Металлургическое производство

Металлургическое производство отличается большим количеством опасных и вредных производственных факторов [41; 43; 59], перечень факторов представлен в таблице 3.16.

Таблица 3.16 – Опасные и вредные факторы металлургического
производства

Производственные факторы	Прокатное производство	Доменное производство	Электростале-плавильное производство
Физические факторы
Движущиеся, вращающиеся части оборудования	+	+	+
Высокая температура поверхностей	+	+	+
Раскаленный металл, шлак		+	+
Электрический ток	+	+	+
Острые кромки металла	+
Возможность возгорания	+	+	+
Взрывоопасность	+	+
Несоответствие параметров микроклимата	+	+	+
Теплоизлучения	+	+	+
Шум, вибрация	+	+	+
Ультразвук, инфразвук	+		+
Электромагнитные излучения	+	+	+
Ионизирующие излучения		+
Несоответствующее освещение	+		+
Химические факторы
Пары, газы, аэрозоли, вредные вещества	+	+	+
Загазованность, запыленность	+	+	+
Психофизиологические факторы
Высокая интенсивность процесса, нервно-психические перегрузки	+

Прокатное производство

К физическим опаснымпроизводственным факторам в прокатном производствеотносятся:

· подвижные машины и механизмы; подвижные части оборудования; движущиеся изделия, заготовки, материалы (валки, шпиндели, муфты станов, выбросы петли прокатываемого материала, осколки прокатываемого металла, отлетающие окалина и шлаки);

· повышенная температура поверхностей;

· повышенное значение напряжения в электрической сети;

· острые кромки, заусеницы и шершавость на поверхностях заготовок, инструментов и оборудования;

· высокая вероятность возможности возгорания.

К физическим вреднымпроизводственным факторам относят:

· повышенную запыленность воздуха;

· повышенные температуру и влажность воздуха рабочей зоны;

· сниженную подвижность воздуха;

· повышенный уровень инфракрасной радиации;

· повышенный уровень шума, инфразвукових колебаний, ультразвука и вибрации;

· повышенный уровень электрических, магнитных и электромагнитных излучений;

· недостаточную освещенность рабочей зоны, повышенную яркость света и сниженную контрастность.

Химические производственные факторы. Выделение вредных веществ в воздух (токсичной пыли, газов) происходит при проведении технологических процессов проката металла и проведении работ, связанных с применением химических веществ и материалов (смазка, техническое масло и др.). В листопрокатных цехах перед холодной прокаткой листов, перед нанесением защитных покрытий металл очищают от слоя окалины путем травления в ваннах разбавленной серной, соляной или азотной кислотой. При прокате металла наиболее возможное проникновение в организм веществ в виде пара и пыли через органы дыхания (около 95 % всех отравлений).

Биологические производственные факторы при прокатке не являются значительными.

Наиболее характерными психофизиологическими факторами для прокатного производства является высокая скорость технологических процессов и интенсивность грузопотоков, которая обуславливает в свою очередь высокую интенсивность работы персонала. Это приводит к большому умственному утомлению, которое связано с ошибками в управлении механизмами, и возникновение опасных ситуаций, т.е. преобладают нервно-психические перегрузки.

Рассмотрим наиболее важные производственные факторы прокатного производства.

Пыль является наиболее распространенным неблагоприятным фактором производственной среды. В металлургическом производстве преобладает пыль, которая содержит оксиды железа, кремния, марганца, фтористые соединения и др. Например, пыль возле машины огневой зачистки при зачистке сталей рядовых марок содержит 73,96 % Fe, 0,1 % C, 0,51 % Mn, 0,39 % S, 25,04 % O₂.

При работе станов в результате раздавливания поверхностного пласта окалины на металле образуется металлическая пыль. Наиболее интенсивное выделение пыли происходит на блюмингах и слябингах – до 515–4400 мг/м³. В воздухе у станов горячей прокатки металла содержание пыли окислов железа достигает 2400–4400 мг/м³. При эксплуатации машины огневой зачистки поверхности металла общее количество пыли в продуктах сгорания достигает 12 г/м³. Содержание пыли в воздухе у клетей листовых станов представляет от 200 до 2400 мг/м³.

