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冶金企业职业危害与预防-安全工程师考试辅导

  (一)锻造(forges)

  锻造是一种通过多次施加压力(锤锻、模锻、冲击锤)或一次施加压力(压力锻造或滚锻),使处于热态或冷态的金属和合金产生塑性变形的技术。锤锻和模锻仅适用于热态金属,而压力锻造亦选用于冷态金属。锻造可用人力或机械进行。

  锻造加工过程包括:将材料切割成所需尺寸、加热、锻造、热处理、清理和检验。在小型人工锻造中,所有这些操作都由数名锻工上手和下手在狭小场所内进行。他们都暴露于相同的有害环境和职业性危害中;在大型锻造车间,危害随工作岗位的不同而各异。

  工作条件 尽管工作条件因锻造形式不同而各异,但具有某些共同特点:中等强度的体力劳动,干热的小气候环境,产生噪声和振动,空气受烟雾污染。

  能量消耗 根据锻造类型和机械化水平的不同,能量消耗在3~6千卡/分(12.56~25.12千焦/分)之间。现已得出,在机械化锻造的一个工作日中,如70%的时间用于锻造,平均能量消耗为4.5千卡(18.84千焦/分);10%用于辅助工作,其平均消耗为2千卡/分(8.37千焦/分);20%用于组织工作和休息。其平均消耗为1千卡/分(4.19千焦/分)。其总消耗量为1750千卡/日(7324千焦/日),这使锻造作业处于中等重体力劳动的上限,所需的神经精神力量也在中等体力和繁重体力劳动的极限之间。

  小气候环境 一个显著的特点是气温很高,高温是电热炉炉壁(100~180℃)和加料门(220~260℃),灼热的金属(800~900℃)和工具以及来自曾经放置热金属的地面的辐射热(35℃以上)所造成在通风较差的锻造车间内,炎热季节的气温可升达40~43℃。在大型锻造车间内,有高强度的辐射热(0.8~5千卡/厘米2·分或3.35~20.93千焦/2·焦分或3.35~12.56千焦/厘米2·分),但暴露的时间更长(工作日的85%)。相对湿度通常为15~50%,在夏天气流速度为0.4~1.0米/秒,而在冬天,近门处的气流速度可高达6米/秒。

  工人们同时暴露于高温空气和热辐射下,导致热量在体内积累,热量加上代谢的热量,会造成散热失调和病理变化。8小时劳动的排汗量将随小气体环境、体力消耗以及热适应性程度的不同而异一般在1.5~5升之间,或甚至更高。在较小锻造车间或离热源较远处,贝哈二氏热应激指数通常为55~95;但在大型锻造车间,靠近加热炉或落锤机的工作点可能高达150~190。易引起缺盐和热痉挛。在寒冷季节,暴露于小气候环境的变化中可能在一定程度上促进其适应性,但迅速而过于频繁的变化,可能构成对健康的危害。

  大气污染 工作场所的空气中可能含有烟尘、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫,或者还含有丙烯醛,其浓度取决于加热炉燃料的种类和所含杂质,以及燃烧效率、气流和通风状况。

  噪声和振动 大型锻锤必然会产生低频率噪声和振动,但也可能有一定的高频成分,其声压级在95~115分贝之间。工作人员暴露于锻造振动中,可能造成气质性和功能性失调,会降低工作能力和影响安全。

  危害

  事故 事故可能是由于模具和环境条件不完善,或由于操作不安全、组织工作不善,或未曾配备和缺少安全装置及个体防护用品而造成。

  在加工过程中或在调换模具时,落锤机撞锤的突然意外跌落,会造成严重伤害。如用有效的支撑和卡挡块支持撞锤则许多事故可得以防止。带护罩的封闭式踏板也可防止锻床意外的动作。

  用以移拨灼热锻件的金属工具,可能会突然从模具之间甩出并击中操作者。如果不带防护眼罩,飞出的灼热屑片可能损伤眼睛。耐热护臂、鞋罩、围裙能防护手臂、腿部免受各种灼伤,而安全鞋可保护脚趾不被压伤。

  疾病 虽然在工作环境方面的有害因素会构成职业性、诱发性的病理条件,但这些有害因素的正常影响,是通过助长某种疾病的出现,或通过降低人体的总抵抗力,而反映在总的发病率方面。从锻工发病率来看,最主要的疾病类别是:慢性风湿病、灼伤、消化不良(肠炎)、呼吸系统失常,以及皮肤炎症等。属于职业性失调的有:由于强烈噪声和振动而造成的听力损失和局部振动所引起的各种失调。

  安全与卫生措施

  妥善的车间布置能大大改善工作条件,加热炉和锻压设备应设置在正确位置,避免密集在一处,工件流程要合理,成品锻件要搬离车间,如有可能,加工过程应机械化,并进行良好管理。加热炉应具有良好的风流;炉烟、烟尘以及热空气应排至车间外面。辐射热源和空气应采用水帘、反射式或隔热式屏障等进行隔热。锻造车间应具有有效的全车间通风(设计良好的自然通风一般已可满足)、加热炉要有局部排气系统,高温工作场所应配备冷空气簇射装置,并在门的周围安装风幕。应提供隔热的休息室,并装有空气簇射和水喷淋设备。研究表明,在工作情况下,人们在气温为19~24℃、相对湿度为30~50%、气流速度为0.5米/秒左右的锻工车间内可获得热适应能力。为避免过度紧张,有效温度不应超过27℃。

  危险的噪声源应予以封闭或装设吸声板,车间应远离住宅区。为了抑制振动,设备应装在建筑物地基以下的既深又厚实的基础上,并与一切结构部件分开。

  所有工人在受雇前均应接受体检,而后要进行定期检查,应向他们提供个体防护用品(特别是听力防护用品),工作节奏应该合理。工作中应提供饮料,以补充因出汗而损失的水分、盐和维生素。车间应具有足够的卫生设施,所有工人应接受良好的安全训练。

  (二)钢铁工业(iron and steel industry)

  危害

  事故 比大多数工业发生的事故多,因为炼铁和炼钢过程本身带有危险性。火星散射、瓦斯爆炸,铁液、钢液或溶渣喷溅或漏出,机车、货车、搬运小车、炉子装料机、行车、铁水包、盛钢桶和渣桶不断地往返,吊在行车上的重物的移动或脱落,地坪上的障碍物以及通道阻塞等,都可能造成危险。而且,几种造成危险的情况又常常会集中到一起,如吊着铁水包或盛钢桶的行车经过有许多障碍物的地坪上空时,就是一例。

  在许多场合可能发生烧伤事故:出铁或出钢时,炉前操作的工人可能被熔融金属或熔渣烧伤;在铸锭车间,盛钢桶倾侧或脱落会引起烧伤;在均热炉旁,绊跌一下就可能摔到灼热的金属上;溅出的金属熔液或火星可能烧伤眼睛或身体其他部分。

  铁水包、盛钢桶或渣桶中有时因插入潮湿的工具而发生爆炸。爆炸时炽热的金属或材料可散射到很大的范围,现代炼钢工业中广泛应用氧气,也会带来爆炸危险,并常在氧气的运输、存放、分配和使用过程中发生。

  钢铁运输主要采用机械运输。大型钢铁厂有许多机车和轨道。由于报警和信号系统失灵(特别是在分轨时)而撞车、人陷在两车之间、挂钩失灵、货车或搬运小车倾翻等,都可能引起严重伤亡。在铁轨上移动的装料机可能把人撞倒或拖住。

  行车部件、起重滑车、吊索和吊钩等的断裂或失灵,可使铁水包、盛钢桶、渣桶或钢锭倾侧或脱落;错误起吊或行车驾驶员与吊车工之间缺乏联系,可能产生同样后果。行车的走道上,或行车传动机构缠住,也可能发生事故。如果通向驾驶室的梯子不安全,行车驾驶员就易遭危险。

  地坪和走道被材料和工器具所堵塞。工具因磨损而易产生缺陷,使用时可能发生危险。机械化虽可大大减轻人工搬运量,但在很多场合,工人仍然会扭伤。

  计划检修对于防止事故发生特别重要。计划检修的目的是保持设备的效率,因为设备失灵会造成事故;另一个目的是使防护装置保持充分的效能。

  一氧化碳中毒 在钢铁生产过程中,高炉、转炉和焦炉产生大量煤气。煤气除尘后,可作为各车间的燃料来源,有些则送到化工厂作原料使用。这种煤气含有大量一氧化碳(高炉煤气中含有22~30%,焦炉煤气中含有5~10%,转炉煤气中含有68~70%)。

