73. Гвожђе и челик
Уредник поглавља: Аугустин Моффит
Индустрија гвожђа и челика
Џон Масаитис
Роллинг Миллс
Х. Сцхнеидер
Здравствени и безбедносни проблеми и обрасци
Питања животне средине и јавног здравља
Кликните на везу испод да видите табелу у контексту чланка.
1. Нуспроизводи коксних пећи који се могу обновити
2. Отпад који се ствара и рециклира у производњи челика у Јапану
Поставите показивач на сличицу да бисте видели наслов слике, кликните да бисте видели слику у контексту чланка.
Гвожђе се највише налази у земљиној кори, у облику разних минерала (оксиди, хидратизоване руде, карбонати, сулфиди, силикати и тако даље). Од праисторије, људи су научили да припремају и прерађују ове минерале разним операцијама прања, дробљења и просејавања, одвајањем ланца, калцинацијом, синтеровањем и пелетизацијом, како би руде учинили топљивим и добили гвожђе и челик. У историјским временима, просперитетна индустрија гвожђа се развила у многим земљама, заснована на локалним залихама руде и близине шума за снабдевање дрвеног угља за гориво. Почетком 18. века, откриће да се кокс може користити уместо дрвеног угља револуционисало је индустрију, омогућавајући њен брзи развој као основу на којој су почивали сви други развоји индустријске револуције. Велике предности стекле су оним земљама где су природна налазишта угља и гвоздене руде леже близу једна другој.
Производња челика је у великој мери била развој 19. века, са проналаском процеса топљења; Бесемер (1855), отворено огњиште, обично ложено производним гасом (1864); и електрична пећ (1900). Од средине 20. века, конверзија кисеоника, првенствено Линц-Доновитз (ЛД) процес помоћу кисеоника, омогућила је производњу челика високог квалитета са релативно ниским трошковима производње.
Данас је производња челика индекс националног просперитета и основа масовне производње у многим другим индустријама као што су бродоградња, аутомобили, грађевинарство, машине, алати и индустријска и домаћа опрема. Развој транспорта, посебно поморског, учинио је међународну размену потребних сировина (гвоздене руде, угаљ, мазут, отпад и адитиви) економски исплативом. Због тога земље које поседују налазишта руде гвожђа у близини поља угља више нису привилеговане, а велике топионице и челичане су изграђене у приморским регионима великих индустријализованих земаља и снабдевају се сировинама из земаља извозница које су у стању да задовоље садашње. дневне потребе за материјалима високог квалитета.
Током протеклих деценија развијени су такозвани процеси директне редукције, који су били успешни. Руде гвожђа, посебно руде високог квалитета или побољшане, редукују се у сунђерасто гвожђе екстракцијом кисеоника који садрже, чиме се добија материјал гвожђа који замењује отпад.
Производња гвожђа и челика
Светска производња сировог гвожђа износила је 578 милиона тона 1995. године (види слику 1).
Слика 1. Светска производња сировог гвожђа 1995. године, по регионима
Светска производња сировог челика износила је 828 милиона тона 1995. године (види слику 2).
Слика 2. Светска производња сировог челика у 1995. по регионима
Индустрија челика пролази кроз технолошку револуцију, а тренд изградње нових производних капацитета је био према употреби електричних лучних пећи од рециклираног челичног отпада (ЕАФ) у мањим млиновима (види слику 3). Иако интегрисане челичане у којима се челик производи од руде гвожђа раде на рекордном нивоу ефикасности, ЕАФ челичане са производним капацитетима од мање од милион тона годишње постају све чешћи у главним земљама које производе челик у свету. .
Слика 3. Отпад пуњења или електричне пећи
Израда гвожђа
Целокупна линија протока производње гвожђа и челика приказана је на слици 4.
Слика 4. Проточна линија производње челика
За прављење гвожђа, суштинска карактеристика је висока пећ, где се руда гвожђа топи (редукује) да би се добило сирово гвожђе. Пећ се са врха пуни гвозденом рудом, коксом и кречњаком; врућ ваздух, често обогаћен кисеоником, удувава се са дна; а угљен моноксид произведен из кокса претвара руду гвожђа у сирово гвожђе које садржи угљеник. Кречњак делује као флукс. На температури од 1,600°Ц (види слику 5) сирово гвожђе се топи и сакупља на дну пећи, а кречњак се спаја са земљом и формира шљаку. Пећ се повремено точи (тј. сирово гвожђе се уклања) и сирово гвожђе се затим може сипати у свиње за каснију употребу (нпр. у ливницама), или у кутлаче где се, још растопљено, преноси у челик. прављење биљке.
Слика 5. Узимање температуре растопљеног метала у високој пећи
Неке велике фабрике имају коксне пећи на истом месту. Гвоздене руде се генерално подвргавају специјалним припремним процесима пре убацивања у високу пећ (прање, редукција до идеалне величине грудвица дробљењем и просејавањем, одвајање фине руде за синтеровање и пелетирање, механизовано сортирање за одвајање ланца, калцинисање, синтеровање и пелетирање). Шљака која се уклони из пећи може се у просторијама претворити у друге сврхе, посебно за производњу цемента.
Слика 6. Вруће метално пуњење за пећ на бази кисеоника
Железара
Сирово гвожђе садржи велике количине угљеника као и друге нечистоће (углавном сумпор и фосфор). Стога се мора дорадити. Садржај угљеника се мора смањити, нечистоће оксидирати и уклонити, а гвожђе се претворити у високо еластичан метал који се може ковати и производити. Ово је сврха операција производње челика. Постоје три типа пећи за производњу челика: пећи на отвореном ложишту, основни процесни претварач кисеоника (види слику 6) и електролучна пећ (видети слику 7). Отворене пећи су највећим делом замењене конверторима базичног кисеоника (где се челик производи удувавањем ваздуха или кисеоника у растопљено гвожђе) и електролучним пећима (где се челик прави од старог гвожђа и спужвастих пелета).
Слика 7. Општи изглед ливења у електричним пећима
Специјални челици су легуре у које су уграђени други метални елементи за производњу челика са посебним квалитетима и за посебне намене, (нпр. хром за спречавање рђе, волфрам који даје тврдоћу и жилавост на високим температурама, никл за повећање чврстоће, дуктилности и отпорности на корозију) . Ови састојци за легирање могу се додати или у пуњење високе пећи (видети слику 8) или у растопљени челик (у пећи или лонцу) (видети слику 9). Истопљени метал из процеса производње челика се сипа у машине за континуално ливење да би се формирале гредице (видети слику 10), блоом (видети слику 11) или плоче. Истопљени метал се такође може сипати у калупе за формирање ингота. Већина челика се производи методом ливења (види слику 12). Предности континуираног ливења су повећани принос, већи квалитет, уштеда енергије и смањење капиталних и оперативних трошкова. Калупи изливени у инготи се чувају у јамама за намакање (тј. подземним пећима са вратима), где се инготи могу поново загрејати пре него што оду у ваљаонице или другу накнадну обраду (слика 4). Недавно су компаније почеле да производе челик са континуираним ливцима. О ваљаоницама се говори на другом месту у овом поглављу; ливнице, ковање и пресовање обрађени су у поглављу Металопрерађивачка и металопрерађивачка индустрија.
Слика 8. Полеђина пуњења врућег метала
Слика 9. Кутак за континуирано ливење
Слика 10. Биљке за континуирано ливење
Слика 11. Непрекидно ливење цвета
Слика 12. Контролна говорница за процес континуираног ливења
Хазардс
nesreće
У индустрији гвожђа и челика, велике количине материјала се обрађују, транспортују и транспортују масивном опремом која превазилази ону у већини индустрија. Челичане обично имају софистициране безбедносне и здравствене програме за решавање опасности у окружењу које може бити неопростиво. За контролу опасности обично је потребан интегрисани приступ који комбинује добре праксе инжењеринга и одржавања, процедуре безбедног посла, обуку радника и употребу личне заштитне опреме (ППЕ).
Опекотине се могу јавити на многим местима у процесу производње челика: на предњој страни пећи током точења од растопљеног метала или шљаке; од изливања, прскања или избијања врелог метала из кутлача или посуда током обраде, преливања (пресипања) или транспорта; и од контакта са врелим металом док се формира у финални производ.
Вода заробљена растопљеним металом или шљаком може створити експлозивне силе које лансирају врућ метал или материјал на широком подручју. Убацивање влажног прибора у растопљени метал такође може изазвати насилне ерупције.
Механички транспорт је неопходан у производњи гвожђа и челика, али излаже раднике потенцијалним опасностима које могу да ударе и ухвате између њих. Мостне дизалице се налазе у скоро свим областима челичана. Већина великих радова се такође у великој мери ослања на употребу фиксне шинске опреме и великих индустријских трактора за транспорт материјала.
