Анализ причин современных техногенных катастроф

1  2  3  4

---

Введение

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА

1.1 История ПАО «Мечел»

1.2 Структура предприятия и технологии основного производства

1.3 Структура и основная деятельность ПАО «Мечел»

2. ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 Производственный процесс и имеющиеся опасности техногенных катастроф

2.2 Структура руководства отделом охраны труда и промышленной безопасности предприятия с точки зрения возможных техногенных катастроф

2.3 Оценка потребности проведения дополнительных мероприятий по обеспечению безопасности работающих

3. РАЗДЕЛ ПО ЭКОЛОГИИ И БЕЗОПАСНОСТИ РЕШЕНИЙ ПРОЕКТА

3.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов

3.2 Классификация возможных причин техногенных катастроф на предприятии

3.3 Технические решения, позволяющие снизить риск техногенных катастроф на предприятии

4. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

4.1 Обоснование экономической эффективности решений, позволяющие снизить риск техногенных катастроф на предприятии

4.2 Сравнительные технико-экономические показатели, характеризующие эффективность принятых технических и технологических решений

4.3 Эколого-экономическое обоснование внедрения на предприятии новой природоохранной техники и технологий

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ

 

Введение

 

Актуальность темы исследования обусловлена тем, что обрабатывающая и перерабатывающая промышленность, подвержена риску различных катастроф, обусловленных опасными природными явлениями, стихийными бедствиями и техногенными авариями. Российское государство на протяжении конца XX – начала XXI в. развивается в условиях постоянно нарастающего количества чрезвычайных ситуаций. В современном научно- и технически развитом обществе особое место среди причин, обусловливающих наступление экологического вреда, занимают техногенные факторы, действующие в условиях ограниченного природного пространства и исчерпаемости природных ресурсов. Именно техногенные факторы вносят в окружающую среду вещества и энергию, приводящие к масштабным разрушительным последствиям, создающим угрозу для здоровья человека, наносящим непоправимый ущерб живым ресурсам и экосистемам, и как результат создается угроза естественному экологическому равновесию окружающей среды.

Между тем в российском законодательстве отсутствует правовая дефиниция «техногенная (технологическая) безопасность». Федеральный закон от 21 декабря 1994 г. № 68-ФЗ «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера»1, являющийся базовым в области обеспечения техногенной безопасности населения, не определяет отличительные признаки чрезвычайных ситуаций техногенного (технологического) характера.

Необходимо учитывать, что в Российской Федерации в среднем в год совершается 13-15 аварий в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, 14-17 – в угольной отрасли, 10-12 – в химической, 7-9 – в горнорудной промышленности, 5-6 – в металлургической промышленности. Несмотря на то, что в стране значительно сократилось число действующих предприятий и производств, ежегодно травмируются от 60 до 90 тыс. чел., погибают на производстве 2,5-3,5 тыс. чел.; около 8 тыс. чел. получают отравления и профессиональные заболевания, следовательно, каждый год на производстве подвергается опасности жизнь примерно 100 тыс. чел. В последнее время участились крупные аварии, в которых одновременно травмируются и гибнут сотни людей. Такими авариями стали, например, авария на Саяно-Шушенской ГЭС, унесшая жизни 75 чел., получили травмы 13 чел. Авария на шахтах «Распадская» в Кемеровской области унесла жизни 90 чел., травмировано более 100 чел. В г. Новокузнецке на заводе ферросплавов произошел взрыв, в результате которого погибла женщина, и несколько человек получили тяжелые ожоги. Из-за пожара на Братской ГЭС пострадало несколько десятков человек. 25 мая 2005 г. в Москве и ряде городов Московской, Калужской и Тульской областей произошло масштабное отключение электроэнергии. Причина – пожар на подстанции «Чагино». Все это влечет колоссальные материальные потери. Только аварией на Саяно-Шушенской ГЭС нанесен ущерб почти в 8 млрд руб., а восстановление шахты «Распадская» обойдется в 7 млрд руб.

Объект исследования: ПАО «Мечел».

Предмет исследования: анализ причин современных техногенных катастроф.

Цель исследования: провести анализ причин современных техногенных катастроф на примере ПАО «Мечел».

В соответствии с целью исследования были сформулированы задачи исследования:

1 изучить историю  ПАО «Мечел», структуру предприятия и технологии основного производства, структуру и основную деятельность ООО «Компьюлан»;

2 проанализировать производственный процесс и имеющиеся опасности техногенных катастроф;

3 охарактеризовать структуру руководства отделом охраны труда и промышленной безопасности предприятия с точки зрения возможных техногенных катастроф;

4 провести оценку потребности проведения дополнительных мероприятий по обеспечению безопасности работающих;

5 проанализировать опасные и вредные производственные факторы;

6 привести классификацию возможных причин техногенных катастроф на предприятии;

7 предложить технические решения, позволяющие снизить риск техногенных катастроф на предприятии;

8 провести обоснование экономической эффективности решений, позволяющие снизить риск техногенных катастроф на предприятии, сравнительные технико-экономические показатели, характеризующие эффективность принятых технических и технологических решений;

9 обосновать эколого-экономически внедрение на предприятии новой природоохранной техники и технологий.

