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73. Fer et acier

Éditeur de chapitre : Augustine Moffit


Table des matières

Figures et tableaux

Industrie sidérurgique
Jean Masaitis

Laminoirs
H.Schneider

Problèmes et tendances en matière de santé et de sécurité

Questions environnementales et de santé publique

Tables

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1. Sous-produits valorisables des fours à coke
2. Déchets générés et recyclés dans la production d'acier au Japon

Figures

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Dimanche, Mars 13 2011 14: 12

Industrie sidérurgique

Le fer se trouve le plus largement dans la croûte terrestre, sous forme de divers minéraux (oxydes, minerais hydratés, carbonates, sulfures, silicates, etc.). Depuis la préhistoire, l'homme a appris à préparer et à transformer ces minerais par diverses opérations de lavage, de concassage et de criblage, en séparant la gangue, en calcination, en frittage et en pastillage, afin de rendre les minerais fondables et d'obtenir du fer et de l'acier. Dans les temps historiques, une industrie sidérurgique prospère s'est développée dans de nombreux pays, basée sur les approvisionnements locaux en minerai et la proximité des forêts pour fournir le charbon de bois comme combustible. Au début du XVIIIe siècle, la découverte que le coke pouvait être utilisé à la place du charbon de bois a révolutionné l'industrie, rendant possible son développement rapide en tant que base sur laquelle reposaient tous les autres développements de la révolution industrielle. De grands avantages revenaient aux pays où les gisements naturels de charbon et de minerai de fer étaient proches les uns des autres.

La fabrication de l'acier était en grande partie un développement du XIXe siècle, avec l'invention des procédés de fusion ; le Bessemer (19), le foyer ouvert, généralement alimenté au gaz de gazogène (1855) ; et le four électrique (1864). Depuis le milieu du XXe siècle, la conversion de l'oxygène, principalement le procédé Linz-Donowitz (LD) par lance à oxygène, a permis de fabriquer de l'acier de haute qualité avec des coûts de production relativement faibles.

Aujourd'hui, la production d'acier est un indice de prospérité nationale et la base de la production de masse dans de nombreuses autres industries telles que la construction navale, l'automobile, la construction, les machines, les outils et l'équipement industriel et domestique. Le développement des transports, notamment maritimes, a rendu économiquement rentable l'échange international des matières premières nécessaires (minerais de fer, charbon, fioul, ferraille et additifs). Ainsi, les pays possédant des gisements de minerai de fer à proximité des bassins houillers ne sont plus privilégiés, et de grandes fonderies et aciéries ont été construites dans les régions côtières des grands pays industrialisés et s'approvisionnent en matières premières en provenance des pays exportateurs capables de répondre aux besoins actuels. exigences quotidiennes pour les matériaux de haute qualité.

Au cours des dernières décennies, des procédés dits de réduction directe ont été développés et ont rencontré le succès. Les minerais de fer, en particulier les minerais à haute teneur ou valorisés, sont réduits en éponge de fer par extraction de l'oxygène qu'ils contiennent, obtenant ainsi un matériau ferreux qui se substitue à la ferraille.

Production de fer et d'acier

La production mondiale de fonte était de 578 millions de tonnes en 1995 (voir figure 1).

Figure 1. Production mondiale de fonte brute en 1995, par régions

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La production mondiale d'acier brut était de 828 millions de tonnes en 1995 (voir figure 2).

Figure 2. Production mondiale d'acier brut en 1995, par régions

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L'industrie sidérurgique a connu une révolution technologique, et la tendance à la construction de nouvelles capacités de production a été vers le recyclage des ferrailles d'acier utilisant un four à arc électrique (EAF) par des aciéries plus petites (voir figure 3). Bien que les aciéries intégrées où l'acier est fabriqué à partir de minerai de fer fonctionnent à des niveaux d'efficacité record, les aciéries EAF avec des capacités de production de l'ordre de moins de 1 million de tonnes par an sont de plus en plus courantes dans les principaux pays producteurs d'acier du monde .

Figure 3. Charges de ferraille ou fours électriques

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Fabrication du fer

La ligne de flux globale de la fabrication du fer et de l'acier est illustrée à la figure 4.

Figure 4. Ligne d'écoulement de la fabrication de l'acier

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Pour la fabrication du fer, la caractéristique essentielle est le haut fourneau, où le minerai de fer est fondu (réduit) pour produire de la fonte brute. Le four est chargé par le haut de minerai de fer, de coke et de calcaire ; de l'air chaud, souvent enrichi en oxygène, est insufflé par le bas ; et le monoxyde de carbone produit à partir du coke transforme le minerai de fer en fonte brute contenant du carbone. Le calcaire agit comme un fondant. A une température de 1,600°C (voir figure 5) la fonte fond et s'accumule au fond du four, et le calcaire se combine avec la terre pour former des scories. Le four est taraudé (c'est-à-dire que la fonte brute est retirée) périodiquement, et la fonte brute peut ensuite être versée dans des gueuses pour une utilisation ultérieure (par exemple, dans des fonderies), ou dans des poches où elle est transférée, encore fondue, à l'acier. faire de la plante.

Figure 5. Prise de la température du métal en fusion dans un haut fourneau

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Certaines grandes usines ont des fours à coke sur le même site. Les minerais de fer font généralement l'objet de traitements préparatoires particuliers avant d'être chargés dans le haut fourneau (lavage, réduction à la taille idéale des morceaux par concassage et tamisage, séparation du minerai fin pour le frittage et le bouletage, tri mécanisé pour séparer la gangue, calcination, frittage et pelletisation). Le laitier extrait du four peut être transformé sur place pour d'autres usages, notamment pour la fabrication de ciment.

Figure 6. Charge de métal chaud pour four à oxygène basique

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Fabrication de l'acier

La fonte brute contient de grandes quantités de carbone ainsi que d'autres impuretés (principalement du soufre et du phosphore). Il doit donc être affiné. La teneur en carbone doit être réduite, les impuretés oxydées et éliminées, et le fer converti en un métal hautement élastique qui peut être forgé et façonné. C'est le but des opérations sidérurgiques. Il existe trois types de fours sidérurgiques : le four à foyer ouvert, le convertisseur de procédé à oxygène basique (voir figure 6) et le four à arc électrique (voir figure 7). Les fours à foyer ouvert ont pour la plupart été remplacés par des convertisseurs d'oxygène basique (où l'acier est fabriqué en soufflant de l'air ou de l'oxygène dans du fer fondu) et des fours à arc électrique (où l'acier est fabriqué à partir de ferraille et de pastilles de fer spongieux).

Figure 7. Vue générale de la coulée au four électrique

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Les aciers spéciaux sont des alliages dans lesquels d'autres éléments métalliques sont incorporés pour produire des aciers avec des qualités spéciales et à des fins spéciales (par exemple, le chrome pour empêcher la rouille, le tungstène pour donner de la dureté et de la ténacité à des températures élevées, du nickel pour augmenter la résistance, la ductilité et la résistance à la corrosion) . Ces constituants d'alliage peuvent être ajoutés soit à la charge du haut fourneau (voir figure 8), soit à l'acier liquide (dans le four ou la poche) (voir figure 9). Le métal en fusion issu du processus sidérurgique est coulé dans des machines de coulée continue pour former des billettes (voir figure 10), des blooms (voir figure 11) ou des brames. Le métal en fusion peut également être coulé dans des moules pour former des lingots. La majorité de l'acier est produit par la méthode de coulée (voir figure 12). Les avantages de la coulée continue sont un rendement accru, une meilleure qualité, des économies d'énergie et une réduction des coûts d'investissement et d'exploitation. Les lingotières sont stockées dans des cuves de trempage (c'est-à-dire des fours souterrains avec portes), où les lingots peuvent être réchauffés avant de passer aux laminoirs ou à d'autres traitements ultérieurs (figure 4). Récemment, des entreprises ont commencé à fabriquer de l'acier avec des coulées continues. Les laminoirs sont traités ailleurs dans ce chapitre; les fonderies, le forgeage et l'emboutissage sont abordés dans le chapitre Industrie de la transformation et du travail des métaux.

Figure 8. Dos de la charge de métal chaud

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Figure 9. Poche de coulée continue

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Figure 10. Billet de coulée continue

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Figure 11. Floraison coulée continue

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Figure 12. Pupitre de commande pour le procédé de coulée continue

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Dangers

Les accidents

Dans l'industrie sidérurgique, de grandes quantités de matériaux sont traitées, transportées et convoyées par des équipements massifs qui éclipsent ceux de la plupart des industries. Les aciéries ont généralement des programmes de sécurité et de santé sophistiqués pour faire face aux dangers dans un environnement qui peut être impitoyable. Une approche intégrée combinant de bonnes pratiques d'ingénierie et d'entretien, des procédures de travail sécuritaires, la formation des travailleurs et l'utilisation d'équipements de protection individuelle (EPI) est généralement nécessaire pour contrôler les risques.

Des brûlures peuvent se produire à de nombreux points du processus de fabrication de l'acier : à l'avant du four lors de la coulée du métal en fusion ou du laitier ; de déversements, d'éclaboussures ou d'éruptions de métal chaud provenant de poches ou de récipients pendant le traitement, le coulage (versage) ou le transport ; et du contact avec le métal chaud lors de sa transformation en un produit final.

L'eau piégée par le métal en fusion ou les scories peut générer des forces explosives qui projettent du métal ou des matériaux chauds sur une large zone. L'insertion d'un outil humide dans du métal en fusion peut également provoquer de violentes éruptions.

Le transport mécanique est essentiel dans la fabrication du fer et de l'acier, mais il expose les travailleurs à des risques potentiels de collision et de prise entre les deux. Les ponts roulants aériens se trouvent dans presque tous les domaines des aciéries. La plupart des grands travaux dépendent également fortement de l'utilisation d'équipements à rails fixes et de gros tracteurs industriels pour le transport des matériaux.

Les programmes de sécurité pour l'utilisation des grues nécessitent une formation pour assurer un fonctionnement correct et sûr de la grue et du gréement des charges pour éviter les chutes de charges ; une bonne communication et l'utilisation de signaux manuels standard entre les grutiers et les élingueurs pour éviter les blessures causées par un mouvement inattendu de la grue ; des programmes d'inspection et d'entretien des pièces de grue, des engins de levage, des élingues et des crochets pour éviter les chutes de charges ; et des moyens d'accès sûrs aux grues pour éviter les chutes et les accidents sur les voies transversales des grues.

Les programmes de sécurité pour les chemins de fer nécessitent également une bonne communication, en particulier lors du changement de vitesse et de l'accouplement des wagons, pour éviter de coincer des personnes entre les accouplements des wagons.

Le maintien d'un dégagement adéquat pour le passage des gros tracteurs industriels et d'autres équipements et la prévention des démarrages et des mouvements inattendus sont nécessaires pour éliminer les risques de collision, de collision et de collision entre les conducteurs d'équipement, les piétons et les autres conducteurs de véhicules. Des programmes sont également nécessaires pour l'inspection et l'entretien des dispositifs de sécurité de l'équipement et des passages.

