Анализ опасных и вредных факторов на производственном участке

Введение

Основными опасными и вредными факторами литейного производства являются выделения теплоты, пыли, токсических газов, аэрозолей, движущиеся машины и механизмы, подвижные части производственного оборудования.

При плавке чугуна в воздух рабочей зоны выделяются оксид железа, диоксид кремния, диоксид серы и т. д. Плавильные агрегаты, залитые формы в процессе остывания являются активными источниками выделения окиси углерода.

Для поддержания допустимого значения вредных веществ в воздухе рабочей зоны необходима как общеобменная, так и местная вентиляция, которая должна быть достаточно эффективна. Разработка всех этих и других мероприятий входит в круг задач выпускной квалификационной работы.

В данной выпускной квалификационной работе поставлена задача: проанализировать опасные и вредные производственные факторы на участке плавки и заливки, выявить причины их возникновения и разработать мероприятия по устранению вредных производственных факторов или уменьшению их влияния на здоровье человека.

1. Анализ опасных и вредных факторов на производственном участке

1.1 Анализ производственного помещения, технологического процесса и оборудования Помещение литейного цеха имеет длину 96 м, ширину 45 м и высоту 10 м. Окна располагаются на северной и южной стороне на высоте 2 метра от пола, высотой 3 метра и шириной 6 метров.

План литейного цеха представлен на рисунке 1.2.

В литейном цехе находится:

— землеприготовительный участок;

— формовочный участок;

— участок плавки и заливки;

— участок приготовления стержней;

— обрубочный участок;

— участок складирования изделий.

Техпроцесс получения отливки корпус ДN 150 из серого чугуна СЧ-15.

Отливка детали предназначена для выравнивания и поддержания температуры по всему объему (например используют для регулировки температуры в сушильных камерах).

Отливка «корпус» является технологической операцией.

Она имеет простой разъем и для получения внутренней поверхности необходим один стержень простой конфигурации.

Так как выпуск этих отливок исчисляется тысячами, то наиболее целесообразно формовку производить в разовую песчано — глинистую форму на формовочных машинах с последующей сборкой форм на литейном конвейере. Стержни получают на пескострельных машинах по горячей оснастке, что позволяет полностью обеспечить их потребность для производства отливок. Стержни транспортируют контейнерами при помощи крана на литейный конвейер, где и производится их простановка.

Формовочная смесь готовится в бегунах модели 114 коткового типа и состоит из 80% отгоревшей земли 20% песка и 8−10% глинистой составляющей. Из землеприготовительного отделения смесь подается по системе ленточных транспортеров в бункеры над формовочными машинами.

Сборка форм производится при двигающемся конвейере и после их пригрузки грузоукладчиком производится их заливка.

Плавка металла производится в индукционных печах тигельного типа с кислой футеровкой (98% SiO2). Тип печи ИЧТ 6 — индукционные тигельные, объемом 6 т.

После расплавления чугуна и доводки его до определенного химического состава и температуры металл наливают в раздаточный ковш барабанного типа вместимостью 1,2 т. Раздаточный ковш краном подается на кантователь, где металл разливают в разливочные ковши вместимостью 70 кг. Разливочные ковши по монорельсу транспортируются на заливочную площадку, двигающуюся синхронно с литейным конвейером, где и производится заливка форм.

После остывания форм в укрытии литейного конвейера производится выбивка отливок на выбивной решетке, где горелая земля и отливки отделяются друг от друга. Горелая земля транспортируется системой лент конвейеров и элеватором бункера горелой земли над бегунами.

Отливки транспортируются в обрубное отделение, где в галтовочных барабанах производится их очистка от пригара. Заточка остатков литниковопитающей системы производится на заточных станках. После обрубки литьё поступает на склад готовой продукции.

Рисунок 1.1 — Корпус затвора DN 150

Рисунок 1.2 — План литейного цеха.

В литейном цехе произведен анализ опасных и вредных факторов на участке плавки и заливки.

Расчеты производятся около печи ИЧТ 6, рабочее место плавильщик металла.

Рисунок 1.3 — План участка плавки и заливки Современная печь рассматриваемого типа представляет собой своеобразный электрический трансформатор, первичная обмотка которого, называемая индуктором; короткозамкнутой вторичной обмоткой является нагреваемая и плавящаяся шихта. Вода, охлаждающая индуктор, отводит теплоту, которая возникает в нем в результате потерь от проходящего по нему тока, а также теплоту, передаваемую индуктору от нагреваемого металла. Печи этого типа являются наиболее универсальным металлургическим агрегатом, чем печи с сердечником.

Сверху индукционные печи накрыты крышками. На пульте управления печами установлены кнопки для дистанционного управления работой механизма подъема и поворота крышки печи.

1 — индуктор; 2 — тигель; 3 — каркас; 4 — поворотная ось; 5 — плавящийся металл.

Рисунок 1.4 — Схема индукционной печи.

1 — индуктор; 2 — тигель; 3 — металл.

Рисунок 1.5 — Конструкция индукционной печи (стрелками указано направление перемещения металла).

Таблица 1.1 — Основные технические данные печи ИЧТ 6

1.2 АНАЛИЗ ОПАСНЫХ И ВРЕДНЫХ ФАКТОРОВ НА УЧАСТКЕ ПЛАВКИ И ЗАЛИВКИ Настоящая оценка условий труда проводится на основании руководства Р 2.2.755 — 2005 «Гигиенические критерии оценки и классификация условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса».

Концентрация вредных веществ, содержащихся в воздухе на участке плавки и заливки, и ее ПДК указаны в таблице 1.2.

Таблица 1.2 — Концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны и их ПДК

Из таблицы 1.2 видно, что концентрация диоксида серы выше ПДК в 1,2 раза; диоксида марганца — 1,5; оксид железа (???) — 1,2; диоксид кремния- 1,1, следовательно, работа местной вентиляции является не достаточно эффективной.