Методы исследования: анализ и синтез источников литературы, сравнительный анализ, системный анализ.

 

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА

 

1.1 История ПАО «Мечел»

 

ПАО «Мечел» создано в 2003 году на основе производственных мощностей в горнодобывающем и металлургическом секторах. Сегодня «Мечел» – одна из ведущих компаний в России. «Мечел» является вертикально интегрированной Группой, осуществляющей деятельность в ряде отраслевых сегментах: горнодобывающем, металлургическом, энергетическом, в каждом из которых имеется управляющая компания, созданная для осуществления функций соответствующих исполнительных органов управления компаний, входящих в сегмент. Кроме того, Обществу принадлежит логистическая компания, а также транспортный оператор. Собственные сбытовые структуры компании реализуют продукцию на российском и зарубежном рынках. Все предприятия компании работают в единой производственной цепи: от сырья до продукции с высокой добавленной стоимостью. Предприятия «Мечела» работают во многих регионах России, а также за рубежом. «Мечел» – первая компания в Восточной и Центральной Европе и России среди горнодобывающих и металлургических компаний, разместившая свои акции на Нью-Йоркской фондовой бирже.

Место нахождения: Российская Федерация, г.Москва, ул.Красноармейская 1.

Компания постоянно развивается. Так, в марте 2020 на Челябинском металлургическом комбинате после модернизации введены два ключевых агрегата – доменная печь №4 и конвертер №1. Инвестиции составили 4,5 млрд рублей. Два масштабных проекта входят в перечень экологических мероприятий федеральной программы «Чистый воздух». В апреле на Братском заводе ферросплавов после модернизации запущена рудотермическая печь №3. Мощность печи увеличилась с 25 МВА до 33 МВА. Это позволило нарастить выпуск продукции на агрегате до 40%. В мае Московский коксогазовый завод впервые в своей истории поставил коксовую продукцию в Китай. Качество удовлетворило клиентов. К концу года общий объем поставок в Китай превысил 120 тыс. тонн. В июне на заводе «Мечел-Кокс» после реконструкции запущена коксовая батарея №8, что обеспечило сокращение выбросов загрязняющих веществ. На батарее модернизировали систему газоотведения коксового газа, установили два новых газосборника. В июне на заводе «Ижсталь» начат выпуск круглого проката большого диаметра для увеличения доли высокомаржинальной продукции в общем объеме производства. Для освоения новых видов продукции с высоким качеством поверхности проведена модернизация стана 450 и увеличен максимальный диаметр проката со 120 до 200 мм. В июле завершены крупные ремонты на обогатительной фабрике «Нерюнгринская», на которые было выделено около 1 млрд рублей. Это позволило нарастить переработку угля и выпуск коксового концентрата высокого качества и выполнить обязательства перед заказчиками.

В ноябре на Белорецком металлургическом комбинате приступили к монтажу четырех волочильных машин итальянского производства. Запуск запланирован в 1-м квартале 2021 года. Оборудование приобретено по проекту модернизации, который реализуется при поддержке Фонда развития промышленности РФ. В декабре «Мечел» стал лауреатом премии «Развитие регионов. Лучшее для России 2020». Компания представила на соискание премии свои социально-экологические инициативы по улучшению экологической обстановки в Челябинске, победив в номинации «Социальные проекты и устойчивое развитие».

В «Торговом порту Посьет» в полной мере реализованы семь из девяти наилучших доступных технологий (НДТ) для угольных терминалов. К их числу относятся пылеподавление путем формирования водяного тумана, вакуумная уборка пыли, аспирация источников пыления в закрытых помещениях и другие.

Угольная компания «Южный Кузбасс» в течение года уверенно демонстрировала положительную динамику производственных показателей. В 2020 году добыто 10,4 млн тонн угля, что на 20% превышает показатель 2019 года.

Сбытовая компания «Мечел-Сервис» в течение года поставляла металлопрокат на строительство инфекционных больниц для борьбы с коронавирусом. Крупная партия продукции направлена на строительство медицинского центра в Коммунарке – основного лечебного учреждения для пациентов с коронавирусом в Москве.

 

1.2 Структура предприятия и технологии основного производства

 

Направления деятельности компании:

• горная добыча
• металлургия
• энергетика
• логистика
• сбыт продукции
• закупки.

Вероятность техногенных катастроф в каждом направлении деятельности компании по собственной оценке ПАО «Мечел» представлена в таблице 1.

Таблица 1 Вероятность техногенных катастроф (по собственной оценке ПАО «Мечел»), %

 

В рамках данного исследования рассмотрим в дальнейшей работе коксохимпроизводство (металлургия) и сталеплавильное/сталепрокатное как характеризующиеся наиболее высоким риском техногенных катастроф.

