Анализ опасных и вредных факторов в литейных цехах

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

ВВЕДЕНИЕ

Производство алюминия в мире неуклонно растет. Благодаря своим конструкционным и эксплутационным качествам использование алюминия увеличивается во всех отраслях мировой экономики. Сегодня спектр применения алюминия это машиностроение, аэрокосмический комплекс, производство упаковки и тары, судостроение, промышленное и гражданское строительство. Например, в современном строительстве используются самые разные виды продуктов из алюминия, а в качестве материала для высоковольтных линий электропередачи алюминий практически вытеснил медь. Половина посуды для приготовления пищи, продаваемой во всем мире каждый год, сделана из алюминия.

Методами литья изготавливается около 40% (по массе) заготовок деталей машин, а в некоторых отраслях машиностроения, например в станкостроении, доля литых изделий составляет 80%. Из всех производимых литых заготовок машиностроение потребляет примерно 70%, металлургическая промышленность - 20%, производство санитарно-технического оборудования - 10%.

В связи с тем, что область применения литых деталей непрерывно расширяется, важно чтобы дальнейший прогресс этой отрасли протекал в тесной взаимосвязи с решением задачи охраны труда, уменьшением теплового воздействия на биосферу.

Большинство технологических операций в литейном производстве очень трудоемко, протекает при высокой температуре с выделением газов и кварцсодержащей пыли. Для уменьшения трудоёмкости и создания санитарно-гигиенических условий труда соответствующим требованиям в литейных цехах необходимо разрабатывать мероприятия по оптимизации параметров микроклимата, обеспечивать безопасные условия труда, применять различные средства механизации и автоматизации технологических процессов и транспортных операций.

На производстве в литейном цехе значительное количество пыли образуется при механической обработке металлов, при литье, напылении и пайке. Также имеется оборудования, выделяющие в воздух рабочей зоны значительное количество тепла. Выделение избытков тепла в воздух производственных помещений литейных цехов приводят к изменению климата внутри этих помещений. Избыточное тепло может вызвать перегрев организма, и, плохое самочувствие, а иногда и «тепловой удар». При благоприятных сочетаниях параметров микроклимата человек испытывает состояние теплового комфорта, что является важным условием высокой производительности труда, и предупреждения заболеваний.

Поэтому также задачей литейного производства являются: повышение производительности труда на основе создания и внедрения нового высокопроизводительного оборудования, систем машин, комплексной механизации и автоматизации производственных процессов и систем управления, улучшения качества, надежности и точности отливок.

Достижение нормальных условий труда в помещении цехов возможно лишь при оптимальных условиях микроклимата, устройстве технологии и вентиляции по проектам, отвечающим всем требованиям современной техники, строительства промышленных зданий и вентиляции.



ОБОРУДОВАНИЕ ЛИТЕЙНЫХ ЦЕХОВ.

В зависимости от масштабов производства, требований, предъявляемых к качеству выплавляемого металла и целого ряда других факторов, в цехах литья цветных металлов применяют различные типы плавильных печей.

По виду используемой для плавки сплавов энергии все плавильные печи делят на топливные и электрические. Топливные печи подразделяют на тигельные, отражательные и шахтно-ванные. Электрические печи классифицируют в зависимости от способа преобразования электрической энергии в тепловую. В литейных цехах применяют печи сопротивления, индукционные, электродуговые, электронно-лучевые и плазменные.

Индукционные печи по принципу работы и конструкции подразделяют на тигельные и канальные. Индукционные тигельные печи применяют для плавки алюминиевых, магниевых, медных, никелевых сплавов, а также сталей и чугунов. Эти печи в зависимости от частоты питающего тока классифицируют на печи повышенной и промышленной частоты.

Независимо от частоты питающего тока принцип работы всех индукционных тигельных печей основан на индуктировании электромагнитной энергии в нагреваемом металле и превращении ее в тепловую. При плавке в металлических или других тиглях, изготовленных из электропроводных материалов, тепловая энергия передается к нагреваемому металлу также стенками тигля.

При индукционном нагреве тепло выделяется непосредственно в нагреваемом металле, поэтому использование тепла оказывается наиболее полным. С этой точки зрения эти печи -- наиболее совершенный тип электрических печей.

Индукционные печи бывают двух типов: с сердечником и без сердечника тигельные. В печах с сердечником металл находится в кольцевом желобе вокруг индуктора, внутри которого проходит сердечник. В тигельных печах внутри индуктора располагается тигель с металлом. Применить замкнутый сердечник в этом случае невозможно.

В силу ряда электродинамических эффектов, возникающих в кольце металла вокруг индуктора, удельная мощность канальных печей ограничивается определенными пределами. Поэтому эти печи используют преимущественно для плавления легкоплавких цветных металлов и лишь в отдельных случаях применяют для расплавления и перегрева чугуна в литейных цехах.

Удельная мощность индукционных тигельных печей может быть достаточно высока, а силы, возникающие в результате взаимодействия магнитных печей металла и индуктора, оказывают в этих печах положительное воздействие на процесс, способствуя перемешиванию металла. Бессердечниковые индукционные печи применяют для выплавки специальных, особенно низкоуглеродистых сталей и сплавов на основе никеля, хрома, железа, кобальта.

Рисунок 1 . Конструкция индукционной печи.

а - конструктивное оформление: 1 - индуктор, 2 - крепление витков индуктора, 3 - каркас, 4 - изоляция, 5 - подовая плита, 6 - тигель, 7 - цапфы, 8 -крышка; б - футеровка тигля: 1 - подовая плита, 2 - тигель, 3 - воротник, 4 - сливной желоб, 5 - огнеупорная обмазка.



Индукционные тигельные печи (ИТП) широко применяются в промышленности главным образом для плавки сплавов, требующих особой чистоты, однородности и точности химического состава, что недостижимо при плавке в пламенных и дуговых печах. В настоящее время используются такие печи емкостью от десятков грамм до десятков тонн.