Класс условий труда по концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны — 3.1.

Работа в данном цехе относится к работе средней тяжести (II б). Средствами нормализации микроклиматических условий являются местная и общеобменная вентиляция, отопление.

Вентиляция производственных помещений производится для удаления тепла из помещений. Для обеспечения естественной вентиляции в литейном цехе помещения выполняются с аэрационными фонарями.

Параметры воздуха рабочей зоны и их допустимые значения на участке приведены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 — Параметры воздуха рабочей зоны на данном участке и их допустимые значения

Из таблицы 1.3 видно, что температура воздуха рабочей зоны в холодный период года ниже нормы, следовательно, работа отопления не достаточно эффективна.

Общеобменная вентиляция работает круглый год.

Скорость воздуха рабочей зоны не превышает нормативные значения.

Относительная влажность не превышает допустимые значения.

Класс условий труда по микроклиматическим параметрам:

— в теплый период года — 2;

— в холодный период года — 3.1.

В данном помещении применяется общее искусственное освещение. Литейное производство относится к зрительным работам VI разряда со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах.

При недостаточной освещенности и напряжении зрения состояние зрительных функций находится на низком функциональном уровне, в процессе выполнения работы развивается утомление зрения, понижается общая работоспособность и производительность труда, возрастает количество брака, повышается опасность производственного травматизма. Низкая освещенность способствует развитию близорукости, нистагма.

По СНиП 23−05−95 норма минимальной освещенности в помещении Eн= 200 лк.

Тип лампы, применяемой в данном помещении — ДРИ 250. Характеристики дуговой ртутной лампы с излучающими добавками: мощность W=250 Вт, световой поток Ф =18 700 лм. Тип светильника ГСП 05×250 (сокращенное обозначение — светильник с одной лампой ДРИ мощностью 250 Вт, подвесной для промышленных предприятий, серии 05).

Число светильников N=24.

Высота подвеса светильников над рабочей поверхностью 8,5 м.

Расположение светильников представлено на рисунке 1.4.

а — расстояние между стеной и светильником, м; l — расстояние между светильниками, м; b — расстояние между колоннами, м.

Рисунок 1.6 — Схема расположения светильников Фактическая освещенность составляет 229 лк.

В цехе предусмотрено аварийное освещение, которое обеспечивает освещенность не менее 10% от норм рабочего освещения.

Класс условий труда по освещению — 2.

Среди многочисленных проявлений неблагоприятного воздействия шума на организм можно выделить снижение восприятия речи, неприятные ощущения, развитие утомления и снижение производительности труда и, наконец, проявление шумовой патологии.

Значение эквивалентного уровня звука составляет 80 — 1,2 = 78,8 дБА, (1,2 — поправка, дБ).

Фактическое значение уровня звука меньше ПДУ (ПДУ = 80 дБА).

Класс условий труда по уровню шума на данном участке — 2.

льтрафиолетовое излучение представляет собой невидимое глазом электромагнитное излучение, занимающее в электромагнитном спектре промежуточное положение между светом и рентгеновским излучением.

От индукционных печей выделяется также тепловое облучение.

На данном участке рабочий находится в 1,5 м от центра отверстия печи в течение 160 минут за смену.

Наибольшая интенсивность теплового облучения :

— при рафинировании металлов, снятии шлака и заливки пробы (60 минут в течение смены);

— при разливке металла по ковшам (100 минут в течение смены).

Класс условий труда по тепловому облучению на рабочем месте — 3.1.

Основными опасными факторами на участке плавки и заливки являются:

— повышенная температура поверхностей оборудования;

— повышенное напряжение электрического тока;

— ожоги от брызг металла, наличие жидких продуктов плавки;

— движущиеся и вращающиеся части оборудования;

— грузоподъемные механизмы;

— интенсивное тепловое излучение;

— взрывоопасность.

Анализ тяжести и напряженности трудового процесса. Баланс смены.

Таблица 1.4 — Баланс смены (в соответствии со среднегодовым пооперационным сменным балансом рабочего времени)

Таблица 1.5 — Оценка тяжести трудового процесса

Таблица 1.6 — Оценка напряженности трудового процесса

Итоговая оценка класса условий труда.

Таблица 1.7 — Итоговая таблица по оценке условий труда работника по степени вредности и опасности

2 Анализ несчастных случаев при эксплуатации оборудования Расследование и учет несчастных случаев на ОАО «Косогорском металлургическом заводе» проводится в соответствии с «Положением о расследовании и учете несчастных случаев на производстве», введенным в Трудовом кодексе РФ и «Положением об особенностях расследования несчастных случаев на производстве в отдельных отраслях промышленности», введенном в действие приказом гендиректора от 15.01.2003 г. № 9.

Все несчастные случаи регистрируются в журнале регистрации несчастных случаев на производстве.

Все несчастные случаи тщательно расследуются, выявляются причины, обсуждаются на рабочих собраниях, на ежемесячных подведениях итогов у директора по производству.

На «КМЗ» наблюдается тенденция по снижению травматизма:

2003 год — 15 НС;

2004 год — 14 НС;

2005 год — 8 НС;

2006 год — 4 НС.

Для анализа травматизма используют коэффициенты:

1) коэффициент частоты НС Кч — это число пострадавших П при НС за отчетный год, приходящееся на 1000 работающих в среднем за отчетный год;

Кч = 1000П/С где С — среднее число работающих;

2) средняя продолжительность нетрудоспособности в днях (коэффициент тяжести травматизма) Кт = Д/П, где Д — сумма дней нетрудоспособности всех пострадавших за отчетный период, за исключением погибших и ставших инвалидами, которые учитываются отдельно.

2003 год — Кч = 2,5; Кт =10;

2004 год — Кч = 2,3; Кт = 9,6;

2005 год — Кч = 1,3; Кт = 8,1;

2006 год — Кч =0,7; Кт = 5,4.