Карбонизация угля – это процесс, в результате которого получается металлургический кокс для использования в доменных печах для производства чугуна и других процессах выплавки металла. Карбонизация влечет за собой нагрев угля до температуры до 1300 °C в отсутствие кислорода для выделения смол и легких масел. Газообразный побочный продукт, называемый коксовым газом, вместе с аммиаком, водой и соединениями серы также удаляются термически из угля. Кокс, который остается после этой перегонки, в основном состоит из углерода в различных кристаллографических формах, но также содержит термически модифицированные остатки различных минералов, которые были в исходном угле. Эти минеральные остатки, обычно называемые коксовой золой, не являются горючими и остаются после сжигания кокса. Кокс также содержит часть серы из угля. Кокс в основном используется в качестве топлива, восстановителя и вспомогательного сырья для других видов сырья в доменных печах для производства чугуна. Гораздо меньшее количество кокса аналогично используется в вагранках в литейном производстве. Побочные продукты карбонизации обычно перерабатываются на коксохимическом заводе до товарных химических веществ, таких как элементарная сера, сульфат аммония, бензол, толуол, ксилол и нафталин. Последующая обработка этих химических веществ приводит к образованию большого количества других химических веществ и материалов. Коксовый газ является ценным топливом для отопления, которое используется в основном на металлургических заводах, например, для топки доменных печей, для пропитки печей для полуфабрикатов из стали, для обжига печей и печей для обжига извести, а также для нагрева самих коксовых печей.

Кокс в основном производится из коксовых печей с побочным продуктом щелевого типа. Над печами расположена система крыши, из которой уголь выгружается в каждую печь. Современная технология включает телескопические загрузочные желоба для минимизации выбросов пыли во время зарядки. Многие средства также включают автоматическое снятие и замену крышки загрузочного отверстия. Летучие газы, образующиеся из угля во время карбонизации, поступают в верхнюю часть печи, в свободное пространство и выходят через стояки, соединенные с крупными коллекторными магистралями, которые транспортируют газы на завод по производству побочных продуктов, где они перерабатываются в различные материалы. Вода распыляется в магистрали для охлаждения газов и конденсации части смолы. В конце цикла коксования, который длится примерно от 15 до 30 часов, кокс выталкивается в горячую машину (закалочную машину). Горячий автомобиль может иметь или не иметь подвижную крышу или частичную крышу для минимизации выбросов газов и твердых частиц. Затем горячий кокс гасится перед тем, как его сбрасывают на конвейерную систему для транспортировки в доменную печь, штабель хранения или за пределы завода.

Профессиональное воздействие при производстве кокса было оценено совсем недавно в монографии МАИР, том 92 (МАИР, 2010). В эпидемиологических исследованиях было достаточно доказательств канцерогенности профессионального облучения во время производства кокса, хотя эти доказательства не были единообразными. В крупном когортном исследовании, проведенном в США и Канаде, было обнаружено заметное превышение заболеваемости раком легких и четкая тенденция к увеличению риска этого рака с увеличением продолжительности воздействия.

 

1.3 Структура и основная деятельность ПАО «Мечел»

 

Высшим органом управления предприятием является Общее собрание участников Общества. На уровне структурных компаний управление предприятием непосредственно осуществляет директор – он является исполнительным органом Общества, ему на прямую подчиняются первый заместитель, начальник штаба по гражданской обороне и чрезвычайным ситуациям, главный бухгалтер, заместитель по экономике и финансам, заместитель  по коммерции, заместитель по правовым вопросам, начальник управления персоналом.

В компаниях ПАО «Мечел» управленческая структура развернута достаточно широко.  На рисунке 1 приложения 1 указана общая структура управления. Все начальники цехов подчиняются главному инженеру. Управляющий директор является Единоличным исполнительным органом Общества. Целью деятельности управляющего директора является обеспечение прибыльности и конкурентоспособности предприятия, его финансово-экономической устойчивости, обеспечение прав акционеров и социальных гарантий работников Общества.

Таким образом, организационная структура управления имеет линейно-функциональную структуру. Данная структура управления отвечает требованиям рынка.

Основным производственным материалом, необходимым для производства всех видов выпускаемой продукции является угольные концентраты (обогащенный уголь с низким содержанием золы).

Поставщики представлены в таблице 2.

Таблица 2 Поставщики ПАО «Мечел» в части коксохимпроизводства и сталеплавления/сталепроката за 2020 год

 

Основными направлениями коксохимпроизводства и сталеплавления/сталепроката в ПАО «Мечел» является продажа кокса для АО «ЧМК», АО «ЮУНК», ООО «ТД Мечел» на территории РФ. Незначительная часть химпродукции продается на внутреннем рынке и за рубеж. АО «ЧМК» является главным потребителем коксового газа.

 

2. ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

 

2.1 Производственный процесс и имеющиеся опасности техногенных катастроф

 

Рассмотрим производственный процесс по обоим рассматриваемым направлениям деятельности ПАО «Мечел».

