Розробка заходів покращення умов праці при виробництві чавуну

Abstract

The article explores the causes of working environment pollution and identifies the sources of harmful and dangerous emissions in pig iron production, along with searching for rational measures to improve the blast furnace cast house aspiration system efficiency to remove toxic gases, dust and exhaust heat. A mathematical modeling methodology for transfer process of molten iron and slag from the blast furnace to the ladle has been employed. The best practice from Zaporizhstal Steel Works on a new aspiration system at blast furnace casting yard laid the basis for the research. An aerodynamic calculation method was used to detect deficiencies in the aspiration system. Statistical method to validate the results obtained was used for constructing of graphs and nomograms. The major causes of inefficiency of the current system of covering iron and slag troughs of a blast furnace casting yard have been revealed, in particular the bypass channel for slag from the main drain trough for molten iron and high local resistance losses on iron and slag distribution (the skimmers). Total and local resistance losses in various areas of drain gutters and aspiration systems have been calculated along with estimating the locations for additional exhaust hood installation, i.e. the special zones for skimmers, the main, transfer and bypass troughs for cast iron and slag. It is proved that by increasing the aspiration efficiency contamination of the working area is reduced, thus improving labour conditions significantly. It is proposed to use modern heatresistant concrete troughs with higher resistance and longer life service. The proposed modification of trough slabs will facilitate their replacement when carrying out repair works on trough lining and cleaning. An aspiration system model for a typical blast furnace cast house has been developed and explored. The areas and reasons behind the loss of resistance in the exhaust system of hood covering for molten iron and slag troughs are identified. Recommendations to enhance the system efficiency to reduce contamination of the working environment and improve working conditions have been suggested.

В статье проанализированы причины загрязнения рабочей среды и определены источники вредных и опасных выбросов при производстве чугуна; выполнен поиск рациональных мероприятий по повышению эффективности работы аспирационной системы литейного двора доменной печи для удаления вредных газов, пыли и тепла. Использовалась методика математического моделирования процесса транспортировки жидкого чугуна и шлака от доменной печи к ковшам. За основу принята работа укрытия литейного двора доменной печи комбината «Запорожсталь». Аэродинамический метод расчета использовали для определения недостатков системы аспирации. Статистические методы обработки полученных результатов применяли при построении графиков и номограмм. Определены причины недостаточной эффективности действующей системы укрытия желобов чугуна и шлака литейного двора доменной печи, а именно: наличие обводного канала для шлака от главного желоба слива жидкого чугуна и высокие местные потери сопротивления на распределителях чугуна и шлака (скиммерах). Вычислены общие и местные потери сопротивления на разных участках сливных желобов и системы аспирации. Определены места установки дополнительной вытяжки – это зоны расположения скиммеров, главного, распределительных и обводных желобов чугуна и шлака. Доказано, что за счет повышения эффективности аспирации уменьшается загрязнение рабочей зоны и существенно улучшаются условия труда. Запропоновано використання сучасних конструкцій жолобів із жаростійкого бетону підвищеної стійкості і більшим терміном служби Предложено использовать современные конструкции желобов из жаростойкого бетона повышенной стойкости и большим сроком службы. Представленная модификация плит укрытия желобов облегчит их замену при проведении ремонтных работ по футеровке и чистке желобов. Разработана и исследована модель аспирационной системы желобов для литейного двора типичной доменной печи. Определены зоны и причины потерь сопротивления вытяжной системы укрытия желобов жидкого чугуна и шлака. Даны рекомендации для повышения эффективности работы системы с целью снижения загрязнения производственной среды и улучшения условий труда.

У статті проведено аналіз причин забруднення робочого середовища і визначено джерела шкідливих і небезпечних викидів при виробництві чавуну; проведено пошук раціональних заходів підвищення ефективності роботи аспіраційної системи ливарного двору доменної печі для видалення шкідливих газів, пилу і тепла. За основу прийнято роботу укриття ливарного двору доменної печі комбінату «Запоріжсталь». Під час дослідження використовувалася методика математичного моделювання процесу транспортування рідкого чавуну та шлаку від доменної печі до ківшів. Для визначення недоліків системи аспірації використано аеродинамічний метод розрахунку. При побудові графіків і номограм використано статистичні методи обробки отриманих результатів. Визначено причини недостатньої ефективності діючої системи укриття жолобів чавуну і шлаку ливарного двору доменної печі, а саме: наявність обвідного каналу для шлаку від головного жолоба зливу рідкого чавуну та високі місцеві втрати опору на розподільниках чавуну і шлаку (скимерах). Обчислено загальні і місцеві втрати опору на різних ділянках зливних жолобів і системи аспірації. Визначено місця установки додаткової витяжки – це зони розташування скимерів, головного, розподільних і обвідних жолобів чавуну і шлаку. Доведено, що за рахунок підвищення ефективності аспірації зменшується забруднення робочої зони та суттєво покращуються умови праці. Запропоновано використання сучасних конструкцій жолобів із жаростійкого бетону підвищеної стійкості і більшим терміном служби. Наведена модифікація плит укриття жолобів полегшить їх заміну при проведенні ремонтних робіт з футерування і чистки жолобів. Розроблено і досліджено структурно-функціональну модель блок-схеми аспіраційної системи жолобів ливарного двору типової доменної печі. Визначено зони і причини підвищених втрат опору витяжної системи вентиляції укриття жолобів рідкого чавуну і шлаку. Надано рекомендації для підвищення ефективності роботи системи з метою зниження забруднення виробничого середовища і покращення умов праці.