Un bon entretien ménager est une pierre angulaire de la sécurité dans les usines sidérurgiques. Les sols et les passages peuvent rapidement être obstrués par des matériaux et des outils qui présentent un risque de trébuchement. De grandes quantités de graisses, d'huiles et de lubrifiants sont utilisées et, si elles sont renversées, elles peuvent facilement devenir un risque de glissade sur les surfaces de marche ou de travail.

Les outils sont soumis à une forte usure et deviennent rapidement compromis et peuvent être dangereux à utiliser. Bien que la mécanisation ait considérablement réduit la quantité de manipulations manuelles dans l'industrie, des contraintes ergonomiques peuvent encore se produire à de nombreuses reprises.

Les moteurs tranchants ou les bavures sur les produits en acier ou les bandes métalliques présentent des risques de lacération et de perforation pour les travailleurs impliqués dans les opérations de finition, d'expédition et de manutention de la ferraille. Des gants et des protège-poignets résistants aux coupures sont souvent utilisés pour éliminer les blessures.

Les programmes de protection oculaire sont particulièrement importants dans les usines sidérurgiques. Les risques oculaires liés aux corps étrangers sont répandus dans la plupart des domaines, en particulier dans la manutention des matières premières et la finition de l'acier, où le meulage, le soudage et le brûlage sont effectués.

La maintenance programmée est particulièrement importante pour la prévention des accidents. Son but est d'assurer l'efficacité de l'équipement et de maintenir les protecteurs pleinement opérationnels, car une défaillance peut provoquer des accidents. Le respect de pratiques d'exploitation sûres et de règles de sécurité est également très important en raison de la complexité, de la taille et de la vitesse des équipements de traitement et des machines.

un empoisonnement au monoxyde de carbone

Les hauts fourneaux, les convertisseurs et les fours à coke produisent de grandes quantités de gaz dans le processus de fabrication du fer et de l'acier. Une fois dépoussiérés, ces gaz sont utilisés comme combustibles dans les différentes usines, et certains sont fournis aux usines chimiques pour être utilisés comme matières premières. Ils contiennent de grandes quantités de monoxyde de carbone (gaz de haut fourneau, 22 à 30 % ; gaz de four à coke, 5 à 10 % ; gaz de convertisseur, 68 à 70 %).

Le monoxyde de carbone émane ou fuit parfois du haut ou du corps des hauts fourneaux ou des nombreux gazoducs à l'intérieur des usines, provoquant accidentellement une intoxication aiguë au monoxyde de carbone. La plupart des cas d'empoisonnement surviennent lors de travaux autour des hauts fourneaux, notamment lors de réparations. D'autres cas surviennent lors de travaux autour de poêles chauds, de tournées d'inspection autour des corps de fournaise, de travaux près des têtes de fournaise ou encore de travaux près des encoches à cendre ou des encoches de piquage. L'empoisonnement au monoxyde de carbone peut également résulter de gaz libérés par des vannes à étanchéité à l'eau ou des pots d'étanchéité dans les aciéries ou les laminoirs; de l'arrêt brutal des équipements de soufflage, des chaufferies ou des ventilateurs ; de fuite; du défaut de ventiler ou de purger correctement les cuves de traitement, les pipelines ou l'équipement avant le travail ; et lors de la fermeture des vannes des conduites.

Poussières et fumées

De la poussière et des fumées sont générées à de nombreux points de la fabrication du fer et de l'acier. Des poussières et des fumées se retrouvent dans les processus de préparation, notamment le frittage, devant les hauts fourneaux et les aciéries et dans la fabrication des lingots. Les poussières et les fumées de minerai de fer ou de métaux ferreux ne provoquent pas facilement de fibrose pulmonaire et la pneumoconiose est peu fréquente. On pense que certains cancers du poumon sont liés à des agents cancérigènes présents dans les émissions des fours à coke. Les fumées denses émises lors de l'utilisation de lances à oxygène et de l'utilisation d'oxygène dans des fours à foyer ouvert peuvent particulièrement affecter les grutiers.

L'exposition à la silice est un risque pour les travailleurs chargés du revêtement, du regarnissage et de la réparation des hauts fourneaux et des fours et cuves en acier avec des matériaux réfractaires, qui peuvent contenir jusqu'à 80 % de silice. Les poches sont revêtues de briques réfractaires ou de silice broyée collée et ce revêtement nécessite des réparations fréquentes. La silice contenue dans les matériaux réfractaires se présente en partie sous forme de silicates, qui ne provoquent pas de silicose mais plutôt une pneumoconiose. Les travailleurs sont rarement exposés à d'épais nuages ​​de poussière.

Les ajouts d'alliages aux fours de fabrication d'aciers spéciaux présentent parfois des risques d'exposition potentiels au chrome, au manganèse, au plomb et au cadmium.

Dangers divers

Les opérations en banc et en surface dans les opérations de cokéfaction devant les hauts fourneaux en sidérurgie et les opérations de front de four, de lingotière et de coulée continue en sidérurgie impliquent toutes des activités pénibles dans un environnement chaud. Des programmes de prévention des maladies causées par la chaleur doivent être mis en place.

Les fournaises peuvent provoquer un éblouissement qui peut blesser les yeux à moins qu'une protection oculaire appropriée ne soit fournie et portée. Les opérations manuelles, telles que la maçonnerie du four, et les vibrations main-bras dans les déchiqueteuses et les meuleuses peuvent causer des problèmes ergonomiques.

Les installations de soufflage, les installations d'oxygène, les soufflantes à décharge et les fours électriques à haute puissance peuvent causer des dommages auditifs. Les opérateurs de fournaise doivent être protégés en enfermant la source de bruit avec un matériau insonorisant ou en fournissant des abris insonorisés. La réduction du temps d'exposition peut également s'avérer efficace. Les protecteurs auditifs (cache-oreilles ou bouchons d'oreilles) sont souvent nécessaires dans les zones très bruyantes en raison de l'impossibilité d'obtenir une réduction adéquate du bruit par d'autres moyens.

Mesures de sécurité et de santé

Organisation de la sécurité

L'organisation de la sécurité est d'une importance primordiale dans l'industrie sidérurgique, où la sécurité dépend tellement de la réaction des travailleurs face aux risques potentiels. La première responsabilité de la direction est de fournir les conditions physiques les plus sûres possibles, mais il est généralement nécessaire d'obtenir la coopération de chacun dans les programmes de sécurité. Les comités de prévention des accidents, les délégués des travailleurs à la sécurité, les incitations à la sécurité, les concours, les programmes de suggestions, les slogans et les avertissements peuvent tous jouer un rôle important dans les programmes de sécurité. Impliquer toutes les personnes dans les évaluations des dangers du site, l'observation du comportement et les exercices de rétroaction peut promouvoir des attitudes positives en matière de sécurité et cibler les groupes de travail travaillant à la prévention des blessures et des maladies.

Les statistiques d'accidents révèlent les zones dangereuses et la nécessité d'une protection physique supplémentaire ainsi qu'un plus grand stress pour le ménage. La valeur des différents types de vêtements de protection peut être évaluée et les avantages peuvent être communiqués aux travailleurs concernés.

Formation

La formation doit inclure des informations sur les dangers, les méthodes de travail sûres, la prévention des risques et le port des EPI. Lorsque de nouvelles méthodes ou procédés sont introduits, il peut être nécessaire de recycler même les travailleurs ayant une longue expérience sur les anciens types de fours. Les cours de formation et de remise à niveau pour tous les niveaux de personnel sont particulièrement précieux. Ils doivent familiariser le personnel avec les méthodes de travail sûres, les actes dangereux à proscrire, les règles de sécurité et les principales dispositions légales liées à la prévention des accidents. La formation devrait être dirigée par des experts et devrait faire usage d'aides audio-visuelles efficaces. Des réunions ou des contacts de sécurité doivent être organisés régulièrement pour toutes les personnes afin de renforcer la formation et la sensibilisation à la sécurité.

Mesures techniques et administratives

Toutes les parties dangereuses des machines et des équipements, y compris les ascenseurs, les convoyeurs, les arbres à longue course et les engrenages des ponts roulants, doivent être solidement protégées. Un système régulier d'inspection, d'examen et d'entretien est nécessaire pour toutes les machines et tous les équipements de l'usine, en particulier pour les grues, les appareils de levage, les chaînes et les crochets. Un programme de verrouillage/étiquetage efficace doit être en place pour l'entretien et les réparations. Le matériel défectueux doit être mis au rebut. Les charges de travail sûres doivent être clairement indiquées et le matériel non utilisé doit être soigneusement rangé. Les moyens d'accès aux ponts roulants devraient, dans la mesure du possible, se faire par des escaliers. Si une échelle verticale doit être utilisée, elle doit être cerclée à intervalles réguliers. Des dispositions efficaces doivent être prises pour limiter le déplacement des ponts roulants lorsque des personnes travaillent à proximité. Il peut être nécessaire, comme l'exige la loi dans certains pays, d'installer un appareillage de commutation approprié sur les ponts roulants pour éviter les collisions si deux ponts roulants ou plus se déplacent sur la même piste.

Les locomotives, les rails, les wagons, les buggys et les attelages doivent être bien conçus et entretenus en bon état, et un système efficace de signalisation et d'avertissement doit être en service. Rouler sur les attelages ou passer entre les wagons devrait être interdit. Aucune opération ne doit être effectuée sur la voie du matériel ferroviaire à moins que des mesures n'aient été prises pour restreindre l'accès ou le mouvement du matériel.

Un grand soin est nécessaire dans le stockage de l'oxygène. Les approvisionnements aux différentes parties des travaux doivent être canalisés et clairement identifiés. Toutes les lances doivent être maintenues propres.

Il y a un besoin sans fin pour un bon entretien ménager. Les chutes et les trébuchements causés par des planchers obstrués ou des outils laissés négligemment peuvent causer des blessures, mais peuvent également projeter une personne contre des matériaux chauds ou en fusion. Tous les matériaux doivent être soigneusement empilés et les étagères de stockage doivent être placées de manière pratique pour les outils. Les déversements de graisse ou d'huile doivent être immédiatement nettoyés. L'éclairage de toutes les parties des ateliers et des protections des machines doit être d'un niveau élevé.

Hygiène industrielle

Une bonne ventilation générale dans toute l'usine et une ventilation par aspiration locale (LEV) partout où des quantités importantes de poussières et de fumées sont générées ou où des gaz peuvent s'échapper sont nécessaires, ainsi que les normes les plus élevées possibles de propreté et d'entretien ménager. Les équipements à gaz doivent être régulièrement inspectés et bien entretenus afin d'éviter toute fuite de gaz. Chaque fois qu'un travail doit être effectué dans un environnement susceptible de contenir du gaz, des détecteurs de monoxyde de carbone doivent être utilisés pour assurer la sécurité. Lorsque le travail dans une zone dangereuse est inévitable, des respirateurs autonomes ou à adduction d'air doivent être portés. Les bouteilles d'air respirable doivent toujours être prêtes à l'emploi et les opérateurs doivent être parfaitement formés aux méthodes d'utilisation.

