Технология и экологическая безопасность мартеновского производства на ЗАО «Макеевский металлургический завод»

Содержание

Введение

1. Общая часть

1.1 Состояние экологической безопасности мартеновского производства

1.2 Источники образования, выход и металлургическая ценность отходов мартеновского производства

2. Специальная часть

2.1 Технология управления и обеспыливание отходящих мартеновских газов

2.2 Аппараты и схемы очистки газов

2.3 Расчет полого скруббера

2.4 Расчет скоростного пылеуловителя с трубами Вентури

2.5 Технология подготовки вторичных материальных ресурсов

2.6 Утилизация мартеновских шлаков

2.7 Рациональные мероприятия по повышению экологической безопасности мартеновского производства

2.8 Выводы

3. Организация производства

3.1 Организация труда обслуживающего персонала мартеновского цеха

3.2 Организация заработной платы обслуживающего персонала

3.3 Расчет численности обслуживающего персонала

4. Экономика производства

4.1 Расчет годового фонда заработной платы обслуживающего персонала

4.2 Составление сметы затрат на обслуживание полого скруббера мартеновского цеха

4.3 Пути снижения себестоимости

5. Мероприятия по технике безопасности, противопожарной технике, охране окружающей среды и безопасности жизнедеятельности

5.1 Характеристика опасных и вредных факторов

5.2 Мероприятия по технике безопасности в мартеновском производстве стали

5.3 Защита от шума и вибрации

Перечень ссылок

Введение

Целью дипломного проекта является изучение экологической безопасности, конструкций агрегатов и технологических процессов предприятий черной металлургии, их взаимосвязи в условия законченного металлургического цикла, устройства и эксплуатации оборудования мартеновского цеха; приобретение навыков по ведению технологических процессов.

В данном проекте будет изучена структура и организация предприятия черной металлургии; вопросы технологических процессов производства; приобрести навыки выбора оптимального варианта получения металлургической продукции; изучить устройства и уровни технической эксплуатации аппаратуры автоматизации металлургических процессов; изучить свойства и область применения материалов, используемых при производстве черных металлов и металлопродукции; вопросы экологической безопасности.

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объём этого вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Расход невозобновляемых видов сырья повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики, так как на них строятся города и заводы. Человеку приходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы – той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболее существенных процессов, любой из которых не улучшает экологическую ситуацию на планете. Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы. Среди них – газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения. Прогрессирует и накопление углекислого газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать нежелательную тенденцию в сторону повышения среднегодовой температуры на планете. Вызывает тревогу у экологов и продолжающееся загрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже почти половину его общей поверхности. Нефтяное загрязнение таких размеров может вызвать существенные нарушения газо - и водообмена между гидросферой и атмосферой. Не вызывает сомнений и значение химического загрязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы. В целом все рассмотренные факторы, которым можно приписать загрязняющий эффект, оказывают заметное влияние на процессы, происходящие в биосфере. Развиваясь, человечество начинает использовать все новые виды ресурсов (атомную и геотермальную энергию, солнечную, гидроэнергию приливов и отливов, ветряную и другие нетрадиционные источники). Однако главную роль в обеспечении энергией всех отраслей экономики сегодня играют топливные ресурсы.

1. Общая часть

1.1 Состояние экологической безопасности мартеновского производства

XXI век принес человечеству немало благ, связанных с бурным развитием научно-технического прогресса, и в то же время поставил жизнь на Земле на грань экологической катастрофы. Рост населения, интенсификация добычи и выбросов, загрязняющих Землю, приводят к коренным изменениям в природе и отражаются на самом существовании человека. Часть из таких изменений чрезвычайно сильна и настолько широко распространена, что возникают глобальные экологические проблемы. Имеются серьезные проблемы загрязнения (атмосферы, вод, почв), кислотных дождей, радиационного поражения территории, а также утраты отдельных видов растений и живых организмов, оскудения биоресурсов, обезлесения и опустынивания территорий.

Проблемы возникают в результате такого взаимодействия природы и человека, при котором антропогенная нагрузка на территорию (ее определяют через техногенную нагрузку и плотность населения) превышает экологические возможности этой территории, обусловленные главным образом ее природно-ресурсным потенциалом и общей устойчивостью природных ландшафтов (комплексов, геосистем) к антропогенным воздействиям.

На Макеевском металлургическом заводе на базе существовавшей сантехнической лаборатории была создана лаборатория по охране окружающей среды. На данный момент на заводе существует отдел охраны окружающей среды. Этот отдел подчиняется непосредственно техническому директору завода.

В составе отдела 4 бюро:

Бюро охраны атмосферного воздуха и водоемов – производит замеры эффективности работы пылегазовых сооружений, контролирует работу самих источников загрязнения (доменные, мартеновские печи), проводит инспекторский надзор (проверка работы оборудования в цехах), осуществляет проверку систем оборотного цикла водоснабжения.

Бюро промышленной вентиляции - осуществляет контроль за всеми системами вентиляции в цехах и производственных помещениях.

Бюро учета отходов производства - занимается отходами производства всех цехов, разрабатывает проекты их утилизации, а также проводит наблюдение за территорией цехов, складами сырья, готовой продукции и отходов.

Бюро промышленной санитарии - контролирует состояние рабочих мест, т.е. контроль запыленности, температуры, уровня шума, вибрации, ПДК вредных веществ на рабочих местах.

В отделе охраны окружающей среды прорабатываются несколько направлений охрана окружающей среды:

Охрана атмосферного воздуха. Основные выбросы которые производит завод это: сероводород (Н2S), пыль, окись углерода (СО), сернистый газ (SО2), окислы азота (МО2). Всего выбросов - 6000 тонн в год (на других заводах Украины это цифра достигает 100000 тонн в год).

Разложение окислов азота затруднительно, т.к. для прохождения реакции разложения требуются дорогие катализаторы (N1). Сейчас осваивается новая технология, использующая впрыск карбамида.

Окись углерода в специальных камерах дожигается до СО2, используя кислород воздуха.

Сероводород (Н2S) образуется на участке грануляции шлака. Для его связывания в воду для грануляции добавляют известковое молоко.

Сейчас основная проблема на Макеевском металлургическом заводе - отсутствие очистных сооружений на мартеновских печах. 47% вредных выбросов приходится именно на мартеновские печи. Кроме того, сильным источником пылевыделения является рудный двор, подбункерные помещения доменной печи, т.к. во время разгрузки - погрузки материалов выделяется большое количество пыли. В проекте - построение центральной пылеулавливающей станции.

Охрана водного бассейна. Так как в Донбассе нет крупных водных источников, то на заводе применяется система оборотного водоснабжения. Т.е. использованная вода проходит очистку и используется повторно. По ходу очистки и охлаждения воды возникают ее потери, и для возобновления осуществляется подпитка свежей технической водой. В оборотном цикле находится 96 % воды и лишь 4% подпитка.

Кроме того, на заводе существует 3 сброса вод:

- сброс ливневых водоочисток;

- сброс от химической водоочистки;

- переливы прокатных цехов.

1.2 Источники образования, выход и металлургическая ценность отходов мартеновского производства

Классификация отходов производства возможна по различным признакам, среди которых, основными можно считать следующие:

а) по отраслям промышленности - черная и цветная металлургия, рудо- и угледобывающая промышленность, нефтяная и газовая и т.д.;

б) по фазовому составу - твердые (пыли, шламы, шлаки), жидкие (растворы, эмульсии, суспензии), газообразные (оксиды углерода, азота, соединение серы и др.);

в) по производственным циклам - при добыче сырья (вскрышные и овальные породы), при обогащении (хвосты, шламы, сливы), в пирометаллургии (шлаки, шламы, пыли, газы), в гидрометаллургии (растворы, осадки, газы).

На металлургическом комбинате с замкнутым циклом (чугун-сталь-прокат) твердые отходы могут быть двух видов - пыли и шлаки.

Довольно часто применяется мокрая газоочистка, тогда вместо пыли отходом является шлам. Наиболее ценными для черной металлургии являются железосодержащие отходы (пыль, шлам, окалина), в то время как шлаки в основном используются в других отраслях промышленности. При работе основных металлургических агрегатов образуется большее количество тонкодисперсной пыли, состоящей из оксидов различных элементов. Последняя улавливается газоочистными сооружениями и затем либо подается в шламонакопитель, либо направляется на последующую переработку (в основном как компонент аглошихты).

Шламы можно разделить на:

1) шламы агломерационных фабрик;

2) шламы доменного производства:

а) газоочисток доменных печей;

б) подбункерных помещений доменных печей;

3) шламы газоочисток мартеновских печей;

4) шламы газоочисток конвертеров;

5) шламы газоочисток электросталеплавильных печей.

По содержанию железа их подразделяют следующим образом:

а) богатые (55-67%) - пыль и шлам газоочисток мартеновских печей и конвертеров;

б) относительно богатые (40-55%) - шламы и пыли аглодоменного производства;

в) бедные (30-40%) - шлам и пыль газоочисток электросталеплавильного производства.

Основными характеристиками шламов являются химический и гранулометрический состав, однако, при подготовке шламов к утилизации необходимо знать параметры, как плотность, влажность, удельный выход и др. Следует отметить, что пыли (шламы) металлургических предприятий по химическому (и отчасти по гранулометрическому) составу отличаются друг от друга, поэтому эти характеристики представлены далее в усредненном виде.

Шламы пылеулавливающих устройств мартеновской печи образуются при очистке газов, выходящих из нее, обычно в скрубберах или трубах Вентури. Перед ними устанавливаются радиальные или тангенциальные сухие пылеуловители, в которых улавливается наиболее крупная, так называемая колошниковая пыль, которая возвращается в аглопроизводство как компонент шихты. Химический состав шламов по основным компонентам, %:

Feобщ 30-50; CaO 5.0-8.5; SiO2 6.0-12; Al2O3 1.2-3.0; MgO 1.5-2.0;

P 0.015-0.05; Sобщ 0.2-0.9; Cобщ 2.5-30.0; Zn 0.05-5.3.

Плотность их колеблется в пределах 2.7-3.8 г/см, удельный выход в среднем составляет 2.75ё0.84%. Коэффициент использования этих шламов изменяется (для разных предприятий) довольно значительно – от 0.1 до 0.8. Это довольно тонкодисперсный материал: фракции >0.063 мм до 10-13%, 0.016-0.032 мм от 16 до 50% и < 0.008 мм от 10 до 18%.

В настоящее время эти шламы используются как добавка к агломерационной шихте. Сравнительно низкий уровень их использования объясняется относительно невысокой долей железа в них (Feобщ<50%), а также повышенным содержанием цинка (>1%), что требует предварительного обесцинкования шламов. Шламы подбункерных помещений мартеновских печей образуется при гидравлической уборке просыпи с полов подбункерных помещений, их составной частью является также пыль аспирационных установок этих помещений. По химическому составу эти шламы подобны шламам аглофабрик - в них имеются почти все компоненты аглошихты, %:

Feобщ 33-35; SiO2 7-11; Al2O3 1-3; CaO 8-28; MgO 1-3; MnO 0.1-1.5; P2O5 0.01-0.2; Sобщ 0.15-0.40; Cобщ < 15.0; Zn 0.0-0.02.

Шламы подбункерных помещений по гранулометрическому составу являются материалами средней крупности (частиц размером 0.1-0.063 мм 20-40%). Плотность шламов подбункерных помещений колеблется в пределах 3.5-4.5 г/см. Эти шламы обычно используются как добавка к агломерационной шихте.

