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73. Ferro e acciaio

Editor del capitolo: Agostino Moffit


Sommario

Figure e tabelle

Industria siderurgica
Giovanni Masaiti

Mulini rotanti
H.Schneider

Problemi e modelli di salute e sicurezza

Problemi ambientali e di salute pubblica

tavoli

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1. Sottoprodotti recuperabili delle cokerie
2. Rifiuti generati e riciclati nella produzione di acciaio in Giappone

Cifre

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Domenica, Marzo 13 2011 14: 12

Industria siderurgica

Il ferro è più diffuso nella crosta terrestre, sotto forma di vari minerali (ossidi, minerali idrati, carbonati, solfuri, silicati e così via). Fin dalla preistoria l'uomo ha imparato a preparare e lavorare questi minerali mediante varie operazioni di lavaggio, frantumazione e vagliatura, separando la ganga, calcinando, sinterizzando e pellettizzando, al fine di rendere i minerali fusi e ottenere ferro e acciaio. In tempi storici, in molti paesi si sviluppò una prospera industria siderurgica, basata sulle forniture locali di minerale e sulla vicinanza delle foreste per fornire il carbone per il combustibile. All'inizio del XVIII secolo, la scoperta che il coke poteva essere utilizzato al posto del carbone di legna rivoluzionò l'industria, rendendo possibile il suo rapido sviluppo come base su cui poggiavano tutti gli altri sviluppi della rivoluzione industriale. Grandi vantaggi derivavano da quei paesi in cui giacimenti naturali di carbone e minerale di ferro si trovavano vicini.

La produzione dell'acciaio fu in gran parte uno sviluppo del XIX secolo, con l'invenzione dei processi di fusione; il Bessemer (19), il focolare aperto, solitamente alimentato a gas produttore (1855); e il forno elettrico (1864). Dalla metà del XX secolo, la conversione dell'ossigeno, principalmente il processo di Linz-Donowitz (LD) mediante lancia di ossigeno, ha reso possibile la produzione di acciaio di alta qualità con costi di produzione relativamente bassi.

Oggi la produzione di acciaio è un indice di prosperità nazionale e la base della produzione di massa in molti altri settori come la costruzione navale, automobilistica, edilizia, macchinari, utensili e attrezzature industriali e domestiche. Lo sviluppo dei trasporti, in particolare via mare, ha reso economicamente redditizio lo scambio internazionale delle materie prime necessarie (minerali di ferro, carbone, olio combustibile, rottami e additivi). Pertanto, i paesi che possiedono giacimenti di minerale di ferro vicino ai giacimenti di carbone non sono più privilegiati e nelle regioni costiere dei maggiori paesi industrializzati sono stati costruiti grandi impianti fusori e acciaierie che si riforniscono di materie prime dai paesi esportatori in grado di soddisfare le esigenze attuali. requisiti giornalieri per materiali di alta qualità.

Negli ultimi decenni sono stati sviluppati e hanno avuto successo i cosiddetti processi di riduzione diretta. I minerali di ferro, in particolare i minerali nobili o nobilitati, vengono ridotti a spugna di ferro estraendo l'ossigeno in essi contenuto, ottenendo così un materiale ferroso che sostituisce il rottame.

Produzione di ferro e acciaio

La produzione mondiale di ghisa è stata di 578 milioni di tonnellate nel 1995 (vedi figura 1).

Figura 1. Produzione mondiale di ghisa nel 1995, per regioni

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La produzione mondiale di acciaio grezzo è stata di 828 milioni di tonnellate nel 1995 (vedi figura 2).

Figura 2. Produzione mondiale di acciaio grezzo nel 1995, per regioni

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L'industria siderurgica sta attraversando una rivoluzione tecnologica e la tendenza nella costruzione di nuove capacità produttive è stata verso il forno elettrico ad arco che utilizza rottami di acciaio riciclato (EAF) da parte di acciaierie più piccole (vedi figura 3). Sebbene le acciaierie integrate in cui l'acciaio è ricavato dal minerale di ferro operino a livelli record di efficienza, le acciaierie EAF con capacità produttive dell'ordine di meno di 1 milione di tonnellate all'anno stanno diventando sempre più comuni nei principali paesi produttori di acciaio del mondo .

Figura 3. Cariche di scarto o forni elettrici

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Fabbricazione del ferro

La linea di flusso complessiva della produzione di ferro e acciaio è mostrata in figura 4.

Figura 4. Linea di flusso della produzione dell'acciaio

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Per la lavorazione del ferro, la caratteristica essenziale è l'altoforno, dove il minerale di ferro viene fuso (ridotto) per produrre ghisa. Il forno viene caricato dall'alto con minerale di ferro, coke e calcare; l'aria calda, spesso arricchita di ossigeno, viene insufflata dal basso; e il monossido di carbonio prodotto dal coke trasforma il minerale di ferro in ghisa contenente carbonio. Il calcare funge da fondente. Ad una temperatura di 1,600°C (vedi figura 5) la ghisa fonde e si raccoglie sul fondo del forno, e il calcare si combina con la terra formando scorie. La fornace viene spillata (ovvero, la ghisa grezza viene rimossa) periodicamente, e la ghisa grezza può quindi essere versata nei pigs per un uso successivo (ad esempio, nelle fonderie), o nelle siviere dove viene trasferita, ancora fusa, all'acciaio- impianto di fabbricazione.

Figura 5. Misurazione della temperatura del metallo fuso in un altoforno

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Alcuni grandi impianti hanno cokerie nello stesso sito. I minerali di ferro sono generalmente sottoposti a speciali processi preparatori prima di essere caricati nell'altoforno (lavaggio, riduzione a pezzatura ideale mediante frantumazione e vagliatura, separazione del minerale fine per la sinterizzazione e la pellettizzazione, cernita meccanizzata per separare la ganga, calcinazione, sinterizzazione e pellettizzazione). Le scorie prelevate dal forno possono essere convertite in loco per altri usi, in particolare per la produzione di cemento.

Figura 6. Carica di metallo caldo per forno ad ossigeno basico

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Produzione di acciaio

La ghisa contiene grandi quantità di carbonio e altre impurità (principalmente zolfo e fosforo). Deve, quindi, essere affinato. Il contenuto di carbonio deve essere ridotto, le impurità ossidate e rimosse e il ferro convertito in un metallo altamente elastico che può essere forgiato e fabbricato. Questo è lo scopo delle operazioni di produzione dell'acciaio. Esistono tre tipi di forni per la produzione dell'acciaio: il forno a focolare aperto, il convertitore di processo ossigeno-base (vedi figura 6) e il forno elettrico ad arco (vedi figura 7). I forni a focolare aperto per la maggior parte sono stati sostituiti da convertitori di ossigeno basico (dove l'acciaio viene prodotto soffiando aria o ossigeno nel ferro fuso) e forni elettrici ad arco (dove l'acciaio viene prodotto da rottami di ferro e pellet di spugna di ferro).

Figura 7. Vista generale della colata in forno elettrico

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Gli acciai speciali sono leghe in cui vengono incorporati altri elementi metallici per produrre acciai con qualità speciali e per scopi speciali, (es. cromo per prevenire la ruggine, tungsteno per dare durezza e tenacità alle alte temperature, nichel per aumentare la forza, la duttilità e la resistenza alla corrosione) . Questi costituenti di lega possono essere aggiunti o alla carica d'altoforno (vedi figura 8) o all'acciaio fuso (nel forno o nella siviera) (vedi figura 9). Il metallo fuso proveniente dal processo di produzione dell'acciaio viene versato in macchine di colata continua per formare billette (vedi figura 10), blumi (vedi figura 11) o bramme. Il metallo fuso può anche essere colato in stampi per formare lingotti. La maggior parte dell'acciaio è prodotta con il metodo della colata (vedi figura 12). I vantaggi della colata continua sono l'aumento della resa, la qualità superiore, il risparmio energetico e la riduzione dei costi operativi e di capitale. Le forme colate in lingotti vengono stoccate in fosse di macerazione (ovvero forni sotterranei con porte), dove i lingotti possono essere riscaldati prima di passare ai laminatoi o ad altre successive lavorazioni (figura 4). Recentemente, le aziende hanno iniziato a produrre acciaio con colate continue. I laminatoi sono discussi altrove in questo capitolo; fonderie, fucinatura e stampaggio sono discusse nel capitolo Industria della lavorazione dei metalli e lavorazione dei metalli.

Figura 8. Retro della carica di metallo caldo

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Figura 9. Siviera di colata continua

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Figura 10. Billetta da colata continua

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Figura 11. Bloom in colata continua

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Figura 12. Pulpito di controllo per il processo di colata continua

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Pericoli

incidenti

Nell'industria siderurgica, grandi quantità di materiale vengono lavorate, trasportate e convogliate da attrezzature massicce che fanno impallidire quelle della maggior parte delle industrie. Le acciaierie in genere hanno sofisticati programmi di sicurezza e salute per affrontare i pericoli in un ambiente che può essere spietato. Di solito, per controllare i pericoli è necessario un approccio integrato che combini buone pratiche ingegneristiche e di manutenzione, procedure di lavoro sicure, formazione dei lavoratori e uso di dispositivi di protezione individuale (DPI).

Le ustioni possono verificarsi in molti punti del processo di produzione dell'acciaio: nella parte anteriore del forno durante l'estrazione dal metallo fuso o dalle scorie; da fuoriuscite, schizzi o eruzioni di metallo caldo da siviere o recipienti durante la lavorazione, colatura (versamento) o trasporto; e dal contatto con il metallo caldo mentre viene formato in un prodotto finale.

L'acqua intrappolata da metallo fuso o scorie può generare forze esplosive che lanciano metallo o materiale caldo su una vasta area. Anche l'inserimento di uno strumento umido nel metallo fuso può causare violente eruzioni.

Il trasporto meccanico è essenziale nella produzione di ferro e acciaio, ma espone i lavoratori a potenziali rischi di collisione e intrappolamento. I carriponte si trovano in quasi tutti i settori delle acciaierie. La maggior parte dei lavori di grandi dimensioni fa anche molto affidamento sull'uso di attrezzature a rotaia fissa e di grandi trattori industriali per il trasporto dei materiali.

I programmi di sicurezza per l'uso della gru richiedono una formazione per garantire il funzionamento corretto e sicuro della gru e il sollevamento dei carichi per evitare la caduta dei carichi; buona comunicazione e utilizzo di segnali manuali standard tra i gruisti e gli imbracatori per prevenire lesioni dovute a movimenti imprevisti della gru; programmi di ispezione e manutenzione per parti di gru, paranchi di sollevamento, imbracature e ganci per prevenire la caduta di carichi; e mezzi di accesso sicuri alle gru per evitare cadute e incidenti sulle vie trasversali delle gru.

I programmi di sicurezza per le ferrovie richiedono anche una buona comunicazione, specialmente durante lo spostamento e l'accoppiamento dei vagoni ferroviari, per evitare di intrappolare le persone tra gli accoppiamenti dei vagoni ferroviari.