Afin d'améliorer l'environnement de travail, une ventilation induite devrait être installée pour fournir de l'air frais. Des soufflantes locales peuvent être installées pour apporter un soulagement individuel, en particulier dans les lieux de travail chauds. La protection contre la chaleur peut être assurée en installant des écrans thermiques entre les travailleurs et les sources de chaleur rayonnante, telles que les fours ou le métal chaud, en installant des écrans d'eau ou des rideaux d'air devant les fours ou en installant des écrans métalliques résistants à la chaleur. Une combinaison et une cagoule en matériau résistant à la chaleur avec un appareil respiratoire à adduction d'air offrent la meilleure protection aux ouvriers du four. Comme le travail dans les fours est extrêmement chaud, des conduites d'air froid peuvent également être amenées dans la combinaison. Des aménagements fixes pour permettre un temps de refroidissement avant l'entrée dans les fours sont également indispensables.

L'acclimatation entraîne un ajustement naturel de la teneur en sel de la sueur corporelle. L'incidence des affections thermiques peut être très atténuée par des aménagements de la charge de travail et par des périodes de repos bien espacées, surtout si elles sont passées dans une pièce fraîche, climatisée si nécessaire. Comme palliatifs, un approvisionnement abondant en eau et autres boissons appropriées devrait être fourni et il devrait y avoir des installations pour prendre des repas légers. La température des boissons fraîches ne doit pas être trop basse et les travailleurs doivent être formés pour ne pas avaler trop de liquide frais à la fois ; les repas légers sont à privilégier pendant les heures de travail. Le remplacement du sel est nécessaire pour les travaux impliquant une transpiration abondante et est mieux réalisé en augmentant la consommation de sel avec des repas réguliers.

Dans les climats froids, il faut veiller à prévenir les méfaits d'une exposition prolongée au froid ou de brusques et violents changements de température. La cantine, la lessive et les installations sanitaires doivent de préférence être à portée de main. Les installations sanitaires doivent comprendre des douches ; des vestiaires et des casiers doivent être fournis et maintenus dans un état propre et salubre.

Dans la mesure du possible, les sources de bruit doivent être isolées. Des panneaux centraux distants éloignent certains agents des zones bruyantes ; une protection auditive devrait être exigée dans les pires zones. En plus d'enfermer les machines bruyantes avec des matériaux insonorisants ou de protéger les travailleurs avec des abris insonorisés, les programmes de protection auditive se sont révélés être des moyens efficaces de contrôler la perte auditive induite par le bruit.

Équipement de protection individuelle

Toutes les parties du corps sont à risque dans la plupart des opérations, mais le type de vêtements de protection requis varie selon l'endroit. Ceux qui travaillent dans les fours ont besoin de vêtements qui protègent contre les brûlures - combinaisons en matériau résistant au feu, guêtres, bottes, gants, casques avec écrans faciaux ou lunettes de protection contre les étincelles et aussi contre l'éblouissement. Les bottes de sécurité, les lunettes de sécurité et les casques de sécurité sont impératifs dans presque toutes les professions et les gants sont largement nécessaires. Les vêtements de protection doivent tenir compte des risques pour la santé et le confort d'une chaleur excessive ; par exemple une cagoule coupe-feu avec visière grillagée offre une bonne protection contre les étincelles et résiste à la chaleur ; diverses fibres synthétiques se sont également avérées efficaces en matière de résistance à la chaleur. Une surveillance stricte et une propagande continue sont nécessaires pour s'assurer que les équipements de protection individuelle sont portés et correctement entretenus.

Ergonomie

L'approche ergonomique (c'est-à-dire l'étude de la relation travailleur-machine-environnement) revêt une importance particulière dans certaines opérations de la sidérurgie. Une étude ergonomique appropriée est nécessaire non seulement pour étudier les conditions dans lesquelles un travailleur effectue diverses opérations, mais aussi pour explorer l'impact de l'environnement sur le travailleur et la conception fonctionnelle des machines utilisées.

Supervision médicale

Les examens médicaux préalables à l'embauche sont d'une grande importance pour la sélection des personnes aptes aux travaux pénibles de la sidérurgie. Pour la plupart des travaux, un bon physique est requis : l'hypertension, les maladies cardiaques, l'obésité et les gastro-entérites chroniques empêchent les individus de travailler dans des environnements chauds. Un soin particulier est nécessaire dans la sélection des grutiers, tant pour les capacités physiques que mentales.

La surveillance médicale doit accorder une attention particulière aux personnes exposées au stress thermique ; des examens thoraciques périodiques devraient être prévus pour les personnes exposées à la poussière et des examens audiométriques pour les personnes exposées au bruit; les opérateurs d'équipement mobile devraient également subir des examens médicaux périodiques pour s'assurer qu'ils sont toujours aptes au travail.

Une surveillance constante de tous les appareils de réanimation est nécessaire, de même que la formation des travailleurs à la procédure de réanimation en matière de premiers secours.

Un poste central de premiers secours avec l'équipement médical nécessaire pour les secours d'urgence devrait également être prévu. Si possible, il devrait y avoir une ambulance pour le transport des personnes gravement blessées vers l'hôpital le plus proche sous la garde d'un ambulancier qualifié. Dans les grandes usines, les postes ou boîtes de premiers secours doivent être situés en plusieurs points centraux.

Opérations de coke

Préparation du charbon

Le facteur le plus important pour la production de coke métallurgique est la sélection des charbons. Les charbons à faible teneur en cendres et en soufre sont les plus souhaitables. Le charbon peu volatil en quantités allant jusqu'à 40 % est généralement mélangé avec du charbon très volatil pour obtenir les caractéristiques souhaitées. La propriété physique la plus importante du coke métallurgique est sa résistance et sa capacité à résister à la rupture et à l'abrasion lors de la manipulation et de l'utilisation dans le haut fourneau. Les opérations de manutention du charbon consistent à décharger des wagons de chemin de fer, des barges maritimes ou des camions; mélange du charbon; dosage; pulvériser; contrôle de la densité apparente à l'aide d'huile de qualité diesel ou similaire ; et le transport vers les soutes de la batterie à coke.

Coke

Pour la plupart, le coke est produit dans des fours à cokéfaction de sous-produits qui sont conçus et exploités pour collecter les matières volatiles du charbon. Les fours se composent de trois parties principales : les chambres de cokéfaction, les carneaux de chauffage et la chambre de régénération. Outre le support structurel en acier et en béton, les fours sont construits en brique réfractaire. En règle générale, chaque batterie contient environ 45 fours distincts. Les chambres de cokéfaction ont généralement une hauteur de 1.82 à 6.7 mètres, une longueur de 9.14 à 15.5 mètres et une température de 1,535 16 °C à la base des carneaux de chauffage. Le temps nécessaire à la cokéfaction varie selon les dimensions du four, mais se situe généralement entre 20 et XNUMX heures.

Dans les grands fours verticaux, le charbon est chargé par des ouvertures dans le haut à partir d'un "larry car" de type rail qui transporte le charbon de la trémie à charbon. Une fois que le charbon est devenu du coke, le coke est poussé hors du four d'un côté par un bélier ou « poussoir » motorisé. Le piston est légèrement plus petit que les dimensions du four afin d'éviter tout contact avec les surfaces intérieures du four. Le coke est collecté dans un wagon de type rail ou dans le côté de la batterie opposé au poussoir et transporté vers l'installation de trempe. Le coke chaud est refroidi par voie humide avec de l'eau avant d'être déchargé sur le quai à coke. Dans certaines batteries, le coke chaud est trempé à sec pour récupérer la chaleur sensible pour la génération de vapeur.

Les réactions lors de la carbonisation du charbon pour la production de coke sont complexes. Les produits de décomposition du charbon comprennent initialement de l'eau, des oxydes de carbone, du sulfure d'hydrogène, des composés hydro-aromatiques, des paraffines, des oléfines, des composés phénoliques et azotés. La synthèse et la dégradation se produisent parmi les produits primaires qui produisent de grandes quantités d'hydrogène, de méthane et d'hydrocarbures aromatiques. Une décomposition supplémentaire des composés complexes contenant de l'azote produit de l'ammoniac, du cyanure d'hydrogène, des bases de pyridine et de l'azote. L'élimination continue de l'hydrogène du résidu dans le four produit du coke dur.

Les fours à coke de sous-produits dotés d'équipements de récupération et de traitement des produits chimiques du charbon produisent les matériaux énumérés dans le tableau 1.

Tableau 1. Sous-produits valorisables des fours à coke

Sous-produit

Constituants valorisables

Gaz de four à coke

Hydrogène, méthane, éthane, monoxyde de carbone, dioxyde de carbone, éthylène,
propylène, butylène, acétylène, sulfure d'hydrogène, ammoniac, oxygène et
azote

Liqueur d'ammoniaque

Ammoniac libre et fixe

Goudron

Pyridine, acides de goudron, naphtalène, huile de créosote et brai de goudron de houille

Huile légère

Quantités variables de produits de gaz de houille avec des points d'ébullition d'environ 40 ºC
à 200 ºC, et benzène, toluène, xylène et solvant naphta

 

Après un refroidissement suffisant pour ne pas endommager la bande transporteuse, le coke est acheminé vers la station de criblage et de concassage où il est dimensionné pour être utilisé dans les hauts fourneaux.

Dangers

Dangers physiques

Lors des opérations de déchargement, de préparation et de manutention du charbon, des milliers de tonnes de charbon sont manipulées, produisant poussières, bruits et vibrations. La présence de grandes quantités de poussière accumulée peut entraîner un risque d'explosion en plus du risque d'inhalation.

Pendant la cokéfaction, la chaleur ambiante et rayonnante sont les principales préoccupations physiques, en particulier sur le dessus des batteries, où la majorité des travailleurs sont déployés. Le bruit peut être un problème dans les équipements mobiles, principalement à cause du mécanisme d'entraînement et des composants vibrants qui ne sont pas correctement entretenus. Des dispositifs produisant des rayonnements ionisants et/ou des lasers peuvent être utilisés à des fins d'alignement d'équipements mobiles.

Risques chimiques

L'huile minérale est généralement utilisée à des fins de fonctionnement pour le contrôle de la densité apparente et la suppression de la poussière. Les matériaux peuvent être appliqués sur le charbon avant d'être acheminés vers la soute à charbon afin de minimiser l'accumulation et de faciliter l'élimination des déchets dangereux provenant des opérations de sous-produits.

Le principal problème de santé associé aux opérations de cokéfaction concerne les émissions des fours lors du chargement du charbon, de la cokéfaction et de la poussée du coke. Les émissions contiennent de nombreux hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), dont certains sont cancérigènes. Les matériaux utilisés pour sceller les fuites dans les couvercles et les portes peuvent également poser problème pendant le mélange et lorsque les couvercles et les portes sont retirés. L'amiante et les filtres céramiques réfringents peuvent également être présents sous la forme de matériaux isolants et de joints, bien que des substituts appropriés aient été utilisés pour des produits qui contenaient auparavant de l'amiante.

