3. Охрана труда

3.1. Техника безопасности в проектируемом цехе

3.1.1 Основные вредные и опасные факторы производства

Пыль – самая распространенная вредность на производстве. Это связано с тем, что большинство производственных процессов (перегрузка компонентов шихты, транспортировка материалов) сопровождается выделением пыли, что негативно влияет на организм человека, преимущественно на органы дыхания.[17]

Кроме этого, пыль ухудшает производственную обстановку (видимость, ориентирование) в пределах рабочей зоны и одновременно приводит к быстрому разрушению трущихся частей машин. Пыль может быть взрывоопасной и представлять собой источники статических зарядов электрики.

Работа в запыленном помещении может привести к возникновению профессиональных заболеваний, которые в основном связаны с работой легких человека.

Вследствие использования при производстве стали газообразного топлива, имеет место большое количество отходящих газов, часть из которых попадает в рабочее пространство цеха.

Составные части газов и некоторые примеси в нем, попадая в организм человека, оказывают удушающее и отравляющее воздействие. Удушье обусловлено нехваткой кислорода в воздухе. При снижении содержания кислорода в воздухе до 16% начинается задышка и сердцебиение, до 12% - сильно затрудняется дыхание, а при 8% - человек теряет сознание.

Наибольшую долю среди выделяемых газов в металлургическом производстве занимает моноокись углерода СО – бесцветный газ со слабым запахом. Обладает очень сильным отравляющим воздействием, его влияние на физиологические процессы зависит от концентрации в воздухе и продолжительности вдыхания.

Тепловыделение. Температура воздуха отличная от комфортной является неблагоприятной для организма человека.[18]

Микроклимат помещений металлургического цеха в большой степени зависит от метеорологических условий и температуры окружающих поверхностей.

Виды передачи теплоты от нагретой поверхности человеку: теплопроводность, конвекция и тепловое излучение. В зависимости от преобладающего вида теплопередачи, микроклимат в рабочем помещении может быть конвекционный, радиационный и смешанный. В горячих металлургических цехах климат преимущественно радиационный (60%).

Человеческий организм защищает себя от тепловых воздействий с помощью терморегуляции, которая осуществляется четырьмя способами: конвекционным (15-20%), радиационным (70%), теплопроводностью (2-4%), потовыделением (5% - около 1л в час). Последний является наиболее неблагоприятным способом терморегуляции, так как ткани обедняются жидкостью и солями, что приводит к сгущению крови и нарушению сердечно-сосудистой и нервной деятельности.

Шум – это совокупность беспорядочных колебаний материальных частиц или тел, которые передаются твердым, жидким или газообразным средам и воспринимаются человеческим органом слуха.

Источниками шума в ферросплавном цехе могут быть редукторы, вентиляторы, компрессоры и насосы, ручной ударный инструмент, транспортные системы, протекание газа или жидкости по трубопроводам.

С физиологической точки зрения, шум – вредный раздражающий фактор, который действует на органы слуха человека и на весь ее организм, препятствует выполнению рабочих функций и нормально воспринимать полезные звуковые сигналы и речь. Шум, как физическое явление, совокупность звуков различной частоты (высоты) и интенсивности (громкости).

Вибрация – это колебания частей аппаратов, машин, коммуникаций, вызванные динамическим неравновесием деталей при вращении, транспортировке и т.п.

Длительное воздействие шума или вибрации на организм приводит к снижению остроты зрения, слуха, к повышению давления, к расстройству нервной и сердечно- сосудистой систем, а также опорно-двигательного аппарата.

3.1.2 Мероприятия по устранению вредных и опасных факторов

К основным мероприятиям, обеспечивающим надлежащее состояние воздуха рабочей зоны производственных помещений, относятся:

- усовершенствование технологических процессов, их дистанционное управление, автоматизация и механизация;

- устройство вентиляции и отопления в производственных помещениях, а также использование работниками средств индивидуальной защиты и предохранительных приспособлений.[19]

Автоматизация и механизация процессов, сопровождающихся выделением вредных веществ, не только повышают продуктивность, но и улучшают условия труда. Вместе с тем, в данный момент самый распространенный способ борьбы с загазованностью, запыленностью и избыточной теплотой на металлургических предприятиях – вентиляция.