Достоинства тигельных плавильных печей:

- выделение энергии непосредственно в загрузке, без промежуточных нагревательных элементов;

- интенсивная электродинамическая циркуляция расплава в тигле, обеспечивающая быстрое плавление мелкой шихты и отходов, быстрое выравнивание температуры по объему ванны и отсутствие местных перегревов и гарантирующая получение многокомпонентных сплавов, однородных по химическому составу;

- принципиальная возможность создания в печи любой атмосферы (окислительной, восстановительной, нейтральной) при любом давлении (вакуумные или компрессионные печи);

- высокая производительность, достигаемая благодаря высоким значениям удельной мощности (особенно на средних частотах);

- возможность полного слива металла из тигля и относительно малая масса футеровки печи, что создает условия для снижения тепловой инерции печи благодаря уменьшению тепла, аккумулированного футеровкой. Печи этого типа весьма удобны для периодической работы с перерывами между плавками и обеспечивают возможность для быстрого перехода с одной марки сплава на другую;

- простота и удобство обслуживания печи, управления и регулирования процесса плавки, широкие возможности для механизации и автоматизации процесса;

- высокая гигиеничность процесса плавки и малое загрязнение воздушного бассейна.

Необходимо отметить следующие недостатки тигельных печей:

- низкая стойкость футеровки при высоких рабочих температурах расплава и при наличии теплосмен (резких колебаний температуры футеровки при полном сливе металла);

- высокая стоимость электрооборудования, особенно при частотах выше 50 Гц;

- более низкий КПД всей установки вследствие необходимости иметь в установке источник получения высокой или повышенной частоты, а также конденсаторов, а также при плавке материалов с малым удельным сопротивлением.

Рисунок 2. Общий вид индукционной тигельной печи типа ИАТ-2,5 для плавки алюминиевых сплавов.

Техническая характеристика тигельной индукционной печи для плавки алюминия и его сплавов: тип печи: ИАТ-2,5; емкость печи: 1,0 т; мощность печи: 320 кВт; частота: 50 Гц; напряжение на индукторе: 485 В; максимальная рабочая температура: 750°С; максимальная производительность: 1300 кг/ч; удельный расход электроэнергии на расплавление: 580кВт·ч/т; габаритные размеры 3170х3000 мм, высота 3100 мм.



АНАЛИЗ ОПАСНЫХ И ВРЕДНЫХ ФАКТОРОВ

Несмотря на последние технологические достижения, работники литейных цехов сталкиваются с устойчивыми вредными факторами, влияющими на их безопасность и здоровье. На самых передовых заводах с образцовыми программами борьбы с вредными факторами и контроля за ними, сохранение здоровья и благополучия персонала остается насущной задачей руководства, рабочих и их представителей.

В литейном цехе можно выделить опасные и вредные производственные факторы. Основными из которых являются: движущиеся машины и механизмы; различные транспортно - подъемные устройства; повышенная температура поверхностей оборудования; пыль; выделение паров и газов; избыточное выделение теплоты; тепловой поток; повышенный уровень шума, вибрации, электромагнитных излучений; повышенное значение напряжения в электрических цепях.

Вредные производственные факторы негативно воздействуют на организм рабочего персонала, приводя к различным заболеваниям и быстрой утомляемости. Опасные же факторы влекут за собой травматизм и смертность.

Анализ травматизма и профессиональных заболеваний.

При проведении технологического процесса в литейных цехах на всех стадиях обработки материалов возможно появление опасных и вредных производственных факторов, которые могут привести к травматизму и профессиональным заболеваниям.

Техническими причинами несчастных случаев при производстве цветного литья могут быть неисправности машин, оборудования, инструментов, приспособлений или несоответствие их конструкций требованиям охраны труда, недостаточная механизация, неудовлетворительное содержание рабочих мест и производств, нарушение правил эксплуатации всех видов погрузочных и транспортных средств и др.

Санитарно-гигиенические причины несчастных случаев -- результат нарушения гигиены труда и санитарных норм и правил: неудовлетворительное освещение, повышенная температура воздуха, влажность и т. д.

Таблица 1. Сведения о несчастных случаях на литейном производстве

Годы	Количество Несчастных случаев	Количество дней нетрудоспособности	Кч	Кт	(+) рост (-) снижение
2005	108	2558	5,5	23,7	- 48
2006	105	2478	5,5	23,6	- 3
2007	95	2239	5,0	23,6	- 10
2008	115	2963	6,0	25,7	+ 20

Производственная травма представляет собой внезапное повреждение организма человека и потерю им трудоспособности, вызванное несчастным случаем на производстве. Повторение несчастных случаев, связанных с производством, называется производственным травматизмом. На производстве вопросами по охране труда занимается отдел по охране труда и технике безопасности. Отдел несет ответственность за организацию работы на предприятии по созданию здоровых и безопасных условий труда работающих, предупреждению несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний, занимается полным анализом несчастных случаев (табл.1).

При изучении случаев травматизма на производстве цветных металлов выявлены следующие причины: сдавливание между конвейерными тележками для изложниц и строительными конструкциями при техническом обслуживании и устранении неисправностей; сдавливание в бегунах во время очистки при их дистанционном включении; ожоги расплавленным металлом при отказе крана, трещинах в изложнице, переливе из транспортировочного ковша; падение с крана, рабочей площадки; поражение электрическим током; травмы от автомобильного транспорта при погрузочно-разгрузочных работах; ожоги при откидывании днища вагранки; чрезмерное воздействие оксида углерода (II) при ремонте вагранок.

Не редким травмирующим фактором в промышленной отросли является электрический ток, причем количество случаев электротравматизма на производстве имеет тенденцию к увеличению: в 2011 году на 8% по сравнению с 2010 годом.

За минувшее десятилетие почти половина (49%) несчастных случаев, связанных с электротравматизмом, привела к летальному исходу, а еще четверть (25%) -- к тяжелым последствиям. Вместе с тем, в последние годы наблюдается снижение количества погибших в результате электротравм с одновременным увеличением долей случаев с легкими и тяжелыми последствиями (рис.3).

Рис.3. Статистика электротравм

Поражение электрическим током часто оказывается следствием неграмотного технического обслуживания или отсутствия заземления оборудования, в первую очередь переносных электроинструментов.

В производственных условиях, как правило, действует комплекс вредностей, он может вызвать профессиональные отравления и заболевания. Профессиональное отравление, наступившее в течение смены, считается острым. Хроническое профессиональное заболевания - результат длительного воздействия вредных факторов производства.

