитками, а также помещения для приема легкой пищи. Температура прохладительных напитков не должна быть слишком низкой, и работники должны быть обучены не глотать слишком много прохладной жидкости за раз; в рабочее время следует отдавать предпочтение легкой пище. Замена соли необходима для работы, связанной с обильным потоотделением, и лучше всего достигается путем увеличения потребления соли при регулярном приеме пищи.

В холодном климате необходимо соблюдать осторожность, чтобы предотвратить вредные последствия длительного пребывания на холоде или внезапных и резких перепадов температуры. Столовая, умывальные и санитарные помещения желательно должны быть под рукой. Помещения для мытья должны включать душевые; раздевалки и шкафчики должны быть обеспечены и содержаться в чистоте и санитарном состоянии.

По возможности источники шума должны быть изолированы. Выносные центральные панели удаляют часть оперативников из шумных зон; защита органов слуха должна быть необходима в самых неблагоприятных районах. В дополнение к ограждению шумных машин звукопоглощающим материалом или защите рабочих звуконепроницаемыми укрытиями, программы защиты органов слуха оказались эффективным средством контроля потери слуха, вызванной шумом.

Средства индивидуальной защиты

Все части тела подвергаются риску при выполнении большинства операций, но тип требуемой защитной одежды будет варьироваться в зависимости от местоположения. Работающим на печах необходима одежда, предохраняющая от ожогов — комбинезоны из огнеупорного материала, гетры, сапоги, перчатки, каски с защитной маской или защитные очки от летящих искр, а также от ослепления. Защитная обувь, защитные очки и каски обязательны почти для всех профессий, а перчатки широко необходимы. Защитная одежда должна учитывать риски для здоровья и комфорта от чрезмерной жары; например, огнеупорный капюшон с сетчатым козырьком обеспечивает хорошую защиту от искр и устойчив к нагреву; различные синтетические волокна также доказали свою эффективность в отношении термостойкости. Необходим строгий надзор и непрерывная пропаганда для обеспечения ношения и правильного обслуживания средств индивидуальной защиты.

Эргономика

Эргономический подход (т.е. исследование взаимосвязи между рабочими, машинами и окружающей средой) имеет особое значение на некоторых операциях в черной металлургии. Соответствующее эргономическое исследование необходимо не только для изучения условий, в которых рабочий выполняет различные операции, но и для изучения влияния окружающей среды на рабочего и функционального устройства используемого оборудования.

Медицинское наблюдение

Медицинские осмотры перед приемом на работу имеют большое значение при отборе лиц, пригодных для тяжелых работ в металлургическом производстве. Для большинства работ требуется хорошее телосложение: гипертония, сердечные заболевания, ожирение и хронический гастроэнтерит лишают людей права работать в жарких условиях. Особое внимание необходимо при подборе машинистов кранов как по физическим, так и по умственным способностям.

Медицинское наблюдение должно уделять особое внимание лицам, подвергшимся тепловому стрессу; следует проводить периодические обследования органов грудной клетки у тех, кто подвергается воздействию пыли, и аудиометрические обследования у тех, кто подвергается воздействию шума; операторы мобильного оборудования также должны проходить периодические медицинские осмотры, чтобы убедиться в их постоянной пригодности для работы.

Необходимо постоянное наблюдение за всеми реанимационными средствами, а также обучение работников правилам оказания первой помощи при реанимации.

Также должен быть обеспечен центральный пункт первой помощи с необходимым медицинским оборудованием для оказания неотложной помощи. Если возможно, должна быть машина скорой помощи для перевозки тяжелораненых в ближайшую больницу под присмотром квалифицированного санитара. На больших предприятиях пункты первой помощи или ящики должны располагаться в нескольких центральных точках.

Коксовые операции

Подготовка угля

Наиболее важным фактором производства металлургического кокса является выбор угля. Наиболее желательны угли с низкой зольностью и низким содержанием серы. Низколетучий уголь в количестве до 40% обычно смешивают с высоколетучим углем для достижения желаемых характеристик. Важнейшим физическим свойством металлургического кокса является его прочность и способность противостоять разрушению и истиранию при обращении и использовании в доменной печи. Погрузочно-разгрузочные операции состоят из выгрузки из железнодорожных вагонов, морских барж или грузовиков; смешивание угля; дозирование; измельчение; контроль насыпной плотности с использованием дизельного топлива или аналогичного масла; и подача в бункеры коксовой батареи.