Причины НС, произошедших за 2003 — 2006 года на данном предприятии:

1) неосторожное действие пострадавшего — 5 случаев;

2) нарушение требований инструкций по ОТ пострадавшим — 9 случаев;

3) болезненное состояние пострадавшего — 3 случая;

4) недостатки в обучении безопасным приемам работ — 10 случаев;

5) плохое состояние территории в связи с погодными условиями — 1 случай;

6) неправильные приемы в работе — 6 случаев;

7) неправильная организация и содержание рабочего места — 2 случая;

8) нарушение технологического процесса — 5 случаев.

В литейном цехе № 3 за период с 2003 по 2006 год зафиксировано 2 несчастных случая, относящихся к разряду тяжелых.

В качестве примера можно рассмотреть НС, произошедшего 28 мая 2004 года с крановщиком в цехе № 3.

28 мая 2004 года в смене с 0−00 до 08−00 мастером Гагариным В. А. бригаде заливщиков было выдано задание на заливку плитовых холодильников для доменного цеха. Разливка чугуна производилась разливщиками Токаревым Е. В. и Замараевым А. Л. при помощи мостового крана № 3, машинистом которого был Сурков В. А. Змеевики холодильников, согласно технических условий в процессе заливки продувались сжатым воздухом с помощью гибкого шланга, подключенного к одному из выходных концов змеевика.

Для контроля за перемещаемым грузом (ковш с расплавленным металлом), ввиду плохой обзорной видимости через загрязненное остекление кабины крана Суркову В. А. периодически приходилось выглядывать через открытое переднее стекло на место производство работ.

В конце заливки первой холодильной плиты из отверстия выпора, произошел выброс горячей окалины и металла в сторону кабины крана, находившейся в непосредственной близости от заливаемого холодильника.

В результате машинист Сурков В. А. получил термический ожог роговицы и кончиков склеры края нижнего века и контузию правого глаза. Данная травма в соответствии с медицинским заключением относится к категории тяжелых производственных травм. После расследования НС на производстве составляется акт формы Н — 1 (Приложение 1).

Причинами этого НС стали:

1) производство работ (изготовление холодильных плит для доменных печей) по технологической инструкции, не определяющей порядок и условия безопасного ведения производственного процесса в части рационального размещения производственного оборудования и организации рабочих мест, обозначения опасных зон производства работ.

2) недостаточный надзор за соблюдением работниками требований инструкций по ОТ со стороны мастера участка.

В данном случае виноват мастер участка, т. к. он является ответственным за безопасное производство работ кранами и ведение технологического процесса.

Для снижения несчастных случаев на данном рабочем месте необходимо:

— следить за загрязнением остекления кабины;

— проводить визуальный осмотр оборудования перед началом работы;

— переработать технологические инструкции;

— выдать крановщикам защитные щитки;

— ознакомить всех работников с обстоятельствами и причинами несчастного случая.

3 МЕРОПРИЯТИЯ ПО УСТРАНЕНИЮ ОПАСНЫХ И ВРЕДНЫХ ФАКТОРОВ НА УЧАСТКЕ ПЛАВКИ И ЗАЛИВКИ

3.1 Мероприятия по обеспечению допустимых микроклиматических условий на участке плавки и заливки Для снижения скорости воздуха в помещении необходимо предупредить возникновение сквозняков, установить воздушную завесу.

Произведем расчет двусторонней воздушной завесы, представленной на рисунке 3.1. Ширина ворот в литейном цехе 3 м, высота ворот — 3,2 м.

где Н — высота ворот.

Рисунок 3.1 — Двусторонняя воздушная завеса.

Рисунок 3.2 — Расположение воздушной завесы Температура наружного воздуха в холодное время года минус 14? С.

Разность плотности наружного и внутреннего воздуха при максимальном давлении 10 Па определяется по формуле:

?р = 0,005· ?t, (3.1)

где ?р — разность плотности наружного и внутреннего воздуха, кг? м?;

?t — разность температур наружного и внутреннего воздуха, ?С.

?t = tв — tн, (3.2)

где tв — температура рабочей зоны, ?С;

tн — температура наружного воздуха в холодное время года, ?С.

?t = 18 + 14 = 32? С.

?р = 0,005· 31 = 0,16 кг? м?.

Принимается воздушная завеса с внутренним воздухозабором. Ширина щели определяется из условия, что площадь щели составляет 1?30 — 1? 40 площади проема:

bo = Н? 30, (3.3)

где bo — ширина щели, м;

Н — ширина ворот, м.

bo = 3? 30 = 0,1 м.

Скорость струи на выходе из щели определяется по формуле:

(3.4)

где vо — скорость струи на выходе из щели, м? с;

r — полуширина «ядра струи», м;

у1 и х1 — координаты точки, через которую проходит ось струи завесы;

— плотность воздуха, кг? м?.

Принимаем r = 0,21 м, у1 = - 0,21 м, х1 = Нвор = 3 м.

м? с.

Безразмерная координата при у?? r и S = 3,15 м, определяется по формуле:

у?? 0,5•bs = r? (0,15•0,416•S), (3.5)

у?? 0,5•bs = 0,21? (0,15•0,416•3,15) = 0,32.

По графику, показанному на рисунке 3.3, определяется среднее интегральное значение числового коэффициента.

Рисунок 3.3 — График зависимости интегральных значений коэффициентов аоп и аол Средний интегральный коэффициент рассчитывается по формуле:

(3.6)

где аоп — среднее интегральное значение числового коэффициента;

?оп — средний интегральный коэффициент.

Температура воздуха, подаваемого в завесу, определяется по формуле:

(3.7)

где to — температура воздуха, подаваемого в завесу, ?С;

tв — температура воздуха рабочей зоны, ?С;

?оп, ?в.п., ?н.п. — средние интегральные коэффициенты;

tн — температура наружного воздуха, ?С.

