金属热加工机械车间安全技术方案设计审批稿.docx

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金属热加工机械车间安全技术方案设计审批稿

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金属热加工机械车间安全技术方案设计

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金属热加工机械车间安全技术方案设计

学校：

河南理工大学万方科技学院

系别：

能源与材料工程系

专业班级：

工业安全08级1班

姓名：

程兴

指导老师：

许彦鹏

日期：

2011年6月13日

第一章金属热加工的基本概念………………………3

一、金属热加工的定义……………………………………...3

二、金属热加工的设备及其选用……………………………3

第二章热加工中的危险和有害因素………………...4

一、铸造生产中的危险和有害因素…………………………4

二、锻造生产中的危险和有害因素…………………………13

三、热处理生产中的危险和有害因素………………………15

第三章热加工安全技术………………………………..17

一、金属冶炼安全技术……………………………………….18

二、铸造安全技术……………………………………………19

三、锻造安全技术?

…………………………………………..22

四、热处理安全技术?

………………………………………..24

第四章金属热加工车间工伤事故的预防和治理……28

第一章金属热加工的基本概念

一、金属热加工的定义

金属、热扎、、和金属等的总称叫热加工。

有时也将、等工艺包括在内。

热加工能使金属在成形的同时改善它的组织，或者使已成形的零件改变状态以改善零件的机械性能。

铸造、焊接是将金属熔化再凝固成型。

热扎、锻造是将金属加热到塑性变形阶段，再进行成型加工，如合金钢需加热到形成均匀奥氏体后，进行热扎、锻造，温度低塑性不好，易产生裂纹，温度过高金属件易过分氧化，影响加工件质量。

金属热处理只改变金属件的金相组织，它包括：

退火、正火、淬火、回火等。

二、金属热加工的设备及其选用

1、热处理设备的分类

（1）.渗碳炉

（2）.真空炉（3）.台车炉（4）.网带炉（5）.回火炉（6）.焙烧炉（7）.箱式炉（8）.燃油炉（9）.加热炉（10）.硝盐炉（11）.时效炉（12）.感应炉（13）.盐浴炉（14）.井式炉（15）.罩式炉（16）.退火炉（17）.淬火炉（18）.燃气炉（19）.坩埚熔化炉（20）.铝合金热处理炉（21）.烧结炉（22）.热烧热压炉

2、热处理设备的选用

选用的热处理设备应在满足热处理工艺要求的基础上，应有较高的生产率，热效率和低能耗。

通常中，当产品有足够批量时，选用专用设备有最好的节能效果。

满载的连续式炉的热效率高于间隙式炉。

第二章热加工中的危险和有害因素

热加工在机械工业中的应用非常广泛，根据其加工作业的方式不同，在安全上考虑的因素也各不相同。

下面将对铸造、锻造和热处理这三种主要的热加工中存在的危险及有害因素分别进行介绍。

一、铸造生产中的危险和有害因素

　　现代铸造生产最常用的铸造形式是砂型铸造，它的特点是工序多、起重运输工作量大且复杂，生产过程中会散发出各种有害粉尘、气体及烟雾，产生较强的噪声、振动和高温，作业环境恶劣，发生的安全事故在机械制造厂内占总事故的30％～40％。