Частыми заболеваниями у литейщиков является заболевания органов дыхания, что является следствием запыленности воздуха в производственных помещениях. Силикоз - преобладающее заболевание на литейных участках; на чугунолитейных участках зачистки больше распространен смешанный пневмокониоз. Распространенность заболеваний увеличивается с возрастанием продолжительности и уровней запыленности.

Во многих странах частота заболеваний силикозом снижается, частично в связи с изменениями в технологии, направленными на снижение вредного воздействия кремниевого песка. Главная причина - сокращение количества работающих на производстве литейных предприятиях за счет автоматизации. Однако во многих литейных цехах объемы вдыхаемой кремниевой пыли продолжают оставаться на опасном высоком уровне и в странах с высокой степенью ручного труда в литейном процессе силикоз - по-прежнему крупная проблема.

В течение длительного времени появлялись данные о силикотуберкулезе у литейщиков. На предприятиях, где сокращалась заболеваемость силикозом, параллельно снижалось и количество случаев туберкулеза, хотя эта болезнь не была ликвидирована полностью. Туберкулез остается значительным фактором смертности среди работающих в литейном производстве. В странах, где на металлургических предприятиях высок уровень запыленности, и от туберкулеза страдает население. Многие рабочие, болеющие пневмокониозом, страдают также от хронического бронхита, которому часто сопутствует эмфизема.

Однообразное вынужденное положение тела при выполнении работы в литейных цехах ведет к хроническому заболеванию - пояснично-крестцовому радикулиту. Длительное общее и местное воздействие вибрации на организм человека в сочетании с переохлаждением приводит к виброболезни. Систематическое напряжение голосовых связок может вызвать заболевание горла - хронический ларингит.

При установлении профессионального заболевания руководствуются списком профзаболеваний. Признание заболевания профессиональным не всегда означает нарушение трудоспособности и назначение пенсий по инвалидности или пособий по нетрудоспособности. Этот вопрос решается в каждом отдельном случае в зависимости от степени выраженности и характера течения профзаболевания.

Для снижения профессиональных заболеваний необходимо паспортизировать условия труда. Для этого на каждом рабочем месте определяют с помощью приборов фактические показатели условий труда, полученные результаты вписывают в специальный санитарно-гигиенический паспорт предприятия. На основании этих данных разрабатывают комплекс мероприятий, снижающих их вредное воздействие на человека. Разработанные мероприятия будут обоснованы в том случае, если они предусматривают уменьшение уровня опасных и вредных факторов производства до предельно допустимых значений.

Для предупреждения несчастных случаев и профессиональных заболеваний на предприятиях оборудуются кабинеты или уголки по технике безопасности, где размещаются плакаты, схемы, инструктивные материалы по технике безопасности, индивидуальные средства защиты, приборы для измерения шума, света, вибрации и так далее. Систематическое проведение лекций, бесед, инструктажей с использованием наглядных пособий, кинофильмов и телевизионных передач, является действенным способом пропаганды техники безопасности на производстве.

Вредные вещества.

В литейном цехе к опасным и вредным производственным факторам можно отнести пыль, выделяющиеся газы и пары. Источниками пыле- и газовыделения являются плавильные агрегаты, оборудование для приготовления смесей, участки формовки, выбивки и отчистки отливок и другое.

На жизнедеятельность рабочего большое влияние оказывает газовый состав воздуха. Условия считаются благоприятными при следующем составе воздуха: кислорода 19 - 20%; углекислого газа не более 1%.

В цехе цветного литья основным вредным газом является окись углерода, источником выделения которого служит залитые формы в процессе их остывания.

Разновидностью вредных веществ в воздухе производственного помещения является пыль. Пыль может быть во взвешенном - аэрозоль и осевшем - аэрогель состояниях.

Источниками пылеобразования в литейных цехах являются: переработка формовочных материалов, очистка литья в барабанах, пескоструйных аппаратах, обдувка опок и литья сжатым воздухом.

Значительную часть пыли составляет диоксид кремния - примерно 10%. Пыль может оказывать на организм человека фиброгенное раздражающее и токсическое действие. Степень опасности пыли зависит от формы, размеров частиц, их твердости, электрической заряженности. Вредность пыли обусловлена, способностью вызывать профессиональные заболевания легких: силикоз, бронхит, астму. Особенно действие пыли усугубляет тяжелый физический труд, неблагоприятный климат.

Горючие газы и пары, газодисперсные системы являются потенциальными источниками пожаро- и взрывоопасности. В помещениях цеха, где возможно выделения в атмосферу горючих газов и паров, устанавливаются сигнализаторы взрывоопасных концентраций и аварийная вытяжная вентиляция.

Для устранения вредного воздействия веществ на рабочих, население и окружающую среду предусмотрена, прежде всего, система вентиляции и очистка технологических выбросов.

Избытки явного тепла.

В производственных условиях работающий человек часто окружен предметами, имеющих температуру выше температуры тела человека. В таких случаях тело человека будет получать извне дополнительную тепловую энергию. Воздействие инфракрасных лучей приводит к перегреву организма и тем быстрее, чем больше мощность излучения, выше температура и влажность воздуха в рабочем помещении, выше интенсивность выполняемой работы.

Литейное производство характеризуется большим количеством избыточного тепла. Значительные избыточные выделения теплоты происходят в плавильном отделении, при заливке форм, термической обработке.

Выделение избытков тепла в воздух производственных помещений литейных цехов приводят к изменению климата внутри этих помещений. Поэтому производственный микроклимат в литейных цехах - нагревающий с преобладанием радиационного тепла.

Для снижения негативного влияния избытков тепла применяются следующие мероприятия: местная и общая вентиляция, индивидуальные средства защиты.

Основным путем оздоровления труда в горячих цехах, где инфракрасное излучение - основной компонент микроклимата, является изменение технологических процессов в направлении ограничения источников тепловыделений и уменьшении времени контакта работающих с ними. Дистанционное управление процессом увеличивает расстояние между рабочим и источником тепла и излучения, что снижает интенсивности влияющей на человека радиации.