Обезвоживание шламов. Пыли металлургического производства, обычно, не требуют какой - либо предварительной подготовки перед утилизацией. Шламы, прежде чем их использовать (например, в качестве компонента шихты), необходимо подвергнуть обезвоживанию (сгущению, фильтрованию, сушке).

Сгущение - процесс повышения концентрации твердой фазы в сгущаемом продукте (шлам, пульпа), протекающий под действием гравитационных и (или) центробежных сил. При сгущении шламов стремятся получить не только осадок достаточной плотности, но и возможно более чистый слив, что позволяет использовать последний в оборотном цикле и исключить потери твердого продукта. Поскольку количество воды в сгущаемом продукте составляет 30-60%, то использовать такой обводненный материал в качестве добавки к аглошихте или окомковывать его с целью получения окатышей практически невозможно. Поэтому сгущенный продукт необходимо профильтровать для того, чтобы содержание влаги в нем снизить до 8-10%. При фильтровании шламов происходит процесс разделения жидкого и твердого под действием разрежения или давления, сопровождающийся удалением влаги через пористую перегородку (обычно фильтровую ткань и частично осадок). На фильтрование обычно подают шламы, частицы которых имеют размер<1 мм, так как обезвоживать такие дисперсные системы другими методами нецелесообразно из-за малой скорости удаления влаги и, как следствие, значительной влажности получаемого осадка. Процесс фильтрования зависит от многих факторов, основные из которых следующие: содержание твердого в шламе, крупность твердой фазы, разность давлений по обе стороны фильтрующей перегородки и др.

Металлургическая ценность шлака состоит в том, что наличие в печи жидкого текучего шлака необходимо, прежде всего, для выведения из печи составляющих пустой породы железных руд, вносимых агломератом и окатышами. Основу пустой породы большинства руд так же, как и основу золы кокса, составляют SiO2 и А12О3, температура плавления которых (соответственно 1710 и 2050°С) выше температур в доменной печи, в связи, с чем они в печи расплавиться не могут. Поскольку мартеновская печь не приспособлена для удаления твердых продуктов плавки, необходимо перевести оксиды SiO2 и А12О3 в жидкую фазу, что достигается добавкой в шихту агломерации флюса - известняка, вносящего оксид СаО, который, взаимодействуя с SiO2 и А120з, образует легкоплавкие химические соединения. Последние при температурах мартеновского процесса расплавляются, переводя, пустую породу и золу кокса в жидкую фазу - шлак, который периодически выпускают через летки, освобождая печь от непрерывно поступающих сверху невосстанавливаемых оксидов. Другой важной функцией шлака является десульфурация: в шлак из чугуна удаляется сера.

Конечный шлак на 85-95% состоит из SiO2, А12О3 и СаО и содержит, %: 38-42 SiO2, 38-48 СаО, 6-20 А12О3, 2-12 Мg0, 0,2-0,6 FеО, 0,1-2 МnО и 0,6-2,5 серы (в основном в виде Са). Температура шлака несколько выше температуры чугуна и составляет 1400-1560°С.

Количество шлака на 1 т выплавляемого чугуна (выход шлака) колеблется в пределах от 330-400 кг до 600-900 кг. Это количество, как и состав шлака, оказывает большое влияние на ход плавки и конечные показатели процесса. В условиях Макеевского металлургического завода этот показатель равен 468-550 кг шлака на тонну чугуна.

А ценность шламов состоит в том, что шламы, после своего основного назначения еще могут быть утилизированы и принести дополнительную выгоду предприятию. Отделение подготовки к утилизации железосодержащих шламов работает последующей схеме: шламы из радиальных отстойников после сгущения до 600 г/л поступают в вакуум-фильтры, а после них (с влажностью 36%) в сушильные барабаны; затем шламы с влажностью 10% подаются на аглофабрику. Известно, однако, что использование шламов в качестве компонента аглошихты осложняется нестабильностью их химического и гранулометрического состава, что требует разработки технологии рекуперации этих материалов в каждом конкретном случае. Использование в аглошихте таких тонкодисперсных материалов, как шламы сталеплавильного производства, приводит к ухудшению газопроницаемости спекаемого слоя и вследствие этого к снижению производительности агломашины. Кроме того, увеличивается вынос весьма мелких частиц (размером <10 мкм), которых в шламах содержится до 30-40%, что значительно снижает эффективность работы газоочистных установок.

Химический состав пыли изменяется в широких пределах. Например, при выплавке предельного чугуна и работе с повышенным давлением в печи пыль содержит, %:

SiO2 – 14.6; MgO – 4.35; Al2O3 – 4.35;

CaO – 11.85; S – 0.74; MnO – 3.75, остальные – оксиды железа.

Дисперсный состав пыли также зависит от многих факторов и может колебаться в широких пределах: Размер частицы, мкм 200 200-100 100-60 60-20 20-10 10-1. Массовая доля, %: 34.5 12.3 19.0 25 7.5 1.7

На литейном дворе пыль и газы выделяются в основном от леток чугуна и шлака, желобов участков слива и ковшей. Удельные выходы вредных веществ на 1 т чугуна составляют: 400-700 г пыли, 0.7-1.15 кг СО, 120-170 г SO2. Максимальное количество пыли и газов выбрасывается во время выпуска чугуна и шлака. Пыль и газы удаляются частично через фонари литейного двора (около 160 г пыли на 1 т чугуна), частично с помощью аспирационных систем с очисткой пыли перед выбросом в атмосферу преимущественно в групповых циклонах.

На сегодняшний день по заводу выделено 52 вида различных отходов. Сейчас проблема утилизации отходов очень актуальна.

В частности, шлак цветного литья отправляется на предприятия цветной металлургии, т.к. в нем содержится большое количество цветных металлов; вся колошниковая пыль направляется на цементные заводы; окалина прокатного производства отправляется на аглофабрики, мартеновский шлак используется при строительстве дорог.

В настоящее время на Макеевском металлургическом заводе приходится около 10% общегородских выбросов в атмосферу. Существуют несколько направлений снижения вредного воздействия предприятия на окружающую среду:

Вывод из эксплуатации действующих технологических агрегатов;

Строительство пылигазоочисных сооружений на эксплуатируемых агрегатах;

Реконструкция агрегатов с внедрением новейших технологий и образования, снижающих выбросы.

Структура выбросов завода показывает, что вредными основными веществами является пыль и оксиды азота. Если рассматривать выбросы по видам производства, то на мартеновское приходится более 40%.

Наиболее приемлемым направлением работы по снижению выбросов является реконструкция агрегатов с внедрением новейших технологий.

Расположение завода в центре густонаселенного города ставит еще одну важную проблему – складирование отходов производства: шлаки, шламы, пылевидные отходы и т.д. Большее внимание уделено утилизации железосодержащих отходов: калашниковая пыль, шламы доменного производства, пыль сухих газоотчисток ЭСПУ, первичная и вторичная окалине цехов.

Переработка отходов производства связана с капитальными вложениями, поэтому инструментом ее управления должны стать не контроль, а наказание, а меры рыночного экономического стимулировано ресурсосберегающих производств и получения экологически чистых продукций.

2. Специальная часть

2.1 Технология улавливания и обеспыливание отходящих мартеновских газов

В мартеновских цехах производится более 50 % всей выпускаемой стали.

Количество, состав и параметры дымовых газов. В мартеновской печи дымовые газы образуются в результате сгорания топлива, нагрева и разложения сыпучих материалов и окисления углерода шихты (углекислый газ и оксид углерода).

Как показывают промышленные исследования, на современных мартеновских печах количество продуктов сгорания перед газоочисткой из-за присосов по газовому тракту оказывается в 1,8—2,0 раза больше количества газов, образующихся в печи. Для печей, работающих с подачей мазута (20—50 % по теплу), количество продуктов сгорания увеличивается на 5%. Вследствие увеличения присосов к концу кампании объем уходящих газов увеличивается на 10—15%.

Температура газов после регенераторов —в среднем 600— 700 °С, в период заливки чугуна на короткое время она повышается до 700—800 °С.

Средний состав уходящих продуктов сгорания печей, работающих на дутье, обогащенном кислородом, % (объемные):

10,5—15,1 СО2: 16—16,5 Н20; 62,3—66,1 N2; 6,5—7,1 О2; следы S02.

Уходящие газы мартеновских печей содержат большое количество пыли, выделение которой по ходу плавки (рис. 1 а) неравномерно. Максимальное пылевыделение наблюдается в период плавления при продувке ванны кислородом.

В начальный период плавки пыль крупная, она состоит из частиц руды, известняка и некоторых других компонентов. Пылеобразование связано с растрескиванием шихты при нагреве, а также с угаром оплавляемого металла.

Рис. 1 (а, б). Изменение запыленности газов мартеновской печи:

В период плавления при продувке ванны кислородом выделяется большое количество мелкодисперсной пыли (размер частиц <1 мкм). Большинство исследователей считают, что основной причиной образования пыли (бурого дыма) является испарение металла в зонах высокой температуры с последующим окислением и конденсацией в атмосфере печи. С увеличением удельного расхода (интенсивности продувки) кислорода количество выделяющейся пыли резко увеличивается (рис. 1, б).

Интенсивность пылевыделения существенно снижается с рассредоточением подачи кислорода. Оптимальными считают шестисопловые фурмы с наклоном сопел 20—30° по отношению к горизонту.

Для снижения температуры в зоне продувки в струю кислорода иногда добавляют топливо (природный газ или мазут), сыпучие материалы (железорудный концентрат или известь) или просто воду. При этом, выбросы пыли заметно сокращаются (на 20 - 30 %).

Основную часть пыли составляют оксиды железа, количество которых достигает 65—92%. Примерный состав мартеновской пыли перед газоочисткой при работе печи с продувкой кислородом, %:

92,7 Fe2O3; 0,9 А12О3; 1,65 СаО; 0,9 MgO; 1,1 МnО; 0,8 SiO2.

Дисперсный состав пыли во многом зависит от интенсивности продувки ванны и для средних условий может быть выражен следующими цифрами:

Размер частиц, мкм <1 1—5 >5

Содержание, % 60 34 6

Обработка этих данных показывает, что dm = 0,8 мкм; qч = 3,1.

Пыль, уносимая из печи, в значительной степени оседает по газовому тракту: 50—60 % в шлаковике, 15—20 % регенераторах, 10—15 % в котле-утилизаторе. Таким образом, запыленность газа после котла-утилизатора (перед газоочисткой) составляет 10—15% содержания пыли в газах, выходящих из печи.

Удельное электрическое сопротивление пыли составляет 107—1010 Ом*см2. В уходящих газах мартеновских печей, кроме пыли, содержатся вредные газообразные компоненты: 30—50 мг/м3 оксидов серы и 200—400 мг/м3 оксидов азота.

Из отходящих газов мартеновских печей газообразные компоненты в настоящее время не улавливаются.

Практически за всеми крупными мартеновскими печами установлены котлы - утилизаторы, в которых за счет выработки водяного пара температура отходящих газов снижается с 600— 700 до 220—250 °С. Котлы-утилизаторы мартеновских печей типизированы и изготовляются в серийном порядке котлостроительными заводами.

Для очистки отходящих газов мартеновских печей применяют в основном установки двух типов: сухой очистки в электрофильтрах и мокрой очистки в скрубберах Вентури (рис.2 а, б). Эффективность обоих аппаратов приблизительно одинакова: и в том, и в другом случае можно снизить концентрацию пыли в отходящих газах до 100 мг/м3, что соответствует санитарным требованиям.