Risques mécaniques

Les dangers liés à la production de charbon associés à la circulation des wagons de chemin de fer, des barges maritimes et des véhicules ainsi qu'au mouvement des tapis roulants doivent être reconnus. La majorité des accidents se produisent lorsque les travailleurs sont heurtés, pris entre eux, tombent, sont entraînés et piégés ou ne parviennent pas à verrouiller ces équipements (y compris électriques).

Les risques mécaniques les plus préoccupants sont associés à l'équipement mobile du côté pousseur, du côté coke et de la voiture larry au-dessus de la batterie. Cet équipement est en fonctionnement pratiquement pendant toute la durée des travaux et peu d'espace est prévu entre celui-ci et les opérations. Les accidents de collision et de collision associés aux équipements mobiles de type ferroviaire représentent le plus grand nombre d'incidents mortels dans la production de fours à coke. Les brûlures de la surface de la peau causées par des matériaux et des surfaces chaudes et l'irritation des yeux causée par les particules de poussière sont responsables d'occurrences plus nombreuses et moins graves.

Mesures de sécurité et de santé

Pour maintenir les concentrations de poussière pendant la production de charbon à des niveaux acceptables, le confinement et l'enceinte des systèmes de criblage, de concassage et de transport sont nécessaires. LEV peut également être nécessaire en plus des agents mouillants appliqués au charbon. Des programmes d'entretien, des programmes de bande et des programmes de nettoyage adéquats sont nécessaires pour minimiser les déversements et maintenir les passages le long de l'équipement de traitement et de transport exempts de charbon. Le système de convoyeur doit utiliser des composants connus pour être efficaces pour réduire les déversements et maintenir le confinement, tels que des nettoyeurs de bande, des plinthes, une tension de bande appropriée, etc.

En raison des risques pour la santé associés aux HAP rejetés lors des opérations de cokéfaction, il est important de contenir et de collecter ces émissions. Ceci est mieux réalisé par une combinaison de contrôles techniques, de pratiques de travail et d'un programme de maintenance. Il est également nécessaire d'avoir un programme de protection respiratoire efficace. Les contrôles doivent inclure les éléments suivants :

  • une procédure de chargement conçue et mise en œuvre pour éliminer les émissions en contrôlant le volume de charbon chargé, en alignant correctement le chariot sur le four, en ajustant étroitement les manchons de descente et en chargeant le charbon dans une séquence permettant de maintenir un canal adéquat au-dessus du charbon pour le flux d'émissions vers le réseau collecteur et le rechargement immédiatement après la charge
  • tirage à partir de deux ou plusieurs points du four en cours de chargement et un système d'aspiration conçu et utilisé pour maintenir une pression et un débit négatifs suffisants
  • joints d'étanchéité à l'air sur les barres de niveau de la machine de poussée pour contrôler l'infiltration pendant le chargement et les coupe-carbone pour éliminer l'accumulation de carbone
  • pression collecteur-principale uniforme adéquate pour transporter les émissions
  • porte de mandrin et joints d'étanchéité au besoin pour maintenir un joint étanche et des bords d'étanchéité côté poussoir et côté coke correctement nettoyés et entretenus
  • collage des couvercles et des portes et entretien des joints de porte si nécessaire pour contrôler les émissions après le chargement
  • pousses vertes minimisées en chauffant le charbon uniformément pendant une période adéquate
  • installation de grandes enceintes sur toute la zone côté coke pour contrôler les émissions lors de la poussée du coke ou utilisation de hottes mobiles à déplacer vers les fours individuels poussés
  • inspection, entretien et réparation de routine pour un confinement adéquat des émissions
  • cabines d'opérateur à pression positive et à température contrôlée sur l'équipement mobile pour contrôler les niveaux d'exposition des travailleurs. Pour réaliser la cabine à pression positive, l'intégration structurelle est impérative, avec des portes et des fenêtres bien ajustées et l'élimination des séparations dans le travail structurel.

 

La formation des travailleurs est également nécessaire afin que les bonnes pratiques de travail soient utilisées et que l'importance des procédures appropriées pour minimiser les émissions soit comprise.

La surveillance de routine de l'exposition des travailleurs doit également être utilisée pour déterminer si les niveaux sont acceptables. Des programmes de surveillance et de sauvetage des gaz doivent être mis en place, principalement en raison de la présence de monoxyde de carbone dans les fours à coke. Un programme de surveillance médicale devrait également être mis en place.

 

Noir

Dimanche, Mars 13 2011 14: 35

Laminoirs

Adapté de la 3e édition, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety.

Remerciements: La description des opérations de laminage à chaud et à froid est utilisée avec la permission de l'American Iron and Steel Institute.

Les brames d'acier chaudes sont transformées en longues bobines de tôles minces dans des laminoirs continus à chaud. Ces bobines peuvent être expédiées aux clients ou peuvent être nettoyées et laminées à froid pour fabriquer des produits. Voir la figure 1 pour une ligne de flux des processus.

Figure 1. Ligne d'écoulement des produits de tôlerie laminée à chaud et à froid

IRO020F1

Laminage à chaud continu

Un laminoir à chaud en continu peut avoir un convoyeur de plusieurs milliers de pieds de long. La brame d'acier sort d'un four de réchauffage de brames au début du convoyeur. Le tartre de surface est retiré de la brame chauffée, qui devient alors plus fine et plus longue à mesure qu'elle est pressée par des rouleaux horizontaux à chaque broyeur, généralement appelés supports de dégrossissage. Les rouleaux verticaux sur les bords aident à contrôler la largeur. L'acier entre ensuite dans les cages de finition pour la réduction finale, voyageant à des vitesses allant jusqu'à 80 kilomètres par heure lorsqu'il traverse la table de refroidissement et est enroulé.

La tôle d'acier laminée à chaud est normalement nettoyée ou décapée dans un bain d'acide sulfurique ou chlorhydrique pour éliminer l'oxyde de surface (calamine) formé lors du laminage à chaud. Un décapant moderne fonctionne en continu. Lorsqu'une bobine d'acier est presque nettoyée, son extrémité est cisaillée d'équerre et soudée au début d'une nouvelle bobine. Dans le décapant, un broyeur de trempe aide à briser le tartre avant que la feuille n'entre dans la section de décapage ou de nettoyage de la ligne.

Un accumulateur est situé sous les bacs de décapage caoutchoutés, les rinceuses et les sécheurs. La feuille accumulée dans ce système alimente les bacs de décapage lorsque l'entrée de la ligne est arrêtée pour souder sur une nouvelle bobine. Ainsi, il est possible de nettoyer une tôle en continu à une vitesse de 360 ​​m (1,200 XNUMX pieds) par minute. Un système de bouclage plus petit à l'extrémité de livraison de la ligne permet un fonctionnement continu de la ligne pendant les interruptions pour le bobinage.

Laminage à froid

Les bobines de tôle d'acier nettoyée et laminée à chaud peuvent être laminées à froid pour rendre un produit plus mince et plus lisse. Ce processus donne à l'acier un rapport résistance/poids plus élevé que celui qui peut être fabriqué sur un laminoir à chaud. Un laminoir à froid tandem moderne à cinq cages peut recevoir une feuille d'environ 1/10 de pouce (0.25 cm) d'épaisseur et 3/4 de mile (1.2 km) de long; 2 minutes plus tard, cette feuille aura été laminée à 0.03 pouce (75 mm) d'épaisseur et mesurera plus de 2 miles (3.2 km) de long.

Le processus de laminage à froid durcit la tôle d'acier de sorte qu'elle doit généralement être chauffée dans un four de recuit pour la rendre plus formable. Des bobines de tôles laminées à froid sont empilées sur une base. Des couvercles sont placés sur les piles pour contrôler le recuit, puis le four est abaissé sur les piles couvertes. Le chauffage et le refroidissement de la tôle d'acier peuvent prendre 5 ou 6 jours.

Une fois que l'acier a été ramolli lors du processus de recuit, un laminoir de trempe est utilisé pour donner à l'acier la planéité, les propriétés métallurgiques et la finition de surface souhaitées. Le produit peut être expédié aux consommateurs sous forme de bobines ou encore coupé latéralement ou cisaillé en longueurs coupées.

Les dangers et leur prévention

Les accidents. La mécanisation a réduit le nombre de points de piégeage au niveau des machines, mais ils existent toujours, en particulier dans les usines de laminage à froid et dans les départements de finition.

En laminage à froid, il existe un risque de coincement entre les cylindres, surtout si l'on tente un nettoyage en mouvement ; les interstices des rouleaux doivent être efficacement gardés et une surveillance stricte exercée pour empêcher le nettoyage en mouvement. Des blessures graves peuvent être causées par des machines de cisaillement, de coupe, de coupe et de guillotine à moins que les parties dangereuses ne soient solidement protégées. Un programme de verrouillage/étiquetage efficace est essentiel pour l'entretien et la réparation.

Des blessures graves peuvent être subies, en particulier lors du laminage à chaud, si les travailleurs tentent de traverser les convoyeurs à rouleaux à des points non autorisés ; un nombre suffisant de ponts devrait être installé et leur utilisation renforcée. Les boucles et les fouets peuvent causer des blessures et des brûlures importantes, voire des coupures aux membres inférieurs ; là où la mécanisation complète n'a pas éliminé ce danger, des postes de protection ou d'autres dispositifs sont nécessaires.

Une attention particulière devrait être accordée aux risques de coupures pour les travailleurs des laminoirs à bandes et tôles. De telles blessures ne sont pas seulement causées par le métal laminé mince, mais également par les sangles métalliques utilisées sur les bobines, qui peuvent se rompre lors de la manipulation et constituer un grave danger.

L'utilisation de grandes quantités d'huiles, d'inhibiteurs de rouille, etc., qui sont généralement appliquées par pulvérisation, est un autre danger couramment rencontré dans les laminoirs à tôle. Malgré les mesures de protection prises pour confiner les produits pulvérisés, ceux-ci s'accumulent souvent au sol et sur les voies de communication, où ils peuvent provoquer des glissades et des chutes. Des caillebotis, des matériaux absorbants et des bottes à semelles antidérapantes doivent donc être prévus, en plus du nettoyage régulier du sol.

Même dans les travaux automatisés, des accidents surviennent dans les travaux de conversion lors du changement de rouleaux lourds dans les cages. Une bonne planification réduira souvent le nombre de changements de rouleau requis ; il est important que ce travail ne se fasse pas sous pression et que des outils adaptés soient fournis.

L'automatisation des usines modernes est associée à de nombreuses pannes mineures, qui sont souvent réparées par l'équipage sans arrêter l'usine ou des parties de celle-ci. Dans de tels cas, il peut arriver que l'on oublie d'utiliser les protections mécaniques nécessaires, et des accidents graves peuvent en résulter. Le risque d'incendie lié aux réparations des systèmes hydrauliques est souvent négligé. La protection contre l'incendie doit être planifiée et organisée avec un soin particulier dans les installations contenant des équipements hydrauliques.