Микроклимат в прокатных цехах определяется наличием чрезмерного конвекционного и лучистого тепла, в связи с чем, они относятся к группе горячих цехов. Источниками тепла являются прокатываемый металл, нагретые оборудование, механизмы и коммуникации, открытые отверстия или крышки нагревательных устройств, горючие газы.

Нагретый прокатываемый металл является основным источником тепла. Лучистая энергия на расстоянии 1 м от проката составляет до 4-5 калл /см² в минуту. Двигаясь по цеху, прокат на своем пути нагревает все металлическое оборудование, при этом нагретые предметы сами становятся источником тепла и быстро нагревают воздуха.

На рабочих местах нагревальщиков металла температура воздуха в летний период достигает 40–45°С, на рабочих местах вальцовщиков литейных станов – 35–40°С. Высокая температура воздуха наблюдается также на постах управления операторов, в кабинах крановщиков, которые работают в главном пролете стана. Количественные характеристики интенсивности излучения в прокатных цехах приведены в таблице 3.17.

Метеорологические условия в прокатных цехах характеризуются также наличием участков с высокой и низкой влажностью воздуха, что отрицательно влияет на самочувствие и здоровье человека.

В прокатных цехах к шумоопасному оборудованию относятся рабочие клети, машины огневой зачистки металла, ножницы для резания металла маятниковой дисковые пилы, правильные машины; моталки, шлепперы, рольганги, листоукладчики, непрерывно-травильные агрегаты и др.

Основным источником шума является прокатный стан, в котором находится огромное количество металлических механизмов. Основной шум прокатного цеха лежит в области частот до 1000 Гц и имеет значение звукового давления в пределах 75–95 дБ и может достигать 110 дБ. Уровни звуковой мощности оборудования приведены в таблице 3.18.

При производстве проката металла используются передовые методы очистки поверхности металлических изделий (листовой прокат, сортовой прокат) с применением ультразвука. Ультразвук обладает главным образом локальным действием на организм, поскольку передается при непосредственном контакте с ультразвуковым инструментом, обрабатываемыми деталями или средами, в которых возбуждаются ультразвуковые колебания. Ультразвук, генерируемый низкочастотным промышленным оборудованием, оказывают неблагоприятное влияние на организм человека.

Таблица 3.17 – Интенсивность излучения в прокатных цехах

Рабочее место	Тип стана	Интенсивность излучения, кВт/м2
Обжимные цеха
Перед постом управления	780–800	0,18–14,0
1100–1150	0,05–11,9
	0,1–11,9
Рабочее место оператора	780–800	0,05–1,4
1100–1150	0,05–0,7
	0,05–2,8
Открытое рабочее место возле технологического оборудования	780–800	0,35–15,4
1100–1150	0,35–16,1
	0,18–19,6
Листопрокатные цеха
Перед постом управления		0,35–7,0
1700–2300	0,35–7,0
	0,07–1,4
	0,35–4,2
	0,07–1,4
Рабочее место оператора		0,35–2,1
1700–2300	0,18–3,5
	0,02–0,7
	0,35–0,7
	0,05–0,35
Открытое рабочее место около технологического оборудования		0,35–14,0
1700–2300	0,18–13,3
	0,18–8,4
	0,35–14,0
	1,75–17,5
Сортопрокатные цеха
Перед постом управления	500–650	0,28–5,6
	0,07–2,45
250–300	0,35–9,1
Рабочее место оператора	500–650	0,01–0,8
	0,01–1,4
250–300	0,01–2,1
Открытое рабочее место около технологического оборудования	500–650	0,17–14,0
	0,17–3,5
250–300	0,17–3,5

Таблица 3.18 – Урони звуковой мощности оборудования

Тип оборудования	Уровень звуковой мощности, дБ∙А	Суммарная длительность влияния за смену, ч
Прокатное производство
Обжимные цеха: - блюминг 1300 - непрерывный стан 730/500	99–123 96–120
Сортопрокатные цеха: - стан 500 - стан 800	102–123 105–114
Листопрокатные цеха: Стан 2500 Стан четырех валковый Агрегаты резки листа Ножницы: - летучие - дисковые Разматыватель листа Листоправильная машина Транспортировка по рольгангам	111–121
Электросталеплавильные цеха
Печи емкостью 5-40 т: - период плавления - период окисления - период восстановления	118–121 114–118 107–110	2,5 2,0 1,0
Печи емкостью 100-200 т: - период плавления - период окисления - период восстановления	123–126 117–119 109–113	2,5 2,0 1,0
Доменное производство
Фурма доменной печи
Газовая горелка нагревателя
Привод скипа

