Научная статья на тему 'Воздушное душирование в мартеновских цехах'

Воздушное душирование в мартеновских цехах Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
111
6
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Воздушное душирование в мартеновских цехах»

нитарно-эпидемиологической станции, утвержденное II пленумом санитарно-эпидемиологического совета. В этом положении в разделе о структуре и штатах пропущен такой существеннейший элемент, как статистический. При формулировке задач санитарно-эпидемиологической станции (глава II Положения) ничего не сказано ни о статиста* ческих исследованиях, ни о лабораторных анализах, хотя в структуре и штатах (глава III) упоминается санитарно-бактериологическая лаборатория; зато много говорится об «организации» всякого рода мероприятий, т. е. научно-практическая работа подменяется оперативно-организационной, которая должна преимущественно входить в круг обязанностей аппарата госсанинспекции.

Санитарные органы страны ждут от ВГСИ самых подробных указаний о принципах, методах и технике организации и работы санитарных станций: ее бюджете, кадрах, структуре, здании, устройстве, оборудовании, взаимоотношениях санитарной и эпидемиологической части между собой и с соответствующими управлениями и учреждениями здравотдела. Работа санитарных станций в печати освещается крайне скудно и не дает ответа на выдвигаемые жизнью вопросы.

Крайне непонятна также позиция наших крупнейших центров — Москвы и Ленинграда, которые не спешат с организацией санитарных станций, оставаясь при прежних, явно устаревших формах санитарной деятельности.

Надо шире, смелее и последовательнее переходить к организации санитарных станций.

От редакции. Помещая в порядке обсуждения статью С. А. Гуревича, содержащую ряд ценных принципиальных положений, редакция просит практических работников отозваться на нее как по линии оценки основных задач, методов работы и организационной структуры типовых санитарно-эпидемиологических станций, так и посредством освещения уже накопленного конкретного опыта работы отдельных санитарно-эпидемиологических станций.

Д-р Э. Б. ПРУПИС, инж. И. Л. КАПЛИНСКИЙ и инж. Т. С. КАРАЧАРОВ

Воздушное душирование в мартеновских

цехах1

Из Днепропетровского всесоюзного научно-исследовательского института охраны труда в черной металлургии и коксохимии (дир. д-р Л. Н. Щеглова)

Применение воздушных душей в мартеновских цехах затрудняется загруженностью цехов транспортными сооружениями (краны, лебедки, завалочные машины), наличием на рабочих площадках большого количества раскаленного металла и необходимостью значительной площади для проведения основных производственных процессов.

Из этих соображений пришлось отказаться от установки на рабочих местах вентиляционных агрегатов, направляющих воздух на облучаемую поверхность, как это рекомендуется рядом авторов (Арнаутов, Веллер, Давыдов и др.), и ограничиться агрегатами для общего обдувания всей рабочей зоны. Эффективность такого обдувания подтвердилась не только нашими исследованиями, проведенными

1 Работа проводилась научно-исследовательской станцией оздоровления труда при Московском заводе «Серп и молот» — филиале Днепропетровского института.

непосредственно в цехах, но и экспериментальными данными д-ра Н. И. Лондона, А. И. Левиной и Э. Я. Зак (Московский институт охраны труда ВЦСПС).

Воздушное душирование завалочн ы.х площадок

Несмотря на то, что завалка в основном производится специальг ными машинами, отдельные работы на завалочной площадке выполняются вручную. К ним относятся: подача шомпола во время выпуска металла; операции, связанные с заправкой печи; заброска добавочных материалов и др. При этом рабочие находятся на расстоянии 1—2 м от завалочных окон. Так как заслон приходится держать открытым до 7*—3/4 просвета, то тепловое облучение доходит до 9 кал на 1 см2 в 1 минуту. Истинная температура воздушной среды доходила в дни обследования до 38,4° при наружной температуре 22°, т. е. разница в летнее время достигала 16°.

Характерной особенностью перечисленных операций являются прерывистость и кратковременность каждой из них. В промежутках между операциями сталевары и их подручные находятся на рабочей площадке в 2—6 м от завалочных окон.