Les pinces utilisées pour saisir les matériaux chauds peuvent s'entrechoquer; les clés carrées utilisées pour déplacer à la main les sections laminées lourdes peuvent provoquer des blessures graves à la tête ou au haut du torse par contrecoup. Tous les outils à main doivent être bien conçus, fréquemment inspectés et bien entretenus. Les pinces utilisées aux moulins doivent avoir leurs rivets renouvelés fréquemment ; des clés polygonales et des clés à chocs devraient être fournies aux équipes de changement de cylindres ; les clés à fourche tordues ne doivent pas être utilisées. Les travailleurs devraient recevoir une formation adéquate à l'utilisation de tous les outils à main. Des dispositions de stockage appropriées doivent être prises pour tous les outils à main.

De nombreux accidents peuvent être causés par des défauts de levage et de manutention et par des défauts des grues et des engins de levage. Toutes les grues et engins de levage devraient faire l'objet d'un système régulier d'examen et d'inspection ; un soin particulier est nécessaire dans le stockage et l'utilisation des élingues. Les grutiers et les élingueurs doivent être spécialement sélectionnés et formés. Il existe toujours un risque d'accident lié au transport mécanique : les locomotives, les wagons et les bogies doivent être bien entretenus et un système d'avertissement et de signalisation bien compris doit être appliqué ; des voies de passage dégagées doivent être réservées aux chariots élévateurs et autres camions.

De nombreux accidents sont causés par des chutes et des trébuchements ou des sols mal entretenus, par des matériaux mal empilés, par des extrémités de billettes saillantes et des rouleaux de calage, etc. Les dangers peuvent être éliminés par un bon entretien de toutes les surfaces de plancher et des moyens d'accès, des passerelles clairement définies, un empilement approprié des matériaux et un dégagement régulier des débris. Un bon entretien est essentiel dans toutes les parties de l'usine, y compris les chantiers. Un bon niveau d'éclairage doit être maintenu dans toute la plante.

Lors du laminage à chaud, des brûlures et des lésions oculaires peuvent être causées par la calamine volante; les pare-éclaboussures peuvent réduire efficacement l'éjection de tartre et d'eau chaude. Les blessures aux yeux peuvent être causées par des particules de poussière ou par le fouettement des élingues en câble ; les yeux peuvent également être affectés par l'éblouissement.

Les équipements de protection individuelle (EPI) sont d'une grande importance dans la prévention des accidents de laminoirs. Des casques, des chaussures de sécurité, des guêtres, des protections pour les bras, des gants, des écrans protecteurs pour les yeux et des lunettes doivent être portés pour faire face au risque approprié. Il est essentiel d'assurer la coopération des employés dans l'utilisation des dispositifs de protection et le port des vêtements de protection. La formation, ainsi qu'une organisation efficace de prévention des accidents à laquelle participent les travailleurs ou leurs représentants, sont importantes.

Chaleur. Niveaux de chaleur radiante jusqu'à 1,000 XNUMX kcal/m2 ont été mesurés aux points de travail dans les laminoirs. Les maladies liées au stress thermique sont préoccupantes, mais les travailleurs des usines modernes sont généralement protégés grâce à l'utilisation de chaires climatisées. Voir l'article « Fabrication du fer et de l'acier » pour des informations sur la prévention.

Bruit. Un bruit considérable se développe dans toute la zone de laminage à partir de la boîte de vitesses des rouleaux et des redresseuses, des pompes à eau sous pression, des cisailles et des scies, du lancement des produits finis dans une fosse et de l'arrêt des mouvements du matériau avec des plaques métalliques. Le niveau général des bruits de fonctionnement peut être d'environ 84 à 90 dBA, et des pics jusqu'à 115 dBA ou plus ne sont pas inhabituels. Voir l'article « Fabrication du fer et de l'acier » pour des informations sur la prévention.

Vibration. Le nettoyage des produits finis avec des outils de percussion à grande vitesse peut entraîner des modifications arthritiques des coudes, des épaules, de la clavicule, de l'ulna distal et de l'articulation radiale, ainsi que des lésions de l'os naviculaire et lunatum.

Des défauts articulaires dans le système main-bras peuvent être subis par les ouvriers du laminoir, en raison de l'effet de recul et de rebondissement du matériau introduit dans l'espace entre les rouleaux.

Gaz et vapeurs nocifs. Lorsque de l'acier allié au plomb est laminé ou que des disques à tronçonner contenant du plomb sont utilisés, des particules toxiques peuvent être inhalées. Il est donc nécessaire de surveiller en permanence les concentrations de plomb sur le lieu de travail et les travailleurs susceptibles d'être exposés doivent se soumettre régulièrement à des examens médicaux. Le plomb peut également être inhalé par les tailleurs de flammes et les coupeurs de gaz, qui peuvent en même temps être exposés aux oxydes d'azote (NOx), chrome, nickel et oxyde de fer.

Le soudage bout à bout est associé à la formation d'ozone, qui peut provoquer, en cas d'inhalation, une irritation similaire à celle due au NOx. Les préposés aux hauts fourneaux et aux fours de réchauffage peuvent être exposés à des gaz nocifs dont la composition dépend du combustible utilisé (gaz de haut fourneau, gaz de cokerie, fioul) et comprend généralement du monoxyde de carbone et du dioxyde de soufre. Une LEV ou une protection respiratoire peuvent être nécessaires.

Les travailleurs qui lubrifient l'équipement des laminoirs avec un brouillard d'huile peuvent souffrir d'atteintes à la santé en raison des huiles utilisées et des additifs qu'elles contiennent. Lorsque des huiles ou des émulsions sont utilisées pour le refroidissement et la lubrification, il convient de s'assurer que les proportions d'huile et d'additifs sont correctes afin d'éviter non seulement l'irritation des muqueuses mais aussi la dermatite aiguë chez les travailleurs exposés. Voir l'article « Lubrifiants industriels, fluides pour le travail des métaux et huiles automobiles » dans le chapitre Industrie de la transformation et du travail des métaux.

De grandes quantités d'agents dégraissants sont utilisées pour les opérations de finition. Ces agents s'évaporent et peuvent être inhalés ; leur action est non seulement toxique, mais provoque également une détérioration de la peau, qui peut se dégraisser lorsque les solvants ne sont pas manipulés correctement. Le LEV doit être fourni et des gants doivent être portés.

Acides. Les acides forts dans les ateliers de décapage sont corrosifs pour la peau et les muqueuses. Un LEV et un EPI appropriés doivent être utilisés.

Rayonnement ionisant. Les rayons X et autres appareils à rayonnement ionisant peuvent être utilisés pour jauger et examiner; des précautions strictes conformément aux réglementations locales sont requises.

 

Noir

Adapté en partie d'un article inédit de Simon Pickvance.

La sidérurgie est une « industrie lourde » : outre les risques de sécurité inhérents aux usines géantes, aux équipements massifs et au mouvement de grandes masses de matériaux, les ouvriers sont exposés à la chaleur du métal en fusion et des scories à des températures pouvant atteindre 1,800 1992° C, substances toxiques ou corrosives, contaminants atmosphériques respirables et bruit. Stimulée par les syndicats, les pressions économiques pour une plus grande efficacité et les réglementations gouvernementales, l'industrie a fait de grands progrès dans l'introduction d'équipements plus récents et de processus améliorés qui offrent une plus grande sécurité et un meilleur contrôle des risques physiques et chimiques. Les décès sur le lieu de travail et les accidents avec perte de temps ont été considérablement réduits, mais restent un problème important (OIT XNUMX). La sidérurgie reste un métier dangereux dans lequel les dangers potentiels ne peuvent pas toujours être évités. En conséquence, cela représente un formidable défi pour la gestion quotidienne de l'usine. Cela demande une recherche continue, une surveillance continue, une supervision responsable et une éducation et une formation actualisées des travailleurs à tous les niveaux.

Dangers physiques

Problèmes ergonomiques

Les lésions musculo-squelettiques sont courantes dans la sidérurgie. Malgré l'introduction de la mécanisation et des dispositifs d'assistance, la manipulation manuelle d'objets volumineux, volumineux et/ou lourds reste une nécessité fréquente. Une attention constante au ménage est nécessaire pour réduire le nombre de glissades et de chutes. Il a été démontré que les maçons de fours sont les plus à risque de problèmes de bras et de lombaire liés au travail. L'introduction de l'ergonomie dans la conception des équipements et des commandes (par exemple, les cabines des grutiers) basée sur l'étude des exigences physiques et mentales du travail, couplée à des innovations telles que la rotation des tâches et le travail en équipe, sont des développements récents visant à améliorer la la sécurité, le bien-être et la performance des travailleurs de l'acier.

Bruit

La fabrication de l'acier est l'une des industries les plus bruyantes, bien que les programmes de protection de l'ouïe réduisent le risque de perte auditive. Les principales sources comprennent les systèmes d'extraction des fumées, les systèmes de vide utilisant des éjecteurs de vapeur, les transformateurs électriques et le procédé à l'arc dans les fours à arc électrique, les laminoirs et les grands ventilateurs utilisés pour la ventilation. Au moins la moitié des travailleurs exposés au bruit seront handicapés par une perte auditive due au bruit après aussi peu que 10 ou 15 ans de travail. Les programmes de protection de l'ouïe, décrits en détail ailleurs dans ce Encyclopédie, comprennent des évaluations périodiques du bruit et de l'ouïe, l'ingénierie du contrôle du bruit et l'entretien des machines et de l'équipement, la protection individuelle et l'éducation et la formation des travailleurs

Les causes de perte auditive autres que le bruit comprennent les brûlures du tympan causées par des particules de scories, de tartre ou de métal en fusion, la perforation du tambour causée par un bruit impulsif intense et les traumatismes causés par la chute ou le déplacement d'objets. Une enquête sur les demandes d'indemnisation déposées par les métallurgistes canadiens a révélé que la moitié des personnes atteintes d'une perte auditive professionnelle souffraient également d'acouphènes (McShane, Hyde et Alberti 1988).

Vibration

Des vibrations potentiellement dangereuses sont créées par des mouvements mécaniques oscillants, le plus souvent lorsque les mouvements de la machine n'ont pas été équilibrés, lors de l'utilisation de machines d'atelier et lors de l'utilisation d'outils portatifs tels que des perceuses et des marteaux pneumatiques, des scies et des meules. Des dommages aux disques vertébraux, des lombalgies et une dégénérescence de la colonne vertébrale ont été attribués aux vibrations globales du corps dans un certain nombre d'études sur les opérateurs de ponts roulants (Pauline et al. 1988).