По графику показанному на рисунке 3.4, определяются средние интегральные коэффициенты.

Рисунок 3.4 — График зависимости интегральных значений коэффициентов? в. п и? н.п.

?С.

Т. е. нужен подогрев на 31 — 14 = 17? С.

Расход воздуха на 1 м длины щели определяется по формуле:

Lо = vо•bо•1, (3.8)

где Lо — расход воздуха, м3? с;

vо — скорость струи на выходе из щели, м? с;

bo — ширина щели, м.

Lо = 5,9•0,1•1 = 0,59 м³? с.

Общий массовый расход воздуха при длине щели равной ширине ворот определяется по формуле:

Gз = Lо•lщ•3600•?o, (3.9)

где Gз — общий массовый расход воздуха, кг? ч;

Lо — расход воздуха, м3? с;

lщ — длина щели, м;

о — плотность воздуха, кг? м?.

Gз = 0,59•3,2•3600•1,2 = 8 156 кг? ч.

Затраты тепла на подогрев воздуха определяются по формуле:

Q?з = Сp • Gз• (t о — tвх), (3.10)

где Q? з — затраты тепла на подогрев воздуха, кДж? ч;

to — температура воздуха, подаваемого в завесу, ?С;

tвх — температура воздуха, входящего в калорифер установки, ?С.

Q?з = 1 • 8 156 • (32 — 14) = 146 811 кДж? ч = 40 кВт.

На плавильном участке производятся работы с существенным выделения тепла.

Для уменьшения использования электроэнергии, можно собирать в резервуар воду, используемую для охлаждения индуктора печи, которая затем будет нагревать воздух подаваемый воздушной завесой.

Определение теплопоступлений.

а) теплопоступления от печей

Qпечи = 1000 · Nу · k · n, (3.11)

где Qпечи — теплопоступления от печей, Вт;

Nу — номинальная мощность печи ИЧТ 6; Вт;

k — коэффициент, учитывающий долю тепла, поступающего в помещение;

n — количество печей.

Qпечи = 1000· 100·0,2·2 = 40 000 Вт = 40 кВт.

Из расчета видно, что необходимо установить над печами вытяжные поворотные зонты с механической вытяжкой. Зонт следует делать с центральным углом раскрытия не более 60° и приемным отверстием, перекрывающим источник вредных выделений. Высота установки зонта 1 м.

Схема расположения поворотного зонта над печью представлена на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5 — Схема расположения зонта над печью ИЧТ 6

Расход подтекающей к зонту тепловой струи определяется по формуле:

(3.12)

где Lk — расход подтекающей к зонту тепловой струи, м?/ч;

Qk — часовое количество тепла, выделяемого источником, кДж? ч;

z — расстояние от нагретой поверхности до воздухоприемного сечения зонта, м;

Fи — площадь источника, м ?;

Fз — площадь сечения зонта, м ?.

м?/ч.

Так как z ‹ 2, 8 то площадь сечения зонта должна быть принята равной 1,4•Fи, что соответствует диаметру зонта 1400 мм [5, с. 134].

Расход отсасываемого воздуха от 2 печей ИЧТ 6:

Lз = Lк•2, (3.13)

где Lз — расход отсасываемого воздуха от 2 печей ИЧТ 6, м?/ч.

Lз = 7 136•2= 14 272 м?/ч.

б) теплопоступления от остывающего металла (продукции)

Qмат = [Gмат· C·(t1-t2)]/z, (3.14)

где Qмат — теплопоступления от остывающего металла (продукции), Вт;

G мат — количество остывающего металла, кг/ч;

С — теплоемкость материала, кДж/(кг· оС);

t1 = tнач — начальная температура материала, оС;

температура для теплого периода года:

t2 тп = 25 оС;

z — время, в течении, которого происходит остывание, ч.

Qмат. тп = [1 000· 0,18· (1000−25)] / 3= 58 500 Вт = 58,5 кВт.

Общие теплопоступления:

Qобщ = Qпечи + Qмат, (3.15)

Qобщ = 40 000 + 58 500 = 98 500 Вт = 98,5 кВт.

Необходимый воздухообмен при теплопоступлениях:

L? = Q/[C?(ty-tн)], (3. 16)

где L?- воздухообмен при теплопоступлениях, м3/ч;

Q — общие теплопоступления в помещении, кДж/ч;

C — теплоемкость воздуха, кДж/кг?С;

? — плотность воздуха, кг/м3;

ty и tн — температуры удаляемого и приточного воздуха, ?С.

L = 98,5· 3 600/[1· 1,2·(38−22,2)] = 18 702 м3/ч.

Количество воздуха проходящего через систему вентиляции или вентилятор, определяют по формуле:

(3. 17)

где Lв — количество необходимого вентиляционного воздуха, м3/ч;

tв — температура воздуха в рабочей зоне помещения, С;

t — температура воздуха, проходящего через вентилятор, С.

м3/ч.

Приток и удаление воздуха в помещение литейного цеха осуществляется проточной камерой 2ПК 20 с оросительной секцией.

Пользуясь характеристиками вентиляторов, которые были заложены в существующем проекте, выбирается вентилятор В — Ц4−70 — 10 — вентилятор радиальный.

3.2 Мероприятия по защите рабочих при тепловом облучении Воздушное душирование следует предусматривать на постоянных рабочих местах с интенсивностью облучения 350 Вт и более. Воздух,

выходящий из душирующего патрубка, должен омывать голову и туловище человека с равномерной скоростью и иметь одинаковую температуру.

