Литейное производство вред для здоровья

Вопросы экологии в настоящее время выходят на первый план в развитии промышленности и общества.

Технологические процессы изготовления отливок характеризуются большим числом операций, при выполнении которых выделяются пыль, аэрозоли и газы. Пыль, основной составляющей которой в литейных цехах является кремнезём, образуется при приготовлении и регенерации формовочных и стержневых смесей, плавке литейных сплавов в различных плавильных агрегатах, выпуске жидкого металла из печи, внепечной обработке его и заливке в формы, на участке выбивки отливок, в процессе обрубки и очистки литья, при подготовке и транспортировке исходных сыпучих материалов.

В воздушной среде литейных цехов, кроме пыли, в больших количествах находятся оксиды углерода, углекислый и сернистый газы, азот и его окислы, водород, аэрозоли, насыщенные оксидами железа и марганца, пары углеводородов и др. Источниками загрязнений являются плавильные агрегаты, печи термической обработки, сушила для форм, стержней и ковшей и т.п.

Одним из критериев опасности является оценка уровня запахов. На атмосферный воздух приходится более 70% всех вредных воздействий литейного производства. /1/

При производстве 1 т отливок из стали и чугуна выделяется около 50 кг пыли, 250 кг оксидов углерода, 1,5-2 кг оксидов серы и азота и до 1,5 кг других вредных веществ (фенола, формальдегида, ароматических углеводородов, аммиака, цианидов). В водный бассейн поступает до 3 куб.м сточных вод и вывозится в отвалы до 6 т отработанных формовочных смесей.

Интенсивные и опасные выделения образуются в процессе плавки металла. Выброс загрязняющих веществ, химический состав пыли и отходящих газов при этом различен и зависит от состава металлозавалки и степени ее загрязнения, а также от состояния футеровки печи, технологии плавки, выбора энергоносителей. Особо вредные выбросы при плавке сплавов цветных металлов (пары цинка, кадмия, свинца, бериллия, хлор и хлориды, водорастворимые фториды).

Применение органических связующих при изготовлении стержней и форм приводит к значительному выделению токсичных газов в процессе сушки и особенно при заливке металла. В зависимости от класса связующего в атмосферу цеха могут выделяться такие вредные вещества как аммиак, ацетон, акролеин, фенол, формальдегид, фурфурол и т. д. При изготовлении форм и стержней с тепловой сушкой и в нагреваемой оснастке загрязнение воздушной среды токсичными компонентами возможно на всех стадиях технологического процесса: при изготовлении смесей, отверждении стержней и форм и охлаждении стержней после извлечения из оснастки. /2/

Рассмотрим токсичное воздействие на человека основных вредных выделений литейного производства:

Оксид углерода (класс опасности – IV) – вытесняет кислород из оксигемоглобина крови, что препятствует переносу кислорода из лёгких к тканям; вызывает удушье, оказывает токсическое действие на клетки, нарушая тканевое дыхание, и уменьшает потребление тканями кислорода.
Оксиды азота (класс опасности – II) – оказывают раздражающее действие на дыхательные пути и кровяные сосуды.
Формальдегид (класс опасности – II) – общеядовитое вещество, вызывающее раздражение кожи и слизистой оболочки.
Бензол (класс опасности – II) – оказывает наркотическое, отчасти судорожное действие на центральную нервную систему; хроническое отравление может привести к смерти.
Фенол (класс опасности – II) – сильный яд, оказывает общетоксическое действие, может всасываться в организм человека через кожные покровы.
Бензопирен С₂0Н₁₂ (класс опасности – IV) – канцерогенное вещество, вызывающее генные мутации и раковые заболевания. Образуется при неполном сгорании топлива. Бензопирен обладает высокой химической стойкостью и хорошо растворяется в воде, из сточных вод распространяется на большие расстояния от источников загрязнений и накапливается в донных отложениях, планктоне, водорослях и водных организмах. /3/

Очевидно, в условиях литейного производства проявляется неблагоприятный кумулятивный эффект комплексного фактора, при котором вредное воздействие каждого отдельного ингредиента (пыли, газов, температуры, вибрации, шума) резко увеличивается.

Твёрдые отходы литейного производства содержат до 90% отработанных формовочных и стержневых смесей, включая брак форм и стержней; также они содержат просыпи и шлаки из отстойников пылеочистной аппаратуры и установок регенерации смесей; литейные шлаки; абразивную и галтовочную пыль; огнеупорные материалы и керамику.

Количество фенолов в отвальных смесях превышает содержание других токсичных веществ. Фенолы и формальдегиды образуются в процессе термодеструкции формовочных и стержневых смесей, в которых связующим являются синтетические смолы. Эти вещества хорошо растворимы в воде, что создает опасность попадания их в водоёмы при вымывании поверхностными (дождевыми) или грунтовыми водами.

