Общие требования, предъявляемые к устройству и эксплуатации печей
Основные опасности при обслуживании печей следующие:
- ожоги при выбивании пламени, выброс шлака и металла из печей;
- ожоги и взрывы при прорыве металла через пороги завалочных окон, а также через подину и выпускное отверстие печи;
- взрывы крышек завалочных окон;
- ожоги брызгами при вскрытии выпускного отверстия;
- падение с задней площадки печи.
С целью безопасности верхнее строение печи должно опираться на конструкции, независимые от регенераторов. Конструкция свода мартеновской печи должна исключать возможность обвала свода при эксплуатации печей. Для предотвращения опасных деформаций свода при разгаре стен печи (это иногда приводило к обрушению сводов печей) пяты свода необходимо опирать на охлаждаемую арматуру печи независимо от стен.
Своды мартеновских печей целесообразно выполнять из огнеупорных материалов высокой стойкости (хромомагнезитовые, магнезитохромитовые и др.). Очищать поверхность свода от пыли следует пылеотсасывающими установками, так как обдувка свода сжатым воздухом вызывает чрезмерное загрязнение
воздуха пылью.
Для осмотра и ремонта свода и головок печи над сводами и головками по арматуре печи надо устраивать площадки с перилами. Становиться непосредственно на свод печи опасно и поэтому недопустимо.
Чтобы избежать опасности прорыва металла через подину, наряду с доброкачественной ее наваркой после изготовления или очередного ремонта печи необходимо также после каждого выпуска плавки тщательно осматривать подину, удалять шлак из углублений («ям») и хорошо ее заправлять.
Уровень металла в ванне печи не должен быть выше основных порогов завалочных окон. Удерживание жидкого металла насыпными ложными порогами иногда приводило к разъеданию водоохлаждаемых элементов печи и к сильным взрывам.
Большую опасность представляет также преждевременный прорыв металла через выпускное отверстие печи при отсутствии ковша. Эта опасность особенно велика в цехах старого типа, где металл разливают в изложницы, установленные в разливочной канаве. В связи с этим необходимо тщательно заделывать летку, чтобы исключить возможность прорыва металла.
Для создания безопасных и благоприятных условий труда ширина задней площадки печи должна быть не менее 2,5—3 м. Защитить рабочих от теплоизлучения можно экранированием задней стенки печи экранами, охлаждаемыми водой или щитами из листовой стали, подшитыми асбестом. Отвод воды от охлаждаемых экранов следует выполнять открытого типа, так как закупорка водоотводящих трубок может привести к взрыву экрана.
Пульты управления печами целесообразно располагать между колоннами печного пролета против печей. Для предотвращения отравлений газоподводящие трубки к контрольно-измерительным приборам должны быть герметичными. Пульты управления надо обеспечить хорошим проветриванием. Для защиты от теплоизлучения окна пультов следует остеклять толстыми стеклами (толщиной 10—15 мм).
Ширину рабочей площадки в цехах с напольными завалочными машинами следует назначать, исходя из соблюдения безопасных габаритов между печами и составами с мульдами, а также между завалочной машиной к составами с мульдами и чугуновозными ковшами. Кроме того, между чугуновозными ковшами и колоннами печного пролета необходимо предусмотреть проход шириной не менее 1 м.
В цехах с крановыми завалочными машинами ширину печного пролета рекомендуется назначать не менее 18 м для печей садкой до 100 т и не менее 21 м для печей садкой более 100 т. Расстояние между печами и колоннами печного пролета с целью безопасности следует принимать не менее 12 м.
Чтобы обеспечить хорошее проветривание пространства возле регенераторов и переводных устройств, помещение последних следует располагать на нулевой отметке цеха, а рабочую площадку печей — не менее чем на 6 м выше нулевой отметки цеха. Нельзя допускать заглубления помещения переводных устройств.
Для доступа с рабочей площадки в помещение переводных устройств на каждые две печи надо устраивать наклонные лестницы, а для спуска в разливочный пролет такие лестницы следует устраивать у каждой печи. В цехах, где разливка стали осуществляется в изложницы, установленные на тележках, для связи рабочей площадки с разливочной надо устраивать переходные площадки, расположенные в торцовых частях здания.