Les vibrations globales du corps peuvent provoquer une variété de symptômes (par exemple, le mal des transports, le flou et la perte d'acuité visuelle) qui peuvent entraîner des accidents. Les vibrations main-bras ont été associées au syndrome du canal carpien, à des modifications articulaires dégénératives et au phénomène de Reynaud au bout des doigts (« maladie des doigts blancs »), qui peut entraîner une invalidité permanente. Une étude sur les broyeurs et broyeurs a montré qu'ils étaient plus de deux fois plus susceptibles de développer la maladie de Dupuytren qu'un groupe de travailleurs de comparaison (Thomas et Clarke 1992).

Exposition à la chaleur

L'exposition à la chaleur est un problème dans toute l'industrie sidérurgique, en particulier dans les usines situées dans des climats chauds. Des recherches récentes ont montré que, contrairement aux croyances antérieures, les expositions les plus élevées se produisent pendant le forgeage, lorsque les travailleurs surveillent l'acier chaud en continu, plutôt que pendant la fusion, lorsque, bien que les températures soient plus élevées, elles sont intermittentes et leurs effets sont limités par le chauffage intense. de la peau exposée et par l'utilisation de protections oculaires (Lydahl et Philipson 1984). Le danger de stress thermique est réduit par un apport hydrique adéquat, une ventilation adéquate, l'utilisation d'écrans thermiques et de vêtements de protection, et des pauses périodiques pour se reposer ou travailler à une tâche plus fraîche.

Lasers

Les lasers ont un large éventail d'applications dans la fabrication de l'acier et peuvent causer des lésions rétiniennes à des niveaux de puissance bien inférieurs à ceux requis pour avoir des effets sur la peau. Les opérateurs laser peuvent être protégés par une focalisation nette du faisceau et l'utilisation de lunettes de protection, mais d'autres travailleurs peuvent être blessés lorsqu'ils entrent sans le savoir dans le faisceau ou lorsqu'il se reflète par inadvertance sur eux.

Nucléides radioactifs

Les nucléides radioactifs sont utilisés dans de nombreux appareils de mesure. Les expositions peuvent généralement être contrôlées en affichant des panneaux d'avertissement et une protection appropriée. Beaucoup plus dangereux, cependant, est l'inclusion accidentelle ou imprudente de matières radioactives dans la ferraille recyclée. Pour éviter cela, de nombreuses usines utilisent des détecteurs de rayonnement sensibles pour surveiller tous les déchets avant qu'ils ne soient introduits dans le traitement.

Polluants atmosphériques

Les travailleurs de l'acier peuvent être exposés à un large éventail de polluants en fonction du processus particulier, des matériaux impliqués et de l'efficacité des mesures de surveillance et de contrôle. Les effets nocifs sont déterminés par l'état physique et les propensions du polluant impliqué, l'intensité et la durée de l'exposition, l'étendue de l'accumulation dans le corps et la sensibilité de l'individu à ses effets. Certains effets sont immédiats tandis que d'autres peuvent prendre des années voire des décennies à se développer. Les changements apportés aux procédés et aux équipements, ainsi que l'amélioration des mesures visant à maintenir les expositions sous les niveaux toxiques, ont réduit les risques pour les travailleurs. Cependant, ceux-ci ont également introduit de nouvelles combinaisons de polluants et il y a toujours un danger d'accidents, d'incendies et d'explosions.

Poussières et fumées

Les émissions de fumées et de particules sont un problème potentiel majeur pour les employés travaillant avec des métaux en fusion, fabriquant et manipulant du coke, et chargeant et coulant des fours. Ils sont également gênants pour les travailleurs affectés à l'entretien des équipements, au nettoyage des conduits et aux opérations de démolition des réfractaires. Les effets sur la santé sont liés à la taille des particules (c.-à-d. la proportion qui est respirable) et aux métaux et aérosols qui peuvent être adsorbés sur leurs surfaces. Il est prouvé que l'exposition à des poussières et des fumées irritantes peut également rendre les métallurgistes plus sensibles au rétrécissement réversible des voies respiratoires (asthme) qui, avec le temps, peut devenir permanent (Johnson et al. 1985).

Silica

Les expositions à la silice, avec la silicose qui en résulte, autrefois assez courantes chez les travailleurs occupant des emplois tels que l'entretien des fours dans les ateliers de fusion et les hauts fourneaux, ont été réduites grâce à l'utilisation d'autres matériaux pour les revêtements des fours ainsi qu'à l'automatisation, ce qui a réduit le nombre de travailleurs. dans ces processus.

Amiante

L'amiante, autrefois largement utilisé pour l'isolation thermique et acoustique, n'est désormais rencontré que dans les activités d'entretien et de construction lorsque les matériaux d'amiante anciennement installés sont perturbés et génèrent des fibres en suspension dans l'air. Les effets à long terme de l'exposition à l'amiante, décrits en détail dans d'autres sections de ce Encyclopédie, comprennent l'asbestose, le mésothéliome et d'autres cancers. Une récente étude transversale a révélé une pathologie pleurale chez 20 des 900 métallos (2%), dont une grande partie a été diagnostiquée comme une maladie pulmonaire restrictive caractéristique de l'asbestose (Kronenberg et al. 1991).

métaux lourds

Les émissions générées dans la fabrication de l'acier peuvent contenir des métaux lourds (par exemple, plomb, chrome, zinc, nickel et manganèse) sous forme de fumées, de particules et d'adsorbats sur des particules de poussière inertes. Ils sont souvent présents dans les flux de ferraille et sont également introduits dans la fabrication de types spéciaux de produits sidérurgiques. Des recherches menées sur des travailleurs fondant des alliages de manganèse ont montré une altération des performances physiques et mentales et d'autres symptômes de manganisme à des niveaux d'exposition nettement inférieurs aux limites actuellement autorisées dans la plupart des pays (Wennberg et al. 1991). Une exposition à court terme à des niveaux élevés de zinc et d'autres métaux vaporisés peut provoquer la «fièvre des fondeurs», qui se caractérise par de la fièvre, des frissons, des nausées, des difficultés respiratoires et de la fatigue. Les détails des autres effets toxiques produits par les métaux lourds se trouvent ailleurs dans ce Encyclopédie.

Brouillards acides

Les brouillards acides provenant des zones de décapage peuvent provoquer une irritation de la peau, des yeux et des voies respiratoires. L'exposition aux brouillards d'acide chlorhydrique et sulfurique provenant des bains de décapage a également été associée dans une étude à une augmentation presque double du cancer du larynx (Steenland et al. 1988).

Composés soufrés

La principale source d'émissions de soufre dans la fabrication de l'acier est l'utilisation de combustibles fossiles à haute teneur en soufre et de laitier de haut fourneau. Le sulfure d'hydrogène a une odeur désagréable caractéristique et les effets à court terme d'expositions à des niveaux relativement faibles comprennent la sécheresse et l'irritation des voies nasales et des voies respiratoires supérieures, la toux, l'essoufflement et la pneumonie. Des expositions prolongées à de faibles niveaux peuvent provoquer une irritation des yeux, tandis que des lésions oculaires permanentes peuvent être produites par des niveaux d'exposition plus élevés. À des niveaux plus élevés, il peut également y avoir une perte temporaire d'odeur qui peut faire croire aux travailleurs qu'ils ne sont plus exposés.

Brouillards d'huile

Les brouillards d'huile générés lors du laminage à froid de l'acier peuvent provoquer une irritation de la peau, des muqueuses et des voies respiratoires supérieures, des nausées, des vomissements et des maux de tête. Une étude a rapporté des cas de pneumonie lipoïde chez des travailleurs de laminoirs qui avaient été exposés plus longtemps (Cullen et al. 1981).

Hydrocarbures aromatiques polycycliques

Les HAP sont produits dans la plupart des procédés de combustion ; dans les aciéries, la fabrication de coke est la principale source. Lorsque le charbon est partiellement brûlé pour produire du coke, un grand nombre de composés volatils sont distillés sous forme de composés volatils de brai de houille, y compris les HAP. Ceux-ci peuvent être présents sous forme de vapeurs, d'aérosols ou d'adsorbats sur des particules fines. Des expositions à court terme peuvent provoquer une irritation de la peau et des muqueuses, des étourdissements, des maux de tête et des nausées, tandis qu'une exposition à long terme a été associée à la carcinogenèse. Des études ont montré que les travailleurs des fours à coke ont un taux de mortalité par cancer du poumon deux fois supérieur à celui de la population générale. Les personnes les plus exposées aux composés volatils du brai de houille sont les plus à risque. Il s'agissait notamment des travailleurs sur le dessus du four et des travailleurs ayant la plus longue période d'exposition (IARC 1984; Constantino, Redmond et Bearden 1995). Les contrôles techniques ont réduit le nombre de travailleurs à risque dans certains pays.

Autres produits chimiques

Plus de 1,000 XNUMX produits chimiques sont utilisés ou rencontrés dans la fabrication de l'acier : comme matières premières ou comme contaminants dans la ferraille et/ou dans les carburants ; comme additifs dans des procédés spéciaux; comme réfractaires; et comme fluides hydrauliques et solvants utilisés dans l'exploitation et la maintenance des usines. La cokéfaction produit des sous-produits tels que le goudron, le benzène et l'ammoniac ; d'autres sont générés dans les différents processus de fabrication de l'acier. Tous peuvent être potentiellement toxiques, selon la nature des produits chimiques, le type, le niveau et la durée des expositions, leur réactivité avec d'autres produits chimiques et la sensibilité du travailleur exposé. De fortes expositions accidentelles à des fumées contenant du dioxyde de soufre et des oxydes d'azote ont provoqué des cas de pneumonite chimique. L'ajout de vanadium et d'autres alliages peut provoquer une pneumonite chimique. Le monoxyde de carbone, qui est libéré dans tous les processus de combustion, peut être dangereux lorsque l'entretien de l'équipement et de ses commandes est inférieur aux normes. Le benzène, avec le toluène et le xylène, est présent dans le gaz de four à coke et provoque des symptômes respiratoires et du système nerveux central lors d'une exposition aiguë; des expositions à long terme peuvent entraîner des lésions de la moelle osseuse, une anémie aplasique et une leucémie.

Stress

On trouve des niveaux élevés de stress au travail dans l'industrie sidérurgique. Les expositions à la chaleur rayonnante et au bruit sont aggravées par la nécessité d'une vigilance constante pour éviter les accidents et les expositions potentiellement dangereuses. Étant donné que de nombreux processus fonctionnent en continu, le travail posté est une nécessité ; son impact sur le bien-être et sur le soutien social essentiel des travailleurs sont détaillés ailleurs dans ce Encyclopédie. Enfin, il y a le puissant facteur de stress de la perte potentielle d'emplois résultant de l'automatisation et des changements de processus, de la relocalisation des usines et de la réduction des effectifs.

