金属冶炼及热加工安全技术

金属冶炼、铸造、锻造和热处理等生产过程中伴随着高温，并散发着各种有害气体、粉尘和烟雾，同时还产生噪声，从而严重地恶化了作业环境和劳动条件。这些作业工序多，体力劳动繁重，起重运输工作量大，因而容易发生各类伤害事故，需要采取针对性的安全技术措施。 一、金属冶炼安全技术 （一）高温与中暑。金属冶炼操作，如炼钢、炼铁是在千度以上的高温下进行的。高温作业时，人体受高温的影响，出现一系列生理功能改变，如体温调节功能下降。当生产环境温度超过34℃时，很容易发生中暑。如果劳动强度过大，持续劳动时间过长，则更容易发生中暑。严重时可导致休克。防止中暑的措施，是合理地设计工艺流程，改进生产设备和操作方法，消除或减少高温、热辐射对人体的影响。这是改善高温作业劳动条件的根本措施，用水或导热系数小的材料进行隔热，也是防暑降温的重要措施。采用机械通风和自然通风，则是经济有效的散热方式。 （二）爆炸与灼烫。钢铁工厂为了提高效益，降低消耗，常常采用强化冶炼的措施，如喷煤粉和吹氧等，这就使得炼钢、炼铁生产中容易发生钢水、铁水喷溅和爆炸事故。造成钢水、铁水喷溅、爆炸的原因很多，从原料开始生产出钢、铁的全部生产工艺过程，均隐藏着不安全因素。必须从每一道工艺上加强防范措施。 1、各生产岗位人员必须掌握生产规律，熟悉操作规程，认真观察事故先兆并懂得处置办法。 2、加强原料的管理和挑选工作，严防爆炸品、密封容器进入炉内。 3、经常检查冷却系统，保护系统畅通。控制好冷却水压和水量，以防止水冷系统强度不够造成钢板烧穿，导致钢液遇水爆炸。 4、炼铁生产车间应严格执行热风炉工作制度，防止由于换炉事故造成热风炉爆炸；炼钢车间要严格执行从补炉、装炉、熔炼到出钢整个生产过程的操作规程，避免由于操作不当造成熔炼过程中的喷溅、爆炸事故。 5、出铁、出钢时，要事先对铁沟、铁水罐、钢水包、地坑和钢锭模进行加热干燥。严防因潮湿而引起爆炸。（三）煤气中毒煤气中的主要有害成分为一氧化碳。在炼钢、炼铁生产中，特别是炼铁生产中生产的废气，即高炉煤气，含有很高的一氧化碳，因此在炼钢、炼铁生产中，处理不好容易发生煤气中毒事故。有效的预防办法，是注意加强生产现场的通风、监测、检修和个人防护。 二、铸造安全技术（一）铸造生产的特点。把熔融金属注入造型材料和粘剂制成的模型或金属模型中，从而获得成型铸件的制造方法叫铸造。铸造工人与冲天炉、电炉打交道，如果在溶化金属中混有异物或遇水，可引爆炸烫伤事故。铸造生产除采用铸造机械设备外，还大量使用各种起重运输机械，很容易发生机械伤害事故。铸造作业的有些工序手工作业量较大，容易发生碰伤事故。熔化、浇注、落砂等过程会散发出大量的热量，影响工人健康。清砂要使用振动落砂机、滚筒和风动工具，产生很大的噪声，可能引起职业性耳聋。碾砂、回砂、打箱、落砂产生大量粉尘，如果没有防尘措施，工人就容易患矽肺病。在型芯烘干、熔炼、浇注等过程中有油质分解，会散发出丙烯醛蒸气和一氧化碳、二氧化碳等有毒有害气体。如果没有通风措施，可能引起呼吸道发炎、急性结膜炎。 （二）金属熔化的安全技术 1、熔化铸铁的主要设备是冲天炉，其安全操作要领是： （1）修炉时要注意预防炉衬塌落击伤头部。打炉渣地要防止飞出的碎块击伤眼、脸。工作时要站稳，注意不要掉浇炉底，还要注意预防煤气中毒及其它机械的伤害。修炉前，炉温要低于50℃。作业时，要戴好安全帽，并有人监护，加料口要设护网板，并使用12伏照明灯。修炉时不许鼓风，但炉上风眼应全部打开。（2）点火前加底焦要小心轻放。加好底焦后，将冲天炉全部风口及出铁口、出渣口打开，然后点火，以防一氧化碳中毒。 （3）加料前，必须等候检查机械各部件是否坚固灵活；运料路线附近要设栅栏，并严禁行人穿过或靠近装料机；装料机运行时，最好设警告牌或亮红色警灯；冲天加料口应比加料台高0.5米，加料台要保持整齐清洁；称料时，要仔细检查，防止爆炸物混入炉内。 （4）鼓风熔化作业时，操作者应戴上防护眼镜，站在风嘴侧面监视。如炉壳烧红要立即停止加料、送风，严禁浇水；烧红面积不大于75平方厘米时，可吹风冷却。 （5）出铁出渣时，冲天炉周围不许有任何水分、潮气存在，特别是出铁坑、出渣槽要非常干燥。如有积水，必须排净，并铺上适当厚度的干砂。所用工具都必须抹涂料、烘干，以防烫伤。 （6）停风打炉时，地面必须铺干砂，以保持干燥；四周不得站人；操作者站在上风侧。打炉后，迅速将红热铁块及焦炭取出，不准用水喷灭，以免产生煤气退回冲天炉而引起炉膛爆炸。 2、生产铸钢时，广泛应用的熔炼设备是电炉，其安全操作要领是： （1）出炉前，电熔化炉的倾斜度不得超过45，扒渣时，不得超过15～20。为此，电熔化炉应装设倾斜度限制器，倾炉蜗杆传动机构应能自锁。 （2）电熔化炉加料口框架和电极座，应装有水冷却循环装置，冷却水的回水温度不超过45。电溶化炉高压部分，应设在专门操纵室内。对电熔化炉的烟尘，可采取炉排烟和炉内排烟措施。 （三）金属浇注的安全技术。金属浇注的主要工具是浇包，浇包内盛有高温金属熔液，操作中有一定的危险性。要十分注意安全。浇包的转轴要有安全装置，以防意外倾斜。浇注时，铁水包盛满铁水后，重心要比转轴低100毫米以上，容量大于500公斤的浇包，必须装有转动机构并能自锁。浇包转动装置要设防护壳，以防飞溅金属进入而卡住。要注意浇包的质量检查和试验。吊车式浇包至少每半年检查与试验一次；手抬式浇包每两个月检查与试验一次。吊车式浇包须作外观检查与静力试验，重点部位是加固圈、吊包轴、拉杆、大架、吊环及倾转机构等，特别重要的部位须用放大镜仔细检查。检查前，要清除污垢、锈斑、油污。如发现零件有裂纹、裂口、弯曲、焊缝与螺栓联接不良、铆钉联接不可靠等，均须拆换或修理。浇包的静力试验方法，是将浇包吊至最小高度，试验负荷为该浇包最大工作负荷125％，持续15分钟；手提式浇包试验负荷等于其最大工作负荷的150％。经过检查、试验的浇包，如未发现其它缺陷及永久变形，即为合格。浇包使用前要先烘干，盛铁水的液面高度不超过浇包高度的八分之七。使用手抬式铁水包时，每人负载不超过30公为保证浇注时安全，主要通道要有3米宽，浇包要走环形路；火钳、铁棒、火钩和添加剂（硅角、铝、球化剂等）须预热；浇注前，必须检查压铁是否压牢，螺栓卡子是否卡紧；人工抬浇包步调要齐，配合一致，抬时浇口朝外；用吊车进行浇注，司机和吊车指挥员要遵守吊车移动信号，动作要平稳，吊运铁水浇包起吊高度高地面不大于200毫米；浇注时，浇包尽量靠近口圈，防止铁水浇在压铁或地上；砂箱高度高于0.7米时，应挖地坑；浇注大砂型，必须注意底部通气，喷出的一氧化碳再引火烧掉；浇剩的金属液只准倒入锭模及砂型中；倒入前，锭模要预热到150～200℃，砂坑要干燥。 三、锻造安全技术 （一）锻造生产的特点。 把加热后的金属材料锻制成各种形状的工具、机械零件或毛坯，谓之锻造。锻造可以改变金属材料内部组织，细化晶，提高其机械性能。由于锻造是在金属材料灼热状态下进行挤、压、锻、打成型的，因此生产过程存在高温、烟尘、振动和噪声等危害因素，稍一疏忽就可能发生灼烫、机器工具伤害和火灾事故。锻造生产必须使用加热设备、锻压设备以及许多辅助工具。加热设备主要有火焰炉（油炉、煤气炉等）和电炉。加热炉和灼热的工件辐射大量热能，火焰炉使用的各种燃料燃烧生产的炉渣、烟尘，对这些如不采取通风净化措施，将会污染工作环境，恶化劳动条件，容易引起伤害事故。