Требования безопасности при производстве отливок из цветных металлов
Подготовка лома и отходов цветных металлов
Подготовка лома и отходов цветных металлов должна проводиться в соответствии с требованиями ГОСТ 1639-2009 «Лом и отходы цветных металлов и сплавов. Общие технические условия», а оборудование, применяемое для переработки лома цветных металлов, должно отвечать требованиям ГОСТ 12.2.055-81 «Система стандартов безопасности труда. Оборудование для переработки лома и отходов черных и цветных металлов. Требования безопасности». Разделку материалов (лигатур, флюсов и т.п.), содержащих вредные компоненты, необходимо автоматизировать или механизировать.
Поступающие в цехи цветного литья шихтовые и формовочные материалы снабжают токсикологической характеристикой. Эти материалы должны соответствовать стандартам и техническим условиям. Применение новых материалов допускается только после их санитарно-гигиенической проверки и согласования с органами государственной санитарно-эпидемиологической службы в установленном порядке.
Изготовление форм и стержней. Разработка, организации и выполнение технологических процессов изготовления форм и стержней должны соответствовать ГОСТ 12.3.027-2004 «Работы литейные. Требования безопасности» и быть безопасными на всех стадиях:
- хранения, транспортирования и подготовка исходных материалов 4
- приготовления формовочных и стержневых смесей;
- изготовления и отделки форм и стержней;
- комплектация и хранение форм и стержней, подготовленных для заливки.
Приготовление смесей для форм и стержней из песчано-смоляных смесей следует проводить по ГОСТ 12.3.027-2004 «Работы литейные. Требования безопасности».
Сливоналивные операции ЛВЖ запрещается проводить во время грозовых (атмосферных) разрядов и вблизи от искрообразующих источников и электрических целей. В помещениях должна быть защита от статистического электричества.
В помещениях и местах работы с ЛВЖ устанавливают знаки безопасности по ГОСТ Р 12.4.026-2001 «Система стандартов безопасности труда. Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная. Назначение и правила применения. Общие технические требования и характеристики. Методы испытаний».
Требования к оборудованию для приготовления формовочных материалов и смесей регламентирует ГОСТ 12.2.046.0-2004 «Оборудование технологическое для литейного производства. Требования безопасности». Правила работы сушильного оборудования, работающего на газе, оговариваются «Правилами безопасности в газовом хозяйстве», утвержденным Госгортехнадзором России, электрических сушильных устройств — «Правилами устройства электроустановок (ПЭУ)» и «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей».
Окраску форм и стержней выполняют по ГОСТ 12.3.005-75 «Система стандартов безопасности труда. Работы окрасочные. Общие требования безопасности».
При изготовлении отливок на комплексно-механизированных и автоматических линиях формовки-выбивки формовочные агрегаты оборудуют местными укрытиями и боковыми вентиляционными панелями, участок заливки металла в формы вдоль литейного конвейера оборудуют панелью равномерного всасывания воздуха, количество которых рассчитывают, приняв скорость воздуха в живом сечении панели равной 5м/с по ГОСТ 12.2.022-80 «Система стандартов безопасности труда. Конвейеры. Общие требования безопасности»; на участках охлаждения залитых форм предусматривают сплошные кожухи с торцовыми проемами и патрубками для отсоса газов, количество отсасываемого воздуха рассчитывается, приняв скорость воздуха в открытых проемах кожуха равной 4 м/с, участки отливок оборудуются вентилируемыми укрытиями, количество воздуха, удаляемого из укрытия, рассчитывают из условия, что скорость в открытых проемах не должна быть менее 1,5 м/с.
Требования безопасности при плавке цветных металлов и сплавов
При плавке цветных металлов наиболее частыми травмами являются ожоги, поражение электрически током и ушибам. Основная причина ожогов — выбросы металла в процессе плавки и заливки метала в формы. Поэтому правилами техники безопасности предусмотрены сушка и подогрев: шихты при заливке и загрузке в жидкую выну, флюсов, модификаторов, легирующих добавок, плавильного инструмента и форм.
Часто причина выбросов металла являются выход из строя систем водяного охлаждения, уход металла из плавильных печей при самопроизвольном наклоне их и в результате разрушения тиглей или футеровки (ГОСТ 12.2.007.9-93 «Безопасность электротермического оборудования» и ГОСТ 12.2.007.10-87 «Система стандартов безопасности труда. Установки, генераторы и нагреватели индукционные для электротермии, установки и генераторы ультразвуковые. Требования безопасности»).
Печи с системами водяного охлаждения должны быть оборудованы блокировочными устройствами, отключающими электропитание при падении давления воды или прекращении ее подачи во время плавки (ГОСТ 12.2.007.9-93 «Безопасность электротермического оборудования» и ГОСТ 12.2.007.10-87 «Система стандартов безопасности труда. Установки, генераторы и нагреватели индукционные для электротермии, установки и генераторы ультразвуковые. Требования безопасности»).