Исходя из этих данных, можно рекомендовать следующие принципы проектирования и конструирования воздушных душей на завалочной площадке.

Воздух на завалочную площадку надо подавать сосредоточенной струей перпендикулярно или под некоторым углом к продольной оси печи. Ни в коем случае нельзя направлять струю от печи или параллельно ей во избежание подсоса горячего газа к подаваемому души-рующему воздуху.

В цехах с хорошим аэрированием завалочных площадок, т. е. с достаточным воздухообменом (удаление через фонари отработанного воздуха и возмещение его наружным через проемы в продольной стене), для воздушного душирования можно пользоваться вентиляционными агрегатами, перемещающими воздух данного помещения. В этом случае душирование заключается в создании подвижности воздуха для улучшения терморегуляции. Предполагается, что уже за счет аэрации достигается допустимый температурный перепад в рабочей зоне. При наличии пролета со стеллажами для мульд (когда завалка производится крановыми машинами) душирую-щие агрегаты рекомендуем устраивать стационарного типа и прикреплять их к колонкам, расположенным между завалочной площадкой и пролетом мульд.

Схема душирующего агрегата на мартеновской площадке представлена на рис. 1.

Агрегат состоит из осевого четырех лопастного вентилятора типа Цаги № 10 на одном валу с электромотором мощностью 2,3 к\\Г и 960 об/мин. Агрегат смонтирован в железном кожухе длиной 0,7—0,8 м. Для создания сосредоточенного потока и регулирования его в вертикальной плоскости после вентилятора предусмотрен насадок с направляющими лопатками на выходе его. Выхлопное сечение насадка 0,7 X 1.0 м2. Общая длина смонтированного агрегата составляет 1,5 м. Для получения достаточного, гигиенического эффекта, как установлено физиологическими, лабораторными и производственными наблюдениями, скорость движения воздуха в условиях работы на мартеновских площадках должна составлять от 5 до 2 м/сек, а в среднем 3—4 м/оек.

Следует учесть, что эффективность агрегата в части получения максимальных объемов воздуха и скоростей на рабочей площадке при одной и той же его производительности зависит в основном от длины насадка. Поэтому длина насадка после вентилятора должна равняться 1,5—2 диаметрам обечайки вентилятора, если это возможно по конструктивным условиям.

Кроме того, для лучшего выравнивания потока можно рекомендовать установку спрямляющей решетки.

На основе перечисленных принципов на заводе «Серп и молот» (Москва) установлено в соответствии с техническими условиями, разработанными филиалом Днепропетровского института охраны труда в черной металлургии ВЦСПС, 8 вентиляторов для обслуживания воздухом рабочих площадок у четырех печей.

I

«Серп и молот»

Между колоннами и наружной стеной расположен пролет крана лебедки шириной 4 м. Наружный воздух, поступающий через оконные проемы в продольной стене, подсасывается вентиляторами и транспортируется на рабочую площадку.

При испытании эффективности этих агрегатов в летнее время (в 1939 г.) получены данные, приведенные в табл. 1.

Таблица! 1

Эффективность воздушного душирования на завалочной площадке мартеновского цеха с двумя вентиляторами, подающими по 20 000 м3/час воздуха со скоростью на выходе из насадка 12 м/сек

о а к к.к а ™ Физиологические показатели

Производ- 2 2 ® 2»« 5С * К оз V ¡г К о а<2 ш 2 к ч Температура пода ваемого воздуха о.0, V с] С 3 V & Р. X 0 температура тела (максимум) динамика потоотделения • - о и а ¡а а >, с «> с _

ственный процесс 5 в п и К К Е в а;. к о о и ю СП г аз к о г О В — * _ 5 в 3 К * о,'' без вентиляции при вентиляции без вентиляции при вентиляции Уменьшен! ла ударов в 1 минут) вентиляци

Выпуск металла и заправка подины 40 000 5,2-1,2 21—34° 0 8—2,3° 38,1 37,2 Профуз ное потение Кожа мокрая 6

Скачивание шлака 40 000 4,0-1,4 21—34° 1 5-2,6 То же Профуз-ное потение 6

Необходимо отметить, что в мартеновском цехе завода «Серп и молот» вследствие неблагоприятных условий аэрирования наблюдается неустойчивая работа проемов продольной стены на приток,

в связи с чем имеет место перемещение вентиляторами нагретого внутрицехового воздуха. Поэтому забор воздуха из оконных проемов можно рекомендовать только при хорошей аэрации.