коксующийся

По большей части кокс производится в коксовых печах, которые спроектированы и эксплуатируются для сбора летучих веществ из угля. Печи состоят из трех основных частей: камеры коксования, нагревательных каналов и регенеративной камеры. Помимо стальной и бетонной несущей конструкции, печи построены из огнеупорного кирпича. Обычно каждая батарея содержит примерно 45 отдельных печей. Камеры коксования обычно имеют высоту от 1.82 до 6.7 м, длину от 9.14 до 15.5 м и температуру 1,535 °C в основании дымохода. Время, необходимое для коксования, зависит от размеров печи, но обычно составляет от 16 до 20 часов.

В больших вертикальных печах уголь загружается через отверстия в верхней части из железнодорожного вагона, который транспортирует уголь из угольного бункера. После того, как уголь превратился в кокс, кокс выталкивается из печи с одной стороны механическим толкателем или «толкателем». Поршень немного меньше размеров печи, что позволяет избежать контакта с внутренними поверхностями печи. Кокс собирают в железнодорожный вагон или в сторону батареи напротив толкателя и транспортируют на тушение. Горячий кокс подвергается мокрому гашению водой перед выгрузкой на коксовый причал. На некоторых батареях горячий кокс подвергается сухому гашению для рекуперации явного тепла для производства пара.

Реакции при карбонизации угля для производства кокса сложны. К продуктам разложения угля исходно относятся вода, оксиды углерода, сероводород, гидроароматические соединения, парафины, олефины, фенольные и азотсодержащие соединения. Синтез и разложение происходят среди первичных продуктов, которые производят большое количество водорода, метана и ароматических углеводородов. При дальнейшем разложении сложных азотсодержащих соединений образуются аммиак, цианистый водород, пиридиновые основания и азот. Постоянное удаление водорода из остатка в печи дает твердый кокс.

Коксохимические печи, имеющие оборудование для регенерации и переработки угольных химикатов, производят материалы, перечисленные в таблице 1.

Таблица 1. Извлекаемые побочные продукты коксовых печей

Побочный продукт

Извлекаемые компоненты

Коксовый газ

Водород, метан, этан, окись углерода, двуокись углерода, этилен,
пропилен, бутилен, ацетилен, сероводород, аммиак, кислород и
азот

Аммиачный раствор

Свободный и связанный аммиак

Деготь

Пиридин, смоляные кислоты, нафталин, креозотовое масло и каменноугольный пек

Легкое масло

Различное количество продуктов угольного газа с температурой кипения примерно от 40 ºC
до 200 ºC, а также бензол, толуол, ксилол и сольвент-нафта

 

После достаточного охлаждения, чтобы предотвратить повреждение конвейерной ленты, кокс перемещается на станцию ​​сортировки и дробления, где он подвергается сортировке для использования в доменной печи.

опасности

Физические опасности

Во время операций по разгрузке, подготовке и перемещению угля манипулируют тысячами тонн угля, создавая пыль, шум и вибрацию. Присутствие большого количества скопившейся пыли может создать опасность взрыва в дополнение к опасности вдыхания.

Во время коксования окружающее и лучистое тепло являются основными физическими проблемами, особенно на верхней стороне батарей, где находится большинство рабочих. Шум может быть проблемой в мобильном оборудовании, в первую очередь из-за приводного механизма и вибрирующих компонентов, которые не обслуживаются должным образом. Ионизирующее излучение и/или устройства, излучающие лазер, могут использоваться для целей юстировки мобильного оборудования.

Химическая опасность

Минеральное масло обычно используется в эксплуатационных целях для контроля насыпной плотности и пылеподавления. Материалы могут быть нанесены на уголь до того, как он будет доставлен в угольный бункер, чтобы свести к минимуму накопление и облегчить утилизацию опасных отходов производства побочных продуктов.