Програми безбедности за коришћење дизалица захтевају обуку како би се обезбедио правилан и безбедан рад дизалице и постављање терета како би се спречило испуштање терета; добра комуникација и употреба стандардних ручних сигнала између возача дизалица и рељача како би се спречиле повреде услед неочекиваног кретања дизалице; програми инспекције и одржавања делова дизалица, прибора за подизање, привезница и кука за спречавање пада терета; и безбедна средства за приступ дизалицама ради избегавања падова и незгода на попречним путевима дизалице.
Безбедносни програми за железницу такође захтевају добру комуникацију, посебно током смењивања и спајања вагона, како би се избегло хватање људи између спојница вагона.
Одржавање одговарајућег простора за пролаз великих индустријских трактора и друге опреме и спречавање неочекиваног покретања и померања је неопходно да би се елиминисале опасности од ударца, ударца и хватања између оператера опреме, пешака и других оператера возила. Програми су такође неопходни за преглед и одржавање сигурносних уређаја и пролаза опреме.
Добро одржавање је камен темељац безбедности у железарама и челичанима. Подови и пролази могу се брзо зачепити материјалом и прибором који представља опасност од спотицања. Користе се велике количине масти, уља и мазива и ако се проспе могу лако постати опасност од клизања на ходању или радним површинама.
Алати су подложни великом хабању и убрзо постају угрожени и можда опасни за употребу. Иако је механизација у великој мери смањила количину ручног руковања у индустрији, ергономска оптерећења се и даље могу појавити у многим приликама.
Оштри мотори или неравнине на челичним производима или металним тракама представљају опасност од раздеротина и убода за раднике укључене у дораду, отпрему и руковање отпадом. Често се користе рукавице отпорне на резове и штитници за зглобове да би се елиминисале повреде.
Програми за заштитне наочаре су посебно важни у железарама и челичанима. Опасност од страног тела преовлађује у већини области, посебно у руковању сировинама и завршној обради челика, где се врши млевење, заваривање и спаљивање.
Програмирано одржавање је посебно важно за превенцију незгода. Његова сврха је да обезбеди ефикасност опреме и одржи потпуно оперативне чуваре, јер квар може изазвати несреће. Поштовање безбедне радне праксе и безбедносних правила је такође веома важно због сложености, величине и брзине процесне опреме и машина.
Тровање угљен-моноксидом
Високе пећи, конвертори и коксне пећи производе велике количине гасова у процесу производње гвожђа и челика. Након уклањања прашине, ови гасови се користе као извори горива у разним постројењима, а неки се испоручују у хемијска постројења за употребу као сировине. Садрже велике количине угљен моноксида (гас из високих пећи, 22 до 30%; гас из коксних пећи, 5 до 10%; конвертерски гас, 68 до 70%).
Угљен моноксид понекад излази или цури са врхова или тела високих пећи или из многих гасовода унутар постројења, случајно изазивајући акутно тровање угљен моноксидом. Већина случајева оваквог тровања јавља се при раду око високих пећи, посебно при ремонту. Други случајеви се дешавају током рада око врућих пећи, обиласка инспекције око тела пећи, рада у близини врхова пећи или рада у близини зареза за пепео или уреза за точење. Тровање угљен-моноксидом такође може бити последица гаса који се ослобађа из вентила за заптивање воде или заптивача у челичанама или ваљаоницама; од изненадног гашења опреме за издувавање, котларница или вентилатора за вентилацију; од цурења; од неисправног проветравања или прочишћавања процесних судова, цевовода или опреме пре рада; и при затварању цевних вентила.
Прашина и испарења
Прашина и испарења се стварају на многим местима у производњи гвожђа и челика. Прашина и испарења налазе се у процесима припреме, посебно синтеровања, испред високих пећи и челичних пећи и у изради ингота. Прашина и испарења из руде гвожђа или црних метала не изазивају лако плућну фиброзу, а пнеумокониоза је ретка. Сматра се да су неки карциноми плућа повезани са канцерогенима који се налазе у емисији кокса из пећи. Густа испарења која се емитују током употребе кисеоника и употребе кисеоника у отвореним пећима могу посебно утицати на оператере дизалица.
Изложеност силицијум-диоксиду представља ризик за раднике који се баве облагањем, облагањем и поправком високих пећи и челичних пећи и посуда са ватросталним материјалима, који могу да садрже и до 80% силицијум диоксида. Ловци су обложени ватросталном опеком или везаним дробљеним силицијумом и ова облога захтева честе поправке. Силицијум који се налази у ватросталним материјалима је делимично у облику силиката, који не изазивају силикозу, већ пнеумокониозу. Радници су ретко изложени тешким облацима прашине.
Додаци легуре у пећима за производњу специјалних челика понекад доносе потенцијалне ризике од излагања хрому, мангану, олова и кадмијума.
Разне опасности
Рад на столу и на врху у операцијама коксовања испред високих пећи у производњи гвожђа и предњим операцијама пећи, прављења ингота и континуираног ливења у производњи челика укључују напорне активности у врућем окружењу. Морају се спроводити програми превенције топлотних болести.
Пећи могу изазвати одсјај који може да повреди очи осим ако се не обезбеди и не носи одговарајућа заштита за очи. Ручне операције, као што је зидање пећи, и вибрације руку и руку у дробилицама и млиновима могу узроковати ергономске проблеме.
Постројења за дување, постројења за кисеоник, дуваљке са пражњењем гаса и електричне пећи велике снаге могу изазвати оштећење слуха. Руковаоце пећима треба заштитити затварањем извора буке материјалом који пригушује звук или обезбеђивањем звучно изолованих склоништа. Смањење времена излагања се такође може показати ефикасним. Штитници за уши (штитници за уши или чепићи за уши) су често потребни у подручјима са високом буком због неизводљивости постизања адекватног смањења буке другим средствима.
Мере безбедности и здравља
Организација безбедности
Организација безбедности је од примарне важности у индустрији гвожђа и челика, где безбедност у великој мери зависи од реакције радника на потенцијалне опасности. Прва одговорност руководства је да обезбеди најбезбедније могуће физичке услове, али је обично неопходно обезбедити сарадњу свих у програмима безбедности. Комитети за превенцију несрећа, делегати за безбедност радника, безбедносни подстицаји, такмичења, шеме сугестија, слогани и упозорења могу да играју важну улогу у програмима безбедности. Укључивање свих особа у процене опасности на локацији, посматрање понашања и вежбе повратних информација може промовисати позитивне ставове о безбедности и фокусирати радне групе које раде на спречавању повреда и болести.
Статистика незгода открива опасна подручја и потребу за додатном физичком заштитом, као и већи стрес на одржавању домаћинства. Вредност различитих типова заштитне одеће може се проценити, а предности се могу саопштити радницима о којима је реч.
тренинг
Обука треба да садржи информације о опасностима, безбедним методама рада, избегавању ризика и ношењу ЛЗО. Када се уведу нове методе или процеси, можда ће бити потребно преквалификација чак и оних радника са дугим искуством на старијим типовима пећи. Посебно су вредни курсеви обуке и освежавања за све нивое особља. Они треба да упознају особље са безбедним методама рада, небезбедним радњама које треба забранити, безбедносним правилима и главним законским одредбама у вези са спречавањем незгода. Обуку треба да спроводе стручњаци и треба да користи ефикасна аудио-визуелна помагала. Састанке или контакте о безбедности треба редовно одржавати за све особе како би се појачала обука о безбедности и свест.
Инжењерске и административне мере
Сви опасни делови машина и опреме, укључујући лифтове, транспортере, дуге осовине и зупчанике на мостним дизалицама, треба да буду безбедно заштићени. Редовни систем прегледа, прегледа и одржавања је неопходан за све машине и опрему у фабрици, посебно за дизалице, опрему за подизање, ланце и куке. Ефикасан програм закључавања/означавања треба да буде у функцији за одржавање и поправку. Неисправну опрему треба одложити. Безбедна радна оптерећења треба да буду јасно обележена, а прибор који се не користи треба да буде уредно ускладиштен. Средства за приступ мостним дизалицама треба, где је то могуће, да буду степеништем. Ако се морају користити вертикалне мердевине, треба их обручити у интервалима. Требало би направити ефикасне аранжмане како би се ограничило кретање мостних дизалица када су особе на раду у близини. Можда ће бити неопходно, као што је прописано законом у одређеним земљама, инсталирање одговарајућег разводног уређаја на надземне дизалице како би се спречили судари ако две или више дизалица путују на истој писти.
Локомотиве, шине, вагони, колица и спојнице треба да буду доброг дизајна и да се одржавају у добром стању, а ефикасан систем сигнализације и упозорења треба да буде у функцији. Треба забранити вожњу на спојницама или пролаз између вагона. На колосеку железничке опреме не би требало да се обавља никаква операција осим ако су предузете мере за ограничавање приступа или кретања опреме.