  一氧化碳有时从高炉炉顶和炉腰向外散发,或从厂内的许多煤气管道中漏出,偶尔会造成急性一氧化碳中毒,但大多数一氧化碳中毒是在高炉周围工作,特别是在进行修理工作时所发生。其余则是在热风炉附近工作、在炉体周围巡查、或靠近炉顶工作时发生的。高炉开始出渣和出铁时,从炉内逸出的煤气也会引起在出渣口和出铁口附近操作的工人中毒。一氧化碳中毒还可能产生于下列原因:煤气从炼钢厂或轧钢厂的水封阀或液封槽逸出;鼓风机、锅炉房或通风机突然关闭;漏气;清理静电除尘器或关闭管道阀门时,煤气未曾全部排除。

  接触高温 在炼铁(高炉炉前操作)、炼钢(炉前、铸锭和连续铸钢操作)和炼焦(炉前和炉顶操作)过程中,往往需要在高温环境中进行紧张的劳动。中暑很普遍,高温季节特别容易发生,大量出汗使盐份排出过多会造成热痉挛。

  烟尘 在钢铁冶炼的各项准备作业,特别是烧结作业中,高炉和炼钢炉的炉前及铸锭车间,有许多部位会产生烟尘。铁矿石和黑色金属粉尘不易引起肺纤维变性,尘肺也不常见。有些肺癌可能与某些烟雾中的致癌物质有关。在转炉吹氧和在平炉中使用氧气时,所产生的浓烟对行车驾驶员特别有害。

  为高炉和炼钢炉砌筑炉衬和更换炉衬的工人、修炉工人,由于使用的是含硅量高达80%的耐火砖,所以有发生硅肺的严重危险。铁水包、盛钢桶和渣桶的内衬用耐火砖或粘结的碎硅石制成,需要经常修理。但是也应记住,在耐火砖中的硅,有一部分是以硅酸盐的形式而存在。硅酸盐不会引起硅肺,但可造成尘肺。工人也可能接触高浓度的粉尘。

  其他危害 除非配备并戴上适当的护目眼镜,否则冶炼炉等设备发出的强光会损伤眼睛。鼓风机站、氧气站和排气机会产生声级很高的噪声。

  大功率电炉是声级相当高的噪声源,能对听觉造成损害。因此,操作工应该受到以下声材料封闭噪声源,或提供隔声室,或减少工人受噪声影响的时间。只有在别的措施无效时才使用听力保护器(耳罩或耳塞)。

  安全与卫生措施

  安全组织 钢铁工业中头等重要的是安全组织。安全在很大程度上取决于工人对自己周围环境中潜在危险的反应。管理部门首先要负责尽可能提供最安全的物质条件。但在本行业中,非常需要全体雇员的合作。事故预防委员会,工人安全代表,有关安全方面的奖励、竞赛、建议、口号、警告牌和标语等,都能起重要作用。事故统计可以揭示危险区域所在,也表明进一步采取人身保护措施、加强管理与维修的必要性,并可据以评定不同类型安全服的价值,使有关工人认识穿安全服的好处。

  培训 培训内容应包括安全工作方法、怎样避免危险和穿戴个体防护用品。在引进新的炼钢方法,如氧气顶吹转炉法时,对一些在老式炼钢炉上有长期操作经验的工人也应再加培训。培训各级管理人员的课程特别重要。这些课程的目标是使管理人员熟悉安全工作的方法、不能保障安全应予废除的条例、安全规则以及与预防事故有关的主要法律条款;也可将这些作为进修课程。应由有资格的专家授课,采用有效的视听教具。

  工程措施 一切有危险性的机器部件,包括升降机、运输机、行车上的长轴和齿轮系统,都应该可靠地加以防护,对全厂所有设备的部件,特别是行车、起重滑轮、链条、吊钩等,需要建立定期检查和维修制度,有缺陷的滑轮应该报废。应明显地标出安全工作负荷。不用的滑轮应按次序存放。必须尽可能用扶梯上行车。如果要用直梯,则应在直梯上每隔一定距离安装一个铁圈。行车附近有人劳动时,应采取有效措施来限制行车的行走范围。有些国家的法律规定:如果在同一轨道上有两台或多台行车行走,就必须在行车上安装适当的开关设备,以免行车碰撞。这种规定看来很有必要。

  机车、轨道、货车、搬运小车以及挂钩的结构必须安全可靠,维修良好。应该使用有效的信号和报警系统。禁止坐在挂钩上或从两节货车之间穿过。不准在炉子加料机行驶的路线上进行工作。

  存放氧气需要十分小心。最好通过管道向厂内不同地点供应氧气。供氧管道要有明显的标志。所有吹氧管均应保持清洁。

  管理工作应经常不断加以改善。障碍物充斥的地坪或任意放置的工具,很容易把人绊倒,使人受伤、甚至摔跌到炽热的或熔融的材料上,一切物料都必须仔细堆放,应该设置便于存放各种器具的工具架。车间内各个工作部位和所有防护装置,都应该安装高标准的照明设施。

  工业卫生 全厂应保持良好的通风,在散发粉尘和烟雾及可能渗漏煤气的地方,必须有局部排风装置,同时要执行尽可能高的清洁与管理标准。对煤气设备必须定期检查,妥善维护,以防煤气逸出。在可能有煤气和一氧化碳的环境中劳动时,必须使用煤气检测器,以保证安全。

  如果必须在危险区内劳动,就应佩戴氧气呼吸器或供气面罩,此外,附近还应有一名工人进行观察,以对形成中的危险加以必要的处理。氧气瓶必须始终处于备用状态,而且操作人员应该接受氧气瓶使用方法的充分训练。

  为了改善劳动环境,需要设计诱导通风系统,送入凉爽的空气。对于个别地方,特别是高温作业场所,可装设鼓风机送风调剂。炉前防热可用水帘、气幕、或隔热金属网,可戴面罩、穿防热服或气冷服。用隔热材料制成的、带供气呼吸器的头罩和工作服,能为炉前工提供最好的保护,炉内作业极热,在进入炉内劳动之前,应规定一段时间让工人稍许降低体温。修理特殊钢冶炼炉时,往往更为危险,因为炉内如残留有钒,就可能造成危害。

  人体在适应环境以后,汗液中的含盐量会自然调整。调整工作负荷,每隔一段时间给予一次休息,特别在凉爽房间(必要时在有空调设备的房间)内休息,可使高温致病率大为减少。一种有效的办法,是供应充足的盐汽水、茶、水和其他合适的饮料,还应该有供应便餐的设施。清凉饮料的温度不宜太低,而且要训练工人不能一次饮用过多,在工作时间内,供应便餐很受欢迎。在寒冷季节中,从工作区通过露天场地去小卖部或厕所时,可因温度突然而剧烈的变化而致病,应注意防止。小卖部、盥洗室和厕所最好设在近旁。如有可能,应隔离噪声源,天花板和墙壁须由吸声材料做成。采用远距离中心控制台就可使一些操作人员脱离噪声区。应向噪声最强烈区域劳动的人员提供听力保护用品。盥洗设施应包括淋浴,还需要更衣室和衣帽柜。劳动场所的噪声过大,已经成为一个日益严重的问题,应该用吸声材料把发出噪声的机器加以封闭,或者用隔声室或隔声屏障保护工人。在噪声极端严重的场合下,工人应佩戴耳罩或耳塞,以免听力受到损伤。

  个体防护用品 大多数作业对劳动者身体的所有部位都有危险,但所穿着的防护服类型则随劳动地点而异。炉前劳动的工人,需要穿防烧伤的衣服——防火工作服、鞋罩、长统靴、手套和安全帽。安全帽应有防火星和强光的面罩或护目镜。所有岗位几乎都须着安全靴,戴硬壳帽。许多作业需要戴手套。防护服应能防止高温对健康和舒适的不良影响。有金属网护目镜的防火头罩能够有效地防止火星伤人,而且耐热。实践证明,某些合成纤维的耐热性能也很良好。为了使工人坚持使用并正确维护保养个体防护用品,必须进行严格的监督和不断的宣传。

  人类工效学 人类工效学研究、即对人-机器-环境相互关系的研究,对钢铁工业有特殊的重要性,因为钢铁工业中有许多劳动条件需要对之详加分析研究,使其适合于工人。为了考察工人的各种操作条件、探索环境对工人及所用机器的功能设计的影响,必须进行适当的人类工效学研究。

  医学监督 为了选择适合钢铁冶炼这种重体力劳动的工人,就业前的休格检查十分重要。大多数工作都需要强壮的体格,高血压、心脏病、肥胖症状和慢性胃肠炎对高温环境都不适宜。选择行车驾驶员时,对体质与智力都要特别加以注意。肺结核患者,不宜从事接触耐火材料的作业。

