Мероприятия по охране труда.

В электросталеплавильном производстве имеют место различные
опасные и вредные производственные факторы: физические (наличие движущихся машин и механизмов, материалов; повышенная
запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны; повышенная
температура поверхностей оборудования, материалов и воздуха ра-
бочей зоны; опасный уровень напряжения в электрической цепи;
различные излучения); химические (общетоксические; проникаю-
щие через дыхательные пути, пищеварительную систему, кожный
покров); психофизиологические (физические перегрузки; нервно психические перегрузки).

1) Провести аттестацию и сертификацию рабочих мест в электросталеплавильном цехе (ЭСПЦ).

2) Разработать должностные инструкции для всех работников
ЭСПЦ.

3) При легировании металла марганцем необходимо строго соблюдать: количество порций ферромарганца, массу порций, гранулометрический состав порций (должно быть как можно меньше
мелочи и пылевидной фракции), продолжительность промежутков
между присадками отдельных порций. Так как, при несоблюдении
данных условий, особенно по гранулометрическому составу воз-
можна ситуация в которой реакция окисления марганца (проходя-
щая с выделением большого количества энергии) станет неконтро-
лируемой, произойдет небольшой взрыв и как следствие выплеск
шлака и металла из печи, что в свою очередь приведет уже к ава-
рийной ситуации с несчастным случаем.

4) В случае применения в качестве окислителя железной руды её
вводят в печь порциями. При этом нельзя допускать переокисления
металла, т.е. последующую порцию руды необходимо вводить
только тогда, когда кипение металла от присадки предыдущей пор-
ции начинает затухать. Так как, при протекании реакции окисления
углерода объём газообразного продукта, образующегося в результате снижения содержания углерода в сталеплавильной ванне на 1%, превышает суммарный объём жидких фаз (металла и шлака) на три
порядка.

5) Защита от испарений соединений марганца при плавке стали и
её разливке . Соединения марганца являются сильными ядами, действующими на центральную нервную систему. Первыми признака-
ми отравления являются усталость, вялость, головные боли, склонность к обморочным состояниям, сильная потливость ночью, рвота,
апатия, раздражительность, неопределенная сонливость. В дальнейшем нередко наблюдается дрожание головы, туловища, рук.
Симптомы хронического отравления марганцем проявляются обычно через 2-3 года работы, но бывают случаи когда отравлении развивается в течении нескольких месяцев. Наибольшее количество от-
равлений встречается при контакте с веществами содержащими выс-
шие кислородные соединения марганца. Наибольшую опасность
представляют отравления вследствие вдыхания аэрозолей, образующихся во время плавки высокомарганцевых сталей и других содержащих это вещество сплавов. В производственных условиях марга-
нец поступает в организм через дыхательные пути, в меньшей сте-
пени через желудочно кишечный тракт и кожу. Он откладывается
в виде малорастворимых солей во всех органах и тканях, преимущественно в костях, печени и почках. Мерами предупреждения отравления соединениями марганца является локализация выделений
пыли и газов при плавке высокомарганцевой стали, а также строгое
соблюдение личной гигиены. Учитывая большой угар марганца при
выплавке стали 45Г17ЮЗ, достигающий 20-30%, считаю необходимым использование индивидуальных средств защиты верхних дыхательных путей (лепесток). Использовать «лепесток» считаю
необходимым: всему персоналу разливочного пролета, занятому
при разливке стали 45Г17Ю3; всему персоналу обслуживающему
электропечь при выплавке стали 45Г17ЮЗ методом переплава легированных отходов, а при плавке методом окисления примесей толь-
ко на стадии легирования. В воздухе электросталеплавильного цеха
предельно допустимая концентрация (ПДК) марганца должна
составлять 0.3 мг/м3 .

6) Защита от шума в электросталеплавильном цехе. Чрезмерный
шум вредно влияет на здоровье работающих, способствует, возникновению травматизма и снижает производительность труда. Работа
в условиях повышенного шума в течении всего дня вызывает утомление слуховых органов. Длительное воздействие шума, превышающего допустимые нормы, приводит к потере слуха. Известно, что
в электросталеплавильных цехах основным источником шума является электропечь, особенно на стадии расплавления шихты. Инди-
видуальными средствами защиты органов слуха являются беруши. Эффективным средством снижения шума в его источни­ке является заключение электропечи в специальный звукоизолирую­щий кожух. Звукоизолирующий кожух выполняют из листовой стали. Внутреннюю часть его покрывают звукопоглощающим материалом.

