Чорна металургія

До чорної металургії відносять виплавку чавуну з залізних руд, виробництво сталі, прокату і сплавів заліза і сталі з іншими елементами (марганець, хром, нікель, селен, берилій та ін).
Технологія виробництва. Руду, що надходить на металургійні заводи, звільняють від порожньої породи. На агломераційних фабриках руду дроблять, розмелюють і засипають рівним шаром на постійно рухому стрічку агломераційної машини разом з коксом. Проходячи через запального пальника горця, кокс на стрічці загоряється, що забезпечує спікання руди і вигоряння з неї сірки та інших домішок. Спекшаяся руда (агломерат) у хвостовому кінці стрічки ламається і падає в приймальний пристрій (бункерні чаші), де охолоджується (гаситься водою або продуванням повітря.
У доменному цеху агломерат або відмиту руду та інші компоненти шихти (кокс, вапняк, доломіт та ін) в певних пропорціях скіповим підйомником завантажують в доменну піч, де внаслідок горіння коксу при інтенсивній подачі в піч кисню відбувається відновлювальна плавка. Розплавлений чавун, який стікає в нижню частину печі, і більш легкий шлак, спливаючий поверх чавуну, періодично випускають через вічко. За спеціальним канавах на ливарному дворі рідкий чавун і шлак стікають в ковші, встановлені на залізничні візки. У цих ковшах чавун транспортують у сталеплавильний цех або на розливну машину, де його розливають у виливниці і потім витягають у вигляді злитків.
Переділ чавуну на сталь виробляють в мартенівських, конверторних або електросталеплавильних цехах. Процес варіння сталі полягає в випалюванні вуглецю та ряду інших домішок (сірки, фосфору та ін), в результаті чого метал втрачає крихкість і набуває пружність. Для отримання різних сортів сталі при її варінні до неї додають хром, нікель, марганець та ін Готову сталь випускають в ковші розливають на злитки в виливниці або через установку безперервного розливання. З виливниць сталеві зливки (до 10-15 т) надходять в обтискні стани (блюминги, слябінги). Обтиск змінює внутрішню структуру металу, а злитки отримують певну зовнішню форму - так звані заготовки. Ці заготовки направляють в прокатні стани, де з них прокочують метал заданого профілю і розміру. На установках безперервного розливання сталі отримують вже готові заготовки, які направляють відразу на прокатні стани.
Умови праці. Потужне нагрівальне обладнання, розплавлений і нагрітий метал, шлак і агломерат є джерелом конвекційного тепла і променевої енергії, іноді ультрафіолетового випромінювання (див.). Інфрачервоне випромінювання (див.), крім прямого впливу на робітників, нагріває навколишні поверхні, які стають вторинним джерелом тепла. У результаті повітря більшості цехів у теплий період року значно нагрівається. У холодний період року ці тепловиділення, створюючи сильний тепловий напір, сприяють інтенсивному природному повітрообміну, в результаті чого в деяких цехах при наявності відкритих прорізів повітря надмірно охолоджується. Робітники при виконанні багатьох операцій періодично піддаються впливу інфрачервоної радіації у поєднанні з температурою повітря, відносно високою в літній і низькою в зимовий період року.
Більшість технологічних процесів на сучасних заводах чорної металургії механізовано, однак робітникам нерідко доводиться виконувати трудомісткі допоміжні роботи, фізичне навантаження при яких у поєднанні з несприятливими метеорологічними умовами пред'являє підвищені вимоги до серцево-судинної, дихальної та терморегулюючої систем організму.
У холодну пору року відносно низькі температури повітря в цехах, особливо на заводах північних районів країни, нерівномірний нагрів в поєднанні з інтенсивним опроміненням і протягами можуть викликати переохолодження організму.
Рясне потовиділення влітку іноді призводить до значної влагопотере (нерідко з падінням ваги тіла до кінця зміни), посиленій витраті солей, білків і водорозчинних вітамінів, а також до роздратування шкірного покриву выкристаллизовавшимися на одязі солями (одна з причин гнійничкових захворювань шкіри).