Il mantenimento di un'adeguata distanza per il passaggio di grandi trattori industriali e altre attrezzature e la prevenzione di avviamenti e movimenti imprevisti sono necessari per eliminare i pericoli di urto, urto e intrappolamento tra operatori di attrezzature, pedoni e altri operatori di veicoli. I programmi sono necessari anche per l'ispezione e la manutenzione delle apparecchiature di sicurezza e delle vie di passaggio.

Una buona pulizia è un caposaldo della sicurezza nelle opere siderurgiche. Pavimenti e passaggi possono essere rapidamente ostruiti da materiale e attrezzi che rappresentano un pericolo di inciampo. Vengono utilizzate grandi quantità di grassi, oli e lubrificanti e, se versati, possono facilmente diventare un pericolo di scivolamento sulle superfici di lavoro o di calpestio.

Gli strumenti sono soggetti a forte usura e diventano presto compromessi e forse pericolosi da usare. Sebbene la meccanizzazione abbia notevolmente ridotto la quantità di movimentazione manuale nel settore, in molte occasioni possono ancora verificarsi sforzi ergonomici.

Motori affilati o sbavature su prodotti in acciaio o nastri metallici pongono rischi di lacerazione e perforazione per i lavoratori coinvolti nelle operazioni di finitura, spedizione e movimentazione dei rottami. Guanti e protezioni per i polsi resistenti al taglio vengono spesso utilizzati per eliminare le lesioni.

I programmi di occhiali protettivi sono particolarmente importanti nelle opere siderurgiche. I rischi per gli occhi da corpo estraneo sono prevalenti nella maggior parte delle aree, in particolare nella manipolazione delle materie prime e nella finitura dell'acciaio, dove vengono eseguite la molatura, la saldatura e la combustione.

La manutenzione programmata è particolarmente importante per la prevenzione degli infortuni. Il suo scopo è quello di garantire l'efficienza delle apparecchiature e mantenere le protezioni pienamente operative, poiché il guasto può causare incidenti. Anche il rispetto delle pratiche operative sicure e delle regole di sicurezza è molto importante a causa della complessità, delle dimensioni e della velocità delle attrezzature e dei macchinari di processo.

Avvelenamento da monossido di carbonio

Altiforni, convertitori e cokerie producono grandi quantità di gas nel processo di lavorazione del ferro e dell'acciaio. Dopo che la polvere è stata rimossa, questi gas vengono utilizzati come fonti di combustibile nei vari impianti e alcuni vengono forniti agli impianti chimici per essere utilizzati come materie prime. Contengono grandi quantità di monossido di carbonio (gas di altoforno, dal 22 al 30%; gas di cokeria, dal 5 al 10%; gas di convertitore, dal 68 al 70%).

Il monossido di carbonio a volte emana o fuoriesce dalle parti superiori o dai corpi degli altiforni o dai numerosi gasdotti all'interno degli impianti, provocando accidentalmente un avvelenamento acuto da monossido di carbonio. La maggior parte dei casi di tale avvelenamento si verifica durante i lavori intorno agli altiforni, specialmente durante le riparazioni. Altri casi si verificano durante i lavori intorno alle stufe calde, i giri di ispezione attorno ai corpi dei forni, i lavori in prossimità delle cime dei forni o nei pressi delle tacche della cenere o delle tacche di spillatura. L'avvelenamento da monossido di carbonio può anche derivare dal gas rilasciato dalle valvole di tenuta dell'acqua o dai vasi di tenuta negli impianti di produzione dell'acciaio o nei laminatoi; dallo spegnimento improvviso di apparecchiature di soffiaggio, locali caldaie o ventilatori; da perdite; dalla mancata ventilazione o spurgo adeguati di recipienti di processo, condutture o apparecchiature prima del lavoro; e durante la chiusura delle valvole dei tubi.

Polvere e fumi

Polveri e fumi vengono generati in molti punti della produzione di ferro e acciaio. Polveri e fumi si trovano nei processi di preparazione, in particolare la sinterizzazione, davanti agli altiforni e ai forni di acciaio e nella fabbricazione dei lingotti. Polveri e fumi di minerale di ferro o metalli ferrosi non causano facilmente fibrosi polmonare e la pneumoconiosi è rara. Si pensa che alcuni tumori polmonari siano collegati ad agenti cancerogeni trovati nelle emissioni di cokeria. I fumi densi emessi durante l'utilizzo delle lance ad ossigeno e dall'utilizzo dell'ossigeno nei forni a suola aperta possono particolarmente interessare gli operatori delle gru.

L'esposizione alla silice rappresenta un rischio per i lavoratori impegnati nel rivestimento, nel rivestimento e nella riparazione di altiforni e forni e recipienti in acciaio con materiali refrattari, che possono contenere fino all'80% di silice. Le siviere sono rivestite con mattoni refrattari o silice frantumata legata e questo rivestimento richiede riparazioni frequenti. La silice contenuta nei materiali refrattari è in parte sotto forma di silicati, che non provocano silicosi ma bensì pneumoconiosi. I lavoratori sono raramente esposti a pesanti nuvole di polvere.

Le aggiunte di leghe ai forni che producono acciai speciali a volte comportano potenziali rischi di esposizione a cromo, manganese, piombo e cadmio.

Pericoli vari

Le operazioni al banco e in alto nelle operazioni di cokeria davanti agli altiforni nella produzione del ferro e nelle operazioni di fronte al forno, nella produzione di lingotti e di colata continua nella produzione dell'acciaio comportano tutte attività faticose in un ambiente caldo. Devono essere implementati programmi di prevenzione delle malattie da calore.

I forni possono causare abbagliamento che può ferire gli occhi a meno che non venga fornita e indossata un'adeguata protezione per gli occhi. Le operazioni manuali, come la fornace di muratura, e le vibrazioni mano-braccio nelle cippatrici e nelle smerigliatrici possono causare problemi ergonomici.

Impianti di soffiaggio, impianti di ossigeno, soffianti a gas e forni elettrici ad alta potenza possono causare danni all'udito. Gli operatori delle fornaci dovrebbero essere protetti racchiudendo la fonte del rumore con materiale fonoassorbente o fornendo rifugi insonorizzati. Anche la riduzione del tempo di esposizione può rivelarsi efficace. Le protezioni acustiche (cuffie o tappi per le orecchie) sono spesso necessarie nelle aree ad alto rumore a causa dell'impossibilità di ottenere un'adeguata riduzione del rumore con altri mezzi.

Misure di sicurezza e salute

Organizzazione della sicurezza

L'organizzazione della sicurezza è di primaria importanza nell'industria siderurgica, dove la sicurezza dipende molto dalla reazione dei lavoratori ai potenziali pericoli. La prima responsabilità della direzione è fornire le condizioni fisiche più sicure possibili, ma di solito è necessario ottenere la collaborazione di tutti nei programmi di sicurezza. I comitati antinfortunistici, i delegati dei lavoratori alla sicurezza, gli incentivi alla sicurezza, i concorsi, i suggerimenti, gli slogan e gli avvisi possono svolgere un ruolo importante nei programmi di sicurezza. Coinvolgere tutte le persone nelle valutazioni dei pericoli del sito, nell'osservazione del comportamento e negli esercizi di feedback può promuovere atteggiamenti positivi verso la sicurezza e focalizzare i gruppi di lavoro che lavorano per prevenire infortuni e malattie.

Le statistiche sugli infortuni rivelano aree di pericolo e la necessità di una protezione fisica aggiuntiva, nonché un maggiore stress per le pulizie. È possibile valutare il valore dei diversi tipi di indumenti protettivi ei vantaggi possono essere comunicati ai lavoratori interessati.

Allenamento

La formazione dovrebbe includere informazioni sui pericoli, sui metodi di lavoro sicuri, sulla prevenzione dei rischi e sull'uso dei DPI. Quando vengono introdotti nuovi metodi o processi, può essere necessario riqualificare anche quei lavoratori con una lunga esperienza su vecchi tipi di forni. Particolarmente preziosi sono i corsi di formazione e aggiornamento del personale di ogni livello. Dovrebbero familiarizzare il personale con i metodi di lavoro sicuri, gli atti pericolosi da vietare, le norme di sicurezza e le principali disposizioni legali relative alla prevenzione degli infortuni. La formazione dovrebbe essere condotta da esperti e dovrebbe avvalersi di supporti audiovisivi efficaci. Riunioni o contatti sulla sicurezza dovrebbero essere tenuti regolarmente per tutte le persone per rafforzare la formazione e la consapevolezza della sicurezza.

Misure ingegneristiche e amministrative

Tutte le parti pericolose di macchinari e attrezzature, inclusi ascensori, nastri trasportatori, alberi di corsa lunghi e ingranaggi su gru a ponte, devono essere protette in modo sicuro. Un regolare sistema di ispezione, esame e manutenzione è necessario per tutti i macchinari e le attrezzature dello stabilimento, in particolare per gru, paranchi di sollevamento, catene e ganci. Un efficace programma di lockout/tagout dovrebbe essere operativo per la manutenzione e la riparazione. L'attrezzatura difettosa deve essere rottamata. I carichi di lavoro sicuri devono essere chiaramente contrassegnati e l'attrezzatura non in uso deve essere conservata in modo ordinato. I mezzi di accesso alle gru a ponte dovrebbero, ove possibile, essere tramite scale. Se è necessario utilizzare una scala verticale, dovrebbe essere intelaiata a intervalli. Dovrebbero essere prese disposizioni efficaci per limitare la corsa delle gru a ponte quando le persone sono al lavoro nelle vicinanze. Potrebbe essere necessario, come richiesto dalla legge in alcuni paesi, installare adeguati quadri sui carriponte per evitare collisioni se due o più gru viaggiano sulla stessa pista.

Locomotive, rotaie, vagoni, passeggini e giunti dovrebbero essere di buona progettazione e mantenuti in buone condizioni, e dovrebbe essere in funzione un efficace sistema di segnalazione e avvertimento. Dovrebbero essere vietati il ​​passaggio sui ganci o il passaggio tra i carri. Nessuna operazione dovrebbe essere effettuata sul binario dell'attrezzatura ferroviaria a meno che non siano state prese misure per limitare l'accesso o il movimento dell'attrezzatura.

È necessaria una grande cura nell'immagazzinare l'ossigeno. Le forniture alle diverse parti dei lavori dovrebbero essere convogliate e chiaramente identificate. Tutte le lance devono essere mantenute pulite.

C'è un bisogno infinito di buone pulizie. Le cadute e gli inciampi causati da pavimenti ostruiti o attrezzi e strumenti lasciati incustoditi possono causare lesioni a se stessi, ma possono anche scagliare una persona contro materiale caldo o fuso. Tutti i materiali devono essere impilati con cura e le rastrelliere devono essere opportunamente posizionate per gli strumenti. Le fuoriuscite di grasso o olio devono essere pulite immediatamente. L'illuminazione di tutte le parti dei negozi e delle protezioni delle macchine dovrebbe essere di alto livello.

