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82. Industrie de la transformation des métaux et du travail des métaux

Éditeur de chapitre : Michel McCann


Table des matières

Tableaux et figures

Profil général

Opérations de fusion et de raffinage

Fonderie et affinage
Pekka Roto

Fusion et affinage du cuivre, du plomb et du zinc

Fonderie et affinage de l'aluminium
Bertram D. Dinman

Fonderie et affinage de l'or
ID Gadaskina et LA Ryzik

Traitement des métaux et travail des métaux

Fonderies
Franklin E. Mirer

Forgeage et emboutissage
Robert M. Park

Soudage et découpe thermique
Philip A. Platcow et GS Lyndon

Tours
Toni Retsch

Rectification et polissage
K.Welinder

Lubrifiants industriels, fluides de travail des métaux et huiles automobiles
Richard S. Kraus

Traitement de surface des métaux
JG Jones, JR Bevan, JA Catton, A. Zober, N. Fish, KM Morse, G. Thomas, MA El Kadeem et Philip A. Platcow

Récupération de métaux
Melvin E. Cassady et Richard D. Ringenwald, Jr.

Problèmes environnementaux dans la finition des métaux et les revêtements industriels
Stuart Forbes

Tables

Cliquez sur un lien ci-dessous pour afficher le tableau dans le contexte de l'article.

1. Entrées et sorties pour la fusion du cuivre
2. Entrées et sorties pour la fusion du plomb
3. Entrées et sorties pour la fusion du zinc
4. Entrées et sorties pour la fusion de l'aluminium
5. Types de fours de fonderie
6. Entrées de matériaux de processus et sorties de pollution
7. Procédés de soudage : Description & dangers
8. Résumé des dangers
9. Commandes pour l'aluminium, par opération
10. Contrôles pour le cuivre, par opération
11. Contrôles pour le plomb, par opération
12. Contrôles pour le zinc, par opération
13. Contrôles pour le magnésium, par opération
14. Contrôles pour le mercure, par opération
15. Contrôles pour le nickel, par opération
16. Contrôles des métaux précieux
17. Contrôles pour le cadmium, par opération
18. Contrôles pour le sélénium, par opération
19. Contrôles pour le cobalt, par opération
20. Contrôles pour l'étain, par opération
21. Contrôles pour le titane, par opération

Figures

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Mercredi, Mars 16 2011 20: 28

Fonderie et affinage

Adapté de la 3e édition, Encyclopédie de la santé et de la sécurité au travail.

Lors de la production et de l'affinage des métaux, les composants de valeur sont séparés des matériaux sans valeur dans une série de réactions physiques et chimiques différentes. Le produit final est un métal contenant des quantités contrôlées d'impuretés. La fusion et l'affinage primaires produisent des métaux directement à partir de concentrés de minerai, tandis que la fusion et l'affinage secondaires produisent des métaux à partir de déchets et de déchets de procédé. La ferraille comprend les morceaux de pièces métalliques, les barres, les tournures, les tôles et les fils hors spécifications ou usés mais qui peuvent être recyclés (voir l'article « Récupération des métaux » dans ce chapitre).

Présentation des processus

Deux technologies de récupération des métaux sont généralement utilisées pour produire des métaux raffinés, pyrométallurgique et hydrométallurgique. Les procédés pyrométallurgiques utilisent la chaleur pour séparer les métaux souhaités des autres matériaux. Ces procédés utilisent des différences entre les potentiels d'oxydation, les points de fusion, les pressions de vapeur, les densités et/ou la miscibilité des composants du minerai lorsqu'ils sont fondus. Les technologies hydrométallurgiques diffèrent des procédés pyrométallurgiques en ce que les métaux souhaités sont séparés des autres matériaux à l'aide de techniques qui capitalisent sur les différences entre les solubilités des constituants et/ou les propriétés électrochimiques dans des solutions aqueuses.

Pyrométallurgie

 Lors du traitement pyrométallique, un minerai, après avoir été bénéficié (concentré par concassage, broyage, flottaison et séchage), est fritté ou torréfié (calciné) avec d'autres matériaux tels que la poussière et le fondant de filtre à manches. Le concentré est ensuite fondu, ou fondu, dans un haut fourneau afin de fusionner les métaux souhaités en un lingot fondu impur. Ce lingot subit ensuite un troisième processus pyrométallique pour affiner le métal au niveau de pureté souhaité. Chaque fois que le minerai ou le lingot est chauffé, des déchets sont créés. La poussière provenant de la ventilation et des gaz de procédé peut être capturée dans un filtre à manches et est soit éliminée soit renvoyée au procédé, selon la teneur en métal résiduel. Le soufre contenu dans le gaz est également capturé et, lorsque les concentrations sont supérieures à 4 %, il peut être transformé en acide sulfurique. Selon l'origine du minerai et sa teneur en métaux résiduels, divers métaux tels que l'or et l'argent peuvent également être produits comme sous-produits.

La torréfaction est un processus pyrométallurgique important. Le grillage sulfatant est utilisé dans la production de cobalt et de zinc. Son but est de séparer les métaux afin qu'ils puissent être transformés en une forme soluble dans l'eau pour un traitement hydrométallurgique ultérieur.

La fusion des minerais sulfurés produit un concentré métallique partiellement oxydé (matte). Lors de la fusion, le matériau sans valeur, généralement du fer, forme un laitier avec un fondant et est converti en oxyde. Les métaux précieux acquièrent la forme métallique à l'étape de conversion, qui a lieu dans les fours de conversion. Cette méthode est utilisée dans la production de cuivre et de nickel. Le fer, le ferrochrome, le plomb, le magnésium et les composés ferreux sont produits par réduction du minerai avec du charbon de bois et un fondant (calcaire), le processus de fusion se déroulant généralement dans un four électrique. (Voir aussi le Industrie du fer et de l'acier chapitre.) L'électrolyse des sels fondus, utilisée dans la production d'aluminium, est un autre exemple de procédé pyrométallurgique.

La température élevée requise pour le traitement pyrométallurgique des métaux est obtenue en brûlant des combustibles fossiles ou en utilisant la réaction exothermique du minerai lui-même (par exemple, dans le procédé de fusion éclair). Le procédé de fusion éclair est un exemple de procédé pyrométallurgique économe en énergie dans lequel le fer et le soufre du concentré de minerai sont oxydés. La réaction exothermique couplée à un système de récupération de chaleur permet d'économiser beaucoup d'énergie pour la fusion. La récupération élevée de soufre du procédé est également bénéfique pour la protection de l'environnement. La plupart des fonderies de cuivre et de nickel récemment construites utilisent ce procédé.

Hydrométallurgie

Des exemples de procédés hydrométallurgiques sont la lixiviation, la précipitation, la réduction électrolytique, l'échange d'ions, la séparation par membrane et l'extraction par solvant. La première étape des procédés hydrométallurgiques est la lixiviation des métaux précieux à partir de matériaux moins précieux, par exemple avec de l'acide sulfurique. La lixiviation est souvent précédée d'un prétraitement (p. ex. grillage sulfaté). Le processus de lixiviation nécessite souvent une pression élevée, l'ajout d'oxygène ou des températures élevées. La lixiviation peut également être réalisée à l'électricité. A partir de la solution de lixiviation, le métal souhaité ou son composé est récupéré par précipitation ou réduction en utilisant différentes méthodes. La réduction est effectuée, par exemple, dans la production de cobalt et de nickel avec du gaz.

L'électrolyse des métaux dans des solutions aqueuses est également considérée comme un procédé hydrométallurgique. Dans le processus d'électrolyse, l'ion métallique est réduit en métal. Le métal se trouve dans une solution d'acide faible à partir de laquelle il précipite sur les cathodes sous l'influence d'un courant électrique. La plupart des métaux non ferreux peuvent également être raffinés par électrolyse.

Souvent, les procédés métallurgiques sont une combinaison de procédés pyro- et hydrométallurgiques, selon le concentré de minerai à traiter et le type de métal à raffiner. Un exemple est la production de nickel.

Les dangers et leur prévention

La prévention des risques sanitaires et des accidents dans l'industrie métallurgique est avant tout une question pédagogique et technique. Les examens médicaux sont secondaires et n'ont qu'un rôle complémentaire dans la prévention des risques sanitaires. Un échange d'informations harmonieux et une collaboration entre les services de planification, de ligne, de sécurité et de santé au travail au sein de l'entreprise donnent le résultat le plus efficace dans la prévention des risques pour la santé.

Les mesures préventives les meilleures et les moins coûteuses sont celles prises au stade de la planification d'une nouvelle usine ou d'un nouveau procédé. Lors de la planification de nouvelles installations de production, les aspects suivants doivent être pris en compte au minimum :

  • Les sources potentielles de contaminants atmosphériques doivent être fermées et isolées.
  • La conception et l'emplacement de l'équipement de traitement doivent permettre un accès facile à des fins de maintenance.
  • Les zones dans lesquelles un danger soudain et inattendu peut survenir doivent être surveillées en permanence. Des avertissements adéquats doivent être inclus. Par exemple, les zones dans lesquelles une exposition à l'arsine ou au cyanure d'hydrogène pourrait être possible doivent faire l'objet d'une surveillance continue.
  • L'ajout et la manipulation de produits chimiques de procédé toxiques doivent être planifiés de manière à éviter la manipulation manuelle.
  • Des dispositifs d'échantillonnage d'hygiène personnelle au travail devraient être utilisés afin d'évaluer l'exposition réelle du travailleur individuel, dans la mesure du possible. La surveillance fixe régulière des gaz, des poussières et du bruit donne une vue d'ensemble de l'exposition mais n'a qu'un rôle complémentaire dans l'évaluation de la dose d'exposition.
  • Dans l'aménagement de l'espace, les exigences de futurs changements ou extensions du processus doivent être prises en compte afin que les normes d'hygiène au travail de l'usine ne se détériorent pas.
  • Il devrait y avoir un système continu de formation et d'éducation pour le personnel de sécurité et d'hygiène, ainsi que pour les contremaîtres et les ouvriers. Les nouveaux travailleurs, en particulier, devraient être parfaitement informés des risques potentiels pour la santé et de la manière de les prévenir dans leur propre environnement de travail. En outre, une formation doit être dispensée chaque fois qu'un nouveau processus est introduit.
  • Les pratiques de travail sont importantes. Par exemple, une mauvaise hygiène personnelle en mangeant et en fumant sur le lieu de travail peut augmenter considérablement l'exposition personnelle.
  • La direction doit disposer d'un système de surveillance de la santé et de la sécurité qui produit des données adéquates pour la prise de décisions techniques et économiques.

 

Voici quelques-uns des dangers et précautions spécifiques rencontrés lors de la fusion et de l'affinage.

blessures

L'industrie de la fonte et de l'affinage a un taux de blessures plus élevé que la plupart des autres industries. Les sources de ces blessures comprennent : les éclaboussures et les déversements de métal en fusion et de scories entraînant des brûlures; explosions de gaz et explosions au contact de métal en fusion avec de l'eau ; collisions avec des locomotives, des wagons, des ponts roulants et d'autres équipements mobiles en mouvement ; chutes d'objets lourds; tombe d'une hauteur (par exemple, en accédant à une cabine de grue); et les blessures par glissade et trébuchement dues à l'obstruction des planchers et des passages.

Les précautions comprennent : une formation adéquate, un équipement de protection individuelle (EPI) approprié (par exemple, des casques, des chaussures de sécurité, des gants de travail et des vêtements de protection) ; bon rangement, entretien ménager et entretien de l'équipement; règles de circulation pour les équipements en mouvement (y compris des itinéraires définis et un système de signalisation et d'avertissement efficace); et un programme de protection contre les chutes.

Moocall Heat

Les maladies liées au stress thermique telles que les coups de chaleur sont un risque courant, principalement en raison du rayonnement infrarouge des fours et du métal en fusion. Ceci est particulièrement un problème lorsque des travaux pénibles doivent être effectués dans des environnements chauds.

La prévention des maladies liées à la chaleur peut impliquer des écrans d'eau ou des rideaux d'air devant les fours, un refroidissement ponctuel, des cabines climatisées fermées, des vêtements de protection contre la chaleur et des combinaisons refroidies par air, laissant suffisamment de temps pour l'acclimatation, des pauses de travail dans des zones fraîches et un approvisionnement adéquat de boissons à boire fréquemment.

Risques chimiques

L'exposition à une grande variété de poussières, fumées, gaz et autres produits chimiques dangereux peut se produire pendant les opérations de fusion et d'affinage. Le concassage et le broyage du minerai en particulier peuvent entraîner de fortes expositions à la silice et aux poussières métalliques toxiques (par exemple, contenant du plomb, de l'arsenic et du cadmium). Il peut également y avoir des expositions à la poussière lors des opérations de maintenance du four. Pendant les opérations de fusion, les fumées métalliques peuvent être un problème majeur.

