Работа посвящена совершенствованию методов уборки просыпей формовочной смеси и осевшей пыли в помещениях литейного производства с целью улучшения условий труда.
В различных отраслях промышленности при обработке, транспортировке, погрузке и разгрузке порошкообразных материалов, а так же при конденсации паров с содержанием твердого материала образуется большое количество мелких частиц. Наиболее высокодисперсные из них под воздействием окружающей газообразной среды переходят во взвешенное состояние, образуя аэродисперсную среду. В помещениях литейных производств образуются значительные выделения в рабочую зону помещений вредных веществ (пыли, газов, избыточной влаги и теплоты), что оказывает отрицательное воздействие на здоровье работающих, а также на срок службы оборудования и качество выпускаемой продукции.
Основными источниками образования просыпей формовочной смеси в литейном производстве являются нарушения технологической эксплуатации, некачественного и несвоевременного ремонта оборудования, а также операции связанные с переработкой, транспортировкой, погрузкой и разгрузкой формовочной смеси. К просыпи добавляется пыль, оседая из рабочей зоны, которая образуется в результате многих причин: несовершенства оборудования и технологии производства, отсутствия герметизации и аспирации источников пылевыделений, механизации и автоматизации трудоемких операций и применение сухих высокодисперсных материалов.
Вторичными источниками пылеобразования и выделение пыли в воздух рабочей зоны являются вибрация, движение воздуха, технологический транспорт, уборка просыпей формовочной смеси лопатами, очистка воздуховодов, оборудования, полов и т. п. вручную щетками, метлами или путем обдувки сжатым воздухом.
Пыль присутствует во взвешенном состоянии в помещениях литейного производства, оседает на пол, стены, металлоконструкции и т. п., неблагоприятно воздействует на организм человека, вызывая профессиональные заболевания, легочную и кожную патологию.
Степень опасности неблагоприятного действия пыли на организм характеризуется концентрацией пыли в воздухе и ее дисперсностью. Определенную роль играют физико-химические свойства пыли.
Пыль проникает в поры потовых и сальных желез, попадает на слизистые оболочки полости рта, глаз, верхних дыхательных путей, заглатывается в пищеварительный тракт, а мелкодисперсная пыль попадает в более глубокие участки органов дыхания (включая легкие).
Относительно крупные пылинки при вдыхании задерживаются в верхних дыхательных путях и постепенно удаляются оттуда со слизью, мелкая пыль проходит в легкие и оседает на длительный срок, вызывая поражение легочной ткани. Мелкая пыль при той же массе имеет большую поверхность соприкосновения с легочной тканью, поэтому она более активна. Высокодисперсная пыль представляет большую опасность, чем крупная, так как более длительное время находится в воздухе во взвешенном состоянии, что увеличивает вероятность попадания в организм человека.
Обеспылить промышленное помещение можно только одновременным осуществлением целого комплекса технологических и санитарно-технических мероприятий. Технологические мероприятия уменьшают общее число источников пылевыделения, а санитарно-технические устраняют пылевыделения от отдельных источников.
Из существующих методов, предназначенных для уборки значительного количества пыли и просыпи в крупных промышленных помещениях, являются стационарные вакуумные пылеуборочные системы. Они имеют большую производительность, надежность и удобство в эксплуатации, не требуют большого количества обслуживающего персонала и позволяют значительно уменьшить или полностью устранить вторичное пылеобразование. 6.
Таким образом, необходимо совершенствование системы уборки (сбора) просыпи формовочной смеси и осевшей пыли для подачи на регенерацию во вторичное использование с целью улучшения условий труда и уменьшения запыленности в производственных помещениях литейных предприятий является актуальной проблемой. В настоящее время недостаточно изучен процесс уборки пыли вакуумным способом, нет типовых конструкторских и проектных разработок.
Цель работы и задачи исследования.
Целью работы является совершенствование методов уборки (сбора) просыпи формовочной смеси и осевшей пыли в помещениях литейного производства для подачи на регенерацию во вторичное производство с целью улучшения условий труда.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Проанализировать состояние запыленности, свойств пыли, влияние производственной пыли на здоровье персонала и методы уборки просыпи формовочной смеси и осевшей пыли на примере литейного производства ОАО «АВТОВАЗ»;
2. Исследовать отрыв и унос частиц пыли с запыленной поверхности и движение частиц пыли на разгонном участке;
3. Провести экспериментальные исследования аэродинамических характеристик частиц пыли и просыпи на примере смета металлургического производства ОАО «АВТОВАЗ»;
4. Провести исследования скорости воздушного потока всасывающего факела в щель заборного устройства;
5. Определить оптимальные конструктивные параметры разработанных заборных устройств;
6. На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработать и внедрить централизованную вакуумную пылеуборочную систему в МТП ОАО «АВТОВАЗ».
Объект исследования.
Объектом исследования являются состояние условий труда и снижение запыленности на примере литейного производства ОАО «АВТОВАЗ».
Научная новизна.
Впервые исследованы и определены аэродинамические характеристики частиц пыли и просыпи металлургического производства, параметры процесса отрыва и уноса частиц на разгонном участке, предложен метод расчета скорости всасывающего факела, установлены оптимальные параметры разработанных пылезаборных устройств и вакуумной пылеуборочной системы.