Потребна је велика пажња у складиштењу кисеоника. Снабдевање различитим деловима радова треба да буде цевоводно и јасно идентификовано. Сва копља треба одржавати чистима.
Постоји непрестана потреба за добрим одржавањем домаћинства. Падови и спотицања узроковани зачепљеним подовима или прибором и алатом који су непажљиво остављени могу сами себи да проузрокују повреде, али такође могу бацити особу на врућ или растопљени материјал. Све материјале треба пажљиво сложити, а полице за складиштење треба да буду прикладно постављене за алат. Проливене масти или уља треба одмах очистити. Осветљење свих делова радњи и машинских штитника треба да буде високог стандарда.
Индустријска хигијена
Потребна је добра општа вентилација у целом постројењу и локална издувна вентилација (ЛЕВ) где год се стварају значајне количине прашине и дима или гас може да изађе, заједно са највишим могућим стандардима чистоће и одржавања. Гасна опрема мора бити редовно проверавана и добро одржавана како би се спречило било какво цурење гаса. Кад год треба да се ради у окружењу које вероватно садржи гас, детекторе гаса угљен-моноксида треба користити да би се обезбедила безбедност. Када је рад у опасном подручју неизбежан, треба носити самосталне респираторе или респираторе са доводом ваздуха. Боце за ваздух за дисање треба увек да буду у приправности, а оперативци треба да буду темељно обучени о методама управљања њима.
У циљу побољшања радног окружења, потребно је инсталирати индуковану вентилацију за довод хладног ваздуха. Локалне дуваљке могу бити лоциране за индивидуално олакшање, посебно на врућим радним местима. Топлотна заштита се може обезбедити постављањем топлотних штитова између радника и извора топлоте зрачења, као што су пећи или врели метал, постављањем водених паравана или ваздушних завеса испред пећи или постављањем топлотно отпорних жичаних паравана. Одело и капуљача од материјала отпорног на топлоту са ваздушним апаратом за дисање пружају најбољу заштиту радницима у пећи. Пошто је рад у пећима изузетно врућ, водови хладног ваздуха такође могу бити уведени у одело. Неопходни су и фиксни распореди који омогућавају време хлађења пре уласка у пећи.
Аклиматизација доводи до природног прилагођавања садржаја соли у зноју тела. Инциденца топлотних афекта може се знатно смањити прилагођавањем радног оптерећења и добро распоређеним периодима одмора, посебно ако се они проводе у хладној просторији, климатизованој ако је потребно. Као палијатив, треба обезбедити обиље воде и других одговарајућих пића и треба да постоје простори за узимање лаких оброка. Температура хладних пића не би требало да буде прениска и раднике треба обучити да не гутају превише хладне течности одједном; лакши оброци су пожељни током радног времена. Замена соли је потребна за послове који укључују обилно знојење и најбоље се постиже повећањем уноса соли уз редовне оброке.
У хладним климатским условима, потребна је пажња да се спрече штетни ефекти дужег излагања хладноћи или изненадних и наглих промена температуре. Кантина, умиваоници и санитарни чворови би требало да буду при руци. Просторије за прање треба да садрже тушеве; свлачионице и ормариће треба обезбедити и одржавати у чистом и санитарном стању.
Где год је то могуће, изворе буке треба изоловати. Удаљени централни панели уклањају неке оперативце из бучних подручја; у најгорим областима треба захтевати заштиту слуха. Поред затварања бучних машина материјалом који апсорбује звук или заштите радника звучно изолованим склоништима, утврђено је да су програми за заштиту слуха ефикасан начин за контролу губитка слуха изазваног буком.
Лична заштитна опрема
Сви делови тела су у опасности у већини операција, али врста потребног заштитног одеће варира у зависности од локације. Онима који раде на пећима потребна је одећа која штити од опекотина — комбинезони од материјала отпорног на ватру, пљувачке, чизме, рукавице, шлемови са штитницима за лице или наочаре против варница и одсјаја. Заштитне чизме, заштитне наочаре и кациге су императив у скоро свим занимањима, а рукавице су веома неопходне. Заштитна одећа треба да узме у обзир ризике по здравље и удобност од претеране топлоте; на пример, ватроотпорна хауба са визиром од жичане мреже пружа добру заштиту од варница и отпорна је на топлоту; разна синтетичка влакна су се такође показала ефикасним у отпорности на топлоту. Неопходни су строги надзор и стална пропаганда како би се осигурало да се лична заштитна опрема носи и правилно одржава.
Ергономија
Ергономски приступ (тј. испитивање односа радник-машина-окружење) је од посебног значаја у одређеним операцијама у индустрији гвожђа и челика. Одговарајућа ергономска студија неопходна је не само да би се истражили услови док радник обавља различите операције, већ и да би се истражио утицај околине на радника и функционални дизајн машине која се користи.
Медицински надзор
Лекарски прегледи пре ступања на посао су од велике важности у одабиру особа погодних за тежак посао у производњи гвожђа и челика. За већину посла потребна је добра физичка структура: хипертензија, срчана обољења, гојазност и хронични гастроентеритис дисквалификују појединце да раде у врућем окружењу. Посебна пажња је потребна при избору кранова, како физичких тако и психичких способности.
Медицински надзор треба обратити посебну пажњу на оне који су изложени топлотном стресу; треба обезбедити периодичне прегледе грудног коша за оне који су изложени прашини, а аудиометријске прегледе за оне који су изложени буци; оператери мобилне опреме такође треба да пролазе периодичне лекарске прегледе како би се осигурала њихова стална способност за посао.
Неопходан је стални надзор над свим апаратима за реанимацију, као и обука радника у поступку оживљавања прве помоћи.
Такође треба обезбедити централну станицу прве помоћи са потребном медицинском опремом за хитну помоћ. Ако је могуће, треба да постоји амбуланта за превоз тешко повређених особа до најближе болнице под надзором квалификованог амбулантног лица. У већим постројењима станице прве помоћи или кутије треба да буду смештене на неколико централних тачака.
Цоке Оператионс
Припрема угља
Најважнији појединачни фактор за производњу металуршког кокса је избор угља. Најпожељнији су угљи са ниским садржајем пепела и сумпора. Нискоиспарљиви угаљ у количинама до 40% се обично меша са високоиспарљивим угљем да би се постигле жељене карактеристике. Најважније физичко својство металуршког кокса је његова чврстоћа и способност да издржи ломљење и хабање током руковања и употребе у високој пећи. Операције руковања угљем се састоје од истовара из железничких вагона, бродских баржи или камиона; мешање угља; одмеравање; уситњавање; контрола запреминске масе коришћењем дизел или сличног уља; и транспортовање до бункера коксних батерија.
Коксање
Већим делом кокс се производи у пећима за коксовање нуспроизвода које су дизајниране и раде тако да сакупљају испарљиви материјал из угља. Пећи се састоје од три главна дела: коморе за коксовање, димовода за грејање и регенеративне коморе. Осим челичне и бетонске конструкције, пећи су изграђене од ватросталне цигле. Обично свака батерија садржи приближно 45 одвојених пећница. Коксаре за коксовање су углавном високе од 1.82 до 6.7 метара, дужине од 9.14 до 15.5 метара и 1,535 °Ц на дну димњака за грејање. Време потребно за коксовање варира у зависности од димензија пећи, али се обично креће између 16 и 20 сати.
У великим вертикалним пећима, угаљ се пуни кроз отворе на врху из шинског типа „ларри цар“ који транспортује угаљ из бункера за угаљ. Након што је угаљ постао кокс, кокс се са једне стране гура из пећи помоћу цилиндра или „гурача“. Рам је нешто мањи од димензија пећнице тако да се избегава контакт са унутрашњим површинама пећнице. Кокс се сакупља у вагону шинског типа или на страни батерије на супротној страни потискача и транспортује до постројења за гашење. Врући кокс се влажи водом пре испуштања на кокс. У неким батеријама, врући кокс се гаси на суво да би се повратила осетљива топлота за стварање паре.
Реакције током карбонизације угља за производњу кокса су сложене. Производи разлагања угља у почетку укључују воду, оксиде угљеника, водоник-сулфид, хидроароматична једињења, парафине, олефине, фенолна једињења и једињења која садрже азот. Синтеза и деградација се дешавају међу примарним производима који производе велике количине водоника, метана и ароматичних угљоводоника. Даљњим разлагањем комплексних једињења која садрже азот настају амонијак, цијановодоник, базе пиридина и азот. Континуирано уклањање водоника из остатка у пећи производи тврди кокс.
Коксне пећи нуспроизвода које имају опрему за регенерацију и прераду хемикалија угља производе материјале наведене у табели 1.