При оборудовании цеха напольными машинами, когда нет пролета для крана лебедки, агрегаты можно устанавливать на специальных площадках, укрепленных на стойках вдоль наружной стены, или же крепить по колоннам стены (заводы «Красный Октябрь» и им. Дзержинского).

Можно также при наличии проемов в нижнем поясе наружной стены использовать для душирования переносные вентиляционные агрегаты большой производительности. Вентиляторы надо установить с таким расчетом, чтобы воздух забирался из зоны более низкой температуры. Весьма эффективными оказались американские переносные вентиляторы типа Перкинса, установленные на заводе им. Петровского в Днепропетровске.

При установке стационарных вентиляционных агрегатов серьезное значение имеет выбор места забора воздуха для душирования. В таких случаях необходимо учесть все местные условия, которые могут вызвать загрязнение воздуха.

В зависимости от оборудования и компановки цеха возможны следующие варианты забора и транспортировки наружного воздуха:

1. Воздухоприемник душирующего агрегата расположен по наружной стене здания на уровне 2—2,5 м от земли. Воздуховод крепится по стене. Такая схема осуществима при завалке шихты напольными машинами, когда отсутствует пролет крана лебедки.

2. Воздухоприемник душирующего агрегата расположен по наружной стене здания на уровне 2—2,5 м от земли. Воздуховод проложен в верхней части помещения под мартеновской площадкой и выводится через перекрытия по колонне к выхлопному душирующему насадку. Применять подобное устройство рекомендуется при наличии для завалки крановой завалочной машины и пролета для лебедки (если насадки с подводящим воздуховодом не будут мешать передвижению завалочной машины).

3. Только в исключительных случаях при очень серьезных затруднениях в проводке воздуховода снизу забор воздуха допустим сверху, под крышей цеха.

4. Воздухоприемник душирующего агрегата расположен с торца здания, а воздуховод прокладывается по внешней или внутренней стороне наружной стены. Такая схема рекомендуется при наличии помещения с выделением газов (например, газогенераторное отделение), примыкающего к стене мартеновского цеха (мартен № 2 завода им. Дзержинского).

Воздушное душирование площадок жолобов

Неблагоприятные метеорологические условия на рабочих местах по обслуживанию жолобов (высокая температура воздуха и интенсивное двустороннее облучение от задней стенки мартеновской печи и от жолоба) вызывают необходимость воздушного душирования площадок жолобов во всех случаях вне зависимости от условий аэрации цеха.

Интенсивное облучение на площадке (1,5—7 малых калорий на 1 см2 в 1 минуту) требует применения весьма значительных скоростей на рабочих местах в среднем 6—7 м/сек для получения достаточного эффекта от душирования. Наличие конвекционных потоков от нагретых поверхностей оборудования и самого жолоба заставляет при конструировании и выборе принципа подачи воздушного душа учесть возможность нежелательного сдува горячего воздуха с одного рабочего места на другое. Поэтому при двустороннем обслуживании жолоба наиболее целесообразна вертикальная подача воздуха сверху вниз.

Душирующий воздух должен подаваться на участок площадки непосредственно вблизи жолоба, так как основные операции, производящиеся на площадке (пробивка и заделка лётки печи, подготовка жолоба и др.), обычно выполняются возле жолобов.

Душирующие насадки должны устанавливаться на расстояние 0,4—0,5 м от края жолоба на высоте 2—2,2 и от уровня пола площадки.

Размер рабочей площадки, подлежащей душированию с каждой стороны жолоба, обычно составляет 1 X 0,5 м. В соответствии с этим выхлопное сечение насадка целесообразно принять прямоугольной формы, причем ббльшая сторона должна быть параллельна жолобу. Место установки насадка в промежутке между стенкой печи и перилами площадки, а также расстояние от пола до нижней кромки насадка надо брать с таким расчетом, чтобы не мешать нормальной работе в цехе.