Наиболее подходят для очистки мартеновских газов электрофильтры типа ЭГА, обеспечивающие при скорости газов 1 —

Рис. 2, Применяемые схемы охлаждения и очистки газов мартеновских печей:

а — мокрая очистка в скрубберах Вентури.; б — сухая очистка в электрофильтрах.

1 — мартеновская печь; 2 — котел-утилизатор; 3 — трубы Вентури;

4 — каплеуловитель; 5 - дымосос; 6 — дымовая труба; 7 — сухой электрофильтр.

Таким образом, в современных условиях для очистки отходящих газов мартеновских печей следует рекомендовать электрофильтры типа ЭГА. Только в тех случаях, когда электрофильтр из-за отсутствия места установить невозможно, следует применять скрубберы Вентури, из которых наиболее подходящими являются трубы Вентури с регулируемым сечением прямоугольной горловины, снабженные каплеуловителями с завихрителем.

2.2 Аппараты и схемы очистки газов

Очистные сооружения мартеновского цеха.

В цехе установлены мартеновские печи емкостью по 250 и 500 т. с основной футеровкой. Печи однованновые, отапливаются смесью природного и коксового газа с добавлением мазута. Особенностью печей является наличие реформаторов, в которых часть природного газа и весь мазут подвергаются разложению с целью получения сажистого углерода, обеспечивающего высокую светимость факела.

Основные размеры:

• площадь пода на уровне порогов завалочных окон 52 м2;

• глубина ванны 1 м;

• высота свода под уровнем порогов завалочных окон 2,9 м;

• центральный угол свода 86°;

• полезный объем шлаковиков 63 м3;

• объем воздушной насадки регенератора 190 м;

• высота дымовой трубы 75-80 м.

Технологическая схема очистки мартеновских газов приведена на рисунке 3.

1 - рабочее пространство; 2 - шлаковики; 3 - регенераторы; 4 - воздушные клапаны; 5,9- дымовые шиберы; 6, 7, 8 - газовые клапаны; 10 - вентиляторы; 11 - дымовая труба.

Конструкция мартеновской печи: свод печи, правая и левая головки, правый и левый регенераторы для подогрева воздуха и газа, система шиберных затворов, дымовая труба. В верхнем строении печи имеется 5 завалочных окон. В задней стенке имеется сталевыпускное отверстие и желоба для заливки жидкого чугуна в печь.

Рабочее пространство печи ограничено снизу подом, с боков - поперечными и продольными откосами, передней и задней стенкой, а сверху перекрыто сводом. Нижняя часть рабочего пространства от пода до уровня порогов рабочих окон является ванной, в которой находятся жидкий металл и шлак.

Нижнее строение печи состоит из шлаковиков, регенераторов, системы боровов с перекидными и регулирующими газовые потоки устройствами. Шлаковики служат для осаждения в них большей части пыли, содержащейся в продуктах сгорания. Пыль состоит из основных оксидов, в том числе 60-80% оксидов железа, и образуется из частиц, выносимых из жидкой ванны, а также из добавляемых в печь сыпучих материалов - железной руды, извести и другое. В шлаковиках осаждается до 75% пыли.

Из шлаковиков отходящие газы с температурой 1500-1600 °С попадают в насадки регенераторов.

Для управления движением газов и осуществления «перекидок» в боровах и газоходах устанавливают систему шиберов, клапанов, дросселей. Из боровов дымовые газы поступают в дымовую трубу.

При нагреве поступающих в печь газа и воздуха, в регенераторах обеспечивается достаточно высокая температура факела (> 1800 °С). Чем выше удается повысить температуру поступающих в печь газа и воздуха, тем выше температура факела и тем лучше работает печь.

Для интенсификации процесса горения топлива используют турбинный воздух и воздух, обогащенный кислородом. Температура нагрева воздуха в насадках регенераторов 1100-1200 °С.

2.3 Расчёт полого скруббера

Расчётом полого скруббера определяют его объём, а следовательно, и расход воды. Количество тепла Q, кВт, которое газ должен отдать в процессе своего охлаждения до заданной температуры, определяют по формуле:

Q=Vо[ссм(t– t)+f1(I1п–I2п),

Где Vо – количество сухого газа при нормальных условиях, подлежащее охлаждению, мі/с;

Ссм - объёмная теплоёмкость газа при нормальных условиях, кДж (мі*˚С);

t1 и t2 – температура начального и конечного состояний газов ˚С;

I1п и I2п – энтальпия водяного пара в газе соответственно до и после охлаждения, кДж/мі;

f1 – влагосодержание газа до охлаждения, кг/мі.

Начальную и конечную энтальпию водяного пара, кДж/мі, рассчитывают по формулам:

I1п = 2480 + 1,96 t1

I2п = 2480 + 1,96 t2

Пренебрегая теплопотерями в окружающую среду, полезный рабочий объём скруббера, мі, рассчитывают по формуле:

Vскр = Q/kΔt, где

k – объемный коэффициент теплопередачи в скруббере, Вт/(мі*˚С);

Δt – средняя разность температур газа и жидкости, ˚С.

Среднюю разность температур газа и воды в сруббере (газ и вода движутся противотоком) определяют из выражения:

Δt = [(t1 - tk) – (t2 - tн)]/2,3lg(t1 - tk)/(t2 - tн), где

tk и tн – начальная и конечная температура воды, ˚С.

Рассчитаем полый скруббер, где

V0 = 120 тыс мі/ч; t1 = 225 ˚С, t2 = 100 ˚С;

f1 = 70 г/мі; 27,6% СО2, 63% N2, 9,4% О2; давление газа перед скруббером ρ = 49000 Па; барометрическое давление ρбар = 101325 Па; температура воды, поступающей в скруббер, tн = 30 ˚С.

1) найдём количество сухих газов при нормальных условиях:

V0 сух = V0 вл * 0,804/(0,804 + f1)

V0 сух = (120000/3600)*0,804/(0,804 + 0,07) = 30,66

2) Рассчитаем объёмную теплоёмкость газа при нормальных условиях:

N2 = 1,040*1,25 = 1,29 кДж (мі*˚С)

СО2 = 0,836 * 1,963 = 1,64 кДж (мі*˚С)

О2 = 0,911*1,429 = 1,30 кДж (мі*˚С)

Тогда Ссм = 1,25*0,63 + 1,64*0,276 + 1,30*0,094 = 1,36 кДж (мі*˚С)

3) Найдём начальную и конечную энтальпию водяного пара:

Q=Vо[ссм(t– t)+f1(I1п–I2п)

I1п = 2480 + 1,96 t1

I2п = 2480 + 1,96 t2

I1п = 2480 + 1,96*225 = 2921 кДж/кг

I2п = 2480 + 1,96*100 = 2676 кДж/кг

Q = 30,66 [1,36(225 – 100) +0,07 (2921 – 2676)] = 5738,01 кВт

Находим конечную температуру воды tк на выходе из скруббера. Она может быть принята на 5 – 10 ˚С ниже температуры мокрого термометра. Температура мокрого термометра

t1 = 225 ˚С и f2 = 70 г/мі

tм = 57 + (62 – 57)/100*50 = 59,5 ˚С

конечная температура воды tк = 59,5 – 9,5 = 50 ˚С

Рассчитываем среднюю разность температур газа и воды в скруббере по формуле:

Δt = (225 – 50) – (100 – 30)/2,3lg [(225 – 50)/(100 – 30)] = 114 ˚С

Определяем рабочий объём скруббера по формуле. Объёмный коэффициент теплопередачи принимаем равным 200 Вт/(мі*˚С);

Vскр = 5738,01/(200*114) = 252 мі

Мв = (5708,01*10і)/[0,5(2010*100 – 30) + (1 – 0,5)*(50 – 30)] = 57,1 кг/сек

Конечное влагосодержание газа на выходе из скруббера определяем по диаграмме I – χ. Для этого на линии насыщения φ = % находим точку, соответствующую tм = 59,5˚С. Двигаясь от этой точки по линии I = const до пересечения с линией соответствующей t2 = 100 ˚С, находим, что на выходе из скруббера влагосодержание газа χ2 = 0,130 кг/кг. Для выражения влагосодержания f2 = χ2ρ0 кг/мі находим плотность газовой смеси при нормальных условиях по формуле:

ρ0 = 1/100(1,963*27,6 + 1,25*63 + 1,429*9,4) = 1,46 кг/мі

Тогда f2 = 0,130*1,46 = 0,19 кг/мі

Рассчитываем объём газа при рабочих условиях на выходе из скруббера по формуле:

V = 120000/3600*101325(273 + 100)/273(101325 + 49000)*(1 + 0,19/0,804) = 24,75 мі/с

Определяем размеры скруббера. Приняв скорость газа в нём равной 1,0 м/с, рассчитываем диаметр скруббера;

D = √4V/πν

D = √(4*24,75)/(3,14*1,0) = 5,62 м

Высоту скруббера находим из уравнения

Н = 4Vскр/πDІ

Н = 4*252 /3,14*5,62І = 10,16 м

Отношение Н/D = 10,16/5,62 = 1,8 близко к рекомендуемой практикой величине 2,5

Рассчитываем количество форсунок для установки в скруббере. Принимаем в установке в скруббер эвольвентные форсунки диаметром 75 мм и с соплом диаметром 25,3 мм. Задавшись давлением воды перед форсункой 2*10і кПа, по графику находим её производительность:

М1 = (18,5 * 1000)/3600 = 5,1 кг/сек

Число форсунок, которое требуется установить в скруббере, составит:

n = Мв /М1

n = 57,1/5,1 = 11 шт.

2.4 Расчёт скоростного пылеуловителя с трубами Вентури

Рассчитаем скоростной пылеуловитель с трубами Вентури, где V0 = 120 тыс мі/ч; t1 = 225 ˚С, t2 = 100 ˚С; f1 = 70 г/мі; 27,6% СО2, 63% N2, 9,4% О2.

Запылённость газа q1 = 7,5 г/мі; разрежение перед трубами Вентури ρ = 3000 Па; барометрическое давление ρбар = 101325 Па. Требуемая конечная запылённость газа q2 90 мг/мі; температура воды, подаваемой в аппараты, t1.в = 18 ˚С.