Igiene industriale

Sono necessarie una buona ventilazione generale in tutto l'impianto e una ventilazione di scarico locale (LEV) ovunque siano generate quantità sostanziali di polvere e fumi o dove possono fuoriuscire gas, insieme ai più elevati standard possibili di pulizia e pulizia. Le apparecchiature a gas devono essere regolarmente ispezionate e ben manutenute in modo da evitare qualsiasi perdita di gas. Ogni volta che si deve eseguire qualsiasi lavoro in un ambiente che può contenere gas, è necessario utilizzare rilevatori di gas di monossido di carbonio per garantire la sicurezza. Quando il lavoro in un'area pericolosa è inevitabile, è necessario indossare respiratori autonomi o ad adduzione d'aria. Le bombole di aria respirabile dovrebbero essere sempre pronte e gli operatori dovrebbero essere accuratamente addestrati sui metodi per azionarle.

Al fine di migliorare l'ambiente di lavoro, dovrebbe essere installata una ventilazione indotta per fornire aria fresca. I soffiatori locali possono essere posizionati per dare sollievo individuale, specialmente nei luoghi di lavoro caldi. La protezione dal calore può essere fornita installando schermi termici tra i lavoratori e le fonti di calore radiante, come forni o metallo caldo, installando schermi d'acqua o cortine d'aria davanti ai forni o installando schermi di filo metallico resistenti al calore. Una tuta e un cappuccio di materiale resistente al calore con respiratore ad aria offre la migliore protezione per i lavoratori della fornace. Poiché il lavoro nelle fornaci è estremamente caldo, nella tuta possono essere condotte anche linee di aria fredda. Sono inoltre essenziali disposizioni fisse per consentire il tempo di raffreddamento prima dell'ingresso nei forni.

L'acclimatazione porta alla regolazione naturale del contenuto salino del sudore corporeo. L'incidenza delle affezioni da caldo può essere molto attenuata da adattamenti del carico di lavoro e da periodi di riposo ben distanziati, specialmente se questi vengono trascorsi in un locale fresco, se necessario climatizzato. Come palliativi, dovrebbe essere fornita un'abbondante scorta di acqua e altre bevande adatte e dovrebbero esserci strutture per consumare pasti leggeri. La temperatura delle bevande fresche non dovrebbe essere troppo bassa e i lavoratori dovrebbero essere addestrati a non ingerire troppo liquido fresco alla volta; pasti leggeri sono da preferire durante l'orario di lavoro. La sostituzione del sale è necessaria per i lavori che comportano un'abbondante sudorazione e si ottiene al meglio aumentando l'assunzione di sale con pasti regolari.

Nei climi freddi è necessaria la cura per prevenire gli effetti negativi di una prolungata esposizione al freddo o di sbalzi di temperatura improvvisi e violenti. Mense, lavanderie e servizi igienici dovrebbero essere preferibilmente a portata di mano. I servizi di lavaggio dovrebbero includere docce; gli spogliatoi e gli armadietti devono essere forniti e mantenuti in condizioni pulite e igieniche.

Ove possibile, le fonti di rumore dovrebbero essere isolate. I pannelli centrali remoti allontanano alcuni operatori dalle zone rumorose; la protezione dell'udito dovrebbe essere richiesta nelle aree peggiori. Oltre a racchiudere i macchinari rumorosi con materiale fonoassorbente o proteggere i lavoratori con ripari insonorizzati, i programmi di protezione dell'udito si sono rivelati mezzi efficaci per controllare la perdita dell'udito causata dal rumore.

Equipaggiamento per la protezione personale

Tutte le parti del corpo sono a rischio nella maggior parte delle operazioni, ma il tipo di abbigliamento protettivo richiesto varia a seconda del luogo. Coloro che lavorano nelle fornaci hanno bisogno di indumenti che proteggano dalle ustioni: tute di materiale resistente al fuoco, ghette, stivali, guanti, elmetti con visiere o occhiali protettivi contro le scintille volanti e anche contro l'abbagliamento. Stivali di sicurezza, occhiali di sicurezza e elmetti sono indispensabili in quasi tutte le occupazioni e i guanti sono ampiamente necessari. L'abbigliamento protettivo deve tenere conto dei rischi per la salute e il comfort dovuti al calore eccessivo; ad esempio un cappuccio ignifugo con visiera in rete metallica offre una buona protezione contro le scintille ed è resistente al calore; varie fibre sintetiche si sono anche dimostrate efficienti nella resistenza al calore. Una rigorosa supervisione e una propaganda continua sono necessarie per garantire che i dispositivi di protezione individuale siano indossati e mantenuti correttamente.

Ergonomia

L'approccio ergonomico (vale a dire l'indagine sul rapporto lavoratore-macchina-ambiente) è di particolare importanza in alcune operazioni nell'industria siderurgica. Uno studio ergonomico appropriato è necessario non solo per indagare le condizioni in cui un lavoratore sta eseguendo varie operazioni, ma anche per esplorare l'impatto dell'ambiente sul lavoratore e la progettazione funzionale dei macchinari utilizzati.

Supervisione medica

Gli esami medici pre-collocamento sono di grande importanza nella selezione delle persone adatte per l'arduo lavoro nella lavorazione del ferro e dell'acciaio. Per la maggior parte del lavoro è richiesto un buon fisico: ipertensione, malattie cardiache, obesità e gastroenterite cronica precludono le persone dal lavoro in ambienti caldi. Particolare cura è necessaria nella selezione dei gruisti, sia per le capacità fisiche che mentali.

La supervisione medica dovrebbe prestare particolare attenzione a coloro che sono esposti a stress da calore; devono essere previsti esami periodici del torace per chi è esposto alla polvere, ed esami audiometrici per chi è esposto al rumore; gli operatori di apparecchiature mobili dovrebbero anche sottoporsi a visite mediche periodiche per garantire la loro continua idoneità al lavoro.

È necessaria una supervisione costante di tutti i dispositivi di rianimazione, così come la formazione degli operatori nelle procedure di pronto soccorso.

Dovrebbe inoltre essere fornito un posto di pronto soccorso centrale con le attrezzature mediche necessarie per l'assistenza di emergenza. Se possibile, dovrebbe esserci un'ambulanza per il trasporto di feriti gravi all'ospedale più vicino sotto la cura di un assistente di ambulanza qualificato. Negli impianti più grandi le postazioni o le cassette di pronto soccorso dovrebbero essere collocate in più punti centrali.

Operazioni di coca

Preparazione del carbone

Il singolo fattore più importante per la produzione di coke metallurgico è la selezione dei carboni. I carboni con basso contenuto di ceneri e basso contenuto di zolfo sono i più desiderabili. Il carbone a bassa volatilità in quantità fino al 40% viene solitamente miscelato con carbone ad alta volatilità per ottenere le caratteristiche desiderate. La proprietà fisica più importante del coke metallurgico è la sua forza e capacità di resistere alla rottura e all'abrasione durante la manipolazione e l'uso nell'altoforno. Le operazioni di movimentazione del carbone consistono nello scarico da vagoni ferroviari, chiatte marittime o camion; miscelazione del carbone; proporzionamento; polverizzazione; controllo della densità apparente utilizzando olio diesel o simile; e convogliamento ai bunker della batteria del coke.

cucinare

Per la maggior parte il coke viene prodotto in cokerie di sottoprodotti progettate e gestite per raccogliere il materiale volatile dal carbone. I forni sono costituiti da tre parti principali: le camere di cottura, le canne fumarie e la camera di rigenerazione. A parte il supporto strutturale in acciaio e cemento, i forni sono costruiti in mattoni refrattari. Tipicamente ogni batteria contiene circa 45 forni separati. Le camere di cokeria sono generalmente alte da 1.82 a 6.7 ​​metri, lunghe da 9.14 a 15.5 metri e 1,535 °C alla base della canna fumaria. Il tempo necessario per la cottura varia a seconda delle dimensioni del forno, ma solitamente oscilla tra le 16 e le 20 ore.

Nei grandi forni verticali, il carbone viene caricato attraverso le aperture nella parte superiore da un "carro larry" su rotaia che trasporta il carbone dal bunker del carbone. Dopo che il carbone è diventato coke, il coke viene spinto fuori dal forno da un lato da un ariete motorizzato o "spingitore". Il pistone è leggermente più piccolo delle dimensioni del forno in modo da evitare il contatto con le superfici interne del forno. Il coke viene raccolto in un vagone su rotaia o nel lato della batteria opposto allo spintore e trasportato all'impianto di tempra. Il coke caldo viene temprato a umido con acqua prima dello scarico sul molo del coke. In alcune batterie, il coke caldo viene raffreddato a secco per recuperare calore sensibile per la generazione di vapore.

Le reazioni durante la carbonizzazione del carbone per la produzione di coke sono complesse. I prodotti di decomposizione del carbone comprendono inizialmente acqua, ossidi di carbonio, idrogeno solforato, composti idroaromatici, paraffine, olefine, composti fenolici e contenenti azoto. La sintesi e la degradazione avvengono tra i prodotti primari che producono grandi quantità di idrogeno, metano e idrocarburi aromatici. L'ulteriore decomposizione dei complessi composti contenenti azoto produce ammoniaca, acido cianidrico, basi piridiniche e azoto. La continua rimozione di idrogeno dal residuo nel forno produce coke duro.

Le cokerie di sottoprodotto che dispongono di attrezzature per il recupero e la lavorazione dei prodotti chimici del carbone producono i materiali elencati nella tabella 1.

Tabella 1. Sottoprodotti recuperabili delle cokerie

Sottoprodotto

Componenti recuperabili

Gas di cokeria

Idrogeno, metano, etano, monossido di carbonio, anidride carbonica, etilene,
propilene, butilene, acetilene, idrogeno solforato, ammoniaca, ossigeno e
azoto

Liquore ammoniacale

Ammoniaca libera e fissa

Catrame

Piridina, acidi di catrame, naftalene, olio di creosoto e pece di catrame di carbone

Olio leggero

Quantità variabili di prodotti di gas di carbone con punti di ebollizione da circa 40 ºC
a 200 ºC, e benzene, toluene, xilene e nafta solvente

 

Dopo un raffreddamento sufficiente affinché non si verifichino danni al nastro trasportatore, il coke viene trasferito alla stazione di vagliatura e frantumazione dove viene dimensionato per l'utilizzo in altoforno.

Pericoli

Rischi fisici

Durante le operazioni di scarico, preparazione e movimentazione del carbone, migliaia di tonnellate di carbone vengono manipolate, producendo polvere, rumore e vibrazioni. La presenza di grandi quantità di polvere accumulata può produrre un pericolo di esplosione oltre al pericolo di inalazione.

Durante la cokeria, il calore ambientale e radiante sono i principali problemi fisici, in particolare nella parte superiore delle batterie, dove è impiegata la maggior parte dei lavoratori. Il rumore può essere un problema nelle apparecchiature mobili, principalmente a causa del meccanismo di azionamento e dei componenti vibranti che non sono adeguatamente mantenuti. Radiazioni ionizzanti e/o dispositivi che producono laser possono essere utilizzati per scopi di allineamento di apparecchiature mobili.