Крышки и рамы завалочных окон
Для предотвращения взрывов крышек завалочных окон печей необходимо обеспечить возможность свободного выхода пара в случае засорения водоотводящей трубы. Рациональное охлаждение крышек показано на рис. 38. Проточную воду следует подавать в нижнюю часть крышек и рам, а отводить из самой верхней их части. Для бесперебойной циркуляции охлаждающей воды сечение водоотводящей трубки должно быть на 40 — 50% больше сечения трубки, подводящей воду к крышкам и рамам.
Чтобы предотвратить загрязнение внутренней полости крышек и рам, надо применять химически очищенную воду или хотя бы фильтрованную. Температура отходящей воды во избежание выпадения осадков жесткости не должна превышать 45 — 50 °С. Обслуживающий персонал обязан следить за бесперебойной циркуляцией и температурой отходящей воды. Периодически все коммуникации и полости водоохлаждающей системы необходимо осматривать и очищать от грязи и накипи.
Водоотводящие трубы на случай аварийного прорыва металла из печи допускается располагать на расстоянии не менее 4 — 5 м от печи под рабочей площадкой в местах, надежно защищенных от попадания металла.
Механизмы подъема крышек во избежание обрыва подъемных тросов оборудуют автоматическими ограничителями подъема. На случай обрыва крышек следует предусмотреть на рамах предохранительные крюки, а на крышках выступающие в стороны штыри, которыми крышка удерживается в случае ее обрыва. Можно также применять предохранительные цепи для крепления крышек к арматуре печи.
В случае прогара рам или крышек необходимо немедленно заварить места прогаров или заменить рамы или крышки. В связи с опасностью ожогов при выбивании пламени из печи смену крышек или рам можно выполнять лишь после выпуска плавки до заливки чугуна в печь, поддерживая в печи небольшое разрежение.
Системы испарительного охлаждения мартеновских печей являются установками, работающими пол давлением пара и требующими соблюдения мер безопасности, связанных с эксплуатацией таких устройств в специфических условиях мартеновских цехов.
С целью безопасности баки-сепараторы желательно располагать на крыше цеха в специальной галерее или вне здания. Если на действующих печах баки-сепараторы расположены между подкрановыми банками, то для их обслуживания вокруг сепараторов следует устраивать ходовые площадки. Внутрибалочное пространство в месте расположения бака-сепаратора необходимо хорошо вентилировать.
При расположении баков-сепараторов на действующих печах сбоку подкрановых балок для предотвращения травм обслуживающего персонала кранами расстояние от настила площадки обслуживания до нижней части кранов должно быть не менее 2 м, а от верхних и боковых выступающих частей баков-сепараторов до габаритных конструкций кранов — не менее 500 мм. С той же целью тележки заливочных кранов необходимо оборудовать ограничителями для автоматической остановки тележки на расстоянии 1 м от ходовой площадки.
Для удобства и безопасности обслуживания системы испарительного охлаждения регулирующие вентили следует располагать в доступном месте, например на задней площадке печи. Установки испарительного охлаждения должны иметь дистанционное управление из центрального пульта управления.
Образующийся в системе пар направляют потребителям или конденсируют в специальных установках. Выпускать пар в атмосферу допускается только в аварийных случаях, так как это вызывает коррозию конструкций здания, а в зимнее время года приводит к их обледенению.
Головки
Состояние кладки головок печей должно исключать просачивание газа, что достигается тщательной кладкой с минимальными швами и торкретированием внутренней и наружной поверхностей уплотняющей, нерастрескивающейся массой. Образующиеся .во время работы печи неплотности и прогары необходимо немедленно устранять. Для защиты рабочих от теплоизлучения головки от верха до уровня рабочей площадки следует закрывать съемными экранами, с промежутком между экранами и кладкой для циркуляции воздуха.
При осмотре и ремонте свода головок возникает опасность травмирования рабочих заливочными кранами. Поэтому расстояние между нижней частью кранов и головками новых печей должно быть не менее 2 м.
