CC BY
5
ЗНАЧЕНИЕ ЛЕГКОВЕСНЫХ ОГНЕУПОРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПРИ РАБОТАХ В ПЕЧАХ ОБЖИГА
А. М. Спирина Из Свердловского института охраны труда ВЦСПС
Непрерывный рост производства чугуна и стали повышает спрос металлургической ■промышленности на огнеупорные изделия. С увеличением объема жилищного строительства требуется все больше и больше строительного кирпича. В связи с этим наряду с вводом в эксплуатацию новых, более совершенных печей обжига — тоннельных, повышается ппоизводительность действующих печей непрерывного действия (кольцевых, камерных) и периодических печей, как правило, за счет интенсификации процесса обжига, например на кольцевых и газокамерных печах за счет увеличения скорости прохождения огня. При этом для сохранения длины зон охлаждения и подогрева в пределах, предусмотренных технологической схемой, необходимо быстрее производить садку сырца и выборку обожженных изделий. Это приводит к сокращению времени остывания кладки ограждений печи и обожженных изделий, что при прочих равных условиях ухудшает метеорологические условия в камерах, находящихся под садкой и выгрузкой изделий и в свою очередь создает весьма неблагоприятные условия для рабочих, выполняющих тяжелые ручные операции, и снижает производительность их труда. Таким образом, вызывается необходимость в разработке мероприятий для улучшения метеорологических условий, в частности внутри печей, на рабочих местах садчиков и выгрузчиков.
Применяемый на заводах по производству огнеупорного кирпича способ охлаждения камер кольцевой печи (подача цехового воздуха дутьевым вентилятором через садиво и отбор горячего воздуха из зоны охлаждения через люфтовые отверстия) при необходимости ведения процесса обжига непрерывно с соблюдением технологических зон в печи даже в зимнее время года не всегда обеспечивает установленную предельно допустимую .емпературу воздуха (40°) в зоне выгрузки. Неблагоприятным фактором при работах внутри печи является также интенсивное воздействие лучистого тепла, исходящего от внутренних поверхностей ограждений печи и обожженных изделий (габл. 1). Излучение больше в печах, работающих на каменном угле, чем в газовых печах. В холодное время года излучение больше, чем в теплое.
Интенсивность теплового облучения в зонах выгрузки изделий в 2—2'/г раза больше, чем на садке. Больше всего тепла излучает свод печи.
Общая продолжительность воздействия на рабочих конвекционного и лучистого тепла на протяжении смены определяется продолжительностью их работы внутри печи, и в период наших наблюдений у выгрузчиков она составила в среднем: в феврале — 68,6%, в апреле — 64,9%, в августе — 51,8% рабочего дня; у садчиков: в апреле — 70,9%, в июле—августе — 67,8% рабочего дня. Продолжительность отдельных периодов работы в печи у выгрузчиков большей частью колеблется между 6 и 15 минутами, а периоды нахождения выгрузчиков вне печи имели продолжительность ог нескольких -секунд до 2 минут.
Таблица 1
Интенсивность излучения тепла от свода в зонах выгрузки шамотных изделий на кольцевых печах обжига в различные периоды года
Период года Месяц, год ¿гам 5 х о 1- « ® » К и. О С-О. >>>, и С С.Ч Вид топлива Число замеров Проце но 6,0—2.5 1Т случа сти лучу (в г/кал 2.25— 1.5 ев по и стого тс /см'мин* 1.25— 0.5 4тенсив-пла 0.45— 0.1 Интенсивность лучистого тепла (в г - кал/см* МИН) мини- 1 максимальная, мальная
Холодный Февраль 1954 г. Март 1954 г. — 14,2« — 1,3° Газ Уголь 49 62 18,3 62,9 69,4 27,4 12,3 9,7 — 1 1 3,75 6
Переходный Апрель 1953 г. То же 9,2° 11° Газ Уголь 78 45 46,6 23,1 44,5 76,9 8,9 _ 0,5 0,75 2 4
Теплый Август 1953 г. Июль 1954 г. 28° 26,6° Газ Уголь 66 112 16,1 11.7 76.8 73,3 7.1 15 0,4 1 2 3
Отдельные периоды непрерывного действия конвекционного и лучистого тепла и общая их длительность в течение смены у садчиков несколько больше, а периоды пребывания их вне печи еще короче, чем у выгрузчиков.
Сочетание тяжелой мышечной работы с высокой температурой воздуха и интенсивным воздействием лучистого тепла за короткие периоды 8—10-минутной непрерывной работы в печи вызывают выраженные физиологические сдвиги у рабочих: повышение температуры тела, учащение пульса и значительные потери воды с потом на протяжении смены (рис. I).
Февраль
Щб.Л
Тттпт
У////Л 71,53;
л
68.6%
Выгрузчики Апрель
5,67
6,75£
>7777.г
''¿/Л
64.3% С а д V и на
14,70
15,521
П
Июль-
- Ас густ
51,85%
Л
67,8%
70,9%
Общая продолжительность работы В печи I Общая продолжительность пребывания рабочих вне печи выпито воды за смену (в/л) I Выделено воды с потом за смену (в/кг) водный баланс ( в/кг) выгружено и посажено изделий одним рабочим за смену
Рис. I. Впный баланс у рабочих при работе в кольцевой печи (Нижне-Тагильский завод огнеупорного кирпича, печь № 2, топливо — газ).