Rischi chimici

L'olio minerale viene generalmente utilizzato per scopi operativi per il controllo della densità apparente e l'abbattimento della polvere. I materiali possono essere applicati al carbone prima di essere portato nel bunker del carbone per ridurre al minimo l'accumulo e facilitare lo smaltimento dei rifiuti pericolosi dalle operazioni dei sottoprodotti.

La principale preoccupazione per la salute associata alle operazioni di cokeria sono le emissioni dai forni durante il caricamento del carbone, la cokefazione e la spinta del coke. Le emissioni contengono numerosi idrocarburi policiclici aromatici (IPA), alcuni dei quali cancerogeni. Anche i materiali utilizzati per sigillare le perdite nei coperchi e negli sportelli possono costituire un problema durante la miscelazione e quando i coperchi e gli sportelli vengono rimossi. L'amianto ei filtri ceramici rifrangenti possono essere presenti anche sotto forma di materiali isolanti e guarnizioni, anche se sono stati utilizzati opportuni sostituti per prodotti che in precedenza contenevano amianto.

Rischi meccanici

Devono essere riconosciuti i pericoli della produzione di carbone associati ai vagoni ferroviari, alle chiatte marittime e al traffico veicolare, nonché al movimento dei nastri trasportatori. La maggior parte degli incidenti si verifica quando i lavoratori vengono colpiti, intrappolati, cadono, vengono trascinati e intrappolati o non riescono a bloccare tali apparecchiature (anche elettricamente).

I rischi meccanici di maggiore preoccupazione sono associati all'attrezzatura mobile sul lato dello spintore, sul lato del coke e sul carrello elevatore sopra la batteria. Questa apparecchiatura è in funzione praticamente per tutto il periodo di lavoro e viene lasciato poco spazio tra essa e le operazioni. Gli incidenti intrappolati e colpiti da incidenti associati ad apparecchiature mobili su rotaia rappresentano il numero più elevato di incidenti mortali nella produzione di forni a coke. Le ustioni della superficie cutanea dovute a materiali e superfici caldi e l'irritazione oculare causata da particelle di polvere sono responsabili di eventi più numerosi e meno gravi.

Misure di sicurezza e salute

Per mantenere le concentrazioni di polvere durante la produzione di carbone a livelli accettabili, è necessario il contenimento e la chiusura dei sistemi di vagliatura, frantumazione e trasporto. Può anche essere richiesto LEV in aggiunta agli agenti bagnanti applicati al carbone. Sono necessari programmi di manutenzione adeguati, programmi di nastro e programmi di pulizia per ridurre al minimo le fuoriuscite e mantenere i passaggi lungo le apparecchiature di processo e di trasporto sgombri dal carbone. Il sistema di trasporto dovrebbe utilizzare componenti noti per essere efficaci nel ridurre le fuoriuscite e nel mantenere il contenimento, come pulitori del nastro, battiscopa, corretta tensione del nastro e così via.

A causa dei rischi per la salute associati agli IPA rilasciati durante le operazioni di cokeria, è importante contenere e raccogliere queste emissioni. Ciò si ottiene al meglio con una combinazione di controlli tecnici, pratiche di lavoro e un programma di manutenzione. È inoltre necessario disporre di un efficace programma respiratorio. I controlli dovrebbero includere quanto segue:

  • una procedura di ricarica progettata e gestita per eliminare le emissioni controllando il volume di carbone che viene caricato, allineando correttamente l'auto sopra il forno, adattando saldamente i manicotti di caduta e caricando il carbone in una sequenza che consenta di mantenere un canale adeguato sopra il carbone per l'afflusso delle emissioni alla rete di collettori e il reintegro subito dopo la carica
  • tiraggio da due o più punti nel forno in fase di caricamento e un sistema di aspirazione progettato e azionato per mantenere una pressione negativa e un flusso sufficienti
  • guarnizioni d'aria sulle barre di livello della macchina di spinta per controllare l'infiltrazione durante il caricamento e tagliatori di carbonio per rimuovere l'accumulo di carbonio
  • pressione collettore-rete uniforme adeguata a convogliare le emissioni
  • porta mandrino e guarnizioni secondo necessità per mantenere una tenuta ermetica e bordi di tenuta lato spintore e lato coke adeguatamente puliti e mantenuti
  • Luting di coperchi e porte e manutenzione delle guarnizioni delle porte necessarie per controllare le emissioni dopo la ricarica
  • spinte verdi minimizzate riscaldando uniformemente il carbone per un periodo adeguato
  • installazione di grandi cappe su tutta la zona lato coke per il controllo delle emissioni durante la spinta del coke o utilizzo di cappe mobili da spostare ai singoli forni in spinta
  • ispezioni, manutenzioni e riparazioni ordinarie per un adeguato contenimento delle emissioni
  • cabine operatore a pressione positiva e temperatura controllata su attrezzature mobili per controllare i livelli di esposizione dei lavoratori. Per ottenere la cabina a pressione positiva, l'integrazione strutturale è fondamentale, con porte e finestre aderenti e l'eliminazione delle separazioni nel lavoro strutturale.

 

È inoltre necessaria la formazione dei lavoratori in modo che vengano utilizzate pratiche di lavoro adeguate e sia compresa l'importanza di procedure adeguate per ridurre al minimo le emissioni.

Dovrebbe essere utilizzato anche il monitoraggio di routine dell'esposizione dei lavoratori per determinare che i livelli siano accettabili. Dovrebbero essere in atto programmi di monitoraggio e salvataggio del gas, principalmente a causa della presenza di monossido di carbonio nei forni a gas da coke. Dovrebbe essere implementato anche un programma di sorveglianza medica.

 

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Domenica, Marzo 13 2011 14: 35

Mulini rotanti

Adattato dalla 3a edizione, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety.

Ringraziamenti: La descrizione delle operazioni di laminazione a caldo ea freddo viene utilizzata con il permesso dell'American Iron and Steel Institute.

Le bramme calde di acciaio vengono trasformate in lunghe bobine di lamiere sottili in laminatoi continui per nastri a caldo. Queste bobine possono essere spedite ai clienti o possono essere pulite e laminate a freddo per realizzare prodotti. Vedere la figura 1 per una linea di flusso dei processi.

Figura 1. Linea di flusso dei prodotti laminati a freddo ea caldo

IRO020F1

Laminazione continua a caldo

Un laminatoio a caldo continuo può avere un trasportatore lungo diverse migliaia di piedi. La bramma d'acciaio esce da un forno di riscaldo bramma all'inizio del trasportatore. La scaglia superficiale viene asportata dalla bramma riscaldata, che poi diventa più sottile e più lunga man mano che viene schiacciata da rulli orizzontali in ogni laminatoio, solitamente chiamati gabbie di sgrossatura. I rotoli verticali ai bordi aiutano a controllare la larghezza. Successivamente l'acciaio entra negli stand di finitura per la riduzione finale, viaggiando a velocità fino a 80 chilometri all'ora mentre attraversa il tavolo di raffreddamento e viene avvolto.

La lamiera d'acciaio laminata a caldo viene normalmente pulita o decapata in un bagno di acido solforico o cloridrico per rimuovere l'ossido superficiale (scaglia) formatosi durante la laminazione a caldo. Un moderno pickler opera in continuo. Quando una bobina di acciaio è quasi pulita, la sua estremità viene squadrata e saldata all'inizio di una nuova bobina. Nel decapaggio, un mulino di tempra aiuta a rompere la scaglia prima che il foglio entri nella sezione di decapaggio o pulizia della linea.

Un accumulatore si trova sotto le vasche di decapaggio gommate, le sciacquatrici e gli essiccatoi. La lamiera accumulata in questo sistema entra nelle vasche di decapaggio quando il fine linea di ingresso viene fermato per saldare un nuovo coil. Così è possibile pulire un foglio continuamente alla velocità di 360 m (1,200 piedi) al minuto. Un sistema di avvolgimento più piccolo all'estremità di uscita della linea consente il funzionamento continuo della linea durante le interruzioni per l'avvolgimento.

Laminazione a freddo

Le bobine di lamiera d'acciaio pulita e laminata a caldo possono essere laminate a freddo per rendere il prodotto più sottile e liscio. Questo processo conferisce all'acciaio un rapporto forza-peso più elevato di quello che può essere prodotto con un laminatoio a caldo. Un moderno mulino a freddo tandem a cinque supporti può ricevere un foglio spesso circa 1/10 di pollice (0.25 cm) e lungo 3/4 di miglio (1.2 km); 2 minuti dopo quel foglio sarà stato arrotolato fino a raggiungere uno spessore di 0.03 pollici (75 mm) e sarà lungo più di 2 miglia (3.2 km).

Il processo di laminazione a freddo indurisce la lamiera d'acciaio in modo che di solito debba essere riscaldata in un forno di ricottura per renderla più formabile. Bobine di lamiere laminate a freddo sono impilate su un basamento. I coperchi vengono posizionati sulle cataste per controllare la ricottura e quindi il forno viene abbassato sulle cataste coperte. Il riscaldamento e il raffreddamento della lamiera d'acciaio possono richiedere 5 o 6 giorni.

Dopo che l'acciaio è stato ammorbidito nel processo di ricottura, viene utilizzato un temprato per conferire all'acciaio la planarità, le proprietà metallurgiche e la finitura superficiale desiderate. Il prodotto può essere spedito ai consumatori sotto forma di bobine o ulteriormente rifilato lateralmente o tranciato in lunghezze tagliate.

Pericoli e loro prevenzione

incidenti. La meccanizzazione ha ridotto il numero di punti di intrappolamento nei macchinari, ma esistono ancora, soprattutto negli impianti di laminazione a freddo e nei reparti di finitura.

Nella laminazione a freddo esiste il rischio di intrappolamento tra i rulli, soprattutto se si tenta la pulizia in movimento; i punti di contatto dei rotoli devono essere sorvegliati in modo efficiente ed esercitata una stretta supervisione per impedire la pulizia in movimento. Lesioni gravi possono essere causate da cesoie, troncatrici, rifilatrici e macchine a ghigliottina a meno che le parti pericolose non siano protette in modo sicuro. Un efficace programma di lockout/tagout è essenziale per la manutenzione e la riparazione.

Si possono subire lesioni gravi, soprattutto nella laminazione a caldo, se i lavoratori tentano di attraversare i trasportatori a rulli in punti non autorizzati; dovrebbe essere installato un numero adeguato di ponti e il loro uso imposto. L'avvolgimento e l'imbracatura possono causare lesioni estese e ustioni, anche la recisione degli arti inferiori; dove la meccanizzazione completa non ha eliminato questo pericolo, sono necessari pali protettivi o altri dispositivi.

Particolare attenzione dovrebbe essere prestata al rischio di tagli per i lavoratori nei laminatoi per nastri e lamiere. Tali lesioni non sono causate solo dal sottile metallo laminato, ma anche dalle reggette metalliche utilizzate sui coils, che possono rompersi durante la movimentazione e costituire un grave pericolo.

