Perigos típicos na Indústria do Aço

Planta do “Coke”

Operações

Na planta do coque o carvão é aquecido para remover as substâncias gasosas do carvão. O gás que está sendo produzido necessita ser limpo das impurezas indesejadas na planta dos “by-products” (subprodutos ou derivados), que é uma planta química pequena que consiste normalmente da remoção do piche, remoção da amônia, remoção do benzol, etc.

Perigos

• Manipulação e armazenamento do gás do “Coke”
• Gás explosivo e inflamável, propriedades: H2 55%, CH4 25%, N2 10%
• Planta dos “By-products”
• Líquidos inflamáveis
• Gases explosivos
• Manipulação de carvão
• Acúmulo de pó de carvão
• Perigo de explosão em moinhos de carvão
• Perda do fornecimento de gás (conduzirá a destruição do forno)

Proteções
Segurança do Processo

• Instalações elétricas a prova de explosão em áreas perigosas
• Detectores de CO e H2 na sala do extrator, gasômetro, porão da planta de coque
• Deteção de O2, válvulas de alívio de pressão nas tubulações, medidores de gás
• Sistema de fornecimento emergencial de gás nos fornos
• Aterramento adequado das tubulações e dos tanques
• Controle do alinhamento, controle do deslizamento nas correias transportadoras críticas

Gerenciamento de Riscos

• Permissão de trabalho a quente
• Política de “não fumar”
• Procedimentos de emergência adequados em caso de O2 – detecção; H2 – detecção, fogo
• Inspeções regulares das tubulações (testes não destrutivos), das válvulas de segurança e dos equipamentos
• Procedimentos de segurança adequados dos serviços terceirizados (treinamento, licenças de trabalho, etc.)

Ações de proteção contra incêndio

• Sistemas de extinção ao fogo / sistema de sprinklers na planta de benzeno (“benzol”) / armazenamento apropriado de líquidos inflamáveis
• Sistemas de detecção e extinção nas salas elétricas críticas

Planta de Sinterização / Preparação de Carvão

Operações

Na planta de sinterização, o ferro é “cozido” no alto-forno, no tamanho e propriedades mecânicas necessários. O minério de ferro (granulados+aditivos+coque) serve de suprimento para a liga do metal. A mistura do metal é queimada enquanto o ar é sugado pela parte de cima do forno. Após o processo de sinterização, o ar coletado é resfriado.
Uma parte do carvão pulverizado é, normalmente, aproveitado para alimentar o alto - forno, podendo ser preparado e armazenado no local.

Perigos

• Planta de sinterização: incêndios nas correias transportadoras, explosão do forno
• Preparação de “Coque”: risco de explosão da poeira em suspensão no ar (nuvem de pó) em moinhos, silos, depósitos e tubulações.

Proteções
Segurança do Processo

• Controles de combustão no forno
• Alinhamento, controle de deslizamento nas regiões críticas das correias transportadoras
• Controle da temperatura antes do “sinter” ser conduzido para as correias transportadoras
• Instalações elétricas a prova de explosão nas áreas expostas a pó de carvão
• Transporte e armazenagem de carvão pulverizado protegido por sistema de nitrogênio
• Aterramento, pára-raios nos depósitos de carvão
• Aberturas de alívio de pressão no moinho e equipamentos moedores
• Sistema de proteção por nitrogênio nas áreas edificadas destinadas a moinhos e/ou equipamentos moedores
• Monitoramento das vibrações nas unidades de “sopradores”

Gerenciamento de Riscos

• Permissão de “trabalho a quente” nas áreas críticas
• Política de “não fumar” em áreas críticas
• Procedimentos adequados de emergência (por exemplo: fechamento de gás)
• Inspeções regulares de correias transportadoras e de equipamentos
• Freqüência adequada de limpeza em intervalos apropriados (“housekeeping”) nas áreas expostas a pó de carvão

Proteção contra incêndios

• Sistemas de detecção e extinção automática nas salas elétricas críticas
• Sistemas de detecção e extinção automática nas salas hidráulicas críticas
• Sistema de extinção dos equipamentos de moinhos/moedores
• Sistema de chuveiros automáticos nas correias transportadoras críticas (bom senso)

Alto - Forno

Operações

No alto-forno, o minério de ferro é reduzido para gusa. O alto-forno é alimentado a partir do topo com coque e minério de ferro. Ar quente (chegando a 1.200 °C) é soprado a partir da parte inferior para o alto-forno. O coque reage com o ar e forma CO, resultando em um calor de aproximadamente 2.200 °C. O CO em movimento ascendente, reduz o minério de ferro em ferro. O gás produzido pelo alto-forno é recolhido no topo, enquanto escórias e gusa são depositados na parte inferior e coletados ou recolhidos, através de um orifício com tampa removível.