Определяется отношение разности температур Рт по формуле:

Рт =, (3.18)

где tр. з — температура в рабочей зоне, оС;

tр — нормируемая температура воздуха на рабочем месте, оС;

tо — температура воздуха на выходе из душирующего патрубка, оС;

tо = tохл +tп (здесь tохл — температура воздуха на выходе из оросительной камеры после адиабатического охлаждения, оС, tохл =17 оС; tп — нагрев воздуха в вентиляторе и воздуховодах между оросительной камерой и душирующим патрубком — принимается не менее 1,5 оС),

tо = 17 + 1,5 = 18,5 оС.

Рт =

Принимается к установке душирующий патрубок ППД и по таблице XIV.8 определяются коэффициенты n = 4,5 и m = 6,3.

Рисунок 3.6 — Душирующий патрубок с верхним подводом воздуха, расположение воздушной завесы.

Площадь выходного сечения патрубка определяется по формуле:

Fо = (3.19)

где х — расстояние от душирующего патрубка до рабочего места, м;

х = 2 м.

Fо =м 2.

Устанавливается ближайший патрубок ППД — 10 с Fо = 0,41 м 2.

Определяется скорость движения воздуха на выходе из патрубка по формуле:

vо = (3.20)

где vр — скорость движения воздуха, м/с;

vР = 1,5 м/с (скорость движения воздуха при тепловом облучении 600 — 1200 Вт/м2).

vо = м/с.

Объемный расход воздуха, выходящего из душирующего патрубка определяется по формуле:

L = 3600· Fo · vо, (3.21)

Объемный расход воздуха, выходящего из душирующего патрубка, составит:

L = 3600· 0,41·1,9=2804 м3/ч.

При тепловом облучении необходимо применять средства индивидуальной защиты.

Костюм для рабочих горячих цехов, представленный на рисунке 3.6 состоит из двубортной широкого покроя куртки и брюк. Спецодежду рабочих горячих цехов изготавливают из сукна.

Для защиты головы от перегрева и ожогов применяют шляпы с широкими полями из войлока или грубого сукна.

Для защиты ног применяют специальную обувь. Обувь должна легко сниматься с ноги и иметь застежки (но не шнуровки). Обувь должна иметь подошву хромового дубления (но не резиновую). Для уменьшения скольжения ходовая часть подошвы выполняется рифленой.

Для защиты лица и глаз используют щитки из органического стекла.

Для снижения теплового облучения необходимо увеличить расстояние между рабочим и источником излучения.

Для защиты работающих от теплового потока используют теплозащитные устройства. В данном случае печи оборудованы защитными экранами. Средства защиты должны обеспечивать интенсивность теплового потока на рабочих местах не более 140 кВт? м?.

Одним из основных средств защиты от теплового излучения является тепловая изоляция плавильных и раздаточных печей. Тепловая изоляция плавильных и раздаточных печей может быть теплоотводящая (устройство, охлаждаемое из металлической сетки или из металлических цепей), теплопоглощающая (устройство из стальных заслонок или щитов, облицованных асбестом, легковесом и др.).

3.3 Мероприятия по охране труда на участке плавки и заливки Мероприятия по технике безопасности на участке плавки и заливки следующие:

Каркас индукционной печи изолирован от витков индуктора.

Кабели, подводящие ток к индуктору печи, изолированы и ограждены.

Механизм наклона печи снабжен ограничителем наклона печи и тормозом, обеспечивающим немедленную остановку печи во время ее наклона в любом положении, а также остановку печи во время ее наклона в случае перерыва в питании электроэнергией.

Осмотр и ремонт оборудования, расположенного под печью, в поднятом положении печи допускается только при условии дополнительного крепления поднятой печи с помощью специальных и устойчивых упоров.

Контроль за непрерывным поступлением воды в индуктор печи производится визуально и при помощи специальных приборов, автоматически отключающих печь в случае перебоя в подаче охлаждающей воды.

Рабочая площадка печи по всему периметру ограждена перилами высотой 1,5 м со сплошной отбортовкой по низу — 0,25 м. Пол рабочей площадки покрыт электроизолирующим настилом.

Запрещается подача влажной шихты и ферросплавов в расплавленную ванну при догрузки печи.

Металлический инструмент, применяемый при обслуживании индукционных печей имеет электроизолированные ручки.

Открытые индукционные печи оборудованы вытяжной аспирационной системой, а рабочие площадки — устройствами для воздушного душирования Плавильщик перед началом работы должен проверить исправность оборудования плавильных печей и всех агрегатов. Все электрооборудование должно быть заземлено.

Запрещается включать электропечи без разрешения мастера, оставлять включенные печи без присмотра, вынимать тигель из включенной печи, хранить около агрегата масляные тряпки и обтирочные концы.

Нельзя допускать перегрева расплава, так как в этом случае возможен выброс его через вентиляционные каналы. В случае вытекания расплава из тигля печи необходимо выключить печь, а вытекший расплав засыпать песком.

3.4 Безопасность эксплуатации оборудования

Наиболее вероятными и опасными являются случаи ожогов. Не исключена возможность ушибов и ранений при падении элементов оборудования (вылет клиньев, подкладок, штампов).

Так же травмы могут произойти при неправильных приемах работы на подъемно-транспортных операциях, при разрыве трубопроводов.

Для защиты рабочего от теплового излучения и попадания брызг металла на пульте управления необходимо установить экран из жаропрочного стекла толщиной 20 мм, высотой 1 м и шириной 1 м.

Рисунок 3.12 — Рабочее место плавильщика около пульта управления печью Расчетная схема представлена на рисунке 3.13. Усилие P приложено в середине экрана. Экран выполнен из прозрачного стекла, помещенного в металлическую рамку. Усилие изгибает стекло относительно боковых сторон рамки, а также верхней и нижней сторон. Поэтому реакции в каждой из сторон будут равны P/4.