Les émissions de poussières et de fumées peuvent être contrôlées par une enceinte, l'automatisation des processus, une ventilation par aspiration locale et par dilution, le mouillage des matériaux, une manipulation réduite des matériaux et d'autres changements de processus. Là où ceux-ci ne sont pas adéquats, une protection respiratoire serait nécessaire.

De nombreuses opérations de fusion impliquent la production de grandes quantités de dioxyde de soufre à partir de minerais sulfurés et de monoxyde de carbone à partir de processus de combustion. La dilution et la ventilation par aspiration locale (LEV) sont essentielles.

L'acide sulfurique est produit comme sous-produit des opérations de fusion et est utilisé dans le raffinage électrolytique et la lixiviation des métaux. L'exposition peut se produire à la fois au liquide et aux brouillards d'acide sulfurique. Une protection de la peau et des yeux et une LEV sont nécessaires.

La fusion et l'affinage de certains métaux peuvent présenter des risques particuliers. Les exemples incluent le nickel carbonyle dans le raffinage du nickel, les fluorures dans la fusion de l'aluminium, l'arsenic dans la fusion et le raffinage du cuivre et du plomb, et les expositions au mercure et au cyanure lors du raffinage de l'or. Ces processus nécessitent leurs propres précautions particulières.

Autres dangers

L'éblouissement et le rayonnement infrarouge des fours et du métal en fusion peuvent causer des lésions oculaires, notamment des cataractes. Des lunettes et des écrans faciaux appropriés doivent être portés. Des niveaux élevés de rayonnement infrarouge peuvent également provoquer des brûlures de la peau à moins que des vêtements de protection ne soient portés.

Les niveaux de bruit élevés provenant du concassage et du broyage du minerai, des soufflantes à décharge de gaz et des fours électriques à haute puissance peuvent entraîner une perte auditive. Si la source du bruit ne peut pas être confinée ou isolée, des protections auditives doivent être portées. Un programme de conservation de l'ouïe comprenant des tests audiométriques et une formation devrait être institué.

Des risques électriques peuvent survenir pendant les processus électrolytiques. Les précautions comprennent une maintenance électrique appropriée avec des procédures de verrouillage/étiquetage ; gants, vêtements et outils isolants; et des disjoncteurs de fuite à la terre si nécessaire.

Le levage manuel et la manipulation de matériaux peuvent causer des blessures au dos et aux membres supérieurs. Des aides mécaniques au levage et une formation appropriée aux méthodes de levage peuvent réduire ce problème.

Pollution et protection de l'environnement

Les émissions de gaz irritants et corrosifs comme le dioxyde de soufre, le sulfure d'hydrogène et le chlorure d'hydrogène peuvent contribuer à la pollution de l'air et provoquer la corrosion des métaux et du béton à l'intérieur de l'usine et dans le milieu environnant. La tolérance de la végétation au dioxyde de soufre varie selon le type de forêt et de sol. En général, les arbres à feuilles persistantes tolèrent des concentrations de dioxyde de soufre plus faibles que les arbres à feuilles caduques. Les émissions de particules peuvent contenir des particules non spécifiques, des fluorures, du plomb, de l'arsenic, du cadmium et de nombreux autres métaux toxiques. Les effluents d'eaux usées peuvent contenir une variété de métaux toxiques, d'acide sulfurique et d'autres impuretés. Les déchets solides peuvent être contaminés par l'arsenic, le plomb, les sulfures de fer, la silice et d'autres polluants.

La gestion de la fonderie devrait inclure l'évaluation et le contrôle des émissions de l'usine. Il s'agit d'un travail spécialisé qui ne doit être effectué que par du personnel parfaitement familiarisé avec les propriétés chimiques et la toxicité des matières rejetées par les procédés de l'usine. L'état physique du matériau, la température à laquelle il quitte le processus, les autres matériaux dans le flux de gaz et d'autres facteurs doivent tous être pris en compte lors de la planification des mesures de contrôle de la pollution de l'air. Il est également souhaitable de maintenir une station météorologique, de tenir des registres météorologiques et d'être prêt à réduire la production lorsque les conditions météorologiques sont défavorables à la dispersion des effluents de la cheminée. Des sorties sur le terrain sont nécessaires pour observer l'effet de la pollution de l'air sur les zones résidentielles et agricoles.

Le dioxyde de soufre, l'un des principaux contaminants, est récupéré sous forme d'acide sulfurique lorsqu'il est présent en quantité suffisante. Sinon, pour respecter les normes d'émission, le dioxyde de soufre et les autres déchets gazeux dangereux sont contrôlés par épuration. Les émissions de particules sont généralement contrôlées par des filtres en tissu et des précipitateurs électrostatiques.

De grandes quantités d'eau sont utilisées dans les procédés de flottation tels que la concentration du cuivre. La majeure partie de cette eau est recyclée dans le processus. Les résidus du processus de flottation sont pompés sous forme de boue dans des bassins de sédimentation. L'eau est recyclée dans le processus. Les eaux de process et les eaux pluviales contenant des métaux sont nettoyées dans des stations d'épuration avant d'être rejetées ou recyclées.

Les déchets en phase solide comprennent les scories de fonderie, les boues de purge provenant de la conversion du dioxyde de soufre en acide sulfurique et les boues provenant des retenues de surface (par exemple, les bassins de sédimentation). Certaines scories peuvent être reconcentrées et renvoyées aux fonderies pour retraitement ou récupération des autres métaux présents. Bon nombre de ces déchets en phase solide sont des déchets dangereux qui doivent être stockés conformément aux réglementations environnementales.

 

Noir

Adapté de l'EPA 1995.

Cuivre

Le cuivre est extrait à la fois dans des mines à ciel ouvert et dans des mines souterraines, selon la teneur du minerai et la nature du gisement de minerai. Le minerai de cuivre contient généralement moins de 1 % de cuivre sous forme de minéraux sulfurés. Une fois que le minerai est livré au-dessus du sol, il est concassé et broyé à une finesse pulvérulente, puis concentré pour un traitement ultérieur. Dans le processus de concentration, le minerai broyé est mis en suspension avec de l'eau, des réactifs chimiques sont ajoutés et de l'air est soufflé à travers la suspension. Les bulles d'air se fixent aux minéraux de cuivre et sont ensuite écrémées au sommet des cellules de flottation. Le concentré contient entre 20 et 30 % de cuivre. Les résidus, ou minéraux de la gangue, du minerai tombent au fond des cellules et sont retirés, déshydratés par des épaississeurs et transportés sous forme de boue vers un bassin de résidus pour élimination. Toute l'eau utilisée dans cette opération, provenant des épaississeurs de déshydratation et du bassin de résidus, est récupérée et recyclée dans le procédé.

Le cuivre peut être produit par pyrométallurgie ou par hydrométallurgie selon le type de minerai utilisé comme charge. Les concentrés de minerai, qui contiennent des minéraux de sulfure de cuivre et de sulfure de fer, sont traités par des procédés pyrométallurgiques pour donner des produits de cuivre de haute pureté. Les minerais oxydés, qui contiennent des minéraux d'oxyde de cuivre qui peuvent se trouver dans d'autres parties de la mine, ainsi que d'autres déchets oxydés, sont traités par des procédés hydrométallurgiques pour produire des produits de cuivre de haute pureté.

La conversion du cuivre du minerai en métal est réalisée par fusion. Pendant la fusion, les concentrés sont séchés et introduits dans l'un des différents types de fours. Là, les minéraux sulfurés sont partiellement oxydés et fondus pour donner une couche de matte, un mélange de sulfure de cuivre-fer et de laitier, une couche supérieure de déchets.

La matte est ensuite traitée par conversion. Les scories sont extraites du four et stockées ou jetées dans des tas de scories sur place. Une petite quantité de scories est vendue pour le ballast des chemins de fer et pour le sablage. Un troisième produit du processus de fusion est le dioxyde de soufre, un gaz qui est collecté, purifié et transformé en acide sulfurique pour la vente ou pour une utilisation dans les opérations de lixiviation hydrométallurgique.

Après fusion, la matte de cuivre est introduite dans un convertisseur. Au cours de ce processus, la matte de cuivre est coulée dans une cuve cylindrique horizontale (environ 10ґ4 m) munie d'une rangée de tuyaux. Les tuyaux, appelés tuyères, font saillie dans le cylindre et servent à introduire de l'air dans le convertisseur. De la chaux et de la silice sont ajoutées à la matte de cuivre pour réagir avec l'oxyde de fer produit dans le processus pour former des scories. Des déchets de cuivre peuvent également être ajoutés au convertisseur. Le four est mis en rotation de manière à ce que les tuyères soient submergées et de l'air est soufflé dans la matte fondue, ce qui fait réagir le reste du sulfure de fer avec l'oxygène pour former de l'oxyde de fer et du dioxyde de soufre. Ensuite, le convertisseur est mis en rotation pour déverser le laitier de silicate de fer.

Une fois que tout le fer est éliminé, le convertisseur est remis en rotation et reçoit un deuxième souffle d'air au cours duquel le reste du soufre est oxydé et éliminé du sulfure de cuivre. Le convertisseur est ensuite mis en rotation pour déverser le cuivre fondu, qui à ce stade est appelé cuivre blister (ainsi nommé parce que s'il est autorisé à se solidifier à ce stade, il aura une surface bosselée en raison de la présence d'oxygène gazeux et de soufre). Le dioxyde de soufre des convertisseurs est collecté et introduit dans le système de purification de gaz avec celui du four de fusion et transformé en acide sulfurique. En raison de sa teneur résiduelle en cuivre, le laitier est recyclé vers le four de fusion.

Le cuivre blister, contenant un minimum de 98.5 % de cuivre, est affiné en cuivre de haute pureté en deux étapes. La première étape est l'affinage au feu, dans lequel le cuivre blister fondu est versé dans un four cylindrique, semblable en apparence à un convertisseur, où d'abord de l'air, puis du gaz naturel ou du propane sont soufflés à travers la masse fondue pour éliminer le reste du soufre et tout l'oxygène résiduel du cuivre. Le cuivre fondu est ensuite versé dans une roue de coulée pour former des anodes suffisamment pures pour l'électroraffinage.

Dans l'électroraffinage, les anodes de cuivre sont chargées dans des cellules électrolytiques et intercalées avec des feuilles de départ en cuivre, ou cathodes, dans un bain de solution de sulfate de cuivre. Lorsqu'un courant continu traverse la cellule, le cuivre est dissous à partir de l'anode, transporté à travers l'électrolyte et redéposé sur les feuilles de départ de la cathode. Lorsque les cathodes ont atteint une épaisseur suffisante, elles sont retirées de la cellule électrolytique et un nouveau jeu de feuilles de départ est mis à leur place. Les impuretés solides dans les anodes tombent au fond de la cellule sous forme de boue où elles sont finalement collectées et traitées pour la récupération des métaux précieux tels que l'or et l'argent. Ce matériau est connu sous le nom de boue d'anode.

Les cathodes retirées de la cellule électrolytique sont le produit primaire du producteur de cuivre et contiennent 99.99 % de cuivre. Ceux-ci peuvent être vendus aux usines de fil machine comme cathodes ou transformés ultérieurement en un produit appelé barre. Dans la fabrication de barres, les cathodes sont fondues dans un four à cuve et le cuivre fondu est versé sur une roue de coulée pour former une barre adaptée au laminage en une barre continue de 3/8 de pouce de diamètre. Ce produit de tige est expédié aux tréfileries où il est extrudé en différentes tailles de fil de cuivre.

Dans le procédé hydrométallurgique, les minerais oxydés et les déchets sont lessivés avec de l'acide sulfurique provenant du procédé de fusion. La lixiviation est effectuée sur place, ou dans des tas spécialement préparés en répartissant l'acide sur le dessus et en le laissant s'infiltrer à travers le matériau où il est collecté. Le sol sous les tampons de lixiviation est recouvert d'un matériau plastique imperméable et résistant aux acides pour empêcher la liqueur de lixiviation de contaminer les eaux souterraines. Une fois que les solutions riches en cuivre sont collectées, elles peuvent être traitées par l'un des deux procédés suivants : le procédé de cémentation ou le procédé d'extraction par solvant/extraction électrolytique (SXEW). Dans le procédé de cémentation (qui est rarement utilisé aujourd'hui), le cuivre de la solution acide se dépose à la surface de la ferraille en échange du fer. Lorsqu'une quantité suffisante de cuivre a été cimentée, le fer riche en cuivre est introduit dans la fonderie avec les concentrés de minerai pour la récupération du cuivre par la voie pyrométallurgique.