Табела 1. нуспроизводи коксних пећи који се могу обновити
Нуспроизвод |
Састојци који се могу повратити |
Коксни гас |
Водоник, метан, етан, угљен моноксид, угљен диоксид, етилен, |
Ликер амонијака |
Бесплатан и фиксни амонијак |
Тар |
Пиридин, катранске киселине, нафтален, креозотно уље и смола од катрана |
Лагано уље |
Различите количине гасних продуката угља са тачкама кључања од око 40 ºЦ |
Након довољног хлађења како не би дошло до оштећења транспортне траке, кокс се премешта у станицу за просијавање и дробљење где се димензионира за употребу у високим пећима.
Хазардс
Физичке опасности
Током операција истовара, припреме и руковања угљем, манипулише се хиљадама тона угља, стварајући прашину, буку и вибрације. Присуство великих количина акумулиране прашине може, поред опасности од удисања, изазвати и опасност од експлозије.
Током коксовања, топлота околине и зрачење представљају главне физичке проблеме, посебно на горњој страни батерија, где је распоређена већина радника. Бука може бити проблем у мобилној опреми, првенствено због погонског механизма и вибрирајућих компоненти које се не одржавају на одговарајући начин. Уређаји за јонизујуће зрачење и/или уређаји за производњу ласера могу се користити за потребе поравнања мобилне опреме.
Хемијске опасности
Минерално уље се обично користи у оперативне сврхе за контролу насипне густине и сузбијање прашине. Материјали се могу нанети на угаљ пре него што се однесу у бункер за угаљ да би се акумулација свела на минимум и да би се олакшало одлагање опасног отпада из операција нуспроизвода.
Највећи здравствени проблем повезан са операцијама коксања су емисије из пећи током пуњења угља, коксовања и потискивања кокса. Емисије садрже бројне полицикличне ароматичне угљоводонике (ПАХ), од којих су неки канцерогени. Материјали који се користе за заптивање цурења у поклопцима и вратима такође могу бити забринути током мешања и када се поклопци и врата уклањају. Азбест и рефракциони керамички филтери такође могу бити присутни у облику изолационих материјала и заптивки, иако су коришћене одговарајуће замене за производе који су претходно садржали азбест.
Механичке опасности
Морају се препознати опасности од производње угља које су повезане са железничким вагонима, бродским баржама и саобраћајем возила, као и кретањем покретне траке. Већина несрећа се дешава када су радници ударени, ухваћени између њих, када падну са њих, буду заробљени и заробљени или не закључају такву опрему (укључујући електричну).
Механичке опасности које изазивају највећу забринутост су повезане са мобилном опремом на страни потискивача, страни кокса и колима на врху батерије. Ова опрема је у функцији практично цео радни период и мало је простора између ње и операција. Несреће захваћене и погођене мобилном шинском опремом представљају највећи број фаталних инцидената у производњи коксних пећи. Опекотине површине коже од врућих материјала и површина и иритација очију од честица прашине су одговорни за бројније, мање тешке појаве.
Мере безбедности и здравља
Да би се концентрација прашине током производње угља одржала на прихватљивом нивоу, потребно је држање и затварање система за сијање, дробљење и транспорт. ЛЕВ такође може бити потребан поред средстава за влажење угља. Потребни су адекватни програми одржавања, програми трака и програми чишћења како би се минимизирало изливање и одржавали пролазе поред опреме за процес и транспорт без угља. Систем транспортера треба да користи компоненте за које се зна да су ефикасне у смањењу изливања и одржавању изолације, као што су средства за чишћење каиша, лајсне, одговарајућа напетост каиша и тако даље.
Због опасности по здравље повезаних са ПАХ-овима који се ослобађају током операција коксовања, важно је задржати и прикупити ове емисије. Ово се најбоље постиже комбинацијом инжењерских контрола, радних пракси и програма одржавања. Такође је неопходно имати ефикасан програм респиратора. Контроле треба да укључују следеће:
Обука радника је такође неопходна како би се користиле одговарајуће радне праксе и схватила важност одговарајућих процедура за минимизирање емисија.
Рутинско праћење изложености радника такође треба користити да би се утврдило да ли су нивои прихватљиви. Требало би да постоје програми праћења и спасавања гаса, првенствено због присуства угљен-моноксида у пећима на кокс-гас. Такође треба спровести програм медицинског надзора.
Преузето из 3. издања, Енциклопедија здравља и безбедности на раду.
Захвале: Опис операција у млину за топло и хладно ваљање се користи уз дозволу Америчког института за гвожђе и челик.
Вруће плоче од челика се претварају у дугачке котурове танких лимова у непрекидним млиновима за врућу траку. Ови калемови се могу испоручити купцима или се могу очистити и хладно ваљати за израду производа. Види слику 1 за линију тока процеса.
Слика 1. Проточна линија топло- и хладно ваљаних производа за млевење лима
Континуирано вруће ваљање
Континуирани млин за топло ваљање може имати транспортер дуг неколико хиљада стопа. Челична плоча излази из пећи за поновно загревање плоча на почетак транспортера. Површински каменац се уклања са загрејане плоче, који затим постаје тањи и дужи пошто се истискују хоризонталним ролнама у сваком млину, који се обично називају стади за грубу обраду. Вертикални ролни на ивицама помажу у контроли ширине. Челик затим улази у завршне штандове за коначну редукцију, путујући брзином до 80 километара на сат док прелази преко расхладног стола и намотава се.
Вруће ваљани челични лим се обично чисти или кисели у купатилу са сумпорном или хлороводоничном киселином да би се уклонио површински оксид (камелац) формиран током врућег ваљања. Модерна пилачица ради непрекидно. Када је један намотај челика скоро очишћен, његов крај се квадратно сече и заварује на почетак новог намотаја. У апарату за кисељење, млин за каљење помаже да се разбије каменац пре него што лист уђе у део линије за кисељење или чишћење.
Акумулатор се налази испод резервоара за кисељење обложених гумом, уређаја за испирање и сушара. Лист акумулиран у овом систему улази у резервоаре за кисељење када је улазни крај линије заустављен да би се заварио на новом колуту. Тако је могуће континуирано чистити лим брзином од 360 м (1,200 стопа) у минути. Мањи систем петље на крају линије за испоруку омогућава континуирани рад линије током прекида за намотавање.
Цолд Роллинг
Котури од очишћеног, топло ваљаног челичног лима могу бити хладно ваљани да би производ био тањи и глаткији. Овај процес даје челику већи однос чврстоће и тежине него што се може направити на врућем млину. Модеран тандем млин за хладјење са пет постоља може примити лист дебљине око 1/10 инча (0.25 цм) и дуг 3/4 миље (1.2 км); 2 минута касније тај лист ће бити умотан на дебљину од 0.03 инча (75 мм) и бити дугачак више од 2 км.
Процес хладног ваљања очвршћава челични лим тако да се обично мора загревати у пећи за жарење да би се могао обликовати. Колути хладно ваљаних лимова су наслагани на подлогу. Поклопци се постављају преко снопова ради контроле жарења, а затим се пећ спушта преко покривених наслага. Загревање и поновно хлађење челичног лима може трајати 5 или 6 дана.
Након што је челик омекшан у процесу жарења, користи се млин за отпуштање да би се челик добио жељену равност, металуршка својства и завршну обраду површине. Производ може бити испоручен потрошачима у облику намотаја или додатно обрезан или исечен на комаде.
Опасности и њихова превенција
nesreće. Механизација је смањила број места заробљавања на машинама, али она и даље постоје, посебно у постројењима за хладно ваљање и у одељењима за завршну обраду.
Код хладног ваљања постоји опасност од заглављивања између ваљака, посебно ако се покуша чишћење у покрету; делове ролни треба ефикасно чувати и вршити строг надзор како би се спречило чишћење у покрету. Тешке повреде могу бити узроковане машинама за шишање, сечење, обрезивање и гиљотину осим ако опасни делови нису добро заштићени. Ефикасан програм закључавања/означавања је неопходан за одржавање и поправку.
Могу се задобити тешке повреде, посебно при врућем ваљању, ако радници покушавају да пређу преко ваљкастих транспортера на недозвољеним местима; потребно је поставити одговарајући број мостова и наметнути њихову употребу. Омотавање и везивање могу изазвати тешке повреде и опекотине, чак и одсецање доњих удова; тамо где потпуна механизација није елиминисала ову опасност, неопходни су заштитни стубови или други уређаји.
Посебну пажњу треба обратити на опасност од посекотина радника у ваљаоницама трака и лимова. Такве повреде нису узроковане само танким ваљаним металом, већ и металним тракама које се користе на калемовима, које се могу покидати током руковања и представљати озбиљну опасност.
