Техника безопасности при работе на доменных печах
НИЖНЕКАМСКИЙ
СВАРОЧНО-МОНТАЖНЫЙ КОЛЛЕДЖ
Дисциплина: «Технологические процессы в машиностроении»
Тема:
«Техника безопасности при работе на доменных
печах».
Выполнил студент V курса, группа
ТСП-22
Проверил: преподаватель
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………
1.ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ………………..…..4
2.ПОНЯТИЕ И УСТРОЙСТВО ДОМЕННОЙ ПЕЧИ………………..………..5
3.ПРИНЦИП
РАБОТЫ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ………………..……
4.ДОМЕННОЕ
ПРОИЗВОДСТВО ЧУГУНА………………..…..
5.ТЕХНИКА
БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ НА ДОМЕННЫХ ПЕЧЯХ…………………………………………………………………
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………
СПИСОК
ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………..………………….…19
В соответствии с характером их работы, все промышленные печи, могут быть разделены на три основные группы: электрические, шахтные и пламенные. В электрических печах источником тепла является электроэнергия. В этих печах, так же как и в пламенных, только часть рабочего пространства занята садкой. Большая же часть рабочего пространства занята раскаленным воздухом или специальной атмосферой.
В шахтных печах весь объем рабочего пространства заполнен материалами в виде кусков, а раскаленные газы проходят через эти материалы. К таким относятся доменные печи, вагранки.
Пламенные печи отличаются тем, что в них, во-первых, источником тепла является сгорающее топливо и, во-вторых, только небольшая часть рабочего пространства занята металлом, а остальная, большая часть рабочего пространства, занята пламенем или раскаленными продуктами сгорания топлива. Примером таких печей могут служить методические, мартеновские и другие.
Доменные печи являются крупнейшими современными шахтными печами. Большинство действующих в настоящее время доменных печей имеет полезный объем 1300-2300 м3 - объем, занятый загруженными в нее материалами и продуктами плавки. Эти печи имеют высоту примерно 30 м и дают в сутки по 2000 т чугуна. Современная печь вместе со всеми сооружениями и металлоконструкциями, футеровкой (огнеупорной кладкой) и находящимися в ней шихтовыми материалами и продуктами плавки может иметь массу свыше 30 тыс. т. Эта масса должна быть равномерно передана грунту. Фундамент (пень) представляет собой монолитный цилиндр из жароупорного бетона, на котором находится горн печи. Полезный объем наиболее крупной в Российской Федерации доменной печи 5580 м3.
1.ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ
ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ
Первые доменные печи появились в Европе в середине 14 века.
В России до 30-х гг. 17 в. единственным известным на территории страны способом получения железа из руд был одностадийный способ, основанный на прямом восстановлении металла из окислов и осуществлявшийся в печи, получившей название сыродутного (ручного) горна, называвшегося также домней (домницей).
Первоначально термин "домница" означал "кузницу", то есть помещение, где устанавливались сыродутные горны для получения железа. Однако сейчас под этим словом понимают плавильный горн, прототип современной доменной печи. Домницы XVI-XVII веков работали совершенно иначе, чем доменные печи. Они представляли собой шахтные печи высотой около 1 м с круглым сечением диаметром 500-600 мм, которые строились обычно за два-три дня. Производительность такого горна была до 0,1 т в сутки.
В ходе процесса получался губчатый ком сварочного железа (точнее - низкоуглеродистого железного сплава), смешанного со шлаками - железная крица. Такое железо называли сырым. Для превращения его в дельное крицу проковывали в особой железцовой кузнице.
Появление в России первых домен не уничтожило металлургии, основанной на одностадийном способе - домни и домны длительное время сосуществовали.
Первая
известная нам попытка
Первые уральские доменные заводы были построены на реках Каменка, Нейва и Алапаевка. В ноябре 1701 года доменная печь Каменского завода выдала первый уральский чугун, а спустя месяц начал действовать доменный цех Невьянского завода. Алапаевский металлургический завод был построен в 1702 - 1704 гг. Первоначальное оборудование Алапаевского завода состояло из двух доменых печей, пушечных изб, "свирельни" для расточки орудий и двух молотовых фабрик. До 1717 года производство чугуна из одной действующей домны не превышало 90-100 пудов в сутки.