Dans le procédé SXEW, la solution de lixiviation enceinte (PLS) est concentrée par extraction au solvant, qui extrait le cuivre mais pas les impuretés métalliques (fer et autres impuretés). La solution organique chargée en cuivre est ensuite séparée du lixiviat dans un décanteur. L'acide sulfurique est ajouté au mélange organique prégnant, qui décape le cuivre dans une solution électrolytique. Le lixiviat, contenant le fer et d'autres impuretés, est renvoyé à l'opération de lixiviation où son acide est utilisé pour une lixiviation supplémentaire. La solution de bande riche en cuivre est passée dans une cellule électrolytique connue sous le nom de cellule d'extraction électrolytique. Une cellule d'extraction électrolytique diffère d'une cellule d'électroraffinage en ce qu'elle utilise une anode permanente et insoluble. Le cuivre en solution est ensuite plaqué sur une cathode en feuille de départ de la même manière qu'il l'est sur la cathode dans une cellule d'électroraffinage. L'électrolyte appauvri en cuivre est renvoyé au processus d'extraction par solvant où il est utilisé pour extraire plus de cuivre de la solution organique. Les cathodes produites à partir du processus d'extraction électrolytique sont ensuite vendues ou transformées en barres de la même manière que celles produites à partir du processus d'électroraffinage.

Les cellules d'extraction électrolytique sont également utilisées pour la préparation de feuilles de départ pour les processus d'électroraffinage et d'extraction électrolytique en plaquant le cuivre sur des cathodes en acier inoxydable ou en titane, puis en enlevant le cuivre plaqué.

Les dangers et leur prévention

Les principaux risques sont l'exposition aux poussières de minerai pendant le traitement et la fusion du minerai, les fumées métalliques (y compris le cuivre, le plomb et l'arsenic) pendant la fusion, le dioxyde de soufre et le monoxyde de carbone pendant la plupart des opérations de fusion, le bruit des opérations de concassage et de broyage et des fours, le stress thermique dû aux les fours et l'acide sulfurique et les risques électriques lors des procédés électrolytiques.

Les précautions comprennent : LEV pour les poussières pendant les opérations de transfert ; aspiration locale et ventilation par dilution pour le dioxyde de soufre et le monoxyde de carbone ; un programme de lutte contre le bruit et de protection auditive ; vêtements et boucliers de protection, pauses et fluides pour le stress thermique; et LEV, EPI et précautions électriques pour les procédés électrolytiques. Une protection respiratoire est couramment portée pour se protéger contre les poussières, les fumées et le dioxyde de soufre.

Le tableau 1 énumère les polluants environnementaux pour les différentes étapes de la fusion et de l'affinage du cuivre.

Tableau 1. Entrées de matériaux de procédé et sorties de pollution pour la fusion et l'affinage du cuivre

Processus

Apport matériel

Émissions atmosphériques

Déchets de processus

Autres déchets

Teneur en cuivre

Minerai de cuivre, eau, réactifs chimiques, épaississants

 

Eaux usées de flottation

Résidus contenant des déchets minéraux tels que le calcaire et le quartz

Lixiviation du cuivre

Concentré de cuivre, acide sulfurique

 

Lixiviat non contrôlé

Déchets de lixiviation en tas

Fusion du cuivre

Concentré de cuivre, flux siliceux

Anhydride sulfureux, particules contenant de l'arsenic, de l'antimoine, du cadmium, du plomb, du mercure et du zinc

 

Boues/boues de purge d'usine d'acide, scories contenant des sulfures de fer, de la silice

Transformation du cuivre

Mat de cuivre, chutes de cuivre, flux siliceux

Anhydride sulfureux, particules contenant de l'arsenic, de l'antimoine, du cadmium, du plomb, du mercure et du zinc

 

Boues/boues de purge d'usine d'acide, scories contenant des sulfures de fer, de la silice

Affinage électrolytique du cuivre

Cuivre blister, acide sulfurique

   

Slimes contenant des impuretés telles que l'or, l'argent, l'antimoine, l'arsenic, le bismuth, le fer, le plomb, le nickel, le sélénium, le soufre et le zinc

 

Plomb

Le processus de production primaire du plomb comprend quatre étapes : le frittage, la fusion, le décrassage et l'affinage pyrométallurgique. Pour commencer, une charge d'alimentation comprenant principalement du concentré de plomb sous forme de sulfure de plomb est introduite dans une machine de frittage. D'autres matières premières peuvent être ajoutées, notamment du fer, de la silice, du fondant calcaire, du coke, de la soude, des cendres, de la pyrite, du zinc, de la soude caustique et des particules provenant des dispositifs antipollution. Dans la machine de frittage, la charge de plomb est soumise à des jets d'air chaud qui brûlent le soufre, créant du dioxyde de soufre. Le matériau d'oxyde de plomb existant après ce processus contient environ 9 % de son poids en carbone. L'aggloméré est ensuite introduit avec du coke, divers matériaux recyclés et de nettoyage, du calcaire et d'autres fondants dans un haut fourneau pour la réduction, où le carbone agit comme un combustible et fond ou fond le matériau de plomb. Le plomb fondu s'écoule au fond du four où se forment quatre couches : « speiss » (le matériau le plus léger, essentiellement de l'arsenic et de l'antimoine) ; « matte » (sulfure de cuivre et autres sulfures métalliques) ; laitier de haut fourneau (principalement silicates); et lingots de plomb (98 % de plomb, en poids). Toutes les couches sont ensuite drainées. Le speiss et la matte sont vendus à des fonderies de cuivre pour la récupération du cuivre et des métaux précieux. Le laitier de haut fourneau qui contient du zinc, du fer, de la silice et de la chaux est stocké en tas et partiellement recyclé. Les émissions d'oxyde de soufre sont générées dans les hauts fourneaux à partir de petites quantités de sulfure de plomb résiduel et de sulfates de plomb dans l'alimentation de l'aggloméré.

Le lingot de plomb brut provenant du haut fourneau nécessite généralement un traitement préliminaire dans des cuves avant de subir des opérations d'affinage. Pendant l'écume, le lingot est agité dans une bouilloire d'écume et refroidi juste au-dessus de son point de congélation (370 à 425°C). Une écume, composée d'oxyde de plomb, de cuivre, d'antimoine et d'autres éléments, flotte vers le haut et se solidifie au-dessus du plomb fondu.

L'écume est retirée et introduite dans un four à écume pour la récupération des métaux utiles autres que le plomb. Pour améliorer la récupération du cuivre, le lingot de plomb décrassé est traité en ajoutant des matériaux soufrés, du zinc et/ou de l'aluminium, abaissant la teneur en cuivre à environ 0.01 %.

Au cours de la quatrième étape, le lingot de plomb est affiné à l'aide de méthodes pyrométallurgiques pour éliminer tous les matériaux restants vendables sans plomb (par exemple, l'or, l'argent, le bismuth, le zinc et les oxydes métalliques tels que l'antimoine, l'arsenic, l'étain et l'oxyde de cuivre). Le plomb est affiné dans une bouilloire en fonte en cinq étapes. L'antimoine, l'étain et l'arsenic sont éliminés en premier. Ensuite, le zinc est ajouté et l'or et l'argent sont éliminés dans le laitier de zinc. Ensuite, le plomb est affiné par élimination sous vide (distillation) du zinc. L'affinage se poursuit avec l'ajout de calcium et de magnésium. Ces deux matériaux se combinent avec le bismuth pour former un composé insoluble qui est écrémé de la bouilloire. Dans l'étape finale, de la soude caustique et/ou des nitrates peuvent être ajoutés au plomb pour éliminer toute trace restante d'impuretés métalliques. Le plomb affiné aura une pureté de 99.90 à 99.99 % et pourra être mélangé avec d'autres métaux pour former des alliages ou il pourra être directement coulé en formes.

Les dangers et leur prévention

Les principaux dangers sont l'exposition aux poussières de minerai pendant le traitement et la fusion du minerai, les fumées métalliques (y compris le plomb, l'arsenic et l'antimoine) pendant la fusion, le dioxyde de soufre et le monoxyde de carbone pendant la plupart des opérations de fusion, le bruit des opérations de broyage et de concassage et des fours, et le stress thermique. des fours.

Les précautions comprennent : LEV pour les poussières pendant les opérations de transfert ; aspiration locale et ventilation par dilution pour le dioxyde de soufre et le monoxyde de carbone ; un programme de lutte contre le bruit et de protection auditive ; et des vêtements et des écrans de protection, des pauses et des fluides pour le stress thermique. Une protection respiratoire est couramment portée pour se protéger contre les poussières, les fumées et le dioxyde de soufre. La surveillance biologique du plomb est essentielle.

Le tableau 2 énumère les polluants environnementaux pour diverses étapes de la fusion et de l'affinage du plomb.

Tableau 2. Entrées de matériaux de procédé et sorties de pollution pour la fusion et l'affinage du plomb

Processus

Apport matériel

Émissions atmosphériques

Déchets de processus

Autres déchets

Frittage de plomb

Minerai de plomb, fer, silice, fondant calcaire, coke, soude, cendre, pyrite, zinc, caustique, poussière de dépoussiérage

Anhydride sulfureux, particules contenant du cadmium et du plomb

   

Fusion du plomb

Plomb fritté, coke

Anhydride sulfureux, particules contenant du cadmium et du plomb

Eaux usées de lavage de l'usine, eau de granulation des scories

Laitier contenant des impuretés telles que le zinc, le fer, la silice et la chaux, solides de retenue de surface

Scories de plomb

Plomb lingot, carbonate de soude, soufre, poussière de dépoussiérage, coke

   

Laitier contenant des impuretés telles que le cuivre, les solides de retenue de surface

Affinage du plomb

Lingots de plomb

     

 

Zinc

Le concentré de zinc est produit en séparant le minerai, qui peut contenir aussi peu que 2 % de zinc, des stériles par concassage et flottation, un processus normalement effectué sur le site minier. Le concentré de zinc est ensuite réduit en zinc métallique de l'une des deux manières suivantes : soit par voie pyrométallurgique par distillation (autoclave dans un four), soit par voie hydrométallurgique par extraction électrolytique. Ce dernier représente environ 80 % du raffinage total du zinc.

Quatre étapes de traitement sont généralement utilisées dans l'affinage hydrométallurgique du zinc : la calcination, la lixiviation, la purification et l'extraction électrolytique. La calcination, ou torréfaction, est un processus à haute température (700 à 1000 °C) qui convertit le concentré de sulfure de zinc en un oxyde de zinc impur appelé calcine. Les types de torréfacteurs comprennent les foyers multiples, la suspension ou le lit fluidisé. En général, la calcination commence par le mélange de matériaux contenant du zinc avec du charbon. Ce mélange est ensuite chauffé, ou torréfié, pour vaporiser l'oxyde de zinc qui est ensuite déplacé hors de la chambre de réaction avec le courant gazeux résultant. Le flux de gaz est dirigé vers la zone du filtre à manches où l'oxyde de zinc est capturé dans la poussière du filtre à manches.

Tous les procédés de calcination génèrent du dioxyde de soufre, qui est contrôlé et transformé en acide sulfurique en tant que sous-produit commercialisable.

Le traitement électrolytique de la calcine désulfurée comprend trois étapes de base : la lixiviation, la purification et l'électrolyse. La lixiviation fait référence à la dissolution de la calcine capturée dans une solution d'acide sulfurique pour former une solution de sulfate de zinc. La calcine peut être lessivée une ou deux fois. Dans la méthode de double lixiviation, la calcine est dissoute dans une solution légèrement acide pour éliminer les sulfates. Le calcinât est ensuite lixivié une seconde fois dans une solution plus forte qui dissout le zinc. Cette deuxième étape de lixiviation est en fait le début de la troisième étape de purification car de nombreuses impuretés de fer tombent de la solution ainsi que le zinc.

Après lixiviation, la solution est purifiée en deux ou plusieurs étapes par ajout de poussière de zinc. La solution est purifiée car la poussière force les éléments délétères à précipiter afin qu'ils puissent être filtrés. La purification est généralement effectuée dans de grandes cuves d'agitation. Le processus se déroule à des températures allant de 40 à 85°C et à des pressions allant de la pression atmosphérique à 2.4 atmosphères. Les éléments récupérés lors de la purification comprennent le cuivre sous forme de gâteau et le cadmium sous forme de métal. Après purification, la solution est prête pour l'étape finale, l'extraction électrolytique.

L'extraction électrolytique du zinc a lieu dans une cellule électrolytique et consiste à faire passer un courant électrique à partir d'une anode en alliage plomb-argent à travers la solution aqueuse de zinc. Ce processus charge le zinc en suspension et le force à se déposer sur une cathode en aluminium qui est immergée dans la solution. Toutes les 24 à 48 heures, chaque cellule est arrêtée, les cathodes zinguées retirées et rincées, et le zinc débarrassé mécaniquement des plaques d'aluminium. Le concentré de zinc est ensuite fondu et coulé en lingots et est souvent pur à 99.995 %.

Les fonderies de zinc électrolytique contiennent jusqu'à plusieurs centaines de cellules. Une partie de l'énergie électrique est convertie en chaleur, ce qui augmente la température de l'électrolyte. Les cellules électrolytiques fonctionnent dans des plages de température de 30 à 35°C à pression atmosphérique. Au cours de l'extraction électrolytique, une partie de l'électrolyte passe à travers des tours de refroidissement pour diminuer sa température et pour évaporer l'eau qu'il recueille au cours du processus.