Рисунок 3.13 — Схема расчета экрана на изгиб при статической нагрузке Так как усилие, приложенное к стеклу экрана, воспринимается боковыми, верхней и нижней сторонами рамки, то суммарное напряжение в стекле определяется по формуле:

(3.22)

где? — суммарное напряжение при изгибе стекла, Па;

?x — напряжение при изгибе стекла относительно оси X (относительно боковых сторон рамки), Па;

?z — напряжение при изгибе стекла относительно оси Z (относительно верхней и нижней сторон рамки), Па.

Наибольшее напряжение при изгибе стекла относительно оси X возникает в точке «C», где происходит растяжение стекла. Напряжение определяется по формуле:

(3.23)

где Мх — изгибающий момент относительно оси Х, Н•м;

Yx — момент инерции сечения относительно оси Х, м4;

yмакс — расстояние от оси изгиба Х до наиболее удаленной точки (от точки «О» до точки «С»), м.

Изгибающий момент

(3.24)

где P — усилие, приложенное к середине экрана, Н;

l — длина экрана, м.

Момент инерции для прямоугольного сечения экрана относительно оси Х

(3.25)

где b — ширина экрана, м;

S — толщина экрана, м.

Расстояние yмакс равно половине толщины экрана сечения, то есть

(3.26)

Подставив значения параметров уравнений (3.27), (3.28) и (3.29) в уравнение (3.26) получим

. (3.27)

Аналогичным образом можно получить значение напряжения при изгибе экрана относительно оси Z.

. (3.28)

Подставив в уравнение (3.25) значения? х и? z из формул (3.30) и (3.31) получим

и упростив уравнение

. (3.29)

Па.

Максимальное напряжение на изгиб для оргстекла 1,8 МПа:

Таким образом экран толщиной 20 мм выдержит приложенную к нему силу в 400 Н.

4. Организация и оценка безопасности рабочего места

4.1 Организация рабочего места Организация рабочего места предусматривает систему мероприятий по созданию рабочему необходимых условий для безопасного, высокопроизводительного труда при наиболее полном использовании технических возможностей оборудования.

Рациональная планировка рабочих мест предполагает размещение оборудования, шкафов, оргоснастки, и приспособлений в зоне свободной досягаемости при минимальных перемещениях плавильщика.

Расположение оборудования, при котором плавильщику приходится выполнять большое число наклонов, поворотов и других движений недопустимо.

Имеются две кнопки «Стоп» красного цвета для аварийной остановки печи: на пульте управления и на щите управления печью.

Рисунок 4.1 — Расположение индукционных печей на участке

Рисунок 4.2 — Рабочее место плавильщика около пульта управления Инструкция для по охране труда для плавильщика металла и сплавов ИР 12 — 57 — 2005 (Приложение 2) выполнена в соответствии МИ Б — 5.5 — 01 — 2005 «Разработка положений о подразделениях, должностных и производственных инструкций».

Содержание инструкции сформировано на основе:

— ПБ 11 — 493 — 02 «Общие требования безопасности для металлургических и коксохимических предприятий и производств»;

— ПБ 11 — 551 — 03 «Правила безопасности в литейном производстве»;

— ПБ 11 — 552 — 03 «Правила безопасности в сталеплавильном производстве».

4.2 Оценка организации рабочего места в соответствии с антропометрическими данными плавильщика Максимальная эффективность при использовании технических устройств может быть достигнута лишь при соблюдении оптимальных соотношений между техническими характеристиками станка и психофизиологическими возможностями человека.

Целью антропометрической оценки является определение соответствия размеров рабочего места размерам тела человека.

Оценку производим по антропометрическим данным операторов, работающих в России (Московская область) на примере мужчины, размеры тела которого приведены в таблице 5.1 в качестве базовых.

Согласно этой таблице, рост среднестатистического мужчины — оператора составляет 168 см. Найдем интервал между максимальным ростом Mmax и минимальным Mmin, т. е. доверительный интервал по росту. Для этого воспользуемся следующими формулами:

Mmax = Мср +?. ?т и Mmin = Мср —?. ?т, (4.1)

где Мср — средний рост заданного контингента;

?т — среднеквадратичное отклонение (?т=5,8);

? — коэффициент, зависящий от процента охвата. Значения этого коэффициента приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 — Значения коэффициента, зависящего от процента обхвата.

Для нашего случая принимаем ?=2,00.

Mmax = 168 + 2. 5,8 = 179,6 см = 1796 мм

Mmin = 168 — 2. 5,8 = 156,4 см = 1564 мм.

Рассчитываем коэффициенты верхнего и нижнего отклонения по формулам:

(4.2)

.

(4.3)

.

Расчет антропометрических признаков ведем по формулам:

Xmax = MT + K1. ?т, (4.4)

Xmin = MT — K2. ?т, (4.5)

Результаты расчета представлены в таблице 4.2.

Рабочее место должно обеспечивать выполнение трудовых операций в пределах зоны досягаемости моторного поля (рисунок 4.3)

1 — оптимальная зона моторного поля; 2 — зона легкой досягаемости моторного поля; 3 — зона досягаемости моторного поля.

Рисунок 4.3 — Зоны досягаемости моторного поля.

Таблица 4.2 — Результаты расчета

4.3 Оценка СОИ и ОУ на соответствие их компоновки эргономическим требованиям Одним из важнейших этапов деятельности операторов является прием и переработка информации. В связи с этим очень высоки требования к СОИ, обычно используемых для одной или нескольких целей: для считывания количественных и качественных показателей; для контрольного считывания показателей; для установки регулируемого параметра.

Плавильщик пользуется пультом управления, а также щитом управления.

Рисунок 4.4 — Пульт управления Органами управления являются, в основном, кнопки. Имеется выключатель типа «Тумблер» и поворотный выключатель переключатель.