На площадке жолоба мартеновского цеха завода «Серп и молот» установлены душирующие патрубки по обеим сторонам жолоба (рис. 2), обслуживающие площадь примерно в 0,5 м2. Для охлаждения воздуха летом предусмотрена увлажнительная камера, снижающая температуру воздуха на 3—5°. Основные данные об эффективности этой установки приведены в табл. 2.

Следует отметить, что, несмотря на устройство теплоизоляции, воздух при перемещении его через воздуховоды, особенно на участках, наиболее удален-ленных от вентилятора, перегревался на 2,5—5°. При проектировании аналогичных установок необходимо стремиться к уменьшению перегрева воздуха на пути перемещения его от вентилятора до выпуска. Для этого желательно: а) максимально уменьшить участки воздуховодов вблизи сильно нагретых поверхностей (в первую очередь над печами), б) по возможности все участки воздуховодов, включая и подводящие трубы к насадкам, покрывать теплоизолирующим слоем. Наиболее целесообразным является устройство децентрализованных душирующих установок с одновременным обслуживанием каждой из них не свыше двух мартеновских печей. Основная магистраль на 2 печи должна быть расположена, если это возможно, в проходе между печами в помещении 1-го этажа (под мартеновской площадкой), с выводом стояков, подающих воздух на каждую печь, через перекрытие площадки.

Если работа производится с одной стороны жолоба, душирование возможно по принципу боковой подачи воздуха, с направлением воздушного потока от рабочих к жолобу. При боковой подаче воздуха и расположении рабочих мест с одной стороны жолоба отпадает опасность сдувания конвекционных тепловых потоков дыма и пыли от жолоба на рабочего. Наблюдаемая при этом большая зона охвата воздушным потоком весьма целесообразна, так как при обслуживании жолоба с одной стороны размер рабочей площадки увеличивается. Такой принцип душирования требует скоростей на рабочем месте порядка 5—6 м/сек. Количество подаваемого каждым насадком воздуха и скорости на выходе могут быть такие же, как и при устройстве патрубков с вертикальной подачей воздуха.

Основная приточная магистраль вентиляционной установки для жолобов, расположенная в пролете мартеновской площадки вдоль

Рис. 2. Душирующие патрубки на площадке жолоба мартеновской печи завода «Серп и молот»

колонн у самой печи, должна быть по всей длине покрыта теплоизолирующим слоем.

В современных мартеновских цехах американского типа жолоба обычно бывают съемными. Очистка жолоба от шлака и подготовка его производятся вне площадки жолобов, на этой площадке выполняются только работы по съему и установке жолобов, а также по разделке и заделке летки. Это значительно уменьшает время пребы-

Таблица 2

Эффективность воздушного душировання на площадке у жолобов мартеновского цеха завода «Серп и молот» (по данным наблюдений в 1938 и 1939 гг.)

V в « я« * . , Физиологические показатели

Производствен- а О. г* о? о я 8! я 2 я О с Р. л X со О. Си V С Я Е Я Температура тела (максимум) Динамика потоотделения

ный процесс Количеств мого возд: бочему мё в м3/чяс я Й м л ч «и о со аз * О о и га со >> н СЗ р. а) с 8 <и Н я о с_ О й а> к» м Я " «и. КПЙ Я о * я * я аг Без вентиляции При вентиляции Без вентиляции При вентиляции

Разделка и заделка выпускного отверстия 5 000 8,0-4,1 30- -34° 4,6-7,6° 38,2 37,4 Профуз-ное потение Кожа влажная

Сушка отверстия 5 000 8,0-4,1 30- -34° 4,2-10,3° 38,2 37,6 То же Профуз-ное потение

вания рабочих на данной площадке. Кроме того, метеорологические условия на рабочих местах в подобных цехах значительно лучше из-за отсутствия литейной канавы.

Рис. 3. Передвижной воздухоохлаждаю-щий агрегат

По этим причинам здесь нет особой необходимости в устройстве стационарных приточных насадков и душирование рабочих мест целесообразно производить передвижными вентиляционными агрегатами, оправдавшими себя при производственных испытаниях. На рис. 3 изображен душирующий воздухоохлаждающий агрегат конструкции Московского института охраны труда.

