Токсикологічна оцінка технологічних процесів: металургійні підприємства, машинобудівні підприємства

План

1. Металургійні підприємства

2. Машинобудівні підприємства

Токсикологічна оцінка технологічних процесів

Усе більша "технологічна орієнтація" науки приводить до зростання обсягу завдань щодо токсикологічної та гігієнічної оцінки сучасних технологічних процесів із метою їх практичного використання за умови вилучення небезпечних для здоров'я виробничних факторів, у тому числі шкідливих речовин.

У різних галузях промисловості найпоширенішими є такі шкідливі речовини: аміак, оксиди вуглецю, оксиди азоту, сірчистий газ, пари олій, кислот, розчинників, металів, різний пил та ін. Виділення шкідливих парів і газів характерне для гальванічних ділянок, акумуляторних, при виготовленні різних електричних ізоляцій та кабелів. Проведення ряду технологічних процесів на підприємствах приладобудування також супроводжується виділенням у повітря робочої зони різних шкідливих речовин (розчинники, лаки, спирти).

Виробничі отрути у вигляді газів, парів, рідин і пилу можуть проникати через нещільності з трубопроводів, апаратури, при випаруванні рідин, у місцях пилоутворення тощо.

Найбільш несприятливими з погляду токсикологічної оцінки є технологічні процеси в таких галузях, як металургійна, машинобудівна, хімічна.

Розгляньмо основні технологічні процеси на підприємствах цих галузей промисловості.

Металургійні підприємства

На металургійних підприємствах із закінченим циклом здійснюються наступні технологічні операції: підготовка руди до плавки (дроблення, сортування, збагачення, агломерація, обкочування); виплавка чавуна у домні (доменний процес); переробка чавуна на сталь; прокат сталі (одержання певних профілів).

Процес підготовки руди до плавки починається на збагачувальних фабриках; він включає: дроблення, сортування, збагачення (магнітними, гравітаційними та іншими засобами) і безпосередньо перед доменною плавкою агломерацію та згрудкування.

Виробництво агломерату. Принциповою технологічною відмінністю виробництва агломерату й котунів є те, що в агломераційну шихту додається подрібнений кокс і за рахунок його горіння й відбувається процес агломерації - спікання. При цьому має місце утворення газоподібних продуктів згоряння (оксиди вуглецю, сірчистого ангідриду та ін.). Обпалювання котунів виконується у полум'ї природного газу та в атмосфері нагрітого повітря, тому небезпека забруднення повітряного середовища газоподібними шкідливими речовинами значно менша.

Обкочування (виробництво котунів) застосовується для згрудкування тонко подрібнених концентратів.

Одним з основних несприятливих факторів виробничого середовища при одержанні агломерату й котунів є пил. Пиловиділення відбувається практично протягом усього технологічного циклу. У дробильно-змішувальному відділенні висока запиленість повітря пов'язана з відкритим транспортуванням сипких матеріалів і з наявністю численних місць перепадів пилоутворюючих матеріалів з одного обладнання на інше (із транспортерів до бункерів, дробарок, грохотів, млинів і назад на транспортер), а також із роботою цього обладнання. Велика запиленість спостерігається у хвостовій частині машини у момент скидання агломерату з транспортера, його навантаження у вагони. Концентрація пилу може досягати значень порядку десятків і сотень міліграмів на 1 м3. За хімічним складом пил цих виробництв відповідає, в основному, складникам сировинних матеріалів. Він містить залізо і його оксиди (понад 50%), кварц (до 15—20%), вугілля, вапно та ряд домішок.

Гасіння агломерату водою у хвостовій частині агломераційної машини супроводжується виділенням у повітря великої кількості водяної пари.

Джерелами забруднення повітря робочої зони оксидом вуглецю є запальний горн агломашини, готовий агломерат при скиданні його з машини.

Велика кількість пилу виділяється при завантаженні доменних печей шихтовими матеріалами.

Доменний процес. В останні роки замість агломерату в доменному виробництві більш широкого застосування одержують котуни, які, зокрема, мають підвищену механічну міцність, що дає змогу очікувати зменшення пиловиділення у відділеннях шихтоподачі. Однак спеціальні дослідження показали, що запиленість повітря робочої зони при використанні котунів виявилася в 1,5-2 рази вищою, ніж при використанні агломерату. Це пояснюється тим, що пилоутворюючі фракції котунів мають ще менший дрібнодисперсний склад. Таким чином, широке застосування котунів робить ще актуальнішою проблему боротьби з пилом у доменних цехах. До того ж велика кількість пилу виділяється при вивантаженні колошникового пилу з пиловловлювачів. Щодо складу пилу доменних цехів, то він є аналогічним пилу на агломераційних фабриках. На ливарному ж дворі в пилу переважають частки графіту, що виділяються з чавуну і шлаку.

Доменний цех відрізняється найбільшою кількістю газонебезпечних місць, до яких належать: колошникові площадки; площадки шахти печей; пиловловлювачі; місця сушіння ковшів; робочі площадки горнових та їхніх помічників; різні ділянки газового господарства. Ступінь небезпеки подібних місць визначається концентрацією оксиду вуглецю (як складника доменного газу). Завдяки впровадженню системи профілактичних заходів (герметизація комунікацій, автоматизація подачі газу, нормалізація спалювання газів, раціональна вентиляція тощо), а також завдяки розробленій системі контролю гострі отруєння оксидом вуглецю можуть бути практично ліквідовані. Разом із тим на ряді ділянок в умовах невеликого перевищення гранично допустимої концентрації складових доменного газу в повітрі робочої зони не виключені хронічні отруєння оксидом вуглецю.