  医学监督应特别注意从事高温作业的工人。对接触粉尘者,则应特别注意进行定期的胸部检查。对受噪声影响的人,要特别注意进行听力检查,对行车驾驶员也应进行定期体格检查,以确保他们能继续胜任本职工作。

  必须经常检查所有急救设施,也须培训工人熟悉急救的方法。

  还必须建立具有必要的医疗设备的中心急救站,如有可能,应配备救护车,以便将重伤者在合格的随车医务工作者护理下送到就近医院。大型工厂中应在几个中心点设置急救箱或急救站。

  (三)轧机(rolling mills)

  轧机涉及热轧或冷轧的许多作业,可以是高度自动化的大型设备,也可以是仍然依靠大量手工劳动的小型装置。轧机可以单独进行生产,也可以与金属的初级生产相结合。现在的普遍趋势是向大型连续自动化轧机发展。

  到目前为止,绝大多数轧机所轧制的都是黑色金属,但有色金属、特别是铜和铝,也可用轧机加工。本条目概括地论述轧钢机,但大部分论述对于有色金属轧机同样适用。

  在轧钢厂中,从均热炉出来的钢锭首先在初轧机或板坯轧机上加工,生产出大方坯、短条坯或扁坯。然后把扁坯轧成钢板和带钢,把方坯或短条坯轧成结构钢、型钢和棒材。一般用热轧加工大型材,而冷轧只用于截面变化较小的型材,使其表面状态符合要求。

  轧制(必要时冷却)以后,产品被切成标准长度,经过捆扎或用其他方式整理后送到精整工段。

  危害及其防护

  事故 机械化虽已经减少了机器的轧压事故。但是有些地方、特别是在冷轧车间和精整工段,仍很容易发生事故。

  在冷轧中,特别是在不停机进行清理的时候,有轧压于两根轧辊之间的危险。所以轧辊辊隙应妥善防护,并应严格监督,防止不停机进行清理。剪切机、切料头机、剪边机的危险部件都应严加防护,否则会造成严重事故。

  如果企图在不允许跨越处跨越辊道、特别是热轧车间辊道,可能会发生严重的工伤事故,所以辊道上方应装设足够数量的过桥,并规定必须从过桥上跨越辊道。活套轧制可能造成大范围伤害和烧伤,特别是造成下肢严重损伤,需要有安全操作台及其他防护设施。

  在带钢轧机和薄板轧机上,要特别注意防止工人被割伤。不但薄钢卷容易造成这种事故,捆扎钢卷用的铁皮也会割伤工人。搬运钢卷时,可能因铁皮折断而造成严重伤害。

  在带钢和薄板轧钢车间常遇到的另一种危害是由于喷涂大量的油和防锈剂而引起的。尽管采取了防护措施来限制已喷涂油或防锈剂的产品的放置,但这些产品仍然积在地坪和通道上,容易引起滑跌事故。所以除了必须定期揩拭地面外,还应在地面上铺设格栅或吸油材料,并应向工人提供带防滑底的靴子。

  即使是自动化工厂,在机座上进行更换重要轧辊的改装工作也会发生事故。良好的计划往往可以减少换辊次数。换辊工作不应在时间紧迫的情况下进行,而且必须有适当的工具,这点颇为重要。

  现代工厂虽然日益自动化,但是也会发生许多小故障,往往需要工作人员在整套设备或部分设备继续运转的条件下进行检修。这时会发生诸如忘记对液压系统使用机械防护装置之类的事情,事情酿成严重后果。在有液压设备的车间,应特别注意防火的部署和组织工作。因为检修液压系统时,往往忽视火灾的危险。

  夹持热材料用的夹钳与热材料粘在一起,用手操作方头扳手来移动大型轧制型材时,扳手可能后滑,从而使操作人员头部和上身严重受伤。所有手工工具的结构必须安全可靠并且经常加以检修,妥为保养。轧钢车间使用的夹钳的铆钉必须经常换新。更换轧辊时,操作人员应使用环形扳手和套筒扳手,不应使用弯头开口扳手。工人应接受关于手工工具使用方法的充分培训。所有手工工具均应有适当的存放场所。

  许多事故是因起吊和搬运不当或行车和起重滑轮有缺陷所致。故所有行车和起重滑轮应定期检查,对库存的和使用中的吊索特别需要引起注意。吊车司机和吊装工应经过专门的挑选和培训。机械运输始终有发生事故的危险性,机车、货车和搬运小车应妥为保养,并须采用人所共识的警告和信号系统。叉车和其他卡车的行驶道路应保持畅通。

  有许多事故是下列原因引起的:跌倒、绊倒或地坪保养很差,物件杂乱堆放,钢锭端部伸出及轧辊堆叠等。如果对所有地坪面和出入要道进行良好的维护,明确规定人行道,正确堆放物料,废料堆之间保持规定间距,就能消除危险。工厂各部门,包括堆场,必须进行良好的整理和保管。全厂应有良好的照明设施。热轧时飞出的轧屑会造成灼伤或使眼睛受伤。防溅设施应能有效地减少轧屑和热水的飞溅。尘粒、甩动的绳索都可引起眼部受伤。强光也对眼睛有影响。

  个体防护用品对防止轧钢事故极为重要。须穿戴安全帽、眼罩、眼镜、护臂手套、安全靴、鞋罩等,以防止可能发生的危险。在使用防护用品和穿戴防护衣帽方面,需取得工人合作。培训工作和建立有工人或工人代表参加的、能有效地预防事故的组织,都很重要。

  热 在轧钢车间操作点测得的辐射热达1000千卡/米2。红外线辐射可以使上呼吸道发生慢性疾病。通风机或操作点附近的鼓风机、或大汗淋漓地去远处房间或饭厅就餐或工间休息,都可能使工人感冒。向轧辊喷洒冷却水也往往对工人有害。

  暑天为补偿出汗而提供的饮料,有可能被冷却到远低于允许的低温,而且工人仓促饮用,会引起胃肠失调。高温工作场所风扇和鼓风机的位置不应使工人着凉。饭厅和休息室应靠近工作地点。须供应充足的合适软饮料,但软饮料的温度不能低于10℃,此外,应该使工人养成每次饮用量不超过0.3升的习惯,必须配备烘衣机,以便烘干汗湿的工作服。

  噪声 整个轧制区会产生很大的噪声。轧机和矫直机的齿轮箱、高压水泵、剪切机和锯床、成品抛入坑内或金属挡板拦住正在移动的材料,都会发出噪声。这种噪声的强度不仅会损害人的植物神经系统,甚至会使人耳半聋。操作时发出的噪声,其强度一般约为90分贝,峰值往往达115分贝,甚至更高。

  应该采取各种技术措施来防止在操作时发出过大的噪声。在设计阶段,就应该使操作区尽量远离噪声源。控制室和起重机驾驶室应该隔音和隔热。备有空调和隔音设备的控制室不但能防止高温和噪声对健康的危害,还能提高操作人员的效率与注意力。

  如果技术措施还不足以限制噪声的干扰,操作人员就需要戴护耳器。护耳器放在耳道中,或从外面把整个耳朵遮住。这类保护器的结构不应过分影响操作人员与他人交谈。

  振动 用高速冲击工具清理成品,可导致肘、肩和锁骨关节及尽骨远侧骨和桡关节变形,或使舟骨和月骨受到损伤。

  需要指出的是,材料送入轧辊辊隙时发生的反冲和弹跳,可能使轧钢工手臂系统的关节受损伤。这类病痛在将来必须受到更多的注意。

  有害气体和蒸气 轧制铅合金钢或使用含铅的圆盘刀时,可能吸进有毒的微粒。所以必须经常监测工作场所空气中铅的浓度。对暴露在这种空气中的工人应定期进行体格检查。工人在使用火焰清理机和气割装置时,不但可能吸进铅,而且也暴露在氮氧化物(NOx)及铬、镍和铁的氧化物中。

  对接焊会产生臭氧,吸入臭氧造成刺激与NOx的刺激相同。均热炉和加热炉的值班人员可能暴露在有害气体中,有害气体的成分与所用燃料(高炉煤气、焦炉煤气、油)有关,通常含有一氧化碳和二氧化碳。

  用油雾润滑轧钢设备的工人,其健康可能受到油和油中所含添加剂的危害。用油乳化液作为冷却剂和润滑剂时,应保证油和添加剂的比例正确,这样不但能排除它们对粘膜的刺激,而且还能防止与之接触的工人患急性皮炎。