L'uso di grandi quantità di oli, antiruggine e quant'altro, generalmente applicati a spruzzo, è un altro pericolo che si incontra comunemente nei laminatoi per lamiere. Nonostante le misure protettive adottate per confinare i prodotti spruzzati, spesso si raccolgono sul pavimento e sulle vie di comunicazione, dove possono causare scivolamenti e cadute. Dovranno quindi essere previsti, oltre alla regolare pulizia del pavimento, grigliati, materiali assorbenti e stivali con suole antiscivolo.

Anche nei lavori automatizzati, si verificano incidenti durante i lavori di trasformazione durante la sostituzione dei rulli pesanti nelle tribune. Una buona pianificazione ridurrà spesso il numero di cambi di rotolo richiesti; è importante che questo lavoro non venga svolto sotto la pressione del tempo e che vengano forniti strumenti adeguati.

L'automazione degli impianti moderni è associata a numerosi guasti minori, che spesso vengono riparati dal personale addetto senza fermare l'impianto o parti di esso. In tali casi può capitare che si dimentichi di utilizzare le necessarie protezioni meccaniche, con conseguenti gravi incidenti. Il rischio di incendio connesso alle riparazioni dei sistemi idraulici è spesso trascurato. La protezione antincendio deve essere pianificata e organizzata con particolare attenzione negli impianti contenenti apparecchiature idrauliche.

Le pinze utilizzate per afferrare materiale caldo possono urtare l'una con l'altra; le chiavi quadre utilizzate per movimentare a mano pesanti profilati laminati possono causare gravi lesioni alla testa o alla parte superiore del busto a causa del contraccolpo. Tutti gli utensili manuali devono essere ben progettati, ispezionati frequentemente e ben mantenuti. Le tenaglie usate nei mulini dovrebbero avere i loro rivetti rinnovati frequentemente; devono essere fornite chiavi ad anello e chiavi a percussione per le squadre di cambio rulli; non devono essere utilizzate chiavi aperte piegate. I lavoratori dovrebbero ricevere una formazione adeguata all'uso di tutti gli utensili manuali. Devono essere predisposte adeguate disposizioni per la conservazione di tutti gli utensili manuali.

Molti incidenti possono essere causati da operazioni di sollevamento e movimentazione difettose e da difetti delle gru e dei dispositivi di sollevamento. Tutte le gru e le attrezzature di sollevamento dovrebbero essere sottoposte a un regolare sistema di esame e ispezione; è necessaria particolare cura nello stoccaggio e nell'uso delle imbracature. I conducenti di gru e gli imbracatori devono essere appositamente selezionati e addestrati. C'è sempre il rischio di incidenti dovuti al trasporto meccanico: locomotive, vagoni e carrelli dovrebbero essere sottoposti a una buona manutenzione e dovrebbe essere applicato un sistema ben compreso di allerta e segnalazione; devono essere mantenute vie di passaggio libere per carrelli elevatori e altri carrelli.

Molti incidenti sono causati da cadute e inciampi o pavimenti mal tenuti, da materiale mal impilato, da estremità sporgenti di billette e rulli di cribbing e così via. I pericoli possono essere eliminati mediante una buona manutenzione di tutte le superfici del pavimento e dei mezzi di accesso, passaggi pedonali chiaramente definiti, un corretto accatastamento del materiale e una regolare rimozione dei detriti. Una buona pulizia è essenziale in tutte le parti della pianta, compresi i cortili. Un buon livello di illuminazione dovrebbe essere mantenuto in tutto l'impianto.

Nella laminazione a caldo, ustioni e lesioni agli occhi possono essere causate da scaglie volanti; i paraspruzzi possono ridurre efficacemente l'espulsione di calcare e acqua calda. Lesioni agli occhi possono essere causate da particelle di polvere o dallo sbattere delle imbracature dei cavi; gli occhi possono anche essere influenzati dall'abbagliamento.

I dispositivi di protezione individuale (DPI) sono di grande importanza nella prevenzione degli incidenti nei laminatoi. Elmetti protettivi, scarpe antinfortunistiche, ghette, protezioni per le braccia, guanti, protezioni per gli occhi e occhiali devono essere indossati per affrontare il rischio appropriato. È essenziale garantire la collaborazione dei dipendenti nell'uso dei dispositivi di protezione e nell'uso di indumenti protettivi. La formazione, così come un'efficace organizzazione antinfortunistica a cui partecipino i lavoratori oi loro rappresentanti, è importante.

Calore. Livelli di calore radiante fino a 1,000 kcal/m2 sono stati misurati nei punti di lavoro nei laminatoi. Le malattie da stress da calore sono una preoccupazione, ma i lavoratori nelle fabbriche moderne di solito sono protetti attraverso l'uso di pulpiti climatizzati. Vedere l'articolo “Fabbricazione siderurgica” per informazioni sulla prevenzione.

Rumore. Notevole rumore si sviluppa in tutta la zona di laminazione dal cambio dei rulli e delle raddrizzatrici, dalle pompe dell'acqua in pressione, dalle cesoie e seghe, dal lancio dei prodotti finiti in una fossa e dall'arresto dei movimenti del materiale con lamiere. Il livello generale dei rumori di funzionamento può essere di circa 84-90 dBA e picchi fino a 115 dBA o più non sono insoliti. Vedere l'articolo “Fabbricazione siderurgica” per informazioni sulla prevenzione.

Vibrazione. La pulizia dei prodotti finiti con strumenti a percussione ad alta velocità può portare a alterazioni artritiche dei gomiti, delle spalle, della clavicola, dell'ulna distale e dell'articolazione del radio, nonché a lesioni dell'osso navicolare e lunato.

I difetti articolari nel sistema della mano e del braccio possono essere subiti dai lavoratori del laminatoio, a causa dell'effetto di rimbalzo e rimbalzo del materiale introdotto nello spazio tra i rulli.

Gas e vapori nocivi. Quando si laminano acciai legati al piombo o si utilizzano dischi da taglio contenenti piombo, possono essere inalate particelle tossiche. È quindi necessario monitorare costantemente le concentrazioni di piombo sul posto di lavoro ei lavoratori che potrebbero esserne esposti devono sottoporsi regolarmente a visita medica. Il piombo può anche essere inalato da tagliafiamme e tagliatori di gas, che possono contemporaneamente essere esposti agli ossidi di azoto (NOx), cromo, nichel e ossido di ferro.

La saldatura testa a testa è associata alla formazione di ozono, che può causare, se inalato, irritazioni simili a quelle dovute all'NOx. Gli addetti ai forni a pozzo e ai forni di riscaldo possono essere esposti a gas nocivi la cui composizione dipende dal combustibile utilizzato (gas d'altoforno, gas di cokeria, olio) e generalmente comprende monossido di carbonio e anidride solforosa. Potrebbe essere necessaria una LEV o una protezione respiratoria.

Gli operatori che lubrificano le apparecchiature dei laminatoi con nebbia d'olio possono subire danni alla salute a causa degli oli utilizzati e degli additivi in ​​essi contenuti. Quando si utilizzano oli o emulsioni per il raffreddamento e la lubrificazione, occorre assicurarsi che le proporzioni di olio e additivi siano corrette per evitare non solo irritazioni delle mucose ma anche dermatiti acute nei lavoratori esposti. Vedere l'articolo "Lubrificanti industriali, fluidi per la lavorazione dei metalli e oli per automobili" nel capitolo Industria della lavorazione dei metalli e lavorazione dei metalli.

Per le operazioni di finitura vengono utilizzate grandi quantità di agenti sgrassanti. Questi agenti evaporano e possono essere inalati; la loro azione non è solo tossica, ma provoca anche il deterioramento della pelle, che può essere sgrassata quando i solventi non vengono maneggiati correttamente. LEV dovrebbe essere fornito e i guanti dovrebbero essere indossati.

Acidi. Gli acidi forti nei negozi di decapaggio sono corrosivi per la pelle e le mucose. Devono essere utilizzati LEV e DPI appropriati.

Radiazione ionizzante. I raggi X e altre apparecchiature per radiazioni ionizzanti possono essere utilizzati per la misurazione e l'esame; sono necessarie rigorose precauzioni in conformità con le normative locali.

 

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Domenica, Marzo 13 2011 14: 39

Problemi e modelli di salute e sicurezza

Adattato in parte da un articolo inedito di Simon Pickvance.

L'industria siderurgica è una “industria pesante”: oltre ai rischi per la sicurezza insiti negli impianti giganti, nelle attrezzature massicce e nella movimentazione di grandi masse di materiali, i lavoratori sono esposti al calore del metallo fuso e delle scorie a temperature fino a 1,800° C, sostanze tossiche o corrosive, contaminanti trasportati dall'aria respirabili e rumore. Spinta dai sindacati, dalle pressioni economiche per una maggiore efficienza e dalle normative governative, l'industria ha fatto passi da gigante nell'introduzione di nuove attrezzature e processi migliorati che offrono maggiore sicurezza e un migliore controllo dei rischi fisici e chimici. Gli incidenti mortali sul lavoro e gli infortuni sul lavoro sono stati notevolmente ridotti, ma rappresentano ancora un problema significativo (ILO 1992). La produzione di acciaio rimane un commercio pericoloso in cui i potenziali pericoli non possono sempre essere progettati. Di conseguenza, ciò rappresenta una formidabile sfida per la gestione quotidiana dell'impianto. Richiede una ricerca continua, un monitoraggio continuo, una supervisione responsabile e un'istruzione e una formazione aggiornate dei lavoratori a tutti i livelli.

Rischi fisici

Problemi ergonomici

Le lesioni muscoloscheletriche sono comuni nella produzione dell'acciaio. Nonostante l'introduzione della meccanizzazione e degli ausili, la movimentazione manuale di oggetti grandi, ingombranti e/o pesanti rimane una necessità frequente. È necessaria una costante attenzione alla pulizia per ridurre il numero di scivolamenti e cadute. È stato dimostrato che i muratori di fornaci sono a più alto rischio di problemi alla parte superiore del braccio e alla parte bassa della schiena legati al lavoro. L'introduzione dell'ergonomia nella progettazione di attrezzature e comandi (es. cabine dei gruisti) basata sullo studio dei requisiti fisici e mentali del lavoro, unita ad innovazioni come la rotazione del lavoro e il lavoro di squadra, sono sviluppi recenti volti a migliorare la sicurezza, benessere e performance dei lavoratori siderurgici.