Les dangers et leur prévention

Les principaux dangers sont l'exposition aux poussières de minerai pendant le traitement et la fusion du minerai, les fumées métalliques (y compris le zinc et le plomb) pendant le raffinage et le grillage, le dioxyde de soufre et le monoxyde de carbone pendant la plupart des opérations de fusion, le bruit des opérations de concassage et de broyage et des fours, le stress thermique dû aux les fours et l'acide sulfurique et les risques électriques lors des procédés électrolytiques.

Les précautions comprennent : LEV pour les poussières pendant les opérations de transfert ; aspiration locale et ventilation par dilution pour le dioxyde de soufre et le monoxyde de carbone ; un programme de lutte contre le bruit et de protection auditive ; vêtements et boucliers de protection, pauses et fluides pour le stress thermique; et LEV, EPI et précautions électriques pour les processus électrolytiques. Une protection respiratoire est couramment portée pour se protéger contre les poussières, les fumées et le dioxyde de soufre.

Le tableau 3 énumère les polluants environnementaux pour les différentes étapes de la fusion et de l'affinage du zinc.

Tableau 3. Entrées de matériaux de procédé et sorties de pollution pour la fusion et l'affinage du zinc

Processus

Apport matériel

Émissions atmosphériques

Déchets de processus

Autres déchets

Calcination du zinc

Minerai de zinc, coke

Anhydride sulfureux, particules contenant du zinc et du plomb

 

Boue de purge d'usine d'acide

Lessivage du zinc

Calcine de zinc, acide sulfurique, calcaire, électrolyte usé

 

Eaux usées contenant de l'acide sulfurique

 

Épuration du zinc

Solution acide de zinc, poudre de zinc

 

Eaux usées contenant de l'acide sulfurique, du fer

Gâteau de cuivre, cadmium

Extraction électrolytique de zinc

Zinc en acide sulfurique/solution aqueuse, anodes en alliage plomb-argent, cathodes en aluminium, carbonate de baryum ou de strontium, additifs colloïdaux

 

Acide sulfurique dilué

Boues/boues de cellules électrolytiques

 

Noir

Mercredi, Mars 16 2011 21: 05

Fonderie et affinage de l'aluminium

Présentation du processus

La bauxite est extraite à ciel ouvert. Les minerais les plus riches sont utilisés tels quels. Les minerais de qualité inférieure peuvent être enrichis par concassage et lavage pour éliminer les déchets d'argile et de silice. La production du métal comprend deux étapes fondamentales :

  1. Raffinage. Production d'alumine à partir de bauxite par le procédé Bayer dans lequel la bauxite est digérée à haute température et pression dans une solution forte de soude caustique. L'hydrate résultant est cristallisé et calciné en oxyde dans un four ou un calcinateur à lit fluidisé.
  2. Surface d'attaque. Réduction de l'alumine en métal d'aluminium vierge en utilisant le procédé électrolytique Hall-Héroult utilisant des électrodes de carbone et un flux de cryolite.

 

Le développement expérimental suggère qu'à l'avenir, l'aluminium pourrait être réduit en métal par réduction directe à partir du minerai.

Il existe actuellement deux types principaux de cellules électrolytiques de Hall-Heroult en cours d'utilisation. Le processus dit de « pré-cuisson » utilise des électrodes fabriquées comme indiqué ci-dessous. Dans de telles fonderies, l'exposition aux hydrocarbures polycycliques se produit normalement dans les installations de fabrication d'électrodes, en particulier pendant les malaxeurs et les presses de formage. Les fonderies utilisant la cellule de type Soderberg n'ont pas besoin d'installations pour la fabrication d'anodes en carbone cuites. Au lieu de cela, le mélange de liant de coke et de brai est placé dans des trémies dont les extrémités inférieures sont immergées dans le mélange de bain cryolithe-alumine fondu. Lorsque le mélange de brai et de coke est chauffé par le bain de métal fondu et de cryolite à l'intérieur de la cellule, ce mélange cuit en une masse graphitique dure. sur place Des tiges métalliques sont insérées dans la masse anodique en tant que conducteurs pour un flux électrique à courant continu. Ces tiges doivent être remplacées périodiquement ; lors de leur extraction, des quantités considérables de composés volatils de brai de houille sont dégagées dans l'environnement de la salle des cellules. A cette exposition s'ajoutent les matières volatiles de brai générées au cours de la cuisson de la masse de brai-coke.

Au cours de la dernière décennie, l'industrie a eu tendance à ne pas remplacer ou à modifier les installations de réduction de type Soderberg existantes en raison du risque cancérogène démontré qu'elles présentent. De plus, avec l'automatisation croissante des opérations des cellules de réduction, en particulier le changement des anodes, les tâches sont plus couramment effectuées à partir de grues mécaniques fermées. Par conséquent, l'exposition des travailleurs et le risque de développer ces troubles associés à la fusion de l'aluminium diminuent progressivement dans les installations modernes. En revanche, dans les économies où l'investissement en capital adéquat n'est pas facilement disponible, la persistance d'anciens processus de réduction à commande manuelle continuera de présenter les risques de troubles professionnels (voir ci-dessous) précédemment associés aux usines de réduction de l'aluminium. En effet, cette tendance aura tendance à s'aggraver dans ces opérations plus anciennes et non améliorées, en particulier à mesure qu'elles vieillissent.

Fabrication d'électrodes en carbone

Les électrodes requises par la réduction électrolytique précuite en métal pur sont normalement fabriquées par une installation associée à ce type de fonderie d'aluminium. Les anodes et les cathodes sont le plus souvent constituées d'un mélange de coke broyé dérivé du pétrole et de brai. Le coke est d'abord broyé dans des broyeurs à boulets, puis transporté et mélangé mécaniquement avec le brai et enfin coulé en blocs dans une presse à mouler. Ces blocs d'anode ou de cathode sont ensuite chauffés dans un four à gaz pendant plusieurs jours jusqu'à ce qu'ils forment des masses graphitiques dures dont pratiquement tous les volatils ont été chassés. Enfin, ils sont fixés à des tiges d'anode ou rainurés pour recevoir les barres de cathode.

Il convient de noter que le brai utilisé pour former de telles électrodes représente un distillat dérivé de goudron de houille ou de pétrole. Lors de la conversion de ce goudron en brai par chauffage, le produit de brai final a fait bouillir pratiquement tous ses inorganiques à bas point d'ébullition, par exemple SO2, ainsi que des composés aliphatiques et des composés aromatiques à un et deux cycles. Ainsi, un tel brai ne devrait pas présenter les mêmes risques dans son utilisation que les goudrons de houille ou de pétrole puisque ces classes de composés ne devraient pas être présentes. Il y a certaines indications que le potentiel carcinogène de ces produits de brai peut ne pas être aussi grand que le mélange plus complexe de goudrons et d'autres volatils associés à la combustion incomplète du charbon.

Les dangers et leur prévention

Les dangers et les mesures préventives pour les processus de fusion et d'affinage de l'aluminium sont fondamentalement les mêmes que ceux rencontrés dans la fusion et l'affinage en général ; cependant, les processus individuels présentent certains risques spécifiques.

Mines

Bien que des références sporadiques au «poumon de bauxite» apparaissent dans la littérature, il existe peu de preuves convaincantes qu'une telle entité existe. Cependant, la possibilité de la présence de silice cristalline dans les minerais de bauxite doit être envisagée.

Processus Bayer

L'utilisation intensive de la soude caustique dans le procédé Bayer présente des risques fréquents de brûlures chimiques de la peau et des yeux. Le détartrage des cuves par marteaux pneumatiques est responsable d'une forte exposition au bruit. Les dangers potentiels associés à l'inhalation de doses excessives d'oxyde d'aluminium produites au cours de ce processus sont discutés ci-dessous.

Tous les travailleurs impliqués dans le procédé Bayer doivent être bien informés des risques associés à la manipulation de la soude caustique. Dans tous les sites à risque, des douches oculaires et des bassins avec eau courante et douches déluge doivent être prévus, avec des notices expliquant leur utilisation. L'EPI (par exemple, des lunettes, des gants, des tabliers et des bottes) doit être fourni. Des douches et des vestiaires doubles (un casier pour les vêtements de travail, l'autre pour les vêtements personnels) doivent être fournis et tous les employés doivent être encouragés à se laver soigneusement à la fin du quart de travail. Tous les travailleurs manipulant du métal en fusion devraient être équipés de visières, de respirateurs, de gants, de tabliers, de brassards et de guêtres pour les protéger contre les brûlures, la poussière et les fumées. Les travailleurs employés sur le procédé basse température Gadeau doivent être équipés de gants et de combinaisons spécifiques les protégeant des vapeurs d'acide chlorhydrique dégagées lors du démarrage des cellules ; la laine s'est avérée avoir une bonne résistance à ces fumées. Les respirateurs à cartouches de charbon de bois ou les masques imprégnés d'alumine offrent une protection adéquate contre les vapeurs de brai et de fluor; des masques anti-poussière efficaces sont nécessaires pour la protection contre la poussière de carbone. Les travailleurs exposés à des poussières et des fumées plus sévères, en particulier dans les opérations de Soderberg, doivent être équipés d'un équipement de protection respiratoire à adduction d'air. Comme le travail mécanisé en salle de cuve est effectué à distance à partir de cabines fermées, ces mesures de protection deviendront moins nécessaires.

Réduction électrolytique

La réduction électrolytique expose les travailleurs au risque de brûlures cutanées et d'accidents dus aux éclaboussures de métal en fusion, aux troubles liés au stress thermique, au bruit, aux risques électriques, à la cryolithe et aux vapeurs d'acide fluorhydrique. Les cellules de réduction électrolytique peuvent émettre de grandes quantités de poussières de fluorure et d'alumine.

Dans les ateliers de fabrication d'électrodes en carbone, un équipement de ventilation par aspiration avec filtres à manches doit être installé; l'enceinte de l'équipement de broyage du brai et du carbone minimise efficacement les expositions aux brais chauffés et aux poussières de carbone. Des contrôles réguliers des concentrations de poussières atmosphériques doivent être effectués à l'aide d'un dispositif d'échantillonnage approprié. Des examens périodiques aux rayons X devraient être pratiqués sur les travailleurs exposés à la poussière, et ceux-ci devraient être suivis d'examens cliniques si nécessaire.

Afin de réduire le risque de manipulation du brai, le transport de ce matériau doit être mécanisé autant que possible (par exemple, des camions-citernes chauffés peuvent être utilisés pour transporter le brai liquide jusqu'à l'usine où il est pompé automatiquement dans des réservoirs de brai chauffés). Des examens cutanés réguliers pour détecter un érythème, un épithéliome ou une dermatite sont également prudents, et une protection supplémentaire peut être fournie par des crèmes barrières à base d'alginate.

Les travailleurs qui effectuent des travaux à haute température doivent être informés avant le début du temps chaud d'augmenter leur consommation de liquides et de saler fortement leurs aliments. Eux-mêmes et leurs superviseurs devraient également être formés pour reconnaître les troubles induits par la chaleur naissants chez eux-mêmes et chez leurs collègues. Tous ceux qui travaillent ici doivent être formés pour prendre les mesures appropriées nécessaires pour prévenir l'apparition ou la progression des troubles liés à la chaleur.

Les travailleurs exposés à des niveaux de bruit élevés doivent être équipés d'équipements de protection auditive tels que des bouchons d'oreilles qui permettent le passage des bruits à basse fréquence (pour permettre la perception des commandes) mais réduisent la transmission des bruits intenses à haute fréquence. De plus, les travailleurs devraient subir des examens audiométriques réguliers pour détecter une perte auditive. Enfin, le personnel doit également être formé pour donner une réanimation cardiorespiratoire aux victimes d'accidents de choc électrique.

Le potentiel d'éclaboussures de métal en fusion et de brûlures graves est généralisé sur de nombreux sites dans les usines de réduction et les opérations associées. En plus des vêtements de protection (par exemple, gants, tabliers, guêtres et visières), le port de vêtements synthétiques devrait être interdit, car la chaleur du métal en fusion fait fondre ces fibres chauffées et adhère à la peau, ce qui intensifie encore les brûlures cutanées.

Les personnes utilisant des stimulateurs cardiaques doivent être exclues des opérations de réduction en raison du risque de troubles du rythme induits par le champ magnétique.