Perigos

• Perda de arrefecimento de água levaria a uma destruição
• Entrada de água no forno pode levar a uma explosão (vapor)
• Perda/Interrupção no fornecimento de ar levaria a uma destruição
• Liberação de materiais fundidos/derretidos com fogo ou explosão subseqüente ? destruição das instalações físicas do forno
• Explosão do gás no interior do alto-forno
• Salas elétricas vitais / salas de controle de processo / salas hidráulicas

Proteções
Segurança do Processo

• Abastecimento de emergência de água adequado [bombas reservas (diesel), fornecimento redundante de água, monitoramento dos parâmetros da água de refrigeração (temperatura, vazão)]
• Acompanhamento dos parâmetros do processo, tais como gradiente de temperatura, ao longo da altura
• Válvulas “shut-off” para carvão pulverizado, fornecimento de ar
• Válvulas de segurança, monitoramento de pressão, controle sinalizado para o gás do alto-forno
• Acompanhamento monitorado dos parâmetros do motor dos sopradores (vibração, comportamento da temperatura, etc.)

Gerenciamento de Riscos

• Procedimentos de emergência adequados (por exemplo: para perda de água de arrefecimento, parada no fornecimento de ar)
• Evitar e controlar o excesso (aumento) de água em áreas críticas (por exemplo: poços de escórias, nas proximidades do forno)
• Inspeções regulares das tubulações (ensaios não destrutivos), válvulas de segurança, equipamentos
• Procedimentos adequados de segurança dos contratados e dos serviços terceirizados (formação, treinamento, permissão de trabalhos, etc.)
• Permissão de trabalho “a quente” nas áreas críticas
• Política de proibição de não fumar em áreas críticas
• Redundância / peças sobressalentes para os ventiladores/exaustores de maior porte

Proteção contra incêndios

• Sistemas de detecção e extinção nas salas elétricas críticas
• Sistemas de detecção e extinção nas salas hidráulicas críticas (por exemplo: para as caçambas ou vagonetes de minérios, sob os motores de sopradores)
• Sistemas de detecção e extinção nas partes críticas das correias transportadoras (por exemplo: próximo a alimentação do alto-forno)
• Dispositivo de interrupção automática do processo nas salas de controle, túneis de cabos

Siderurgia

Operações

O ferro-gusa derramado em uma “carro torpedo” é transportado e por intermédio de uma “concha” é levado até o convertedor. No convertedor, os subprodutos indesejados no gusa são removidos. Principalmente porque a quantidade de carbono existente tem de ser reduzida. Isto é feito através de injeção de oxigênio no interior do convertedor. Para reduzir o calor que se desenvolve neste processo exotérmico até 25% da sucata é adicionada. A escória [resíduos da fusão de metais ou da redução de minérios, mais leves do que estes, e que portanto sobrenadam] e o aço líquido são derramados em caçambas pela inclinação do convertedor. Em seguida, o aço é adicionalmente tratado na metalurgia secundária pela desgasificação a vácuo ou adicionando aditivos.

Perigos

• Entrada de água no convertedor pode levar a uma explosão (vapor)
• Liberação de materiais fundidos/derretidos com fogo ou explosão subseqüente
• Movimentação da “concha” ou caçamba (pingos de material fundente)
• Utilização de carboneto de cálcio / magnésio

Proteções
Segurança do Processo

• Monitoramento dos parâmetros da água de refrigeração
• Dispositivo ou mecanismo para extração emergencial do oxigênio (por exemplo: nitrogênio pressurizado)
• Monitoramento dos parâmetros dos gases residuais
• Desligamento emergencial para os sistemas hidráulicos na sala de controle
• Controle do nível de enchimento dos recipientes de pó

Gerenciamento de Riscos

• Procedimentos adequados de emergência (por exemplo: para as “caçambas” de carregamento, perda de água de arrefecimento, etc.)
• Inspeções regulares do revestimento refratário (visualmente, “laser scanning”)
• Inspeções regulares dos poços de água sob o convertedor
• Controle da sucata/fragmentos resultantes do processo por radioatividade e umidade
• Formação adequada e procedimentos de segurança para os operadores dos guindastes das “conchas” (“ladle”)
• Redundâncias adequadas – existência de componentes/peças extras para o caso de quebra – do sistema de içamento das “caçambas” ou “conchas” (“ladle”)

Proteção contra incêndios

• Sistema de extinção nas salas hidráulicas
• Sistemas de detecção e extinção nas salas elétricas e de controle
• Armazenamento e manuseio adequados do carboneto de cálcio e magnésio