Весь металлургический кокс производится методом «побочного продукта». Деструктивная перегонка («коксование») угля происходит в коксовых печах без контакта с воздухом. В ПАО «Мечел» используют печь для производства побочных продуктов Коппера-Беккера. Эти печи должны оставаться герметичными при циклическом напряжении расширения и сжатия. Каждая печь состоит из 3 основных частей: камер коксования, нагревательных камер и регенеративных камер. Все камеры облицованы огнеупорным (силикатным) кирпичом. В верхней части варочной камеры есть отверстия для загрузки угля.

Батарея коксовых печей представляет собой серию из 10-100 коксовых печей, работающих вместе. Каждая печь вмещает от 9 до 32 мегаграммов (Мг) (от 10 до 35 тонн) угля. Отводящие дымоходы на обоих концах удаляют образующиеся газы. Технологическое тепло поступает от сгорания газов между коксовыми камерами. Отдельные коксовые печи работают с перерывами, при этом время работы каждой печи согласовано для обеспечения постоянного потока коллекторного газа. Примерно 40 процентов очищенного печного газа (после удаления его побочных продуктов) используется для нагрева коксовых печей [12].

Остальное либо используется в других производственных процессах, связанных с производством стали, либо продается. Коксовый газ является наиболее распространенным топливом для недожигаемых коксовых печей.

Производство кокса включает подготовку, загрузку и нагрев угля; удаление и охлаждение коксового продукта; а также охлаждение, очистку и рециркуляцию печного газа.

Уголь готовится для приготовления пищи путем измельчения таким образом, чтобы от 80 до 90 процентов проходило через 3,2-миллиметровый  экран. Несколько видов угля могут быть смешаны для получения желаемых свойств или для контроля расширения угольной смеси в печи. Можно добавить воду или масло для регулировки плотности угля, чтобы контролировать расширение и предотвратить повреждение печи.

Уголь может быть добавлен в печи как в сухом, так и во влажном состоянии. Подготовленный влажный уголь мелко измельчают перед загрузкой в печь. Быстросохнущий уголь может транспортироваться непосредственно в печи с помощью горячие газы, используемые для удаления влаги. Температура стенок должна оставаться выше 1100 °C (2000 °F) во время операций загрузки и фактического приготовления пищи. Порты закрываются после зарядки и герметизируются прокладочным («грязевым») материалом.

Смешанную угольную массу нагревают в течение 12-20 часов для получения металлургического кокса. Тепловая энергия от стенок коксовой камеры нагревает угольную массу путем проводимости от боковых сторон к середине коксовой камеры. В процессе коксования шихта находится в непосредственном контакте с нагретыми поверхностями стенок и превращается в агрегатную «пластическую зону». По мере поглощения дополнительной тепловой энергии пластиковая зона утолщается и сливается к середине заряда. Летучие газы выходят перед зоной развития из-за теплового потока от боковых стенок. Максимальная достигнутая температура в центре массы кокса обычно от 1100 до 1150 °C (от 2000 до 2100 °F). Это отгоняет все летучие вещества из угольной массы и образует высококачественный металлургический кокс [15].

После завершения коксования (летучих веществ не остается) кокс в камере готов к удалению. Двери с обеих сторон камеры открываются, и в камеру вставляется таран.

Кокс выталкивается из печи менее чем за 1 минуту через направляющую для кокса и попадает в закалочную машину.

После того как кокс выталкивается из печи, дверцы очищаются и перемещаются. Затем печь готова к приему еще одной порции угля.

Система подачи несущай раскаленный Кокс перемещается вдоль батареи треки срыв башни, где примерно 1130 литров (л) воды в МГ кокса (270 литров воды за тонну) орошать кокс массу до полного охлаждения, это примерно от 1100 до 80°C и чтобы не допустить его возгорания.

Машина для тушения может опираться на подвижный капот для сбора выбросов твердых частиц, или к ней может быть прикреплена машина-скруббер. Затем машина выгружает кокс на причал для слива и продолжения охлаждения.

Ворота на причале открываются, чтобы кокс попадал на конвейер, который доставляет его к дробилке и станция досмотра. После калибровки кокс отправляется в доменную печь или на хранение [11].

Основным назначением современных коксовых печей является производство качественного кокса для черной металлургии. Извлечение химических веществ из угля является экономической необходимостью, поскольку они примерно равны 35 процентов от стоимости угля.

Для получения качественного металлургического кокса используется процесс высокотемпературной карбонизации.

Высокотемпературная карбонизация, которая происходит при температуре выше 900 °C, включает химическое превращение угля в преимущественно газообразный продукт. Газообразные продукты из высокотемпературных карбонизация состоит из водорода, метана, этилена, монооксида углерода, двуокиси углерода, сероводорода, аммиака и азота. Жидкие продукты включают воду, гудрон и сырую легкую нефть.

В процессе коксования образуется примерно 338 000 л коксового газа (COG) на мегаграмм загруженного угля (10 800 стандартных кубических футов шестеренки на тонну).

Во время цикла коксования летучие вещества, выделяемые из угольной массы, проходят вверх через чугунные «гусеницы» в общую горизонтальную стальную трубу (называемую коллекторной магистралью), которая соединяет все печи последовательно. Этот неочищенный «грязный» газ содержит водяной пар, смолу, легкие масла, твердые частицы угольной пыли, тяжелые углеводороды и сложные соединения углерода. Конденсируемые материалы удаляются из выхлопных газов для получения очищенного коксового газа.