Употреба великих количина уља, инхибитора рђе и тако даље, који се углавном наносе прскањем, је још једна опасност која се обично среће у ваљаоницама лимова. Упркос заштитним мерама које су предузете да спрече прскане производе, они се често скупљају на поду и на путевима комуникације, где могу изазвати клизање и падове. Стога, поред редовног чишћења пода, треба обезбедити решетке, упијајуће материјале и чизме са неклизајућим ђоном.
Чак и у аутоматизованим радовима, незгоде се дешавају у раду конверзије при промени тешких ваљака на трибинама. Добро планирање ће често смањити број потребних измена ролни; важно је да се овај посао не обавља под притиском времена и да се обезбеди одговарајући алат.
Аутоматизација савремених постројења повезана је са бројним мањим кваровима, које често поправља екипа без заустављања постројења или његових делова. У таквим случајевима може се десити да се заборави на коришћење неопходних механичких заштитних средстава, а последица могу бити тешке незгоде. Опасност од пожара везана за поправке хидрауличних система се често занемарује. Заштита од пожара мора бити планирана и организована са посебном пажњом у постројењима која садрже хидрауличку опрему.
Клешта која се користе за хватање врућег материјала могу да се ударе; четвртасти кључеви који се користе за ручно померање тешких ваљаних делова могу проузроковати озбиљне повреде главе или горњег дела трупа услед зазора. Сви ручни алати треба да буду добро дизајнирани, често прегледани и добро одржавани. Кљешта која се користе у млиновима треба често обнављати заковице; треба обезбедити окасте кључеве и ударне кључеве за екипе које мењају ролне; не треба користити савијене, отворене кључеве. Радници треба да прођу одговарајућу обуку за употребу свих ручних алата. За све ручне алате треба направити одговарајуће складиштење.
Многе несреће могу бити узроковане неправилним подизањем и руковањем и кваровима на дизалицама и прибору за подизање. Све дизалице и опрема за подизање треба да буду под редовним системом прегледа и инспекције; посебна пажња је потребна у складиштењу и употреби ремена. Возачи кранова и ремење треба да буду посебно одабрани и обучени. Увек постоји ризик од несрећа у механичком транспорту: локомотиве, вагони и обртна постоља треба да се добро одржавају и да се примењује добро схваћен систем упозорења и сигнализације; за виљушкаре и друге камионе треба одржавати чисте пролазе.
Многе несреће су узроковане падовима и спотицањима или лоше одржаваним подовима, лоше наслаганим материјалом, избоченим крајевима гредица и ролни и тако даље. Опасности се могу елиминисати добрим одржавањем свих подних површина и средстава за приступ, јасно дефинисаних пролаза, правилним слагањем материјала и редовним чишћењем отпада. Добро одржавање је неопходно у свим деловима постројења укључујући и дворишта. У целој биљци треба одржавати добар стандард осветљења.
Код врућег ваљања, опекотине и повреде ока могу бити узроковане летећом млинском скалом; штитници од прскања могу ефикасно смањити избацивање каменца и топле воде. Повреде ока могу бити узроковане честицама прашине или шибањем кабловских привезница; очи такође могу бити погођене одсјајем.
Лична заштитна опрема (ЛЗО) је од великог значаја у превенцији незгода у ваљаоници. Качкети, заштитне ципеле, гамаше, заштита за руке, рукавице, штитници за очи и заштитне наочаре треба да се носе како би се испунио одговарајући ризик. Неопходно је обезбедити сарадњу запослених у коришћењу заштитних средстава и ношењу заштитне одеће. Важна је обука, као и ефикасна организација за спречавање незгода у којој учествују радници или њихови представници.
Топлота. Нивои топлоте зрачења до 1,000 кцал/м2 мерене су на радним местима у ваљаоницама. Болести изазване топлотним стресом изазивају забринутост, али радници у модерним млиновима обично су заштићени коришћењем климатизованих проповедаоница. Погледајте чланак „Производња гвожђа и челика“ за информације о превенцији.
Бука. У целој зони ваљања настаје велика бука од мењача ваљака и машина за равнање, од пумпи за воду под притиском, од маказа и тестера, од бацања готових производа у јаму и од заустављања кретања материјала металним плочама. Општи ниво радне буке може бити око 84-90дБА, а врхови до 115 дБА или више нису неуобичајени. Погледајте чланак „Производња гвожђа и челика“ за информације о превенцији.
вибрација. Чишћење готових производа брзим удараљкама може довести до артритичних промена лактова, рамена, кључне кости, дисталне улне и радијус зглоба, као и лезија навикуларне и лунаталне кости.
Дефекте зглобова у систему шаке и руке могу да претрпе радници у ваљаоници, због ефекта повратног и повратног материјала унешеног у зазор између ваљака.
Штетни гасови и паре. Када се ваљани челик легирани оловом или користе дискови за одсецање који садрже олово, токсичне честице се могу удахнути. Због тога је неопходно стално пратити концентрацију олова на радном месту, а радници који су подложни изложености треба редовно да пролазе лекарске прегледе. Олово се такође може удахнути пламеном и гасним резачима, који у исто време могу бити изложени оксидима азота (НОx), хром, никл и гвожђе оксид.
Сучеоно заваривање је повезано са стварањем озона, који може изазвати, када се удише, иритацију сличну оној због НОx. Послужитељи пећи и пећи за поновно загревање могу бити изложени штетним гасовима, чији састав зависи од горива које се користи (гас из високих пећи, гас из коксних пећи, уље) и генерално укључује угљен моноксид и сумпор диоксид. ЛЕВ или респираторна заштита може бити неопходна.
Радници који подмазују опрему за ваљаонице уљном маглом могу имати здравствено оштећење због уља које се користе и адитива које садрже. Када се уља или емулзије користе за хлађење и подмазивање, треба се побринути да су пропорције уља и адитива тачне како би се спречила не само иритација слузокоже већ и акутни дерматитис код изложених радника. Погледајте чланак „Индустријска мазива, течности за обраду метала и аутомобилска уља“ у поглављу Металопрерађивачка и металопрерађивачка индустрија.
За завршне операције користе се велике количине средстава за одмашћивање. Ови агенси испаравају и могу се удахнути; њихово деловање није само токсично, већ изазива и пропадање коже, која се може одмастити када се растварачима не рукује правилно. Треба обезбедити ЛЕВ и носити рукавице.
киселине. Јаке киселине у продавницама за кисељење су корозивне за кожу и слузокоже. Треба користити одговарајући ЛЕВ и ППЕ.
Јонизујућег зрачења. Кс зраци и друга опрема за јонизујуће зрачење могу се користити за мерење и испитивање; потребне су строге мере предострожности у складу са локалним прописима.
Делимично адаптирано из необјављеног чланка Сајмона Пикванса.
Индустрија гвожђа и челика је „тешка индустрија“: поред безбедносних опасности својствених џиновским постројењима, масивној опреми и кретању великих маса материјала, радници су изложени топлоти растопљеног метала и шљаке на температурама до 1,800° Ц, токсичне или корозивне супстанце, загађивачи који се могу удисати ваздухом и бука. Подстакнута синдикатима, економским притисцима за већу ефикасност и државним прописима, индустрија је направила велики напредак у увођењу новије опреме и побољшаних процеса који омогућавају већу сигурност и бољу контролу физичких и хемијских опасности. Смртни случајеви на радном месту и несреће због изгубљеног времена су значајно смањене, али су и даље значајан проблем (ИЛО 1992). Производња челика остаје опасна трговина у којој се потенцијалне опасности не могу увек осмислити. Сходно томе, ово представља велики изазов за свакодневно управљање постројењем. Позива на континуирано истраживање, континуирано праћење, одговоран надзор и ажурирано образовање и обуку радника на свим нивоима.
Fizičke opasnosti
Ергономски проблеми
Повреде мишићно-скелетног система су честе у производњи челика. Упркос увођењу механизације и помоћних уређаја, ручно руковање великим, кабастим и/или тешким предметима остаје честа потреба. Неопходна је стална пажња на одржавање како би се смањио број клизања и падова. Показало се да су зидари у пећима изложени највећем ризику од проблема надлактице и доњег дела леђа у вези са радом. Увођење ергономије у дизајн опреме и команди (нпр. кабине за возаче дизалице) засновано на проучавању физичких и менталних захтева посла, заједно са иновацијама као што су ротација послова и тимски рад, недавни су развоји који имају за циљ да унапреде безбедност, добробит и учинак радника челика.