Rumore

La produzione di acciaio è una delle industrie più rumorose, sebbene i programmi di conservazione dell'udito stiano riducendo il rischio di perdita dell'udito. Le fonti principali includono i sistemi di aspirazione dei fumi, i sistemi di vuoto che utilizzano eiettori di vapore, i trasformatori elettrici e il processo ad arco nei forni elettrici ad arco, i laminatoi ei grandi ventilatori utilizzati per la ventilazione. Almeno la metà dei lavoratori esposti al rumore sarà handicappata dalla perdita dell'udito indotta dal rumore dopo appena 10 o 15 anni di lavoro. Programmi per la conservazione dell'udito, descritti in dettaglio altrove in questo Enciclopedia, include valutazioni periodiche del rumore e dell'udito, ingegneria del controllo del rumore e manutenzione di macchine e attrezzature, protezione personale e istruzione e formazione dei lavoratori

Le cause di perdita dell'udito diverse dal rumore includono ustioni al timpano dovute a particelle di scorie, incrostazioni o metallo fuso, perforazione del tamburo a causa di intensi rumori impulsivi e traumi dovuti alla caduta o al movimento di oggetti. Un'indagine sulle richieste di risarcimento presentate dai lavoratori siderurgici canadesi ha rivelato che la metà di quelli con ipoacusia professionale aveva anche l'acufene (McShane, Hyde e Alberti 1988).

Vibrazione

Vibrazioni potenzialmente pericolose vengono create da movimenti meccanici oscillanti, il più delle volte quando i movimenti della macchina non sono stati bilanciati, quando si utilizzano macchine da officina e quando si utilizzano strumenti portatili come trapani pneumatici e martelli, seghe e mole. I danni ai dischi vertebrali, la lombalgia e la degenerazione della colonna vertebrale sono stati attribuiti alle vibrazioni di tutto il corpo in numerosi studi su operatori di gru a ponte (Pauline et al. 1988).

La vibrazione di tutto il corpo può causare una varietà di sintomi (p. es., cinetosi, offuscamento e perdita dell'acuità visiva) che possono portare a incidenti. La vibrazione mano-braccio è stata associata alla sindrome del tunnel carpale, ai cambiamenti articolari degenerativi e al fenomeno di Reynaud nella punta delle dita ("malattia del dito bianco"), che può causare disabilità permanente. Uno studio su cippatrici e smerigliatrici ha mostrato che avevano più del doppio delle probabilità di sviluppare la contrattura di Dupuytren rispetto a un gruppo di confronto di lavoratori (Thomas e Clarke 1992).

Esposizione al calore

L'esposizione al calore è un problema in tutta l'industria siderurgica, specialmente negli impianti situati in climi caldi. Recenti ricerche hanno dimostrato che, contrariamente a quanto si credeva in precedenza, le esposizioni più elevate si verificano durante la forgiatura, quando i lavoratori monitorano continuamente l'acciaio caldo, piuttosto che durante la fusione, quando, sebbene le temperature siano più elevate, sono intermittenti e i loro effetti sono limitati dall'intenso riscaldamento della pelle esposta e dall'uso di protezioni per gli occhi (Lydahl e Philipson 1984). Il pericolo di stress da calore è ridotto da un'adeguata assunzione di liquidi, un'adeguata ventilazione, l'uso di schermi termici e indumenti protettivi e pause periodiche per riposare o lavorare in un'attività più fresca.

Laser

I laser hanno una vasta gamma di applicazioni nella produzione dell'acciaio e possono causare danni alla retina a livelli di potenza molto inferiori a quelli richiesti per avere effetti sulla pelle. Gli operatori laser possono essere protetti dalla messa a fuoco nitida del raggio e dall'uso di occhiali protettivi, ma altri lavoratori possono ferirsi quando entrano inconsapevolmente nel raggio o quando viene riflesso inavvertitamente su di loro.

Nuclidi radioattivi

I nuclidi radioattivi sono impiegati in molti dispositivi di misurazione. Le esposizioni possono solitamente essere controllate affiggendo segnali di avvertimento e schermature adeguate. Molto più pericoloso, tuttavia, è l'inclusione accidentale o negligente di materiali radioattivi nei rottami di acciaio che vengono riciclati. Per evitare ciò, molti impianti utilizzano rilevatori di radiazioni sensibili per monitorare tutti gli scarti prima che vengano introdotti nella lavorazione.

Inquinanti aerodispersi

I lavoratori siderurgici possono essere esposti a un'ampia gamma di inquinanti a seconda del particolare processo, dei materiali coinvolti e dell'efficacia delle misure di monitoraggio e controllo. Gli effetti avversi sono determinati dallo stato fisico e dalle propensioni dell'inquinante coinvolto, dall'intensità e dalla durata dell'esposizione, dall'entità dell'accumulo nel corpo e dalla sensibilità dell'individuo ai suoi effetti. Alcuni effetti sono immediati mentre altri possono richiedere anni e persino decenni per svilupparsi. I cambiamenti nei processi e nelle attrezzature, insieme al miglioramento delle misure per mantenere le esposizioni al di sotto dei livelli tossici, hanno ridotto i rischi per i lavoratori. Tuttavia, questi hanno anche introdotto nuove combinazioni di inquinanti e c'è sempre il pericolo di incidenti, incendi ed esplosioni.

Polvere e fumi

Le emissioni di fumi e particolato rappresentano un grave problema potenziale per i dipendenti che lavorano con metalli fusi, producono e manipolano coke e forni di caricamento e spillatura. Sono anche fastidiosi per i lavoratori addetti alla manutenzione delle attrezzature, alla pulizia dei condotti e alle operazioni di demolizione dei refrattari. Gli effetti sulla salute sono correlati alla dimensione delle particelle (ossia, la proporzione che sono respirabili) e ai metalli e agli aerosol che possono essere adsorbiti sulle loro superfici. Vi sono prove che l'esposizione a polveri e fumi irritanti può anche rendere i lavoratori siderurgici più suscettibili al restringimento reversibile delle vie aeree (asma) che, nel tempo, può diventare permanente (Johnson et al. 1985).

Silica

L'esposizione alla silice, con conseguente silicosi, un tempo abbastanza comune tra i lavoratori in lavori come la manutenzione dei forni nelle acciaierie e negli altiforni, è stata ridotta attraverso l'uso di altri materiali per i rivestimenti dei forni e l'automazione, che ha ridotto il numero di lavoratori in questi processi.

Amianto

L'amianto, un tempo ampiamente utilizzato per l'isolamento termico e acustico, si incontra ora solo nelle attività di manutenzione e costruzione quando i materiali di amianto precedentemente installati vengono disturbati e generano fibre aerodisperse. Gli effetti a lungo termine dell'esposizione all'amianto, descritti in dettaglio in altre sezioni di questo Enciclopedia, includono l'asbestosi, il mesotelioma e altri tumori. Un recente studio trasversale ha rilevato patologie pleuriche in 20 lavoratori siderurgici su 900 (2%), molti dei quali sono stati diagnosticati come malattie polmonari restrittive caratteristiche dell'asbestosi (Kronenberg et al. 1991).

Metalli pesanti

Le emissioni generate nella produzione dell'acciaio possono contenere metalli pesanti (ad es. piombo, cromo, zinco, nichel e manganese) sotto forma di fumi, particelle e adsorbati su particelle di polvere inerte. Sono spesso presenti nei flussi di rottami di acciaio e sono anche introdotti nella fabbricazione di tipi speciali di prodotti in acciaio. La ricerca condotta sui lavoratori che fondono le leghe di manganese ha mostrato prestazioni fisiche e mentali compromesse e altri sintomi di manganismo a livelli di esposizione significativamente inferiori ai limiti attualmente consentiti nella maggior parte dei paesi (Wennberg et al. 1991). L'esposizione a breve termine ad alti livelli di zinco e altri metalli vaporizzati può causare "febbre da fumi metallici", che è caratterizzata da febbre, brividi, nausea, difficoltà respiratorie e affaticamento. I dettagli degli altri effetti tossici prodotti dai metalli pesanti si trovano altrove in questo Enciclopedia.

Nebbie acide

Le nebbie acide provenienti dalle aree di decapaggio possono causare irritazione alla pelle, agli occhi e alle vie respiratorie. L'esposizione a nebbie di acido cloridrico e solforico dai bagni di decapaggio è stata anche associata in uno studio a un aumento quasi doppio del cancro laringeo (Steenland et al. 1988).

Composti di zolfo

La principale fonte di emissioni di zolfo nella produzione dell'acciaio è l'uso di combustibili fossili ad alto contenuto di zolfo e scorie d'altoforno. L'idrogeno solforato ha un caratteristico odore sgradevole e gli effetti a breve termine di esposizioni a livelli relativamente bassi includono secchezza e irritazione delle vie nasali e del tratto respiratorio superiore, tosse, mancanza di respiro e polmonite. Esposizioni più lunghe a bassi livelli possono causare irritazione oculare, mentre un danno oculare permanente può essere prodotto da livelli più elevati di esposizione. A livelli più alti, potrebbe esserci anche una temporanea perdita dell'olfatto che può indurre i lavoratori a credere di non essere più esposti.

Nebbie oleose

Le nebbie oleose generate dalla laminazione a freddo dell'acciaio possono produrre irritazione della pelle, delle mucose e delle prime vie respiratorie, nausea, vomito e mal di testa. Uno studio ha riportato casi di polmonite lipoide nei lavoratori dei laminatoi che hanno avuto esposizioni più lunghe (Cullen et al. 1981).

Idrocarburi policiclici aromatici

Gli IPA sono prodotti nella maggior parte dei processi di combustione; nelle acciaierie, la produzione di coke è la fonte principale. Quando il carbone viene parzialmente bruciato per produrre coke, un gran numero di composti volatili viene distillato come pece di catrame di carbone, compresi gli IPA. Questi possono essere presenti come vapori, aerosol o adsorbati su particolato fine. Le esposizioni a breve termine possono causare irritazione della pelle e delle mucose, vertigini, mal di testa e nausea, mentre l'esposizione a lungo termine è stata associata alla cancerogenesi. Gli studi hanno dimostrato che i lavoratori delle cokerie hanno un tasso di mortalità per cancro ai polmoni doppio rispetto alla popolazione generale. Quelli più esposti ai volatili di pece di catrame di carbone sono a più alto rischio. Questi includevano i lavoratori sulla parte superiore del forno ei lavoratori con il periodo di esposizione più lungo (IARC 1984; Constantino, Redmond e Bearden 1995). I controlli tecnici hanno ridotto il numero di lavoratori a rischio in alcuni paesi.

Altre sostanze chimiche

Oltre 1,000 sostanze chimiche vengono utilizzate o incontrate nella produzione dell'acciaio: come materie prime o come contaminanti nei rottami e/o nei combustibili; come additivi in ​​processi speciali; come refrattari; e come fluidi idraulici e solventi utilizzati nel funzionamento e nella manutenzione degli impianti. La produzione di coke produce sottoprodotti come catrame, benzene e ammoniaca; altri sono generati nei diversi processi di produzione dell'acciaio. Tutti possono essere potenzialmente tossici, a seconda della natura delle sostanze chimiche, del tipo, del livello e della durata delle esposizioni, della loro reattività con altre sostanze chimiche e della suscettibilità del lavoratore esposto. Forti esposizioni accidentali a fumi contenenti anidride solforosa e ossidi di azoto hanno causato casi di polmonite chimica. Aggiunte di vanadio e altre leghe possono causare polmonite chimica. Il monossido di carbonio, che viene rilasciato in tutti i processi di combustione, può essere pericoloso quando la manutenzione delle apparecchiature e dei relativi controlli è scadente. Il benzene, insieme al toluene e allo xilene, è presente nel gas di cokeria e provoca sintomi respiratori e al sistema nervoso centrale in caso di esposizione acuta; esposizioni a lungo termine possono causare danni al midollo osseo, anemia aplastica e leucemia.