7) Защита от различных видов излучений электросталеплавиль­ного производства. Ряд производственных процессов в черной металлургии сопровождается воздействием на работающих инфракрасного (теплового), видимого и ультрафиолетового излучения.

Для улучшения условий труда в горячих цехах и защиты работаю­щих от теплового воздействия применяют следующие способы: теплоизоляцию поверхностей, излучающих тепло, с помощью водоохлаждаемых экранов, рам, щитов, завес и др.; тепло­изоляцию и охлаждение рабочих мест (постов управления, кабин машинистов кранов и др.); естественную и механическую вентиляцию; воздушное охлаждение замкнутых пространств печей, находящихся в ремонте; водораспыление на рабочих местах и в приточных оконных проемах; спецодежду и индивидуальные защитные приспособления - щитки, экраны, очки, светофильтры; рациональную организацию режима труда и отдыха, регламентацию места и длительности работы в условиях облучения; устройство специальных мест, кабин и комнат отдыха и др. Эффективным средством снижения вредного воздействия тепловых выделений является максимальное сокращение времени нахождения нагретого металла и шлака в производственных помещениях.

Чрезмерная яркость производственных источников видимого излучения при обслуживании электросталеплавильных агрегатов вызывает временное ослепление и отрицательно влияет на свето­чувствительные элементы сетчатки глаз человека. Для предупреж­дения ослепления работающих надо устранять источники чрезмерной яркости, а при невозможности устранения источников яркости - обеспечивать работающих специальными очками со светофильтрами.

Невидимые ультрафиолетовые излучения появляются в источниках излучения с температурой выше 1500С и достигают значительной интенсивности при температуре более 2000С. В металлургии ультрафиолетовое излучение вызывается такими процессами, как плавление стали в дуговых электропечах. Ультра­фиолетовое излучение отрицательно влияет на сетчатку глаз, вызывая болезненные воспалительные процессы. Длительное воздействие этих излучений вызывает также кожные заболевания и отрицательно влияет на центральную нервную систему человека. Для защиты от ультрафиолетового излучения применяются экранирование источников излучения, спецодежда для работающих и очки из темно - зеленого стекла для защиты глаз.

8) Мероприятия по электробезопасности. Для обеспечения без­аварийной и безопасной эксплуатации всех электрических устройств электросталеплавильного цеха необходимо обеспечить строгое соблюдение действующих Правил устройства электроустановок, а также Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. Корпус и конструкции электро­печей должны быть заземлены. Важным условием взрывобезопасности масляных выключателей является снабжение их контактами клинового типа , обеспечивающими надежное включение тока. Кабельные разъединители необходимо снабжать блокировкой, исключающей возможность отключения разъединителей под нагрузкой. В камерах масляных выключателей устанавливают лампы безопасности, которые горят при снятом напряжении.

9) Для защиты от излучения со стороны печи и возможных выбросов пламени перед завалочным окном необходимо устанавливать предохранительный щит. В связи с тем что при подаче в электропечь кислорода возникает большое количество пыли и окиси углерода, предусматривают устройство вытяжной вентиляции, имеющей установки для очистки выбросов перед отводом их в атмосферу. Безопасная эксплуатация этих установок обеспечивается: надежной герметизацией газоотводящего тракта, автоматизацией работы установок и централизованным дистанционным управлением или устройством предохранительных взрывных клапанов (мембран) и автоматическим отключением газоотводящего тракта от печей в случае аварийной остановки дымососа.

10) При подаче кислорода в электропечь через свод подводы кислорода к печам располагают таким образом, чтобы исключалась возможность попадания на них металла или шлака, а также опасность механического повреждения кислородопроводов. Нели во время подачи кислорода в ванну электропечи возникнут бурные реакции, то подвод кислорода следует уменьшить или прекратить полностью.

11) Для оповещения работающих под рабочей площадкой и в разливочном пролете о предстоящем наклоне печи для скачивания шлака или выпуске плавки утраивают светозвуковую сигнализацию, включаемую не позднее чем за одну минуту перед наклоном печи.