При плавке титана и других тугоплавких металлов в вакуумно-заливочных установках имеется опасность выбросов металла при прогорании стенок водоохлаждаемых тиглей или нарушении их герметичности. Поэтому для наклоняющихся печей предусматривают ограничители наклона и блокировку для автоматического отключения механизма поворота.
Пульты управления плавильных печей устанавливают в таких местах, чтобы плавильщик не мог видеть струю металла, идущую из печи, и крановщика. Щиты и пульты оборудуют световыми и звуковыми сигнализирующими устройствами. Воронки для слива охлаждающей воды располагают в таких местах, чтобы струи воды плавильщик видел на рабочем месте.
При плавке магниевых сплавов следует соблюдать меры безопасности от возгорания и взрывов. Магниевые сплавы в зависимость от химического состава загораются на воздухе при 400-500oС; сухая пыль магния и его сплавов воспламеняется со взрывом при 400-480 oС, а влажная — при 360-380oС. Хранить стружку и опилки следует небольшими порциями в специальных закрытых контейнерах. Мелкую пыль сжигают в специально отведенных местах.
При плавке сплавов в электропечах промышленной частоты и высококачественных необходимо, чтобы все операции, связанные с прикосновением к тиглю или жидкому металлу, осуществлялась только при снятом напряжении с нагревателей. При обслуживании электроплавильных установок высокого напряжения (электронно-лучевых, зонной плавки и др.) необходимо соблюдать особые правила. Поражение электрическим током часто происходит при замыкании на корпус печи и случайном прикосновении, если отсутствует заземление (ГОСТ 12.1.030-81 «Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление»).
Электромагнитные поля, возникающие при плавке металлов в высокочастотных печах, являются профессиональной вредностью (влияют на нервную и сердечно — сосудистую системы, органы зрения и другие органы). Санитарными нормами СН 848-72 и ГОСТ 12.1.006-86 «Система стандартов безопасности труда. Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля» предусмотрена защита на частотах 0,1-30 МГц. Установки мощностью 30кВт и более размещают в отдельных звукоизолированных помещениях, индукторы необходимо экранировать.
При плавке тяжелых цветных металлов нельзя применять средства рафинирования, содержащие нитраты и сульфаты и одновременно сильно восстановительные составляющие, например древесный уголь, в противном случае образуются газообразные оксиды азота и серы, реагирующие с водой с образованием азотной и серной кислот. Следует включить флюсы, содержащие хлор и окись углерода, которые образуют при смещении токсичный газ фосфоген, предельно допустимая концентрация которого 0,5 мг/м3.
Нельзя применять одновременно при плавке медных сплавов для обработки средства, содержащее сильно окисляющие добавки и хлориды, так как при температурах 1100-1200oС образуется свободный хлор. Удаление этих газов следует проводить, применяя вентиляцию и улавливание.
При выплавке и разливке сплавов, содержащих уран и торий, кроме общих правил безопасности, необходимо предусмотреть меры по защите работающих от радиоактивного излучения согласно требованиям НРБ — 76/87 и ОСП — 72/79.
Требования безопасности при литье по выплавляемым моделям и в гипсовые формы
При производстве отливок по выплавляемым моделям в литейных цехах должны быть выделены в изолированные помещения следующие производственные операции:
- приготовление модельного состава и изготовление моделей;
- приготовление наполнительных смесей, формовка и выбивка отливок;
- выплавление моделей, прокалка форм, плавка и заливка металла;
- очистка отливок, отделение отливок от литников.
Столы для приготовления модельного состава должны быть обнаружены вытяжными шкафами. Скорость движения воздуха в рабочем проеме — не менее 5м/с. Загружать плавильные установки компонентами модельного состава следует не более чем на 0,75 объема ванны.
Стеллажи для сушки моделей с нанесенным слоем огнеупорного покрытия должны быть оборудованы вентилируемыми укрытиями, скорость воздуха в рабочем проеме укрытия должна быть не менее 0,5м/с.
При изготовлении выплавляемых моделей на машинах и оборудовании места загрузки модельных составов и исходных материалов оборудуют вытяжным зонтом. Количество удаляемого воздуха определяют на условия, что скорость в рабочем проеме должна быть не менее 0,7м/с.
Оборудование для состава снабжают системой терморегуляции, отключающей нагрев при достижении предельно-допустимой температуры, которая на 30-40o С ниже температуры воспламенения. На установках для огнеупорного покрытия методом окунания предусматривают панель с щелевым отсосом; скорость воздуха должна быть не менее 1,0м/с.
Камеры для воздушно-аммиачной сушки должны быть оборудованы вытяжной вентиляцией; количество отсасываемого воздуха должно быть равным (400/500 V) м3/ч (где V — объем камеры, м 3).
Требования безопасности к конструкции машин литья под давлением должны соответствовать ГОСТ 15595-84 «Оборудование литейное. Машины для литья под давлением. Общие технические условия».