Когда он покидает коксовую камеру, угольный газ коксовой печи сначала очищается слабой струей аммиака, которая конденсирует некоторое количество смолы и аммиака из газа. Этот жидкий конденсат стекает по коллекторной магистрали до тех пор, пока не достигнет отстойника. Собранный аммиак используется в слабом аммиаке распылите, в то время как остальное закачивается в аммиачную камеру. Собранная каменноугольная смола перекачивается в резервуар для хранения и продается дистилляторам смолы или используется в качестве топлива.

Оставшийся газ охлаждается при прохождении через конденсатор, а затем сжимается вытяжным устройством. Любая оставшаяся каменноугольная смола удаляется экстрактором смолы либо путем удара о металлическую поверхность, либо с помощью электрофильтра (ESP). Газ по-прежнему содержит 75 процентов исходного аммиака и 95 процентов исходных светлых масел [3].

В свою очередь, металлургический процесс используется для извлечения металлов, которые имеют очень высокие температуры плавления. Из-за их более высокой температуры плавления легче формировать твердые части этих металлов и даже превращать их в порошок с последующим прессованием порошков в твердые частицы.  Например, порошковая металлургия играет важную роль в формировании вольфрамовых нитей для электрической лампочки.

Некоторые отходы, такие как шлаки из железа и стали, используются в производстве цемента и строительство дорог. Эти процессы применяются к металлам и сплавам, чтобы изменить их форму, изменить их структуру или состав или некоторую комбинацию из них.  Мелкие детали для автомобилей и бытовой техники являются наиболее распространенными областями применения металлургии.

Проблемы, вызванные металлургическими отраслями, характеризуются на основе характера их воздействия и включают в себя следующие вопросы.

1 Выделение токсичных газов. Газы, образующиеся в металлургической промышленности, отрицательно влияют на здоровье человека. Что касается процесса добычи полезных ископаемых, то это приводит к накоплению пустой породы на поверхности земли, которая занимает много акров земли.

Вдыхание токсичных газов вызывает отравление. Некоторые газы очень опасны при непрерывном дыхании или при более высокой концентрации, поскольку они содержат вредные пары или токсичную пыль.

Газы, такие как SO2, вызывают раздражение, такое как чрезмерное выделение слюны, а также раздражение глаз и дыхательных путей. Другие газы, такие как ацетилен, вызывают удушье. Это означает, что если газ присутствует в более высокой концентрации в воздухе, он вызывает смерть без других значительных физиологических эффектов.  Также, Угарный газ вызывает особый случай удушья, поскольку он ухудшает транспорт кислорода в сосудах. Подсчитано, что всего 0,1 % CO в воздухе достаточно, чтобы убить человека за несколько минут от удушья [26].

Процесс выщелачивания приводит к образованию взрывоопасных и ядовитых газов, поскольку компоненты шлаков вступают в реакцию с водой.  Например, карбид производит метан (CH4), нитрид образует аммиак (NH3) а фосфор приводит к образованию высокотоксичного фосфинового газа (PH3).Из-за растворимые остатки и выделение опасных газов, солевой шлак не могут быть просто сброшены.

При работе с газами, парами и расплавленными материалами, такими как расплавленные соли, шлаки, металлы, в металлургической промышленности могут происходить взрывы. Поскольку, когда эти расплавленные материалы вступают в контакт с водой, происходит взрыв.  В то время как безопасно заливать расплавленный шлак или расплавленный металл в воду для охлаждения, но обратное неверно.  Расплавленные маты опасны для контакта с водой из-за образования H2S, который является взрывоопасным.

В подземных угольных шахтах природный газ является причиной взрыва, он также может присутствовать в других шахтах. Также алюминиевый или железный порошок может загореться, если подвергнется окислению. Некоторые микроорганизмы катализируют реакцию окисления и выделяют тепло, которое превращается во взрывы.

2 Загрязнение воздуха из-за пыли, паров и дыма. Химические реакции, происходящие в процессе металлургии, приводят к образованию паров и дыма, в то время как пыль образуется в результате механического истирания.  Вдыхание пыли вызывает легкие проблемы, связанные с укреплением частей легких. Пыль, подобная асбесту, вызывает рак, поскольку она наносит ущерб легким, а также другим частям тела.  Пары и дым более опасны, чем пыль, из-за их небольшого размера и легкости, с которой они могут проникать в дыхательную систему организма.

3 Загрязнение земель, вызванное процессом добычи полезных ископаемых. Добыча полезных ископаемых – это процесс, посредством которого происходит извлечение ценных полезных ископаемых из земли. Она включает в себя в основном добычу тех полезных ископаемых, которые не могут быть получены искусственным путем или являются невозобновляемыми ресурсами. Но этот процесс может быть причиной многих экологических проблем, включая эрозию почвы, образование провалов, потерю биоразнообразия и загрязнение грунтовых и поверхностных вод.