Регенераторы и шлаковики
Герметичность стен и сводов газовых регенераторов и шлаковиков имеет большое значение, так как из-за просачивания газа наблюдались случаи отравления рабочих и взрывы газа. В связи с этим стены газовых регенераторов и шлаковиков необходимо заключать в кожух из листовой стали или из железобетона до лещади регенераторов, а заглубленного часть стен от уровня дола до лещади регенераторов следует засыпать смесью
влажной глины с песком и тщательно утрамбовывать.
Своды регенераторов и шлаковиков необходимо уплотнять газонепроницаемой обмазкой, например асфальтом или смесью молотого шамота, песка и жидкого стекла. Для уменьшения тепловыделений стены и своды регенераторов и шлаковиков необходимо теплоизолировать.
Чтобы иметь доступ на своды регенераторов для их осмотра и ремонта, следует устраивать площадки с наклонными лестницами. Двери лестниц нужно запирать на замок, чтобы предотвратить доступ на своды посторонних лиц.
Помещение переводных устройств и пространство над сводами должны быть хорошо освещены.
Работы на сводах регенераторов и шлаковиков во время плавки в печи разрешается выполнять только по наряду-допуску в газозащитных аппаратах под непрерывным наблюдением ответственного руководителя и в присутствии дежурного работника газоспасательной станции. Такие работы можно производить в период работы регенераторов «на дыме», причем для безопасного передвижения по сводам надо применять ходовые трапы.
Очистку насадок регенераторов время плавки в печи допускается выполнять в период работы регенераторов «на дыме» под наолюдением ответственного работника технического надзора. Переводить распределительные клапаны печи можно только после прекращения обдувки насадок и удаления рабочих от регенератора.
Отопление мартеновских печей
Отопление печей газом. К мартеновским цехам газ следует подводить по отдельным магистралям. Подводы газа от общей магистрали к отдельным печам с целью безопасности необходимо выполнять только надземными.
Переводные устройства целесообразно применять децентрализованного типа, так как устройства централизованного типа (барабанные и золотниковые) требуют применения длинных газовых боровов и не устраняют возможности возникновения хлопков при переводе клапанов.
Для предотвращения отравления конструкция затворов переводных клапанов должна исключать возможность выбивания газа. В связи с этим необходимо применять переводные клапаны с глухим кожухом без внешней ванны водяного затвора или наглухо перекрывать внешнюю ванну водяного затвора кожухом со свечой, выведенной выше крыши цеха. Сток воды из чаши затвора должен осуществляться через U-образную контрольно-переливную трубку с высотой столба воды, превышающей на 500 мм максимальное давление газа в цеховой магистрали.
В цехах с централизованными переводными устройствами барабанного типа водяной затвор должен быть такой глубины, чтобы при верхнем положении барабана в момент перевода клапанов его края находились бы в воде на глубине не менее 100 мм, а при опущенном барабане глубина водоразделяющего столба воды в чаше водяного затвора должна быть на 150 мм больше максимального давления газа у этих клапанов.
Подача веды в водяные затворы переводных устройств всех типов должна быть непрерывной. Сечение водоподводящих труб назначается, исходя из расчета быстрого наполнения затвора водой. Вентили, регулирующие подачу воды, следует располагать в местах, обеспечивающих безопасное их обслуживание.
Во избежание просачивания газа люки, лазы и сальники газовых клапанов, а также места сопряжения клапанов с кладкой колодцев боровов необходимо надежно уплотнять.
Опасность выбивания газа через водяные затворы газовых переводных клапанов резко возрастает в случае одновременного закрытия обоих клапанов (левого и правого), так как при этом давление над опущенными тарелками клапанов может оказаться равным давлению газа в магистральном газопроводе. В практике наблюдались случаи отравления рабочих по этой причине. Поэтому надо принять меры для предотвращения одновременной посадки клапанов, исключающие опасность подъема клапанов выше нормы, и других неисправностей подъемных механизмов.
При эксплуатации печей необходимо предотвратить возникновение хлопков (взрывов) газа, поскольку хлопки вызывают повреждение кладки печей и дымовых труб, ожоги пламенем и отравления газом.
При эксплуатации мартеновских печей наблюдаются хлопки, связанные с пуском печей, и хлопки при переводе распределительных устройств.