  精整工序用的大量脱脂剂会挥发,并被工人吸入体内。脱脂剂不仅能引起中毒,而且在溶剂处理不当时会使皮肤因脱脂而受到损害。

  酸 酸洗车间使用强酸的危害和预防措施,在酸洗条目中论述。

  皮肤癌 以前,在更换轧辊的工人的前臂上曾偶尔发现焦油引起的癌。但是,自从停止使用焦油润滑工具以后,就没有发现这种情况。

  电离辐射 在轧钢厂可能利用电离辐射进行测量和检验。必须根据当地安全规程,采取严格的预防措施。

  医疗防护 轧钢作业是重体力劳动。轧制区或露天仓库的各种噪声、热辐射、潮湿和气候条件进一步加重了劳动强度。在挑选工人时,进行就业前的医学检查很重要。只有体格健壮、体力尚未开始下降的人才能担任轧钢工。雇用非自动化热轧带钢车间的活套工时,一般要求他们的身体灵活。不应雇用心脏病、或血液循环疾病(特别是张力亢进)、贫血、肥胖、风湿病和胃肠道疾病患者,也不应雇用容易感冒或有肾脏病的人。对于受噪声、振动、回火车间的铅等影响的工人与吊车司机,尤需进行定期医学检查。

  包括淋浴在内的盥洗设施、衣帽间和厕所应尽可能靠近工作地点。

  环境保护 轧机不散发粉尘。在轧机附近测得的空气平均含尘量远低于炼钢厂和炼铁厂。但噪声却是轧钢厂环境中的经常性危害。即使是现代化的轧机,其噪声平均强度也接近85分贝(A)。然而,在夜间,在附近居住区的噪声级不应超过35分贝(A)。只要建筑双层墙和双层屋顶,并且在层间空隙处填塞吸音矿物纤维材料,就可使产生的噪声限制在规定范围以内。

  轧钢厂的废气只有在偶然同各种酸混合时,才对环境构成危害。

  (四)铸件清理(fettling)

  铸件脱模作业包括拆除型箱或模箱并清除大部分型砂。对铸件进行清理、修理、铲凿、磨光等工序都是铸造业中最危险的工作之一。一般的铸造危害以及喷砂和喷丸在各有关条目中分别论述。

  有关的各种工艺过程,在不同的地方有不同的名称,但可概括分类如下:

  1)修整——包括用手工工具或便携式风动工具将粘结在铸件上的型砂、芯砂、浇口、冒口、毛刺及其他易于处理的物体剥除、粗分离、铲除或清除。

  2)清理——包括用手工凿、风动工具及钢丝刷清除型砂、毛边和多余的金属,如去除气孔、浇口凹陷、铸件表面粘砂和其他无用沾污物,以及铸件的手工清理。

  在铸钢、铸铁和有色金属铸造车间中,清理方法均很相仿。但钢铸件由于有粘熔砂,其修整与清理工作存在特殊的困难,而在铁铸件和有色金属铸件上则没有粘熔砂。某些调查表明,大型钢铸件上的熔砂可以含有方晶石。

  用各种磨光工具来磨光毛糙的铸件。砂轮可装在固定于地面上或带基座的砂轮机上,亦可装在移动式或悬挂式砂轮机上。固定基座式砂轮机是用于容易处理的较小铸件;而移动式砂轮机、表面盘形砂轮、杯形砂轮和锥形砂轮则有多种用途,包括磨光铸件内表面;悬挂式砂轮主要用于需要去除大量金属的大型铸件。

  此外,在铸件清理车间中可能要采用各种焊接工艺。最常用的有氧乙炔火焰切割、电弧焊、碳弧气刨、氧熔剂表面清理、以及一种较新发展的工艺——等离子切割。这些方法主要用于烧去内浇口、铸件修整、以及切割与表面清理。

  在小型铸造厂,铸件清理可在某一车间内其他工序旁进行;但在大型铸造厂,通常有单独的铸件清理车间。

  危害及其防护

  事故 砂轮爆裂或破碎可造成致命或极其严重的伤害:如果固定基座式砂轮机的砂轮与支架间有一间隙,手或前臂可能会被夹住并压碎。在任何阶段,眼睛不加保护都有危险。地坪保养不良或有障碍物,会导致滑跌或摔跌事故,特别是当工人搬运重物时更易发生事故。物件坠落或重物跌落可能导致足部受伤。一旦割破及擦伤;总有随后发生感染的危险。不正确的提升与搬运方法会引起扭伤和劳损。维修不良的起重设备可能损坏而导致材料坠落于工人身上。保养不良或未经接地的电气设备,尤其是手持式电动工具,会造成电击事故。

  必须保证高标准的管理,提供设计和养护优良的地面和通道,并应特别注意清除地面上永久的和临时的障碍物。

  机器,尤其是砂轮机的所有危险部件均应有合适的机械防护设施。在固定基座式砂轮机的砂轮和支架之间的危险间隙应予以消除,对砂轮机进行维修保养或调节速度(对移动式砂轮需要特别注意)时,应密切注意所有的预防措施。应对所有电气设备和接地装置进行严格维护。应教会工人使用正确的提升和搬运技术,并应使工人掌握如何将重物挂在起重机吊钩和其他起吊设备上。还应提供合适的个体防护用品,例如眼睛和面部的以及足和腿部的防护用品。应准备包括轻伤在内的迅速急救的设施。

  粉尘 多年来进行的许多研究表明,修整和清理车间的操作,使工人暴露于二氧化硅粉尘的严重危害之中。最近的研究表明,工作条件通常仍不能令人满意,在铸造车间的清理工段,大部分悬浮于空气中的粉尘是由于铸件表面或在其内部的干砂或其他制模材料受到扰动而引起的。产生的粉尘中含有细小的固体颗粒物,并且根据铸件的温度和型芯的种类,还可能释放出某些气体。

  这些粉尘的化学成分很少是匀质的,一般含砂、泥土、碳以及加入型砂中的许多其他添加物。游离二氧化硅的含量可在10~30%之间;在钢铸件清理车间,粉尘可含很大比例的方晶石,它是二氧化硅的最危险的形态。受到这些粉尘污染的工作环境会含有大小为几分之一微米至30~50微米的颗粒物。在多数情况下,90%的悬浮于空气中的粉尘颗粒小于3~5微米。

  在钢铸件清理车间,硅肺是主要的健康危害;在铁铸件清理中混合性尘肺则更为普遍。结核病仍常与这些肺部疾病并发,但这种并发症的发生率已较以往有所降低。

  许多患尘肺的工人也有慢性支气管炎,并常伴有肺气肿,许多调查研究人员长期以来认为:至少在某些情况下,职业因素起了作用。也曾有报道,在铸造工人中,有患尘肺伴有肺癌、大叶性肺炎、支气管肺炎和冠状动脉栓塞等病症的病例。

  肺部疾病的预防主要是控制粉尘问题:常用的解决办法是提供良好的全面通风,并配以有效的局部辅助排气通风;低风量、高风速系统对某些操作最为适宜。

  修整前对铸件进行喷砂清理。可消除过量的噪声和粉尘。

  用以去除烧结在铸件上的型砂的手凿或风动凿,能产生大量细微的粉尘,故应尽量少加使用。用旋转式钢丝刷或手刷刷去多余的物质也会产生大量粉尘,因而需要排气通风。

  固定式和悬挂式砂轮机能很方便地采取粉尘控制措施。用手持式工具磨光小铸件的作业,可在有通风的工作台上进行,或对工具本身通风。刷光作业亦可在有通风的工作台上进行。

  大铸件的粉尘控制是一个问题,但是低风量、高风速系统已取得了很大进展。然而,这种通风系统会妨碍工作场地的视线,且很笨重,所以有时会遭到工人反对。这些困难尚待通过教育和培训来克服。

  若设置局部通风不切实际,则大型铸件的修整和清理应在一单独的或与其他作业隔离的场所,并在只有少数其他工人在该处工作时进行。应对每个工人提供合适的个体呼吸保护器,并进行正确使用的训练。应有定期清洁和修理这些防护用品的制度。有关粉尘控制措施的更详细的资料见工业粉尘控制。

  焊接 在铸件清理车间进行焊接作业,可使工人暴露于金属烟雾之中,根据该金属的成分,其后果可能有中毒和患金属烟雾热的危险。等离子焊炬会产生大量烟气和高强度噪声。

  对小铸件可提供排气通风工作台。为大铸件的焊接或气割作业提供控制装置会有问题。一项成功的方法是为这些操作设置一个中央控制站。在焊接地点设置一根挠性风管能提供排气通风。这种方法要求工人予以合作,并需教育工人根据情况移动风管。良好的全面通风和个体呼吸保护器都有助于减少粉尘和烟雾总浓度。