Для снижения негативного влияния избытков тепла на рабочий персонал применяют местную и общую вентиляцию, индивидуальные средства защиты, а также важное значение имеют теплоизоляция поверхности оборудования; устройство защитных, покрытых теплоизоляционными материалами экранов, ограждающих рабочих от лучистого и конвекционного тепла, водяные и воздушные завесы; укрытие поверхности нагревательных печей полыми экранами с циркулирующей в них проточной водой снижает температуру воздуха на рабочем месте и полностью устраняет инфракрасное излучение.

Технологический процесс.

Для литейных цехов характерен специфический внутрицеховой процесс транспортировки различных грузов, материалов и расплавленного металла. Так, на 1 т готового литья при отливке приходится транспортировать 150-- 200 т различных материалов.

Интенсивный и разнохарактерный грузооборот при индивидуальном или мелкосерийном производстве связан с большим количеством ручных операций, что приводит к повышенному числу случаев нарушения правил техники безопасности работающими и, как следствие, к наличию ушибов, ранений, ожогов и т. д.

Применение различного механического оборудования и высокая плотность его размещения в цехе предполагает произвести разметку безопасных дорожек для прохода людей, с целью уменьшения случаев травматизма.

Расстояние между единицами оборудования, а также между оборудованием и стенами производственных зданий, сооружений и помещений должно соответствовать СНиП П - 90 - 81.

Безопасность литейного оборудования должно соответствовать требованиям

ГОСТ 12.2.046 - 2004, производственного оборудования - ГОСТ 12.2.003 - 91. Оградительные устройства служат для предотвращения попадания человека в опасную зону, т.е. в пространство, где возможно воздействие опасного или вредного производственного фактора.

Литейное производство связано с перемещением большого количества материалов полуфабрикатов и готовых изделий, это является опасным фактором, так как большинство несчастных случаев приходится на погрузочно-разгрузочные работы. С целью уменьшения риска предполагается производить обучение и инструктажи на стропильные работы. Также особое внимание необходимо при работе с опасными грузами, при работе с которыми возможны пожары, взрывы и отравления. Эти работы требуют соблюдения специальных требований.

Шум

В гигиенической практике под шумом понимается любой мешающий звук. Звуком называется колебания частиц упругой среды, частота которых лежит в области восприятия человеческим слухом. Эта область приблизительно ограничена пределами 20-20000 Гц.

Шум, распространяющийся по воздуху, может оказывать вредное влияния на людей. Интенсивный шум на производстве способствует снижению внимания и увеличению числа ошибок при выполнении работы. Из-за шума снижается производительность труда и ухудшается качество работы. Шум затрудняет своевременную реакцию работающих на предупредительные сигналы внутри цехового транспорта, что способствует возникновению несчастных случаев.

Уровень шума в цехе на производстве не должен превышать 80 дБА в соответствии с ГОСТ 12.1.003 - 83 - Шум. Общие требования безопасности.

При проектировании цехов необходимо производить компоновку оборудования, с учетом характеристики направленности шума и увеличением площади рабочего места, что приведет к снижению шума. Для снижения механического шума используются упругие вставки между деталями и частями агрегатов, а также проводят принудительную смазку трущихся поверхностей, что уменьшает уровень шума на 5 - 7 дБ. Применение звукопоглощающих кожухов является простым и дешевым способом снижения шума

Для отдыха обслуживающего персонала устраивают зоны, в которых потолки и стены покрыты звукопоглощающим материалом. Применение индивидуальных средств защиты также уменьшает вредное воздействие шума на человека.

Вибрация.

Так как местная (локальная) и общая вибрации действуют на организм человека по-разному, для них устанавливают и различные нормы предельно допустимых вибраций.

Нормируемыми параметрами общей вибрации на предприятиях являются среднеквадратические значения колебательной скорости в октавных полосах частот или амплитуды перемещений, возбуждаемые машинами и станками и передаваемые на рабочие места (пол, рабочие площадки, сидения). Если продолжительность воздействия вибрации менее 4 часов рабочего дня, допустимые величины вибрации увеличиваются в 1,4 раза на (3 дБ), менее 2 часов - в 2 раза (на 6 дБ), менее 1 часа - в 3 раза (на 9 дБ). вредный труд литейный шум

Предельно допустимые уровни местной вибрации установлены ГОСТ 17770-86 машины ручные требования к вибрационным характеристикам.

Предельно допустимые уровни общей вибрации установлены СП 2.2.1.1312-03 «Гигиенические требования к проектированию вновь строящихся и реконструируемых промышленных предприятий» для постоянных рабочих мест.

В литейном цехе по СН 2.2.4/2.1.8.556 - 96 локальная и общая вибрация второй категории. Вторая категория - транспортно-технологическая.

Местная и общая вибрация может вызвать вибрационную болезнь.

В цехе проводятся следующие мероприятия: необходимо подобрать оборудование, имеющее низкий уровень вибрации, встроить дополнительные устройства вибропоглощения в конструкцию машин, мощные двигатели необходимо устанавливать на отдельных фундаментах, удаленных от стен не менее чем на 1 метр, с виброизоляцией. Рабочих обеспечить средствами индивидуальной защиты: специальными рукавицами с вибродемпфирующей прокладкой и обувью с вибродемпфирующей подошвой.

Электрический ток.

В случае поражения человека током в результате электрического удара являются следствием прикосновения не менее чем к двум точкам электрической цепи, между которыми существует разность потенциала. Опасность такого прикосновения во многом зависит от особенностей электрической сети и схемы включения в нее человека.

Помещения литейного цеха по опасности поражения электрическим током относятся к особо опасным помещениям, характеризующимися наличием токопроводящей пыли и пола, а также имеется возможность одновременного касания корпуса электроустановки и корпуса заземленного оборудования.

Электробезопасность в литейном цехе, его отделениях должна обеспечиваться конструкцией электроустановок; техническими требованиями и средствами защиты; организационными и техническими мероприятиями, а также контролем по ГОСТ 12.1.019 - 2009.

Для защиты электроустановок от перегрузки применяются плавкие предохранители. Рубильники располагаются в заземленных кожухах.

Защита от прикосновения к токоведущим частям электрических установок достигается изоляцией, ограждением и расположением в недоступных местах. Проверка изоляции должна проверяться раз в два месяца.