Основным способом борьбы с пылью является местная вытяжная вентиляция (аспирация), которая предусматривает оборудование аспирационных укрытий в местах выделения пыли. Обще обменная вентиляция обеспечивает необходимый приток свежего воздуха в рабочее помещение и удаление избыточной теплоты и влаги, а также загрязненного пылью воздуха.

Для очистки от пыли аспирационного воздуха следует применять мокрые пылеуловители (циклоны, скрубберы), а также пылеуловители с оросительными решетками или с трубами-распылителями, рукавные фильтры с термостойкой тканью, электрофильтры. Последние применяются для доочистки аспирационного воздуха от пыли, создаваемой нагретым материалом.

Оксид углерода, сероводород, окислы азота – токсичны, в то время как азот, водород, гелий, метан при наличии в воздухе достаточного количества кислорода не оказывают на организм заметного негативного воздействия, но для безопасности персонала в этих местах должны стоять вытяжные зонты.

В производственных помещениях с явным избытком тепла используют природную вентиляцию (аэрацию). Аэрационные фонари и шахты располагают непосредственно над основными источниками тепла на одной оси. В случае неэффективности аэрации устанавливается механическая обще обменная вентиляция.

При наличии единичных источников тепловыделений оснащают оборудование местной вытяжной вентиляцией в виде локальных отсосов, вытяжных зонтов и др. В закрытых и небольших помещениях (кабины кранов, посты и пульты управления, изолированные боксы, комнаты отдыха) при выполнении операторских работ используются системы кондиционирования воздуха с индивидуальным регулированием температуры и объема подачи воздуха.

При наличии источников теплоизлучения внедряется комплекс мер по теплоизоляции оборудования и нагретых поверхностей при помощи теплозащитных средств (экранирование).

Средства и методы защиты от шума и вибрации на рабочих местах разделяют на коллективные и средства индивидуальной защиты.

Существенного ослабления шума можно достичь качественным монтажом отдельных узлов машин, их динамическим балансированием и своевременными планово-предупредительными ремонтами. Нарушение правил технической эксплуатации приводит к тому, что малошумное оборудование становится источником интенсивного шума.

Снизить шум можно, если поставить на его пути изолирующие препятствия: стены, перегородки, перекрытия, звукоизолирующие кожухи и экраны. Звуковые волны при встрече с препятствием частично отражаются, преломляются, поглощаются материалом и частично преодолевают препятствие.

Наиболее эффективным коллективным средством защиты от вибрации является изоляция персонала или виброчувствительных объектов от источника вибрации.

Эффективны амортизаторы, изготовленные из стальных пружин, резины и других упругих материалов. Применяют комбинированные резинометаллические и пружинно-пластмассовые амортизаторы, опорные виброизоляторы с гидрошарнирами, а также пневморезиновые амортизаторы, в которых используются упругие свойства сжатого воздуха и самой резины.

Эффективность виброизоляции будет выше, если фундамент (или перекрытие), на котором ее монтируют, достаточно массивен.

Уровень вибрации уменьшается виброгашением, то есть введением в систему дополнительных реактивных опор, установкой агрегатов на подвалы виброгашения. При этом масса фундамента подбирается таким образом, чтобы амплитуда колебаний подошвы фундамента в любом случае не превышала 0,1 – 0,2мм.

Под вибропоглощением следует понимать уменьшение вибрации кожухов и перегородок, колебания которых осуществляются в резонансном режиме с основным оборудованием. Достигается это нанесением на вибрирующую поверхность материалов, которые имеют большое внутреннее трение (резина, пластики, вибропоголотительные мастики) [20].