铸造中易产生的安全事故类别见表15－1。

　　①现称为硅沉着病。

　　1、粉尘

　　铸造的各工序都会产生粉尘，且量很大。

尤其是砂型铸造：

从型砂配制到造型、芯砂配制到制芯、熔炼、浇注、落砂、清理等工序均有大量粉尘产生。

粉尘中主要含量是SiO2，另外还含有金属蒸气冷凝后的金属微尘和其他颗粒。

由于其多数属于微尘和超微尘，会长时间悬浮于空气中，尤其是粒度为1～10μm的粉尘危险性最大。

人长时间接触这些粉尘，有可能引起肺癌、皮瘤、矽肺等多种疾病。

表15－2列出铸造车间粉尘颗粒分散度。

表15－3列出无除尘措施时一些工作地点的空气含尘量。

表15－1　铸造安全事故的类别

安全事故类别

易发生的工序或场合

安全事故类别

易发生的工序或场合

火灾

熔炼、焊补与气割

热辐射

熔炼、浇注、热处理

爆炸

熔炼、浇注、气割

烫冻伤

熔炼、浇注、热处理

工业中毒

熔炼、精密铸造

噪声污染

机械设备、风动工具、风机

空气污染

熔炼、物料输送、砂处理、清理

喷溅伤

高压设备、落砂、

清理、射砂造型、抛砂造型

水质污染

水爆清砂、水力清砂

砸碰伤

物料运输和破碎

眼障碍

熔炼、浇注、热处理

坍塌

仓库、造型砂箱

射线污染

含有放射性合金的熔炼和使用、射线探伤

触电

电接触

表15－2　铸造车间粉尘颗粒分散度（质量）／％

工种

工作地点

粉尘粒径／μm

<2

2～5

5～10

>10

铸钢

大型造型

电弧炉炼钢

落砂开箱

清理中小件

切割中小件

混碾旧砂

混碾新砂

碾轧耐火砖

抛丸清理室内

振动落砂地沟内

喷砂室内

20

31

30

38

65

7

16

25

67

79

56

45

41

40

48

26

45

55

61

15

4

38

24

23

17

12

6

26

25

13

15

3

4

11

5

13

2

3

22

4

1

3

14

2

工种

工作地点

粉尘粒径／μm

<2

2～5

5～10

>10

铸铁

大型造型

制芯

清理铸件

混碾旧砂

混碾新砂

滚筒破碎筛筛砂

湿型落砂开箱

干型落砂开箱

悬挂砂轮打磨

冲天炉加料处

地沟内

25

16

52

30

40

10

13

40

29

8

40

57

60

30

36

29

46

22

17

54

13

9

16

20

12

24

20

30

35

10

6

53

21

2

4

6

10

11

14

30

33

11

26

30

表15－3　无除尘措施时一些工作地点的空气含尘量

工作地点

含尘量／（mg／m2）

范围

平均值

小批生产

成批生产

小批生产

成批生产

炼钢电弧炉炉前

冲天炉加料口附近

浇注场地

造型机旁

－

36～93

4．73～93

8．5～15

17～70

170～250

10～166

1．3～60

－

45

33

12

26

－

51

12．8

2、有害气体和蒸汽

　　在铸造生产过程中，会产生多种有害气体和蒸气，如一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、丙烯醛、丙酮、苯、酚等，其中主要的有害气体是一氧化碳，其来源主要是熔铁炉和其他熔炼设备、冷却过程中的浇铸模、烘干炉、铸模表面烘干机等。

在冲天炉顶部，一氧化碳在空气中的含量高达15％。

铸造过程中产生的二氧化碳虽然无毒，但如果作业环境中其含量大的话，会使空气中含氧量降低，导致操作人员感到疲劳甚至出现窒息。

如果操作人员长期吸入这些有毒气体和蒸气，会引发中毒、肺气肿、呼吸道炎症等疾病。

因此，国家限定了这些有害气体在空气中的最高允许浓度，见表15－4。

表15－4　铸造车间产生的一些有害气体的危害及最高允许浓度

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　续表

3、高温

　　铸造生产的许多工序如金属熔炼、浇注、铸模、脱模、热处理、铸型、烘干都有大量的辐射热向外放出。

据统计，每生产一吨铸件，就会有约1000kJ的余热释放（见表15－5），辐射热会对人体造成不同程度的伤害，其中1．5～3μm的红外线对皮肤造成的伤害最大。

此外，除了长时间高温暴露会引起头晕、头痛、视觉障碍、恶心、疲乏、焦虑等症状外，还有可能发生烫伤、灼伤等事故。

表15－5　在铸造生产线上每浇注1t金属液各工段余热释放量／（kcal／t）

余热释放源

热铸件从落砂工段传送至清砂工段冷却时

铸件在落砂工段冷却时

小件

中件

小件

中件

浇注工段

冷却工段

落砂工段

清砂工段

烧焦的造型材料

20

15

15

25

25

30

15

20

35

35

20

15

30

10

25

30

15

40

15

35

注：

1cal=4．1840J。

4、噪声

　　铸造生产中许多设备如电炉、轮碾机、破碎机、搅拌机、传送带、造型机、清理滚筒、球磨机、抛砂机、振动筛、震动落砂机等会产生较强的噪声，尤其是造型、落砂、清理、修整等工序的噪声声压级更高，往往超过国家规定的标准（见表15－6）。

频率高、强度大的噪声会影响听力，长时间在此环境还会损害人的神经系统、消化系统，而且严重的会形成噪声性耳聋、心悸等疾病。

噪声也会分散人的注意力，从而带来发生事故的隐患。

表15－6　铸造车间噪声的声级及频谱特性

噪　声　源

声强级／dB（A）

频　谱　特　性

　　　　冲天炉附近

　　　冲天炉风机房

　　　　空压机站

　　　　气动造型机

　　　　风锤

　　　　滚筒和球磨机

　　　　清砂

　　　　风铲清理

　　　　气吊

　　　　喷砂

　　　　清理滚筒

　　　　清铲工段

95～98

110～120

110

114

109

100～110

96～106

115～120

95～105

110

108～113

95～115

低频

宽带

高频

高频

高频

高频

高频

高频

中频

高频

－

－

5、振动

　　铸造生产中的主要振动源来自落砂床、气动铸造成型机、离心机等机械，产生局部振动的机械主要是气动气锤、压桩机等，振动也会给人带来危害，长期接触强烈振动，会引发神经系统、心血管系统和骨髓方面的病症。

6、电磁场

　　铸造生产中采用高频电加热设备时会产生电磁场，如用高频电加热设备进行金属熔炼、加热、铸模、铸芯和干燥时。

长期在电磁场环境下，人也会受到伤害。

7、其他

　　由于铸造生产中物料的起重运输量很大，线路复杂，且往往是交叉作业，易发生机械伤害和遭物体的撞击、打击。

在铸造生产中使用的各种机械的传动机构也都属于危险部位，需进行防护。

此外，从事造型操作的人员由于长期接触砂芯油混合物及其他酸、碱污物，易引起皮炎。

二、锻造生产中的危险和有害因素

　　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。

锻造材料加热的主要目的是为了提高金属的塑性，降低变形抗力，以利于金属的变形并获得良好的锻后组织。

锻造可以改变金属材料内部组织，细化晶体，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，因此其特点是生产过程中存在高温、烟尘、有很大的噪声及振动等，易发生灼烫、碰伤、砸伤等机械伤害和火灾事故，劳动强度较大，工作环境恶劣，如发生安全事故，一般都比较严重。

1、热辐射

　　锻造生产过程中，在加热炉、压力机和锻锤附近会产生热辐射。

这些由于加热设备、炽热的锻坯与锻件所产生的高温，极易造成人员的烧伤和烫伤。

在夏季，还容易造成操作人员的虚脱和中暑，炽热的锻件被打飞时，不但会造成击伤，还会烫伤皮肤，增加了伤害的