Защита окружающей среды.

Защита атмосферы от вредных выбросов электросталепла­вильного производства. Применяются следующие системы для улавливания, отвода и очистки газов электропечей: устройство фо­нарей и вытяжных шахт в крыше цеха, через которые попавший в цех газ удаляется естественным путем; установка над электропечью зонта, полностью перекрывающего свод печи; секционный отсос, представляющий укрытие из нескольких секций, присоединенных к вытяжному газоходу. Газ, выходящий через зазоры между электро­дами и сводом печи, удаляется с помощью отсосов; отвод газа не­посредственно из-под свода печи, в котором делают специальное отверстие, через которое при помощи водоохлаждаемого патрубка, соединенного с газоотводящим газопроводом, отсасывают газ; от­вод газа из-под свода печи через патрубок с разрывом газового пото­ка; полное укрытие печи, позволяющее улавливать газы, выделяющиеся при за-грузке, плавке и сливе металла.

Очистку технологических газов от пыли осуществляют мокрым способом в трубах внутри и сухим способом в электрофильтрах или рукавных фильтрах.

Данные мероприятия проводятся в связи с тем, что за время выплавки стали в электропечах, особенно при вдувании кислорода, температура металла повышается до 3000С, происходят различные химические реакции, сопровождающиеся образованием газа. Этот газ содержит продукты выгорания электродов, испарения железа, марганца, кремнезема, глинозема и других веществ, содержащихся в металле. Из электропечи газы выделяются во время загрузки шихты, в процессе плавки и слива стали в ковш. Газ, выделяющийся из печи, имеет следующий примерный состав: 15- 25% оксида углерод; 5-11% диоксида углерода; 0.5-3.5% водорода; 3.5-10% кислорода; 61-72% азота. Температура газа на выходе из печи составляет 1800-2000С. Газ взрывоопасен из-за наличия в нем СО, поэтому перед очисткой СО дожигается в специальном устройстве. Концентрация пыли в газе может изменяться в широких пределах: от 2 до 10 г/м без продувки кислородом и от 14 до 100 г/м при продувке им, причем запыленность газов зависит от объема подсоса в зоне дожигания. Пыль состоит из оксидов железа, марганца, кремния, алюминия, кальция.

Вынос ферромагнитной пыли из печи составляет 2.5-10 кг на 1 тонну стали. Около 75% всего количества пыли образуется в течение первой половины плавки, пыль мелкодисперсная.

При электросталеплавильном производстве из-за трудности улавливания около 40% образовавшегося запыленного газа пос­тупает непосредственно в атмосферу цеха.

В настоящее время для очистки газа от пыли используются тка­невые фильтры: в них используются термостойкие фильтровальные ткани (выдерживают температуру 140-250 С) из волокна лавсана, оскалена и др.

Мероприятия по защите естественных водоемов от загрязнения сточными водами электросталеплавильного производства. Для очистки сточных вод электросталеплавильного производства достаточно эффективным оборудованием является магнито­дисковый аппарат, так как выносимые из сталеплавильных аг­регатов и загрязняющие сточные воды взвеси являются произ­водными металлов, относящихся к группе ферромагнетиков. Поэтому присутствие в процессах осветления сточных вод маг­нитного поля значительно влияет на очистку этих вод.

Осветление сточных вод электросталеплавильных цехов осу­ществляется в горизонтальных и радиальных отстойниках. Гидравлическая нагрузка на 1 м поверхности отстойника сос­тавляет 0.5-0.6 м/ч. Применение магнитной коагуляции способ­ствует увеличению удельной нагрузки до 1.2 м /(ч/м). Для улучшения осветления коагуляция сточных вод производится с помощью полиакриламида. Доочистка стоков осуществляется на напорных песчаных фильтрах .

Сточные воды от установок охлаждения и гидравлической чистки изложниц, загрязненные шлаком, окалиной, известью, осветляются в отстойниках методом отстаивания.

Осветление сточных вод необходимо, так как сточные воды га­зоочистки электросталеплавильных цехов загрязняются мель­чайшими ферромагнитными взвесями, включающими оксиды железа, марганца, алюминия, магния, никеля, кремния, кальция, хрома и др. Следует отметить, что пыль, выносимая из печи, склонна к слипанию, плохо смачивается водой, а примерно 70% частиц, содержащихся в сточных водах, характеризуется крупностью 10 мм; взвесь сточных вод электросталеплавильных цехов очень трудно осаждается.