Основной проблемой для здоровья, связанной с коксованием, являются выбросы из печей во время загрузки угля, коксования и проталкивания кокса. Выбросы содержат большое количество полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), некоторые из которых канцерогенны. Материалы, используемые для герметизации утечек в крышках и дверцах, также могут быть проблемой во время смешивания и при снятии крышек и дверец. Асбестовые и преломляющие керамические фильтры также могут присутствовать в виде изоляционных материалов и прокладок, хотя для изделий, ранее содержащих асбест, использовались подходящие заменители.

Механические опасности

Следует учитывать опасности при добыче угля, связанные с движением железнодорожных вагонов, морских барж и транспортных средств, а также с движением конвейерной ленты. Большинство несчастных случаев происходит, когда работники ударяются, застревают между ними, падают с них, увлекаются и застревают в них или не могут заблокировать такое оборудование (в том числе электрически).

Механические опасности, вызывающие наибольшую озабоченность, связаны с мобильным оборудованием на стороне толкателя, коксовой стороны и тележкой наверху батареи. Это оборудование находится в эксплуатации практически весь период работы, и между ним и операциями остается мало места. Наибольшее количество несчастных случаев на коксовом производстве со смертельным исходом приходится на несчастные случаи, связанные с передвижным рельсовым оборудованием. Ожоги поверхности кожи от горячих материалов и поверхностей и раздражение глаз частицами пыли являются причиной более многочисленных и менее тяжелых случаев.

Меры безопасности и охраны здоровья

Для поддержания концентрации пыли при добыче угля на приемлемом уровне требуется локализация и ограждение систем сортировки, дробления и транспортировки. LEV также может потребоваться в дополнение к смачивающим агентам, наносимым на уголь. Необходимы соответствующие программы технического обслуживания, программы конвейерных лент и программы очистки, чтобы свести к минимуму утечку и очистить проходы рядом с технологическим и транспортным оборудованием от угля. Конвейерная система должна использовать компоненты, которые, как известно, эффективно снижают утечку и поддерживают локализацию, такие как очистители ленты, бортики, правильное натяжение ленты и т. д.

Из-за опасностей для здоровья, связанных с выбросами ПАУ в процессе коксования, важно локализовать и собирать эти выбросы. Лучше всего это достигается за счет сочетания технических средств контроля, методов работы и программы технического обслуживания. Также необходимо иметь эффективную респираторную программу. Контроль должен включать следующее:

  • процедура загрузки, разработанная и используемая для устранения выбросов за счет контроля объема загружаемого угля, правильного выравнивания вагонетки над печью, плотной подгонки опускных рукавов и загрузки угля в последовательности, которая позволяет поддерживать адекватный канал над углем для подачи выбросов в коллекторную сеть и переливки сразу после зарядки
  • вытяжка из двух или более точек в загружаемой печи и система аспирации, спроектированная и эксплуатируемая для поддержания достаточного отрицательного давления и расхода
  • воздушные уплотнения на планках уровня толкателя для контроля инфильтрации во время загрузки и угольные резаки для удаления нагара
  • равномерное давление коллектора в магистрали, достаточное для транспортировки выбросов
  • дверцу патрона и прокладки, необходимые для обеспечения герметичности, а также надлежащую очистку и техническое обслуживание уплотнительных краев со стороны толкателя и со стороны кокса
  • приклеивание крышек и дверей и обслуживание уплотнителей дверей по мере необходимости для контроля выбросов после зарядки
  • «зеленые толчки» сведены к минимуму за счет равномерного нагрева угля в течение достаточного периода времени.
  • установка больших ограждений по всей площади коксовой стороны для контроля выбросов при проталкивании кокса или использование передвижных колпаков для перемещения к отдельным проталкиваемым печам
  • регулярный осмотр, техническое обслуживание и ремонт для надлежащего сдерживания выбросов
  • кабины оператора с регулируемым давлением и температурой на мобильном оборудовании для контроля уровня воздействия на рабочих. Чтобы получить кабину с избыточным давлением, необходима структурная интеграция с плотно прилегающими дверями и окнами и устранением разделения в структурных работах.