Найдём требуемую эффективность пылеуловителя:

ŋ = (q1 – q2)/q1

ŋ = (7500 – 90)7500 = 0,988

Число единиц переноса определяем по формуле:

Nч = ln[1/(1 – ŋ)]

Nч = ln[1/(1 – 0,988)] = 3,88

Найдём значение удельной энергии Кт. Значение 3,88 = 1,565*10-6Кт1,619 от куда Кт = 8903 кДж/1000 м3

Рассчитаем количество газов, поступающих в трубы Вентури при рабочих условиях:

V1 = 120000/3600*101325 (273 + 225)/273(101325 – 3000)*(1 + 0,07/0,804) = 68,30 м3/сек

Приняв удельный расход воды m = Vв/V1 = 1*10-3 м3/м3, находим общий расход воды на трубы Вентури:

Vв = m*V1

Vв = 1*68,3 = 68,3 л/см

Рассчитаем гидравлическое сопротивление скруббера Вентури, приняв давление воды ρв = 300 Па:

ΔР = Кт – ρв*m;

ΔР = 8903 – 30000*1*10-3 = 8603 Па

Находим плотность газа при нормальных условиях на входе в трубу Вентури:

ρ0 = 1/100(1,963*27,6 + 1,25*63 + 1,429*9,4) = 1,46 кг/мі

Рассчитаем температуру газа на выходе из трубы Вентури:

t2 = (0,133 – 0,041*1)225 + 35 = 61 ˚С;

Находим влагосодержание газа на выходе из труб Вентури:

χ1 = f1/ ρ0

χ1 = 0,07/1,46 = 0,048 кг/кг

f2 = 0,11*1,46 = 0,161 кг/м3

Находим плотность газа при рабочих условиях на выходе из скруббера Вентури:

ρ2 = (ρ0 + f2)273(ρбар – ρ - Δ ρ)/(1 + f2/0,804)101325(273 + t2);

ρ2 = (1,42 + 0,161)273(101325 – 3000 – 6730)/(1 + 0,161/0,804)*101325* (273 + 61) = 0,973 кг/м3

Найдём количество газа на выходе из трубы Вентури:

V2 = (V0/ 3600)*(ρ0/ρ2);

V2 = (120000/3600)(1,46/0,973) = 50,01 м3/сек

Размеры инерционного пыле – и каплеуловителя (бункера) определим по скорости в его поперечном сечении

νσ = 2,5 м/сек:

Dσ = 1,13 √V2/ νσ;

Dσ = 1,13 √50,01/2,5 = 5,1 м

Высоту цилиндрической части бункера принимаем Нσ = 4,3 м, гидравлическое сопротивление бункера рассчитаем, приняв ξσ = 80:

ΔРσ = ξ (ν2σ/2)*ρ2

ΔРσ = 80(2,52/2)0,973 = 243,25 Па

Находим диаметр центробежного скруббера типа МП – ВТИ. Скорость газа в цилиндрической части скруббера принимаем за ν = 4,5 м/сек:

Dскр = 1,13 √V2/ ν2;

Dскр = 1,13√50,01/4,5 = 3,8 м

Предусматриваем стандартный скруббер диаметром 3300 мм и рассчитаем действительную скорость газа в нём:

ν = 4*V2/π*Dскр2;

ν = (4*50,01)/(3,14*3,82) = 4,41 м/сек

Для рассчитываемого скруббера Н = 3,8*Dскр;

Н = 3,8*3,8 = 14,44 м

Определим гидравлическое сопротивление скруббера, при ξ = 34:

ΔРскр = 34*(4,412/2)*0,973 = 321,69 Па

Гидравлическое сопротивление труб Вентури составит:

Δρтв = Δρ0 – Δρσ - Δρскр

Δρтв = 8603 – 243,25 – 321,69 = 8038 Па

Рассчитываем скорость газа в горловине трубы Вентури по формуле:

ν2 = √2* ΔρТВ/ξс + ξж*ρж*m;

ν2 = √(2*8038)/(0,15*0,973 + 0,75* 966*1*10-3) = 136 м/сек

Определяем геометрические размеры трубы Вентури. Для обеспечения равномерного орошения трубы Вентури через одну центрально расположенную форсунку принимаем диаметр горловины трубы D2 = 300 мм и рассчитаем число труб Вентури:

D22 = 1,132√V2/ν2*n

От куда n = 1,132*V2/ν2

D22 = 1,132[50,01/(136*0,32)] = 6 шт.

Приняв 6 труб Вентури, уточняем диаметр горловины:

D2 = √50,01/(136*6) = 0,247 м

Рассчитываем диаметр входного сечения конфузора, приняв скорость газа в нём ν3 = 20 м/сек

D1 = 1,13√V1/ν1*n

D1 = 1,13√68,30/(20*6) = 0,852 м

Диаметр выходного сечения диффузора при скорости газа в нём ν3 = 20 м/с составит:

D3 = 1,13√V2/ν3*n

D3 = 1,13√50,01/(20*6) = 0,729 м

Найдём длины отдельных частей трубы Вентури: длинна конфузора, если α1 = 25˚:

l1 = 2,25(D1 – D2)

l1 = 2,25(0,852 – 0,247) = 1,361 м

Длина горловины:

l2 = ѕ* D2

l2 = 0,15*0,247 = 0,037 м

Длинна диффузора α2 = 6˚:

l3 = (D3 –D2)/2tg α2/2

l3 = (0,729 – 0,247)/2tg6/2 = 4,167 м

Полная длинна каждой трубы Вентури:

l = l1 + l2 + l3

l = 1,361 + 0,037 + 4,167 = 5,565 м

2.5 Технология подготовки вторичных материальных ресурсов

Производственная пыль образуется в результате механического измельчения твёрдых тел, транспортировки пылевидных материалов, не полного сгорания горючих веществ и при процессах конденсации. По происхождению пыль бывает органической, неорганической и смешанной, состоящей из органических и неорганических веществ.

По размеру частиц пыль подразделяется на «собственно» пыль, размер частиц которой более 10 мкм, «облако» - размер частиц от 10 до 0,1 мкм и «дым» - размер частиц менее 0,1 мкм. Дым практически не оседает и постоянно загрязняет атмосферу.

Пылинки размером более 50 мкм задерживаются при дыхании в носу, носоглотке, трахее и крупных бронхах. Пылинки в 15 - 10 мкм задерживаются в верхних дыхательных путях, в том числе и в мелких бронхах. Пылинки в 10 - 5 мкм могут достигать альвеол лёгких, однако главным образом задерживаются в верхних дыхательных путях. Мелкая пыль с частицами размером 5 – 0,1 мкм и менее при дыхании попадает в альвеолы лёгких и, следовательно, является наиболее опасной.

В металлургическом производстве чаще всего приходится встречаться с пылью, содержащей окись кремния, окислы железа, окислы марганца и фтористые соединения. Контроль за содержанием пыли в воздухе рабочих помещений производится обычно весовым методом который заключается в просасывании определённого объёма воздуха через фильтр, заключённый в стеклянной трубке. По окончании просасывания требуемого объёма воздуха фильтр взвешивается на аналитических весах. Сущность счетного метода заключается в осаждении пыли из определённого объёма воздуха с помощью специальных приборов на покровное стёклышко микроскопа. После этого, под микроскопом при увеличении более чем в 1000 раз подсчитывают пылинки и определяют их формы и размеры.

Для быстрого определения степени запылённости воздуха пользуются фотоэлектрическим методом который основан на том, что запылённый воздух ослабляет проходящие через него световые лучи. К числу наиболее радикальных мероприятий по борьбе с пылью относятся рационализация технологических процессов и усовершенствование оборудования в направлении предупреждения образования и распространение пыли при переработке и транспортировке материалов. К таким мероприятиям можно отнести улучшение процесса спекания шихты на аглофабриках, увлажнение пылящих материалов, замену абразивного способа удаления пороков у слитков и заготовок огненным методом, применение пневмотранспорта и других видов закрытого транспорта для перемещения пылящих материалов и тому подобное. Широкое внедрение механизации и автоматизации процессов также является одним из важных оздоровительных мероприятий.

Особого внимания заслуживает вопрос о герметизации пылящих агрегатов и транспортных устройств по всему циклу производственного процесса. Герметизацией производственного оборудования в некоторых случаях удаётся полностью предотвратить выделение пыли окружающее пространство.

Гидрообеспыливание является одним из эффективных методов борьбы с распространением пыли. На металлургических предприятиях этот способ с успехом применяется для подавления пыли на агломерационных фабриках и в мартеновских цехах. Испытанным средством в борьбе с пылью является обеспыливающая вентиляция, которую устанавливают в виде местных отсосов от кожухов-укрытий и пылящих устройств.

Вводить системы обеспыливающей вентиляции в эксплуатацию можно только после того, как будет достигнута проектная эффективность ее работы. Вентиляционные установки требуют квалифицированного надзора и ухода. Запыленный воздух перед выбросом его в атмосферу должен очищаться от пыли в специальных установках.

Для очистки запыленного воздуха применяют различные способы: сухую очистку в пылеосадительных камерах, циклонах, мультициклонах, инерционных и матерчатых фильтрах; электрическую очистку сухих и мокрых электрофильтрах; очистку пыли ультразвуком. На Макеевском металлургическом заводе для очистки запыленного воздуха и газов применяют пылеосадительных камеры, циклоны и мультициклоны, мокрую очистку в скрубберах и электрическую очистку.

Иногда, полезно изолировать пыльные производственные участки от других помещений. Такая изоляция выполняется установкой перегородок или заключением отдельных особо пылящих агрегатов в специальные кожухи – кабины. В помещениях с повышенной и трудно устранимой запыленностью воздуха создают местные зоны чистого воздуха по средствам искусственной подачи воздуха на рабочие места по трубопроводам большого сечения с незначительной скоростью выдачи воздуха (порядка 0,3 – 0,5 м/с). Хороший эффект дают кабины с подачей в них чистого воздуха.

Удаление пыли с полов, стен, конструкций и оборудования производят гидросмывом или промышленными пылесосами.

В пылях мартеновского производства содержится довольно значительное количество цинка, свинца и солей щелочных металлов, вредно влияющих на процесс получения чугуна. Особенно нежелателен цинк, вызывающий образование настилов в мартеновской печи, разрушение ее футеровки, ухудшающий качество агломерата, изготовленного из сырья с большим содержанием цинка. При утилизации таких пылей присадкой их в агломерационную шихту происходит накопление цинка в получаемом агломерате. По существующим нормам содержание цинка в сырье, поступающем в мартеновскую печь, не должно превышать 0,5 %.

Это свидетельствует о необходимости обесцинкования пылей (шламов), имеющих повышенное содержание цинка. Разработаны два типа процессов извлечения цинка из исходного материала (окисленные цинковые руды, цинковые шлаки и пыли, шламы) - пиро- и гидрометаллургический.

Первый применяется в основном в черной металлургии, второй - в цветной. Основой пирометаллургического процесса извлечения цинка (и свинца) является восстановительный обжиг сырья. Можно утверждать, что все процессы получения металлизованных окатышей так или иначе связаны с отгонкой цинка из исходной шихты и последующим улавливанием его в виде оксида либо металлического цинка. Взаимодействие углерода с оксидом цинка протекает по реакциям

ZnO + C = Zn(пар) + CO;

ZnO + C = 2 Zn(пар) + CO2.

Первая реакция протекает при температуре 950 С, вторая – при 1070 С и выше, причем возгонка цинка наиболее интенсивно идет при 980-1000 С. Установлена линейная зависимость между количеством получаемого цинка и степенью металлизации шихты. В частности, в конце трубчатой печи степень возгонки цинка возрастает до 96-98 %, свинца- до 99 %, а степень металлизации - до 94 %. При температуре выше 1100 С существенно ускоряется процесс возгонки всех цветных металлов, содержащихся в сырье.

2.6 Утилизация мартеновских шлаков

В связи с выведением из эксплуатации шлакового двора мартеновского цеха по предписанию санитарно-эпидемиологической станции, мартеновские шлаки также поступают на шлаковый двор ЭСПЦ.

Горячий шлак сливается (сбрасывается) в траншею, в которой осуществляется процесс термодробления и последующее дробление слитком, сбрасываемым с электромагнита крана.

Затем шлак подвергается охлаждению, разрыхляется и перелопачивается грейфером с одновременной выборкой металла электромагнитом.

Извлеченный металл возвращается на скрапобазу ЭСПЦ. Шлак в виде щебня рядового частично отгружается потребителям автотранспортом и железнодорожным транспортом.

Шлаковый двор является источником загрязнения атмосферного воздуха неорганизованными выбросами.