Первоначально высота домен колебалась от 10 до 20 аршин (аршин - русская мера длины, равная 0,71 м.), 4,5 аршина в распаде, суточная выплавка колебалась от 400 до 570 пудов.
2.ПОНЯТИЕ И УСТРОЙСТВО ДОМЕННОЙ ПЕЧИ
До́менная печь, до́мна — большая металлургическая, вертикально расположенная плавильная печь шахтного типа для выплавки чугуна и ферросплавов из железорудного сырья. Важнейшей особенностью доменного процесса является его непрерывность в течение всей кампании печи от строительства печи до ее «капитального» ремонта и противоток поднимающихся вверх фурменных газов с непрерывно опускающимся и наращиваемым сверху новыми порциями шихты столбом материалов.
Доменная печь представляет собой непрерывно действующий аппарат шахтного типа. Загрузка шихты осуществляется сверху, через типовое загрузочное устройство, которое одновременно является и газовым затвором доменной печи. В домне восстанавливают богатую железную руду (на современном этапе запасы богатой железной руды сохранились лишь в Австралии и Бразилии), агломерат или окатыши. Иногда в качестве рудного сырья используют брикеты.
Доменная печь состоит из пяти конструктивных элементов: верхней цилиндрической части — колошника, необходимого для загрузки и эффективного распределения шихты в печи; самой большой по высоте расширяющейся конической части — шахты, в которой происходят процессы нагрева материалов и восстановления железа из оксидов; самой широкой цилиндрической части — распара, в котором происходят процессы размягчения и плавления восстановленного железа; суживающейся конической части — заплечиков, где образуется восстановительный газ — монооксид углерода; цилиндрической части — горна, служащего для накопления жидких продуктов доменного процесса — чугуна и шлака.
Доменная печь имеет стальной кожух, выложенный огнеупорным шамотным кирпичом. Рабочее пространство печи включает колошник 6, шахту 5, распар 4, заплечики 3, горн 1, лещадь 15. В верхней части колошника находится засыпной аппарат 8, через который в печь загружают шихту. Шихту подают в вагонетки 9 подъемника, которые передвигаются по мосту 12 к засыпному аппарату и, опрокидываясь, высыпают шихту в приемную воронку 7 распределителя шихты. При опускании малого конуса 10 шихта попадает в чашу 11, а при опускании большого конуса 13 – в доменную печь, что предотвращает выход газов из доменной печи в атмосферу. При работе печи шихтовые материалы, проплавляясь, опускаются, а через загрузочное устройство подают новые порции шихты, чтобы весь полезный объем был заполнен.
3.ПРИНЦИП РАБОТЫ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ
Чугун
выплавляется из железных руд в специальных
печах, называемых доменными. Отсюда процесс
получения чугуна из железных руд называется
доменным процессом.
Доменная печь имеет большое количество
специальных устройств и механизмов, обеспечивающих
беспрерывность процесса. Большинство
механизмов работает автоматически.
Смесь из руды, кокса
и флюса подготовляется в определенной
пропорции для загрузки в доменную печь.
Такая смесь называется шихтой. Специальный
подъемник — скип 1 перемещающийся по
наклонным путям, доставляет шихту к верхней
части доменной печи, откуда она через
засыпной аппарат 2 поступает в печь 3.
Для поддержания интенсивного горения
загружаемого кокса необходимо большое
количество воздуха. Воздух подается в
печь через специальные отверстия 4 в нижней
части печи, которые называются фурменными
отверстиями.
1-скип; 2-засыпной аппарат; 3-доменная печь; 4-фурменные отверстия; 5- чугунная летка; шлаковая летка; 7-воздухонагреватели; 8-газоочистительные устройства; 9-дымовая труба
Чтобы воздух пробил
высокий столб шихты и проник
во все части печи, а также чтобы
имелось достаточное количество
кислорода для сгорания всего
топлива, воздух вдувают в печь под
давлением в 1—2 ати. Воздух подогревается
до температуры 600—800°, так как вдувание
большого количества холодного воздуха
снижает температуру внутри печи, в результате
чего процесс плавки руды замедляется.