При осветлении сточных вод сталеплавильного производства чаще всего применяются отстойники-сгустители для первичного осушения шлама, откачиваемого из отстойников; фильтр прессы для обезвоживания шлама и сушильные барабаны для его сушки. После осветления сточные воды используются в системах оборотного водоснабжения.

Мероприятия по уменьшению вредных выбросов технологическим путем. Уменьшение количества вредных выбросов в элек­тросталеплавильном производстве достигается использованием различных технологических приемов и устройств. Большое значение имеет механизация ручных операций. Для снижения вредных выбросов предусматривается: механизированная загрузка шихты (в один-два приема); подвесные бункера для сыпучих материалов и ферросплавов; автоматизированные системы для загрузки этих материалов; оборудование для механизации работ по обслуживанию электропечей; механизация ломки изношенной футеровки основных агрегатов, уборки отходов и подачи огнеупоров; механизация подготовки и ремонта набивной футеровки сталеразливочных ковшей; оборудование ковшей шиберными затворами.

Для уменьшения вредных выбросов при разливке стали под шлаком следует стремиться к: снижению интенсивности фтористых выделений, что достигается уменьшением содержания фтористых компонентов; повышению основности шлака; использованию силикокальция и порошков альмомагния вместо алюминия, марганцевой руды вместо натриевой селитры; снижению влажности смесей; использованию малофосфористых шлакообразующих брикетов. Уменьшению выбросов вредных веществ способствует механизация работ при разливке металла в изложницы.

Большое значение имеет переход на испарительное охлаждение сталеплавильных агрегатов (замена в охлаждающих системах холодной воды на кипящую), что позволяет уменьшить расход воды на охлаждение более чем в 60 раз. Металлургические аг­регаты нагреты до очень высоких температур и в охлаждающих системах всегда применяли холодную воду. Если же заменить её кипятком, то последний, соприкасаясь с охлаждаемой по­верхностью, превращается в пар, отбирая от этой поверхности огромное количество тепла.

Одно из основных условий, позволяющих снизить выбросы вредных веществ, правильное, квалифицированное ведение технологических процессов в сталеплавильном производстве. При этом решающая роль принадлежит рабочим, осуществи я ю-щи м процесс выплавки и разливки стали (сталеварам, их подручным, разливщикам стали). Работа по обслуживанию сталеплавильных агрегатов требует от них усиленного внимания, так как возникновение определенных признаков указывает на возможные изменения в технологическом процессе, предаварийные ситуации, изменения внешней производственной среды. Эти рабочие должны быть в состоянии постоянной готовности к различным неожиданно возникающим экстремальным отклонениям в ходе технологического процесса и уметь быстрыми и квалифицированными действиями предотвратить аварии, внезапные выбросы вредных веществ. Мероприятия по утилизации отходов электросталеплавильного производства. В электросталеплавильном производстве образуется ежегодно более 25 млн. т. шлаков, которые содержат железо (до 24 % в виде оксидов и до 20 % в металлической форме); оксиды марганца (до 11 %); оксиды кальция, кремния, алюминия, магния, хрома, фосфора и сульфиды железа и марганца. Поэтому половина массы перерабатываемых шлаков идет на изготовление щебня, 30 % используется в качестве оборотного продукта (в виде флюсов); 20 % перерабатывается в удобрения для сельского хозяйства; часть шлаков идет на изготовление минераловатных изделий; совсем небольшое количество подвергается грануляции. Железосодержащие шламы и пыли после пылегазоочистных установок используются как добавки в агломерационную шихту и при производстве стройматериалов.

Заключение.

В данном дипломном проекте проведен анализ технологии производства выскомарганцевой стали 45Г17Ю3 в современных электропечах. Дано описание технологии и оборудования для производства высокомарганцевой стали 45Г17Ю3.

В ходе выолнения дипломного проекта была изучена и проанализирована техническая литература по металлургии черных металлов. Изучены теоритические основы металлургических процессов, определено направление развития и совершенствования технологий и оборудования.