2.7 Рациональные мероприятия по повышению экологической безопасности мартеновского производства

Наиболее рациональнее будет применять для очистки мартеновских газов электрофильтры типа ЭГА, обеспечивающие при скорости газа 1 – 1,2 м/сек степень очистки 98 – 99 %. Примерно такую же степень очистки могут дать прямоугольные трубы Вентури с регулируемой горловиной, работающие со скоростью газа в горловине 100 – 120 м/сек и удельным расходом воды 1 – 1,2 дм3/м3.

Однако, результаты технико-экономического анализа показывают, что очистка газов в электрофильтрах дешевле, чем в скрубберах Вентури: суммарные удельные затраты уменьшаются по мере увеличения ёмкости печи, причём в варианте с электрофильтрами более быстрыми темпами.

Таким образом, в современных условиях для очистки отходящих газов мартеновских печей следует рекомендовать электрофильтры типа ЭГА.

Борьба с выбросами газов через окна печи ведётся в двух направлениях: отвод выбивающихся газов с помощью аспирационных систем и создание воздушных завес на окнах. Аспирационные системы занимают много места, дороги в эксплуатации и мешают при проведении ремонта печи. Поэтому более перспективно второе направление. Из сопел диаметром 12 – 15 мм, размещённых с шагом 65 мм вытекают со скоростью 80 – 120 м/с, струи воздуха, перекрывающие площадь рам. При оптимальном разряжении под сводом 35 – 45 Па полное устранение пылегазовых выбросов достигается при расходах сжатого воздуха около 2,6 тыс м3/ч на каждое открытое и около 1,3 тыс м3/ч на каждое закрытое окно. При этом количество поступающих в тракт газов увеличивается на 5 – 7 %.

Основными направлениями борьбы с пылеобразованиями при продувки ванны являются улучшения конструкции кислородных фурм и использование газо-кислородной продувки.

Наиболее эффективнее применять шестисопловые и кольцевые фурмы, обеспечивающие лучшее усвоение кислорода ванной и создающие меньше пыли, а в последние годы – двухъярусная фурма.

При сухой транспортировке уловленной пыли применяют пневмо – и механический транспорт. Использование пневмотранспорта является наиболее рациональным способом транспортировки, так как пыль удаётся перемещать на значительные расстояния (0,5 км и более).

В мартеновском цехе вода расходуется на охлаждения кислородных фурм, на очистку газа (при применении мокрой очистки газоочистки, а также на поливку рабочей площадки у печей, за мочку и охлаждение инструмента, заливку шлака, мойку механизмов и т. д.).

При водяном охлаждении всех элементов мартеновской печи общий расход воды на выплавку 1 т стали составляет 10 – 15 м3. на восполнение потерь воды в системе требуется добавка свежей воды в количестве 4 – 6 % от общего расхода.

Водяное охлаждение мартеновских цехов обладает целым рядом недостатков, основными из которых являются большёе водопотребление и не большой срок службы водоохлаждаемых элементов из-за прогара в результате отложений и взвесей.

Наличие в отходящих газах мартеновских печей окислов серы и азота приводит к тому, что сточные воды мартеновских газоочисток имеют кислую реакцию и приобретают коррозионные свойства, так как окислы в воде.

На Макеевском металлургическом заводе вырабатывается постепенная модернизация мартеновского цеха. В марте 2002 года на мартеновской печи 3, 6 вместе с фирмой ТЕСНСОМ (Германия) введена новая технология кладки пода мартеновской печи, а также донная продувка ванны азотом, технология "VVS". Внедрение этой технологии должно обеспечить: уменьшение продолжительности плавки до 5%; увеличение средней массы плавки до 2%; снижение затрат топлива до 10%; исключение простоев печи на подварки пода в межремонтные периоды; снижение затрат огнеупорных порошков (магнезита) до 5 кг/т стали.

Существующее состояние экологической безопасности мартеновского производства есть однозначно неудовлетворительным - отсутствующая система очистки мартеновских газов, неудовлетворительно осуществляется переработка и использования отходов производства, используется устаревшая система охлаждения печей. Руководством Макеевского металлургического завода принято решение дальнейшей эксплуатации мартеновского цеха с применением некоторых усовершенствований, перевод производства стали на другую, более современную технологию не предполагается.

2.8 Выводы

Одной из острейших проблем на современном этапе развития металлургического комплекса Украины являются рациональное природопользование и охрана окружающей среды.

По уровню выбросов вредных веществ в атмосферу и водоемы, образованию твердых отходов металлургия превосходит все сырьевые отрасли промышленности, создавая высокую экологическую опасность ее производства и повышенную социальную напряженность в районах действия металлургических предприятий.

Защита окружающей среды в отраслях металлургического комплекса требует огромных затрат. Различие их существенно влияет на выбор основного технологического процесса. Иногда более целесообразным оказывается применение технологического процесса, менее загрязняющего окружающую среду, чем контроль (с огромными затратами) уровня загрязненности и организации борьбы с этими загрязнениями при использовании традиционных технологий.

Огромнейшие резервы и возможности решения экологических проблем заключены в комплексности переработки сырья, в полном использовании полезных компонентов в его составе и месторождениях.

3. Организация производства

3.1 Организация труда обслуживающего персонала мартеновского цеха

В современных условиях, когда все участники и звенья предприятия тесно связаны и от организации труда на любом из них зависит общий ритм работы, результаты труда всего производства (линий, цеха), особую важность приобретают вопросы организации обслуживания рабочих мест. Установлено, что недостатки в организации обслуживания являются причиной примерно двух третей всех внутрисменных потерь рабочего времени. Чем полнее и совершеннее система обслуживания, тем более организованно протекает процесс труда и эффективнее используется рабочее время.

Рабочее место (РМ) является первичным звеном производственного процесса в создания материальных ценностей. Систему организации рабочего место с полным правом считают показателем организованности всего предприятия, так как она характеризует качество и слаженность работы всех служб предприятия.

Любое рабочее место на предприятии должно наилучшим образом отвечать своему назначению и обеспечивать при этом выполнение основных и вспомогательных работ с наименьшими затратами труда.

Организацию труда на рабочем месте определяют следующие факторы: разделение и кооперация труда; совершенствование организации и обслуживания рабочих мест; рационализация приемов и методов труда; создание благоприятных условий труда; повышение квалификации кадров; совершенствования нормирования и стимулирование труда; воспитание сознательного творческого отношения к труду.

Как показывает практика, в наиболее запущенном состоянии оказывается обслуживание рабочих мест.

Организация обслуживания РМ связана с установлением системы взаимодействия какого-либо РМ и работника с другими работниками и рабочими местами, призванными обеспечивать его бесперебойную и качественную работу.

Рациональная организация обслуживания РМ оказывает существенное влияние на повышение производительности труда, не требуя от предприятия значительных материальных затрат.

Общие требования к организации обслуживания РМ для обеспечения бесперебойной работы в течение смены в мартеновском цехе сводятся к следующему:

своевременному доведению до каждого работника производственного задания;

бесперебойному снабжению рабочих мест документацией (чертежами, нарядами, картами и т.д.), а также предметами труда (материалами, заготовками и т.п.);

обеспечению постоянной исправности оборудования, снабжению его необходимой энергией (тепловой, электрической и т.д.);

организации систематического контроля за качеством выполненных работ, своевременной приемке обработанных изделий и транспортировке их с рабочих мест;

постоянному поддержанию на РМ здоровых и безопасных условий труда, а также строгого порядка и чистоты.

Из-за несовершенства системы обслуживания персонала мартеновского цеха производство несет большие потери. Между тем известно, что производство продукции определяется по самому узкому месту в производственной цепи, которым, часто и становится организация обслуживания РМ. Технико-экономический эффект от внедрения в производство отдельных организационно-технических мероприятий по улучшению обслуживания основных рабочих значительно увеличится, если мероприятия по упорядочению обслуживания будут взаимно увязаны. Необходима комплексная разработка мероприятий по созданию системы обслуживания, регламентирующей все виды вспомогательных работ. Только при этом условии могут быть сокращены потери рабочего времени основных рабочих, связанные с обслуживанием, и значительно поднята эффективность производства в целом

Из-за отсутствия обоснованных расчетно-аналитических нормативов численность работников обслуживания устанавливается на основе фактически существующих соотношений между разными категориями рабочих или на основе различного рода опытно-статистических норм. Одной из причин высокой численности вспомогательных рабочих является диспропорция между технической оснащенностью основных рабочих и низким уровнем механизации труда на работах по их обслуживанию.

Система обслуживания – это научно обоснованный комплекс мероприятий по регламентации объема, периодичности, сроков и методов выполнения вспомогательных работ по снабжению рабочих мест (как основных, так и вспомогательных работников) всем необходимым для бесперебойной высокопроизводительной работы в течение смены, недели, месяца.

3.2 Организация заработной платы обслуживающего персонала

В системе стимулирования труда ведущее место занимает заработная плата. Она является главным источником повышения благосостояния трудящихся, поскольку составляет три четверти их доходов. Заработная плата рабочих и служащих пpедпpиятий и организаций пpедставляет собой их долю в фонде индивидуального потребления национального дохода в денежном выражении. Как основная форма необходимого продукта она pаспpеделяется в соответствии с количеством и качеством затраченного труда и его индивидуальными и коллективными результатами.

Организация оплаты труда на Макеевском металлургическим заводе производится на основании:

- законодательных и других нормативных актов;

- генерального соглашения на государственном уровне;

- отраслевых, генеральных соглашений;

- трудовых договоров;

Основой организации оплаты труда является тарифная система, которая включает: тарифные ставки, тарифные сетки, схемы должностных окладов, тарифно-квалификационные характеристики.

Тарифная система оплаты труда используется для распределения работ в зависимости от их сложности, а работников - в зависимости от их квалификации и ответственности по разрядам тарифной сетки. Она является основой формирования и дифференциации размеров заработной платы.

Тарифная сетка (схема должностных окладов) формируется на основе: тарифной ставки работника первого разряда, которая устанавливается в размере, превышающем законодательно установленный размер минимальной заработной платы; межквалификационных (междолжностных) соотношений размеров тарифных ставок.

На предприятиях существуют в основном две формы оплаты труда - повременная и сдельная. Повременная делится на: простую повременную и повременно-премиальную. Простая повременная оплата проводится по часовым тарифным ставкам, месячным должностным окладам за фактически отработанное время. При повременно-премиальной системе, кроме основного заработка, работники получают премию.

При прямой сдельной системе оплата производится за каждую выработанную продукцию по неизменной расценке. Сдельная расценка определяется путем деления дневной тарифной ставки на норму выработки за смену.

Сдельно-премиальная система оплаты характеризуется тем, что рабочие, кроме основного цельного заработка, получают премии за перевыполнение норм выработки.

Сдельная оплата так же включает в себя сдельно-прогрессивную и аккордную систему.

Государство осуществляет регулирование оплаты труда путем установления минимальной заработной платы.

Минимальная заработная плата - это законодательно установленный размер заработной платы за простую, неквалифицированную работу, ниже которого не может производится оплата за выполненную работником месячную, часовую норму работы.

Минимальная заработная плата регулируется с учетом уровня экономического развития, производительности труда, средней заработной платы и стоимости величины минимального жизненного уровня.

Оплата труда подразделяется на основную заработную плату и дополнительную оплату труда.

Учет рабочего времени на предприятиях осуществляется табельным учетом.

Каждому принимаемому на работу присваивается табельный номер и делается отметка в трудовой книжке о зачислении на работу. Бухгалтерия каждому работнику открывает лицевой счет.

Табели делятся тарифными ставками, а так же надбавками и доплатами.