Сточные воды поступают главным образом от установок гидравлической и электрогидравлической очистки отливок, гидрорегенерации отработанных смесей и мокрых пылеуловителей. Как правило, сточные воды линейного производства одновременно загрязнены не одним, а рядом вредных веществ. Также вредным фактором является нагрев воды, применяемой при плавке и заливке (водоохлаждаемые формы при кокильном литье, литье под давлением, непрерывное литье профильных заготовок, охлаждении катушек индукционных тигельных печей).

Попадание тёплой воды в открытые водоёмы вызывает снижение уровня кислорода в воде, что неблагоприятно влияет на флору и фауну, а также снижает самоочищающую способность водоёмов. Расчёт температуры сточных вод производится с учётом санитарных требований, чтобы летняя температура речной воды в результате спуска сточных вод не поднималась более чем на 30°С. /2/

Разнообразие оценок экологической ситуации на различных переделах изготовления отливок не даёт возможности оценить экологическую ситуацию всего литейного цеха, а также техпроцессов, применяемых в нём.

Предлагается ввести единый показатель экологической оценки изготовления отливок – удельные газовыделения 1-го компонента к приведенным удельным газовыделениям в пересчёте на диоксид углерода (парниковый газ) /4/

Газовыделения на различных переделах рассчитываются:

при плавке – умножением удельных газовыделений (в пересчёте на диоксид) на массу выплавляемого металла;
при изготовлении форм и стержней – умножением удельных газовыделений (в пересчёте на диоксид) на массу стержня (формы).

За рубежом давно принято оценивать экологичность процессов заливки форм металлом и затвердевания отливки по бензолу. Было установлено, что условная токсичность на основе бензолового эквивалента, учитывающая выделения не только бензола, но и таких веществ как СО_Х, NO_Х, фенола и формальдегида у стержней, полученных по «Hot-box» – процессу на 40% выше, чем у стержней, полученных по «Cold-box-amin» – процессу. /5/

Проблема предупреждения выделения вредностей, их локализации и обезвреживания, утилизации отходов является особенно острой. Для этих целей применяется комплекс природоохранных мероприятий, включающий использование:

для очистки от пыли – искрогасителей, мокрых пылеуловителей, электростатических пылеуловителей, скрубберов (вагранки), тканевых фильтров (вагранки, дуговые и индукционные печи), щебёночных коллекторов (дуговые и индукционные электропечи);
для дожигания ваграночных газов – рекуператоры, системы очистки газов, установки низкотемпературного окисления СО;
для уменьшения выделения вредностей формовочных и стержневых смесей – снижение расхода связующего, окисляющие, связующие и адсорбирующие добавки;
для обеззараживания отвалов – устройство полигонов, биологическая рекультивация, покрытие изоляционным слоем, закрепление грунтов и т. д.;
для очистки сточных вод – механические, физико-химические и биологические методы очистки.

Из последних разработок обращают на себя внимание созданные белорусскими учеными абсорбционно-биохимические установки очистки вентиляционного воздуха от вредных органических веществ в литейных цехах производительностью 5, 10, 20 и 30 тыс. куб.м./час /8/. Эти установки по совокупным показателям эффективности, экологичности, экономичности и надёжности в эксплуатации значительно превосходят существующие традиционные газоочистные установки.

Все эти мероприятия связаны со значительными затратами. Очевидно, следует, прежде всего, бороться не с последствиями поражения вредностями, а с причинами их возникновения. Это должно быть главным аргументом при выборе приоритетных направлений развития тех или иных технологий в литейном производстве. С этой точки зрения использование электроэнергии при плавке металла наиболее предпочтительно, так как при этом минимальны выбросы самих плавильных агрегатов. Продолжение статьи>>

Статья: Экологические проблемы литейного производства и пути их развития
Автор статьи: Кривицкий В.С. (ЗАО «ЦНИИМ-Инвест»)
Источник: http://ci.crtm.ru/examples/my-components/news/329/

Конкурс «Я и моя профессия: металловед, технолог литейного производства». Узнать, участвовать >>> —>

Источник

Литейное производство вред для здоровья

Ежегодно в мире умирают примерно два миллиона человек из-за болезней, вызванных условиями труда. Именно особенности производства, а не травматизм на рабочем месте, уносят жизни стольких людей. Несмотря на повсеместную автоматизацию и компьютеризацию, некоторые рабочие специальности и производства продолжают оставаться «вредными» для человеческого организма. Об этом пойдет разговор в сегодняшнем материале.

Металлургическая промышленность остается основным двигателем технического прогресса. Еще с самого зарождения человечества открытие металлов и переход от каменных орудий труда к металлическим породило новую эпоху — бронзовый век.

Рождение металла происходит в процессе плавления рудосодержащих материалов в доменных печах при температурах, превосходящих 1000 градусов Цельсия. На этом этапе происходит получение чугуна, который впоследствии переплавляется в сталь.