На рабочих местах, где не удается снизить шум и вибрацию до допустимых пределов техническими средствами или где это нецелесообразно по технико-экономическим соображениям, применяют средства индивидуальной защиты (СИЗ).

3.1.3. Электрооборудование

Внутрицеховую электрическую сеть выполняют изолированными проводами или кабелем с защитной оболочкой, которая по механической прочности и устойчивости к воздействиям окружающей среды отвечает условиям эксплуатации.

Для осветительной сети общего освещения допускается напряжение не выше 250 В. В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных для светильников местного и ремонтного освещения и для ручного инструмента напряжение не должно превышать 36 В.

Расстояние по вертикали и горизонтали от проводов до земли, транспортных путей, зданий и других объектов нормируют. Также нормированы наименьшие допустимые сечения проводов по условиям механической прочности и предупреждения обрыва их.

Для защиты от прикосновения осуществляют недоступное расположение токоведущих частей (на высоте, под полом или скрыто в стенах). Минимальная высота подвеса голых проводов 3,5 м (если не требуется большая высота из-за возможности задевания их какими-либо предметами с земли или проезжающим транспортом); наименьшее допустимое расстояние до работающих при напряжении 15 кВ - 0,7 м, а 220 кВ - 3 м.

Голые токоведущие части, к которым возможно прикосновение людей, надежно ограждают во всех случаях, когда напряжение превышает 65 В в помещениях без повышенной опасности, 36 в – в помещениях с повышенной опасностью. При напряжении более 250 В защищают не только голые, но и изолированные токоведущие части. Электрическое оборудование окрашивают в установленные цвета. Это имеет не только опознавательное и эстетическое значение; окраска играет определенную защитную роль, так как благодаря своим изолирующим свойствам при авариях оборудования исключает опасность образования электрической цепи через тело прикоснувшегося к оборудованию работника или снижает ее.

В качестве защитной изоляции можно применять покровные лаки, электроизолирующие пленки, эмалевые и масляные краски.

3.1.4 Естественное и искусственное освещение

Естественное освещение подвержено значительным колебаниям; в течение нескольких минут освещенность может изменяться в несколько раз. [17]

Наружная освещенность, создаваемая рассеянным дневным светом в открытом пространстве, различна для разных местностей и колеблется в широких пределах. Естественная освещенность внутри здания обычно гораздо меньше наружной освещенности.

При проектировании и расчете естественного освещения за источник света принимают рассеянный свет небосвода (прямое солнечное освещение не учитывают).

Для искусственного освещения применяют осветительные приборы (сочетание лампы с осветительной арматурой) ближнего действия (светильники) и дальнего действия (прожекторы).

На промышленных предприятиях используют искусственное освещение двух систем: общее и комбинированное.

Общее освещение – для создания нужного уровня освещенности во всем помещении – осуществляется равномерным или локализованным расположением светильников (при локализованном расположении светильников достигается некоторое усиление освещенности на отдельных местах).

Комбинированное освещение состоит из общего и местного освещения. Местное освещение позволяет создать нужный уровень освещенности непосредственно на рабочем месте. Применение одного местного освещения не допускается.

Местное освещение может быть стационарным и переносным. Освещение устраивают: рабочее (для проведения работ в обычных условиях) и аварийное (для временного продолжения работ или для эвакуации работающих при внезапном отключении рабочего освещения, обеспечивая при этом освещенность ≥10% от норм).

При проектировании освещения принимают коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности в процессе эксплуатации. В зависимости от величины выделений пыли, дыма или копоти принимают коэффициент запаса в пределах 1,3 - 1,7 при лампах накаливания и 1,5 - 2,0 при люминесцентных лампах.

3.1.5. Вентиляция

Вентиляция достигается перемещением воздуха: загрязненного из помещения и свежего в помещение.

По применяемому способу перемещения воздуха вентиляция может быть естественной и механической. При совместном применении естественной и механической вентиляции она называется смешанной.