На электрощитах и питающих установках должна содержаться предупредительная надпись. Типа: «Высокое напряжение; опасно для жизни». Все оборудование должно быть заземлено. Питающая разводка, проходящая к оборудованию, должна быть закрыта.

Для индивидуальной защиты в цехе должны применяться: монтерские инструменты, резиновые перчатки, галоши, резиновые коврики, вспомогательные приспособления.

Освещенность.

Нормальные условия труда в производственных помещениях могут быть обеспечены лишь при достаточной освещенности рабочих мест. В соответствии со СНиП 23-05-95 освещение должно обеспечивать санитарные нормы освещенности на рабочих местах, равномерную яркость, отсутствие ярких теней, правильность направления светового потока.

Непостоянство естественного света вызывает необходимость использовать искусственное и комбинированное освещение. Искусственное освещение осуществляется лампами накаливания, ртутными лампами мощностью 250, 400, 700, 1000 Вт. Местное освещение осуществляется установленными люминесцентными лампами. Также предусматривается аварийное освещение, предназначенное для безопасного продолжения работы или выхода людей из помещения при внезапном повреждении освещения.

МЕРОПРИЯТИЯ ПО УЛУЧШЕНИЮ УСЛОВИЙ ТРУДА

Основными мероприятиями по оздоровлению и улучшению условий труда в производственных цехах цветного литья являются:

1. Изменение характера труда работающих в литейных цехах путем внедрения комплексной механизации производственных процессов. В настоящее время чугунное и цветное литье производится в сотнях мелких литейных цехов различных заводов, где технологические процессы весьма слабо механизированы. Создание укрупненных механизированных литейных предприятий кроме большого экономического эффекта приведет к внедрению комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, к коренному изменению условий труда и, как следствие этого, -- к устранению причин, порождающих производственный травматизм и профзаболевания.

2. Устройство эффективной вентиляции, обеспечивающее нормальные метеорологические условия и снижающее до минимума запыленность и загазованность воздуха в цехе.

3. Устройство рационального освещения, обеспечивающего хорошую освещенность рабочих мест.

4. Устранение перегрева организма путем изоляции теплоизлучающих поверхностей, применения теплозакрывающих защитных экранов и завес, воздушных душей, а также индивидуальных защитных средств.

5. Герметизация и изоляция шумных и вредных процессов путем выделения особых помещений под формовку, заливку, обрубку, очистку и т.д.

6. Надзор за исправным состоянием и правильной эксплуатацией оборудования, инструмента, приспособлений, внутрицеховых транспортных средств.

7. Проведение предварительного и периодического обучения работающих безопасным приемам работ с проверкой знания каждым рабочим правил и инструкций.

Перечисленные оздоровительные мероприятия зависят от устройства и оборудования цеха, принятого технологического процесса и организационно-технических мероприятий.

Во всех рабочих помещениях литейных цехов требуется устройство приточно-вытяжной вентиляции. В сочетании с отоплением, вентиляция должна поддерживать в литейном цехе необходимую температуру и чистоту воздуха. Степень чистоты воздуха оценивается нормами предельно допустимой концентрации вредных выделений в воздухе.

Большие скорости движения воздуха могут оказать отрицательное воздействие на организм человека; поэтому на рабочих местах, характеризуемых интенсивностью облучения от 0,25 до 1,0 кал/см2мин, скорость движения воздуха при местной вентиляции рекомендуется в пределах 0,7--2,0 м/сек и при общей вентиляции -- 0,3--0,5 м/сек.

Для борьбы с токами холодного воздуха (сквозняками) наружные ворота должны быть снабжены тамбурами или воздушно-тепловыми завесами, включаемыми в холодный период года. Отсасываемый запыленный воздух перед выпуском его в атмосферу необходимо подвергать предварительной очистке. В качестве очистных устройств наиболее широко применяются скрубберы типа ВТИ, циклоны, матерчатые фильтры.

Особое значение в системе мероприятий, повышающих безопасность, имеют условия правильной организации ремонта, смазки, чистки оборудования. Во время выполнения ремонтных и осмотровых работ необходимо вывешивать предупреждающие надписи, запрещающие включение данного агрегата лицом, не связанным с ремонтом.

К электрическому оборудованию литейных цехов, кроме общих требований электробезопасности, предъявляются повышенные требования. Так, электродвигатели необходимо снабжать двумя отключающими устройствами (рубильником и кнопочной станцией). Желательно снабжение пускового устройства электродам, который исключает возможность включения электродвигателя при отсутствии ключа в замке, что является весьма важным для полного отключения объекта во время ремонта, осмотра, смазки и т. п. Электрифицированные инструменты следует подключать к сети понижающих трансформаторов через специальные розетки, обеспечивающие контакт с заземлением.

Плавильные отделения характеризуются высокой температурой воздуха, интенсивным теплоизлучением, а также возможным разбрызгиванием и выбросами металла при контакте с водой или сырыми или покрытыми коррозией предметами. При контакте расплавленного металла с влажными предметами образуется большой объем водяных паров (примерно в 1700 раз больше объема воды), что влечет за собой выброс металла. Ввиду исключительной опасности контакта расплавленного металла с влагой, вагранки, желоба, печи, участки заливки, а также места хранения ковшей не следует располагать непосредственно под зоной внутренних водоспусков или на площадях пола под открывающимися проемами фонарей.

Случаи проливания и разбрызгивания металла могут произойти вследствие падения или самоопрокидывания ковшей. Для предохранения работающих от опасностей проливания и разбрызгивания металла необходимо перед началом работы все литейные ковши (крановые и ручные) тщательно осмотреть и проверить исправность их состояния, а механизм поворота ковшей проверяется путем поворота на 180°. Перед заполнением металлом ковши должны быть хорошо просушены, необходимо проверить футеровку, кожух, пояс, цапфы, траверзы, серьги для зацепки к крюку. Рекомендуется ковши заполнять металлом не более чем на 7/8 внутренней высоты ковша.

При работе с пылью и химическими веществами к таким средствам относятся использование средств индивидуальной защиты: респираторов ТБ-1, противопылевой респиратор Ф-У-2к, фильтрующий противогазовый респиратор РПГ-67, защитные очки, перчатки, халаты и др. В комплекс санитарно-бытовых помещений должны быть включены помещения для хранения и перезарядки респираторов, для очистки спецодежды.