Подогрев воздуха осуществляется в воздухонагревателях
7, которые строятся рядом с доменной печью.
Воздухонагреватели отапливаются доменным
(колошниковым) газом, получающимся при
выплавке чугуна. Доменный газ предварительно
очищается от пыли в специальных газоочистительных
устройствах 8. Продукты сгорания из воздухонагревателей
удаляются через дымовую трубу 9.
Полученный в печи жидкий чугун опускается
в нижнюю ее часть, откуда периодически
выпускается через отверстие 5, называемое
чугунной леткой. В специальных ковшах
большой емкости чугун от доменной печи
отвозится в сталеплавильные цехи для
переработки в сталь или к разливочной
машине для получения чугунных чушек.
Пустая порода, флюсы и зола топлива образуют
в печи жидкий шлак, который имеет меньший
удельный вес, чем чугун, и поэтому располагается
над жидким чугуном. Шлак выпускается
из печи через шлаковую летку 6 и направляется
для переработки и дальнейшего использования
в качестве строительного материала или
в шлаковый отвал.
Доменная печь работает беспрерывно по
принципу противотока: исходные материалы
загружаются сверху, постепенно опускаются
вниз, превращаясь в чугун и шлак, а газы,
нагревшиеся в нижней зоне печи, поднимаются
кверху навстречу исходным материалам.
Печь имеет наружную стальную оболочку,
которая называется кожухом, и внутреннюю
кладку, или футеровку. Футеровка должна
устойчиво сопротивляться износу от трения
беспрерывно опускающихся столбом исходных
материалов, выдерживать действие высоких
температур, не расплавляясь и не давая
деформаций. Поэтому для футеровки применяется
высококачественный огнеупорный (шамотный)
кирпич.
4.ДОМЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО ЧУГУНА
Полезный объем доменной печи – объем, занимаемый шихтой от лещади до нижней кромки большого конуса засыпного аппарата при его опускании. Полезная высота доменной печи (Н) достигает 35 м, а полезный объем – 2000…5000 м3. В верхней части горна находятся фурменные устройства 14, через которые в печь поступает нагретый воздух, необходимый для горения топлива. Воздух поступает из воздухонагревателя, внутри которого имеются камера сгорания и насадка из огнеупорного кирпича, в которой имеются вертикальные каналы. В камеру сгорания к горелке подается очищенный доменный газ, который, сгорая, образует горячие газы. Проходя через насадку, газы нагревают ее и удаляются через дымовую трубу. Через насадку пропускается воздух, он нагревается до температуры 1000…1200 0С и поступает к фурменному устройству, а оттуда через фурмы 2 – в рабочее пространство печи. После охлаждения насадок нагреватели переключаются.
Горение топлива. Вблизи фурм природный газ и углерод кокса, взаимодействуя с кислородом воздуха, сгорают:
C + O2
= CO2 + Q
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O(пар)
+ Q
В результате горения выделяется большое количество теплоты, в печи выше уровня фурм развивается температура выше 2000 0С. Продукты сгорания взаимодействуют с раскаленным коксом по реакциям:
CO2
+ C = 2CO – Q
H2O + C = CO + H2 – Q
Образуется смесь восстановительных газов, в которой окись углерода CO является главным восстановителем железа из его оксидов. Для увеличения производительности подаваемый в доменную печь воздух увлажняется, что приводит к увеличению содержания восстановителя. Горячие газы, поднимаясь, отдают теплоту шихтовым материалам и нагревают их, охлаждаясь до 300…400 0С у колошника. Шихта (агломерат, кокс) опускается навстречу потоку газов, и при температуре около 570 0С начинается восстановление оксидов железа.