Руды, полученные в процессе добычи, очищаются путем удаления нежелательных компонентов, известных как минералы ганга. Он имеет большую проблему с утилизацией, так как содержит пириты, которые подвергаются окислению и выделяют серную кислоту при воздействии воздуха или влаги.

Переработка различных металлургических шлаков, образующихся в процессе извлечения, рафинирования и легирования металлов, является экологической проблемой. Потому что, если с ними не обращаться должным образом, это приведет к огромному источнику отходов.  Поскольку рост индустриализации идет очень быстрыми темпами, площадь земель для засыпки этих шлаков сокращается во всем мире. Кроме того, отходы вызывают загрязнение воздуха, земли и воды. Поскольку шлаки образуются в большом количестве в пирометаллургическом процессе, соответствующие затраты на утилизацию становится все выше и выше. Это влияет на здоровье человека, поскольку растительность на загрязненных землях и зараженная вода потребляются людьми [27].

В основном токсичными элементами, присутствующими в шлаке, являются мышьяк, свинец, кадмий, кобальт, хром и никель. В ходе экологического испытания шлака делается вывод, что шлаки плавильни содержат 23,5 % мышьяка.  Остатки от сжигания содержат опасные вещества, такие как тяжелая вода и диоксины. Переработка этих опасных веществ обеспечивает долгосрочную безопасность для будущих перспектив.

Металлургическая промышленность несет ответственность за проблемы загрязнения окружающей среды. Проблема должна быть решена, и металлурги несут ответственность за защиту окружающей среды и здоровья человека от опасностей токсичности, связанных с производством высококачественных металлических изделий.  Окружающую среду можно защитить за счет повышения качества побочных продуктов промышленности и утилизации металлургических шлаков.  Эффективный способ предотвращения этих проблем – постоянно поддерживать свалки влажными. Сегодня посадка деревьев и выращивание кустарников служат защитой от ветра и предотвращают загрязнение воздуха.

Промышленные предприятия рассматривают возможность повторного использования отходов для сохранения природных ресурсов. Переработка отходов является наиболее эффективным вариантом сокращения образования металлургических отходов. Переработка шлака была успешной в различных отраслях промышленности, например, в черной металлургии и сталелитейной промышленности.

Поскольку защита и сохранение глобальной окружающей среды являются проблемой, переработка шлака является приоритет ученых.  Весь процесс включает в себя сохранение земель, заполненных отходами, в полезные продукты. Металлургическая промышленность направляет свои усилия на минимизацию и переработку шлаков в целях выполнения своей экологической ответственности.

Стратегия устойчивого развития подчеркивает взаимосвязь между промышленным развитием и охраной окружающей среды, экономическим ростом и социальной сплоченностью.  Хемоавтотрофные бактерии вызывают расщепление руд тяжелых металлов.  В некоторых отраслях промышленности принимаются санитарные меры для предотвращения попадания промышленных ядов через рот.  Который включает в себя смену одежды при входе или выходе на смену, тщательное мытье рук и лица перед едой, а также тщательное мытье и душе в конце рабочего периода [11].

Промышленность внедряет новые идеи и технологии для улучшения условий труда и снижения загрязнения окружающей среды.  Он взаимодействует с сообществом и информирует сотрудников, чтобы избежать несчастных случаев.  Отрасли промышленности участвуют в развитии металлургических технологий, понимая процесс кавитации. Технология получения стойких сплавов приводит к улучшению конструкции насоса и расширению спектра сложных применений.  Это может быть выполнено с использованием нержавеющего сплава, который аналогичен работе с материалами на основе кобальта Улучшенный кавитационно-стойкий сплав выдерживает длительную потребность в насосной промышленности. Новый материал способствует совершенствованию технологии и снижает затраты на техническое обслуживание.

Также рассмотрим производственный процесс низкоуглеродистого горячекатаного и холоднокатаного листового и рулонного проката различного назначения. Исходным материалом для производства холоднокатаных листов и рулонов служат горячекатаные полосы толщиной от 1,5 до 6,0 мм, шириной от 1250 до 2300 мм, свернутые в рулоны весом до 20 т, которые поступают из цеха горячей прокатки по конвейеру. Подкат должен соответствовать требованиям СТП-101-85 на горячекатаную полосу в рулонах. В цехе рулоны снимаются с конвейера мостовыми кранами и укладываются на склад для охлаждения. После охлаждения рулоны поступают в обработку. Технология производства представлена в приложении 3.

В цехе прокатывается полоса из следующих марок стали:

08Ю, 08кп, 08пс, по ГОСТ 9045-93;

08кп, 08пс, 08, 10кп, 10пс, 10, 15кп, 15пс, 15, 20кп, 20пс, 20, 25, по ГОСТ 1050-88;

Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, по ГОСТ 380-88.

Скорость полосы в непрерывных травильных агрегатах от 2 до 3 м/с. Для ускорения травления перед травильными ваннами установлены дрессировочные клети для ломки и разрыхления поверхности окалины.

Горячекатаные травленые листы.