Programmes préventifs

La protection des travailleurs de l'acier contre une toxicité potentielle nécessite l'allocation de ressources adéquates pour un programme continu, complet et coordonné qui devrait inclure les éléments suivants :

    • évaluation de toutes les matières premières et carburants et, si possible, substitution de produits plus sûrs à ceux connus pour être dangereux
    • des contrôles efficaces pour le stockage et la manipulation en toute sécurité des matières premières, produits, sous-produits et déchets
    • surveillance continue de l'environnement professionnel personnel des travailleurs et de la qualité de l'air ambiant, avec surveillance biologique si nécessaire, et surveillance médicale périodique des travailleurs pour détecter des effets plus subtils sur la santé et vérifier l'aptitude à leur travail
    • systèmes d'ingénierie pour contrôler les expositions potentielles (par exemple, enceintes d'équipement et systèmes d'évacuation et de ventilation adéquats) complétés par des équipements de protection individuelle (par exemple, écrans, gants, lunettes et lunettes de sécurité, protecteurs auditifs, respirateurs, protection des pieds et du corps, etc.) lors de l'ingénierie les contrôles ne suffisent pas
    • application de principes ergonomiques à la conception d'équipements, de commandes de machines et d'outils et analyse de la structure et du contenu des tâches en tant que guide des interventions susceptibles de prévenir les blessures et d'améliorer le bien-être des travailleurs
    • maintien d'informations facilement accessibles et à jour sur les dangers potentiels, qui doivent être diffusées parmi les travailleurs et les superviseurs dans le cadre d'un programme continu d'éducation et de formation des travailleurs
    • l'installation et l'entretien de systèmes pour le stockage et la récupération des volumineuses données sur la santé et la sécurité, ainsi que pour l'analyse et le rapport des dossiers des résultats d'inspection, des accidents et des blessures et maladies des travailleurs.

                 

                Noir

                Adapté de UNEP et IISI 1997 et d'un article non publié de Jerry Spiegel.

                En raison du volume et de la complexité de ses opérations et de sa forte utilisation d'énergie et de matières premières, l'industrie sidérurgique, comme d'autres industries "lourdes", a le potentiel d'avoir un impact significatif sur l'environnement et la population des communautés voisines. . La figure 1 résume les polluants et les déchets générés par ses principaux processus de production. Ils comprennent trois catégories principales : les polluants atmosphériques, les contaminants des eaux usées et les déchets solides.

                Figure 1. Organigramme des polluants et déchets générés par différents procédés

                IRO200F1

                Historiquement, les enquêtes sur l'impact de l'industrie sidérurgique sur la santé publique se sont concentrées sur les effets localisés dans les zones locales densément peuplées dans lesquelles la production d'acier était concentrée et en particulier dans des régions spécifiques où des épisodes aigus de pollution de l'air ont été enregistrés, comme le vallées de la Donora et de la Meuse, et le triangle entre la Pologne, l'ex-Tchécoslovaquie et l'ex-République démocratique allemande (OMS 1992).

                Les polluants atmosphériques

                Les polluants atmosphériques provenant des opérations de fabrication du fer et de l'acier ont toujours été une préoccupation environnementale. Ces polluants comprennent des substances gazeuses telles que les oxydes de soufre, le dioxyde d'azote et le monoxyde de carbone. De plus, les particules telles que la suie et la poussière, qui peuvent contenir des oxydes de fer, ont fait l'objet de contrôles. Les émissions des fours à coke et des usines de sous-produits des fours à coke ont été une préoccupation, mais les améliorations continues de la technologie de la fabrication de l'acier et du contrôle des émissions au cours des deux dernières décennies, associées à des réglementations gouvernementales plus strictes, ont considérablement réduit ces émissions. en Amérique du Nord, en Europe occidentale et au Japon. Les coûts totaux de la lutte contre la pollution, dont plus de la moitié sont liés aux émissions atmosphériques, ont été estimés entre 1 et 3 % des coûts de production totaux ; les installations de dépollution de l'air ont représenté environ 10 à 20 % des investissements totaux des usines. Ces coûts créent un obstacle à l'application mondiale de contrôles de pointe dans les pays en développement et pour les entreprises plus anciennes et économiquement marginales.

                Les polluants atmosphériques varient en fonction du processus particulier, de l'ingénierie et de la construction de l'usine, des matières premières utilisées, des sources et des quantités d'énergie nécessaires, de la mesure dans laquelle les déchets sont recyclés dans le processus et de l'efficacité des contrôles de la pollution. Par exemple, l'introduction de la fabrication d'acier à base d'oxygène a permis la collecte et le recyclage des gaz résiduaires de manière contrôlée, réduisant les quantités à évacuer, tandis que l'utilisation du procédé de coulée continue a réduit la consommation d'énergie, entraînant une une réduction des émissions. Cela a augmenté le rendement du produit et amélioré la qualité.

                le dioxyde de soufre

                La quantité de dioxyde de soufre, formé en grande partie dans les processus de combustion, dépend principalement de la teneur en soufre du combustible fossile utilisé. Le coke et le gaz de four à coke utilisés comme combustibles sont des sources majeures de dioxyde de soufre. Dans l'atmosphère, le dioxyde de soufre peut réagir avec les radicaux oxygène et l'eau pour former un aérosol d'acide sulfurique et, en combinaison avec l'ammoniac, peut former un aérosol de sulfate d'ammonium. Les effets sur la santé attribués aux oxydes de soufre ne sont pas seulement dus au dioxyde de soufre mais aussi à sa tendance à former de tels aérosols respirables. De plus, le dioxyde de soufre peut être adsorbé sur les particules, dont beaucoup sont dans la plage respirable. Ces expositions potentielles peuvent être réduites non seulement par l'utilisation de carburants à faible teneur en soufre, mais également par la réduction de la concentration des particules. L'utilisation accrue de fours électriques a réduit les émissions d'oxydes de soufre en éliminant le besoin de coke, mais cela a répercuté cette charge de contrôle de la pollution sur les centrales produisant de l'électricité. La désulfuration des gaz de four à coke est réalisée par l'élimination des composés soufrés réduits, principalement le sulfure d'hydrogène, avant la combustion.

                Oxydes d'azote

                Comme les oxydes de soufre, les oxydes d'azote, principalement l'oxyde d'azote et le dioxyde d'azote, se forment dans les processus de combustion de carburant. Ils réagissent avec l'oxygène et les composés organiques volatils (COV) en présence de rayonnement ultraviolet (UV) pour former de l'ozone. Ils se combinent également avec l'eau pour former de l'acide nitrique, qui, à son tour, se combine avec l'ammoniac pour former du nitrate d'ammonium. Ceux-ci peuvent également former des aérosols respirables qui peuvent être éliminés de l'atmosphère par dépôt humide ou sec.

                Affaire particulière

                La matière particulaire, la forme de pollution la plus visible, est un mélange variable et complexe de matières organiques et inorganiques. La poussière peut être soufflée à partir des stocks de minerai de fer, de charbon, de coke et de calcaire ou elle peut pénétrer dans l'air pendant leur chargement et leur transport. Les matériaux grossiers génèrent de la poussière lorsqu'ils sont frottés ou écrasés sous les véhicules. Des particules fines sont générées lors des processus de frittage, de fusion et de fusion, en particulier lorsque le fer en fusion entre en contact avec l'air pour former de l'oxyde de fer. Les fours à coke produisent du coke de charbon fin et des émissions de goudron. Les effets potentiels sur la santé dépendent du nombre de particules dans la plage respirable, de la composition chimique de la poussière et de la durée et de la concentration de l'exposition.

                Des réductions importantes des niveaux de pollution particulaire ont été obtenues. Par exemple, en utilisant des précipitateurs électrostatiques pour nettoyer les gaz résiduaires secs dans la fabrication d'acier à l'oxygène, une aciérie allemande a réduit le niveau de poussière émise de 9.3 kg/t d'acier brut en 1960 à 5.3 kg/t en 1975 et à un peu moins de 1 kg/t en 1990. Le coût, cependant, était une augmentation marquée de la consommation d'énergie. D'autres méthodes de contrôle de la pollution par les particules comprennent l'utilisation d'épurateurs humides, de filtres à manches et de cyclones (qui ne sont efficaces que contre les grosses particules).

                métaux lourds

                Des métaux tels que le cadmium, le plomb, le zinc, le mercure, le manganèse, le nickel et le chrome peuvent être émis par un four sous forme de poussière, de fumée ou de vapeur ou ils peuvent être adsorbés par des particules. Les effets sur la santé, qui sont décrits ailleurs dans ce Encyclopédie, dépendent du niveau et de la durée d'exposition.

                Émissions organiques

                Les émissions organiques provenant des opérations sidérurgiques primaires peuvent inclure le benzène, le toluène, le xylène, les solvants, les HAP, les dioxines et les phénols. La ferraille utilisée comme matière première peut comprendre une variété de ces substances, selon sa source et la façon dont elle a été utilisée (p. ex. peinture et autres revêtements, autres métaux et lubrifiants). Tous ces polluants organiques ne sont pas capturés par les systèmes conventionnels d'épuration des gaz.

                Radioactivité

                Ces dernières années, on a signalé des cas dans lesquels des matières radioactives ont été incluses par inadvertance dans la ferraille. Les propriétés physicochimiques des nucléides (par exemple, les températures de fusion et d'ébullition et l'affinité pour l'oxygène) détermineront ce qui leur arrive dans le processus de fabrication de l'acier. Il peut y avoir une quantité suffisante pour contaminer les produits sidérurgiques, les sous-produits et les divers types de déchets et nécessiter ainsi un nettoyage et une élimination coûteux. Il y a aussi la contamination potentielle de l'équipement de fabrication de l'acier, avec une exposition potentielle résultante des travailleurs de l'acier. Cependant, de nombreuses exploitations sidérurgiques ont installé des détecteurs de rayonnement sensibles pour filtrer toutes les ferrailles d'acier achetées.

                Gaz carbonique

                Bien qu'il n'ait aucun effet sur la santé humaine ou les écosystèmes aux niveaux atmosphériques habituels, le dioxyde de carbone est important en raison de sa contribution à « l'effet de serre », qui est associé au réchauffement climatique. L'industrie sidérurgique est un important générateur de dioxyde de carbone, davantage en raison de l'utilisation du carbone comme agent réducteur dans la production de fer à partir du minerai de fer que de son utilisation comme source d'énergie. En 1990, grâce à diverses mesures de réduction du taux de coke dans les hauts fourneaux, de récupération de la chaleur perdue et d'économies d'énergie, les émissions de dioxyde de carbone de l'industrie sidérurgique avaient été réduites à 47 % des niveaux de 1960.

                Ozone

                L'ozone, un constituant majeur du smog atmosphérique près de la surface de la terre, est un polluant secondaire formé dans l'air par la réaction photochimique de la lumière du soleil sur les oxydes d'azote, facilitée à un degré variable, selon leur structure et leur réactivité, par une gamme de COV . Les gaz d'échappement des véhicules à moteur constituent la principale source de précurseurs de l'ozone, mais certains sont également générés par les usines sidérurgiques ainsi que par d'autres industries. En raison des conditions atmosphériques et topographiques, la réaction de l'ozone peut avoir lieu à de grandes distances de leur source.