 

Обучение рабочих также необходимо, чтобы использовать надлежащие методы работы и понимать важность надлежащих процедур для минимизации выбросов.

Следует также использовать рутинный мониторинг воздействия на рабочих, чтобы определить, являются ли уровни приемлемыми. Должны быть предусмотрены программы мониторинга и спасения газа, в первую очередь из-за наличия угарного газа в коксовых печах. Следует также внедрить программу медицинского наблюдения.

 

Назад

Читать 43455 раз Последнее изменение Суббота, 03 сентября 2011 г., 17:08
Еще в этой категории: Прокатные станы "

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: МОТ не несет ответственности за контент, представленный на этом веб-портале, который представлен на каком-либо языке, кроме английского, который является языком, используемым для первоначального производства и рецензирования оригинального контента. Некоторые статистические данные не обновлялись с тех пор. выпуск 4-го издания Энциклопедии (1998 г.)».

Содержание:

Железо и сталь Ссылки

Константино, Дж. П., С. К. Редмонд и А. Берден. 1995. Риск профессионального рака среди работников коксовых печей: 30-летнее наблюдение. J Occup Env Med 37: 597-603.

Каллен, М. Р., Дж. Р. Балмес, Дж. М. Робинс и Г. Дж. Уокер Смит. 1981. Липоидная пневмония, вызванная воздействием масляного тумана на сталепрокатном стане-тандеме. Am J Ind Med 2: 51–58.

Международное агентство по изучению рака (IARC). 1984. Монографии 1984. 34: 101–131.

Международный институт чугуна и стали (IISI). 1992. Экологический контроль в сталелитейной промышленности. Документы, подготовленные для Всемирной конференции ENCOSTEEL 1991 г., Брюссель.

Международная организация труда (МОТ). 1992. Последние разработки в черной металлургии. Сообщить л. Женева: МОТ.

Джонсон А., С.И. Мойра, Л. Маклин, Э. Аткинс, А. Дибунцио, Ф. Ченг и Д. Энарсон. 1985. Респираторные нарушения у рабочих черной металлургии. Br J Ind Med 42: 94–100.

Кроненберг, Р.С., Дж.К. Левин, Р.Ф. Додсон, Дж.Г.Н. Гарсия и Д.Э. Грифит. 1991. Заболевание, связанное с асбестом, у работников сталелитейного завода и завода по производству стеклянных бутылок. Ann NY Acad Sci 643:397–403.

Лидал, Э. и Б. Филипсон. 1984. Инфракрасное излучение и катаракта. 1. Эпидемиологическое обследование рабочих черной металлургии. Acta Ophthalmol 62: 961–975.

МакШейн, Д.П., М.Л. Хайд и П.В. Альберти. 1988. Распространенность звона в ушах среди заявителей на компенсацию производственной потери слуха. Клиническая отоларингология 13:323–330.

Полин, М.Б., С.Б. Хендрик, Т.Дж.Х. Карел и П.К. Агаат. 1988. Заболевания спины у крановщиков, подвергшихся воздействию вибрации всего тела. Int Arch Occup Environ Health 1988:129-137.

Стинланд, К., Т. Шнор, Дж. Бомонт, В. Гальперин и Т. Блум. 1988. Заболеваемость раком гортани и воздействие кислотных туманов. Br J Ind Med 45: 766–776.

Томас, PR и Д. Кларк. 1992. Вибрация, белый палец и контрактура Дюпюитрена: связаны ли они? Оккупай Мед 42 (3): 155–158.

Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП). 1986. Руководство по охране окружающей среды на металлургических предприятиях. Париж: ЮНЕП.

Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП) и Институт стали (IISI). 1997. Сталелитейная промышленность и окружающая среда: технические и управленческие вопросы. Технический отчет № 38. Париж и Брюссель: ЮНЕП и IISI.

Веннберг, А., А. Ирегрен, Г. Стрич, Г. Цизински, М. Хагман и Л. Йоханссон. Воздействие марганца в сталеплавильных цехах опасно для нервной системы. Scand J Work Environ Health 17: 255–62.

Комиссия Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) по здравоохранению. 1992. Доклад Группы по промышленности и здравоохранению. Женева: ВОЗ.