Очистка полосы от окалины механическим способом и химическим путем в непрерывных травильных агрегатах;

Обрезка кромок и резка полосы на мерные длины, промасливание, укладка в пачку, увязка, взвешивание.

Холоднокатаные листы и полосы углеродистой и качественной сталей.

очистка полосы от окалины механическим и химическим путем в непрерывных травильных агрегатах;

холодная прокатка на непрерывном четырехклетевом стане до окончательной толщины от 0,6 до 2,5 мм;

отжиг рулонов при температуре от 620 до 720°С в одностопных колпаковых печах в азотной защитной атмосфере;

дрессировка полос с обжатием  от 1 до 3 процентов на дрессировочном стане;

обрезка кромок и резка полос на листы, сортировка листов, укладка в пачку, взвешивание пачки, упаковка и увязка пачки в агрегатах поперечной резки или продольная резка полос, контроль полос, смотка в рулоны, увязка, упаковка, взвешивание в агрегатах продольной резки;

отгрузка готовой продукции [20].

1 Технологический процесс травления листа

Исходным материалом для травления являются горячекатаные полосы, смотанные в рулоны, поставляемые цехом горячей прокатки (ЛПЦ–4). Поставка производится в соответствии с требованиями СТП-14-101-81-77 на горячекатаную полосу в рулонах для прокатки на стане холодной прокатки и для поставки в горячекатаном травленом виде.

На травление подаются полосы с пределом прочности не более 50 кг/мм2.

Травлению подлежат полосы из марок сталей, включенных в ГОСТ 9045-93; ГОСТ 1050-88; ГОСТ 380-88; ГОСТ 17066-80; ТУ 14-762-76; ТУ 14-1-3561-83 и аналогичных марок стали по техническим условиям.

Рулоны, поступившие из цеха горячей прокатки, должны иметь следующую маркировку:

номер плавки;

марку стали;

толщину и ширину полосы;

порядковый номер рулона;

назначение металла (х/к, г/к).

Для приема и складирования горячекатаных рулонов, поступающих из ЛПЦ – 4, в травильном отделении имеется склад горячекатаных рулонов емкостью 20 тысяч тонн. Бригадир склада горячекатаных рулонов производит контроль качества рулонов в плавке. На первом рулоне пишет мелом количество рулонов в плавке на последнем конец плавки. Машинист крана складирует плавку в штабель. Допускается складирование в несколько штабелей. Съем рулонов производится с горизонтального рольганга кранами, оборудованными клещевыми захватами. Складирование рулонов производится строго поплавочно. Не допускается смешивание  рулонов различных плавок. Если часть рулонов от плавки была снята в ЛПЦ-4, то при поступлении в ЛПЦ-5 рулоны должны быть поставлены к своей плавке. Перед подачей рулонов на приемные устройства стыкосварочного агрегата и НТА производят их осмотр. Рулоны с дефектами, мешающим прохождению полосы через агрегаты (телескопичные, смятые, с рваной кромкой и др.) и неустранимыми на ножницах №1 агрегатов, на стыкосварочный агрегат и НТА не задаются. Бракованные рулоны предъявляются работникам ЛПЦ-4 и ОТК ЛПЦ-4 для составления совместного акта и решения вопроса об их использовании в ЛПЦ-5 или возвращения в ЛПЦ-4 [25].

Задача рулонов в травление и сварка полос.

Металл, прокатанный с уширением, шириной более 1750 мм всех толщин, подкат для оцинковки толщиной 2,0 мм  всех  ширин задают в травление в первые двое суток работы электродов и ножей стыкосварочных машин.

Горячекатаные рулоны разрешается задавать в травление после выдержки на складе: подката для холоднокатаного металла и металла для ЛПЦ-7 не менее 16 часов. Всего остального металла не менее 40 часов.

Рулоны со склада с помощью электромостового крана подаются на загрузочный конвейер непрерывно-травильного агрегата и через подъемно-поворотное устройство и приемный конвейер транспортируются на кантователь, где кантуются в горизонтальное положение. С кантователя рулон сдвоенным поворотным устройством передается на подъемную платформу с тележкой. Платформа с тележкой, передвигаясь, надевают рулон на барабан разматывателя.

Подготовка  к задаче нового рулона производится параллельно с разматыванием рулона на другой позиции.

Рулон, надетый на барабан разматывателя, закрепляется подвижными сегментами барабана для предотвращения поворачивания.

Включением привода барабана разматывателя рулон поворачивается в положение, удобное для отгибания переднего конца полосы.

После установки рулона на разматывателе опускается нижняя рама подающих роликов, скребок отгибателя подводится к рулону. Включается привод барабана и передний конец полосы подается на скребковый отгибатель. Затем отводится скребок, поднимается нижняя рама правильно подающих роликов и полоса прижимается к верхнему приводному ролику. Вращением верхнего приводного ролика полоса подается в тянущие ролики №1.

На второй позиции разматывателя подготовка рулона к задаче в агрегаты производится аналогично.

После разматывания последнего витка предыдущего рулона передний конец последующего рулона подается в тянущие ролики номер 1.