Новизна разработанных конструкций защищена шестью патентами РФ (№ 2 190 342 от 17.08.2001, № 23 434 от 27.11.2001, № 27 899 от 22.08.2002, № 2 260 366 от 20.01.2003, № 47 639 от 20.10.2003, № 51 351 от 14.09.2005).
Практическое значение работы.
Разработаны, испытаны и внедрены оборудование и технологии централизованной вакуумной уборки пыли, позволяющие уменьшить запыленность в литейном производстве ОАО «АВТОВАЗ"^ запыленность в цехах снижена в среднем в 12,5 раз, а при самой уборке пыли снижена на.
92,1%. Заболеваемость кожных покровов снижена на 37,5%, легких и верхних дыхательных путей снижена на 76,2%. Разработано несколько типов пылезаборных устройств и пылеуловителей. Организовано штучное производство нестандартного пылеуборочного оборудования. Наработан опыт 8 эксплуатации стационарных вакуумных установок. Разработаны рекомендации по расчету, проектированию и эксплуатации вакуумной пылеуборочной системы. Выполнен расчет экономической эффективности за 2005 год от внедрения пяти эксплуатируемых вакуумных установок в литейном производстве МтП ОАО «АВТОВАЗ». Экономический эффект составил 4483,0 тыс. руб.
На защиту выносятся:
•Способ снижения запыленности рабочих мест в помещении литейного производства с целью улучшения условий труда;
•Метод расчета скорости воздушного потока всасывающего факела;
•Аэродинамические характеристики, скорость витания, критическая скорость и сдувание пыли на примере частиц пыли и просыпи металлургического производства ОАО «АВТОВАЗ»;
•Параметры процесса отрыва и уноса частиц пыли воздушным потоком с запыленной поверхности;
•Конструкции и оптимальные параметры новых разработанных пылезаборных устройств и вакуумной пылеуборочной системы.
Апробация работы.
Результаты работы были представлены на:
I международной научно-технической конференции «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов ELPIT-2003», г. Тольятти, сентябрь 2003 г., VIII международной экологической конференции «Экологическая безопасность как ключевой фактор устойчивого развития», г. Москва, апрель 2004 г., IV городской научно-практической конференции «Экологические проблемы Тольятти в контексте экологической безопасности России», г. Тольятти, ноябрь 2004 г., II международной научно9 технической конференции «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов ELPIT-2005», г. Тольятти, сентябрь 2005 г., научных чтениях студентов и аспирантов Тольяттинского государственного университета, заседаниях научно-технического совета и кафедры «Механика и инженерная защита окружающей среды» Тольяттинского государственного университета, кафедры «Безопасность жизнедеятельности» Государственного технологического университета (МИСиС).
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 18 научных работ, из которых 4 статьи в центральных изданиях, рекомендуемых ВАК Минобразования, и 6 патентов РФ.
Объем и структура диссертации.
Работа изложена на 187 страницах, содержит 33 рисунка, 10 таблиц и 6 приложений. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка использованной литературы, который содержит 152 наименования.
• Результаты исследования разработанной эжекгорной насадки показали, что при скорости воздушного потока во всасывающей щели — 14,1+42,3м/с количество убранного материала из вороха составляет 230+ 752кг/ч.
4. Исследованы некоторые вопросы процесса вакуумной пылеуборки. Приведены результаты отбора представительной пробы исходного материала для исследований. Определены физико-механические свойства пылеотложений. Приведены данные запыленности в помещения литейного производства ОАО «АВТОВАЗ». Получены скорости витания, критическая скорость и величины уноса частиц на экспериментальном стенде. Приведены данные экспериментальных исследований коллекторных, полочных и эжекторных разработанных насадок. При этом составлено уравнение линейной модели для коллекторных и полочных насадок, полученных методом математической.
112 статистики. Приведены результаты исследований эжектороной насадки. Результаты теоретических и экспериментальных исследований показали, что среднее расхождение результатов составляет 15,5%. Эти отклонения получены в результате неточности приборов и измерений. Приведены натурные исследования вакуумной пылеуборочной системы в цехе 11/1 на отметке 7,2ы, результаты которых показали, что производительность в среднем составляет -288м /час при расходе воздуха на одну насадку не более 300, w /час.
5. Разработаны рекомендации по расчету, проектированию и эксплуатации вакуумной пылеуборочной системы. Выполнен расчет экономической эффективности за 2005 год от внедрения 5 вакуумных установок в литейном производстве МтП ОАО «АВТОВАЗ», который составил 4483,0 тыс. руб.
6. После внедрения централизованной вакуумной уборки пыли и просыпи в литейном производстве на ОАО «АВТОВАЗ» запыленность в цехах снижена в среднем в 12,5раз, а при самой уборке пыли снижена на 92,1%. Заболеваемость кожных покровов снижена на 37,5%, легких и верхних дыхательных путей снижена на 76,2%.
Цель работы и задачи исследования полностью выполнены. Новизна разработанных конструкций защищена шестью патентами РФ. Внедрено пять централизованных вакуумных систем в МтП ОАО «АВТОВАЗ».
Дальнейшие работы будут продолжены по разработке заборных устройств с неровных поверхностей, комбинированных насадок и новых пылеуловителей.
В перспективе работы будут проведены по разработке оборудования для уборки металлической и древесной стружки, отсоса и утилизации паров масла при закаливании, утилизации смета в металлургическом производстве, регенерации и классификации песков для формовочной смеси.
