Охрана труда в металлургии → Охрана труда в конвертерных цехахОхрана труда в металлургии → Охрана труда в конвертерных цехахОхрана труда в металлургии → Охрана труда в конвертерных цехахТерморегуляция — физиологический механизм приспособления организма к тепловым изменениям в микросреде путем теплообмена для поддержания постоянной температуры тела в пределах 36—37°С. Теплопоглощение и теплоотдача при этом уравниваются.
Источником теплооблучения человека служат, как указывалось, инфракрасное излучение и нагретый воздух. Тепло в организме образуется вследствие обмена веществ. Отдача тепла происходит главным образом через кожу излучением, конвекцией и испарением пота. Температура поверхности кожи составляет 33—34°С. Интенсивность теплоотдачи тела излучением определяемся разностью температур кожи и окружающих предметов, а конвекцией — разностью температур кожи й окружающего воздуха.
Физическое состояние микросреды характеризуют метеорологические факторы — температура, относительная влажность и скорость движения воздуха. Согласно санитарным нормам проектирования промышленных предприятий (СН 245—71) и ГОСТ 12.1.005—76 в горячих цехах на постоянных рабочих местах и работах средней тяжести в холодный и переходный периоды года при температуре наружного воздуха ниже +10°С оптимальными считаются: температура воздуха +17—19°С, относительная влажность — 60—30%, скорость движения воздуха — не более 0,3 м/с; допустимыми — соответственно 16—22°С; до 75% и не более 0,5 м/с.
В теплый период года при температуре наружного воздуха более +10°С оптимальные значения ее, относительной влажности и скорости движения воздуха составляют соответственно 20—23°С (допустимая не более чем на 5°С выше средней температуры наружного воздуха в 13 ч самого жаркого месяца, но не более 28°С), 60—30% (при 28°С — не более 55%, при 27°С — 60%, при 26°С — 65%, при 25°С — 70%, при 24°С и ниже — не более 75%) и 0,2—0,5 м/с (допустимая 0,5—1,0 м/с). Кроме того, указываются предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ. Они предусматривают в воздухе рабочей зоны и в зоне дыхания такие концентрации, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч или другой продолжительности, но не более 41 ч в неделю на протяжении всего трудового стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений здоровья.
Оптимальные микроклиматические условия вызывают у человека ощущение теплового комфорта, не требуют напряжения терморегуляции организма. Работоспособность людей сохраняется в течение всей смены.
Рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного или временного пребывания людей. Зоной дыхания — пространство в радиусе до 50 см от лица.
В конвертерном цехе в местах, где температура воздуха превышает 30°С, фактор перепада температур кожи и среды теряет свое регулирующее значение. Терморегуляция организма происходит в основном путем испарения пота, что существенно повышает нагрузки на сердечно-сосудистую и дыхательную системы. В таких условиях человек выделяет за смену 5—6 л и больше влаги. Возникает ощущение дискомфорта — самочувствие ухудшается. Наступает скорое утомление.
Для улучшения условий труда применяют санитарно-гигиенические меры: воздушный и водовоздушный душ, гидропроцедуры, радиационное охлаждение, рациональный питьевой режим. Воздушный душ (стационарный или передвижной) ускоряет подвижность воздуха на участке, что усиливает теплоотдачу организма конвекцией. В жаркое время воздух увлажняют, распыляя струю воды форсунками. При испарении капель воды, попавших на одежду и открытые части тела, охлаждается кожа. Зимой приточный воздух душа предварительно подогревают в калорифере.
Водовоздушный душ нецелесообразно применять в чрезмерно запыленных помещениях. Там он не столько ослабляет теплооблучение, сколько разносит пыль по цеху.
Гидропроцедуры — водяной душ или полудуш, устраиваемые вблизи рабочего места,— освежают человека, снимая перегрев тела. В помещениях пульта управления, в конторке мастера, в комнате кратковременного отдыха монтируют настенные панели или разводку труб (регистры), через которые пропускают холодную воду. Это радиационное охлаждение — эффективное средство улучшения условий труда в горячем цехе.
Рациональный питьевой режим рассчитан на сохранение оптимального водно-солевого баланса организма, что особенно важно в жаркое время, когда терморегуляция протекает главным образом за счет потовыделения. Обезвоживание организма приводит к повышению вязкости крови и ухудшает кровообращение, замедляет снабжение тканей кислородом, повышает температуру кожи, вызывает мышечную слабость, головокружение и может завершиться тепловым ударом.
Для восполнения потери организмом солей с потом (большей частью — хлоридов) питьевую воду подсаливают (до 3—5 г поваренной соли на литр воды). Летом се охлаждают до 14—16°С и газируют углекислотой для придания приятного вкуса. Употребляют для питья и пресную охлажденную воду. Хорошо утоляет жажду белково-витаминный тонизирующий напиток, имеющий вкус хлебного кваса. Полезен и горячий чай.