Естественная вентиляция осуществляется благодаря разнице температур воздуха и помещении и вне его (тепловой напор) и воздействию ветра (ветровой напор). Механическая вентиляция создает обмен воздуха посредством специальных механизмов и приспособлений (вентиляторы и эжекторы).

По назначению вентиляция может быть приточной, вытяжной и приточно-вытяжной, а по месту действия – общей и местной.

Общая, или общеобменная, вентиляция предназначена для обмена воздуха во всем помещении. Местная вентиляция создается для удаления вредностей непосредственно от места их образования или для подачи свежего воздуха на определенные, ограниченные участки помещения.

Для вентиляции должен подаваться незагрязненный воздух; при наличии в приточном воздухе загрязнений он подвергается очистке. Неорганизованный приток наружного воздуха для возмещения вытяжки в холодный период года допускается в объеме не более однократного воздухообмена в час.

Естественная вентиляция осуществляется посредством аэрации – организованного регулируемого естественного воздухообмена, поддерживающего в помещении заданные параметры воздушной среды.

Аэрация позволяет осуществлять вентиляцию больших помещений с интенсивным воздухообменом, для создания которого при механической вентиляции потребовались бы большие затраты на устройство и эксплуатацию.

Для аэрации обычно устраивают три ряда отверстий в продольных стенах здания: 1-й ряд – на уровне не выше 1,2 м от пола, 2-й – на уровне не ниже 4 м от пола и 3-й – на уровне подкрановых балок.

3.1.6. Бытовые и вспомогательные помещения

К числу бытовых относятся помещения для удовлетворения санитарных и бытовых нужд трудящихся во время пребывания их на работе: помещения для приема пищи, гардеробные, душевые, уборные, умывальные, курительные, прачечные, комнаты для личной гигиены женщин, для обогревания работающих и питьевого водоснабжения.

Пол в уборных, умывальных, душевых устраивают водонепроницаемый, с уклоном к сточному трапу. Стены на высоту не менее 1,5 м покрывают влагоустойчивым материалом, позволяющим производить влажную очистку.

Здания санитарно-бытовых комбинатов строят не выше трех этажей. Они должны примыкать непосредственно к производственным зданиям цеха (не нарушая при этом возможности устройства в стенах здания проемов для притока свежего воздуха к местам «горячих» работ) или соединяться с цехами закрытыми переходами.

Вспомогательные отделения цеха, расположенные на расстоянии от главного здания, должны иметь свои бытовые помещения, состоящие из раздевальной, душевой, комнаты для приема пищи и теплой уборной.

Бытовые помещения размещают с наветренной стороны цеха. Планировка бытовых помещений должна исключать встречные потоки работающих.

Правила безопасности для горячих металлургических цехов предусматривают обязательное устройство мест отдыха на рабочих площадках.

Места отдыха устраивают в виде беседок или кабин для отдыха, в которых устанавливают скамьи со спинками. Кроме того, в эти кабины (беседки) подаются охлажденный или кондиционированный воздух, а также питьевая и газированная подсоленная вода.

Для раздачи питьевой воды устанавливают фонтанчики, закрытые баки с фонтанирующими насадками и др. Температура воды при раздаче 8-20⁰С. Питьевая вода может быть сырой, если она безопасна для употребления, или остуженной кипяченой [19].

Расстояние от рабочих мест до питьевых установок должно быть не более 75 м.

3.1.7. Индивидуальные средства защиты

При невозможности техническими средствами обеспечить допустимый уровень вредностей и опасностей на производстве, используются средства индивидуальной защиты (СИЗ) – спецодежда, спецобувь, СИЗ для защиты головы, глаз, лица, рук.