Autres effets sur la santé

Les risques pour les travailleurs, la population générale et l'environnement résultant de l'émission de gaz, de fumées et de poussières contenant du fluorure dus à l'utilisation de flux de cryolite ont été largement signalés (voir tableau 1). Chez les enfants vivant à proximité de fonderies d'aluminium mal contrôlées, des degrés variables de marbrure des dents permanentes ont été signalés si l'exposition s'est produite pendant la phase de développement de la croissance des dents permanentes. Parmi les travailleurs des fonderies avant 1950, ou là où un contrôle inadéquat des effluents fluorés persistait, des degrés variables de fluorose osseuse ont été observés. Le premier stade de cette affection consiste en une simple augmentation de la densité osseuse, particulièrement marquée au niveau des corps vertébraux et du bassin. Au fur et à mesure que le fluor est absorbé par les os, la calcification des ligaments du bassin est ensuite observée. Enfin, en cas d'exposition extrême et prolongée au fluorure, on note des calcifications des structures paraspinales et ligamentaires ainsi que des articulations. Bien que ce dernier stade ait été observé sous sa forme sévère dans les usines de traitement de la cryolite, des stades aussi avancés ont rarement, voire jamais, été observés chez les travailleurs des fonderies d'aluminium. Apparemment, les modifications radiologiques moins sévères des structures osseuses et ligamentaires ne sont pas associées à des altérations de la fonction architecturale ou métabolique de l'os. Grâce à des pratiques de travail appropriées et à un contrôle ventilatoire adéquat, les travailleurs participant à de telles opérations de réduction peuvent être facilement empêchés de développer l'un des changements radiographiques précédents, malgré 25 à 40 ans de travail de ce type. Enfin, la mécanisation des opérations de la salle de cuves devrait minimiser, voire éliminer totalement, les risques associés au fluorure.

Tableau 1. Entrées de matériaux de procédé et sorties de pollution pour la fusion et l'affinage de l'aluminium

Processus

Apport matériel

Émissions atmosphériques

Déchets de processus

Autres déchets

Raffinage de la bauxite

Bauxite, hydroxyde de sodium

Particules caustiques/eau
vapeur

 

Résidu contenant du silicium, du fer, du titane, des oxydes de calcium et de la soude caustique

Clarification et précipitation de l'alumine

Boue d'alumine, amidon, eau

 

Eaux usées contenant de l'amidon, du sable et de la soude caustique

 

Calcination de l'alumine

Hydrate d'aluminium

Particules et vapeur d'eau

   

Électrolytique primaire
fonderie d'aluminium

Alumine, anodes de carbone, cellules électrolytiques, cryolite

Fluorure - à la fois gazeux et particulaire, dioxyde de carbone, dioxyde de soufre, monoxyde de carbone, C2F6 ,CF4 et carbones perfluorés (PFC)

 

Doublures usagées

 

Depuis le début des années 1980, une condition asthmatiforme a été définitivement démontrée chez les travailleurs des salles de cuves de réduction de l'aluminium. Cette aberration, appelée asthme professionnel associé à la fusion de l'aluminium (OAAAS), se caractérise par une résistance variable au débit d'air, une hyperréactivité bronchique ou les deux, et n'est pas déclenchée par des stimuli extérieurs au lieu de travail. Ses symptômes cliniques consistent en une respiration sifflante, une oppression thoracique, un essoufflement et une toux non productive qui sont généralement retardés de plusieurs heures après les expositions professionnelles. La période de latence entre le début de l'exposition professionnelle et le début de l'OAAAS est très variable, allant de 1 semaine à 10 ans, selon l'intensité et le caractère de l'exposition. La condition est généralement améliorée avec le retrait du lieu de travail après les vacances, etc., mais deviendra plus fréquente et plus grave avec des expositions professionnelles continues.

Bien que l'apparition de cette condition ait été corrélée avec les concentrations de fluorure dans la salle d'électrolyse, il n'est pas clair que l'étiologie du trouble résulte spécifiquement de l'exposition à cet agent chimique. Compte tenu du mélange complexe de poussières et de fumées (par exemple, les fluorures particulaires et gazeux, le dioxyde de soufre, ainsi que de faibles concentrations d'oxydes de vanadium, de nickel et de chrome), il est plus probable que ces mesures de fluorures représentent un substitut pour ce mélange complexe de fumées, gaz et particules trouvés dans les salles de cuves.

Il apparaît actuellement que cette affection fait partie d'un groupe de plus en plus important de maladies professionnelles : l'asthme professionnel. Le processus causal qui aboutit à ce trouble est difficilement déterminé au cas par cas. Les signes et symptômes de l'OAAAS peuvent résulter d'un asthme préexistant basé sur une allergie, d'une hyperréactivité bronchique non spécifique, du syndrome de dysfonctionnement réactif des voies respiratoires (RADS) ou d'un véritable asthme professionnel. Le diagnostic de cette affection est actuellement problématique, nécessitant des antécédents compatibles, la présence d'une limitation variable du débit d'air ou, en son absence, la production d'une hyperréactivité bronchique induite pharmacologiquement. Mais si ce dernier n'est pas démontrable, ce diagnostic est peu probable. (Cependant, ce phénomène peut éventuellement disparaître après la disparition du trouble avec le retrait des expositions professionnelles.)

Étant donné que ce trouble a tendance à s'aggraver progressivement avec une exposition continue, les personnes concernées doivent le plus souvent être retirées des expositions professionnelles continues. Alors que les personnes souffrant d'asthme atopique préexistant devraient initialement être interdites d'accès aux chambres cellulaires de réduction de l'aluminium, l'absence d'atopie ne permet pas de prédire si cette condition surviendra à la suite d'expositions professionnelles.

Il existe actuellement des rapports suggérant que l'aluminium peut être associé à une neurotoxicité chez les travailleurs engagés dans la fusion et le soudage de ce métal. Il a été clairement démontré que l'aluminium est absorbé par les poumons et excrété dans l'urine à des niveaux supérieurs à la normale, en particulier chez les travailleurs des salles de cellule de réduction. Cependant, une grande partie de la littérature concernant les effets neurologiques chez ces travailleurs découle de la présomption que l'absorption d'aluminium entraîne une neurotoxicité chez l'homme. Par conséquent, jusqu'à ce que de telles associations soient démontrables de manière plus reproductible, le lien entre l'aluminium et la neurotoxicité professionnelle doit être considéré comme spéculatif pour le moment.

En raison de la nécessité occasionnelle de dépenser plus de 300 kcal/h lors du changement d'anodes ou d'autres travaux pénibles en présence de cryolithe et d'aluminium fondus, des troubles thermiques peuvent être observés pendant les périodes de temps chaud. De tels épisodes sont plus susceptibles de se produire lorsque le temps passe initialement des conditions modérées aux conditions chaudes et humides de l'été. De plus, les pratiques de travail qui entraînent un changement d'anode accéléré ou un emploi sur deux quarts de travail successifs par temps chaud prédisposeront également les travailleurs à de tels troubles thermiques. Les travailleurs insuffisamment acclimatés à la chaleur ou physiquement conditionnés, dont l'apport en sel est insuffisant ou qui ont une maladie intercurrente ou récente sont particulièrement susceptibles de développer un épuisement par la chaleur et/ou des crampes de chaleur lors de l'exécution de tâches aussi ardues. Un coup de chaleur s'est produit, mais rarement chez les travailleurs des fonderies d'aluminium, sauf chez ceux qui présentent des altérations de santé prédisposantes connues (p. ex., alcoolisme, vieillissement).

Il a été démontré que l'exposition aux aromatiques polycycliques associée à la respiration des fumées de brai et des particules place le personnel des cellules de réduction de type Soderberg en particulier à un risque excessif de développer un cancer de la vessie urinaire ; l'excès de risque de cancer est moins bien établi. Les travailleurs des usines d'électrodes au carbone où des mélanges de coke chauffé et de goudron sont chauffés sont supposés être également exposés à ce risque. Cependant, après que les électrodes aient été cuites pendant plusieurs jours à environ 1,200 XNUMX °C, les composés aromatiques polycycliques sont pratiquement totalement brûlés ou volatilisés et ne sont plus associés à ces anodes ou cathodes. Par conséquent, il n'a pas été aussi clairement démontré que les cellules de réduction utilisant des électrodes précuites présentaient un risque excessif de développement de ces troubles malins. D'autres néoplasies (p. ex., leucémie non granulocytaire et cancers du cerveau) ont été suggérées lors d'opérations de réduction de l'aluminium; à l'heure actuelle, ces preuves sont fragmentaires et incohérentes.

Aux abords des cellules d'électrolyse, l'utilisation de piqueurs pneumatiques dans les salles de cuves produit des niveaux sonores de l'ordre de 100 dBA. Les cellules de réduction électrolytique fonctionnent en série à partir d'une alimentation en courant basse tension à haut ampérage et, par conséquent, les cas de choc électrique ne sont généralement pas graves. Cependant, dans la centrale électrique au point où l'alimentation haute tension rejoint le réseau de connexion en série de la salle de cuves, des accidents de choc électrique graves peuvent se produire, d'autant plus que l'alimentation électrique est un courant alternatif à haute tension.

Étant donné que des problèmes de santé ont été soulevés concernant les expositions associées aux champs électromagnétiques, l'exposition des travailleurs de cette industrie a été remise en question. Il faut reconnaître que la puissance fournie aux cellules de réduction électrolytique est en courant continu ; ainsi, les champs électromagnétiques générés dans les salles de cuves sont principalement de type champ statique ou stationnaire. De tels champs, contrairement aux champs électromagnétiques à basse fréquence, sont encore moins facilement démontrés comme exerçant des effets biologiques cohérents ou reproductibles, que ce soit expérimentalement ou cliniquement. De plus, les niveaux de flux des champs magnétiques mesurés dans les cellules cellulaires actuelles se situent généralement dans les valeurs limites provisoires actuellement proposées pour les champs magnétiques statiques, les sous-radiofréquences et les champs électriques statiques. L'exposition aux champs électromagnétiques ultra-basse fréquence se produit également dans les usines de réduction, en particulier aux extrémités de ces salles adjacentes aux salles de redressement. Cependant, les niveaux de flux constatés dans les salles de cuves voisines sont minimes, bien en deçà des normes actuelles. Enfin, des preuves épidémiologiques cohérentes ou reproductibles d'effets néfastes sur la santé dus aux champs électromagnétiques dans les usines de réduction de l'aluminium n'ont pas été démontrées de manière convaincante.

Fabrication d'électrodes

Les travailleurs en contact avec les fumées de brai peuvent développer un érythème ; l'exposition au soleil induit une photosensibilisation avec une irritation accrue. Des cas de tumeurs cutanées localisées sont survenus parmi les travailleurs des électrodes au carbone où une hygiène personnelle inadéquate était pratiquée; après l'excision et le changement d'emploi, aucune autre propagation ou récidive n'est généralement notée. Lors de la fabrication des électrodes, des quantités considérables de poussière de carbone et de brai peuvent être générées. Lorsque de telles expositions à la poussière ont été sévères et insuffisamment contrôlées, des rapports occasionnels indiquent que les fabricants d'électrodes au carbone peuvent développer une pneumoconiose simple avec emphysème focal, compliquée par le développement de lésions fibrotiques massives. Les pneumoconioses simples et compliquées sont indiscernables de l'état correspondant de la pneumoconiose des charbonniers. Le broyage du coke dans les broyeurs à boulets produit des niveaux sonores allant jusqu'à 100 dBA.

Note de l'éditeur: L'industrie de la production d'aluminium a été classée comme une cause connue de cancers humains de groupe 1 par le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC). Diverses expositions ont été associées à d'autres maladies (p. Encyclopédie.

 

Noir

Mercredi, Mars 16 2011 21: 06

Fonderie et affinage de l'or

Adapté de la 3e édition, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety.

L'extraction de l'or est réalisée à petite échelle par des prospecteurs individuels (par exemple, en Chine et au Brésil) et à grande échelle dans des mines souterraines (par exemple, en Afrique du Sud) et à ciel ouvert (par exemple, aux États-Unis).

La méthode la plus simple d'extraction de l'or est le panoramique, qui consiste à remplir un plat circulaire avec du sable ou du gravier aurifère, à le maintenir sous un jet d'eau et à le faire tourbillonner. Le sable et le gravier plus légers sont progressivement lavés, laissant les particules d'or près du centre de la casserole. L'exploitation aurifère hydraulique plus avancée consiste à diriger un puissant courant d'eau contre le gravier ou le sable aurifère. Cela émiette le matériau et le lave à travers des écluses spéciales dans lesquelles l'or se dépose, tandis que le gravier plus léger est flotté. Pour l'exploitation minière en rivière, des dragues élévatrices sont utilisées, constituées de bateaux à fond plat qui utilisent une chaîne de petits seaux pour ramasser les matériaux du fond de la rivière et les vider dans un conteneur de criblage (trommel). Le matériau est mis en rotation dans le trommel lorsque l'eau est dirigée dessus. Le sable aurifère coule à travers les perforations du trommel et tombe sur des tables d'agitation pour une concentration supplémentaire.

Il existe deux méthodes principales pour extraire l'or du minerai. Ce sont les processus de fusion et cyanuration. Le processus d'amalgamation est basé sur la capacité de l'or à s'allier au mercure métallique pour former des amalgames de consistances variables, du solide au liquide. L'or peut être assez facilement retiré de l'amalgame en distillant le mercure. Dans l'amalgamation interne, l'or est séparé à l'intérieur de l'appareil de concassage en même temps que le minerai est concassé. L'amalgame retiré de l'appareil est lavé de tout adjuvant par de l'eau dans des bols spéciaux. Ensuite, le mercure restant est expulsé de l'amalgame. Dans l'amalgamation externe, l'or est séparé à l'extérieur de l'appareil de concassage, dans des amalgamateurs ou écluses (table inclinée recouverte de feuilles de cuivre). Avant de retirer l'amalgame, du mercure frais est ajouté. L'amalgame purifié et lavé est ensuite pressé. Dans les deux procédés, le mercure est éliminé de l'amalgame par distillation. Le processus de fusion est rare aujourd'hui, sauf dans l'exploitation minière à petite échelle, en raison de préoccupations environnementales.