Stress

Elevati livelli di stress da lavoro si riscontrano nell'industria siderurgica. Le esposizioni al calore radiante e al rumore sono aggravate dalla necessità di una vigilanza costante per evitare incidenti ed esposizioni potenzialmente pericolose. Poiché molti processi sono in continuo funzionamento, il lavoro a turni è una necessità; il suo impatto sul benessere e sul sostegno sociale essenziale dei lavoratori è descritto in dettaglio altrove in questo documento Enciclopedia. Infine, c'è il potente fattore di stress della potenziale perdita di posti di lavoro derivante dall'automazione e dai cambiamenti nei processi, dal trasferimento degli impianti e dal ridimensionamento della forza lavoro.

Programmi preventivi

La protezione dei lavoratori siderurgici dalla potenziale tossicità richiede l'allocazione di risorse adeguate per un programma continuo, completo e coordinato che dovrebbe includere i seguenti elementi:

    • valutazione di tutte le materie prime e combustibili e, quando possibile, sostituzione di prodotti più sicuri per quelli noti per essere pericolosi
    • controlli efficaci per lo stoccaggio e la manipolazione sicura di materie prime, prodotti, sottoprodotti e rifiuti
    • monitoraggio continuo dell'ambiente professionale personale dei lavoratori e della qualità dell'aria ambiente, con monitoraggio biologico quando richiesto, e sorveglianza medica periodica dei lavoratori per rilevare effetti sulla salute più sottili e verificare l'idoneità al lavoro
    • sistemi ingegneristici per controllare le potenziali esposizioni (ad es. involucri delle apparecchiature e adeguati sistemi di scarico e ventilazione) integrati da dispositivi di protezione individuale (ad es. schermi, guanti, occhiali e occhiali di sicurezza, protezioni per l'udito, respiratori, protezione del piede e del corpo, ecc.) durante l'ingegneria i controlli non bastano
    • applicazione dei principi ergonomici alla progettazione di attrezzature, controlli e strumenti della macchina e analisi della struttura e del contenuto del lavoro come guida agli interventi che possono prevenire gli infortuni e migliorare il benessere dei lavoratori
    • mantenimento di informazioni prontamente disponibili e aggiornate sui potenziali pericoli, che devono essere diffuse tra i lavoratori e i supervisori come parte di un programma di istruzione e formazione continua dei lavoratori
    • installazione e manutenzione di sistemi per l'archiviazione e il recupero dei voluminosi dati di salute e sicurezza, nonché per l'analisi e la rendicontazione delle registrazioni dei risultati delle ispezioni, degli infortuni e delle malattie dei lavoratori.

                 

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                Domenica, Marzo 13 2011 14: 43

                Problemi ambientali e di salute pubblica

                Adattato da UNEP e IISI 1997 e da un articolo inedito di Jerry Spiegel.

                A causa dell'enorme volume e complessità delle sue operazioni e del suo ampio uso di energia e materie prime, l'industria siderurgica, come altre industrie "pesanti", ha il potenziale per avere un impatto significativo sull'ambiente e sulla popolazione delle comunità vicine . La figura 1 riassume gli inquinanti e i rifiuti generati dai suoi principali processi produttivi. Comprendono tre categorie principali: inquinanti atmosferici, contaminanti delle acque reflue e rifiuti solidi.

                Figura 1. Diagramma di flusso di inquinanti e rifiuti generati da diversi processi

                IRO200F1

                Storicamente, le indagini sull'impatto sulla salute pubblica dell'industria siderurgica si sono concentrate sugli effetti localizzati nelle aree locali densamente popolate in cui si è concentrata la produzione di acciaio e in particolare in regioni specifiche in cui si sono verificati episodi acuti di inquinamento atmosferico, come il Valli Donora e Mosa, e il triangolo tra Polonia, ex Cecoslovacchia ed ex Repubblica Democratica Tedesca (WHO 1992).

                Inquinanti dell'aria

                Gli inquinanti atmosferici delle operazioni di produzione di ferro e acciaio sono stati storicamente una preoccupazione ambientale. Questi inquinanti includono sostanze gassose come ossidi di zolfo, biossido di azoto e monossido di carbonio. Inoltre, particolati come fuliggine e polvere, che possono contenere ossidi di ferro, sono stati al centro dei controlli. Le emissioni delle cokerie e degli impianti di sottoprodotti delle cokerie sono state motivo di preoccupazione, ma i continui miglioramenti nella tecnologia della produzione dell'acciaio e del controllo delle emissioni durante gli ultimi due decenni, insieme a normative governative più rigorose, hanno ridotto significativamente tali emissioni in Nord America, Europa occidentale e Giappone. I costi totali di controllo dell'inquinamento, oltre la metà dei quali relativi alle emissioni atmosferiche, sono stati stimati tra l'1 e il 3% dei costi totali di produzione; gli impianti per il controllo dell'inquinamento dell'aria hanno rappresentato circa il 10-20% degli investimenti totali degli impianti. Tali costi creano un ostacolo all'applicazione globale di controlli all'avanguardia nei paesi in via di sviluppo e per le imprese più vecchie ed economicamente marginali.

                Gli inquinanti atmosferici variano a seconda del particolare processo, dell'ingegneria e della costruzione dell'impianto, delle materie prime impiegate, delle fonti e delle quantità di energia richiesta, della misura in cui i prodotti di scarto vengono riciclati nel processo e dell'efficienza dei controlli dell'inquinamento. Ad esempio, l'introduzione della produzione di acciaio basico-ossigeno ha permesso di raccogliere e riciclare in modo controllato i gas di scarico, riducendone le quantità da esaurire, mentre l'utilizzo del processo di colata continua ha ridotto il consumo di energia, con conseguente una riduzione delle emissioni. Ciò ha aumentato la resa del prodotto e migliorato la qualità.

                diossido di zolfo

                La quantità di anidride solforosa, formata in gran parte nei processi di combustione, dipende principalmente dal contenuto di zolfo del combustibile fossile impiegato. Sia il coke che il gas di cokeria utilizzati come combustibili sono le principali fonti di anidride solforosa. Nell'atmosfera, l'anidride solforosa può reagire con i radicali dell'ossigeno e l'acqua per formare un aerosol di acido solforico e, in combinazione con l'ammoniaca, può formare un aerosol di solfato di ammonio. Gli effetti sulla salute attribuiti agli ossidi di zolfo non sono solo dovuti all'anidride solforosa ma anche alla sua tendenza a formare tali aerosol respirabili. Inoltre, l'anidride solforosa può essere adsorbita sui particolati, molti dei quali sono nell'intervallo respirabile. Tali esposizioni potenziali possono essere ridotte non solo mediante l'uso di carburanti a basso contenuto di zolfo, ma anche mediante la riduzione della concentrazione del particolato. L'aumento dell'uso di forni elettrici ha ridotto l'emissione di ossidi di zolfo eliminando la necessità di coke, ma questo ha scaricato questo onere di controllo dell'inquinamento sugli impianti di produzione di elettricità. La desolforazione del gas di cokeria si ottiene rimuovendo i composti di zolfo ridotto, principalmente idrogeno solforato, prima della combustione.

                Ossido d'azoto

                Come gli ossidi di zolfo, gli ossidi di azoto, principalmente ossido di azoto e biossido di azoto, si formano nei processi di combustione del combustibile. Reagiscono con l'ossigeno e i composti organici volatili (COV) in presenza di radiazioni ultraviolette (UV) per formare ozono. Inoltre si combinano con l'acqua per formare acido nitrico, che a sua volta si combina con l'ammoniaca per formare nitrato di ammonio. Questi possono anche formare aerosol respirabili che possono essere rimossi dall'atmosfera attraverso la deposizione umida o secca.

                Particolato

                Il particolato, la forma più visibile di inquinamento, è una miscela varia e complessa di materiali organici e inorganici. La polvere può essere espulsa dalle scorte di minerale di ferro, carbone, coke e calcare o può essere dispersa nell'aria durante il carico e il trasporto. I materiali grossolani generano polvere quando vengono sfregati o schiacciati sotto i veicoli. Particelle fini vengono generate nei processi di sinterizzazione, fusione e fusione, in particolare quando il ferro fuso viene a contatto con l'aria per formare ossido di ferro. Le cokerie producono coke di carbone fine e emissioni di catrame. I potenziali effetti sulla salute dipendono dal numero di particelle nell'intervallo respirabile, dalla composizione chimica della polvere e dalla durata e dalla concentrazione dell'esposizione.

                Sono state ottenute forti riduzioni dei livelli di inquinamento da particolato. Ad esempio, utilizzando precipitatori elettrostatici per pulire i gas di scarico secchi nella produzione di acciaio con ossigeno, un'acciaieria tedesca ha ridotto il livello di polvere emessa da 9.3 kg/t di acciaio grezzo nel 1960 a 5.3 kg/t nel 1975 e a poco meno di 1 kg/t entro il 1990. Il costo, tuttavia, è stato un notevole aumento del consumo di energia. Altri metodi di controllo dell'inquinamento da particolato includono l'uso di scrubber a umido, case a sacco e cicloni (che sono efficaci solo contro particelle di grandi dimensioni).

                Metalli pesanti

                Metalli come cadmio, piombo, zinco, mercurio, manganese, nichel e cromo possono essere emessi da un forno sotto forma di polvere, fumo o vapore oppure possono essere adsorbiti da particelle. Effetti sulla salute, che sono descritti altrove in questo Enciclopedia, dipendono dal livello e dalla durata dell'esposizione.

                Emissioni organiche

                Le emissioni organiche delle operazioni siderurgiche primarie possono includere benzene, toluene, xilene, solventi, IPA, diossine e fenoli. L'acciaio di scarto utilizzato come materia prima può includere una varietà di queste sostanze, a seconda della sua origine e del modo in cui è stato utilizzato (ad esempio, vernici e altri rivestimenti, altri metalli e lubrificanti). Non tutti questi inquinanti organici vengono catturati dai tradizionali sistemi di pulizia del gas.

                Radioattività

                Negli ultimi anni sono stati segnalati casi in cui materiali radioattivi sono stati inavvertitamente inclusi nei rottami di acciaio. Le proprietà fisico-chimiche dei nuclidi (ad esempio, le temperature di fusione e di ebollizione e l'affinità per l'ossigeno) determineranno ciò che accade loro nel processo di produzione dell'acciaio. Potrebbe esserci una quantità sufficiente a contaminare i prodotti siderurgici, i sottoprodotti ei vari tipi di rifiuti e quindi richiedere una costosa bonifica e smaltimento. C'è anche la potenziale contaminazione delle attrezzature per la produzione dell'acciaio, con conseguente potenziale esposizione dei lavoratori dell'acciaio. Tuttavia, molte aziende siderurgiche hanno installato rilevatori di radiazioni sensibili per schermare tutti i rottami di acciaio acquistati.