В зависимости от назначения предусматриваются такие СИЗ:

- для постоянной работы в горячих цехах – спецодежда (костюм мужской войлочный), а при ремонте горячих печей и агрегатов – автономная система индивидуального охлаждения в комплексе с суконным костюмом;

- при аварийных работах – теплоотражающий комплект из метализованой ткани;

- для защиты ног от теплового излучения, искр и брызг расплавленного металла, контакта с нагретыми поверхностями – обувь кожаная специально для работающих в горячих цехах;

- для защиты рук от ожогов – рукавицы суконные, брезентовые, комбинированные с надладонниками из кожи;

- для защиты головы от тепловых излучений, искр и брызг металла – войлочная шляпа, защитная каска с подшлемником, каски текстолитовые или из поликарбоната

- для защиты глаз и лица – щиток теплозащитный сталевара, с прилагающимися к нему очками со светофильтрами, маски защитные с прозрачным экраном, очки защитные, козырьковые со светофильтрами [18].

Спецодежда должна обладать защитными свойствами, которые включают возможность нагрева ее внутренних поверхностей на каком-либо участке до температуры 313 К (40⁰С) в соответствие со специальными ГОСТами (ГОСТ 12.4.176–89, ГОСТ 12.4.016-87).

3.1.8. Характеристика производства по взрывопожарной опасности

Пожарная опасность легковоспламеняющихся и горючих жидкостей характеризуется концентрационными пределами взрываемости смесей, их паров с воздухом, температурами вспышки и самовоспламенения, скоростью распространения горения

Пожарная опасность газо-воздушных смесей характеризуется концентрационными пределами взрываемости, температурой самовоспламенения и скоростью распространения горения.

Пожарная опасность технологических процессов, связанных с получением или применением горючих газов, определяется возможностью образования взрывоопасных газо-воздушных смесей в производственных агрегатах и помещениях вследствие утечки горючих газов через неплотности в производственных агрегатах или через затворы, подсоса воздуха в агрегаты, находящиеся под разрежением, из-за охлаждения газа или конденсации водяных паров, заполнения газовых магистралей и аппаратуры горючими газами без предварительной продувки водяными парами или инертным газом.

При использовании горючих газов под давлением опасность представляет аварийная утечка газов. При адиабатическом истечении газов под высоким давлением температура истекающего газа повышается, что увеличивает опасность.

Пожарная опасность газов и горючих жидкостей повышается при увеличении температуры среды и это изменение необходимо учитывать в связи с тепловым режимом проводимых технологических процессов. Технологические операции, связанные с нагревом горючих жидкостей выше температуры их вспышки, взрывоопасны. Причиной воспламенения может явиться теплота проводимых (или аварийно возникших) химических реакций, что также следует учитывать при анализе пожарной опасности производства.

В отношении пожарной опасности все производства разделяются на 5 классов, где важное значение имеет учет количества и температурного режима обработки жидкостей и газов.

Правильное определение категории производства имеет существенное значение для надлежащего решения вопросов пожарной безопасности и экономики производства.

Мартеновское производство в классификации производств по пожарной опасности можно отнести к «Г» классу, в который входят производства, связанные с обработкой несгораемых веществ и материалов в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, и сопровождающиеся выделением лучистого тепла, систематическим выделением искр и пламени, а также производства, связанные со сжиганием твердого, жидкого и газообразного топлива.

Для снижения пожарной опасности производства необходимо:

- ограничение количества обращающихся в процессе и хранимых материалов, способных гореть;

- создание препятствий для распространения пожара;

- предупреждение возможности разрушения производственных устройств;

- своевременное обнаружение и тушение возникших пожаров;

- обеспечение условий для эвакуации людей и оборудования при пожаре.

3.1.9. Средства тушения пожаров

Различные твердые, жидкие и газообразные вещества, применяемые для тушения пожаров, должны обладать высоким эффектом тушения – быстро прекращать горение при относительно малом расходе, не причинять вреда организму при использовании и хранении, не оказывать вредного воздействия на предметы и материалы при тушении пожаров, быть дешевыми.

Для охлаждения очагов горения применяют огнегасительные вещества с большой теплоемкостью, удельной теплотой парообразования или плавления, способные быстро распространяться по поверхности горящих веществ, впитываться и проникать вглубь их.