Управление наклоном и возвратом печи производится с пульта управления, представленного на рисунке 4.4. Включение маслонапорной установки производится нажатием на кнопку «включена» (загорается красная сигнальная лампочка). Для наклона печи переключатель универсальный ставится в положение «наклон». Когда электропечь доходит до крайнего положения, ограниченного конечным выключателем, прекращается наклон и загорается красная сигнальная лампочка. Для возврата электропечи универсальный переключатель ставится в положение «возврат». Электропечь возвращается в исходное положение, которое также фиксируется конечным выключателем, при этом загорается зеленая сигнальная лампочка. Отключение маслонапорной установки производится нажатием кнопки «отключена».

На пульте управления установлены также кнопки для дистанционного управления работой механизма подъема и поворота крышки печи.

На посту управления расположены щиты управления индукционными печами, представленный на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5 — Щит управления Рассмотрим каждые из ОУ более подробно.

Кнопочные выключатели и переключатели применяются для осуществления операций быстрого включения и выключения, для выбора нужного параметра, набора и ввода команд управления. Все кнопки, расположенные на щите управления печью, по назначению, размером и форме делятся на группы. Каждая из групп имеет свои функции (S1…-кнопки управления; S3…- переключатели режимов).

Аварийная кнопка (под ладонь), расположена на пульте, находится в зоне досягаемости моторного поля.

Условное обозначение органов управление составляется из букв и цифр. Цифры, как правило, являются порядковыми номерами, но для некоторых элементов первая цифра служит еще для определения специфического вида элемента.

Учет только эргономических характеристик отдельных приборов недостаточен, необходимо обеспечить их правильное взаиморасположение или компоновку. Расположение приборов должно отвечать требованиям максимальной надежности получения информации и удобству работы оператора.

Основная часть СОИ и ОУ располагается в центральном поле зрения оператора и воспринимается им в среднем с надежностью 0.8−0,9. Элементы пульта управления расположены по принципу конструктивного подобия.

Последовательно используемые ОУ расположены рядом друг с другом, что исключает лишних движений оператора.

Функционально связанные между собой СОИ расположены вблизи друг от друга функциональными группами таким образом, что рука оператора при манипуляции не закрывала индикатора: электролюминесцентные индикаторы расположены над реле времени.

В зоне легкой досягаемости моторного поля оператора находится лишь? часть пульта управления, в ней расположены все СОИ и часто используемые ОУ. В зоне досягаемости находятся лишь редко используемые ОУ (в том числе и аварийные).

5. Обеспечение санитарных условий, выдача лечебно — профилактического питания в литейном цехе

5.1 Выдача лечебно — профилактического питания в литейном цехе Работа в литейном цехе связана с вредными условиями труда, поэтому производится бесплатная выдача лечебно — профилактического питания в соответствии с постановление Минтруда РФ от 31 марта 2003 г. N 13 «Об утверждении норм и условий бесплатной выдачи молока или других равноценных пищевых продуктов работникам, занятым на работах с вредными условиями труда» (Приложение 3 — 6).

5.2 Обеспечение санитарных условий

В соответствии со статьей 223 Трудового кодекса обеспечение санитарно-бытового и лечебно-профилактического обслуживания работников организаций в соответствии с требованиями охраны труда возлагается на работодателя. В этих целях в организации по установленным нормам оборудуются санитарно-бытовые помещения, помещения для приема пищи, помещения для оказания медицинской помощи, комнаты для отдыха в рабочее время и психологической разгрузки; создаются санитарные посты с аптечками, укомплектованными набором лекарственных средств и препаратов для оказания первой медицинской помощи; устанавливаются аппараты (устройства) для обеспечения работников горячих цехов и участков газированной соленой водой и другое.

К системе социально-бытового обслуживания работников в организациях наряду с помещениями здравоохранения, общественного питания, торговли, предприятий службы быта, культурно-массового обслуживания относятся санитарно-бытовые помещения (гардеробные, душевые, умывальные, уборные, курительные места, места для размещения полу душей, устройств питьевого водоснабжения, помещения для обогрева или охлаждения, обработки, хранения и выдачи спецодежды).

Проектирование этих помещений производится согласно требованиям СНиП 2.09.04−87* «Административные и бытовые здания».

Санитарно-бытовые помещения для работающих, занятых непосредственно на производстве, должны проектироваться в зависимости от групп производственных процессов.

В санитарно — бытовом помещении литейного цеха гардеробная и душевая комнаты объединены в один блок.

Гардеробная имеет площадь 90 м, в ней расположены шкафы с запираемыми отделениями. У рабочих имеется по два отделения для чистой и рабочей одежды.

В душевой общей площадью 30 м расположены открытые душевые кабины в количестве 10 шт.

Уборные для мужчин и женщин раздельные они находятся в цехе, расстояние от рабочих мест не превышает 70 м. Уборные оборудованы напольными чашами и перегородками между ними высотой 1,5 м.

Рисунок 5.1 — Схема расположения санитарно — бытового помещения

6. Охрана окружающей среды

6.1 Характеристика выбросов литейного производства в атмосферу При плавке металла в воздух рабочей зоны выделяются оксид железа, оксид кремния, оксид серы и оксид углерода. При выбивке и очистки отливок выделяется пыль, содержащая до 90% двуокиси кремния. Плавильные агрегаты, сушильные печи, залитые формы в процессе остывания являются активными источниками выделения окиси углерода. В газах, удаляемых от литейного оборудования и выбрасываемых в атмосферу, содержатся пыль, состоящая в основном из мелкодисперсных частичек, содержание свободного оксида кремния в которых достигает 60%. Поэтому среди населения, прилегающих к заводу территорий, появляется возможность возникновения профессиональных пылевых заболеваний.

Пыль образуется в чугунолитейном производстве при приготовлении формовочных и стержневых смесей, выбивке и очистки литья. Запылённость измеряется массой пыли в единице объёма воздуха, мг/м3, или числом частиц в 1 м³ воздуха. Действие пыли на организм человека зависит от её состава и дисперсности, которая характеризуется размерами пылевых частиц.

