Мартеновские печи

Повреждение может быть существенным и явиться причиной отказа и несущественным, при котором работоспособность  технической системы сохраняется.

Применительно к отказу и  повреждению рассматривают критерий, причину, признаки проявления, характер и последствия.

Критерием отказа являются признаки выхода хотя бы одного заданного  параметра за установленный допуск. Критерии отказа должны указываться  в нормативно – технической документации на объект.

Причины отказа:

-просчеты, допущенные при конструировании;

-дефекты производства;

-нарушение правил и норм эксплуатации;

-повреждения;

-естественные процессы изнашивания и старения.

Признаки отказа или повреждения  проявляют непосредственные или  косвенные воздействия на органы чувств наблюдателя (оператора) явлений, характерных для неработоспособного состояния объекта, или процессов  с ними связанных.

Характер отказа или повреждения  определяют конкретные изменения, происшедшие  в объекте.

К последствиям отказа или  повреждения относятся явления  и события, возникшие после отказа или повреждения и в непосредственной причинной связи с ним.

Отказы объектов технической  системы могут быть разных видов  и классифицируются по различным  признакам (таблица 2).

 

Таблица 2 - Классификация отказов технических систем

Признаки отказа	Вид отказа		Характеристика отказа
1	2		3
Характер изменения параметра  до момента возникновения отказа	Внезапный		Скачкообразное     изменение    значений одного или  нескольких параметров ТС
	Постепенный		Постепенное изменение одного или нескольких     параметров     за     счет медленного, постепенного ухудшения качества ТС
Связь с отказами других элементов	Независимый (первичный)		Отказ не обусловлен повреждениями  или отклонениями других элементов (узлов).
	Зависимый (вторичный)		Отказ обусловлен повреждениями или отказами других элементов (узлов,                           устройств)
Возможность использования  элемента после отказа	Полный		Полная      потеря    работоспособности,                   исключающая использование ТС по                        назначению
	Частичный		Дальнейшее      использование   системы возможно, но с меньшей эффективностью
Характер проявления отказа	Сбой		Самоустраняющийся отказ, приводящий к                    кратковременному нарушению работоспособности
	Перемежающийся		Многократно возникающий  сбой одного и того же характера (то возникающий, то исчезающий), связанный  с обратными случайными изменениями     режимов работы и параметров устройства
	Устойчивый (окончательный)	Отказ, устраняемый только в результате проведения восстановительных  работ, является следствием необратимых  процессов в деталях и материалах
Причина возникновения отказа	Конструкционный	Возникает вследствие нарушения установленных правил и норм конструирования
	Производственный	Возникает     из-за    нарушения или несовершенства технологического процесса изготовления или ремонта  ТС
	Эксплуатационный	Возникает      вследствие     нарушения  установленных     правил и  условий эксплуатации ТС
Время возникновения отказа	Период приработки	Обусловлен скрытыми производственными дефектами, не выявленными в процессе контроля
	Период норм эксплуатации	Обусловлен несовершенством     конструкции, скрытыми производственными дефектами и эксплуатационными нагрузками
	Период старения	Обусловлен процессами старения и износа материалов и элементов ТС

 

Таблица 3 - Отказы мартеновской печи

Отказ	Причина отказа	Последствия
1	2	3
Износ основных огнеупоров в мартеновской печи	- термическое расширение и сжатие под воздействием изменяющейся температуры в рабочем пространстве	-кладка передней стенки претерпевает механические воздействия - истирание и удары, а также подвергается в нижней части химическому воздействию шлаков. Последнее является наиболее опасным, так как разрушает нижнюю часть передней стенки.
Износ подины	-взаимодействие шлака с огнеупорной футеровкой	-те места ванны, которые соприкасаются во время плавки со шлаком, оказываются после выпуска плавки несколько поврежденными (изъеденными шлаком). Если не принять специальных мер, то через несколько плавок степень износа может возрасти настолько, что печь будет в аварийном состоянии
Выброс металла из печи	- заливка чугуна на сильно перегретую шихту вызывает бурную реакцию выгорания примесей	-перегрев шихты
Неисправности металлоконструкций	-трещины   в   сварных швах	Трещины в металлоконструкциях и сварных  швах могут появиться как следствие  дефектов изготовления, ударов при  монтаже, а также из-за возможных  перегрузок при работе. Наличие трещины в несущих элементах может привести к разрушению металлоконструкций и аварии печи
	- погнутости  и вмятины      отдельных элементов конструкции
Утечка подаваемого газа	-перед пуском газа в печь не проверена исправность перекидных устройств, механизмов подъема крышек завалочных окон, исполнительных механизмов, контрольно-измерительной аппаратуры, а также состояние люков, шиберов, клапанов, дросселей и отсечных клапанов	-взрыв, результатом которого может быть разрушение и повреждение технологического оборудования, емкостей и трубопроводов и т.д. При взрывах гибнут, получают увечья и травмы люди.
	-неисправность конструкции водяного затвора перекидных устройств
Нагрев верха насадок  газового регенератора	-не были приняты меры по вытеснению воздуха из газовых боровов и регенератора путем наполнения системы дымом от сжигания топлива в рабочем пространстве печи	-хлопок и взрыв
	-не была произведена  продувка системы газовых боровов и регенераторов паром
Горелка не загорается	-не была произведена подача топлива	-сбой работы печи
	-не была произведена  подача воздуха
	-отсутствует искра
	-подано слишком много  воздуха
Неисправность в работе дымового канала	-нарушение герметичности  оборудования	-выход отходящих газов
Разрушение огнеупорной  кладки	-подача кислорода с чрезмерно  большой скоростью	-сдувание шлака с поверхности  ванны, значительный унос его в сторону головки