锻压设备主要有蒸汽锤、空气锤、模锻锤、机械锤、夹板锤、弹簧锤、皮带锤、曲柄压力机、摩擦压力机、水压机、扩孔机、辊锻机等。各种锻压设备都对工件施加冲击载荷，因此容易损坏设备和发生人身事故；如锻锤活塞杆折断，则往往引起严重伤害事故。锻压设备工作时产生的振动和噪声影响人工神经系统，增加发生事故的可能性。 锻工工具和辅助工具，特别是手工锻和自由锻工具，夹钳等种类繁多，都要同时放在工作地点，往往很杂乱；而且由于在工作中工具更换频繁，就增加了检查工具的困难，有时凑合使用不合适的工具，容易造成伤害事故。锻造生产中运输量很大，要使用各种运输设备，稍不注意也易发生事故。锻造属于集体作业，每个操作者的技术水平、精神状态以及是否严格遵守操作规程，都直接影响作业安全。 （二）锻造安全技术要点。 鉴于锻压设备存在很多不安全因素，因此锻工应掌握一定的设备保养知识，并遵守安全操作规程。锻工必须经过培训考核合格，不然就不得单独操作锻压设备和加热设备。锻压设备运转部分，如飞轮、传动皮带、齿轮等部位，均应设置防护罩。水压机应有安全阀、自动停车与启动装置。蓄压器、导管和水压缸应分别装压力表，动力稳压器也必须务备有安全阀。加热设备主要有重油炉、电炉和煤气炉。其中主要危害是煤气中毒、灼伤、烤伤和电炉触电等，工作中应严格执行操作规程。锻造时，金属加热温度达700—1300℃，强大的辐射热、灼热的料头、飞出的氧化皮等都会对人体造成伤害，因此操作者在开始工作前必须穿戴好个人防护用品。在进行锻造作业时，操作者要遵守安全操作规程，集中精力，互相配合；要注意选择安全位置，躲开危险方向；切断料时，身体要躲开料头飞出的方向；掌钳工握钳和站立姿势要正确，钳把不准正对或抵住腹部；司锤工要按掌钳的指挥准确司锤，锤击时，每一锤要轻打，等工具和锻件接触稳定后方可重击；锻件过冷、过薄、未放在锤中心、未放稳或有危险时均不得锤击，以免损坏设备、模具和震伤手臂，以及发生锻件飞出，造成伤人事故；严禁擅自落锤和打空锤，不准用手或脚去清除砧面上的氧化皮，不准用手去触摸锻件；烧红的坯料和锻好的锻件不准乱扔，以免烫伤别人。四、热处理安全技术为了使各种机械零件和加工工具获得良好的使用性能。或者了了使各种金属材料便于加工，常常需要改变它们的物理。化学和机械性能，如磁性、抗蚀性、抗高温氧化性、强度、硬度、塑性和韧性等。这就需要在机械加工中通过一定温度的加热、一定时间的保温和一定速度的冷却，来改变金属及合金的内部机构（组织），以其改变金属及合金的物理、化学和机械性能，这种方法就叫作热处理。进行这项工作时，工人经常与设备和金属件接触，因此必须认真掌握有关安全技术，避免发生事故。（一）热处理工序主要加热设备。热处理工序中的主要设备是加热炉，可以分为燃料炉的电炉两大类。1、燃料炉。以固体、液体和气体燃烧产生热源，如煤炉、油炉和煤气炉。它们靠燃烧直接发出的热能量，大都属一次能源，价值经济、消耗低，但容易使工件表面脱碳和氧化。常用于一般要求的加热工件和材料热处理中，如回火、正火、退火和淬水。 2、电炉。以电为热能源，即二次能源。按其加热方法不同，又分为电阻炉和感应炉。根据加热工件和材料不同，按工艺要求应配备不同形式的电加热炉。（1）电阻炉。主要由电阻体作为发热元件和电炉。根据热处理工艺的要求，可进行退火、正火、回火、淬火、渗碳氧化和氮化，也可解决无氧化问题。 （2）感应炉。通过电磁感应作用，使工件内产生感应电流，将工件迅速加热。感应炉加热是热处理工艺中的一种先进方法，主要用于表面热处理淬火，后来逐步扩大为用于正火、淬火、回火以及化学热处理等，特别是对于一些特殊钢材和有特殊工切要求的工件应用较多。 （二）热处理操作的一般安全要求 1、操作前，首先要熟悉热处理工艺规程和所要使用的设备。2、操作时，必须穿戴好必要的防护用品，如工作服、手套、 防护眼镜等。 3、在加热设备和冷却设备之间，不得放置任何妨碍操作的物品。4、混合渗碳剂、喷砂等就在单独的房间中进行，并应设置足够的通风设备。 5、设备危险区（如电炉的电源引线、汇流条、导电杆和传动机构等），应当用铁丝网、栅栏、板等加以防护。 6、热处理用全部工具应当有条理地放置，不许使用残裂的、不合适的工具。 7、车间的出入口和车间内的通路，应当通行无阻。在重油炉的喷嘴及煤气炉的浇嘴附近，应当安置灭火砂箱；车间内应放置灭火器。 8、经过热处理的工件，不要用于去摸，以免造成灼伤。 （三）热处理设备和工艺的安全操作 1、操作重油炉（包括煤气炉）时，必须经常对设备进行检查，油管和空气管不得漏油、漏气，炉底不应存有重油。如发现油炉工作不正常，必须立即停止燃烧。油炉燃烧时不要站在炉口，以免火焰灼伤身体。如果发生突然停止输送空气，应迅速关闭重油输送管。为了保证操作安全，在打开重油喷嘴时，应该先放出蒸汽或压缩空气，然后再放出重油；关闭喷嘴时，则应先关闭重油的输送管，然后再关闭蒸汽或压缩空气的输送管。 2、各种电阻炉在使用前，需检查其电源接头和电源线的绝缘是否良好，要经常注意检查启闭炉门自动断电装置是否良好，以及配电柜上的红绿灯工作是否正常。无氧化加热炉所使用的液化气体，是以压缩液体状态贮存于气瓶内的，气瓶环境温度不许超过45℃。液化气是易燃气体，使用时必须保证管路的气密性，以防发生火灾和伤事故。由于无氧化加热的吸热式气体中一氧化碳的含量较高，因此使用时要特别注意保证室内通风良好，并经常检查管路的密封。当炉温低于760℃或可燃气体与空气达到一定的混合比时，就有爆炸的可能，为此在启动与停炉时更应注意安全操作，最可靠的办法是在通风及停炉前用惰性气体及非可燃气体氮气或二氧碳吹扫炉膛及炉前室。 3、操作盐浴炉时应注意，在电极式盐浴炉电极上不得放置任何金属物品，以免变压器发生短路。工作前应检查通风机的运转和排气管道是否畅通，同时检查坩埚内溶盐液面的高低，液面一般不能超过坩吉埚容积的3/4。电极式盐浴炉在工作过程会有很多氧化物沉积在炉膛底部，这些导电性物质必须定期清除。使用硝盐炉时，应注意硝盐超过一定温度会发生着火和爆炸事故。因此，硝盐的温度不应超过允许的最高工作温度。另外，应特别注意硝盐溶液中不得混入木炭、木屑、炭黑、油和其它有机物质，以免硝盐与炭结合形成爆炸性物质，而引起爆炸事故。 4、进行液体氰化时，要特别注意防止氰化物中毒。 5、进行高频电流感应加热操作时，应特别注意防止触电。操作间的地板应铺设胶皮垫，并注意防止冷却水洒漏在地板上和其它地方。6、进行镁合金热处理时，应特别注意防止炉子“跑温”而引起镁合金燃烧。当发生镁合金着火时，应立即用熔炼合金的熔剂（50％氯化镁+ 25％氯化钾+25％氯化钠熔化混合后碟碎使用）撒盖在镁合金上加以扑灭，或者用专门用于扑灭镁火的药粉灭火器中以扑灭。在任何情况下，都绝对不能用水和其它普通灭火器来扑灭，否则将引起更为严重的火灾事故 7、进行油中淬火操作时，应注意采取一些冷却措施，使淬火油槽的温度控制在80℃以下，大型工件进行油中淬火更应特别注意。大型油槽应设置事故回油池。为了保持油的清洁和防止火灾，油槽应装槽盖。 8、矫正工件的工作场地位置应适当，防止工件折断崩出伤人，必要时，应在适当位置装设安全挡板。 9、无通风孔的空心件，不允许在盐浴炉中加热，以免发生爆炸。有盲孔的工件在盐浴中加热时，孔口不得朝下，以免气体膨胀将盐液溅出伤人。管装工淬火时，管口不应朝自己或他人。