Тянущие ролики с номерами 1, 5, 8, 9 настраиваются путем изменения зазора между роликами в зависимости от толщины металла.

Тянущими роликами номер 1 полоса подается в правильную машину номер 1. Для обеспечения качественной правки полос необходимо производить настройку рабочих роликов машины в зависимости от толщины полосы и марки стали. Направление переднего конца полосы создается нижним направляющим роликом после настройки машины. Нижний направляющий ролик устанавливается под нижним рабочим роликом в пределах от 0 до 5 мм (визуально).

Выправленная в правильной машине полоса по рольгангу поступает к тянущим роликам номер 2, которыми подается на ножницы номер 1 для обрезки переднего и заднего концов рулона. Величина обрези концов полос должна быть в соответствии с таблицей 3.

Таблица 3 Величина обрези концов

 

Обрезанные концы удаляются посредством опускающихся столов в короба для обрези. При обнаружении после обрезки концов полос, в указанных номерах, дефектов: расслой, серповидность складки, разнотолщинность, глубокие надавы производится дополнительная обрезь концов до удаления дефектов. О количестве дополнительной обрези делается отметка в первичных документах АСУ, вызываются представители ЛПЦ-4, если дефект произошел по их вине, то составляется акт.

Полоса должна быть обрезана под прямым углом, не иметь загибов, заусенцев, рванин от выкрошки ножей.

Разнотолщинность полос после обрезки концов не должна превышать 20 мм, косина реза – не более 2 мм.

Контроль за качеством подготовки концов полос к сварке осуществляется оператором сварочной машины. Кантовка ножей производится одновременно с кантовкой электродов, т.е. 2 раза в неделю.

Полоса по рольгангу подается в тянущие ролики номер 3. Далее полоса поступает к стыкосварочной машине, на которой производится сварка конца предыдущей полосы с передним концом последующей полосы. Операция сварки производится в соответствии с требованиями инструкции ТИ-101-II-ХЛ5-154-85 по сварке полос на стыкосварочной машине.

В случае недоброкачественной сварки дефектный шов вырезается на ножницах и производится повторная сварка.

При эксплуатации электроды сварочной машины должны периодически, через 2¸3 цикла сварки, зачищается от налипающих частиц металла зачистной машиной. Остатки частиц сдуваются сжатым воздухом. При необходимости зачистка производится через 1 шов.

Периодически (на контрольных швах) проверяется разнотолщинность концов стыкуемых полос замерами ее толщины по кромке и качество сварных швов (визуально).

После сварки полоса поступает в гратосниматель, где шов зачищается от грата. Высота зачищенного шва должна выдерживаться в пределах плюс/минус 0,10 мм по отношению к толстому концу полосы.

Перед и за градоснимателем установлены приспособления для сдува с полосы шлака и срезанного грата. Сдув грата и шлака производится сжатым воздухом.

Сваренная на стыкосварочной машине полоса тянущими роликами номер 5 подается в петлевую яму номер 1. В яму разрешается сбрасывать от 1 до 3 полос (в зависимости от толщины металла). Во всех случаях яма должна быть заполнена водой не менее 1/3 ее глубины. Все операции до сварки полос производятся на заправочной скорости. Подача металла в петлевую яму номер 1 производится на рабочей скорости. Из петлевой ямы номер 1 полоса через отбойные ролики, правильную машину номер 2 и изгибатель вытягивается дрессировочной клетью «кварто».

Задача полосы в дрессировочную клеть.

Полоса из петлевой ямы номер 1 через правильную машину номер 2 и изгибатель подается в натяжное устройство, расположенное перед дрессировочной клетью. Первоначально передний конец полосы с помощью специального троса задается в натяжное устройство, после чего поступает к валкам дрессировочной клети.

Настройка клети должна обеспечить:

требуемое обжатие для разрушения окалины и выправления профиля полосы;

отсутствие  дефектов на полосе в процессе дрессировки;

на первой полосе после перевалки валков проверить точность настройки валков. Для чего:

пропустить через валки передний конец полосы до создания натяжения вторым натяжным устройством;

ослабить натяжение, осмотреть профиль полосы (на коробоватость) и скобой установить величину обжатия;

в случае коробоватости по краям полосы опустить оба нажимных винта;

в случае волнистости по краям полосы поднять оба нажимных винта;

при волнистости с одной стороны поднять нажимной  винт со стороны   волнистости.

Процесс дрессировки производится с целью разрушения окалины, ускорения процесса травления в кислотных ваннах и для выправления профиля полосы.

Загрузка дрессировочной клети производится исходя из условий загрузки электродов стыкосварочных машин с соблюдением монтажности по убывающей ширине (в разрезе кампании рабочих валков).

Разрешается отклонение от монтажности по ширине, если до задачи более широкого металла дрессированная клеть работала с обжатием до 1 процента, при этом допускается объем производства не более 100 тонн. Величина обжатий при дрессировке должна составлять: подкат для четырех-клетевого стана от 2 до 5 процентов.

---

1  2  3  4