L'extraction de l'or par cyanuration est basée sur la capacité de l'or à former un sel double hydrosoluble stable KAu(CN)2 lorsqu'il est combiné avec du cyanure de potassium en association avec de l'oxygène. La pulpe résultant du concassage du minerai d'or est constituée de particules cristallines plus grosses, appelées sables, et de particules amorphes plus petites, appelées limon. Le sable, plus lourd, se dépose au fond de l'appareil et laisse passer les solutions (dont le limon). Le processus d'extraction de l'or consiste à introduire du minerai finement broyé dans un bac de lixiviation et à y filtrer une solution de cyanure de potassium ou de sodium. Le limon est séparé des solutions de cyanure d'or en ajoutant des épaississants et par filtration sous vide. La lixiviation en tas, dans laquelle la solution de cyanure est versée sur un tas nivelé de minerai grossièrement broyé, devient de plus en plus populaire, en particulier avec les minerais à faible teneur et les résidus miniers. Dans les deux cas, l'or est récupéré de la solution de cyanure d'or en ajoutant de la poussière d'aluminium ou de zinc. Dans une opération séparée, de l'acide concentré est ajouté dans un réacteur de digestion pour dissoudre le zinc ou l'aluminium, laissant derrière lui l'or solide.

Sous l'influence de l'acide carbonique, de l'eau et de l'air, ainsi que des acides présents dans le minerai, les solutions de cyanure se décomposent et dégagent du gaz cyanure d'hydrogène. Afin d'éviter cela, un alcali est ajouté (chaux ou soude caustique). Le cyanure d'hydrogène est également produit lorsque l'acide est ajouté pour dissoudre l'aluminium ou le zinc.

Une autre technique de cyanuration implique l'utilisation de charbon actif pour éliminer l'or. Des épaississants sont ajoutés à la solution de cyanure d'or avant la mise en suspension avec du charbon actif afin de maintenir le charbon en suspension. Le charbon de bois contenant de l'or est éliminé par tamisage et l'or extrait à l'aide de cyanure alcalin concentré en solution alcoolique. L'or est ensuite récupéré par électrolyse. Le charbon de bois peut être réactivé par torréfaction et le cyanure peut être récupéré et réutilisé.

L'amalgamation et la cyanuration produisent toutes deux un métal qui contient une quantité considérable d'impuretés, la teneur en or pur dépassant rarement 900 par mil de finesse, à moins qu'il ne soit encore raffiné électrolytiquement afin de produire un degré de finesse allant jusqu'à 999.8 par mil et plus.

L'or est également récupéré en tant que sous-produit de la fusion du cuivre, du plomb et d'autres métaux (voir l'article « Fusion et affinage du cuivre, du plomb et du zinc » dans ce chapitre).

Les dangers et leur prévention

Le minerai d'or présent à de grandes profondeurs est extrait par une exploitation souterraine. Cela nécessite des mesures pour empêcher la formation et la propagation de la poussière dans les chantiers miniers. La séparation de l'or des minerais d'arsenic entraîne une exposition à l'arsenic des mineurs et une pollution de l'air et du sol par des poussières contenant de l'arsenic.

Dans l'extraction de l'or au mercure, les travailleurs peuvent être exposés à de fortes concentrations de mercure dans l'air lorsque le mercure est placé ou retiré des écluses, lorsque l'amalgame est purifié ou pressé et lorsque le mercure est distillé ; des cas d'empoisonnement au mercure ont été signalés parmi les travailleurs de l'amalgamation et de la distillation. Le risque d'exposition au mercure lors de l'amalgamation est devenu un grave problème dans plusieurs pays d'Extrême-Orient et d'Amérique du Sud.

Dans les procédés d'amalgamation, le mercure doit être placé sur les écluses et l'amalgame retiré de manière à ce que le mercure n'entre pas en contact avec la peau des mains (en utilisant des pelles à long manche, des vêtements de protection imperméables au mercure et bientôt). Le traitement de l'amalgame et le retrait ou le pressage du mercure doivent également être aussi entièrement mécanisés que possible, sans possibilité que les mains soient touchées par le mercure; le traitement des amalgames et la distillation du mercure doivent être effectués dans des locaux séparés et isolés dont les murs, les plafonds, les sols, les appareils et les surfaces de travail sont recouverts d'un matériau qui n'absorbe pas le mercure ou ses vapeurs ; toutes les surfaces doivent être régulièrement nettoyées afin d'éliminer tous les dépôts de mercure. Tous les locaux destinés à des opérations impliquant l'utilisation de mercure doivent être équipés d'une ventilation par aspiration générale et localisée. Ces systèmes de ventilation doivent être particulièrement efficaces dans les locaux où le mercure est distillé. Les stocks de mercure doivent être conservés dans des conteneurs métalliques hermétiquement fermés sous une hotte aspirante spéciale ; les travailleurs doivent recevoir les EPI nécessaires pour travailler avec du mercure ; et l'air doit être contrôlé systématiquement dans les locaux utilisés pour l'amalgamation et la distillation. Il doit également y avoir un suivi médical.

La contamination de l'air par le cyanure d'hydrogène dans les usines de cyanuration dépend de la température de l'air, de la ventilation, du volume de matière traité, de la concentration des solutions de cyanure utilisées, de la qualité des réactifs et du nombre d'installations ouvertes. L'examen médical des travailleurs des usines d'extraction d'or a révélé des symptômes d'empoisonnement chronique au cyanure d'hydrogène, en plus d'une fréquence élevée de dermatite allergique, d'eczéma et de pyodermite (une maladie cutanée inflammatoire aiguë avec formation de pus).

Une bonne organisation de la préparation des solutions de cyanure est particulièrement importante. Si l'ouverture des fûts contenant des sels de cyanure et l'alimentation de ces sels dans les cuves de dissolution ne sont pas mécanisées, il peut y avoir une contamination importante par la poussière de cyanure et le gaz de cyanure d'hydrogène. Les solutions de cyanure doivent être introduites dans des systèmes fermés par des pompes doseuses automatiques. Dans les usines de cyanuration de l'or, le degré correct d'alcalinité doit être maintenu dans tous les appareils de cyanuration ; de plus, les appareils de cyanuration doivent être hermétiquement scellés et équipés de LEV doublés d'une ventilation générale adéquate et d'un contrôle des fuites. Tous les appareils de cyanuration ainsi que les murs, les sols, les espaces ouverts et les escaliers des locaux doivent être recouverts de matériaux non poreux et régulièrement nettoyés avec des solutions alcalines faibles.

L'utilisation d'acides pour décomposer le zinc dans le traitement de la boue d'or peut dégager du cyanure d'hydrogène et de l'arsine. Ces opérations doivent donc être réalisées dans des locaux spécialement équipés et séparés, avec l'utilisation de hottes d'extraction locales.

Il devrait être interdit de fumer et les travailleurs devraient disposer d'installations séparées pour manger et boire. Un équipement de premiers secours doit être disponible et doit contenir du matériel permettant d'éliminer immédiatement toute solution de cyanure qui entre en contact avec le corps des travailleurs et des antidotes en cas d'empoisonnement au cyanure. Les travailleurs doivent être équipés de vêtements de protection individuelle imperméables aux composés de cyanure.

Effets environnementaux

Il existe des preuves d'exposition aux vapeurs de mercure métallique et de méthylation du mercure dans la nature, en particulier là où l'or est traité. Dans une étude sur l'eau, les habitations et les poissons des zones d'extraction d'or du Brésil, les concentrations de mercure dans les parties comestibles des poissons consommés localement ont dépassé de près de 6 fois le niveau consultatif brésilien pour la consommation humaine (Palheta et Taylor 1995). Dans une zone contaminée du Venezuela, les chercheurs d'or utilisent du mercure pour séparer l'or des poudres de sable et de roche aurifères depuis de nombreuses années. Le niveau élevé de mercure dans le sol de surface et les sédiments de caoutchouc de la zone contaminée constitue un risque sérieux pour la santé professionnelle et publique.

La contamination des eaux usées par le cyanure est également une grande préoccupation. Les solutions de cyanure doivent être traitées avant d'être rejetées ou doivent être récupérées et réutilisées. Les émissions de gaz de cyanure d'hydrogène, par exemple, dans le réacteur de digestion, sont traitées avec un épurateur avant d'être évacuées de la cheminée.

 

Noir

Mercredi, Mars 16 2011 19: 37

Profil général

L'industrie de la fusion et de l'affinage des métaux transforme les minerais métalliques et la ferraille pour obtenir des métaux purs. Les industries métallurgiques transforment les métaux afin de fabriquer des composants de machines, des machines, des instruments et des outils dont ont besoin d'autres industries ainsi que d'autres secteurs de l'économie. Différents types de métaux et d'alliages sont utilisés comme matières premières, y compris les produits laminés (barres, bandes, profilés légers, tôles ou tubes) et les produits étirés (barres, profilés légers, tubes ou fils). Les techniques de traitement de base des métaux comprennent :

    • fusion et affinage de minerais et de ferraille
    • coulée de métaux en fusion dans une forme donnée (fonderie)
    • marteler ou presser des métaux en forme de matrice (forgeage à chaud ou à froid)
    • soudure et découpe de tôle
    • frittage (compression et chauffage de matériaux sous forme de poudre, y compris un ou plusieurs métaux)
    • façonner les métaux sur un tour.

               

              Une grande variété de techniques sont utilisées pour la finition des métaux, y compris le meulage et le polissage, le sablage et de nombreuses techniques de finition et de revêtement de surface (galvanoplastie, galvanisation, traitement thermique, anodisation, revêtement en poudre, etc.).

               

              Noir

              Mercredi, Mars 16 2011 21: 21

              Fonderies

              La fonderie, ou coulée de métal, implique le versement de métal fondu dans le creux à l'intérieur d'un moule résistant à la chaleur qui est la forme extérieure ou négative du motif de l'objet métallique souhaité. Le moule peut contenir un noyau pour déterminer les dimensions de toute cavité interne lors de la coulée finale. Les travaux de fonderie comprennent :

              • faire un patron de l'article désiré
              • fabrication du moule et des noyaux et assemblage du moule
              • fusion et affinage du métal
              • verser le métal dans le moule
              • refroidissement de la coulée de métal
              • retirer le moule et le noyau de la coulée de métal
              • enlever le surplus de métal du moulage fini.

               

              Les principes de base de la technologie de fonderie ont peu changé depuis des milliers d'années. Cependant, les processus sont devenus plus mécanisés et automatiques. Les modèles en bois ont été remplacés par du métal et du plastique, de nouvelles substances ont été développées pour produire des noyaux et des moules, et une large gamme d'alliages est utilisée. Le processus de fonderie le plus important est le moulage au sable du fer.

              Fer, acier, laiton et bronze sont des métaux coulés traditionnels. Le plus grand secteur de l'industrie de la fonderie produit des pièces moulées en fonte grise et ductile. Les fonderies de fonte grise utilisent du fer ou de la fonte brute (lingots neufs) pour fabriquer des pièces moulées en fonte standard. Les fonderies de fonte ductile ajoutent du magnésium, du cérium ou d'autres additifs (souvent appelés additifs à la louche) aux poches de métal en fusion avant coulage pour la fabrication de pièces moulées en fonte nodulaire ou malléable. Les différents additifs ont peu d'impact sur les expositions en milieu de travail. L'acier et la fonte malléable constituent l'équilibre du secteur industriel de la fonderie ferreuse. Les principaux clients des plus grandes fonderies ferreuses sont les industries de l'automobile, de la construction et des outils agricoles. L'emploi dans la fonderie de fer a diminué à mesure que les blocs moteurs deviennent plus petits et peuvent être coulés dans un seul moule, et que l'aluminium remplace la fonte. Les fonderies de métaux non ferreux, en particulier les fonderies d'aluminium et les opérations de moulage sous pression, ont un emploi important. Les fonderies de laiton, tant indépendantes que celles produisant pour l'industrie de l'équipement de plomberie, sont un secteur en décroissance qui, cependant, reste important du point de vue de la santé au travail. Depuis quelques années, le titane, le chrome, le nickel et le magnésium, et même des métaux plus toxiques comme le béryllium, le cadmium et le thorium, sont utilisés dans les produits de fonderie.