Бука
Производња челика је једна од најбучнијих индустрија, иако програми очувања слуха смањују ризик од губитка слуха. Главни извори укључују системе за екстракцију дима, вакуумске системе који користе парне ејекторе, електричне трансформаторе и процесе лука у електролучним пећима, ваљаоницама и великим вентилаторима који се користе за вентилацију. Најмање половина радника изложених буци ће бити хендикепирана због губитка слуха изазваног буком након само 10 или 15 година на послу. Програми очувања слуха, детаљно описани на другом месту у овом делу Енциклопедија, укључују периодичне процене буке и слуха, инжењеринг контроле буке и одржавање машина и опреме, личну заштиту и образовање и обуку радника
Узроци губитка слуха осим буке укључују опекотине бубне опне од честица шљаке, каменца или растопљеног метала, перфорацију бубња од интензивне импулсне буке и трауме од пада или покретних предмета. Истраживање захтева за одштету које су поднели канадски челичани открило је да је половина оних са професионалним губитком слуха такође имала тинитус (МцСхане, Хиде и Алберти 1988).
вибрација
Потенцијално опасне вибрације настају осцилирајућим механичким покретима, најчешће када покрети машина нису избалансирани, при раду са машинама у радњи и када се користе преносиви алати као што су пнеуматске бушилице и чекићи, тестере и брусилице. Оштећење кичмених дискова, бол у доњем делу леђа и дегенерација кичме приписују се вибрацијама целог тела у бројним студијама оператера мостних дизалица (Паулине ет ал. 1988).
Вибрације целог тела могу да изазову различите симптоме (нпр. мучнину кретања, замућење и губитак видне оштрине) што може довести до незгода. Вибрације шака-рука су повезане са синдромом карпалног тунела, дегенеративним променама зглобова и Реинаудовим феноменом у врховима прстију („болест белог прста“), који може изазвати трајни инвалидитет. Студија о дробилицама и брусилицама показала је да су они имали више него двоструко веће шансе да развију Дупуитренову контрактуру него упоредна група радника (Тхомас и Цларке 1992).
Излагање топлоти
Изложеност топлоти је проблем у целој индустрији гвожђа и челика, посебно у постројењима која се налазе у врућим климама. Најновија истраживања су показала да се, супротно ранијим веровањима, највеће изложености јављају током ковања, када радници континуирано прате врућ челик, а не током топљења, када су, иако су температуре више, повремене и њихови ефекти су ограничени интензивним загревањем. изложене коже и коришћењем заштите за очи (Лидахл и Пхилипсон 1984). Опасност од топлотног стреса се смањује адекватним уносом течности, адекватном вентилацијом, употребом топлотних штитова и заштитне одеће, и периодичним паузама за одмор или рад на хладнијем задатку.
Ласери
Ласери имају широк спектар примена у производњи челика и могу изазвати оштећење мрежњаче на нивоима који су далеко испод оних који су потребни да би имали ефекте на кожу. Оператери ласера могу бити заштићени оштрим фокусом снопа и употребом заштитних наочара, али други радници могу бити повређени када несвесно уђу у зрак или када се нехотице рефлектује на њих.
Радиоактивни нуклиди
Радиоактивни нуклиди се користе у многим мерним уређајима. Изложеност се обично може контролисати постављањем знакова упозорења и одговарајућом заштитом. Много опасније је, међутим, случајно или немарно укључивање радиоактивних материјала у отпадни челични отпад који се рециклира. Да би се ово спречило, многа постројења користе осетљиве детекторе зрачења да прате сав отпад пре него што се уведе у прераду.
Загађивачи у ваздуху
Радници челика могу бити изложени широком спектру загађивача у зависности од конкретног процеса, укључених материјала и ефикасности мера праћења и контроле. Штетни ефекти су одређени физичким стањем и склоностима загађивача који је укључен, интензитетом и трајањем изложености, степеном акумулације у телу и осетљивошћу појединца на његове ефекте. Неки ефекти су тренутни, док за друге могу бити потребне године, па чак и деценије. Промене у процесима и опреми, заједно са унапређењем мера за одржавање изложености испод нивоа токсичности, смањиле су ризике за раднике. Међутим, оне су увеле и нове комбинације загађивача и увек постоји опасност од несрећа, пожара и експлозија.
Прашина и испарења
Емисије испарења и честица представљају велики потенцијални проблем за запослене који раде са растопљеним металима, праве и рукују коксом, као и пећи за пуњење и точење. Они су такође проблематични за раднике задужене за одржавање опреме, чишћење канала и операције уништавања ватросталних материјала. Здравствени ефекти су повезани са величином честица (тј. пропорцијама које се могу удисати) и металима и аеросолима који се могу адсорбовати на њиховим површинама. Постоје докази да излагање надражујућој прашини и испарењима такође може да учини челичане подложнијим реверзибилном сужавању дисајних путева (астми) које временом може постати трајно (Јохнсон ет ал. 1985).
Силицијум-диоксид
Изложеност силицијум диоксиду, са резултирајућом силикозом, некада прилично уобичајена међу радницима на пословима као што су одржавање пећи у талионицама и високим пећима, смањена је употребом других материјала за облоге пећи, као и аутоматизацијом, што је смањило број радника. у овим процесима.
Азбест
Азбест, који се некада интензивно користио за топлотну изолацију и изолацију буке, сада се сусреће само у активностима одржавања и изградње када су претходно уграђени азбестни материјали поремећени и стварају влакна која се преносе ваздухом. Дугорочни ефекти изложености азбесту, детаљно описани у другим одељцима овога Енциклопедија, укључују азбестозу, мезотелиом и друге врсте рака. Недавна студија попречног пресека открила је патологију плеуре код 20 од 900 челичана (2%), од којих је већина дијагностикована као рестриктивна болест плућа карактеристична за азбестозу (Кроненберг ет ал. 1991).
Тешки метали
Емисије настале у производњи челика могу садржати тешке метале (нпр. олово, хром, цинк, никл и манган) у облику испарења, честица и адсорбата на инертним честицама прашине. Често су присутни у токовима челичног отпада и такође се уводе у производњу посебних врста челичних производа. Истраживања спроведена на радницима који топе легуре мангана показала су смањене физичке и менталне перформансе и друге симптоме манганизма при нивоима изложености знатно испод граница које су тренутно дозвољене у већини земаља (Веннберг ет ал. 1991). Краткотрајно излагање високим нивоима цинка и других испарених метала може изазвати „грозницу од металних пара“, коју карактеришу грозница, зимица, мучнина, отежано дисање и умор. Детаљи о другим токсичним ефектима које производе тешки метали налазе се на другом месту у овом чланку Енциклопедија.
Киселе магле
Кисела магла са подручја за кисељење може изазвати иритацију коже, очију и дисајних путева. Излагање магли хлороводоничне и сумпорне киселине из купатила за кисељење је такође повезано у једној студији са скоро двоструким повећањем рака ларинкса (Стеенланд ет ал. 1988).
Једињења сумпора
Преовлађујући извор емисије сумпора у производњи челика је употреба фосилних горива са високим садржајем сумпора и шљаке из високих пећи. Водоник-сулфид има карактеристичан непријатан мирис, а краткорочни ефекти релативно ниског излагања укључују сувоћу и иритацију назалних пролаза и горњих дисајних путева, кашаљ, кратак дах и упалу плућа. Дуже излагање ниским нивоима може изазвати иритацију ока, док виши нивои излагања могу изазвати трајно оштећење ока. На вишим нивоима, такође може доћи до привременог губитка мириса који може заварати раднике да верују да више нису изложени.
Уљне магле
Уљне магле настале при хладном ваљању челика могу изазвати иритацију коже, слузокоже и горњих дисајних путева, мучнину, повраћање и главобољу. Једна студија је пријавила случајеве липоидне пнеумоније код радника у ваљаоници који су били дуже изложени (Цуллен ет ал. 1981).
Полицикличних ароматичних угљоводоника
ПАХ се производе у већини процеса сагоревања; у челичанама, производња кокса је главни извор. Када се угаљ делимично сагорева да би се произвео кокс, велики број испарљивих једињења се дестилује као испарљиве смоле угљеног катрана, укључујући ПАХ. Они могу бити присутни као паре, аеросоли или адсорбати на финим честицама. Краткотрајно излагање може изазвати иритацију коже и слузокоже, вртоглавицу, главобољу и мучнину, док је дуготрајна изложеност повезана са карциногенезом. Студије су показале да радници у кокс пећницама имају стопу смртности од рака плућа двоструко већу од опште популације. Они који су најизложенији испарљивим смолама катрана су у највећем ризику. Ово укључује раднике на врху пећнице и раднике са најдужим периодом изложености (ИАРЦ 1984; Цонстантино, Редмонд и Беарден 1995). Инжењерске контроле су смањиле број радника у ризику у неким земљама.