Восстановление железа в доменной печи. Восстановление железа происходит по мере продвижения шихты вниз по шахте и повышения температуры от высшего оксида к низшему, в несколько стадий:
Fe2O3 –> Fe3O4 –> FeO –> Fe
Температура определяет характер протекания химических реакций. Восстановителями окcидов железа являются твердый углерод, оксид углерода и водород. Восстановление твердым углеродом (коксом) называется прямым восстановлением, протекает в нижней части печи (зона распара), где более высокие температуры, по реакции:
FeO + C = Fe + CO – Q
Восстановление газами (CO и H2) называется косвенным восстановлением, протекает в верхней части печи при сравнительно низких температурах, по реакциям:
3Fe2O3
+ CO = 2Fe3O4 + CO2 + Q
Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2 – Q
FeO + CO = Fe + CO2 + Q
За счет CO и H2 восстанавливаются все высшие оксиды железа до низшего и 40…60 % металлического железа.
При температуре 1000…1100 0C восстановленное из руды твердое железо, взаимодействуя с оксидом углерода, коксом и сажистым углеродом, интенсивно растворяет углерод. При насыщении углеродом температура плавления понижается и на уровне распара и заплечиков железо расплавляется (при температуре около 1300 0С).
Капли железоуглеродистого сплава, протекая по кускам кокса, дополнительно насыщаются углеродом (до 4%), марганцем, кремнием, фосфором, которые при температуре 1200 0C восстанавливаются из руды, и серой, содержащейся в коксе.
В нижней части доменной печи образуется шлак в результате сплавления окислов пустой породы руды, флюсов и золы топлива. Шлаки содержат Al2O3, CaO, MgO, SiO2, MnO, FeO, CaS. Шлак образуется постепенно, его состав меняется по мере стекания в горн, где он скапливается на поверхности жидкого чугуна, благодаря меньшей плотности. Состав шлака зависит от состава применяемых шихтовых материалов и выплавляемого чугуна.
Чугун выпускают из печи каждые 3…4 часа через чугунную летку 16, а шлак – каждые 1…1,5 часа через шлаковую летку 17 (летка – отверстие в кладке, расположенное выше лещади). Летку открывают бурильной машиной, затем закрывают огнеупорной массой. Сливают чугун и шлак в чугуновозные ковши и шлаковозные чаши.
5. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ НА ДОМЕННЫХ ПЕЧАХ
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ.
1.1 К самостоятельному выполнению работ допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование, специальное обучение, аттестацию с выдачей удостоверения.
1.2 Повторная проверка знаний правил охраны труда и пожарной безопасности проводится один раз в год. Проверка знаний технический эксплуатации - один раз в два года.
1.3 Хорошо
изучите и строго соблюдайте
требования охраны труда при
выполнении порученной работы - этим
предохраните себя и
1.4 Строго
выполняйте правила
1.5 Рабочие, участвующие в выплавке чугуна, обеспечиваются: хлопчатобумажными костюмами с огнестойкой пропиткой; кожаными ботинками по ГОСТ 12.4 032-77; брезентовыми рукавицами по ГОСТ 535-75; защитными касками по ГОСТ 12.4 087-84; защитными очками типа ЗН8-72 по ГОСТ 12.4 013-97; респираторами ЩБ-1 типа "Лепесток" по ГОСТ 12.4 028-76 или шланговыми дыхательными аппаратами типа РПГ-67 по ГОСТ 12.4 004-74.
Нормы выдачи спец. одежды должны соответствовать "Отраслевым нормам бесплатной выдачи спец. одежды, спец. обуви и других средств индивидуальной защиты рабочим и служащим".
1.6 В случае получения травмы, даже незначительной, прекратите работу, немедленно сообщите о случившемся мастеру и обратитесь к врачу.
1.7 Работайте
чистыми, без следов масла
1.8 Не
применяйте кислород для
1.12. За
нарушение требований
2. ПРАВИЛА
БЕЗОПАСНОСТИ ПЕРЕД НАЧАЛОМ
2.1 Получив
от мастера производственное
задание и свой жетон,
2.2 Проверьте исправность и доброкачественность спец. одежды, предохранительных средств (очки, респиратор, страховочный пояс и др.).