              Bien que l'on puisse supposer que l'industrie de la fonderie commence par la refusion de matériaux solides sous forme de lingots ou de gueuses métalliques, la sidérurgie dans les grandes unités peut être tellement intégrée que la division est moins évidente. Par exemple, le haut fourneau marchand peut transformer toute sa production en fonte brute, mais dans une usine intégrée, une partie du fer peut être utilisée pour produire des pièces moulées, participant ainsi au processus de fonderie, et la fonte du haut fourneau peut être fondue pour être transformée. dans l'acier, où la même chose peut se produire. Il existe en fait une partie distincte du commerce de l'acier, connue pour cette raison sous le nom de lingotière. Dans la fonderie de fonte normale, la refusion de la fonte brute est également un processus d'affinage. Dans les fonderies de métaux non ferreux, le processus de fusion peut nécessiter l'ajout de métaux et d'autres substances et constitue donc un processus d'alliage.

              Les moules en sable siliceux lié à l'argile prédominent dans le secteur de la fonderie de fer. Les noyaux traditionnellement produits par cuisson de sable de silice lié avec des huiles végétales ou des sucres naturels ont été largement remplacés. La technologie fondatrice moderne a développé de nouvelles techniques pour produire des moules et des noyaux.

              En général, les risques pour la santé et la sécurité des fonderies peuvent être classés selon le type de métal coulé, le procédé de moulage, la taille de la coulée et le degré de mécanisation.

              Présentation du processus

              Sur la base des dessins du concepteur, un modèle conforme à la forme extérieure de la pièce moulée en métal finie est construit. De la même manière, une boîte à noyaux est fabriquée qui produira des noyaux appropriés pour dicter la configuration interne de l'article final. Le moulage au sable est la méthode la plus largement utilisée, mais d'autres techniques sont disponibles. Celles-ci comprennent : la coulée en moule permanent, à l'aide de moules en fer ou en acier ; moulage sous pression, dans lequel le métal fondu, souvent un alliage léger, est forcé dans un moule métallique sous des pressions de 70 à 7,000 XNUMX kgf/cm2; et la coulée à la cire perdue, où un modèle en cire est fait de chaque moulage à produire et est recouvert de réfractaire qui formera le moule dans lequel le métal est coulé. Le procédé « mousse perdue » utilise des motifs en mousse de polystyrène dans du sable pour fabriquer des pièces moulées en aluminium.

              Les métaux ou alliages sont fondus et préparés dans un four qui peut être de type cubilot, rotatif, à réverbère, à creuset, à arc électrique, à canal ou à induction sans noyau (voir tableau 1). Des analyses métallurgiques ou chimiques pertinentes sont réalisées. Le métal en fusion est versé dans le moule assemblé soit via une poche de coulée, soit directement depuis le four. Lorsque le métal a refroidi, le moule et le matériau du noyau sont retirés (décochage, décapage ou éjection) et la pièce coulée est nettoyée et dressée (épuration, grenaillage ou hydro-dynamitage et autres techniques abrasives). Certaines pièces moulées peuvent nécessiter une soudure, un traitement thermique ou une peinture avant que l'article fini ne réponde aux spécifications de l'acheteur.

              Tableau 1. Types de fours de fonderie

              Four

              Description

              Cubilot

              Un cubilot est un grand four vertical, ouvert en haut avec des portes battantes en bas. Il est chargé par le haut de couches alternées de coke, de calcaire et de métal ; le métal en fusion est retiré au fond. Les dangers particuliers comprennent le monoxyde de carbone et la chaleur.

              Four à arc électrique

              Le four est chargé de lingots, de ferrailles, de métaux alliés et de fondants. Un arc se produit entre trois électrodes et la charge métallique, faisant fondre le métal. Un laitier avec des fondants recouvre la surface du métal en fusion pour empêcher l'oxydation, affiner le métal et protéger le toit du four contre la chaleur excessive. Lorsqu'elles sont prêtes, les électrodes sont soulevées et le four incliné pour verser le métal en fusion dans la poche de réception. Les dangers particuliers comprennent les vapeurs métalliques et le bruit.

              Fourneau à induction

              Un four à induction fait fondre le métal en faisant passer un courant électrique élevé à travers des bobines de cuivre à l'extérieur du four, induisant un courant électrique dans le bord extérieur de la charge métallique qui chauffe le métal en raison de la résistance électrique élevée de la charge métallique. La fusion progresse de l'extérieur de la charge vers l'intérieur. Les dangers particuliers comprennent les vapeurs métalliques.

              Four à creuset

              Le creuset ou récipient contenant la charge métallique est chauffé par un brûleur à gaz ou à mazout. Lorsqu'il est prêt, le creuset est soulevé hors du four et incliné pour être versé dans des moules. Les dangers particuliers comprennent le monoxyde de carbone, les vapeurs métalliques, le bruit et la chaleur.

              Four rotatif

              Un long four cylindrique rotatif incliné qui est chargé par le haut et tiré par l'extrémité inférieure.

              Four à canal

              Un type de four à induction.

              Four à réverbère

              Ce four horizontal se compose d'une cheminée à une extrémité, séparée de la charge métallique par une cloison basse appelée pont de feu, et d'une cheminée ou cheminée à l'autre extrémité. Le métal est préservé du contact avec le combustible solide. La cheminée et la charge métallique sont couvertes d'un toit voûté. La flamme sur son chemin de la cheminée à la cheminée est réfléchie vers le bas ou réverbérée sur le métal en dessous, le faisant fondre.

               

              Des risques tels que le danger résultant de la présence de métal chaud sont communs à la plupart des fonderies, quel que soit le procédé de coulée particulier utilisé. Les dangers peuvent également être spécifiques à un processus de fonderie particulier. Par exemple, l'utilisation du magnésium présente des risques d'évasement que l'on ne rencontre pas dans d'autres industries de fonderie de métaux. Cet article met l'accent sur les fonderies de fer, qui contiennent la plupart des dangers typiques de la fonderie.

              La fonderie mécanisée ou de production utilise les mêmes méthodes de base que la fonderie de fer conventionnelle. Lorsque le moulage est effectué, par exemple, à la machine et que les pièces moulées sont nettoyées par grenaillage ou hydrodécapage, la machine est généralement équipée de dispositifs anti-poussière intégrés et le risque de poussière est réduit. Cependant, le sable est fréquemment déplacé d'un endroit à l'autre sur un convoyeur à bande ouverte, et les points de transfert et le déversement de sable peuvent être des sources de quantités considérables de poussière en suspension dans l'air ; compte tenu des taux de production élevés, la charge de poussière en suspension dans l'air peut être encore plus élevée que dans la fonderie conventionnelle. Un examen des données d'échantillonnage de l'air au milieu des années 1970 a montré des niveaux de poussière plus élevés dans les grandes fonderies de production américaines que dans les petites fonderies échantillonnées au cours de la même période. L'installation de hottes d'extraction au-dessus des points de transfert sur les convoyeurs à bande, combinée à un entretien ménager scrupuleux, devrait être une pratique courante. Le transport par des systèmes pneumatiques est parfois économiquement possible et se traduit par un système de transport pratiquement sans poussière.

              Fonderies de fer

              Pour simplifier, on peut supposer qu'une fonderie de fer comprend les six sections suivantes :

              1. fusion et coulée de métal
              2. modélisme
              3. moulage
              4. noyautage
              5. secouer / assommer
              6. nettoyage de coulée.

               

              Dans de nombreuses fonderies, presque tous ces processus peuvent être exécutés simultanément ou consécutivement dans la même zone d'atelier.

              Dans une fonderie de production typique, le fer passe de la fusion à la coulée, au refroidissement, au décochage, au nettoyage et à l'expédition sous forme de pièce moulée finie. Le sable est cyclé depuis le mélange de sable, le moulage, le décochage et le retour au mélange de sable. Le sable est ajouté au système à partir de la fabrication du noyau, qui commence avec du nouveau sable.

              Fondre et verser

              L'industrie de la fonte du fer dépend fortement du cubilot pour la fusion et l'affinage des métaux. La coupole est un grand four vertical, ouvert en haut avec des portes battantes en bas, doublé de réfractaire et chargé de coke, de ferraille et de calcaire. L'air est soufflé à travers la charge à partir des ouvertures (tuyères) en bas; la combustion du coke chauffe, fond et purifie le fer. Les matériaux de charge sont introduits dans le haut de la coupole par une grue pendant le fonctionnement et doivent être stockés à portée de main, généralement dans des enceintes ou des bacs dans la cour adjacente aux machines de chargement. La propreté et la surveillance efficace des piles de matières premières sont essentielles pour minimiser les risques de blessures dues aux glissements d'objets lourds. Des grues avec de gros électroaimants ou des poids lourds sont souvent utilisées pour réduire la ferraille à des tailles gérables pour le chargement dans la coupole et pour remplir les trémies de chargement elles-mêmes. La cabine de la grue doit être bien protégée et les opérateurs correctement formés.

              Les employés manipulant des matières premières doivent porter des cuirs pour les mains et des bottes de protection. Un chargement négligent peut entraîner un débordement de la trémie et provoquer un déversement dangereux. Si le processus de chargement s'avère trop bruyant, le bruit de l'impact métal sur métal peut être réduit en installant des revêtements en caoutchouc antibruit sur les bennes et les bacs de stockage. La plate-forme de charge est nécessairement au-dessus du niveau du sol et peut présenter un danger à moins qu'elle ne soit de niveau et qu'elle ne dispose d'une surface antidérapante et de rails solides autour d'elle et de toute ouverture dans le sol.

              Les coupoles génèrent de grandes quantités de monoxyde de carbone, qui peuvent s'échapper des portes de chargement et être renvoyées par les courants de Foucault locaux. Le monoxyde de carbone est invisible, inodore et peut rapidement produire des niveaux ambiants toxiques. Les employés travaillant sur la plate-forme de recharge ou les passerelles environnantes doivent être bien formés afin de reconnaître les symptômes d'une intoxication au monoxyde de carbone. Une surveillance continue et ponctuelle des niveaux d'exposition est nécessaire. Les appareils respiratoires autonomes et les équipements de réanimation doivent être maintenus prêts à l'emploi et les opérateurs doivent être informés de leur utilisation. Lorsque des travaux d'urgence sont effectués, un système d'entrée dans un espace confiné de surveillance des contaminants doit être développé et appliqué. Tous les travaux doivent être supervisés.

              Les coupoles sont généralement placées par paires ou en groupes, de sorte que pendant que l'une est en cours de réparation, les autres fonctionnent. La période d'utilisation doit être basée sur l'expérience en matière de durabilité des réfractaires et sur les recommandations techniques. Des procédures doivent être élaborées à l'avance pour extraire le fer et pour s'arrêter lorsque des points chauds se développent ou si le système de refroidissement par eau est désactivé. La réparation du cubilot implique nécessairement la présence d'employés à l'intérieur même de la coque du cubilot pour réparer ou renouveler les revêtements réfractaires. Ces affectations doivent être considérées comme des entrées dans des espaces confinés et des précautions appropriées doivent être prises. Des précautions doivent également être prises pour empêcher le déversement de matériaux par les portes de chargement à ces moments-là. Pour protéger les travailleurs contre les chutes d'objets, ils doivent porter des casques de sécurité et, s'ils travaillent en hauteur, des harnais de sécurité.

              Les travailleurs qui coulent les cubilots (transfert du métal en fusion du puits cubilot vers un four ou une poche de maintien) doivent observer des mesures de protection individuelle rigoureuses. Lunettes et vêtements de protection sont indispensables. Les protecteurs oculaires doivent résister à la fois aux chocs à grande vitesse et au métal en fusion. Une extrême prudence doit être exercée afin d'éviter que les scories fondues restantes (les débris indésirables retirés de la fonte à l'aide des additifs calcaires) et le métal n'entrent en contact avec l'eau, ce qui provoquerait une explosion de vapeur. Les saigneurs et surveillants doivent s'assurer que toute personne étrangère à l'exploitation du cubilot reste en dehors de la zone de danger délimitée par un rayon d'environ 4 m autour de la goulotte du cubilot. La délimitation d'une zone d'entrée interdite non autorisée est une exigence légale en vertu du Règlement britannique sur les fonderies de fer et d'acier de 1953.

              Lorsque la course de la coupole est terminée, le fond de la coupole est abaissé pour éliminer les scories indésirables et les autres matériaux encore à l'intérieur de la coque avant que les employés puissent effectuer l'entretien réfractaire de routine. La chute du fond de la coupole est une opération qualifiée et dangereuse nécessitant une supervision formée. Un sol réfractaire ou une couche de sable sec sur lequel déposer les débris est indispensable. Si un problème survient, tel que des portes inférieures de coupole bloquées, une grande prudence doit être exercée pour éviter les risques de brûlures aux travailleurs par le métal chaud et les scories.

              Le métal chauffé à blanc visible est un danger pour les yeux des travailleurs en raison de l'émission de rayonnement infrarouge et ultraviolet, auquel une exposition prolongée peut provoquer des cataractes.

              La poche doit être séchée avant d'être remplie de métal fondu, pour éviter les explosions de vapeur ; une période satisfaisante de chauffage à la flamme doit être établie.