Для профилактики перегревов в горячих цехах предусматривается устройство специальных кабин или комнат с радиационным охлаждением, благоприятное действие после тепловых перегрузок оказывает применение гидропроцедур. Из мер личной профилактики перегревания существенное значение имеет рациональный питьевой режим: в цехах устанавливаются автоматы с подсоленной газированной водой с добавлением некоторого количества солей калия и витаминов.

К спецодежде, применяемой в литейных цехах, предъявляются особые требования, включая способность отражать тепловые лучи, легкость, воздухопроницаемость, гигроскопичность, эластичность и не раздражающее действие на кожу..

Этим требованиям лучше всего отвечает спецодежда в виде широкой куртки и брюк из льняной ткани с прокладкой из рыхлой шерстяной ткани или трикотажной сетки в местах, подвергающихся облучению. Карманов в одежде не должно быть. Для защиты от возгорания спецодежду пропитывают огнезащитным материалом или покрывают асбестовой тканью.

Лицо защищается от облучения полями шляпы. В качестве спецобуви в плавильных отделениях целесообразны гладкие толстые кожаные ботинки с кожаной подошвой, снабженные тонкой асбестовой прокладкой в тыльной части, цельные спереди и с разрезом сзади, стягивающиеся на «молнии» или застежкой.

Чтобы не попадали внутрь одежды брызги металла или горячая земля, а скатывались по верху одежды, брюки и куртку требуется носить на выпуск.

Для защиты глаз в литейном производстве применяются очки чешуйчатые с простыми и небьющимися стеклами «триплекс» или со светофильтрами. Вместо очков целесообразно применять щитки типа ЩН из прозрачной пластмассы, закрывающие большую часть лица.

К лечебно-профилактическим мероприятиям, направленным на сокращение заболеваний работающих в условиях неблагоприятной воздушной среды на производстве, относятся: сокращение продолжительности рабочего дня, дополнительные перерывы, периодические медицинские осмотры, наличие комнат отдыха.

РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ

Механическая вентиляция по принципу действия может быть приточной, вытяжной или приточно-вытяжной.

Приточную вентиляцию применяют в производственных помещениях со значительным выделением теплоты при малой концентрации вредных веществ в воздухе, а также для усиления воздушного подпора в помещениях с локальным выделением вредных веществ при наличии систем местной вытяжной вентиляции.

Вытяжную вентиляцию применяют для активного удаления воздуха. Равномерно загрязненного по всему объему помещения, при малых концентрациях вредных веществ в воздухе и небольшой кратности воздухообмена.

Приточно-вытяжную вентиляцию применяют при значительном выделении вредных веществ в воздух помещений, в которых необходимо обеспечит особо надежный воздухообмен с повышенной кратностью.

Выброс в атмосферу загрязненного воздуха, удаляемого механической вентиляцией, должен предусматриваться над кровлей зданий. Выброс воздуха через отверстие в стенах без устройства шахт, выведенных выше кровли, не допускается. В виде исключения может предусматриваться через отверстия в стенах и окнах, если вредные вещества не будут заноситься в другие помещения.

Местную вытяжную вентиляцию устраивают в местах значительного выделения газов, паров, пыли, аэрозолей. Такая вентиляция предотвращает попадание опасных и вредных веществ в воздух производственных помещений.

Местную вытяжную вентиляцию следует применять на газо- и электросварочных постах, металлорежущих и заточных станках, в кузнечных цехах, гальванических установках, аккумуляторных цехах, на постах технического обслуживания, в помещениях у мест пуска автомобилей и тракторов.

Технологические выбросы, а также выбросы воздуха, содержащего пыль, ядовитые газы и пары, следует очищать перед выпуском их в атмосферу.

Объем воздуха, который необходимо подавать в помещение с требуемыми параметрами воздушной среды в рабочей или обслуживаемой зоне, следует рассчитать на основании количества теплоты, влаги и поступающих вредных веществ с учетом неравномерности их распределения по площади помещения. При этом принимают во внимании количество удаляемого из рабочей или обслуживаемой зоны воздуха местными вытяжными устройствами и общеобменной вентиляцией.

По количеству воздуха, проходящего в воздуховоде за единицу времени, и его полному давлению подбирают центробежный вентилятор по аэродинамическим характеристикам. При подборе вентилятора нужно обеспечить максимальное значение коэффициента полезного действия (КПД) установки и снижение уровня шума при работе.

В соответствии со строительными нормами и правилами выбирают вентилятор нужного исполнения: обычного, антикоррозионного, взрывобезопасного, пылевого. Рассчитывают необходимую мощность электродвигателя, по которой подбирают электродвигатель соответствующего исполнения. Выбирают способ соединения электродвигателя с вентилятором.

Определяют способ обработки приточного воздуха: очистка, подогрев, увлажнение, охлаждение.

Выбросы в атмосферу содержащего вредные вещества воздуха, удаляемого из систем общеобменной вытяжной вентиляции, и рассеивание этих веществ следует сматривать и обосновывать расчетом таким образом, чтобы концентрации их не превышали в атмосферном воздухе населенных пунктов максимальных среднесуточных значений.

Расчет механической вентиляции по избыткам явного тепла.

Для удаления избыточной теплоты в помещении необходимо подать воздух объемом:

(1)

где Qизб - суммарное количество избыточной теплоты, к Дж/ч; с - удельная теплоемкость сухого воздуха, равная 0,99КДж/(кг·К); сн - плотность приточного воздуха, кг/м3; Тв - температура воздуха в помещении, К; Тн - расчетная температура наружного воздуха, К.

Суммарное количество избыточной теплоты, кЖд/ч, определим по формуле:



Qизб=Qоб+ Qэ+ Qос+ Qп+ Qм+ Qл, (2)

где Qоб- количество теплоты, кДж/с, выделяемое механическим оборудованием, приводимым в действие электродвигателями, кДж/ч; Qэ- теплота, поступающая в помещение от электродвигателей, кДж/ч; Qос- количество теплоты от источников искусственного освещения, кДж/ч; Qп- количество теплоты, выделяемое нагретыми поверхностями оборудования, кДж/ч; Qм- тепловыделения от остывающего металла, кДж/ч; Qл- количество теплоты, выделяемое людьми, кДж/ч.