2.3 Приведите
в порядок свою спец. одежду: куртку
и брюки наденьте на выпуск,
карманы закройте клапанами,
2.4 Осмотрите
свое рабочее место,
2.5 Проверьте
наличие противопожарных
2.6 Применяйте
резиновые рукава по ГОСТ 9356-75
класс 1 - для подачи горючих
газов; класс 2 - для подачи жидкого
топлива; класс 3 - для подачи
кислорода. Запрещается рукава
для горючих газов
2.7 Убедитесь в исправности вентиляции и интенсивности воздухообмена.
2.8 Проверьте
готовность конструкции к
2.9 В работе необходимо руководствоваться "Правилами пожарной безопасности ППБ 01-03" от 30.06.2003г.
3. ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ.
3.1 Работы
выполняйте в строгом
3.2 Выполняйте работу в спец. одежде с применением индивидуальных средств защиты органов дыхания и слуха; применяйте исправный инструмент и приспособления.
3.3 Баллоны
с кислородом перемещайте на
специальных передвижных
3.4 При
многорядной перевозке
3.5 В
исключительных случаях, при
3.6. Не допускайте при погрузке и разгрузке баллонов их сбрасывания и ударов друг о друга, а также разгрузку вниз вентилями.
3.7. Во
избежание случайных падений
баллоны на рабочем месте
3.8. Исключите любую возможность попадания жиров и масел на кислородную аппаратуру.
3.9. При работе возле печи закрывайте баллоны экраном из асботкани или брезента, не допускайте нагрева выше 35°С.
3.10. Устанавливайте баллоны не ближе 15 м от печей и других источников тепла с открытым огнем.
3.11 При
эксплуатации баллонов с
3.12. Колпаки с баллонов снимайте только специальным ключом. Не применяйте различные средства, могущие вызвать искрообразование.
3.13. При
понижении уровня воды в
3.14. Состояние
систем охлаждения доменных
3.15. Пользоваться
открытым огнем при ремонте
и осмотре барабанов-
3.16. При прожигании летки кислородом рабочие должны пользоваться индивидуальными защитными средствами.
4. ТРЕБОВАНИЯ
БЕЗОПАСНОСТИ В АВАРИЙНЫХ
4.1 При
наличии в системе течи, угрожающей
жизни обслуживающего
4.2 При
аварийном выходе из строя
водоводов питательной воды
4.2 При
небольших по площади ожогах
первой и второй степени
5. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПО ОКОНЧАНИИ РАБОТЫ.
5.1. Приведите
в порядок рабочее место,
5.2. Уходя с рабочего места, убедитесь в отсутствии.
5.3. При сдаче смены сообщите мастеру и своему сменщику о замеченных вами неполадках оборудования, аппаратуры, средств вентиляции и освещения.
5.4. Соблюдайте
правила личной гигиены:
5.5 Об уходе домой
сообщите мастеру.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Ни одно предприятие, цех, участок, производство не могут быть приняты и введены в эксплуатацию, если на них не обеспечены здоровые и безопасные условия труда (ч. 1 ст. 141КЗоТ). Обязательно должен проводиться инструктаж работников, который подразделяется на: вводный, который проводится с поступающими на работу; повторный (периодически в установленные сроки); внеплановый (текущий) - при изменении технологического процесса или оборудования, при нарушениях правил охраны труда. Мероприятия по технике безопасности осуществляют инженеры по ТО и ОТ.

- Техника безопасности при работе подъёмных кранов в условиях строительства
- Техника безопасности при работе подъёмных кранов в условиях строительства
- Техника безопасности при работе подъёмных кранов в условиях строительства
- Техника безопасности при работе подъёмных кранов в условиях строительства
- Техника безопасности при работе подъёмных кранов в условиях строительства
- Техника безопасности при работе с аварийно – спасательный инструментом и оборудованием
- Техника безопасности при работе с ПК
- Техника безопасности при переоборудовании и эксплуатации ГБО для легковых автомобилей
- Техника безопасности при проведении взрывных работ
- Техника безопасности при производстве бетонных и железобетонных работ
- Техника безопасности при производстве монтажных работ
- Техника безопасности при производстве такелажных работ
- Техника безопасности при работе в горячем цехе
- Техника безопасности при работе в кабинете информатики