3. Специальная часть

Производство стали в электросталеплавильных цехах, как, впрочем, и в других сталеплавильных цехах, сопровождается сильным шумом, в повседневной жизни часто называемым грохотом, и выделением пыли. Грохочет перегружаемый металлический лом, шумят газовые горелки, движущиеся мостовые краны, железнодорожный и автомобильный транспорт. К наиболее шумным агрегатам относятся дуговые сталеплавильные печи.

Под шумом понимают беспорядочные сложные колебания звука. Мощность (интенсивность, сила) звука в любой точке пространства измеряются в Вт/м² . Единица силы звука называется Бел – по имени изобретателя телефона А. Белла. В практике пользуются более мелкой единицей – децибел (дБ). В таблице 2 приводятся данные об уровне шума, создаваемого различными источниками.

Таблица 2 – Уровень шума от различных источников шума

Источник шума	дБ
Зимний лес в безветренную погоду	0
Сельская местность	30
Салон легкового автомобиля	75
Оркестр поп-музыки	110
Выстрел из винтовки	160

Допустимый уровень шума равен 80 дБ; предельно допустимый уровень 85-105 дБ; недопустимый – более 105 дБ. Установленный действующими нормами предельный уровень шума в производственных помещениях составляет 80 дБ. Сила шума электропечи зависит от периода плавки и подводимой электрической мощности. Наибольший шум возникает в первые несколько минут плавления холодного лома. Он представляет собой случайно распределенные во времени жесткие хлопки, вызванные разрывами электрических дуг между электродами и кусками лома, на фоне менее громких разрывов «блуждающих» дуг между отдельными кусками скрапа. Интенсивность шума в это время колеблется на уровне 115 – 120 дБ. По мере прогрева лома уровень шума снижается до 100 – 105 дБ. При проплавлении следующих подвалок картина повторяется. В окислительном и восстановительном периодах уровень шума, в зависимости от подаваемой электрической мощности, колеблется в пределах 85 – 103 дБ. Именно это обстоятельство поставило остро вопрос о шумозащите в цехах, оснащенных высокомощными печами.

Борьба с шумом может производиться в двух направлениях. Одно из них – создание бесшумных процессов, технологий, механизмов. Второе - защита людей различными способами при заданном источнике шума. Здесь известны три пути: звукозащита индивидуальными средствами – различного рода наушниками с звукопоглащающими наполнителями; сооружение помещений со звукоизоляцией стен, окон, дверей для пребывания в них обслуживающего персонала и, наконец, размещение источников шума в специальных помещениях.

Индивидуальные средства защиты дешевы, ослабляют шум на 15 – 30 дБ, но применять их в сталеплавильных цехах не рекомендуется, так как они ослабляют шум на частотах более 1000 Гц, в то время как основными составляющими шума в электросталеплавильных цехах являются низкие частоты – 100-200 Гц. Кроме того, работающие в наушниках неизбежно хуже слышат звуковые сигналы безопасности, сопровождающие работу некоторых видов оборудования (мостовых кранов, завалочных машин, передаточных тележек и др.).

Сооружение шумозащитных помещений (посты управления, комнаты отдыха, слесарные, сварочные), по существу, ничего не дает, так как сменным рабочим и ИТР неизбежно многие работы приходится выполнять вне этих помещений.

Третий путь – размещение источников шума в специальных помещениях, камерах. В электросталеплавильном цехе источников шума много, но в большинстве случаев оборудование – источник шума компактно, не требует постоянного обслуживания, уход за ним часто сводится к периодическому осмотру, смазке, уборке. Размещение этого оборудования в помещениях со звукоизоляцией не вызывает серьезных затруднений.

Гораздо сложней изолировать дуговую печь. Прежде всего, печь имеет большие габариты, особенно при отвернутом своде, качающаяся. Далее печь должна быть доступна для выполнения разнообразных работ, таких как загрузка шихты бадьей, скачивание шлака, отбор проб и измерение температуры, выпуск плавки, заправка и многих других.

Фирмой «Крупп» был создан вариант защиты людей от шума печи. Вокруг каждой печи сооружается шумозащитная камера, размеры которой позволяют разместить печь с отвернутым сводом, загружать лом стандартной загрузочной бадьей, выпускать плавку в ковш на сталевозе. Стены камеры изготовлены из звукопоглощающего материала толщиной 400 – 500 мм с внутренней и наружной облицовкой из стального листа. Снижение шума составляет 25 – 40 дБ. При разработке конструкции камеры исходили из принципа, что никто не должен находиться в ней во время завалки шихты, при включенной печи и выпуске плавки. Отбор проб, измерение температуры производятся механизировано. Управление всеми механизмами печи и вспомогательными устройствами и контроль за их работой производится с постов, расположенных вне камеры.

На рисунке 11 приведен план и разрез шумозащитной камеры системы Крупп. Печь размещена в шумозащитной камере (3), сыпучие из бункеров, расположенных вне камеры, по труботечкам подаются в печь через специальное отверстие в своде. Характерная особенность шумозащитной камеры системы Крупп – большая высота камеры, до стропильных ферм.

Большая высота камеры предопределила и необычное расположение загрузочных кранов: они здесь перемещаются поперек продольной оси пролета и обслуживают только одну, «свою» электропечь. Для пропуска загрузочного крана в камеру ( с бадьей, для замены электродов или других работ) в верхней ее части имеется проем, закрываемый передвижной панелью (4), которая перед заездом крана в камеру своим приводом (5) откатывается к задней стенке камеры. Одновременно раздвигаются защитные панели нижнего проема (9). Загрузочный кран (6), например, с бадьей, въезжает в камеру и закрывает за собой верхний проем панелью (8); сдвигаются панели (9) и, таким образом, загрузка печи идет в изолированном от цеха пространстве.

Дымовые газы и пыль отсасываются из печи, как обычно, через четвертое отверстие в своде. Газы и пыль, вырывающиеся из других мест, а также при загрузке шихты и подвалке и выпуске плавок отсасываются из камеры через отверстие (12) в верхней ее части и подаются в систему газоочистки при помощи отдельного дымососа. Поскольку объем очищаемых газов здесь меньше, чем при открытых печах, то удается уменьшить мощность дымососов и объем фильтров газоочистки.

Следует отметить один недостаток отечественных шумопылезащитных камер: при загрузке шихты полная изоляция печи и бадьи невозможна из-за принятой в отечественном краностроении ориентации траверсы крюков главного подъема крана (нормально к продольной оси моста). Верхние щиты закрывать нельзя – мешают тросы подвески траверсы. В этом отношении в лучшем положении оказались зарубежные заводы, поскольку здесь традиционно сооружаются краны с траверсой вдоль оси моста, и хотя при выполнении крановых работ такая ориентация не имеет никаких преимуществ, в данном случае это оказалось достоинством, так как позволяет придвигать верхние щиты близко друг к другу. Если же в подвижных щитах еще и предусмотрены клапаны для пропуска тросов подвески траверсы, то при опорожнении бадьи печь практически полностью изолирована от цеха. Очевидно, нужны новые разработки конструкции камер, позволяющие при отечественной системе кранов обеспечить хорошую защиту цеха от пыли и газов при загрузке и подвалке лома.