  就业前和定期体格检查,包括胸部X线检查,对选择工人和发现工人肺部任何恶化现象均十分必要。

  噪声与振动 最近对铸造厂中噪声和振动的研究表明:高强度噪声通常与脱模和清砂操作有关,而且机械化铸造厂比手工操作的铸造厂噪声更高;对听觉的最大危险看来是在铸件清理车间。

  钢铸件清理作业中出现的噪声级为115~120分贝;而铁铸件的清理作业实际噪声为105~115分贝。英国钢铁铸造研究协会明确了铸件清理时噪声来源于:

  1)清理工具排气;

  2)锤或砂轮在铸件上的撞击;

  3)铸件的共振及其对支座的振动;

  4)从铸件支座传到周围结构的振动;

  5)气流通过通风系统的通风帽而直接辐射的噪声。

  手持式振动工具可能导致出现雷诺氏症;这种症状在钢铸件清理工较铁铸件清理工中更为普遍,而且在用旋转式工具的清理工中更为常见。开始发生这种现象的临界振动频率在40~125赫范围内,此时的转速为每分钟2000~3000转。

  由于铸件的尺寸、金属的种类和可供使用的工作场所和手持式工具,以及其他一些有关因素,使噪声控制变得复杂化。在为解决这些问题而作进一步研究之前,可采取一些可行的基本措施,这将有助于减少对个人及其共同工作者的噪声危害。此外,已制定有每日暴露于噪声的安全时间标准。

  单独采用或结合采用下列措施将很有益处:在时间和空间上错开;全封闭;部分隔声墙;在吸声面上进行操作;用吸声材料或其他隔声材料制造屏障、挡板和罩壳;个体听力保护器。

  英国钢铁铸造研究协会研制出一种铸件清理工作台可降低敲铲噪声约4~5分贝,这一改进令人鼓舞,随着进一步的发展,更大程度地降低噪声将成为现实。这种工作台的另一个重要特点是装有排风系统,可排除粉尘。

  通过下列措施可使传递到工人双手的振动量大大减少:选择有减少有害频率和振幅功能的工具排气口要远离人的双手;使用多层手套或减振手套;通过调换作业、工具和休息时间的方法,缩短暴露时间。

  新的危害 有关新的型芯粘合剂对工人,特别对取出型芯的操作工人的健康是否有影响、有何影响,这方面的研究工作开展得较少。呋喃、糠醇和磷酸、脲醛和酚醛、硅酸钠、二氧化碳、自硬性材料、改良亚麻子油和亚甲二苯二异氰酸酯,所有这些物质在暴露于熔融金属的温度时都会产生某种形式的热分解。

  对有树脂涂覆层的二氧化硅颗粒物与发生尘肺之间的关系方面还未进行过研究。尚不知这些涂覆层对于肺组织病变是否会有抑制或促进作用。人们担心磷酸的反应产物会释出磷化氢。动物实验和一些专门研究表明,当二氧化硅经过一种矿物酸处理后,对肺组织的作用会大大加速。脲醛和酚醛树脂能释放游离的酚、醛类和一氧化碳。

  据信,硅酸钠和二氧化碳反应会生成方石英。为增加可拆性而加入的糖蜜会产生大量的一氧化碳。自硬性材料将释放异氰酸酯和一氧化碳。

  在产生分解的气体方面,作业时间和温度、型芯的尺寸和树脂的数量是最重要的因素。当取出热的型芯时会释放出这些气味。

  在取出型芯之前,应让铸件冷却至与室温相近。采用如“焊接”一节中所述的挠性风管进行通风,能控制粉尘和气体。如果佩带有呼吸器,则能同时滤除粉尘和特有气体。

  (五)铸造(foundries)

  铸造即是将熔融金属注入按所需工件形状制成的铸型内。在有些情况下,铸型还带有一个型芯,型芯将决定铸件内腔的尺寸。铸造作业包括:制作模型、制作并组装铸型、熔化和精炼金属、将金属浇入铸型,最后,再清除成品铸件上的附砂和多余金属。几千年来,铸造技术的基本原理改变甚微,但近代铸造工艺曾经历了相当的发展,在很大程度上实现了现代化,铸造过程已日益机械化和自动化,木模已逐渐被金属模和塑料模所代替。为满足型芯和铸型制作的许多新工艺的需要,已研制出一些新材料,并使用种类广泛的合金来补充黑色金属铸件的生产。

  铸造金属和材料 传统的铸造金属有:铁、钢、黄铜和青铜。近年来的发展使这个范围大为扩展。现在的铸造金属和合金可包括:铝、钛、铬、镍、镁,以及甚至有毒的金属,如铍、镉和钍。以往,铸型是用粘土粘结的硅砂制成。而型芯则传统地采用由植物油或天然糖粘结的硅砂制成,经过烘烤获得必要的硬化。现代铸造的先进技术,使制作铸型和型芯的新工艺也有了很大的发展。

  铸造过程(图1)根据设计图纸制作与成品铸件外形一致的模型。同样,根据图纸制成型芯盒,用以制作决定成品铸件内部形状的合适型芯。砂型铸造仍然是应用最广的方法,但有大量的其他铸造技术可供铸造工作者采用。这些技术包括:使用铁质或钢质铸型的金属型铸造;压力铸造——将通常为轻合金的熔融金属在70~7000千克力/厘米2的压力下注入一金属铸型内;熔模铸造,为每个特制的铸件作一个蜡模,蜡模外部涂以耐火材料,形成一个可将金属注入其内的铸型。

  金属或合金在熔炉内熔化和制备,熔炉可以是冲天炉、转炉、反射炉、坩锅炉、电弧炉、感应电炉等。为检验熔融金属的质量而进行冶金或化学分析后,将熔融金属通过浇包注入或直接注入装拢的铸造中。待金属冷却后,拆除铸型,如有型芯,还需清除型芯(脱膜或落砂),再对铸件进行清理和修理(切除浇口,进行喷丸或水力清砂,以及其他打磨方法)。某些铸件需要进行焊接、热处理和油漆后,才能符合客户的技术要求。

  危害及其防护

  不论铸造厂采用何种铸造工艺,有些危险仍为大多数铸造厂所共有。高温金属所造成的危险即为其中一例。此外,某一特铸定造工艺会有特殊的危险,如镁的燃烧会造成眩目的危险,这在其他金属铸造业中不会遇到。本条目的重点将放在铸铁厂方面,因为铸铁厂的危害可代表大多数典型铸造行业的危害。为简便起见,假定铸铁厂由下列六个部门组成:①熔铁和浇注;②造型;③型芯制作;④落砂;⑤铸件清理;⑥其他。在许多铸造厂中,这些工序中几乎任何一道工序都可以在同一车间内同时地或依次地进行。图1所示为铸铁厂作业的一般程序。

  熔铁和浇注 在铸铁业中,金属的熔炼在很大程度上仍依靠冲天炉,冲天炉实质上是一座高而垂直的熔炉,从炉顶加入焦炭、生铁、石灰石和废钢铁。在冲天炉工作过程中,所有这些材料被连续进入炉内,故应就近堆放,一般放在加料机邻近的料斗内,材料堆放整齐以及对其进行有效管理,可减少由于重物滑动而造成伤害的危险。为将废金属粉碎到可用的尺寸大小,便于装入冲天炉或装满加料斗,为了防止铁块飞出伤人,必须制订严格的操作规程,起重机驾驶室应加以良好防护,操作人员要经过训练。

  原料搬运工应穿戴防护靴和皮手套。加料稍不注意,会使料斗装盛过满,造成溢落的危险。如果加料过程噪声太大,则可在翻斗和斜斗上安装橡皮阻尼衬来降低金属撞击发出的噪声。加料平台必须高出地面,其表面必须平坦、防滑,平台和任何地面凹坑处周围必须围以坚固的栏杆,不然。会造成危险。

  冲天炉由于其本身的特点,会产生大量的一氧化碳,一氧化碳会从加料门逸出并被局部的涡流吹回。一氧化碳既无色、又无味,如达到足够高的浓度,会迅速产生毒害作用。因此,应对加料台或周围走道上工作的人员进行良好的训练,使他们识别一氧化碳中毒的危险性。应备有呼吸器和复苏器,并使之处于随时可用的状态,操作人员应学会使用这些设备用品。应为进行紧急任务建立和贯彻两人工作制成监护制度。

  冲天炉一般是成对设置,轮流使用,一台在使用时,就对另一台进行检修。由于耐火材料炉衬必须经常修补和更换,在检修中必然涉及工人在冲天炉内进行工作的问题,这时应采取措施,防止从加料口向炉内加料。维修人员应戴安全帽,以防被落物砸伤,如果进行高空作业,还应使用安全带。