Для получения и производства цветных металлов, помимо плавления, используются и другие методы: химико-термический, пирометаллургический, гидрометаллургический, цианирование, электролиз и прочие.

Думаю, не стоит пояснять, что все вышеназванные методы (термические, химические и электрохимические) отнюдь не самым положительным образом сказываются на людях, принимающих в них участие. Именно поэтому производства, связанные с получением металлов, относятся к группе «вредных» для здоровья людей.

Рассмотрим подробнее, какие факторы в металлургическом производстве так вредны человеческому организму, что могут вызвать заболевания. К таковым относятся:

— Повышенная шумность;
— Высокая вибрация;
— Высокие температуры;
— Выделение вредных газов;
— Производственная пыль.

Шум — как причина профессиональных болезней

Работа мощных механизмов предприятия, как правило, сопровождается специфическими шумами. Опасность шумов для здоровья человека обусловлена тем, что длительное воздействие звуков (шумов) в определенных частотных диапазонах вызывает на первом этапе понижение слуха, а впоследствии и частичную или полную глухоту. Наиболее частое заболевание работников металлургических предприятий — кохлеарный неврит (поражение слухового нерва), который помимо потери слуха, может привести к нарушениям работы вестибулярного аппарата человека. Также вред организму работников наносит применение ультразвуковой обработки металлов при производстве алюминия.

Вибрация на металлургическом производстве

Процесс производства металлов обусловлен высоким уровнем вибрации, вызванной работой прокатных станов, плавильных печей и другого оборудования. Количество подобного оборудования может быть множество даже в рамках одного производства по обработке металла.

Следует понимать, что постоянное нахождение в зоне высокой вибрации вызывает у человека нарушения работы опорно-двигательного аппарата и вегетативно-сосудистые поражения. Самым частым проявлением влияния вибрации на человека является вибрационная болезнь.

Данное заболевание оказывает негативное влияние, как на костную систему человека, так и на внутренние органы и нервную систему. Сила воздействия вибрации и зоны поражения человеческого организма зависят от частотного диапазона вибрации и уровня его мощности.

Так воздействие вибрации среднего и высокого частотных диапазонов, негативно отражается на сердечнососудистой системе организма, в то время как воздействие низкочастотных вибраций напрямую сказывается на опорно-двигательном аппарате, способствует нарушениям полиневритического характера нижних конечностей и поражению центральной нервной системы. Последствиями такого воздействия могут стать дистрофические изменения в костно-мышечной системе организма человека.

Высокие температуры в литейных цехах металлургического производства

Уверен, что каждый знает, насколько вредное влияние оказывают высокие температуры на человеческий организм. Появление на свет металла, напрямую связано с высокими температурами. Тепло, передаваемое инфракрасными лучами, достигает уровня 250-600 ккал/м3/час, а температура в среднем составляет 40 — 50 градусов Цельсия. При этом процесс производства характерен резкими перепадами температур.

К воздействиям высоких температур, помимо теплового удара, относятся: ожоги, поражения органов зрения (тепловая катаракта), изменение кровяного давления и, так называемые, декомпрессионные заболевания.
Недостаточное содержание кислорода, вызванное высокими температурами, приводит к возникновению гипоксии (кислородному голоданию организма), а также к одышке и повышенной утомляемости.

Длительная работа в таких условиях может серьезно нарушить терморегулирующую систему человека.
По силе своего поражения тепловой фактор достаточно опасен, так как может привести к смертельному исходу.

Вредные газы и производственная пыль на металлугическом производстве

Эти два фактора можно объединить в одну категорию, так как поражение организма происходит в основном путем вдыхания вредных продуктов.
В результате тепловой обработки руды и последующих действий с металлом (обогащение углеродом, прокат и прочее) воздух на предприятии наполнен пылью и газообразными токсическими веществами.

Пыль, как правило, содержит частички металла и других абразивных материалов. К токсичным веществам данного производства относятся: бензол, оксиды железа, хлористый водород, свинец, марганец, пары ртути, фенол, формальдегиды, оксиды хрома и углерода и т.д. Попав в организм человека посредством органов дыхания, они поражают в первую очередь именно их, вызывая заболевания бронхов и легких. Пневмокониозы и пылевой бронхит — это последствие влияния промышленной пыли.

Вдыхание токсичных газов, помимо интоксикации организма, может вызвать возникновение лихорадки (так называемая литейная лихорадка). Также токсичные газы отрицательно воздействуют на кожный покров человека, вызывая различного рода дерматиты (контактный, фотодерматит), поражение ногтей (онихии или паронихии), воспаление волосяных фолликул.

Зная причины профессиональных заболеваний работников металлургической промышленности, медиками и специалистами по охране труда разработаны действенные рекомендации. Соблюдение данных рекомендаций руководителями предприятий и самими работниками значительно снижает риски профессиональных заболеваний и травматизма.

Источник