Дополнительная оплата труда зависит от результатов хозяйственной деятельности предприятий и устанавливается в виде премий, вознаграждений, других оплат непредвиденных законодательством, или большего размера, установленного действующим законодательством.

На предприятиях применяют оплату труда по трудовым соглашениям и по контракту.

Трудовое соглашение заключается между предприятием и работником, привлекаемых со стороны для выполнения конкретной работы.

В случае найма рабочего по контракту владелец мож6ет установить те условия оплаты труда, с согласия рабочего, которые определены в коллективном или индивидуальном договоре.

Таким образом, можно сказать, что заработная плата рабочих и служащих пpедпpиятий и организаций пpедставляет собой их долю в фонде индивидуального потребления национального дохода в денежном выражении. Как основная форма необходимого продукта она pаспpеделяется в соответствии с количеством и качеством затраченного труда и его индивидуальными и коллективными результатами.

3.3 Расчет численности обслуживающего персонала

Различают календарный, номинальный и эффективный (расчетный) годовые фонды времени работы.

Календарный годовой фонд времени F- полное количество часов за год

24ч * 365 = 8760ч.

Номинальный годовой фонд времени работы F- это количество часов в году в соответствии с режимом работы (без учета потерь).

Эффективный (расчетный) годовой фонд времени (F) - это номинальный фонд времени за вычетом неизбежных потерь. Потери рабочего времени на предприятиях машиностроения, приборостроения и металлообработки связаны с ежегодными отпусками, отпусками по учебе, болезни, беременности и родам и прочими неявками, разрешенными законом.

Общая численность работающих цеха на планируемый период

Ч= Q / П(1 + Р/100)

где Q - объем нормативно-чистой (товарной) продукции на планируемый период;

П- производительность труда по нормативно-чистой продукции или по товарной продукции в оптовых ценах за отчетный период;

Р- рост производительности труда согласно производственному заданию, %.

На 2003 год: Ч= 46740 / 1489*(1 + 1.78/100) = 32.03% или 3203 (чел.)

На 2004 год: Ч= 48670/1538* (1 + 1.76/100) = 32.28% или 3228 (чел.)

На 2005 год: Ч= 61300/1820* (1 + 1.84/100) = 34.35% или 3435 (чел.)

Численность основных рабочих определяют, исходя из трудоемкости производственной программы участку (цеху) и баланса времени одного рабочего.

Численность основных рабочих-сдельщиков основного производства

Ч= Вt/(FK),

Где В - плановый объем производства изделий, шт.;

t- трудоемкость единицы изделия, нормо-часов;

K- плановый коэффициент выполнения норм.

На 2003 год: Ч= 26290*19*8/ ((36-5.69)*13.3) = 9912 (чел.)

На 2004 год: Ч= 27600*19,8*8/((36-5.71)*13,6) = 10612 (чел.)

На 2005 год: Ч= 33400*20,6*8/((36-6.93)*13.9) = 13622 (чел.)

Потребность во вспомогательных рабочих-сдельщиков определяют исходя из трудоемкости работ, среднего процента выполнения норм и баланса рабочего времени.

Численность вспомогательных рабочих-сдельщиков рассчитывают по рабочим местам и нормам обслуживания согласно типовым нормам:

Расчет потребности цеха, участка в инженерно-технических работниках, служащих и МОП осуществляют на основе штатного расписания предприятия.

4. Экономика производства

4.1 Расчет годового фонда заработной платы обслуживающего персонала

При планировании фонда заработной платы (ФЗП) необходимо обязательное соблюдение следующих условий:

- рост производительности труда должен опережать рост заработной платы;

- общая сумма заработной платы всех категорий работающих не должна превышать лимита, определяемого по нормативу заработной платы на 1грн. продукции, утвержденного для каждого года в пятилетнем плане экономического и социального развития предприятия.

Общий годовой фонд заработной платы всех категорий работающих предприятия, цеха, рассчитанный по нормативу заработной платы на 1грн. продукции:

З= Н* Q,

Где Н- норматив заработной платы на 1грн. нормативно-чистой или товарной продукции предприятия на планируемый год в соответствии с пятилетним планом или цеха, которому норматив утверждается предприятием;

Q- плановый объем нормативно-чистой продукции или товарной продукции в неизменных ценах.

На 2003 год: З= (7089.5+4.51+339.1+8415.6)*46740 = 7407687 (грн.) – без учета отчислений в обязательные фонды.

На 2004 год: З= (8398+6.63+493.6+8012.3)*48670 = 8230354 (грн.) – без учета отчислений в обязательные фонды.

На 2005 год: З= (9232.8+1.28+15.5+403.3)*61300 = 5917215 (грн.) – без учета отчислений в обязательные фонды.

Планируемый фонд заработной платы: ЗЈ З

В фонд заработной платы включают суммы по тарифным ставкам и окладам, а также все виды доплат за исключением выплат из фонда материального поощрения.

На 2003 год: З = (6120.1+6415.6+13969)*26290 = 5492257 (млрд. грн.)

На 2004 год: З = (6305.2+5915.6+1438.2)*27600 = 3769884 (млрд. грн.)

На 2005 год: З = (7470.4+6415.6+1704)*33400 = 5207060 (млрд. грн.)

Структура фонда заработной платы рабочих на планируемый период включает: фонд прямой оплаты (тарифный фонд); доплаты, в том числе премии из фонда заработной платы; дополнительная заработная плата.

Данная величина годового фонда заработной платы отражает расходы по заработной плате при планировании себестоимости продукции.

При расчете среднемесячной заработной платы рабочего, которая является основой при установлении соотношения темпов роста производительности труда и темпов роста заработной платы, дополнительно учитывается величина премий из фонда материального поощрения.

4.3 Пути снижения себестоимости

Получение наибольшего эффекта с наименьшими затратами, экономия трудовых, материальных и финансовых ресурсов зависят от того, как решает предприятие вопросы снижения себестоимости продукции.

Непосредственной задачей анализа являются: проверка обоснованности плана по себестоимости, прогрессивности норм затрат; оценка выполнения плана и изучение причин отклонений от него, динамических изменений; выявление резервов снижения себестоимости; изыскание путей их мобилизации.

Выявление резервов снижения себестоимости на ЗАО «Макеевском металлургическом заводе» должно опираться на комплексный технико-экономический анализ работы предприятия: изучение технического и организационного уровня производства, использование производственных мощностей и основных фондов, сырья и материалов, рабочей силы, хозяйственных связей.

Наибольшая доля в затратах на производство промышленной продукции приходится на сырье и основные материалы, а затем на заработную плату и амортизационные отчисления. В легкой промышленности доля сырья и основных материалов составляет 86%, а заработной платы с отчислениями на социальное страхование - около 9%.

Себестоимость продукции находится во взаимосвязи с показателями эффективности производства. Она отражает большую часть стоимости продукции и зависит от изменения условий производства и реализации продукции. Существенное влияние на уровень затрат оказывают технико-экономические факторы производства. Это влияние проявляется в зависимости от изменений в технике, технологии, организации производства, в структуре и качестве продукции и от величины затрат на ее производство. Анализ затрат, как правило, проводится систематически в течение года в целях выявления внутрипроизводственных резервов их снижения.

Экономия, обусловливающая фактическое снижение себестоимости на Макеевском металлургическом заводе, рассчитывается по следующему составу (типовому перечню) факторов:

1. Повышение технического уровня производства. Это внедрение новой, прогрессивной технологии, механизация и автоматизация производственных процессов; улучшение использования и применение новых видов сырья и материалов; изменение конструкции и технических характеристик изделий; прочие факторы, повышающие технический уровень производства.

По данной группе анализируется влияние на себестоимость научно-технических достижений и передового опыта. По каждому мероприятию рассчитывается экономический эффект, который выражается в снижении затрат на производство. Экономия от осуществления мероприятий определяется сравнением величины затрат на единицу продукции до и после внедрения мероприятий и умножением полученной разности на объем производства в планируемом году:

Э = (СС - СН) * АН,

где Э - экономия прямых текущих затрат

СС - прямые текущие затраты на единицу продукции до внедрения мероприятия

СН - прямые текущие затраты после внедрения мероприятия

АН - объем продукции в натуральных единицах от начала внедрения мероприятия до конца планируемого года.

Одновременно должна учитываться и переходящая экономия по тем мероприятиям, которые осуществлены в предыдущем году. Ее можно определить как разность между годовой расчетной экономией и ее частью, учтенной в плановых расчетах предыдущего года. По мероприятиям, которые планируются в течение ряда лет, экономия исчисляется исходя из объема работы, выполняемой с помощью новой техники, только в отчетном году, без учета масштабов внедрения до начала этого года.

Снижение себестоимости может произойти при создании автоматизированных систем управления, использовании ЭВМ, совершенствовании и модернизации существующей техники и технологии. Уменьшаются затраты и в результате комплексного использования сырья, применения экономичных заменителей, полного использования отходов в производстве. Большой резерв таит в себе и совершенствование продукции, снижение ее материалоемкости и трудоемкости, снижение веса машин и оборудования, уменьшение габаритных размеров и др.

2. Совершенствование организации производства и труда. Снижение себестоимости может произойти в результате изменения в организации производства, формах и методах труда при развитии специализации производства; совершенствования управления производством и сокращения затрат на него; улучшение использования основных фондов; улучшение материально-технического снабжения; сокращения транспортных расходов; прочих факторов, повышающих уровень организации производства.

При одновременном совершенствовании техники и организации производства необходимо установить экономию по каждому фактору в отдельности и включить в соответствующие группы. Если такое разделение сделать трудно, то экономия может быть рассчитана исходя из целевого характера мероприятий либо по группам факторов.

Снижение текущих затрат происходит в результате совершенствования обслуживания основного производства (например, развития поточного производства, повышения коэффициента сменности, упорядочения подсобно-технологических работ, улучшения инструментального хозяйства, совершенствования организации контроля за качеством работ и продукции). Значительное уменьшение затрат живого труда может произойти при увеличении норм и зон обслуживания, сокращении потерь рабочего времени, уменьшении числа рабочих, не выполняющих норм выработки. Эту экономию можно подсчитать, если умножить количество высвобождающихся рабочих на среднюю заработную плату в предыдущем году (с начислениями на социальное страхование и с учетом расходов на спецодежду, питание и т.п.). Дополнительная экономия возникает при совершенствовании структуры управления предприятия в целом. Она выражается в сокращении расходов на управление и в экономии заработной платы и начислений на нее в связи с высвобождением управленческого персонала.

При улучшении использования основных фондов снижение себестоимости происходит в результате повышения надежности и долговечности оборудования; совершенствования системы планово-предупредительного ремонта; централизации и внедрения индустриальных методов ремонта, содержания и эксплуатации основных фондов. Экономия исчисляется как произведение абсолютного сокращения затрат (кроме амортизации) на единицу оборудования (или других основных фондов) на среднедействующее количество оборудования (или других основных фондов).

Совершенствование материально-технического снабжения и использования материальных ресурсов находит отражение в уменьшении норм расхода сырья и материалов, снижении их себестоимости за счет уменьшения заготовительно-складских расходов. Транспортные расходы сокращаются в результате уменьшения затрат на доставку сырья и материалов от поставщика до складов предприятия, от заводских складов до мест потребления; уменьшения расходов на транспортировку готовой продукции.

Определенные резервы снижения себестоимости заложены в устранении или сокращении затрат, которые не являются необходимыми при нормальной организации производственного процесса (сверхнормативный расход сырья, материалов, топлива, энергии, доплаты рабочим за отступление от нормальных условий труда и сверхурочные работы, платежи по регрессивным искам и т.п.). Выявление этих излишних затрат требует особых методов и внимания коллектива предприятия. Их можно выявить проведением специальных обследований и единовременного учета, при анализе данных нормативного учета затрат на производстве, тщательном анализе плановых и фактических затрат на производство.