Источником теплоты в помещениях часто является технологическое оборудование.

Количество теплоты, кДж/с, выделяемое механическим оборудованием, приводимым в действие электродвигателями:

Qоб=N·Кз·К0·Кт=50000кВт·0,7·0,6·0,8=16800кДж/с, (3)

где N - номинальная мощность электродвигателей, кВт (для цеха цветного литья - 50МВт=50000кВт); Кз=0,5…0,9 - коэффициентзагрузки электродвигателей; К0=0,5…1 - коэффициент одновременности работы оборудования; Кт=0,1…1 - коэффициент, учитывающий долю энергии, переходящую в тепловую.

Теплота, поступающая в помещение от электродвигателей, кДж/с:

(4)

где з - КПД одного электродвигателя (определяется по установленной мощности электродвигателя).

Количество теплоты, кДж/с, от источников искусственного освещения определим по суммарной мощности светильников:

Qос=Nос·зос=25,2·0,95=23,94 кДж/с, (5)

где Nос - суммарная мощность установленных в помещении светильников, кВт; зос - 0,92…0,97 - коэффициент, перехода электрической энергии в тепловую.

Количество теплоты, кДж/с, выделяемое нагретыми поверхностями оборудования:

Qп=?Si · бi (tнп - tв)·10-3=18,6·6(45°-35°)·10-3=1,116 кДж/с, (6)

где ? Si - суммарная площадь поверхностей, м2(2 индукционные тигельные печи типа ИАТ-6 для плавки алюминиевых сплавов площадью 9,3 м2); бi - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 ·°С): для вертикальных поверхностей бi=5,2…7,5 В/(м2 ·°С); tнп - температура нагрева i-й поверхности; tв - температура внутри помещения.

Теплоотдача металла, ккал/ч, определим по формуле:

Qм=с·Gv(tн-tк)·b=0,22·100кг·2(660°-35°)·0,55=151250 ккал/ч=

=635250 кДж/ч=635250 кДж/ч ·3600=2286900000 кДж/с. (7)

где с=0,22 кал/(г·°С) средняя теплоемкость металла (табл. значение); b - интенсивность тепловыделений во времени (табл. значение), так как вес изделия 1000кг, то b=0,55; tн - начальная температура расплава металла °С; tк - конечная температура металла, °С.

Количество теплоты, кДж/с, выделяемое людьми:

Qл=10-3·n·qя=10-3·20·8=0,16 кДж/с, (8)

где n - численность рабочих в помещении; qя - явное количество теплоты, кДж/с, выделяемое одним человеком при температуре 35°С. Количество теплоты, выделяемое людьми зависит от тяжести выполняемой ими работы и температуры в помещении. В цехах цветного литья тяжесть работы средняя, связанная с ходьбой и сопровождающая умеренным физическим напряжением.

Найдем суммарное количество избыточной теплоты по формуле (2):

Qизб=Qоб+Qэ+Qос+Qп+Qм+Qл=16800+1826+23,94+1,116+2286900000+ +0,16=2286918651 кДж/с=635225 кДж/ч.

Определим объем подаваемого в помещение воздуха:

.

Рассчитаем объем воздуха, удаляемого местной вытяжной вентиляцией - вытяжным зонтом, м3/ч:

Lм=3600·F·vопт·Кз=3600·12,8·0,3·1,1=15206 м3/ч, (9)

где F=a·b - площадь рабочего проема вытяжного зонта, м2; а, b - соответственно длина и ширина рабочего проема, м; a=c+0,8h=4 м; b=d+0,8h=3,2 м. F=12,8 м2; vопт - оптимальная скорость, м/с; Кз=1,1…1,5 - коэффициент запаса, учитывающий износ оборудования.

Общее количество воздуха, удаляемого несколькими системами местной вентиляции:

Lм.общ=Lм1+ Lм2=15206+15206=30412 м3/ч. (10)

Общее количество воздуха, удаляемого общеобменной и местными вытяжными системами вентиляции, м3/ч:

Lуд=L+ Lм.общ=52593+30412=83005 м3/ч. (11)

Общее количество приточного воздуха, м3/ч:

Lпр= Lуд=83005 м3/ч. (12)

Длину воздуховодов выбираем из конструктивных соображений, руководствуясь планом размещения оборудования, объемами циркулируемого воздуха и схемой вентиляции производственных помещений.

Рассчитаем сеть воздуховодов на отдельных участках сопротивления движению воздуха, Па:

(13)

где с - плотность воздуха, кг/м3; v - скорость движения воздуха в трубопроводе, м/с; л - коэффициент сопротивления движению на участке воздуховода: для металлических труб л=0,02; l - длина участка, м; d - диаметр воздуховода, м; ем - коэффициент местных потерь напора.

Общее сопротивление движению воздуха в воздуховодах сети, Па:

(14)

На основе известного воздухообмена рассчитывают производительность вентилятора Lв с учетом потерь или подсосов воздуха в вентиляционной сети:

Lв=kп· Lм.общ =1,1·30412 м3/ч=33453 м3/ч, (15)

Lв=kп· L =1,1·52593 м3/ч=57853 м3/ч,

где kп - поправочный коэффициент на расчетное количество воздуха: при использовании стальных, пластмассовых и асбоцементных трубопроводов длиной до 50 м kп=1,1.

По необходимой производительности и полному расчетному давлению выбираем для общеобменной вентиляции вентилятор ВЦ4-75-12,5. Назначаем технические характеристики вентилятора: мощность 30 кВт, частота вращения 750 мин-1, производительность 56,5 тыс.м3/ч, a так же исполнение: обычное - для перемещения неагрессивных сред с температурой не выше 423 К, не содержащих липких веществ, при концентрации пыли и других твердых примесей не более 150 мг/м3. Для местной системы вентиляции выбираем центробежный вентилятор типа ВЦ-75-12,5, мощностью 18,5 кВт, частотой вращения 750 мин-1, производительностью 34,2 тыс.м3/ч обычного исполнения.