Усі роботи з обслуговування доменної плавки є небезпечними щодо травматизму - опіків іскрами і бризками розплавленого металу, що вибиваються з печі гарячими газами і розплавленим металом.

Сталеплавильне виробництво. До найбільш гігієнічно значущих технологічних процесів належить принципово нова технологія одержання сталі, при якій перероблена в окатиші руда відновлюється воднем чи його сумішшю з оксидом вуглецю при температурі 1300'С безпосередньо в залізо. Отримане таким чином губчате залізо в електродугових печах переробляється в сортову сталь. При такому способі виробництва виключається доменний процес, відпадає необхідність у виробництві коксу й агломерату, тобто ліквідуються найбільш несприятливі в гігієнічному й екологічному значенні технологічні процеси.

У повітрі сталеплавильних цехів може виявитися окис вуглецю в кількостях, що перевищують гранично допустимі. Джерелами його можуть бути газові комунікації й апаратура; елементи печей (наприклад, регенератори мартенівських печей); конвертери; газові пальники; міксери; розплавлений метал і шлак тощо.

Пил у сталеплавильних цехах утворюється при переміщенні шихтових матеріалів. До його складу входять оксиди заліза, марганцевої руди, феросплавів - феросиліцій, ферохром, феровольфрам. Постійним джерелом пилу (аерозолів конденсації) є випаровування розплавленого металу. Поряд з оксидами заліза пил може містити кремнезем, сполуки сірки, окису ванадію, молібдену, нікелю, фтору, свинцю, селену та ін. Аерозолі конденсації відрізняються високим ступенем дисперсності: понад 95% пилин мають розмір менше 1 мкм. У концентраціях, що перевищують гранично допустимі, пил може траплятися при всіх видах сталеваріння. Однак найвищі рівні запилення відзначені при конвертерних способах одержання сталі, що можна пояснити широким застосуванням дуття і більш інтенсивним процесом сталеваріння. Найбільш силікозонебезпечними роботами у сталеплавильних цехах є роботи із заміни і ремонту вогнетривких футерівок. Пил, що містить до 70% вільного двоокису кремнію, утворюється при ламанні, навантаженні, транспортуванні старих вогнетривких кладок і обмазок та при інших операціях. Виконання таких операцій, як правило, потребує великого фізичного напруження і проводиться в умовах нагрівального мікроклімату, що викликає гіпервентиляцію легень (частішання і поглиблення дихання), підвищує силікозонебезпечність робіт вогнетривщиків.

Прокат сталі. У прокатних цехах має місце значне забруднення повітря робочої зони пилом при обтиску і прокатці металу. Він утворюється з окалини, має дрібнодисперсний склад (пилини розміром до 10 мкм становлять 86-90% від кількості всього пилу). Пил також виникає при абразивній обробці заготівок і готового прокату та при його вогневому зачищенні. В останньому випадку концентрація пилу може в десятки разів перевищувати гранично допустиму. У повітрі зони пічних прольотів може виявлятися оксид вуглецю звичайно у концентраціях, нижчих за гранично допустимі. Пари вуглеводнів утворюються при сублімації мастил, що застосовуються для змащення механізмів прокатних станів. У травильних відділеннях повітря забруднюється парами кислот (сірчаної, соляної, азотної), використовуваних для травлення прокатної продукції.

Із професійних захворювань металургів можуть спостерігатися випадки пневмоконіозів, пилових бронхітів, вібраційної хвороби і різних невритів. Пневмоконіоз виявляється серед робітників-вогнетривщиків, зайнятих холодним ремонтом мартенівських печей, відновленням футерівки конвертерів та інших металургійних ємностей. Як відомо, ця група робітників зазнає впливу високих концентрацій кварцового пилу, нерідко в екстремальних умовах мікроклімату. Ці роботи потребують особливої уваги.

Профілактичні й оздоровчі заходи. Технічне переозброєння чорної металургії, зростання виробничних потужностей, поява нових технологічних процесів, комплексна механізація й автоматизація виробництва докорінно змінюють вигляд промислових підприємств і не тільки в техніко-економічному, а й у гігієнічному розумінні.

На фабриках з виробництва агломерату й котунів розміщення випалювальних машин в окремих будинках павільйонного типу без міжповерхових перекриттів сприяє підтриманню мікроклімату на робочих місцях на рівнях, близьких до нормованих параметрів, за рахунок аерації як основи повітрообміну в гарячих цехах. Особливо ретельне укриття розмольно-дробильного устаткування і випалювальних машин із застосуванням ефективної місцевої витяжної вентиляції істотно зменшує виділення пилу і шкідливих газоподібних речовин (оксиду вуглецю, сірчистого газу тощо) у повітря робочих приміщень і дає змогу підтримувати їх концентрації на рівні гранично допустимих значень.

На сучасних великовантажних доменних печах здійснено ряд принципово нових технічних рішень, що забезпечують усебічне поліпшення умов праці, значне скорочення операцій, які потребують тяжкої фізичної праці. Серед цих рішень: автоматизована конвеєрна система шихтоподачі та гідрозмивних ділянок підбункерного відділення; застосування системи одноноскового розливання чавуну; використання знімного головного жолоба; застосування бурмашини і пушки з дистанційним управлінням для розкриття і закладення чавунної льотки. Обладнання стрічкових конвеєрів