Причиной хлопков является образование газовоздушной смеси и последующее ее воспламенение. Хлопки при пуске печей объясняются тем, что газ, поступающий в недостаточно прогретые газовые борова и насадки регенераторов, при встрече с имеющимся в системе кислородом воздуха не воспламеняется и образует газовоздушную смесь.
Для предотвращения хлопков при пуске печей, газовые борова, регенераторы и шлаковики для вытеснения воздуха предварительно должны быть продуты паром. После этого пускают газ на горящие дрова, уложенные на подине перед выходным отверстием газового окна головки печи. Для вытеснения воздуха допускается также сжигать в рабочем пространстве печи сильно дымящие вещества, например смолу. После этого газ пускают навстречу дыму на костер, горящий перед отверстием газового окна. Перед пуском газа верхняя часть насадок газового регенератора должна быть нагрета временными горелками до температуры не ниже 700 — 750 °С.
Непосредственно перед пуском газа крышки двух ближайших завалочных окон следует открыть для наблюдения за воспламенением газа. Остальные крышки печи только приоткрывают, чтобы в случае хлопка снизить давление в печи. Перед первой кантовкой клапанов температура верхней части газового регенератора, нагреваемого отходящими продуктами горения, должна быть не ниже 900 °С. Перед пуском газа рабочие должны быть удалены от печи на безопасное расстояние.
Для предотвращения хлопков необходимо также тщательно уплотнять кладку головок, шлаковиков, регенераторов и боровов печи, чтобы устранить подсос воздуха. На печах, отапливаемых смешанным газом, при первых кантовках клапанов надо прекращать подачу коксового газа, который является более взрывоопасным по сравнению с доменным газом. Одновременно надо прикрывать дымовой шибер, чтобы уменьшить разрежение
в системе.
Хлопки при переводе клапанов наблюдаются в газовых боровах и в сборном дымовом борове. Хлопки в газовых боровах объясняются образованием взрывной смеси при смешении холодного газа с дымом, содержащим значительное количество кислорода. Для предотвращения хлопков в газовых боровах необходимо устранить подсос воздуха в систему печи и обеспечить достаточный нагрев газовых регенераторов и боровов в период их работы на дыме.
Хлопки в сборном дымовом борове во время перевода клапанов объясняются попаданием в дымовой боров газа, отсасываемого из газового регенератора, работавшего до перевода клапанов на газе, а также попаданием воздуха из воздушного регенератора. При недостаточно высокой температуре в сборном дымовом борове может образоваться газовоздушная смесь и произойти взрыв.
Мерами по предотвращению хлопков в сборном дымовом борове являются: устранение подсоса воздуха, применение выдержки в течение 10— 15 сек между переводом газовых и воздушных клапанов, установка в начале борова газовой горелки или электрозажигательного прибора для поджигания газа, отсасываемого в дымовую трубу.
При переводе клапанов опасно находиться вблизи переводных устройств. Поэтому о переводе клапанов с рабочей площадки должен подаваться звуковой сигнал.
Кладку газовых боровов необходимо тщательно уплотнять, чтобы не допускать просачивания газа в помещение переводных устройств.
Устройство дренажных насосов для откачивания грунтовых вод должно позволять ремонтировать насосы, не опускаясь в колодцы.
При использовании природного газа возникают дополнительные требования безопасности, вытекающие из повышенной взрывоопасности этого газа и значительного давления в системе газовых устройств.
В этом случае необходимы высокая прочность всех элементов газовой сети и надежное ее уплотнение.
Для надежного отключения газа на подводах природного газа к горелкам печей следует устанавливать дублированные механические затворы. Гибкие участки подвода природного газа к горелкам печи, применяющиеся для удобства смены горелок, надо выполнять из несгораемых прочных материалов, обеспечивая герметичность в местах присоединения к газопроводу и горелке.
При понижении давления в подводах газа к печам ниже установленного минимума газ должен автоматически отключаться с одновременным включением сигнализации.
Перед сменой горелки затворы газа необходимо перекрыть, а участок подвода газа между реверсивным (переводным) клапаном и горелкой продуть паром. Снимать и устанавливать горелки следует механизированным способом.