Для уменьшения шума вентиляционной установки следует применить установку звукоизолирующего кожуха. Кроме того для снижения шума целесообразно применять на участке всасывающего канала облицовку стекловолокном с плотностью до 25 кг/м3 и установку трубчатого глушителя. Последний при длине 1 м снизит уровень шума до 15 дБ в диапазоне частот 63-8000 Гц. Некоторое снижение шума вентиляционных установок в помещение может быть достигнуто также нанесением вибропоглощающих покрытий на воздуховоды.

Для снижении вибрации вентиляторы с электродвигателями устанавливают на фундаментную плиту или раму из уголковой стали, под которые подведены резинометаллические или пружинные амортизаторы

РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА

Ощущение человеком теплоты чаще всего оценивают по семибалльной шкале: 1- очень холодно; 2- холодно; 3- прохладно; 4- комфортно; 5- тепло; 6- жарко; 7- очень жарко.

Тепловые излучения в горячих цехах оказывают решающее влияние на состояние организма человека. Наибольшей проникающей способностью обладают красные лучи видимого спектра и короткие инфракрасные лучи с длиной волны до 1,5 мкм, глубоко проникающие в ткани и мало поглощаемые поверхностью кожи. Лучи с длиной волны около 3 мкм вызывают нагрев поверхности кожи.

Допустимая интенсивность теплового облучения на рабочих местах от производственных источников (материалов, изделий и др.), нагретых до температуры свечения, не должна превышать значений, указанных в таблице 1.

Табл.1.Допустимая интенсивность теплового облучения поверхности тела работающего.

Облучаемая поверхность тела, %	Интенсивность теплового излучения, Вт/м2
50 и более	35
От 25 до 50	70
Не более 25	100

Допустимая интенсивность теплового облучения работающих от источников излучения, нагретых до белого и красного свечения (раскаленный или расплавленный металл, стекло, пламя и т.д.), не должна превышать 149 Вт/м2. При этом облучению не должно подвергаться более 25% поверхности тела и обязательным является использование средств индивидуальной защиты, в том числе средств защиты лица и глаз.

Интенсивность излучения в горячих цехах, в том числе в цехах цветного литья, на много превышает переносимую организмом. Так, интенсивность облучения на рабочих местах в мартеновских и электрослалеплавильных цехах достигает 13,9 кВт/м2, в доменных- 14,6 к Вт/м2.

Интенсивность облучения, кВт/м2, можно приближенно определить по формулам:

q=3,26·F/l2[(0,01T)4-110], (16)

или

q=3,26·F/l[(0,01T)4-110], (17)

где F- площадь излучающей поверхности, м2 F=рr2=3,14·0,4652=0,42м2; l=2м расстояние от центра излучающей поверхности до облучаемого объекта; Т=400К температура излучающей поверхности, на наружных поверхностях Т=773 К, на внутренних - 1473 К, у расплавленного алюминия- 993 К.

Формула (1) служит для определения интенсивности облучения при 1>F (по абсолютным значениям), а (2)- при 1<F.

Рассчитаем интенсивность облучения по формуле (1), так как 1<F:

q=3,26·F/l[(0,01T)4-110]=3,26·0,42/2[(0,01·400)4-110]=100 Вт/м2.



Данное тепловое излучение на рабочих местах от производственных источников считается допустимым при облучаемой поверхности тела не более 25%, поэтому целесообразно применение защитного экрана. Экранирование наиболее распространенный и эффективный способ защиты от излучения.

Теплозащитные экраны применяют для экранирования источников лучистой теплоты, защиты рабочего места и снижения температуры поверхностей предметов и оборудования, окружающих рабочее место. Теплозащитные экраны поглощают и отражают лучистую энергию. Различают теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие экраны. По конструктивному выполнению экраны подразделяются на три класса: непрозрачные, полупрозрачные и прозрачные.

Для экранирования источника излучения применим непрозрачный поглощающий экран, в качестве поглощающего материала используем теплоизоляционный кирпич, асбестовые щиты.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Поддержание нормальной жизнедеятельности рабочих на литейном производстве алюминия производится за счет целого комплекса мероприятий, которые можно свести к следующим группам: архитектурно-проектные; организационно-технические; санитарно-гигиенические; лечебно-профилактические.

Основными опасными и вредными производственными факторами на производстве цветного литья являются: нарушения температурного режима воздуха рабочей зоны, повышенная температура поверхностей оборудования, отливок, расплавленный металл; повышенные уровни шума и вибрации; подвижные части производственного оборудования, перемещающееся транспортное и грузоподъемное оборудование и транспортируемые грузы; недостаточная освещенность; физические перегрузки и др.

Безопасные условия труда в цехах цветного литья могут обеспечиваться только при выполнении нормативов безопасности, а также во всех цехах должны соблюдаться санитарно-гигиенические требования и выполняться лечебно-профилактические мероприятия защиты человека от неблагоприятных воздействий.

Важное значение для нормальных условий труда имеет микроклимат, он является комплексом физических факторов внутренней среды помещений, оказывающий влияние на тепловой обмен организма и здоровье человека. Тепловое состояние, при котором напряжение системы терморегуляции незначительно, определяется как тепловой комфорт. Он обеспечивается в диапазоне оптимальных микроклиматических условий, в пределах которого отмечается наименьшее напряжение терморегуляции и комфортное теплоощущение.

Изменение метеорологических условий на рабочем месте ведет к изменению производительности труда, накоплению утомления и ослаблению организма и, как следствие, к возникновению несчастных случаев и проф. заболеваний.

Для создания лучших условий на производстве, прежде всего, необходимо совершенствовать инженерные разработки. Важно чтобы дальнейший рост литейного производства, создание новых усовершенствованных машин, литейных автоматов и автоматических литейных линий проходил в тесной взаимосвязи с обеспечением безопасных условий труда и оптимизацией параметров микроклимата.



СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

Месхи Б.Ч., Лоскутникова И.Н., Богданова И.В., Хлебунов С.А. Расчет и выбор технических средств обеспечения безопасности. Ростов-на-Дону, 2009.

Энгель Л.К., Рудман Б.М. Вентиляция на заводах цветной металлургии. М.:Металлургия, 1974.

...