В качестве огнегасительных веществ применяют воду, инертные газы, химическую и воздушно-механическую пену, твердую углекислоту, песок, специальные флюсы, кошмы.

Противопожарное водоснабжение – комплекс устройств для подачи воды к месту пожара. Обычно противопожарный водопровод объединяется с хозяйственным, производственным водопроводом. Противопожарный водопровод рассчитывают на подачу необходимого для тушения пожара количества воды (в соответствии с нормами) под соответствующим напором в течение не менее трех часов.

Для подачи воды на водопроводной сети устанавливают гидранты-краны, к которым присоединяют гибкие рукава с брандспойтами для получения из водопроводной сети достаточно сильных струй воды.

Внутри зданий, на внутренней водопроводной сети у входов в зданиях, на площадках лестничных клеток, в коридорах и т.д. устанавливают пожарные краны, которые размещают в шкафчиках, где находится и рукав с пожарным стволом.

Огнетушители – аппараты для тушения начинающихся пожаров различными огнегасительными веществами, находящиеся в постоянной готовности к действию. Обычно они представляют собой прочные металлические сосуды в виде цилиндра. Огнетушители различают: жидкостные (водный раствор солей), пенные (струя указанной выше пены), газовые (углекислый газ) и сухие (смеси минеральных солей).

3.2. Теплозащита поста управления разливочного пролета

Главными факторами, неблагоприятно воздействующими на организм операторов постов управления разливочного пролета, являются проникающее излучение, высокая температура ограждений и воздуха в кабинах. При этом возникают нарушения прессов терморегуляций и расстройства сердечно-сосудистой деятельности, а также дыхания и в результате снижение работоспособности. От оператора требуется постоянное напряжение, четкость и неослабленное внимание, чтобы правильно и своевременно управлять необходимыми по ходу процесса операциями. Для всех постов управления характерно неравномерное импульсное облучение.

Глухие проемы стен, нагреваясь, сами становятся источником тепла. Смотровые проемы, обычно защищенные одинарным остеклением, пропускают большую долю потока облучения. В результате облучение рабочего места оператора составляет до 0,7-1,0 квт/м² [1-1,5 кал/(см²мин)]. Вследствие этого даже в холодный период года стены поста подогреваются настолько, что с внутренней стороны имеют температуру до 40⁰С; температура стекол – до 75⁰С.

Проходящий под кабиной горячий металл (1150-700⁰С) излучает тепло и создает мощные потоки горячего воздуха, которые быстро прогревают пол и стены поста. Температура воздуха в помещении кабины составляет в летнее время 44⁰С при температуре окружающей среды около 39⁰С и наружного воздуха до 47⁰С, остекления 60⁰С, пола 40-60⁰С, с наружной поверхности стен 70⁰С.

Для кабин постов управления, представляющих собой замкнутый малый объем пространства, размещенный в терморадиационном поле с внешними источниками излучения, известное выражение теплового баланса

Q_изб= Q_пост - Q_потерь ,

где Q_изб - общее количество тепла, поступающего в кабину;

Q_пост - количество тепла, поступающего в кабину от внешнего источника тепла, от освещения и человека;

Q_потерь- количество тепла, теряемого ограждением кабины, приобретает иной вид.

Пост находится постоянно под импульсивным воздействием поступающего тепла:

Q_пост= Q_чел + Q_осв + Q_луч + Q_конв .

Тепло, выделяемое телом оператора и освещением кабины, для каждого конкретного поста является постоянным и неизменяемым членом баланса Q_неизм. Переменными членами баланса являются Q_луч и Q_конв , так как это тепло может и должно быть уменьшено для каждого поста до величины, не вызывающей нарушений микроклимата в кабине. Член Q_луч следует разбить на две части: лучистый поток, поступающий через стекла окон смотровых проемов Q_ок и от внутренних стен Q_стен .

Q_луч = Q_ок + Q_стен .