Друге хемикалије
Преко 1,000 хемикалија се користи или сусреће у производњи челика: као сировине или као загађивачи у отпаду и/или у гориву; као адитиви у посебним процесима; као ватростални материјали; и као хидрауличне течности и растварачи који се користе у раду и одржавању постројења. Производња кокса производи нуспроизводе као што су катран, бензол и амонијак; други настају у различитим процесима производње челика. Све потенцијално могу бити токсичне, у зависности од природе хемикалија, врсте, нивоа и трајања изложености, њихове реактивности са другим хемикалијама и осетљивости изложеног радника. Случајна тешка изложеност испарењима која садрже сумпор-диоксид и азотне оксиде изазвала је случајеве хемијског пнеумонитиса. Ванадијум и друге легуре додаци могу изазвати хемијски пнеумонитис. Угљенмоноксид, који се ослобађа у свим процесима сагоревања, може бити опасан када су одржавање опреме и њене контроле испод стандарда. Бензен је, заједно са толуеном и ксиленом, присутан у гасу из кокса и изазива симптоме респираторног и централног нервног система при акутној изложености; дуготрајна изложеност може довести до оштећења коштане сржи, апластичне анемије и леукемије.
Стрес
Висок ниво радног стреса се налази у индустрији челика. Изложеност зрачењу топлоти и буци је отежана потребом за сталном будношћу како би се избегле несреће и потенцијално опасне изложености. Пошто су многи процеси у непрекидном раду, рад у сменама је неопходан; његов утицај на благостање и основну социјалну подршку радника детаљно је описан на другом месту у овом делу Енциклопедија. Коначно, постоји снажан стресор потенцијалног губитка посла који је резултат аутоматизације и промена у процесима, пресељења постројења и смањења радне снаге.
Превентивни програми
Заштита челичана од потенцијалне токсичности захтева доделу адекватних ресурса за континуиран, свеобухватан и координисан програм који треба да садржи следеће елементе:
Адаптирано из УНЕП-а и ИИСИ 1997 и необјављеног чланка Џерија Шпигла.
Због самог обима и сложености својих операција и екстензивне употребе енергије и сировина, индустрија гвожђа и челика, као и друге „тешке“ индустрије, има потенцијал да има значајан утицај на животну средину и становништво оближњих заједница. . Слика 1 сумира загађиваче и отпад који настаје у главним производним процесима. Они се састоје од три основне категорије: загађивачи ваздуха, загађивачи отпадних вода и чврсти отпад.
Слика 1. Дијаграм тока загађивача и отпада који настаје различитим процесима
Историјски гледано, истраживања утицаја индустрије гвожђа и челика на јавно здравље концентрисали су се на локализоване ефекте у густо насељеним локалним областима у којима је била концентрисана производња челика, а посебно у одређеним регионима где су се дешавале епизоде акутног загађења ваздуха, као што је долине Донора и Меусе, и троугао између Пољске, бивше Чехословачке и бивше Демократске Републике Немачке (СЗО 1992).
Загађивачи ваздуха
Загађивачи ваздуха из производње гвожђа и челика су историјски били еколошки проблем. Ови загађивачи укључују гасовите супстанце као што су оксиди сумпора, азот-диоксид и угљен-моноксид. Поред тога, честице као што су чађ и прашина, које могу садржати оксиде гвожђа, биле су у фокусу контрола. Емисије из коксних пећи и постројења нуспроизвода коксних пећи су биле забрињавајуће, али континуирана побољшања технологије производње челика и контроле емисија током протекле две деценије, заједно са строжијим државним прописима, значајно су смањила такве емисије. у Северној Америци, Западној Европи и Јапану. Укупни трошкови контроле загађења, од којих се преко половине односи на емисије у ваздух, процењено је да се крећу од 1 до 3% укупних трошкова производње; Инсталације за контролу загађења ваздуха представљале су отприлике 10 до 20% укупних инвестиција у постројење. Такви трошкови стварају препреку глобалној примени најсавременијих контрола у земљама у развоју и за старија, економски маргинална предузећа.
Загађивачи ваздуха варирају у зависности од одређеног процеса, инжењеринга и конструкције постројења, употребљених сировина, извора и количине потребне енергије, обима у коме се отпадни производи рециклирају у процес и ефикасности контроле загађења. На пример, увођењем производње челика са базичним кисеоником омогућено је сакупљање и рециклажа отпадних гасова на контролисан начин, смањујући количине које се исцрпљују, док је примена процеса континуалног ливења смањила потрошњу енергије, што је резултирало смањење емисија. Ово је повећало принос производа и побољшао квалитет.
Сумпор диоксид
Количина сумпор-диоксида, која се углавном формира у процесима сагоревања, зависи првенствено од садржаја сумпора у коришћеном фосилном гориву. И кокс и гас из коксних пећи који се користе као горива су главни извори сумпор-диоксида. У атмосфери, сумпор-диоксид може да реагује са радикалима кисеоника и водом да формира аеросол сумпорне киселине и, у комбинацији са амонијаком, може да формира аеросол амонијум-сулфата. Здравствени ефекти који се приписују оксидима сумпора нису само због сумпор-диоксида већ и због његове тенденције да формира такве аеросоле који се могу удисати. Поред тога, сумпор диоксид се може адсорбовати на честице, од којих су многе у опсегу удисања. Таква потенцијална изложеност се може смањити не само употребом горива са ниским садржајем сумпора, већ и смањењем концентрације честица. Повећана употреба електричних пећи смањила је емисију оксида сумпора елиминишући потребу за коксом, али је ово пренијело терет контроле загађења на постројења која производе електричну енергију. Одсумпоравање коксног гаса се постиже уклањањем редукованих једињења сумпора, пре свега водоник-сулфида, пре сагоревања.
Азотни оксиди
Као и оксиди сумпора, оксиди азота, првенствено азот-оксид и азот-диоксид, настају у процесима сагоревања горива. Они реагују са кисеоником и испарљивим органским једињењима (ВОЦ) у присуству ултраљубичастог (УВ) зрачења и формирају озон. Они се такође комбинују са водом да би формирали азотну киселину, која се, заузврат, комбинује са амонијаком и формира амонијум нитрат. Они такође могу формирати аеросоле који се могу удисати и који се могу уклонити из атмосфере влажним или сувим таложењем.
Честице
Чврсте материје, највидљивији облик загађења, су променљива, сложена мешавина органских и неорганских материјала. Прашина се може издувати из залиха гвоздене руде, угља, кокса и кречњака или може ући у ваздух током њиховог утовара и транспорта. Груби материјали стварају прашину када се трљају или згњече испод возила. Фине честице настају у процесима синтеровања, топљења и топљења, посебно када растопљено гвожђе дође у контакт са ваздухом да би се формирао оксид гвожђа. Коксне пећи производе фини угљен кокс и емисије катрана. Потенцијални ефекти на здравље зависе од броја честица у домету удисања, хемијског састава прашине и трајања и концентрације излагања.
Постигнуто је оштро смањење нивоа загађења честицама. На пример, коришћењем електростатичких филтера за пречишћавање сувих отпадних гасова у производњи челика за кисеоник, једна немачка челичана је смањила ниво емитоване прашине са 9.3 кг/т сировог челика 1960. године на 5.3 кг/т 1975. године и на нешто мање од 1 кг/т до 1990. Трошак је, међутим, био значајан пораст потрошње енергије. Друге методе контроле загађења честицама укључују употребу мокрих перача, кућишта за вреће и циклона (који су ефикасни само против великих честица).
Тешки метали
Метали као што су кадмијум, олово, цинк, жива, манган, никл и хром могу се емитовати из пећи као прашина, дим или пара или могу бити адсорбовани честицама. Здравствени ефекти, који су описани на другом месту у овом Енциклопедија, зависе од нивоа и трајања експозиције.
Органске емисије
Органске емисије из примарних операција челика могу укључивати бензен, толуен, ксилен, раствараче, ПАХ, диоксине и феноле. Отпад челика који се користи као сировина може да садржи разне ове супстанце, у зависности од извора и начина на који је коришћен (нпр. боје и други премази, други метали и мазива). Нису сви ови органски загађивачи заробљени у конвенционалним системима за чишћење гаса.
Радиоактивност
Последњих година било је извештаја о случајевима у којима су радиоактивни материјали ненамерно укључени у метални отпад. Физичко-хемијске особине нуклида (нпр. температуре топљења и кључања и афинитет за кисеоник) ће одредити шта ће им се десити у процесу производње челика. Може постојати довољна количина да контаминира челичне производе, нуспроизводе и различите врсте отпада и стога захтева скупо чишћење и одлагање. Такође постоји потенцијална контаминација опреме за производњу челика, што резултира потенцијалном изложеношћу радника челика. Међутим, многе челичане су инсталирале осетљиве детекторе зрачења да би прегледали сав купљени челични отпад.
Угљен диоксид
Иако нема утицаја на људско здравље или екосистеме на уобичајеним атмосферским нивоима, угљен-диоксид је важан због свог доприноса „ефекту стаклене баште“, који је повезан са глобалним загревањем. Индустрија челика је главни генератор угљен-диоксида, више због употребе угљеника као редукционог агенса у производњи гвожђа из руде гвожђа него због његове употребе као извора енергије. До 1990. године, кроз низ мера за смањење стопе кокса у високим пећима, поврат отпадне топлоте и уштеду енергије, емисије угљен-диоксида у индустрији гвожђа и челика смањене су на 47% нивоа из 1960. године.