Длительное систематическое воздействие ультразвука, распространяющегося воздушным путем, вызывает изменения нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов. Наиболее характерным является наличие вегетососудистой дистонии и астенического синдрома. Степень выраженности изменений зависит от интенсивности и длительности воздействия ультразвука и усиливается при наличии в спектре высокочастотного шума, при этом присоединяется выраженное снижение слуха. В случае продолжения контакта с ультразвуком указанные расстройства приобретают более стойкий характер.

При действии локального ультразвука возникают явления вегетативного полиневрита рук (реже ног) разной степени выраженности, вплоть до развития пареза кистей и предплечий, вегетативно-сосудистой дисфункции. Это наблюдается у шлифовщиков поверхностных пороков металла.

Характер изменений, возникающих в организме под воздействием ультразвука, зависит от дозы воздействия.

Развитие техники и транспортных средств, совершенствование технологических процессов и оборудования сопровождаются увеличением мощности и габаритов машин, что обусловливает тенденцию повышения низкочастотных составляющих в спектрах и появление инфразвука.

Инфразвук возникает за счет тех же процессов что и шум слышимых частот. Прокатные станы (конструкции с плоскими поверхностями большой площади и малой жесткости) создают условия для генерации инфразвука. Инфразвук при прокате металла имеет постоянный характер.

Максимальные уровни низкочастотных акустических колебаний от промышленных источников в прокатном цехе достигают 100–110 дБ.

Исследования биологического действия инфразвука на организм показали, что при уровне от 110 до 150 дБ и более он может вызывать у людей неприятные субъективные ощущения и многочисленные реактивные изменения, к числу которых следует отнести изменения в центральной нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной системах, вестибулярном анализаторе. Имеются данные о том, что инфразвук вызывает снижение слуха преимущественно на низких и средних частотах. Выраженность этих изменений зависит от уровня интенсивности инфразвука и длительности действия фактора.

В условиях прокатного производства наблюдается местная (локальная) и общая вибрации. Прокатные станы (система механизмов) при своей работе создают общую вибрацию, которая заключается в отклонении рабочих мест от положения равновесия на малую величину. При производстве отдельных видов работ по обработке проката работники испытывают локальную вибрацию, передающуюся на руки работающего. В прокатном цехе вибрация обладает неоднородностью по спектру частот и непостоянством во времени.

Локальная вибрация зависит от контакта оператора с колеблющимся телом. Производственными источниками локальной вибрации являются ручные механизированные машины ударного, ударно-вращательного и вращательного действия с пневматическим или электрическим приводом. Инструменты ударного действия основаны на принципе вибрации. К ним относятся клепальные, рубильные, отбойные молотки, пневмотрамбовки. К ручным механизированным машинам вращательного действия относятся шлифовальные, сверлильные машины, электромоторные пилы.

Длительное воздействие вибрации высоких уровней на организм человека приводит к развитию преждевременного утомления, снижению производительности труда, росту заболеваемости и нередко к возникновению профессиональной патологии – вибрационной болезни.

В прокатном производстве применяется огромное количество разнообразного электрооборудования, оказывающего опасное воздействие на работников (электрические поля промышленной частоты и электромагнитные поля высокой частоты).

Источником электрических полей промышленной частоты являются токоведущие части действующих электроустановок (линии электропередач, индукторы, конденсаторы термических установок, фидерные линии, генераторы, трансформаторы, электромагниты, соленоиды, импульсные установки, литые и металлокерамические магниты и др.). Длительное воздействие электрического поля на организм человека может вызвать нарушение функционального состояния нервной и сердечно-сосудистой систем. Это выражается в повышенной утомляемости, снижении качества выполнения рабочих операций, болях в области сердца, изменении кровяного давления и пульса.

Источником электромагнитных полей высоких частот являются неэкранированные элементы оборудования для индукционной обработки металла (закалка, отжиг, плавка, пайка, сварка и т.д.) и других материалов, а также оборудования и приборов, применяемых для генерации токов высокой частоты. Длительное воздействие токов высокой частоты на различные системы организма человека по последствиям имеют многообразные проявления.