Воздушное душирование рабочих мест литейной канавы

Основными рабочими местами в помещении литейной канавы, нуждающимися в душирующем воздуховоде, являются рабочие площадки вдоль канав. На этих участках производится подготовка поддонов, чистка их и сифонирование, подготовка прибылей в тех цехах, где происходит литье высококачественных сталей, чистка и продувка изложниц.

Наличие горячих конвекционных потоков и интенсивное излучение от раскаленных слитков и изложниц при напряженной мышечной работе вызывают необходимость корригирования общего воздухообмена усиленным душированием, ибо на рабочих местах литейной канавы истинная температура воздуха при выемке горячего металла дохо~дит в летнее время до 47°, т. е. превышает примерно на 27° температуру наружного воздуха.

При подготовке сифонов вдоль наружной стены с проемами в ней можно обеспечить подвижность воздуха со значительными скоростями посредством установок вентиляционных агрегатов переносного типа.

Когда к продольной стороне помещения литейной канавы примыкает горячий пролет соседнего цеха (нередко прокатного), душирование должно производиться наружным воздухом посредством насадков с направляющими лопатками. Такой же принцип целесообразно применять для душирования рабочих мест сифонщиков, расположенных между печами и канавой, и участков, где производится очистка плит и подготовка прибылей (указанные операции также выполняются на рабочих площадках вдоль канав). Описанный метод обслуживания рабочих мест обдувающим воздухом стал применяться на литейной канаве завода «Серп и молот» (Москва) еще в 1938 г., причем были получены благоприятные результаты (табл. 3).

Таблица 3

Эффективность воздушного душирования на литейной канаве мартеновского

цеха завода «Серп и молот» (по данным наблюдений в 1938—1939 гг.)

5 £ К 1 Я Физиологические показатели

Производст- я а. 4 * о * В га >. X н о № О) а> ¡г К о о X С >> Й т Снижение темпер туры воздуха на ] бочем месте температура тела (максимум) динамика потоотделения ¿3* >,:я ч с о.

процесс Количеств мого возд бочему ме в м'/час л ц га о ° я И г1 ° ° и со сп н м 2 ° 38 Н в без вентиляции при вентиляции без вентиляции при вентиляции Уменьшенв ла ударов в минуту п тиляции

Выемка горячего металла 15 000 4,0—2,0 24-30° 1-4° — — Профуз-ное потение Кожа мокрая 12-30

Подготовка прибылей (очистка и смазка) 2 500 5,2—2,3 20—31° 2,3-7,0° 36,6° 37,5° То же То же 6-30

Сифонирование плит 2 500 5,2—2,3 20—31° 2,9—3,2° 38,5° 37,5° » » » » 9—22

Чистка плит 2 500 4,5-2,0 29—31° 4-9,5° 38,0° 37,6° » » » » 6-8

На рис. 4 представлено расположение душирующих насадков (системы Батурина) в помещении литейной канавы в мартеновском цехе завода «Серп и молот». Высота насадков от уровня пола цеха 2 м. Испытания показали, что патрубки не обеспечивают полного обслуживания душем всей рабочей площадки. При объеме подаваемого воздуха в 2 ООО—2 500 м3/час и скорости его на выходе в 7 м/сек, в центре рабочей площадки, находящейся в 2—2,5 м от патрубка, скорости незначительны и составляют в среднем 1 м/сек. Это вынуждает литейщиков при кратковременных перерывах в работе подходить к зоне больших скоростей. Для полного обслуживания рабочих мест

наружным воздухом следует устанавливать душирующие насадки с сечением выхлопного отверстия не меньше 0,5 X 0,3 м и скоростью на выходе порядка 10 м/сек. Целесообразность более широкого воздушного факела с большими скоростями диктуется еще тем, что эти душирующие насадки можно также использовать для обслуживания рабочих, занятых непосредственно у канавы, во время коротких перерывов в работе.