Різноманітне нагрівальне устаткування, що особливо працюють під тиском, розгалужена мережа газових комунікацій і газові установки (пальники) є джерелами виділення газів [у тому числі окису вуглецю (див.)] в робочі приміщення. Однак через значних габаритів сучасних цехів і гарного їх провітрювання концентрація окису вуглецю в повітрі в більшості цехів, як правило, не перевищує гранично допустимої (20 мг/м3) навіть у найбільш несприятливий зимовий період. Виняток становлять доменні цехи, де при підвищенні тиску в печі газ просочується через нещільності та відкриті робочі отвору, що веде до короткочасного підвищення концентрації окису вуглецю на окремих ділянках цих цехів. В інших цехах короткочасне підвищення концентрації окису вуглецю спостерігається у місцях скупчення газових комунікацій, де зазвичай немає постійних робочих місць.
Крім окису вуглецю, в деяких цехах має місце виділення сірчистого газу - на аглофабриках, в доменному цеху і в миксерном відділенні сталеплавильних цехів, де він утворюється внаслідок вигорання сірки з руди, агломерату та чавуну, а також від всіх нагрівальних пристроїв, що працюють на серусодержащих мазут. Однак концентрація сірчистого ангідриду в повітрі не перевищує гранично допустимої (10 мг/м3). При варінні спеціальних і легованих сталей, а також при виплавці феросплавів виділяються пари і оксиди легуючих добавок (марганцю, хрому, селену, берилію та інших). При згорянні смол і масел, вживаних для змащення виливниць, тертьових частин прокатних станів і т. п., повітря забруднюється вуглеводнем. Всі ці газовиділення створюють небезпеку виникнення гострих та хронічних отруєнь і професійних захворювань робітників. Однак на сучасних заводах чорної металургії внаслідок ефективних заходів боротьби з ними професійні отруєння і захворювання спостерігаються рідко.


Пил (див.) спостерігається переважно в цехах і на дільницях приготування шихти (розмельно-змішувальне відділення і цикл повернення аглофабрики, подбункерное приміщення доменного цеху, шихтові двори мартенівських, конверторних, електросталеплавильних і феросплавних цехів тощо). Цей пил містить до 15-20% і більш вільною і аморфного двоокису кремнію, понад 50% оксидів заліза і інші домішки; концентрації її на цих ділянках іноді можуть значно перевищувати гранично допустимі.
Пил утворюється також при випуску чавуну з доменної печі, заливання його в виливниці розливної машини або міксер сталеплавильного цеху. При цих процесах у повітря виділяється вуглець, який конденсується в графітову пил. При продуванні конвертерів, плавці металобрухту в електросталеплавильних печах, газового різання і зачистки металу виділяються дим і пил, що складаються з аерозолю конденсації заліза та його оксидів, які нерідко не повністю уловлюються і поширюються на великі відстані від джерел їх виділення. При обтисканні гарячого металу в прокатних і трубопрокатних цехах з його поверхні злітає багато окалини, що складається в основному з оксидів заліза, частина якої розсіюється в повітрі. При зачистці прокату на наждаках утворюється велика кількість наждачним і металевого пилу.
Особливе значення має пил, що утворюється при ламанні і кладки вогнетривів під час ремонту металургійних печей, міксерів і ковшів. Ця пил дуже небезпечна, так як в ній міститься до 70% різних сполук кремнію. У деяких робітників, які тривалий час піддавалися впливу підвищених концентрацій пилу (у розмельно-дробильному відділенні аглофабрик, подбункерных приміщеннях доменних цехів, на ремонті мартенівських печей та ін), спостерігалися захворювання пневмокониозами.
Серед інших несприятливих факторів у цехах заводів чорної металургії слід відзначити шум (див.). У доменному цеху він утворюється при дуття і досягає 90-100 дБ, в електросталеплавильних і феросплавних цехах - від вольтової душ у печах (понад 100 дБ), в прокатних і трубопрокатних цехах - при опиловке і різання прокату на циркулярних пилках (до 100 дБ); у пневмопривода пилигримового стану у трубопрокатних цехах, а також у компресорів установок безперервного розливання сталі шум досягає 110 дБ. Майже всі ці шуми - високочастотні, при тривалому впливі можливе їх несприятливий вплив.
Наявність у більшості цехів гарячого обладнання, розплавленого і розпеченого металу, раптове утворення іскор і бризок, маніпуляції з важкими знаряддями праці, металом, шихтовым матеріалом, скрап та вогнетривами є нерідко причиною опіків та інших травм. За небезпекою травматизму заводи чорної металургії займають одне з перших місць.