Озон
Озон, главни састојак атмосферског смога у близини површине земље, је секундарни загађивач који настаје у ваздуху фотохемијском реакцијом сунчеве светлости на оксиде азота, коју у различитом степену, у зависности од њихове структуре и реактивности, олакшава низ ВОЦ-ова. . Главни извор прекурсора озона су издувни гасови моторних возила, али неке производе такође железаре и челичане, као и друге индустрије. Као резултат атмосферских и топографских услова, реакција озона се може одвијати на великим удаљеностима од њиховог извора.
Загађивачи отпадних вода
Жељезаре испуштају велике количине воде у језера, ријеке и потоке, при чему се додатне количине испаравају током хлађења кокса или челика. Отпадна вода задржана у незаптивеним или пропусним језерцима може да продре кроз њих и може контаминирати локални ниво воде и подземне токове. Они такође могу бити контаминирани испирањем кишнице кроз гомиле сировина или накупине чврстог отпада. Загађивачи укључују суспендоване чврсте материје, тешке метале и уља и масти. Промене температуре у природним водама услед испуштања процесне воде веће температуре (70% процесне воде за производњу челика се користи за хлађење) могу утицати на екосистеме ових вода. Сходно томе, третман хлађењем пре пражњења је од суштинског значаја и може се постићи применом доступне технологије.
Суспендоване материје
Суспендоване чврсте материје (СС) су главни загађивачи у води који се испуштају током производње челика. Састоје се углавном од оксида гвожђа од стварања каменца током обраде; могу такође бити присутни угаљ, биолошки муљ, метални хидроксиди и друге чврсте материје. Они су углавном нетоксични у воденим срединама при нормалним нивоима пражњења. Њихово присуство на вишим нивоима може довести до промене боје потока, деоксигенације и муља.
Тешки метали
Процесна вода за производњу челика може садржати високе нивое цинка и мангана, док испусти из подручја хладног ваљања и премаза могу садржати цинк, кадмијум, алуминијум, бакар и хром. Ови метали су природно присутни у воденој средини; управо њихово присуство у концентрацијама већим од уобичајених ствара забринутост за потенцијалне ефекте на људе и екосистеме. Ова забринутост је повећана чињеницом да, за разлику од многих органских загађивача, ови тешки метали се не разграђују до безопасних крајњих производа и могу се концентрисати у седиментима и ткивима риба и других водених животиња. Даље, комбиновањем са другим загађивачима (нпр. амонијаком, органским једињењима, уљима, цијанидима, алкалијама, растварачима и киселинама), може се повећати њихова потенцијална токсичност.
Уља и масти
Уља и масти могу бити присутне у отпадној води у растворљивом и нерастворљивом облику. Већина тешких уља и масти је нерастворљива и релативно лако се уклањају. Међутим, могу постати емулговани контактом са детерџентима или алкалијама или мешањем. Емулгована уља се рутински користе као део процеса у хладним млиновима. Осим што изазивају промену боје површине воде, мале количине већине алифатичних једињења уља су безопасне. Монохидрична једињења ароматичног уља, међутим, могу бити токсична. Даље, компоненте уља могу садржати отровне материје као што су ПЦБ, олово и други тешки метали. Поред питања токсичности, биолошка и хемијска потреба за кисеоником (БПК и ЦОД) уља и других органских једињења може смањити садржај кисеоника у води, што утиче на одрживост воденог живота.
Чврсти отпад
Велики део чврстог отпада произведеног у производњи челика може се поново користити. Процесом производње кокса, на пример, настају деривати угља који су важне сировине за хемијску индустрију. Многи нуспроизводи (нпр. коксна прашина) могу се вратити у производне процесе. Шљака настала када се нечистоће присутне у угљу и руди гвожђа топе и комбинују са кречом који се користи као флукс у топионици, може се користити на више начина: депонија за пројекте мелиорације, у изградњи путева и као сировина за постројења за синтеровање која снабдевају високе пећи. Челик, без обзира на класу, величину, употребу или дужину употребе, може се у потпуности рециклирати и може се више пута рециклирати без икакве деградације његових механичких, физичких или металуршких својстава. Процењује се да је стопа рециклаже 90%. Табела 1 представља преглед степена до којег је јапанска индустрија челика постигла рециклажу отпадних материјала.
Табела 1. Отпад настао и рециклиран у производњи челика у Јапану
генерација (А) |
депонија (Б) |
Поновна употреба |
|
Битка Високе пећи |
24,717 |
712 |
97.1 |
Прах |
4,763 |
238 |
95.0 |
Муљ |
519 |
204 |
60.7 |
Отпадна уља |
81 |
||
укупан |
41,519 |
3,570 |
91.4 |
Извор: ИИСИ 1992.
Уштеде енергије
Уштеда енергије је пожељна не само из економских разлога, већ и за смањење загађења у објектима за снабдевање енергијом као што су електропривреде. Количина енергије која се троши у производњи челика увелико варира у зависности од процеса који се користе и мешавине отпадног метала и гвоздене руде у сировом материјалу. Енергетски интензитет постројења базираних на отпаду у Сједињеним Државама 1988. је у просеку износио 21.1 гигаџула по тони, док су јапанске фабрике трошиле око 25% мање. Моделна фабрика Међународног института за гвожђе и челик (ИИСИ) заснована на отпаду захтевала је само 10.1 гигаџула по тони (ИИСИ 1992).
Повећање цене енергије подстакло је развој технологија за уштеду енергије и материјала. Нискоенергетски гасови, као што су гасови нуспроизвода произведени у процесима високих пећи и коксних пећи, се сакупљају, чисте и користе као гориво. Потрошња кокса и помоћног горива у немачкој индустрији челика, која је у просеку износила 830 кг/тони 1960. године, смањена је на 510 кг/тони 1990. године. Јапанска индустрија челика је успела да смањи свој удео у укупној јапанској потрошњи енергије са 20.5% у 1973. на око 7% у 1988. Индустрија челика Сједињених Држава је направила велика улагања у очување енергије. Просечан млин је смањио потрошњу енергије за 45% од 1975. године кроз модификацију процеса, нову технологију и реструктурирање (емисије угљен-диоксида су пропорционално смањене).
Suočavanje sa budućnošću
Традиционално, владе, трговинска удружења и појединачне индустрије приступају питањима животне средине на специфичној основи за медије, бавећи се одвојено, на пример, проблемима ваздуха, воде и одлагања отпада. Иако је корисно, ово је понекад само померило проблем са једне области животне средине на другу, као у случају скупог третмана отпадних вода који оставља накнадни проблем одлагања муља из третмана, што такође може изазвати озбиљно загађење подземних вода.
Последњих година, међутим, међународна индустрија челика се бавила овим проблемом кроз Интегрисану контролу загађења, која се даље развила у Тотално управљање ризиком по животну средину, програм који истовремено посматра све утицаје и систематски се бави приоритетним областима. Други развој једнаког значаја био је фокус на превентивне, а не на корективне мере. Ово се бави питањима као што су локација постројења, припрема локације, распоред и опрема постројења, спецификација свакодневних одговорности управљања и осигурање адекватног особља и ресурса за праћење усклађености са прописима о заштити животне средине и извештавање о резултатима одговарајућим властима.
Центар за индустрију и животну средину, основан 1975. од стране Програма Уједињених нација за животну средину (УНЕП), има за циљ да подстакне сарадњу између индустрије и влада у циљу промовисања еколошки прихватљивог индустријског развоја. Његови циљеви укључују:
УНЕП блиско сарађује са ИИСИ, првим међународним индустријским удружењем посвећеним једној индустрији. Чланови ИИСИ-а су јавне и приватне компаније за производњу челика и национална и регионална удружења индустрије челика, федерације и истраживачки институти у 51 земљи, које заједно чине преко 70% укупне светске производње челика. ИИСИ, често у договору са УНЕП-ом, производи изјаве о политици и принципима заштите животне средине и техничке извештаје као што је онај на коме се заснива већи део овог чланка (УНЕП и ИИСИ 1997). Заједно раде на решавању економских, друштвених, моралних, личних, управљачких и технолошких фактора који утичу на поштовање еколошких принципа, политика и прописа.
" ОДРИЦАЊЕ ОД ОДГОВОРНОСТИ: МОР не преузима одговорност за садржај представљен на овом веб порталу који је представљен на било ком другом језику осим енглеског, који је језик који се користи за почетну производњу и рецензију оригиналног садржаја. Одређене статистике нису ажуриране од продукција 4. издања Енциклопедије (1998).“