Для вытяжки вредных паров и газов машину литья под давлением оборудуют вертикальной вентиляционной панелью со стороны, противоположной рабочему месту оператора; количество отсасываемого воздуха должно быть не менее 3’000 м3/ч на 1 м2 панели. Машины должны быть изолированы друг от друга щитами из листовой стали высотой не менее 2 м.
При изготовлении отливок литьем в кокиль, на установках литья под низким давлением, центробежным способом операции заливки металла (формы) и нанесения покрытия на рабочие поверхности должны быть механизированы. На позициях, предназначенных для выполнения этих операций, устанавливают вентиляционные панели; количество удаляемого воздуха должно быть не менее 2’000 м3/ч на 1 м2 панели.
Установки центробежного литья оборудуют защитными ограждениями, а литье под низким давлением — блокировками и предохранительными устройствами.
При литье в оболочковые формы следует учитывать ряд факторов, связанных со спецификой процесса.
Пылеобразование при приготовлении плакированной формовочной смеси на рабочих местах составляет 24-727 мг/м2, причем выделяемая пыль в основном высокодисперсна (до 92% пылинок размером не менее 4 мкм).
При заливке металла в керамические формы в результате выгорания связующего в рабочую зону выделяются пары фенола, окиси углерода, бензопирена, различные углероды, поэтому заливка и выбивка оболочковых форм на участках, не оборудованных местной вытяжкой вентиляцией, не разрешается.
В смесеприготовительном отделении необходимо удалять пыль и пары растворителей от смесителей. Количество воздуха, удаляемого от центробежного смесителя с вибрационным столом, должно быть не менее 4’000 м3/ч.
В формовочно-стержневом отделении необходимо предусмотреть удаление газов от установок для изготовления оболочковых форм и стержней, а также прессов для воздуха от двухпозиционных автоматов должно быть не менее 5’000 м3/ч; от пресса для склеивания полуформ — не менее 3’000 м3/ч.
При заливке на конвейерах или непосредственно на полу должен быть отсос по всей длине участка; интенсивность отсоса составляет 2’000 м3/ч на 1 м длины.
При заливке форм на карусельной установке устанавливают большой зонт, перекрывающий всю площадь машины.
В выбивных отделениях количество воздуха, удаляемого при выбивке, должно быть не менее 5’000-10’000 м3/ч на 1 м2 площади стола. От отрубных столов необходимо удалять 2’500 м3/ч воздуха на 1 м2 полной площади стола.
Станки с наждачными или корундовыми кругами оборудуют кожухами — укрытиями с пылеотстойниками для сбора крупной пыли; объем отсасываемого воздуха должен быть не менее 1’000 м3/ч от одного станка.
Литье в керамические формы требует особых мер безопасности вызванных применением пожаро- и взрывоопасных материалов (таблица 1)
Таблица 1. Пожаро — и взрывоопасные вещества, гасящие материалы.
| Вещество | Температура, оC | Взрывоопасное содержание в воздухе, % (объем, доля) |
Материалы, применяемые при тушении пожара |
|
| воспламенения | самовозгорания | |||
| Спирт этиловый | 11 | 425 | 3,5-18 | Химическая пена, аэрозоли и углекислота |
| Спирт метиловый | 0,1 | 475 | 6,0-36 | |
| Этилсиликат | 18 | 507 | 8,0-45 | |
Требования безопасности при финишной обработке отливок
Работы по выбивке и транспортировке отливок и обработанной смеси должны быть механизированы или автоматизированы.
Участки выбивки оборудуют местной вытяжной вентиляцией, а выбивные решетки — накатными укрытиями, душирующими устройствами.
Отливки должны выбиваться остывшими, продолжительность остывания отливок указывается в технической документации. Транспортирование отливок к месту очистки и обратно, их загрузки и выгрузки из очистных камер должны быть механизированы. Обрубку отливок проводят при температуре не выше 45оС. Места обрубки и очистки отливок оборудуют постоянными или переносными ограждениями для защиты работающих от отлетающих осколков.
Участки очистки отливок ручным механизированным инструментом с абразивными кругами должны быть оборудованы местной вытяжкой вентиляцией с устройством боковых пылеприемников, решеток в полу или верстаке.
Основными опасными при литье в керамические формы являются: места хранения основных материалов и расположения установок для гидролиза и приготовления керамических суспензий, формовочный участок в литейном цехе и участки выбивки и очистки отливок, взвешивания материалов. Безопасная концентрация (пыли или газа) достигается при вытяжке 7’000 м3/ч воздуха на 1 м2 открытой поверхности вытяжного зонта. Бункера для пылевидных материалов снабжают крышками, разгрузка должна быть без пылеобразования. В очистном отделении вентиляция обеспечивает воздухообмен не менее 14’000 м3/ч.
Литейное производство цветных сплавов оказывает воздействие и на окружающую среду, поэтому при проектировании новых и реконструкции действующих литейных цехов в проектах необходимо предусматривать процессы и оборудование, позволяющие исключать или максимально снизить выделение пыли и газов и осуществить их очистку и обезвреживание, создание и внедрение безотходных и малоотходных технологий и замкнутых водоснабжений.