Газы, выделяющиеся из конвертера, являются в основном продуктами реакции обезуглероживания ванны. В момент образования они состоят из СО и С02. В результате подсоса воздуха в них попадает кислород и азот. Разложение недопала извести увеличивает количество С02, а испарение и разложение влаги шихты приводит к выделению водорода. Начальный период плавки сопровождается образованием дыма. С отходящими из конвертера газами выносится плавильная пыль.
Во время заливки чугуна и загрузки извести в рабочем пространстве конвертера создается положительное давление. Дым и газы выбиваются в цех. Образование бурого дыма при заливке чугуна вызывается окислением брызг металла, возникающих при падении струи на дно конвертера. Вытяжные фонари не успевают выпустить весь этот дым наружу, так как они рассчитаны на сравнительно небольшие скорости аэрации, во избежание повышенной подвижности воздуха в рабочей зоне.
В процессе продувки ванны продолжается дальнейшее образование плавильной пыли: за счет испарения в реакционной зоне железа, марганца, кремния и их оксидов; конденсации паров; окисления мельчайших взвешенных частиц металла и более крупных — брызг и корольков; выноса их вместе с известковой и рудной пылью из горловины потоком конвертерных газов.
Схема мокрой газоочистки 165-тонного конвертера представлена на рис. 4. Обязательным функциональным элементом служит в ней труба Вентури, в которой запыленные газы орошаются форсунками и интенсивно промываются (рис. 5). Процессу очищения способствует профиль трубы Вентури. В узкой ее части — конфузоре и горловине — поток газов набирает высокую скорость (порядка 100 м/с), раздробляет струи воды на капельки, которые смачивают твердые частички пыли. В расширяющейся части трубы (диффузоре) скорость потока снижается и грязные капельки под действием инерционных сил осаждаются.
Рис. 4. Схема газоотводящего тракта 165-тонного конвертера: 1 — конвертер; 2 — кессон водоохлаждаемый; 3 — охладитель конвертерных газов; 4 — труба Вентури I ступени очистки газов; 5 — труба Вентури II ступени очистки газов; 6 — баки гидрозатвора; 7 — каплеуловитель; 8 — дымовая труба; 9 — дымосос
Рис. 5. Труба Вентури: 1 — запыленный газ; 2 — газопровод; 3 — подвод воды; 4 — конфузор; 5 — горловина; 6 — диффузор; 7 — очищенный газ
Эффективность действия скруббера определяется состоянием системы пленофорсуночного орошения. Общий недостаток аппаратов мокрой газоочистки — несовершенство конструкции. Форсунки часто забиваются шламом, их приходится регулярно прочищать и заменять, гидравлические узлы размещены в труднодоступных местах, что усложняет профилактические осмотры и ремонты. Это ухудшает качество очистки газов.
Конвертерные газы, в состав которых входят оксид углерода и водород, способны воспламеняться и взрываться в воздухе. Взрыв наступает при определенном соотношении газа и воздуха и достижении температуры воспламенения. Для СО она равна 651°С, а пределы взрываемости лежат в широком диапазоне от 12,8 до 78% СО. Оксид углерода выделяется из ванны в процессе обезуглероживания. Источник водорода — диссоциация паров воды, попадающей в конвертер с шихтой из неисправной (протекающей) кислородной - фурмы, кессона и распыляемой в газоходе форсунками орошения. Температура воспламенения водорода 570°С, пределы взрываемости от 4,15 до 75%. Температуры самовоспламенения и взрываемое™ газов совпадают. В полости конвертера отходящие газы нагреты до 1600—1700°С и взрываться не могут. Коэффициент избытка воздуха в конвертере равен примерно 1,25. Подсос обусловлен разрежением (тягой дымососа) и эжекцией мощной струей кислорода, выходящей из фурмы под давлением 1,5—1,6 МПа. На уровне горловины конвертерные газы в конце продувки содержат 60—67%) СО; 12—13% С02; 18-25% N2.
В газовом тракте продолжается окисление СО в охлаждаемых газах в С02. В переходной части тракта на пути к газоочистке температура газов снижается до 850—900°С. Газовый поток проходит опасную зону взрываемое™ в условиях значительного избытка воздуха (а = 5—7) и практически не содержит СО. Дым, выбрасываемый трубой, состоит из 10—12% С02; 12—13% 02 и 75—78% N2.
Безопасный отвод газов из конвертера обеспечивается исправным состоянием газохода при достаточном кольцевом зазоре между горловиной и кессоном. В этих условиях нет необходимости дожигать СО в газоходе.
Опасность взрыва газов наступает в аварийных случаях: при попадании воды в конвертер, при внезапном прекращении подачи электроэнергии на дымосос. Для предотвращения взрыва газов при аварийной остановке дымососа служат устройства автоматического отключения подвода кислорода к фурме или ввода в газоход нейтральных газов (С02, N2) и водяного пара (аварийная автоблокировка). В целях взрывобезопасности газоотводящего тракта профиль его надо проектировать так, чтобы исключить образование застойных зон.