Дисперсность влияет на глубину проникания пыли в дыхательные пути человека. Наибольшую опасность для организма человека представляет пыль с размерами пылевых частиц менее 10 мкм, так как более крупная пыль задерживается на слизистой оболочке верхних дыхательных путей.

Необходимо учитывать выделения вредных веществ как в воздухе рабочей зоны, так и выбросы в окружающую среду.

Очистке от пыли подвергается воздух, удаляемый от местных отсосов, в данном случае от вытяжных зонтов.

В таблице 6.1 приведены удельные количества выделяемых загрязняющих веществ в атмосферу.

Таблица 6.1 — Наименование и удельные количества выделяемых загрязняющих веществ

Расчет выбросов загрязняющих веществ производится по формуле:

Мвi = qi•Q·? · 10−3, (6.1)

безопасность санитарный рабочий место где Мвi — количество загрязняющих веществ, т? год;

qi — удельное выделение вещества на единицу продукции, кг? т;

Q — производительность агрегата, т? год;

? — поправочный коэффициент для учета условий плавки;

? — эффективность средств по снижению выбросов в долях единицы.

Количество выбросов загрязняющих веществ от пыли, содержащей диоксид серы:

Мв.с. =0,05· 1000·0,15·10 -3 = 7,5· 10 -3 т? год.

Количество выбросов загрязняющих веществ от пыли, содержащей оксид углерода:

Мв.уг. =0,12· 1000·0,15·10 -3 = 18· 10 -3 т? год.

Количество выбросов загрязняющих веществ от пыли, содержащей диоксид марганца:

Мв.м. =0,002· 1000·0,15·10 -3 = 0,3· 10 -3 т? год.

Количество выбросов загрязняющих веществ от пыли, содержащей диоксид кремния:

Мв.м. =0,06· 1000·0,15·10 -3 = 9· 10 -3 т? год.

Количество выбросов загрязняющих веществ от пыли, содержащей оксид железа (???):

Мв.м. =0,08· 1000·0,15·10 -3 = 12· 10 -3 т? год.

Максимально разовые выбросы определяются по формуле:

G = Mвi / T, (6.2)

где G — максимально разовые выбросы, г? с;

Мвi — количество загрязняющих веществ, т? год;

T — производительность, с.

Максимально разовые выбросы пыли, содержащей диоксид серы:

г? с.

Максимально разовые выбросы пыли, содержащей оксид углерода:

г? с.

Максимально разовые выбросы пыли, содержащей диоксид марганца:

г? с.

Максимально разовые выбросы пыли, содержащей диоксид кремния:

г? с.

Максимально разовые выбросы пыли, содержащей оксид железа (???):

г? с.

Таблица 6.2 — Наименование и расчетное количество загрязняющих веществ

6.2 Мероприятия по снижению выбросов вредных веществ в атмосферу Обеспыливание выбрасываемого из литейного цеха воздуха производится с помощью различного типа пылеосадительных устройств, различных по принципу действия и эффективности. К ним относятся пылеосадительные камеры, аппараты сухой инерционной и мокрой очистки, тканевые и электрические фильтры.

Из токсичных газов, выделяющихся при плавке металлов, сушке форм и стержней, заливке форм металлом на первом месте стоит СО. Основной способ уменьшения количества СО, поступающего в окружающее пространство, дожигание его до оксида углерода (IV). Больше сложности возникает при обезвреживании токсичных газов, отходящих от стержневых сушилок и установок, производящих стержни с использованием холоднотвердеющих смесей, и в других процессах, основанных на применении синтетических смол в составе формовочных и стержневых смесей. В состав этих газов входят различные альдегиды, ароматические углеводороды, спирты, оксид азота, серы, углерода и фосфора, аммиак, цианиды и другие вещества.

Существующие способы обезвреживания газов основаны на химическом связывании вредных веществ, их адсорбции и абсорбции и т. п. К одному из наиболее перспективных в настоящее время способов относится католическое окисление отходящих газов в контактных аппаратах на специальных катализаторах при температуре 200−500 ?С.

Очистка газовых выбросов от пыли литейных цехов может производится с использованием аппаратов мокрой очистки (пенный газопромыватель и барабанный вакуум-фильтр) и аппаратов сухой очистки (циклон).

Сухая очистка предпочтительнее мокрой, так как размещение пылеуловителей не зависит от температуры воздуха в месте их установки и нет необходимости в системе шламоудаления, отстойников и др.

Рисунок 6.1 — Циклон Принцип действия циклона, представленного на рисунке 6.1 применяемого в литейном цехе: газовый поток вводится в циклон через патрубок 2 по касательной к внутренней стороне поверхности корпуса 1 и

совершает вращательно — поступательное движение вдоль корпуса к бункеру 4. Под действием центробежной силы частицы пыли образуют на стенке циклона пылевой слой, который вместе частью газа попадает в бункер. Отделение частиц пыли от газа, попавшего в бункер, происходит за счет поворота газового потока в бункере на 180?. Освободившись от пыли, газовый поток образует вихрь и выходит из бункера, давая начало вихрю газа, покидающему циклон через выходную трубу 3. Для нормальной работы циклона необходима герметичность бункера. Если бункер не герметичен, то за счет подсоса наружного воздуха происходит вынос пыли с потоком через выходную трубу.

6.3 Размер санитарно-защитной зоны (СЗЗ) Предприятия, группы предприятий, их отдельные здания и сооружения с технологическими процессами, являющиеся источниками негативного воздействия на среду обитания и здоровье человека, необходимо отделять от жилой застройки санитарно-защитными зонами.

Санитарно-защитная зона (СЗЗ) отделяет территорию промышленной площадки от жилой застройки, ландшафтно-рекреационной зоны, зоны отдыха, курорта с обязательным обозначением границ специальными информационными знаками.