  冲天炉前的出铁工,即将铁水从冲天炉炉膛注入浇包的工人,必须遵守严格的个体防护条例。护目镜和防护服是必不可少的防护用品。护目镜应能耐高速撞击和铁水飞溅,特别需要注意的是防止剩余的熔渣(通过石灰石添加物去除熔融金属中的无用杂质)和铁水与水接触,因为这会引起爆炸。出铁工和工长的责任是确保任何与冲天炉操作无关的人员离开危险区,即离开冲天炉出铁槽周围半径为4米左右的区域。根据1953年英国钢铁铸造厂规则,对未经许可不得入内的区域的划定是一项法定的要求。

  当冲天炉工作结束后,将炉底打开,以便在工人进行例行的耐火材料维修工作之前,清除残留在炉壳内的无用炉渣和其他物质。打开冲天炉底是一项技术性强、危险性大的工作,并需有受过训练的人员进行监护。炉内废料必须清落在用耐火材料或干砂铺成的地面上。若发生问题,如冲天炉底卡住,必须十分仔细地处理,提防工人被红热金属和炉渣灼伤的危险。

  在白炽金属暴露可见之处,由于红外和紫外辐射,工人眼睛有可能受伤害,长期暴露于该辐射中会引起白内障。

  铸造厂的金属熔化和浇注工段是最应重视防护工作的工序,应采取各种措施确保提供护目用品、围裙、腿套或鞋罩、以及长统靴,并应对这些用品的使用进行充分指导,坚持强制使用,这样的措施多多益善。对涉及处理熔融金属的部门,鼓励高标准的良好环境整理是最有成果的安全措施。

  金属注入铸型后,铸型和型芯内的煤粉、水和化学粘合剂被蒸发或分解,形成一定数量的可见烟气。若砂箱密封不严、压重不够,浇注时会造成铁水外溢。用起重机悬吊大浇包时,应使用可靠的浇包控制装置,以确保操作人员松手时,金属不致倾出。

  造型 铸铁工业的造型工序总是使用砂和其他一些掺和物。几个世纪以来,砂一直是铸铁工艺中的一个部分,其危害已有详尽的记载。但是,最近开发的一些掺和物,品种多,性质各异,对它们在应用中涉及的危险还很少作过深入的研究。这些掺和物一般是作为粘结剂用来增加砂的强度。传统的湿砂型是用天然砂或硅砂和煤粉制成,所用的砂粒和其他掺和物颗粒的大小和形状构成不同的强度和砂型特性,因而,对某一件铸件决定用何种型砂十分重要。除了用粘土作为粘结物外,有三种通用的造型方法:热固法、冷自硬法、气体硬化法。

  铸铁业中,热固法工艺用于壳型造型和制芯。这种工艺是将通常用煤气加热至450℃左右的金属模板钳送至一料斗或倾卸箱处,斗箱内装有由酚醛热固树脂配成的型砂。将斗或箱倾倒,使混有树脂的型砂洒落在倒置的模板上,保持约30秒钟,使其粘结。再经过进一步短暂的固化,使变成坚硬的薄壳,能被内装的顶杆推离模板。也可将型砂吹入芯盒内制作型壳。显然,酚醛树脂和热的模板接触时,会产生热分解产物,工人有暴露在这种产物中的危险,也有可能在凝固和硬化过程中蒸发出具有挥发性的有机化合物。避免酚或酚醛树脂与皮肤或眼睛接触至关重要,因为它们具有刺激性和过敏性,足以引起皮炎,多用热水洗涤有助于减轻这一病患。任何树脂一旦被摄入体内,应立即就医。

  在冷硬法这一类造型工艺中,目前有多种常用的硬化系统,包括:酸性催化的呋喃类化合物和酚类化合物、醇酸树脂和酚异氰酸酯;发斯库特快速冷硬;自凝硅酸盐,依诺赛特无机不烘粘结剂;水泥砂和流态砂。所有这些系统的共同点是都不需要依靠外部加热来促使其凝固。用作粘结剂的异氰酸盐一般是以亚甲双苯基异氰酸酯为基料,一旦被吸入,就会产生呼吸系统刺激剂和过敏剂的作用,引起气喘病症。[为此,多数国家都将此列为严格立法的项目。]在使用和处理这种化合物时,涂敷护肤膏及戴护目镜是行之有效的措施。在处理含树脂的型砂时,特别当型砂处于热态时,建议采用局部排风装置。应将异氰酸酯谨慎地存放在密封容器中,并置于温度为10~30℃的干燥处。任何用空的容器应注满5%碳酸钠溶液,浸泡24小时,使容器中残存的任何化学药品得到中和。使用酚醛树脂和醇酸树脂油的树脂造型工艺中,应严格贯彻最普通的保管工作原则,但在处理作为凝固剂的催化剂时,应极其小心谨慎。作为酚醛和油性异氰酸酯树脂的催化剂,应极其小心谨慎。作为酚醛和油性异氰酸酯树脂的催化剂,通常是以吡喧化合物的芳香胺为基本部分。这种吡喧化合物是一种带刺鼻味的液体,它们能强烈刺激皮肤,造成肾和肝的损害,还会影响中枢神经系统。在市场上,这些化合物或是以单独的添加剂(三组分粘结剂)形式、或是以和油料掺和的形式供应。在拌和、造型、浇注,以及落砂各阶段中,都应保持良好的局部排气通风。在其他一些不需烘烤的工序中,使用的催化剂也是有毒的磷酸或各种磺酸,故在运输和使用过程中应采取防护措施,以免发生事故。

  最后一类造型工艺是气体硬化,主要有:CO2水玻璃法和气雾冷芯盒法,或称阿西兰特法工艺。CO2水玻璃工艺从50年代就开始使用,并据此发展了多种工艺,这一工艺一般用于生产大、中型铸型和型芯(见下节)。其所用的硅酸钠粘结剂是由氧化钠和二氧化硅反应而生成的一系列化学品。这种粘结剂通常添加诸如糖蜜之类 的物质作为分解剂来加以改进。硅酸钠是一种碱性物质,如果和皮肤、眼睛接触,或摄入人体,都会造成伤害。最好能在处理大量硅酸钠区域附近提供应急淋浴设施,并要保持涂搽护肤膏。凡使用硅酸盐的铸造区,应配备取用方便的洗眼瓶,常使可能发生的严重事故化险为夷。供应的二氧化碳可以是固态、液态或气态,若以气瓶或压力桶的形式供应,则在保管上应采取许多安全措施,如气瓶的贮存、阀门的维修、气瓶的搬运等,同时对气体本身的危害也必须加以防护。

  不管采用何种形式的造型工艺,凡使用型砂的场合,就可能有吸入粉尘的危险。但是在造型工序,通常使用湿砂或与液态树脂拌合的砂子,所以不太可能成为可吸入粉尘的主要尘源。为了使铸模易于从铸型中取出。有时加入脱模剂。最常用的脱模材料是滑石粉。这些易被吸入的滑石粉粉尘有引起滑石肺——一种尘肺的危险。在手工造型中,脱模剂的应用更为广泛,而在大型的、自动化程度较高的造型工艺中,则很少见。

  为了使铸件表面光洁,常在铸型表面喷涂化学品,它们溶解或悬浮在异丙醇中,然后把异丙醇燃尽,使在铸型上留下一层化合物,这种化合物通常是一种石墨。这一作业有直接发生火灾的危险,所有与喷涂作业有关的工作人员均应配备阻燃防护服和手套,因为有机溶剂也会引起皮炎。喷涂作业应在装有通风的小室内进行,以防止有机物质的蒸气逸散至工作场所。应遵守严格的规程,确保异丙醇的安全贮存和使用。即时要用的异丙醇应灌入小容器内,而将较大容器放在远离燃化作业的地方。铸铁车间的这部分地区附近,应严禁吸烟。

  铸型制作过程中,需要搬动大而笨重的物件,铸型本身就很重,砂箱也一样。这些重物往往要用人力进行提升、搬运和堆放,搬运工人应意识到提起重物会使背部受到极大负担,因此必须注意,不应搬动超过安全限度的重物。