Одним из вариантов конструктивного оформления душирующих насадков для обслуживания душем (в основном сифонщиков и частично рабочих, занятых у канав) является расположение насадков в проходах между печами, причем забор воздуха производится по наружной стене завалочной площадки на высоте до 4 м от уровня земли (например, в литейной канаве мартеновского цеха завода «Красный Октябрь»). Эта установка давала значительный эффект. Недостатком конструкции насадка является малый факел по вертикали из-за щелевидности его формы. Поэтому при конструктивной возможности оформления подобного типа установок рекомендуется учесть следующие указания.

1. Насадки надо делать не щелевидной формы, а прямоугольного сечения, не меньше 0,7 X 0,4 — 0,5 м.

2. Насадки должны иметь направляющие лопатки на выходе. Целесообразно использовать для подачи воздуха осевые вентиляторы ЦАГИ, причем тип вентилятора и номер его следует подбирать, исходя из заданной производительности и противодавления.

3. Осевой вентилятор имеет преимущество перед центробежным в смысле компактности, дешевизны и экономичности в эксплоатации.

Наибольшее затруднение представляет устройство душирующей вентиляции для обслуживания рабочих, занятых непосредственно у канавы, особенно если последняя расположена в центре помещения. В таких случаях можно рекомендовать максимальное использование передвижных воздухоохлаждающих установок (например, конструкции Московского института охраны труда ВЦСПС).

Если нельзя осуществить душирование непосредственно на рабочих местах у канавы, следует максимально использовать все конструктивные возможности для устройства душирующих насадков по продольным стенам, чтобы таким путем обслужить рабочих при кратковременных перерывах в работе.

Рис. 4. Общий вид душирующих патрубков на канаве мартеновского цеха завода «Серп и молот»

Дальнейшей задачей является разработка способов воздушного» душирования рабочих мест подручных литейщика непосредственно на канаве.

При всех перечисленных способах душирования наиболее целесообразным является забор воздуха снаружи здания из незагрязненной, зоны. Для уменьшения нагрева воздуха внутри воздуховодов необходимо покрывать их теплоизолирующим материалом.

Значительное повышение эффективности вышеуказанных души-рующих вентиляционных агрегатов достигается при охлаждении подаваемого воздуха в жаркое время года.

Н. И. ЛОНДОН (Москва)

Шаровой термометр как прибор для определения метеорологических условий производственных, бытовых и школьных помещений

Из метеорологической лаборатории отдела промышленной гигиены Московского института охраны труда (зав. лабораторией Н. И. Лондон, зав. отделом

3. И. Израэльсон)

В течение последних двух десятилетий ряд советских и зарубежных исследователей микроклимата жилых и производственных помещений сосредоточивает свое внимание на роли в теплообмене окружающих человека твердых предметов, с которыми он не соприкасается, на роли в теплообмене радиации и прежде всего на вопросе об эквиваленте по теплоощущению и прочим физиологическим показателям между конвекцией и радиацией. При этом возникли новые понятия: радиационно-эффективная температура (СССР), эквивалентная температура (Англия), результирующая температура (Франция).

По определению французского исследователя Missenard, одинаковую сухую результирующую температуру будут иметь помещения с разными комбинациями отличных между собой температур стен и воздуха, оказывающих на человека такой же тепловой эффект, как ■помещение определенной температуры, в котором температура воздуха и стены совпадает. Например, помещение с температурой воздуха 25° и стен 20° будет иметь результирующую температуру 22 или 23°, если будет установлено, что теплоощущение людей в этом помещении совпадает с теплоощущением людей в помещении, в котором воздух и стены имеют одинаковую температуру в 22 или 23°.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Естественно стремление измерять суммарно разные метеорологические комплексы в одних и тех же единицах эквивалентной, результирующей или радиационно-эффективной температуры. Установление физически и физиологически обоснованной меры суммарного теплового воздействия радиации и конвекции является весьма важной предпосылкой для правильного нормирования ряда типовых случаев метеорологических условий, встречающихся в производстве, а также для оценки конвекционного и панельного отопления жилищ, школьных помещений и коммунальных общественных зданий.

Шаровой термометр был впервые предложен в 1887 г. метеорологом Aitken, применявшим термометры, резервуар которых находился в центре зачерненного металлического шара диаметром в 15 или

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.