3. Изменение объема и структуры продукции, которые могут привести к относительному уменьшению условно-постоянных расходов (кроме амортизации), относительному уменьшению амортизационных отчислений, изменению номенклатуры и ассортимента продукции, повышению ее качества. Условно-постоянные расходы не зависят непосредственно от количества выпускаемой продукции. С увеличением объема производства их количество на единицу продукции уменьшается, что приводит к снижению ее себестоимости. Относительная экономия на условно-постоянных расходах определяется по формуле:

ЭП = (Т * ПС) / 100,

где ЭП - экономия условно-постоянных расходов

ПС - сумма условно-постоянных расходов в базисном году

Т - темп прироста товарной продукции по сравнению с базисным годом.

Относительное изменение амортизационных отчислений рассчитывается особо. Часть амортизационных отчислений (как и других затрат на производство) не включается в себестоимость, а возмещается за счет других источников (специальных фондов, оплаты услуг на сторону, не включаемых в состав товарной продукции, и др.), поэтому общая сумма амортизации может уменьшится. Уменьшение определяется по фактическим данным за отчетный период. Общую экономию на амортизационных отчислениях рассчитывают по формуле

ЭА = (АОК / ДО - А1К / Д1) * Д1,

где ЭА - экономия в связи с относительным снижением амортизационных отчислений

А0, А1 - сумма амортизационных отчислений в базисном и отчетном году

К - коэффициент, учитывающий величину амортизационных отчислений, относимых на себестоимость продукции в базисном году

Д0, Д1 - объем товарной продукции базисного и отчетного года.

Чтобы не было повторного счета, общую сумму экономии уменьшают (увеличивают) на ту часть, которая учтена по другим факторам.

Изменение номенклатуры и ассортимента производимой продукции является одним из важных факторов, влияющих на уровень затрат на производство. При различной рентабельности отдельных изделий (по отношению к себестоимости) сдвиги в составе продукции, связанные с совершенствованием ее структуры и повышением эффективности производства, могут приводить и к уменьшению и к увеличению затрат на производство. Влияние изменений структуры продукции на себестоимость анализируется по переменным расходам по статьям калькуляции типовой номенклатуры. Расчет влияния структуры производимой продукции на себестоимость необходимо увязать с показателями повышения производительности труда.

4. Улучшение использования природных ресурсов. Здесь учитывается: изменение состава и качества сырья; изменение продуктивности месторождений, объемов подготовительных работ при добыче, способов добычи природного сырья; изменение других природных условий. Эти факторы отражают влияние естественных (природных) условий на величину переменных затрат. Анализ их влияния на снижение себестоимости продукции проводится на основе отраслевых методик добывающих отраслей промышленности.

5. Отраслевые и прочие факторы. К ним относятся: ввод и освоение новых цехов, производственных единиц и производств, подготовка и освоение производства в действующих объединениях и на предприятиях; прочие факторы. Необходимо проанализировать резервы снижения себестоимости в результате ликвидации устаревших и ввода новых цехов и производств на более высокой технической основе, с лучшими экономическими показателями.

Значительные резервы заложены в снижении расходов на подготовку и освоение новых видов продукции и новых технологических процессов, в уменьшении затрат пускового периода по вновь вводимым в действие цехам и объектам. Расчет суммы изменения расходов осуществляется по формуле

ЭП = (С1/Д1 - С0/Д0) * Д1,

где ЭП - изменение затрат на подготовку и освоение производства

С0, С1 - суммы затрат базисного и отчетного года

Д0, Д1 - объем товарной продукции базисного и отчетного года.

Влияние на себестоимость товарной продукции изменений в размещении производства анализируется тогда, когда один и тот же вид продукции производится на нескольких предприятиях, имеющих неодинаковые затраты в результате применения различных технологических процессов. При этом целесообразно провести расчет оптимального размещения отдельных видов продукции по предприятиям объединения с учетом использования существующих мощностей, снижения издержек производства и на основе сопоставления оптимального варианта с фактическим выявить резервы.

Если изменения величины затрат в анализируемый период не нашли отражения в вышеизложенных факторах, то их относят к прочим. К ним можно отнести, например, изменение размеров или прекращение разного рода обязательных платежей, изменение величины затрат, включаемых в себестоимость продукции и др.

Выявленные в результате анализа факторы снижения себестоимости и резервы необходимо суммировать в окончательных выводах, определить суммарное влияние всех факторов на снижение общей величины затрат т затрат на единицу продукции.

5. Мероприятия по технике безопасности, противопожарной технике, охране окружающей среды и безопасности жизнедеятельности

5.1 Характеристика опасных и вредных факторов

С развитием цивилизации перед охраной труда встают все новые и новые вопросы, в частности проблема сохранения человеческого здоровья на производстве. И приходится бороться, так сказать, с опасными и вредными факторами производства.

Отличают опасные производственные факторы от вредных следующим образом: если опасные вызывают непосредственно негативные последствия (к примеру, разные машины, механизмы),то вредные постепенно приводят к профессиональным заболеваниям (например, химические вещества, канцерогены). Все факторы можно подразделить на 4 раздела:

1) Физические (пыль, шум, вибрация)

2) Химические (радий, ртуть, свинец)

3) Биологические (микробы, споры, микроорганизмы)

4) Психофизиологические (нервные перегрузки, стрессы, утомления)

Сразу следует заметить, что относительно всех вышеперечисленных факторов необходимо государственное вмешательство, норматизация и стандартизация государством, так происходит и на Макеевском металлургическом заводе.

Шум относится к вредным факторам производства; как и звук, возникает при механических колебаниях в твердых, жидких и газообразных средах. Шумом являются различные звуки, мешающие нормальной деятельности человека и вызывающие неприятные ощущения. Звук представляет собой колебательное движение упругой среды, воспринимаемое человеческим органом слуха. Повышение звукового давления негативно влияет на орган слуха; для измерения громкости (в децибелах Дб) используется двушкальный шумомер.

В цехах допускается громкость около 100 Дб; в кузнечных цехах эта цифра возрастает до 140 Дб. Громкость выше 140 Дб может вызвать болевой эффект. Шум обычно нарушается работодателями в 2 раза.

Кроме того, существует доказанное вредное воздействие инфра- и ультразвука на человеческий организм (ниже 20 Гц и выше 20 кГц частоты соответственно). Хотя колебания не вызывают болевых ощущений, они производят специфическое физиологическое воздействие на организм человека. Объективно действия шума проявляются в виде повышения кровяного давления, учащенного пульса и дыхания, снижения остроты слуха, ослабления внимания, некоторые нарушения координации движения, снижения работоспособности.

Химические вещества делятся на твердые яды (свинец Pb, мышьяк Sn, некоторые виды красок) и жидкие и газообразные яды (оксид углерода, бензин, бензол, сероводород, ацетилен, спирты, эфир и др.). По характеру токсичности их можно подразделить на

1)едкие (серная кислота HCl, соляная кислота HSO, оксид хрома CrO и др.); 2)действующие на органы дыхания (двуокись серы SO, кремниевый оксид SiO, аммиак NH и др.);

3) действующие на кровь (CO, мышьяковистый водород и др.);

4) действующие на нервную систему (спирты, эфир, углеводороды)

ГОСТ 12.1.007-76 устанавливает 4 класса опасности:

1) чрезвычайно опасные(предельно допустимая концентрация ПДК<0.1мг/кубич.м.)

2) высокоопасне (0.1<ПДК<1.0мг/кубич.м.)

3) умеренно опасный (1.0<ПДК<10.0мг/кубич.м.)

4) малоопасный (ПДК>10.0мг/кубич.м.)

Следующим рассматриваемым фактором будет пыль - мельчайшие твердые частицы, способные некоторое время находиться в воздухе во взвешенном состоянии. Степень измельченности пыли называется ее дисперсностью. Дисперсный состав может быть представлен в виде таблиц, математических выражений или графиков.

Одна из основных характеристических величин пыли - скорость витания частиц, то есть скорость их осаждения под действием силы тяжести в невозмущенном воздухе. В зависимости от состава пыли изменяется ее вредность; к примеру, наиболее вредным для человека считается диоксид кремния SiO, который вызывает такое заболевание, как силикоз.

Производственное освещение тоже является производственным фактором, характеризуется такими показателями, как световой поток (определяется мощностью лучистой энергии), освещенность, яркость, сила света. Опасно тем, что при пере- или недозировке определенного количества люкс, ватт, кандел возможно испортить, а то и потерять зрение.

Основные требования, предъявляемые к производственному освещению, это соответствие освещенности характеру зрительной работы (то есть соответственное увеличение освещенности рабочих поверхностей), достаточно равномерное распределение яркости (для того, чтобы глазам не приходилось переадаптироваться), отсутствие резких теней в рабочей поверхности (уменьшает утомление зрения), отсутствие блесткости (слепящего действия света), постоянство освещенности во времени, обеспечение электро-, взрыво- и пожар безопасности. Эти требования могут быть соблюдены при правильном выборе типа и системы производственного освещения, которые подразделяются на естественное (дневной свет),искусственное (электрические источники), смешанное (естественное дополняет искусственное, что является наиболее экономичным и разумным), общее (вся территория; равномерно), комбинированное (локально, обособленные рабочие поверхности), аварийное (при недопущении перерывов в работе), эвакуационное (в местах эвакуации и повышенного травматизма).

Следующим рассматриевым вредным фактором производства будет вибрация, то есть колебательное движение, вызванное машинами для приготовления, распределения и уплотнения бетонной смеси, бетоносмесителями, дозаторными установками, компрессорами, строительными машинами. Как правило, шум является следствием вибрации, и оба фактора приводят к снижению производительности труда, виброболезни, ухудшению самочувствия. Из ручных вибрирующих приборов можно привести в пример отбойный молоток, дрель, брандспойт. Они влияют на руки человека (локальное воздействие). Есть еще общие вибрации, вызывающие сотрясение всего организма.

Рассматривая биологические факторы производства, такие как микробы, споры, всевозможные микроорганизмы. Особую опасность вызывают эпидемии, вследствие которых опасности подвергается все население. Предотвратить беду возможно с помощью специальных профилактических средств (витамины и т. д.), используя расстояние, и, конечно, эффективную спецодежду, обувь, маски, перчатки и др. Также следует при содействии средств массовой информации (телевидение, печать) просвещать население относительно опасности и личной гигиены, чтобы этой опасности избежать.

Психофизиологические факторы производства возникают вследствие напряженной порой даже сверх напряженной деятельности человека, при большой ответственности и насыщенности техникой и людьми. Пример, профессий – работники мартеновского цеха (постоянное нахождение в среде опасного фактора), (особенно перевозящий взрывоопасную продукцию, радиоактивные отходы и др.).

5.2 Мероприятия по технике безопасности в мартеновском производстве стали

Перед тем, как осветить данный вопрос, нужно выяснить, почему нужно соблюдать технику безопасности на заводе? Ведь, из-за несоблюдения ее элементарных требований, может произойти авария. Чаще всего, она возникает из-за несоблюдения правил безопасности самими рабочими и руководителями, которые не всегда контролируют выполнение обязательных мер безопасности.