  型芯制作 型芯制成后,将嵌入铸型内,用以决定空心铸件的内部形状。型芯必须有足够的强度,经得起浇注,但同时又不应过于结实,以致在脱模时不易从铸件内清除,传统的型芯混合料包括砂和诸如亚麻仁油、糖蜜或糊精之类的粘合剂,以获得足够的强度。混合料在烘箱内烘干,制成型芯。虽然型芯最初干硬而结实,但遇到溶融金属时会变脆而后松散,以致在落砂时易于清除。在用烘炉烘干型芯的场所,会受到有毒烟气毒害的危险,所以应在型芯烘炉上方装设合适的、维护良好的排烟系统。在正常情况下,烘炉内的对流足以能保证烟气的充分排除,成品型芯从烘炉中取出放在架上冷却时,会冒出少量烟气,但危害性较小。然而,在某些情况下,烟气中的少量丙烯醛,可能造成相当大的危险。型芯可以涂以“上光涂层”来提高铸件表面的光洁度,对此需要采取与铸型相同的预防措施。

  在修整型芯时,可能需要使用锉刀,进行锉削作业时会产生较多粉尘,以致有引起尘肺的危险,锉型芯的工人应戴手套,以防手部擦伤。

  许多用于制作铸型的工艺,也适用于制造型芯,这些工艺可分为三类:热固法、自硬法、气体硬化法。在这些工艺过程中用作粘结剂或与粘结剂混合的材料有:苯酚甲醛、脲醛、糠醇、苯酚甲醛糠醇、苯酚甲醛/脲醛、聚氨酯、三乙胺、有机磺酸,以及在最近研制成的SO2工艺中使用的丁酮过氧化物和许多其他有机化合物。用热固法(空气固化、壳型造型、热芯盒和传统的型芯粘结)制成的型芯能产生许多热降解产物,必须注意,避免过多暴露于这种未经调查研究过的化合物中。在用冷态自硬法及气体硬化法制芯时,也要采用与铸型制作相同的预防措施,因为两者产生的危害在许多方面都很相似。有一种既可用于制作型芯,又可用于制作铸型,且使用方便的工艺,即气雾冷芯盒法或称阿西兰特法。这是一种气体硬化法,是用一种树脂——通常是聚氨酯——与二异氰酸酯相混合,然后用胺作吹气处理,使用的胺通常是三乙胺或二甲基乙胺,以促使交联固化反应。常用的是桶装出售的胺,是一种无色的液体,有强烈的氨味,其蒸气比空气重,故总是沉积在靠近地面处,具有非常现实的火灾和爆炸危险,必须十分小心对待,特别是在成批贮存该材料的场所尤应注意。这些胺的生理作用主要是影响中枢神经系统,能造成痉挛、瘫痪,有时会导致死亡。当眼睛或皮肤接触到胺时,抢救措施应是首先用大量清水至少冲洗15分钟,并立即进行医疗。在气雾冷芯盒法中所用的胺呈蒸气状,由于有泄漏的可能,因而更加危险,在处理这种材料时,必须倍加小心,并应安装适当的排风设备,以排除工作区内的烟气。

  落砂 熔融金属注入已合箱的、有时还带有型芯的铸型内,经冷却后,必须取出毛坯铸件。这是一个噪声很大的工序,它所产生的等效连续声级大大超过建议的8小时工作制条件下的声级值90分贝。如果实际上无法降低噪声,则应提供听力保护用具。通常用振击法使铸件脱离铸型的主体。把砂箱、铸型和铸件放在振动的格栅子台上,突然撞击和持续振动可振落大部分砂,这些砂通过格栅落入一漏斗内或落在输送带上,可用磁铁进行分离,然后重新研磨、处理、供再使用,或者堆放起来。接着,取出铸件,并转入落砂作业的下一阶段。由于型砂已与近1500℃温度的熔融金属接触,因而变得十分干燥,更易产生粉尘。如果铸型中或型芯中曾使用过树脂或油,则在落砂阶段仍然存在热分解产物。金属本身和砂一样仍然很热。若可能存在眼睛受热砂损伤的危险,则应配备和使用护目用品。铸造厂落砂工段应严格坚持常规的保管整理工作。对工作疏忽的人灼热的金属大件会构成很大的危险。人所共知,铸铁车间发生的事故中,最常见的是绊倒、跌撞在车间内到处堆放的物件上。如果物件正好是凹凸不平或灼热的金属件,或者周围堆放着大量干而滑的砂料,则问题更为严重。

  铸件清理 这是一道去除多余金属以留下最后成品铸件的工序,包括磨削、喷丸、水力或水喷砂清理、滚筒清理、切除浇注口、敲铲等作业。

  在这些修整作业中,第一步是去除浇注口,相对于最后成品铸件来说,浇注在铸型中的金属可能有一半是多余的,这部分多余金属对铸造过程本身却至关重要。铸型显然必须注满金属,以确保铸件的完整。为了使铸型的各个部位以正确的次序固化,铸型内有一冒口,冒口主要是一个有时是相当大的容筒或型腔,以确保有足够的压头,产生正确的金属分布。金属是通过浇口注入型腔及其相关的冒口,浇口是浇注槽和铸件座之间的金属溶液的垂直通道。浇口通常可在落砂阶段去除,但有时铸件的性质决定这部分工作只能作为一独立的清理或修整作业。如果是单独进行,则切除浇口是用手工操作,通常用榔头敲击铸件。为了降低噪声,可用包有橡皮的榔头代替金属榔头,输送器也衬以类似的防噪声橡皮。操作过程中,可能有热金属碎片飞出的危险,在这种情况下,应向工人提供护目用品,工人必须使用护目用品,并妥加保养。扔弃浇口时不可大意,因为浇口上的粗糙毛剌也会带来危险。通常,浇口应运回至熔炉车间加料区,不可积存在铸造车间的浇口切除作业区。浇口切除后(有时在切除前),多数铸件要经过清砂过程,将不需要的表面粘砂清除,这还可改善铸件表面的光洁程度。一种旧式的但仍在沿用的清砂方法是滚筒清理。铸件被放入一滚筒内,有时还放入一些小块铸铁,以提高清理效果。转动滚筒,铸件通过磨擦进行清理,可以获得擦亮的表面。显然,这一方法仅适用于不易损坏的小铸件。滚筒需转动30分钟左右,会发出较高噪声。可能需要封闭罩,封闭罩也能提供局部通风,搬动许多金属块也有发生危险的可能性。如果是用手工向滚筒加料,则应穿载防护用品,因为即使是极小的金属块也足以带来大量的人身危害。

  可以用水力或水喷砂、或用压力喷丸来清除铸件表面的粘砂,这些方法是使铸件受到高压水流或铁丸或钢丸流的喷射。曾使用过喷砂法进行清理,但目前在英国已被禁止使用,因为在摩擦过程中,砂粒变得越来越细,从而使砂粒中可吸入部分不断增加,有形成尘肺的危险。水或丸粒是通过喷枪射出,如果操作不当,会对人身构成危险。对所有进行喷丸作业的封闭室(喷丸作业必须在与外界隔绝的封闭空间进行)应经常进行定期检查,确保吸尘系统工作正常,无漏泄现象,以免丸粒或水进入铸造车间内。喷丸工人的头盔型式应由工厂主任监察员批准,并应对头盔进行良好的保养。最好能在喷丸室门上张贴警示通告,告诉职工室内正在进行喷丸作业,未经许可不得入内。在有些情况下,可以门上装设与喷丸驱动电动机相连接的延迟螺栓,使在进行喷丸作业时,门不能打开。

  多数铸件是用无气抛丸法进行清理,丸粒通过离心力抛向铸件,所以不需要操作人员留在抛丸装置处。如属这种装置,常采用抽吸方法清除钢丸,只有当喷丸室或风机或集丸器发生故障或功能降低时,才会发生粉尘问题(见铸件清理)。

  其他

  铸模制作 这是按与成品铸件的相同外形来制作模型的工序。传统的铸模是木模,但现今常用金属、塑料和泡沫塑料制作模型。铸模和铸件尺寸不完全相同,因为金属在铸型内会有收缩,必须为这一收缩留有余量。铸模制作是技术性很强的工作,制模工应具有将二维平面设计图转化为三维的立体形象的能力。制模车间是铸造厂中唯一的、在工人职业噪声暴露方面应受法定要求约束的车间。在制模车间应采取一切合理可行的措施,以最大限度地降低噪声,并且必须配备合适的听力保护用品。应使职工认识到使用听力保护用品的好处。

  木工电锯和电刨是产生危险的明显来源,而且往往很难在不影响机器功能的情况下安装有效的防护装置。所有工人必须谙熟正常的操作步骤,还应了解这项工作固有的危险性。

  凡是锯木的地方总会有令人厌恶的木屑,应设置有效的通风系统以消除木模车间空气中的木屑。过去有些使用硬木的行业中,锯片产生的热量会引起木材中天然树脂的热降解,这种热降解与某种类型的癌症有关。但在铸造行业,还不致造成危害。