До 1953 г. разработка оздоровительных мероприятий для кольцевых печей шла почти исключительно по линии применения вентиляционных средств, а в 1953 г. Министерством промышленности строительных материалов СССР была выпущена для кирпичных заводов временная инструкция по применению распыления воды для охлаждения кирпича в кольцевых печах, однако в результате некомплексной разработки мероприятий вопрос улучшения метеорологических условий в камерах кольцевых печей, находящихся под садкой и выгрузкой изделий, до сих пор не решен.
Из числа возможных мероприятий по улучшению метеорологических условий внутри обжиговых печей наряду с другими мероприятиями может быть рекомендовано применение легковесных огнеупорных материалов для внутренней кладки ограждений печей, что дает уменьшение аккумуляции и излучения ими тепла, так как вследствие сравнительно малого объемного веса и пористой структуры легковесные огнеупорные материалы (шамотные, динасовые) обладают меньшей теплопроводностью и теплоемкостью по сравнению с обычными плотными огнеупорными материалами.
Поскольку легковесные своды начали применять в промышленности огнеупорных материалов, мы считали необходимым проверить гигиенический эффект их. Испытания проводились в 1954 г. на Богдановическом заводе шамотных изделий (БЗШИ) и Первоуральском динасовом заводе (ПДЗ).
На БЗШИ испытания проводились на кольцевых печах № 2 и 3, работающих на каменном угле. Свод и стены в некоторых камерах в этих печах выложены на толщину 350 мм шамотным легковесным кирпичом, имеющим объемный вес 1,26 г/см3 и пористость 51,4% (объемный вес обычных плотных огнеупорных шамотных изделий 1,8—1,9 г/см3, пористость 24%).
Исследования показали, что даже при существующей системе охлаждения камер (подача цехового воздуха в зону выгрузки передвижными вентиляционными агрегатами
через садиво печи и отбор нагре-
Таблица 2
Величины теплового излучения в зоне выгрузки от поверхностей кольцевой печи, выложенных легковесным и обычным шамотным кирпичом (БЗШИ, печь № 3, март 1954 г.)
того воздуха из зоны охлаждения через люфтовые отверстия в своде печи), заливке водой неостыв-шего шлака перед самой его уборкой из камеры и при соблюдении равных зон охлаждения излучение тепла от внутренних поверхностей ограждений в кольцевой печи (свода и стен), выложенных легковесным шамотным кирпичом. было меньше по сравнению с обычной кладкой печи (табл. 2).
На рис. 2 изображены величины теплового излучения, полученные от свода в кольцевой печи на стыке двух камер, по ту и другую сторону температурного шва: одна камера с обычными стенками и сводами (камера № 15), а другая—из легковесного шамотного кирпича (камера № 1С). Исследуемые участки свода находились в одинаковых условиях охлаждения.
Величины излучаемого тепла, соответствующие первым точкам на графиках, были получены в момент, когда исследуемые участки свода находились над выбираемыми изделиями, шлак из камеры был выбран.
Для выяснения влияния легковесных огнеупорных материалов на снижение температуры воздуха в рабочем пространстве канала печи были обработаны заводские записи температур воздуха для одной кольцевой печи Богдановического завода за период с июня 1953 г. по октябрь 1955 г. Средняя температура воздуха, наблюдаема» в 4 камерах первой группы (№ 8, 9, 13 и 15) и в 4 камерах второй группы (№ 10, II, 12 и 14) в период с июня по октябрь 1953 г. при существующей системе охлаждения к^мер была на высоком одинаковом уровне: на выгрузке в камерах первой группы — в пределах 55,5—59,5° и второй группы — 54,6—58,2°; на садке соответственно 40.4—45,9° и 41,3—44,2°.
ПоЕерх-ногть. Пид шамотного Число Из них по ьеличине тсплоного из пучения (в г/кал/см*/мин)
излучающая тепло кирпича замеров 4—2.5 2.25-1 0.75 и менее
Своя Легковесный 1Г 2 9 _
Обычный 11 10 , 1 —
Стены Легковесный 10 — 4 6
Обычный 12 12
гкал/см'/мин 5
Ч ч/
2 •
10 12 14 1В 8
10 в р
гкал/см'/мил.
5 4
3
г 1 о
7
1— |
10 И
п
14 16 8 10
С у /77 О
гкал/ш*/мин. 5
4
3
г 1 о
8 10 12 14 16 8 10
Рис. 2. Интенсивность теплового излучения от свода, выложенного из обычного и легкпвесногч шамотного кирпича.
а — замок (центр) свода; б — слева от замка; в — справа от замка.
1 — интенсивность теплового излучения от свода из обычного шамотного кирпича;
2 — интенсивность теплового излучения от свода из легковесного шьмотного кирпича.