Siderurgia – Forno elétrico a arco voltaico

Operações

O aço também pode ser obtido por meio de fusão da sucata ou refugo fragmentado. Esta forma de produção do aço é conhecida como “Mini Mill”. O refugo é fundido, eletricamente, pelo calor de um arco voltaico, entre o eletrodo de grafita (tipo de carbono preto usado para fazer ânodos eletrolíticos) e da sucata. Em seguida, o produto dessa fundição é carregado no forno através de um guindaste móvel com grandes caçambas. A sucata é, então, fundida e se liquefaz na temperatura de aproximadamente 1.800 ºC. Após a carga ser fundida, o Deckel é removido, o forno é inclinado e o aço liquefeito é vertido para uma “concha” ou caçamba. A alimentação elétrica é fornecida por transformador de grande porte (600 – 1.000 Volts) e (55 – 78 KAmps). Carvão em pó pode ser injetado no fluxo de circulação de ar para reduzir emissões de dioxina (matéria corante nitrosa; veneno extremamente tóxico, conhecido por causar câncer, doenças de pele, fígado, rins e defeitos congênitos).

Perigos

• Explosão de vapor no forno
• Derramamento de metal fundido e incêndios subseqüentes
• Perda de água de arrefecimento pode acarretar destruição
• Incêndio nas salas hidráulicas devido ao mecanismo de inclinação no carregamento das caçambas para derramamento de metal fundido
• Fogo nas salas de distribuição elétrica, transformadores, túneis de cabos
• Fogo em áreas críticas devido ao acúmulo de pó de carvão

Proteções
Segurança do Processo

• Monitoramento do fluxo de água e pressão (medir fluxo diferencial)
• Conduta e dispositivos de emergência adequados para o sistema de arrefecimento
• Detecção de formação de arco voltaico nos dispositivos de distribuição elétrica
• Controle dos parâmetros de escapamento de gás

Gerenciamento de Riscos

• Procedimentos adequados de emergência (por exemplo: para as “caçambas ou conchas” de carregamento, perda de água de arrefecimento, etc.)
• Inspeções regulares do revestimento refratário
• Inspeções regulares dos poços, visando observar a presença de água retida sob o forno
• Controle da sucata/fragmentos resultantes do processo por radioatividade e umidade
• Formação adequada e procedimentos de segurança para os operadores dos guindastes das “conchas” (“ladle”)
• Redundâncias / peças sobressalentes para o transformador, sistema de içamento das “caçambas” ou “conchas” (“ladle”), guindastes, etc.

Proteção contra incêndios

• Interrupção automática nas salas elétricas e hidráulicas (principalmente transformadores)
• Sistema de extinção automática para o transformador
• Blindagem das bandejas de cabos expostas
• Bandejas de cabos e tubulações hidráulicas não devem ser instalados no porão sob o forno
• Sistemas de detecção e extinção nas salas elétricas críticas

Lingotamento Contínuo

Operações

No Lingotamento Contínuo (“Contínuos Caster” – CC), o aço é formado em placas tipo laje. O aço líquido é derramado de uma caçamba em um recipiente. Os bicos do recipiente são abertos e fluxo do aço passa através de um molde resfriado onde o aço é formado saindo do outro lado de forma sólida. Após esta etapa, o aço é resfriado por intermédio de água pulverizada até solidificar totalmente. Então, o metal em estado sólido, é cortado no tamanho desejado para obter as placas ou perfis.

Perigos

• O derrame de metal fundido pode resultar em incêndio
• Incêndio em salas hidráulicas

Proteções
Segurança do Processo

• Válvula de fechamento de emergência dos bicos ou bocais por onde passa o aço líquido para o recipiente que o recebe
• Desligamento de emergência para os sistemas hidráulicos

Gerenciamento de Riscos

• Procedimentos adequados de emergência (por exemplo: descarga emergencial em caso de falhas operacionais de caçambas ou poços)
• Limpeza e manutenções adequadas (“housekeeping”) nas salas hidráulicas
• Adequada disposição dos cabos e canalizações

Proteção contra incêndios

• Sistemas de extinção nas salas hidráulicas
• Sistemas de detecção e extinção nas salas elétricas e de controle de processo
• Sistemas de detecção e extinção para proteção dos dispositivos/mecanismos do quadros elétricos dos sistemas de içamento, especialmente dos guindastes críticos

Laminação a Quente

Operações

No laminador a quente, as barras ou vergalhões de aço são laminados para uma espessura entre 0,8 – 12 milímetros. As barras de aço são aquecidas a 1.250 ºC, passando em feixes por fornos tipo propulsor. Depois as barras são laminadas na espessura desejada, em várias etapas, no laminador. A pressão exigida é produzida por um grande número de sistemas hidráulicos, geralmente localizado na parte inferior do laminador. Os rolos cilíndricos são movidos por motores de grande porte.