  起重机和起重工 铸铁作业中有数道工序均需使用起重机,如用于冲天炉加料或在铸铁工段内用于搬运重物。应仔细选择和培训起重机驾驶员和起重工,因为由于他们一人的失误,不仅会对其本人、也会给铸铁车间内其他工人带来严重后果。起重机驾驶员和起重工应谙熟搬运作业中使用的正确信号。

  电气作业 电气作业的危险,并非是铸造行业所特有,但铸造行业中大量使用电动设备。重要的一点是所有职工都应熟悉电气设备上的各种标记,并应教育他们采用各种安全方法,确保在维修工作开始前将电源切断。还要求职工学会如何救护触电人员。所有电工和监督人员均应学会进行人工呼吸,因为一旦发生因触电而停止呼吸的情况,必须进行抢救。

  油漆 有些铸件在发送给客户前必须涂以油漆,浸漆和喷漆两种方法都可用于铸件油漆。如果是酒精基油漆,则应采取措施确保排除油漆作业区的气体。有些油漆还有引起火灾的危险,对此,工作人员应倍加小心,并严禁在作业区吸烟。若采用这类油漆,最好是从大容器中取出少量油漆放在作业处供使用,而把大容器放在离作业区有一定距离的场所。

  金属型铸造工艺 铸造工业的一项重要发展是用金属铸型进行浇注,如压铸工艺。采用这种工艺的铸模制作在很大程度上已是技术制造工艺,实质上是制作阴模的作业。为此,制模作业中的大多数危险可以消除,型砂构成的危害也被排除,但代之而起的是由于在压模或铸型上涂敷某种耐火材料而带来一定程度的危险。现代铸造作业中,砂芯的使用日益增多,在此情况下,型砂铸造的粉尘危害依然存在。

  机械化铸造 机械化铸造采用与传统铸铁相同的基本方法。若用机器完成造型,且铸件通过喷丸或水喷砂进行清理,则机器通常具有内装式粉尘控制装置,从而减少粉尘危害。但是,型砂常放在敞开的皮带传送器上从一处运至另一处,转运点处和砂易溢出处可能成为导致空气中大量粉尘的污染源。鉴于机械化铸造的生产率较高,因此空气中的粉尘量会比常规铸造作业的粉尘量更高。为解决粉尘问题,正常的做法是,在转运点和皮带传送器上方安装排风罩,并进行严格的整理保管工作。有时气力输送系统较为经济,并可构成一种不散发粉尘的输送系统。

  铸钢 铸钢厂的生产模式与铸铁厂相似。但铸钢要求的金属温度高得多。这说明,用有色眼镜保护眼睛至关重要。铸型中的二氧化硅受热以后变成鳞石英或方石英,它们是晶体二氧化硅的两种形态,对肺部特别有害。砂往往烧结在铸件上,必须用机械方法去除,这样会产生有害的粉尘,故有效的排尘系统和呼吸保护器是必不可少的措施。

  图2 铸造工业与钢铁工业、有色金属精炼工业的关系。虽然,将已成固态的金属铸锭或生铁重新熔化可以认为是金属铸造业的起始工序,但在大型联合企业中,钢铁生产已与铸造作业紧密结合,很难划分。例如炼铁厂可将其高炉产品全部变为生铁,但在联合企业中,一部分铁可能要用于生产铸件,从而需经过铸造过程,同时,高炉可能用于转炼成钢,这个过程也在联合企业中实现。事实上在钢铁企业中有一个独立的被称为铸锭的部门。在一般铸铁行业中,生铁的再熔化也是一个精炼过程。有色金属铸造的熔炼过程可能需要添加金属或其他物质,形成合金冶炼过程。

  轻合金铸造 轻合金铸造主要是使用铝合金和镁合金,这类合金中常含有少量的、在一定条件下会发出有毒烟气的金属。若合金中含有这种成分,则应对释放的气体进行分析,以确定其组分。

  在铝和镁铸造车间,一般在坩埚炉中进行熔化,常用烧煤气或烧油的坩埚炉,,偶尔也有坩埚电炉。坩埚顶部周围最好有排气口,以排除烟气。对于烧油的坩埚炉,因燃烧器有缺陷而造成的不完全燃烧会导致不完全燃烧的产物释放至空气中。使用含硫量高的燃料时,会使空气中的二氧化硫达到危险浓度,所以应使用含硫量低的燃料或确保有良好的通风。炉烟可能含有复杂的烃类化合物,其中有的具有致癌性。在清理熔炉和烟道时,也会暴露于五氧化二钒中,五氧化二钒是聚积在由油质沉积物而形成的炉烟灰内。

  常用荧石作为熔铝的助熔剂,因此会有大量氟化物粉尘释放至周围环境。在有些情况下,曾用氯化钡作为镁合金的助熔剂,氯化钡具有较强的毒性,故使用时必须倍加注意。轻合金偶尔也用二氧化硫或氯(或可分解出氯的独特化合物)进行脱氧,这项作业需配备排气通风和呼吸保护器。为了降低铸型内热金属的冷却速度,可将一种会引起高度放热反应的混合物质(通常是铝和氧化铁)放在铸型冒口上。这种“热”混合物将发出浓密的烟气,实践中发现,这种烟气并无毒性。当烟气呈棕色时,人们可能会引起警觉,怀疑产生氮氧化物,但这种怀疑并无根据。在修整铝和镁的铸件时所产生的铝微粒有造成火灾的危险,因此应该用湿法收集铝粉尘。虽然铝微粒被认为对呼吸有害(铝尘病),但在铸造业中未曾有过这种病例的报道。

  镁铸件的生产可能带来很大的火灾和爆炸的潜在危险。熔融的镁会着火,除非它与大气之间有一防护隔层,熔融的硫被广泛用作防护隔层。用手把硫黄粉加入熔埚内的翻砂工常会患皮炎,因此,他们应戴由防火纤维制成的手套。由于硫与金属接触会不断燃烧,散发出大量二氧化硫。在有可能超过建议的容许浓度的场所,尽管认为工人在这种环境中暴露几个星期即能“习惯”,但仍应安装排风设备。应使工人了解坩埚或浇包内熔融的镁有着火的危险,应教育工人懂得一定量的金属突然燃烧会带来极端危险的后果是:可能生成大量微小颗粒的氧化镁烟雾,从而产生一层不能穿越的雾层,这会引起人们的恐慌,妨碍救火。所有从事镁铸造的工人均应穿着防火材料制成的防护服。沾有镁尘的衣服不应存放在没有湿度控制的更衣箱内,否则可能发生自燃。镁铸造车间的铸型修整作业还广泛使用滑石粉,故应采取粉尘控制措施,以防止引起滑石肺,一般采用渗油法和撒粉法检查轻合金铸件的裂缝。为了提高这些检查方法的效果,现已采用染色工艺,但发现有些红色颜料会被汗珠吸收和排汇,弄脏工作人员的衣服。虽然这种情况会令人不快,但未发现对健康有任何影响。

  铜基合金的铸造 在铸造黄铜、青铜等铜基合金时,应注意用于合金的金属有散发有毒烟气的可能。某些重型合金含有镉,熔化铅青铜时会产生达到危险浓度的铅雾。在清炉和清除熔渣时,铅的危害尤其严重。

  锌和铜(青铜的组成成分)的烟雾是引起金属烟雾热(见专立条目)的最普通的原因,这种情况在接触镁、铝、锑等金属的翻砂工中也曾有发现。

  压铸 压铸机带来的各种危险与动力压力机的危险相仿。此外,工人还可能暴露于压模润滑油的油雾之中,因此,必须保护工人避免吸入这种油雾,并不穿被油浸透的衣服以免发生危险。用于压铸机中的防火液压油可能含有毒性的有机磷化合物,因而在维修液压系统时应特别注意。

  锌是一种普通的压铸金属,应不断控制金属烟雾热的危害。

  精密铸造 精密铸造中的一个主要工艺是熔模铸造或称失蜡铸造工艺。这种工艺是用造型蜡注入模具内制成熔模,而后涂上细的耐熔粉末形成铸型型壳,而熔模在浇注前被熔化或被浇注的金属熔化。

  脱蜡必然会有明火燃烧危险,故脱蜡炉必须有足够的通风。

  曾有应用三氯乙烯以去除蜡的最后残迹,但会引起下列危险:溶剂可能积聚在铸型的凹陷处,或被耐熔材料吸收,并在浇注时蒸发或分解。曾企图用掺以石棉的熔模铸造耐熔材料。但铸造厂很难对这种材料采取有效的安全防护措施,因此必须放弃在混合物中掺入石棉的作法。

更多资料请点击:安全教育

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