                Contaminants des eaux usées

                Les aciéries rejettent de grands volumes d'eau dans les lacs, les rivières et les ruisseaux, des volumes supplémentaires étant vaporisés lors du refroidissement du coke ou de l'acier. Les eaux usées retenues dans des bassins de rétention non scellés ou présentant des fuites peuvent s'infiltrer et contaminer la nappe phréatique locale et les cours d'eau souterrains. Ceux-ci peuvent également être contaminés par le lessivage des eaux de pluie à travers des tas de matières premières ou des accumulations de déchets solides. Les contaminants comprennent les solides en suspension, les métaux lourds et les huiles et graisses. Les changements de température dans les eaux naturelles dus au rejet d'eau de procédé à plus haute température (70 % de l'eau de procédé sidérurgique est utilisée pour le refroidissement) peuvent affecter les écosystèmes de ces eaux. Par conséquent, le traitement de refroidissement avant le rejet est essentiel et peut être réalisé grâce à l'application de la technologie disponible.

                Matières solides en suspension

                Les solides en suspension (MES) sont les principaux polluants d'origine hydrique rejetés lors de la production d'acier. Ils comprennent principalement des oxydes de fer provenant de la formation de tartre lors du traitement ; du charbon, des boues biologiques, des hydroxydes métalliques et d'autres solides peuvent également être présents. Ceux-ci sont en grande partie non toxiques dans les environnements aqueux à des niveaux de rejet normaux. Leur présence à des niveaux plus élevés peut entraîner une décoloration des cours d'eau, une désoxygénation et un envasement.

                métaux lourds

                L'eau de fabrication de l'acier peut contenir des niveaux élevés de zinc et de manganèse, tandis que les rejets des zones de laminage à froid et de revêtement peuvent contenir du zinc, du cadmium, de l'aluminium, du cuivre et du chrome. Ces métaux sont naturellement présents dans le milieu aquatique ; c'est leur présence à des concentrations plus élevées que d'habitude qui suscite des inquiétudes quant aux effets potentiels sur les humains et les écosystèmes. Ces préoccupations sont accrues par le fait que, contrairement à de nombreux polluants organiques, ces métaux lourds ne se biodégradent pas en produits finaux inoffensifs et peuvent se concentrer dans les sédiments et dans les tissus des poissons et d'autres formes de vie aquatique. De plus, en étant combiné avec d'autres contaminants (par exemple, l'ammoniac, les composés organiques, les huiles, les cyanures, les alcalis, les solvants et les acides), leur toxicité potentielle peut être augmentée.

                Huiles et graisses

                Les huiles et les graisses peuvent être présentes dans les eaux usées sous des formes solubles et insolubles. La plupart des huiles lourdes et des graisses sont insolubles et s'enlèvent relativement facilement. Ils peuvent cependant s'émulsionner par contact avec des détergents ou des alcalis ou par agitation. Les huiles émulsifiées sont couramment utilisées dans le cadre du processus dans les broyeurs à froid. À l'exception de la décoloration de la surface de l'eau, de petites quantités de la plupart des composés d'huile aliphatique sont inoffensives. Cependant, les composés d'huiles aromatiques monohydriques peuvent être toxiques. En outre, les composants de l'huile peuvent contenir des substances toxiques telles que les PCB, le plomb et d'autres métaux lourds. Outre la question de la toxicité, la demande biologique et chimique en oxygène (DBO et DCO) des huiles et autres composés organiques peut diminuer la teneur en oxygène de l'eau, affectant ainsi la viabilité de la vie aquatique.

                Les déchets solides

                Une grande partie des déchets solides produits dans la fabrication de l'acier est réutilisable. Le processus de production de coke, par exemple, donne naissance à des dérivés du charbon qui sont des matières premières importantes pour l'industrie chimique. De nombreux sous-produits (par exemple, la poussière de coke) peuvent être réintroduits dans les processus de production. Les scories produites lorsque les impuretés présentes dans le charbon et le minerai de fer fondent et se combinent avec la chaux utilisée comme fondant dans la fonte peuvent être utilisées de plusieurs façons : enfouissement pour des projets de récupération, dans la construction de routes et comme matière première pour les usines de frittage qui fournissent hauts fourneaux. L'acier, quelle que soit sa qualité, sa taille, son utilisation ou sa durée de service, est entièrement recyclable et peut être recyclé à plusieurs reprises sans aucune dégradation de ses propriétés mécaniques, physiques ou métallurgiques. Le taux de recyclage est estimé à 90 %. Le tableau 1 présente un aperçu de la mesure dans laquelle l'industrie sidérurgique japonaise est parvenue à recycler les déchets.

                Tableau 1. Déchets générés et recyclés dans la production d'acier au Japon

                 

                Génération (A)
                (1,000 XNUMX tonnes)

                Décharge (B)
                (1,000 XNUMX tonnes)

                Réutilisation
                (A-B/A) %

                Scories

                Hauts fourneaux
                Fours à oxygène de base
                Fours à arc électrique
                Sous-total

                24,717
                9,236
                2,203
                36,156

                712
                1,663
                753
                3,128

                97.1
                82.0
                65.8
                91.3

                Poussière

                4,763

                238

                95.0

                Boue

                519

                204

                60.7

                Huile usée

                81

                   

                Total

                41,519

                3,570

                91.4

                Source : IISI 1992.

                Conservation de l'énergie

                La conservation de l'énergie est souhaitable non seulement pour des raisons économiques, mais également pour réduire la pollution dans les installations d'approvisionnement en énergie telles que les services publics d'électricité. La quantité d'énergie consommée dans la production d'acier varie considérablement selon les procédés utilisés et le mélange de ferraille et de minerai de fer dans la matière première. En 1988, l'intensité énergétique des usines américaines utilisant de la ferraille était en moyenne de 21.1 gigajoules par tonne, tandis que les usines japonaises consommaient environ 25 % de moins. Une usine modèle à base de ferraille de l'Institut international du fer et de l'acier (IISI) ne nécessitait que 10.1 gigajoules par tonne (IISI 1992).

                L'augmentation du coût de l'énergie a stimulé le développement de technologies économes en énergie et en matériaux. Les gaz à faible énergie, tels que les sous-produits gazeux produits dans les hauts fourneaux et les fours à coke, sont récupérés, nettoyés et utilisés comme combustible. La consommation de coke et de combustible auxiliaire par l'industrie sidérurgique allemande, qui était en moyenne de 830 kg/tonne en 1960, a été réduite à 510 kg/tonne en 1990. L'industrie sidérurgique japonaise a pu réduire sa part de la consommation totale d'énergie au Japon de 20.5 % en 1973 à environ 7 % en 1988. L'industrie sidérurgique des États-Unis a réalisé d'importants investissements dans la conservation de l'énergie. L'usine moyenne a réduit sa consommation d'énergie de 45 % depuis 1975 grâce à la modification des procédés, aux nouvelles technologies et à la restructuration (les émissions de dioxyde de carbone ont diminué proportionnellement).

                Face à l'avenir

                Traditionnellement, les gouvernements, les associations professionnelles et les industries individuelles ont abordé les préoccupations environnementales sur une base spécifique aux médias, traitant séparément, par exemple, les problèmes d'air, d'eau et d'élimination des déchets. Bien qu'utile, cela a parfois simplement déplacé le problème d'un domaine environnemental à un autre, comme dans le cas du traitement coûteux des eaux usées qui laisse le problème ultérieur de l'élimination des boues de traitement, ce qui peut également causer une grave pollution des eaux souterraines.

                Ces dernières années, cependant, l'industrie sidérurgique internationale s'est attaquée à ce problème par le biais du contrôle intégré de la pollution, qui s'est ensuite développé en gestion totale des risques environnementaux, un programme qui examine tous les impacts simultanément et aborde systématiquement les domaines prioritaires. Un deuxième développement d'égale importance a été l'accent mis sur l'action préventive plutôt que sur l'action corrective. Cela aborde des questions telles que l'emplacement de l'usine, la préparation du site, l'aménagement et l'équipement de l'usine, la spécification des responsabilités de gestion quotidiennes et l'assurance d'un personnel et de ressources adéquats pour surveiller la conformité aux réglementations environnementales et rendre compte des résultats aux autorités compétentes.

                Le Centre de l'industrie et de l'environnement, créé en 1975 par le Programme des Nations Unies pour l'environnement (PNUE), vise à encourager la coopération entre les industries et les gouvernements afin de promouvoir un développement industriel respectueux de l'environnement. Ses objectifs incluent :

                • encouragement à l'intégration de critères environnementaux dans les plans de développement industriel
                • facilitation de la mise en œuvre des procédures et principes de protection de l'environnement
                • promotion de l'utilisation de techniques sûres et propres
                • stimulation de l'échange d'informations et d'expériences à travers le monde.

                 

                L'UNEP travaille en étroite collaboration avec l'IISI, la première association industrielle internationale consacrée à une seule industrie. Les membres de l'IISI comprennent des entreprises sidérurgiques publiques et privées et des associations nationales et régionales de l'industrie sidérurgique, des fédérations et des instituts de recherche dans les 51 pays qui, ensemble, représentent plus de 70 % de la production mondiale totale d'acier. L'IISI, souvent de concert avec le PNUE, produit des déclarations de politique et de principes environnementaux et des rapports techniques tels que celui sur lequel une grande partie de cet article est basé (PNUE et IISI 1997). Ensemble, ils s'efforcent d'aborder les facteurs économiques, sociaux, moraux, personnels, de gestion et technologiques qui influent sur le respect des principes, des politiques et des réglementations environnementales.

                 

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                Table des matières

                Références sidérurgiques

                Constantino, JP, CK Redmond et A Bearden. 1995. Risque de cancer lié au travail chez les travailleurs des fours à coke : 30 ans de suivi. J Occup Env Med 37:597-603.

                Cullen, MR, JR Balmes, JM Robins et GJ Walker Smith. 1981. Pneumonie lipoïde causée par l'exposition au brouillard d'huile d'un laminoir tandem en acier. Am J Ind Med 2: 51–58.

                Centre international de recherche sur le cancer (CIRC). 1984. Monographies 1984. 34:101–131.

                Institut international du fer et de l'acier (IISI). 1992. Contrôle environnemental dans l'industrie sidérurgique. Documents préparés pour la conférence mondiale ENCOSTEEL de 1991, Bruxelles.

                Organisation internationale du travail (OIT). 1992. Développements récents dans l'industrie du fer et de l'acier. Rapport l. Genève : OIT.

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                Thomas, PR et D Clarke. 1992. Vibration, doigt blanc et contracture de Dupuytren : sont-ils liés ? Occup Med 42(3):155–158.

                Programme des Nations Unies pour l'environnement (PNUE). 1986. Directives pour la gestion environnementale des usines sidérurgiques. Paris : PNUE.

                Programme des Nations Unies pour l'environnement (PNUE) et Institut de l'acier (IISI). 1997. L'industrie sidérurgique et l'environnement : problèmes techniques et de gestion. Rapport technique n° 38. Paris et Bruxelles : PNUE et IISI.

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                Commission de la santé de l'Organisation mondiale de la santé (OMS). 1992. Rapport du Groupe d'experts sur l'industrie et la santé. Genève : OMS.