Perigos

• Explosão dos fornos
• Incêndio em salas hidráulicas
• Incêndio em túneis de cabos elétricos
• Quebra de motores

Proteções
Segurança do Processo

• Combustão protegida no forno
• Monitoramento dos parâmetros do forno (temperatura, fluxo de gás, fluxo de ar, água de arrefecimento)
• Procedimentos de purga no início e na parada das operações
• Desligamento das válvulas das tubulações de gás em locais seguros
• Detectores de gás embaixo dos fornos
• Localização central dos dispositivos de parada automática das bombas hidráulicas e de óleo
• Procedimentos de emergência adequados do sistema de abastecimento de água de arrefecimento
• Monitoramento dos motores (por exemplo: temperatura do óleo, sobrecarga)
• Controle de fluxo nos circuitos de óleo lubrificante

Gerenciamento de Riscos

• Procedimentos adequados de emergência
• Manutenção adequada dos sistemas hidráulicos e de óleo lubrificante
• Manutenção adequada e inspeções de motores
• Peças críticas estocadas no “site” (exemplo: rotores, estatores, rolamentos, bombas hidráulicas) ou disponíveis com facilidade
• Distância segura para armazenamento de peças originais
• Política de NÃO FUMAR / Autorizações de “trabalhos a quente” nas salas elétricas e hidráulicas

Proteção contra incêndios

• Procedimentos adequados de emergência
• Dispositivos de interrupção automática nas salas hidráulicas e de óleo lubrificante
• Sistemas de extinção automática para as sala hidráulicas e de óleo lubrificante
• Sistemas de detecção e extinção nas sala elétricas críticas e túneis de cabos
• Canhões de água para combater o incêndio no laminador propriamente dito, posicionados a uma distância segura.

Laminação a Frio

Operações

Na laminação a frio, o aço é reduzido ainda mais (0,4 – 3 mm) e as propriedades materiais desejadas são alcançadas. Numa primeira fase, uma fina camada é removida nas linhas de decapagem (eliminando a camada de óxido superficial), onde o aço é tratado por meio de banhos de ácido sulfúrico ou cloreto de ácido. Após a lavagem e secagem do aço, é armazenado em rolos até 50 toneladas. Há diferentes tipos de laminadores a frio, no entanto, em todos os tipos, o aço é reduzido por intermédio de pressão hidráulica e alongamento. Na seção de recozimento (submetendo o metal novamente a ação do fogo), o aço é aquecido a temperaturas mais altas, nos fornos de recozimento ou nos fornos de recozimento contínuo, sob atmosfera de gás (azoto ou hidrogênio). Depois, o aço é tratado ainda mais pela galvanização de banho quente, galvanização eletrolítica ou revestimento, é inspecionado e vendido.

Perigos

• Porões das salas hidráulicas e de óleo, principalmente as localizadas sob o laminador
• Utilização de óleo como produto lubrificante dentro dos moinhos e/ou laminadores
• Uso de hidrogênio nas linhas de recozimento
• Utilização de material plástico no banho de decapagem e nos sistemas de exaustão
• Quebra de motores de grande porte pode conduzir a incêndios consequentes
• Uso de líquidos inflamáveis nas linhas de revestimento
• Uso de óleo nas engrenagens

Proteções
Segurança do Processo

• Válvulas “shut off” para os sistemas hidráulicos e de óleo lubrificante
• Mecanismos de proteção para o processo de combustão dos fornos da seção de recozimento
• Monitoramento do fluxo e da pressão nas tubulações de gás
• Monitoramento de H2 e O2 nos fornos de recozimento sob atmosfera de hidrogênio
• Detectores de CO em porões sob fornos de recozimento aquecido com gás “coke”
• Monitoramento LEL das linhas de fornos de revestimento
• Proteção do processo de combustão para os incineradores das linhas de revestimento

Gerenciamento de Riscos

• Manutenção adequada dos sistemas hidráulicos e de óleo lubrificantes (por exemplo: controle e substituição de mangueiras, conexões de tubos, etc.)
• Manutenção adequada e inspeções de motores
• Política de “não fumar” / Autorizações de “trabalho a quente” para salas hidráulicas e elétricas
• Estocagem de peças críticas no “site” (por exemplo: rotores, estatores, rolamentos, bombas hidráulicas) ou disponibilidade imediata e facilitada de aquisição

Referências:
Arcelor Loss Prevention Guideline
Allianz Risk Evaluation Guidelines