С ноября 1953 г. по февраль 1954 г. в камерах второй группы обычная кладка сводов и стен была заменена легковесным шамотным кирпичом После этого в марте и апреле 1954 г. температура воздуха в камерах этой группы была 42° (март) и 41,8° (апрель), а в камерах первой группы соответственно 49,1° и 49,2°, т. е. в камерах с плотной внутренней футеровкой ограждений температура воздуха была выше в среднем на 7°.
При исследованиях с мая 1954 г. по октябрь 1955 г. в камерах второй группы (<• кладкой из легковесного кирпича) температура воздуха в зонах выгрузки была значительно ниже по сравнению с камерами первой группы. Следовательно, легковесные огнеупорные материалы на ограждениях в кольцевых печах в сочетании с подачей больших объемов воздуха наряду с уменьшением интенсивности теплового облучения позволяют значительно снизить температуру воздуха в пространстве канала печи на рабочих местах выгрузчиков и в несколько меньшей мере — на рабочих местах садчиков.
Эти мероприятия в теплый период года (июнь—сентябрь) по измерениям в 1954 и 1955 г. при выгрузке изделий дали снижение температуры воздуха на 11,1—22,9° по сравнению с температурой воздуха, наблюдавшейся в камерах той же группы в 1953 г. при достаточно близкой температуре атмосферного воздуха. В момент садки изделий сиедняя температура воздуха за рассматриваемый период была снижена на 2,7—8,5°. Таким образом, использование указанных мероприятий позволяет снизить температуру воздуха в зонах выгрузки и садки ниже предельной температуры (40°), допускаемой правилами безопасности (§ 230) в промышленности огнеупорных материалов.
Существенным показателем, характеризующим улучшение метеорологических условий, явилось улучшение ритма работы и повышение производительности труда выгрузчиков при менее выраженных сдвигах физиологических функций. Так, подача больших объемов цехового воздуха в зону выгрузки позволила увеличить производительность труда выгрузчиков на Богдановическом заводе на 18%.
На Первоуральском динасовом заводе испытания проводились в сентябре 1954 г. на обжигательных горнах периодического действия (№ 9 и 17), работающих на каменном угле. В горне № 9 свод выполнен из обычного сводового динаса с объемным весом 1,8—1,9 г/см3, в горне № 17 — из легковесного динаса с объемным весом 1,09 г/см3. И здесь было выявлено определенное влияние легковесных сводов на снижение температуры воздуха в горне. В горне № 17 температура воздуха под сводом была ниже в среднем на 15°, чем в горне № 9. Разница между температурами воздуха под сводом и на высоте 1,7 м от пода горна при одновременном замере в одной вертикальной плоскости в горне № 17 состазила в среднем 7,8°, а в горне № 9— 17,5°.
При выборке обожженных изделий из горна № 9 выгрузчики ощущали жару, кожа лица была резко гиперемирована, имело место заметное потоотделение, чего не наблюдалось у тех же рабочих при работе в горне № 17.
Приведенные здесь данные об интенсивности теплового излучения и температуре воздуха в печах обжига при использовании сводов и стен из легковесных огнеупорных материалов позволяют сделать вывод о безусловной полезности их с гигиенической точки зрения.
Для получения большего гигиенического эффекта от легковесных сводов в кольцевых печах, работающих на твердом топливе, шлак в генераторах следует заливать водой заранее. Бесспорно, больший гигиенический эффект от легковесных огнеупоров следует ожидать в печах, работающих на газе.
ЛИТЕРАТУРА
Василевский П. А. Огнеупоры, 1953, № 2, стр. 61—64. — Временная инструкция по охлаждению водой зоны остывания киопича в кольцевых печах. М., 1953. — Глебов С. В. В кн.: Легковесные огнеупоры. М., 1945, стр. 5—30. — МамыкинП. С. Уральск, металлург., 1938, № 3, стр. 34—40. — Мее р А. Г. Огнеупоры, 1940, № 8—9, стр. 470—474. — Нохратян К. А. Строит, материалы, 1937, № 8, стр. 1—10. — Перевалов В. И. Технология огнеупоров. М., 1944. — Правила безопасности в огнеупорной промышленности. М., 1951.
Поступила 26/Ш 1956 г.
Я тйг
СРАВНЕНИЕ ЗАДЕРЖИВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ФИЛЬТРОВ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ВЕСОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ
ДЫМОВ
Старший научный сотрудник Е. В. Гернет
Из Горьковского научно-исследовательского института гигиены труда и профессиональных болезней
При определении весовой концентрации дисперсной фазы токсических аэрозолей па промышленных предприятиях обычно используется метод аспирации воздуха через фильтрующий материал с последующим растворением уловленных частиц и их химическим определением. В качестве фильтрующих материалов широкое распространение получили хлопчатобумажная вата и фильтровальная бумага. Для улавлмвания туманов и легко растворимых веществ находят применение гакже пористые стеклянные фильтры. Весовое количество частиц, задержанных фильтром, зависит в сильной степени от их размеров. Высокодисперсные дымы окислов свинца, образующиеся при плавке метал-