                Diossido di carbonio

                Sebbene non abbia alcun effetto sulla salute umana o sugli ecosistemi ai normali livelli atmosferici, l'anidride carbonica è importante per il suo contributo all'"effetto serra", che è associato al riscaldamento globale. L'industria siderurgica è un importante generatore di anidride carbonica, più dall'uso del carbonio come agente riducente nella produzione di ferro dal minerale di ferro che dal suo utilizzo come fonte di energia. Nel 1990, attraverso una serie di misure per la riduzione del tasso di coke degli altiforni, il recupero del calore residuo e il risparmio energetico, le emissioni di anidride carbonica dell'industria siderurgica erano state ridotte al 47% dei livelli del 1960.

                Ozono

                L'ozono, uno dei principali costituenti dello smog atmosferico in prossimità della superficie terrestre, è un inquinante secondario formatosi nell'aria dalla reazione fotochimica della luce solare sugli ossidi di azoto, facilitata in misura diversa, a seconda della loro struttura e reattività, da una serie di COV . La principale fonte di precursori dell'ozono sono gli scarichi dei veicoli a motore, ma alcuni sono generati anche da impianti siderurgici e da altre industrie. A causa delle condizioni atmosferiche e topografiche, la reazione dell'ozono può avvenire a grandi distanze dalla sua sorgente.

                Contaminanti delle acque reflue

                Le acciaierie scaricano grandi volumi d'acqua in laghi, fiumi e corsi d'acqua, con volumi aggiuntivi che vengono vaporizzati durante il raffreddamento di coke o acciaio. Le acque reflue trattenute in stagni di contenimento non sigillati o con perdite possono penetrare e contaminare la falda acquifera locale e i corsi d'acqua sotterranei. Questi possono anche essere contaminati dalla lisciviazione dell'acqua piovana attraverso cumuli di materie prime o accumuli di rifiuti solidi. I contaminanti includono solidi sospesi, metalli pesanti e oli e grassi. Le variazioni di temperatura nelle acque naturali dovute allo scarico di acqua di processo a temperatura più elevata (il 70% dell'acqua di processo di produzione dell'acciaio viene utilizzata per il raffreddamento) possono influire sugli ecosistemi di queste acque. Di conseguenza, il trattamento di raffreddamento prima dello scarico è essenziale e può essere ottenuto mediante l'applicazione della tecnologia disponibile.

                Solidi sospesi

                I solidi sospesi (SS) sono i principali inquinanti trasportati dall'acqua scaricati durante la produzione di acciaio. Sono costituiti principalmente da ossidi di ferro derivanti dalla formazione di incrostazioni durante la lavorazione; possono essere presenti anche carbone, fanghi biologici, idrossidi metallici e altri solidi. Questi sono in gran parte non tossici in ambienti acquosi a livelli di scarico normali. La loro presenza a livelli più alti può portare allo scolorimento dei corsi d'acqua, alla deossigenazione e all'insabbiamento.

                Metalli pesanti

                L'acqua di processo per la produzione dell'acciaio può contenere livelli elevati di zinco e manganese, mentre gli scarichi delle aree di laminazione a freddo e di rivestimento possono contenere zinco, cadmio, alluminio, rame e cromo. Questi metalli sono naturalmente presenti nell'ambiente acquatico; è la loro presenza a concentrazioni più elevate del solito che crea preoccupazione per i potenziali effetti sugli esseri umani e sugli ecosistemi. Queste preoccupazioni sono accresciute dal fatto che, a differenza di molti inquinanti organici, questi metalli pesanti non si biodegradano in prodotti finali innocui e possono concentrarsi nei sedimenti e nei tessuti dei pesci e di altre forme di vita acquatica. Inoltre, essendo combinati con altri contaminanti (ad es. ammoniaca, composti organici, oli, cianuri, alcali, solventi e acidi), la loro potenziale tossicità può essere aumentata.

                Oli e grassi

                Oli e grassi possono essere presenti nelle acque reflue sia in forma solubile che insolubile. La maggior parte degli oli e dei grassi pesanti sono insolubili e si rimuovono relativamente facilmente. Tuttavia, possono emulsionarsi per contatto con detergenti o alcali o per agitazione. Gli oli emulsionati vengono abitualmente utilizzati come parte del processo nei frantoi a freddo. Tranne che per causare lo scolorimento della superficie dell'acqua, piccole quantità della maggior parte dei composti oleosi alifatici sono innocue. I composti di olio aromatico monoidrico, tuttavia, possono essere tossici. Inoltre, i componenti dell'olio possono contenere sostanze tossiche come PCB, piombo e altri metalli pesanti. Oltre alla questione della tossicità, la domanda biologica e chimica di ossigeno (BOD e COD) di oli e altri composti organici può diminuire il contenuto di ossigeno dell'acqua, influenzando così la vitalità della vita acquatica.

                Rifiuti Solidi

                Gran parte dei rifiuti solidi prodotti nella produzione dell'acciaio è riutilizzabile. Il processo di produzione del coke, ad esempio, dà origine a derivati ​​del carbone che sono importanti materie prime per l'industria chimica. Molti sottoprodotti (ad es. polvere di coke) possono essere reimmessi nei processi di produzione. Le scorie prodotte quando le impurità presenti nel carbone e nel minerale di ferro fondono e si combinano con la calce utilizzata come fondente in fusione possono essere utilizzate in diversi modi: riempimento di discariche per progetti di bonifica, nella costruzione di strade e come materia prima per impianti di sinterizzazione che forniscono altiforni. L'acciaio, indipendentemente dal grado, dalle dimensioni, dall'uso o dalla durata del servizio, è completamente riciclabile e può essere riciclato ripetutamente senza alcun degrado delle sue proprietà meccaniche, fisiche o metallurgiche. Il tasso di riciclaggio è stimato al 90%. La tabella 1 presenta una panoramica del grado in cui l'industria siderurgica giapponese ha raggiunto il riciclaggio dei materiali di scarto.

                Tabella 1. Rifiuti generati e riciclati nella produzione di acciaio in Giappone

                 

                Generazione (A)
                (1,000 tonnellate)

                Discarica (B)
                (1,000 tonnellate)

                Riutilizzazione
                (A–B/A) %

                Scorie

                Altiforni
                Forni a ossigeno di base
                Forni elettrici ad arco
                Totale parziale

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

                712
                1,663
                753
                3,128

                97.1
                82.0
                65.8
                91.3

                Polvere

                4,763

                238

                95.0

                Fango

                519

                204

                60.7

                Olio di scarto

                81

                   

                Totale

                41,519

                3,570

                91.4

                Fonte: IISI 1992.

                Energy Conservation

                Il risparmio energetico è desiderabile non solo per ragioni economiche ma anche per ridurre l'inquinamento negli impianti di approvvigionamento energetico come le utenze elettriche. La quantità di energia consumata nella produzione di acciaio varia ampiamente con i processi utilizzati e il mix di rottami metallici e minerale di ferro nella materia prima. L'intensità energetica degli impianti statunitensi a base di rottame nel 1988 era in media di 21.1 gigajoule per tonnellata, mentre gli impianti giapponesi consumavano circa il 25% in meno. Un impianto basato sui rottami modello dell'International Iron and Steel Institute (IISI) richiedeva solo 10.1 gigajoule per tonnellata (IISI 1992).

                L'aumento del costo dell'energia ha stimolato lo sviluppo di tecnologie per il risparmio energetico e dei materiali. I gas a bassa energia, come i gas di sottoprodotto prodotti nei processi di altoforno e cokeria, vengono recuperati, depurati e utilizzati come combustibile. Il consumo di coke e combustibile ausiliario da parte dell'industria siderurgica tedesca, che era in media di 830 kg/tonnellata nel 1960, è stato ridotto a 510 kg/tonnellata nel 1990. 20.5 a circa il 1973% nel 7. L'industria siderurgica degli Stati Uniti ha effettuato importanti investimenti nel risparmio energetico. Lo stabilimento medio ha ridotto il consumo energetico del 1988% dal 45 attraverso la modifica dei processi, nuove tecnologie e ristrutturazioni (le emissioni di anidride carbonica sono diminuite proporzionalmente).

                Affrontare il futuro

                Tradizionalmente, i governi, le associazioni di categoria e le singole industrie hanno affrontato le questioni ambientali in base ai media specifici, trattando separatamente, ad esempio, i problemi relativi all'aria, all'acqua e allo smaltimento dei rifiuti. Ciò, seppur utile, ha talvolta solo spostato il problema da un ambito ambientale all'altro, come nel caso di costosi trattamenti delle acque reflue che lasciano il successivo problema dello smaltimento dei fanghi di depurazione, che possono provocare anche un grave inquinamento delle falde acquifere.

                Negli ultimi anni, tuttavia, l'industria siderurgica internazionale ha affrontato questo problema attraverso il controllo integrato dell'inquinamento, che si è ulteriormente sviluppato in Total Environmental Risk Management, un programma che esamina tutti gli impatti contemporaneamente e affronta sistematicamente le aree prioritarie. Un secondo sviluppo di pari importanza è stata l'attenzione rivolta all'azione preventiva piuttosto che correttiva. Ciò affronta questioni quali l'ubicazione dell'impianto, la preparazione del sito, la disposizione e le attrezzature dell'impianto, la specifica delle responsabilità di gestione quotidiane e la garanzia di personale e risorse adeguati per monitorare la conformità alle normative ambientali e riferire i risultati alle autorità competenti.

                Il Centro per l'Industria e l'Ambiente, istituito nel 1975 dal Programma delle Nazioni Unite per l'Ambiente (UNEP), mira a incoraggiare la cooperazione tra le industrie ei governi al fine di promuovere uno sviluppo industriale rispettoso dell'ambiente. I suoi obiettivi includono:

                • incoraggiamento all'inserimento di criteri ambientali nei piani di sviluppo industriale
                • facilitazione dell'attuazione di procedure e principi per la protezione dell'ambiente
                • promozione dell'uso di tecniche sicure e pulite
                • stimolazione dello scambio di informazioni ed esperienze in tutto il mondo.

                 

                L'UNEP lavora a stretto contatto con l'IISI, la prima associazione industriale internazionale dedicata a un singolo settore. I membri dell'IISI comprendono aziende produttrici di acciaio di proprietà pubblica e privata e associazioni, federazioni e istituti di ricerca nazionali e regionali dell'industria siderurgica nei 51 paesi che, insieme, rappresentano oltre il 70% della produzione mondiale totale di acciaio. L'IISI, spesso di concerto con l'UNEP, produce dichiarazioni di principi e politiche ambientali e rapporti tecnici come quello su cui si basa gran parte di questo articolo (UNEP e IISI 1997). Insieme, stanno lavorando per affrontare i fattori economici, sociali, morali, personali, gestionali e tecnologici che influenzano il rispetto dei principi, delle politiche e dei regolamenti ambientali.

                 

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                Contenuti

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