Наиболее характерными при воздействии электромагнитного излучения являются отклонения от нормального состояния центральной нервной системы и сердечно-сосудистой системы человека. Субъективными ощущениями облучаемого персонала являются жалобы на частую головную боль, сонливость или общую бессонницу, утомляемость, слабость, повышенную потливость, снижение памяти, рассеянность, головокружение, потемнение в глазах, беспричинное чувство тревоги, страха и другие.

Правильное освещение рабочих мест прокатных цехов имеет большое значение для создания безопасных условий работы: неудовлетворительное освещение негативно влияет на зрение работников, может стать причиной травматизма. Равномерное распределение яркости в условиях прокатного производства не достигается. Вследствие образования огромного количества пыли наблюдается ухудшение видимости и уменьшается обзор. Чрезмерная ослепительная яркость металлических деталей нарушает условия комфортного зрения, ухудшает контрастную чувствительность.

Пожарная и взрывная опасность прокатного производства определяется следующими факторами:

· наличием широко развитой сети кабельного хозяйства, большого количества масла в масло-эмульсионных подвалах, сети масляных гидроприводов;

· применением горючих (взрывоопасных) газов в нагревательных печах и колодцах, при резании металла, взрывоопасный водород образовывается в травильных ваннах при обработке металла, взрывоопасного защитного газа при отжиге металла в безкислородной среде.

Доменное производство

В доменном производстве опасными и вредными производственными факторами являются: движущие и вращающие части машин и механизмов; незащищенные подвижные элементы оборудования; расплавленный, накаленный металл и шлаки; повышенная температура поверхностей оборудования и материалов; высокая концентрация пыли и газов в воздухе рабочей зоны, вибрация, повышенный уровень шума, электромагнитное и ионизирующее излучения.

В атмосферу возле доменной печи выделяются газы (СО и СО₂) и пыль, которая содержит в основе окисел железа. Содержание пыли составляет 300–4000 мг/м³, содержание СО и С0₂ – до 600 мг/м^3. Выбросы пыли в доменном производстве с колошниковым газом составляют до 50–100 кг/т. Пыль содержит 60% железа, 10% окисла кальция. Загрязнение воздуха происходит и при грануляции шлаков. Концентрация суспензии в сточных водах доменной печи составляет 0,5–2,0 г/л. Содержимое суспензии в сточных водах подбункерных помещений колеблется от 2000 до 3500 мг/л.

Ремонт чугунных и шлаковых желобов сопровождается выделением токсичных газов. Концентрация S0₂ составляет в среднем 19 мг/м³, СО – до 40 мг/м³. В помещении разливных машин при заливке чугуна образовывается в среднем 40 г пыли и 60 г окислов углерода на 1 т разлитого чугуна. Теплоизлучение при разливании достигает 3,5–7,0 кВт/м².

Технологические процессы доменного производства сопровождаются интенсивным излучением шума, который значительно превышает допустимый уровень. Данные по шумовым характеристикам оборудования приведены в таблице 3.18.

Доменные цеха являются большими потребителями электроэнергии и имеют развитое электрохозяйство и сложное электрооборудование. Токи высокой частоты применяются, например, при перемешивании расплавленного чугуна по электромагнитному желобу в доменном производстве, а также в других случаях.

Радиоактивные изотопы (ионизирующие излучения) применяют в доменном производстве как индикаторы:

· для определения уровня материала в закрытых емкостях (шихты в бункерах, в шахте печи и т.д.),

· для контроля качества металла, сварных швов, мест соединения;

· для контроля хода технологического процесса: определение содержимого фосфора, серы, кальция в металле и шлаках, сноса огнеупорной футеровки, движения шихты и газов в доменных печах.

В доменном производствевзрыво- и пожароопасными участками являются места, где в трубопроводах и оборудовании находятся под давлением горючие газы (доменный, генераторный и др.); газоочистительное оборудование; установки для вдувания угольной пыли в доменные печи, а также распределительно-дозирующие отделения.

Газоопасные работы в доменном производстве связанные с газоочистными сооружениями, с ремонтными роботами на доменной печи, где находится в обращении доменный, генераторный, коксующийся, природный газ.