 

 

 

5 Предварительный анализ опасностей

 

На здоровье и работоспособность  человека в процессе труда оказывает  влияние совокупность факторов производственной среды и трудового процесса.

В зависимости от влияния  на организм человека отдельные производственные факторы могут быть вредными или  опасными.

Вредный производственный фактор - фактор среды и трудового процесса, который может вызвать профессиональную патологию, временное или стойкое  снижение работоспособности, повысить частоту соматических и инфекционных заболеваний, привести к нарушению  здоровья потомства.

В зависимости от количественной характеристики и продолжительности  действия отдельные вредные производственные факторы могут стать опасными.

Опасный производственный фактор - фактор среды и трудового процесса, который может быть причиной острого заболевания или внезапного ухудшения здоровья, смерти.

Опасные и вредные производственные факторы подразделяются на четыре группы: физические, химические, биологические  и психофизиологические.

К опасным физическим факторам относятся: движущиеся машины и механизмы; различные подъемно-транспортные устройства и перемещаемые грузы; незащищенные подвижные элементы производственного  оборудования (приводные и передаточные механизмы, режущие инструменты, вращающиеся  и перемещающиеся приспособления и  др.); отлетающие частицы обрабатываемого  материала и инструмента, электрический  ток, повышенная температура поверхностей оборудования и обрабатываемых материалов и т.д.

Вредными для здоровья физическими факторами являются: повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны; высокие влажность и скорость движения воздуха; повышенные уровни шума, вибрации, ультразвука и различных излучений - тепловых, ионизирующих, электромагнитных, инфракрасных и др. К вредным физическим факторам относятся также запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны; недостаточная освещенность рабочих мест, проходов и проездов; повышенная яркость света и пульсация светового потока.

Химические опасные и  вредные производственные факторы  по характеру действия на организм человека подразделяются на следующие  подгруппы: общетоксические, раздражающие, сенсибилизирующие (вызывающие аллергические  заболевания), канцерогенные (вызывающие развитие опухолей), мутогенные (действующие на половые клетки организма). В эту группу входят многочисленные пары и газы: пары бензола и толуола, окись углерода, сернистый ангидрид, окислы азота, аэрозоли свинца и др., токсичные пыли, образующиеся, например, при обработке резанием бериллия, свинцовистых бронз и латуней и некоторых пластмасс с вредными наполнителями. К этой группе относятся агрессивные жидкости (кислоты, щелочи), которые могут причинить химические ожоги кожного покрова при соприкосновении с ними.

К биологическим опасным  и вредным производственным факторам относятся микроорганизмы (бактерии, вирусы и др.) и макроорганизмы (растения и животные), воздействие которых на работающих вызывает травмы или заболевания.

К психофизиологическим опасным  и вредным производственным факторам относятся физические перегрузки (статические  и динамические) и нервно-психические перегрузки (умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов слуха, зрения и др.).

Между вредными и опасными производственными факторами наблюдается  определенная взаимосвязь. Во многих случаях  наличие вредных факторов способствует проявлению травмоопасных факторов.

 

5.1 Приборы безопасности мартеновского производства

 

Безопасность - это такое состояние сложной системы, когда действие внешних и внутренних факторов не приводит к ухудшению системы или к невозможности её функционирования и развития.

Основные опасности при  работах на шихтовых дворах мартеновских цехов следующие: наезды подвижного состава и придавливание рабочих  в негабаритных местах; падение работающих в бункерные ямы при загрузке материалов; травмирование электромагнитными  и грейферами мостовых кранов; падение  лома, переносимого кранами; травмирование  работающих при взрыве взрывоопасного лома.