Основные опасности при работах на шихтовых дворах мартеновских цехов следующие: наезды подвижного состава и придавливание рабочих в негабаритных местах; падение работающих в бункерные ямы при загрузке материалов; травмирование электромагнитными и грейферами мостовых кранов; падение лома, переносимого кранами; травмирование работающих при взрыве взрывоопасного лома.

Для предотвращения травмирования подвижным составом во въездных проемах здания шихтового двора устраивают автоматически действующую светозвуковую сигнализацию, оповещающую работающих о подаче составов.

Для устранения опасных способов работы при проектировании новых цехов предусматривают достаточную ширину бункерных ям и устройство ходовых площадок для открывания люков вагонов, а также замену бункерных ям подвесными бункерами для непосредственной подачи материалов в мульды.

Чтобы избежать травмирования рабочих электромагнитами и грейферами, машинисты кранов обязаны следить за рабочей зоной и не опускать электромагниты и грейферы вблизи рабочих. Хорошее освещение шихтового двора является необходимым условием безопасности работы.

Во избежании взрывов металлический лом должен быть тщательно осмотрен пиротехниками. В полых предметах прорезают два диаметрально противоположных отверстия и очищают предметы от воды, снега и льда.

Изучение и решение проблем, связанных с обеспечением здоровых и безопасных условий, в которых протекает труд человека - одна из наиболее важных задач в разработке новых технологий и систем производства. Изучение и выявление возможных причин производственных несчастных случаев, профессиональных заболеваний, аварий, взрывов, пожаров, и разработка мероприятий и требований, направленных на устранение этих причин позволяют создать безопасные и благоприятные условия для труда человека. Комфортные и безопасные условия труда - один из основных факторов влияющих на производительность и безопасность труда, здоровье работников.

Все производственные помещения, оборудование, технологические процессы должны отвечать требованиям обеспечения здоровых и безопасных условий труда. Требования к производственному оборудованию, равно как и к его размещению и организации рабочих мест, а также требования безопасности, предъявляемые к организации производственных процессов и направленные на предупреждение производственного травматизма, закрепляются в правилах по технике безопасности. Перечень допускаемых стандартами (санитарными нормами) уровней концентрации и других параметров, опасных и вредных производственных факторов, свойственных производственным процессам, содержит нормы производственной санитарии, предотвращающие возникновение профессиональных заболеваний работников.

Требования, содержащиеся в правилах и касающиеся техники безопасности и производственной санитарии, должны выполняться при строительстве предприятий, начиная со стадии проектирования, при конструировании и изготовлении оборудования, станков, машин.

Ни одно предприятие, цех, участок, производство не могут быть приняты и введены в эксплуатацию, если на них не обеспечены здоровые и безопасные условия труда (ч. 1 ст. 141КЗоТ).

Ни один образец новой машины, механизма и другого производственного оборудования не может быть передан в серийное производство, если он не отвечает требованиям охраны труда.

Чтобы требования охраны труда соблюдались работниками, на администрацию возложено проведение инструктажа.

По характеру и времени проведения инструктаж работников подразделяется на: вводный, который проводится с поступающими на работу; повторный (периодически в установленные сроки); внеплановый (текущий) - при изменении технологического процесса или оборудования, при нарушениях правил охраны труда.

При выполнении работ с применением машин необходимо выполнять определенные требования. До начала работ руководитель работ должен определить схемы и места установки машин, указать способы взаимодействия и сигнализации машиниста и с рабочим-сигнальщиком. Место работы машин должно быть определено так, чтобы было обеспечено пространство, достаточное для обзора рабочей зоны.

5.3 Защита от шума и вибрации

Чрезмерный шум оказывает вредное влияние на здоровье работающих, способствует возникновению травматизма и снижает производительность труда. Работа в условиях повышенного шума в течении всего дня вызывает утомление слуховых органов. Длительное воздействие шума, превышающего допустимые нормы, приводит к потере слуха. Шум высоких тонов отрицательно влияет на органы, управляющие равновесием человека в пространстве.

Звук – волнообразно распространяющиеся колебания среды вызываемые колебаниями тела. Интенсивность звука выражается в ваттах на метр квадратный. За единицу звукового давления принято 1 дин/смІ, что соответствует 0,1 н/мІ. Производственный шум представляет хаотическое сочетание комплексов простых звуков, вызывающих неприятное субъективное ощущение, особенно при шуме высоких тонов.

Правильное нормирование предельно допустимой громкости производственного шума имеет важное значение. Допустимый уровень звукового давления для рабочих мест у ультразвуковых установок при среднегеометрической частоте 1/3 – октавных полос 12500 Гц составляет 75 дБ при 16000 Гц и 85 дБ и при 20000 Гц и выше 110 дБ.

В качестве защиты от шума и звука следует применять нормирование (на мой взгляд, "потолки" громкости могут быть занижены); некоторые технические тонкости, звукоизоляцию, звукопоглощение, специальные глушители аэродинамического шума, средства индивидуальной защиты (наушники, беруши, противошумные каски, специальная противошумная одежда).

Вибрация (сотрясение) – колебания тел с частотой менее 20 – 16 Гц. При повышении частоты колебаний вибрирующих тел возникает и шум. Длительное воздействие сотрясений большёй частоты и амплитуды вызывает вибрационную болезнь, поражающую нервно-мышечную и сердечно-сосудистую системы человека и ведущую к повреждению суставов, что в итоге может привести к полной нетрудоспособности. Тяжесть воздействия вибраций на организм человека определяется частотой и амплитудой колебаний, что таблице.

Табл. Действие вибрации на организм в зависимости от частоты и амплитуды колебаний

Частота колебаний, Гц	Амплитуда колебаний, мм	Действие вибрации
Любая	До 0,015	Патологических изменений нет
40 – 50	0,016 – 0,05	Нервное возбуждение с депрессией
	0,05 – 0,1	Сдвиги со стороны нервной системы, сердце, органов слуха
40 – 50	0,1 – 1,3	Образование в организме застойных очагов возбуждения. Возможно заболевание вибрационной болезнью.
50 - 100	0,1 – 1,3	Значительные сдвиги со стороны центральной нервной системы, сердца и органов слуха. Возникает вибрационная болезнь.

По санитарным нормам вредность вибраций, измеряемых на поверхностях, с которыми контактируют руки работающих, оценивается по спектру виброскоростей в диапазоне частот от 11 до 2800 Гц.

Для измерения вибрации пользуются приборами, измеряющими вибрацию неэлектрическими методами, и приборами, преобразующими механические колебания в электрические. Для измерения вибрации в производственных условий широко используется виброщупы, относящиеся к приборам неэлектрического типа.

Решение проблемы мне видится только в автоматизации, в замене технологических процессов на невибрационные. Конечно, есть еще виброизоляция, виброгашение, вибропоглощение и некоторые индивидуальные средства защиты, но, по моему мнению, будущее за модернизированными автоматизированными технологиями.

Мероприятия по защите от шума и вибрации сводятся к следующим основным:

замене производственных процессов, вызывающих шум и вибрации, другими менее шумными процессами (например, замене машин ударного действия молотов прессами);

рационализации производственного оборудования (например, замене стальных сопрягающихся частей деталями, изготовленными из других материалов: пластмасс, текстолита и т. п., а также применением лучшей обработки и пригонки сопрягающихся частей оборудования;

устройству специальных фундаментов, независимых от конструкций зданий и имеющих значительную массу и акустические швы; применению изолирующих прокладок и амортизаторов;

рациональному сопряжению воздухопроводов с воздуходувными машинами и креплению трубопроводов на опорах с амортизирующими прокладками;

применению специальных амортизирующих прокладок при креплении дисков пил для резки металла;

использованию индивидуальных средств защиты от шума и вибраций, а также проведению мероприятий гигиенического характера;

применению глушителей шума при выпуске отработанных газов, пара, воздуха;

применению звукоизолирующих и звукопоглощающих материалов.

Перечень ссылок

М. Кисельов «Екологічна компонента процесу державотворення». Розбудова держави. № 7/8 2003 р.

С. Касаткин «Человек в XXI веке. Проблемы экологии». Знание. К. 1999 г. – 328 с.

Алимов АА., Случевский В.В. Век XX: экология и идеология. - Л.: Лениздат, 2001. - (Мифы и реальность: На фронтах идеологической борьбы), - 256 с.

Кузнецов Г.А. Экология и будущее: Анализ философских оснований глобальных прогнозов. - М.: Изд-во МГУ, 2000, - 145 с.

Советский энциклопедический словарь. М. 1988, - 568 с.

Ф.В. Стольберх. Экология города. К.: Либра, 2000. – 464 с.

А.П. Клименко. Техноэкология. С.: в-во «Таврия», 2000 г. – 234 с.

Г.О. Білявський та інші. Основи екологічних знань. К.: Либідь, 2000. – 336 с.

Б.В. Шелудченко. Інженерна екологія. Частина 1. основи техноекології, Ж.: в-во „Волинь”, 1999 р. – 321 с.

Л.Б. Леонтьев. Надежность технических систем, Рига, Зинате, 1969 г., 123 с.

М.Я. Юдашкин. Пылеулавливание и очистка газов в черной металлургии. М.: Металлургия, 1979 г. – 225 с.

С.Мандоньев, Ю.С. Зайцев, О.В. Филипьев. Пылегазовые выбросы предприятий черной металлургии. Харьков: 1998 г. – 320 с.

Б.Д. Ильинский. Охрана труда на предприятиях черной металлургии, М.: Металлургия, 1979 г., - 238 с.

Г.Ф. Денисенко, З.И. Губонина. Охрана окружающей среды в черной металлургии. М.: Металлургия, 1989 г. – 118 с.

Пылеулавливание в металлургии. Справочник под редакцией Гурвица. М.: Металлургия, 1984 г. – 335 с.

С.Б. Старк. Газоочистные аппараты и установки в металлургическом производстве, М.: металлургия, 1994 г. – 249 с.

В.С. Джигирей, В.М. Сторожук, Р.А. Яцюк. Основы экологии. Львов: «Афиша», 2001 г. – 407 с.

Г.О. Білявський, Р.С. Фурхдуй, И.Ю. Костіков. Основи екології. К.: Либідь, 2004 р. – 407 с.

Ковальский В.В. Геохимическая экология. – М.: Знание, 1973 г. – 64 с.

С.П. Швиндлерман. Основы общей экологии. – Донецк: Кассиопея, 1999 г. – 168 с.

Макконнелл К.Р., Брю С.Л. Экономикс: Принципы, проблемы и политика. В 2 т.: Перевод с английского 11-го изд. Том I.- М.: Республика, 2002 г. – 561 с.

Генкин А.В. «Экономика труда», К.: 1999г. – 259 с.

"Экономика труда" под pедакцией Г.Р.Погосяна и Л.И. Жукова, M.: Экономика, 2001г. – 186 с.

И.Ф. Ливчак, Ю.В.Воронов "Охрана труда", К.: «Юринком», 1999г. – 251 с.

Н.М. Чернова, А.М.Былова "Экология", 2000г. – 145 с.

"Земля людей", Харьков: «Свет», 2001г. – 214 с.

Владимиров А.М. и др. Охрана окружающей среды. Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат 1999 г. – 256 с.

Болбас М.М. Основы промышленной экологии. Москва: Высшая школа, 2001 г. 251 с.

Экология. Учебник. Е.А. Криксунов., Москва, 1995г.. - 240с.

“Ты и Я”. Изд.: Молодая гвардия. Отв. редактор Капцова Л. В., Москва, 1989г. -с. 365.

Мочерный С. “Основы экономической теории” тема 4, М.: Ренком, 2004 г. – 359 с.