Для предотвращения хлопков при пуске природного газа в печь через рабочие горелки после ремонта печи предварительно необходимо убедиться в исправности переводных клапанов и дымовых шиберов; продуть подводы природного газа на участке между цеховой магистралью и горелками печи на свечи паром, а затем газом; установить в печи хорошую тягу на дымовую трубу; включить подачу воздуха в печь; включить подачу мазута и распылитель на большой горящий факел и отрегулировать устойчивый факел горящего мазута; приоткрыть крышку завалочного окна, ближайшую к горелке и, удалив рабочих на безопасное расстояние от печи, включить подачу газа в горелку. Если почему-либо газ не загорится или потухнет, то надо прекратить подачу газа в печь, хорошо ее проветрить и лишь после этого приступить к повторному зажиганию газа.
Для своевременного определения утечки газа природный газ одоризируется этилмеркаптаном и другими одорантами.
Работники мартеновского цеха, обслуживающие газовое хозяйство и руководящие выплавкой стали (теплотехники, газовщики, мастера, сталевары и др.), должны знать Правила безопасности в газовом хозяйстве металлургических заводов и должны быть обеспечены газозащитными аппаратами. Испытанные газозащитные приборы следует хранить в специальных ящиках в пультах упоавления каждой печи и в диспетчерской цеха.
Все работники мартеновского цеха, имеющие отношение к обслуживанию газовых устройств, и все без исключения инженерно-технические работники цеха должны быть обучены способам и приемам искусственного дыхания и оказания первой помощи пострадавшим.
Отопление печей жидким топливом. Отопление мартеновских печей жидким топливом связано с опасностью взрывов и пожаров в случае неправильного устройства и эксплуатации отопительных устройств.
Хранить жидкое горючее необходимо в подземных или надземных резервуарах вне цеха. Подача горючего к печам, как правило, должна осуществляться непосредственно по трубам от места его хранения. Промежуточные расходные баки допускается располагать на расстоянии не менее 5 м от печей, защищая баки от нагрева теплоизлучением.
В качестве указателей уровня горючего следует применять приборы поплавкового тина. Для отвода паров горючего расходные баки снабжают вытяжными трубами с предохранительными латунными сетками. Чтобы предотвратить переполнение баков, устраивают переливные трубки, соединенные с подземными резервуарами для быстрого спуска горючего в случае аварии или пожара. На случай пожара возле расходных баков должны быть огнетушители и сухой песок.
Перед ремонтом мартеновских печей трубопроводы, подводящие жидкое горючее к печам, необходимо отделить от баков, перекрыв вентили и установив на трубопроводах заглушки. Участки трубопроводов, примыкающие к печам, надо освободить от остатков горючего и разобрать на время ремонта печи.
Уход за порогами печей
Уборку ложных порогов после выпуска плавки следует осуществлять механизированным способом, сбрасывая материалы завалочной машиной в коробки, устанавливаемые перед окнами печей. Затем эти коробки убирают краном. Убирать просыпавшиеся материалы вручную разрешается лишь под надзором сталевара. При передвижении составов с мульдами и во время перевода клапанов рабочие должны отходить от печи в безопасное место.
Работы по подсыпке порогов доломитом необходимо механизировать, например при помощи бункеров, переносимых кранами.
Взятие и обработка проб стали
Перед взятием пробы стали ложку и стаканчик для слива стали необходимо высушить и подогреть. Отбирать пробу во время перевода клапанов в связи с опасностью выбивания пламени из печи не допускается.
Для защиты от осколков при обработке проб на молоте необходимо применять предохранительные щиты и очки с густой сеткой. Доставку проб в лабораторию цеха для выполнения экспресс-анализов рекомендуется механизировать, используя пневмотранспортные устройства.
Выкачка ям и заправка подины печей
Образующиеся в подине печи углубления (ямы) могут привести к прорыву металла. Поэтому после выпуска плавки ямы необходимо немедленно устранять. Удалять металл и шлак из ям в подине рекомендуется сжатым воздухом, причем перед выдувкой надо удалить рабочих от выпускного желоба и установить перед леткой щит для защиты работающих в разливочном пролете от брызг металла и шлака. При выкачке ям надо обеспечить защиту рабочих от теплоизлучения, используя завесы или экраны.
Работы по заправке подины и откосов печи следует выполнять механизированным способом при помощи заправочных машин.