Для предотвращения травмирования подвижным составом во въездных проемах здания шихтового двора устраивают автоматически действующую светозвуковую сигнализацию, оповещающую работающих о подаче составов.

На пульте управления мартеновской печи установлены приборы, контролирующие и регулирующие температуру свода, расход топлива, кислорода, воздуха. В  мартеновском цехе гораздо безопаснее использовать большегрузные комплексно-автоматизированные печи. Автомат сам выбирает наиболее выгодные нормы расхода кислорода  и топлива и таким образом  обеспечивает наивысшую производительность на всех операциях плавки. Также на мартеновских печах эффективнее и безопаснее устанавливать автоматические регуляторы температуры в рабочей камере печи и подогреваемого воздуха и газа, количества и соотношения топлива и воздуха, давления в камере печи, состава продуктов горения, а также перекидки клапанов. Автоматизация перекидных клапанов снижает расход топлива на 15% и увеличивает производительность печи примерно на 6%.

 

Таблица 4 - Приборы безопасности мартеновской печи

Приборы безопасности	Назначение прибора
Автоматически действующая  светозвуковая сигнализация	Предназначены для установки во взрывоопасных зонах с присутствием в атмосфере горючих газов и пыли, для оповещения электротехнического и технологического персонала о поломке оборудования и других аварийных ситуациях.
Термоэлектрические пирометры	Автоматический контроль и регуляция температуры свода  мартеновской печи
Резистивные датчики  температуры
Термопары
Манометры	Для контроля давлений печных газов в рабочем пространстве и в дымоходах печи
Преобразователи термоэлектрическиеТПП-1788	Замер температуры в реформаторе и борове
Термопреобразователи сопротивления медные ТСМ	Контроль температуры  природного и коксового газа, турбинного и компрессорного воздуха, а также  кислорода
Датчики давления САПФИР	Для контроля давления в  левом и правом реформаторах производятся отборы давления, сигналы которых  по импульсным трубкам поступают  на входы датчиков давления САПФИР
Диафрагмы камерные стандартные ДКС	Для регулирования расходов природного газа в инжектор и реформатор, турбинного и вентиляторного воздуха, а также кислорода в соответствующих трубопроводах
Электрофильтры или скрубберы  Вентури	Для очистки газов мартеновских печей емкостью 200—500 т. Для печей  емкостью 600—900 т экономически целесообразно  устанавливать электрофильтры. При необходимости подогрева отходящих газов установка скрубберов Вентури рекомендуется только в цехах, где размещение электрофильтров невозможно.

 

 

 

 

        

 

6  Построение дерева  отказов

 

В настоящее время самое  широкое распространение при  моделировании опасных процессов, в том числе несчастных случаев, получили диаграммы причинно-следственных связей, называемые деревьями отказов  и деревьями событий.

Общая процедура моделирования  и априорной количественной оценки среднего ущерба от техногенных происшествий с помощью диаграмм причинно-следственных связей типа «дерево» обычно включает следующие этапы:

1) выбор опасного процесса  и уточнение цели его моделирования; 

2) построение моделей  типа «дерево отказов» и «дерево  событий»;

3) проведение качественного  анализа моделируемого процесса;

4) количественная оценка  техногенного риска; 

5) обоснование мероприятий  по снижению техногенного риска.

На первом этапе в качестве опасного процесса для исследования были выделены характерные для металлургического  производства несчастные случаи, основным травмирующим фактором которых являлся  выброшенный из металлургического  агрегата расплав. При этом выброс расплава мог быть результатом взрыва в  агрегате либо бурного протекания химических реакций в нем.

На втором этапе проводится построение дерева отказов. В вершине  дерева отказов лежит верхнее  нежелательное событие. Построение дерева отказов производится вниз от верхних нежелательных событий  с учетом событий, его вызывающих, и заканчивается показом первичных  событий, причины наступления которых по тем или иным соображениям не исследуются. Символы, используемые при построении дерева отказов, приведены в таблице 5.

 

Таблица 5 - Логические символы для построения дерева отказов

Обозначение	Интерпретация
	Событие, дальнейшее рассмотрение вниз которого нецелесообразно или детально не разработано
	Событие, являющееся результатом нижерасположенных событий
	Первоначальное, независимое от других событие с достаточными данными

 

 

 

Таблица 6 - Логические знаки для построения дерева отказов

Название логического  знака	Символ логического знака	Причинная взаимосвязь
«ИЛИ»		Выходное событие происходит, если случается одно из входных событий.
«И»		Выходное событие происходит, если все входные события случаются  одновременно
«Приоритетное И»		Выходное событие случается, если все входные события происходят в нужном порядке слева на право.
«m из n»	m   n	Выходное событие происходит, если случается m из n выходных событий.