              Les employés des sections de métallurgie et de coulée de la fonderie doivent porter des casques de sécurité, des lunettes de protection et des écrans faciaux teintés, des vêtements aluminisés tels que des tabliers, des guêtres ou des guêtres (couvre-jambes et couvre-pieds) et des bottes. L'utilisation d'un équipement de protection devrait être obligatoire et il devrait y avoir des instructions adéquates sur son utilisation et son entretien. Des normes élevées d'entretien ménager et d'exclusion de l'eau au plus haut degré possible sont nécessaires dans tous les domaines où le métal en fusion est manipulé.

              Lorsque de grandes poches sont suspendues à des grues ou à des convoyeurs aériens, des dispositifs de contrôle positif de la poche doivent être utilisés pour s'assurer qu'un déversement de métal ne peut pas se produire si l'opérateur relâche sa prise. Les crochets retenant les poches de métal en fusion doivent être périodiquement testés pour la fatigue du métal afin d'éviter toute défaillance.

              Dans les fonderies de production, le moule assemblé se déplace le long d'un convoyeur mécanique jusqu'à un poste de coulée ventilé. Le coulage peut être effectué à partir d'une poche à commande manuelle avec assistance mécanique, d'une poche à indexation commandée à partir d'une cabine, ou il peut être automatique. Typiquement, le poste de coulée est muni d'une hotte de compensation à alimentation directe en air. Le moule coulé avance le long du convoyeur à travers un tunnel de refroidissement épuisé jusqu'au décochage. Dans les petites fonderies d'atelier, les moules peuvent être coulés sur un sol de fonderie et y brûler. Dans cette situation, la poche doit être équipée d'une hotte aspirante mobile.

              Le taraudage et le transport du fer en fusion et le chargement des fours électriques créent une exposition à l'oxyde de fer et à d'autres vapeurs d'oxydes métalliques. Verser dans le moule enflamme et pyrolyse les matières organiques, générant de grandes quantités de monoxyde de carbone, de fumée, d'hydrocarbures aromatiques polynucléaires cancérigènes (HAP) et de produits de pyrolyse à partir de matériaux de base qui peuvent être cancérigènes et aussi des sensibilisants respiratoires. Les moules contenant de grands noyaux de boîte froide liés au polyuréthane libèrent une fumée dense et irritante contenant des isocyanates et des amines. Le principal contrôle des risques de combustion des moisissures est une station de coulée et un tunnel de refroidissement à évacuation locale.

              Dans les fonderies équipées de ventilateurs de toit pour les opérations de coulée par épuisement, des concentrations élevées de fumées métalliques peuvent être trouvées dans les régions supérieures où se trouvent les cabines de grue. Si les cabines ont un opérateur, les cabines doivent être fermées et équipées d'air filtré et conditionné.

              Modélisme

              La fabrication de patrons est un métier hautement qualifié qui traduit les plans de conception en deux dimensions en un objet en trois dimensions. Les modèles traditionnels en bois sont fabriqués dans des ateliers standard contenant des outils à main et des équipements de coupe et de rabotage électriques. Ici, toutes les mesures raisonnablement réalisables doivent être prises pour réduire le bruit dans la mesure du possible, et des protections auditives appropriées doivent être fournies. Il est important que les employés soient conscients des avantages d'utiliser une telle protection.

              Les machines à couper et à finir le bois à moteur sont des sources évidentes de danger, et il est souvent impossible d'installer des protections appropriées sans empêcher le fonctionnement de la machine. Les employés doivent bien connaître les procédures d'exploitation normales et doivent également être informés des risques inhérents au travail.

              Le sciage du bois peut créer une exposition à la poussière. Des systèmes de ventilation efficaces doivent être installés pour éliminer la poussière de bois de l'atmosphère de l'atelier de modelage. Dans certaines industries utilisant des bois durs, des cancers du nez ont été observés. Cela n'a pas été étudié dans l'industrie fondatrice.

              La coulée dans des moules métalliques permanents, comme dans le moulage sous pression, a été un développement important dans l'industrie de la fonderie. Dans ce cas, la fabrication de modèles est largement remplacée par des méthodes d'ingénierie et est vraiment une opération de fabrication de moules. La plupart des dangers liés à la fabrication de modèles et les risques liés au sable sont éliminés, mais sont remplacés par le risque inhérent à l'utilisation d'une sorte de matériau réfractaire pour revêtir la matrice ou le moule. Dans les travaux de fonderie modernes, on utilise de plus en plus des noyaux de sable, auquel cas les risques de poussière de la fonderie de sable sont toujours présents.

              Moulage

              Le processus de moulage le plus courant dans l'industrie de la fonderie de fer utilise le moule traditionnel à « sable vert » composé de sable de silice, de poussière de charbon, d'argile et de liants organiques. D'autres modes de réalisation de moules sont adaptés du noyautage : thermodurcissable, autodurcissant à froid et trempé au gaz. Ces méthodes et leurs dangers seront discutés dans le coremaking. Des moules permanents ou le procédé de mousse perdue peuvent également être utilisés, en particulier dans l'industrie de la fonderie d'aluminium.

              Dans les fonderies de production, le mélange de sable, le moulage, l'assemblage des moules, le coulage et le décochage sont intégrés et mécanisés. Le sable de décochage est recyclé vers l'opération de mélange de sable, où de l'eau et d'autres additifs sont ajoutés et le sable est mélangé dans des broyeurs pour maintenir les propriétés physiques souhaitées.

              Pour faciliter le montage, les patrons (et leurs moules) sont réalisés en deux parties. Dans la fabrication manuelle de moules, les moules sont enfermés dans des cadres en métal ou en bois appelés flacons. La moitié inférieure du motif est placée dans le ballon inférieur (le glisser), et d'abord du sable fin puis du sable lourd sont versés autour du motif. Le sable est compacté dans le moule par un processus de compression par secousses, d'éjection de sable ou de pression. Le ballon supérieur (le faire face) est préparé de la même manière. Des entretoises en bois sont placées dans la chape pour former les canaux de coulée et de colonne montante, qui sont la voie par laquelle le métal en fusion s'écoule dans la cavité du moule. Les motifs sont retirés, le noyau inséré, puis les deux moitiés du moule assemblées et fixées ensemble, prêtes à être coulées. Dans les fonderies de production, la chape et les flacons d'entraînement sont préparés sur un convoyeur mécanique, les noyaux sont placés dans le flacon d'entraînement et le moule assemblé par des moyens mécaniques.

              La poussière de silice est un problème potentiel partout où le sable est manipulé. Le sable de moulage est généralement humide ou mélangé à de la résine liquide et est donc moins susceptible d'être une source importante de poussière respirable. Un agent de séparation tel que le talc est parfois ajouté pour faciliter le retrait facile du motif du moule. Le talc respirable provoque une talcose, un type de pneumoconiose. Les agents de démoulage sont plus répandus lorsque le moulage à la main est utilisé ; dans les processus plus vastes et plus automatiques, on les voit rarement. Des produits chimiques sont parfois pulvérisés sur la surface du moule, mis en suspension ou dissous dans de l'alcool isopropylique, qui est ensuite brûlé pour laisser le composé, généralement un type de graphite, revêtir le moule afin d'obtenir une coulée avec une finition de surface plus fine. Cela implique un risque d'incendie immédiat, et tous les employés impliqués dans l'application de ces revêtements doivent porter des vêtements de protection ignifuges et une protection des mains, car les solvants organiques peuvent également provoquer des dermatites. Les revêtements doivent être appliqués dans une cabine ventilée pour empêcher les vapeurs organiques de s'échapper dans le lieu de travail. Des précautions strictes doivent également être observées pour s'assurer que l'alcool isopropylique est stocké et utilisé en toute sécurité. Il doit être transféré dans un petit récipient pour une utilisation immédiate, et les plus grands récipients de stockage doivent être tenus à bonne distance du processus de combustion.

              La fabrication manuelle de moules peut impliquer la manipulation d'objets volumineux et encombrants. Les moules eux-mêmes sont lourds, tout comme les boîtes ou flacons de moulage. Ils sont souvent soulevés, déplacés et empilés à la main. Les blessures au dos sont fréquentes et des aides électriques sont nécessaires pour que les employés n'aient pas à soulever des objets trop lourds pour être transportés en toute sécurité.

              Des conceptions standardisées sont disponibles pour les enceintes des mélangeurs, des convoyeurs et des stations de coulée et de décochage avec des volumes d'échappement et des vitesses de capture et de transport appropriés. Le respect de ces conceptions et une maintenance préventive stricte des systèmes de contrôle permettront d'atteindre la conformité aux limites internationales reconnues pour l'exposition à la poussière.

              Noyautage

              Les noyaux insérés dans le moule déterminent la configuration interne d'une pièce moulée creuse, telle que la chemise d'eau d'un bloc moteur. Le noyau doit résister au processus de coulée, mais en même temps ne doit pas être suffisamment solide pour résister au retrait de la coulée pendant l'étape d'abattage.

              Avant les années 1960, les mélanges de base comprenaient du sable et des liants, tels que l'huile de lin, la mélasse ou la dextrine (sable bitumineux). Le sable a été emballé dans une boîte à noyau avec une cavité en forme de noyau, puis séché dans un four. Les fours à noyau dégagent des produits de pyrolyse nocifs et nécessitent un système de cheminée adapté et bien entretenu. Normalement, les courants de convection à l'intérieur du four seront suffisants pour assurer une évacuation satisfaisante des fumées du lieu de travail, bien qu'ils contribuent énormément à la pollution de l'air. le danger est mineur ; dans certains cas, cependant, de petites quantités d'acroléine dans les fumées peuvent être une nuisance considérable. Les noyaux peuvent être traités par un "revêtement évasé" pour améliorer l'état de surface de la pièce moulée, ce qui nécessite les mêmes précautions que dans le cas des moules.

              Le moulage en boîte chaude ou en coquille et le noyautage sont des procédés thermodurcissables utilisés dans les fonderies de fonte. Du sable neuf peut être mélangé à de la résine à la fonderie, ou du sable enrobé de résine peut être expédié dans des sacs pour être ajouté à la machine de noyautage. Le sable de résine est injecté dans un modèle métallique (la boîte à noyau). Le modèle est ensuite chauffé - par des feux directs au gaz naturel dans le processus de boîte chaude ou par d'autres moyens pour les noyaux de coque et le moulage. Les boîtes chaudes utilisent généralement une résine thermodurcissable à base d'alcool furfurylique (furanne), d'urée ou de phénol-formaldéhyde. Le moulage en coque utilise une résine urée- ou phénol-formaldéhyde. Après un court temps de durcissement, le noyau durcit considérablement et peut être poussé hors de la plaque modèle par des éjecteurs. Le noyautage des boîtes chaudes et des coquilles génère une exposition importante au formaldéhyde, qui est un cancérogène probable, et à d'autres contaminants, selon le système. Les mesures de contrôle du formaldéhyde comprennent l'alimentation directe en air au poste de l'opérateur, l'évacuation locale au niveau de la boîte à noyaux, l'enceinte et l'évacuation locale au poste de stockage des carottes et les résines à faible émission de formaldéhyde. Un contrôle satisfaisant est difficile à obtenir. Une surveillance médicale des affections respiratoires devrait être fournie aux travailleurs du noyautage. Le contact des résines phénol- ou urée-formaldéhyde avec la peau ou les yeux doit être évité car les résines sont irritantes ou sensibilisantes et peuvent provoquer des dermatites. Un lavage abondant à l'eau aidera à éviter le problème.

              Les systèmes de durcissement à froid (sans cuisson) actuellement utilisés comprennent : les résines urée- et phénol-formaldéhyde catalysées par un acide avec et sans alcool furfurylique ; les isocyanates alkydes et phénoliques; Fascold ; silicates autodurcissables; Inoset ; sable de ciment et sable fluide ou coulable. Les durcisseurs à froid ne nécessitent pas de chauffage externe pour durcir. Les isocyanates utilisés dans les liants sont normalement à base d'isocyanate de méthylène diphényle (MDI), qui, s'il est inhalé, peut agir comme un irritant ou un sensibilisant respiratoire, provoquant de l'asthme. Des gants et des lunettes de protection sont recommandés lors de la manipulation ou de l'utilisation de ces composés. Les isocyanates eux-mêmes doivent être soigneusement stockés dans des conteneurs scellés dans des conditions sèches à une température comprise entre 10 et 30°C. Les récipients de stockage vides doivent être remplis et trempés pendant 24 heures avec une solution de carbonate de sodium à 5 % afin de neutraliser tout produit chimique résiduel laissé dans le fût. La plupart des principes généraux d'entretien ménager doivent être strictement appliqués aux procédés de moulage de résine, mais la plus grande prudence doit être exercée lors de la manipulation des catalyseurs utilisés comme agents de prise. Les catalyseurs pour les résines phénoliques et isocyanates d'huile sont généralement des amines aromatiques à base de composés de pyridine, qui sont des liquides à odeur piquante. Ils peuvent provoquer de graves irritations cutanées et des lésions rénales et hépatiques et peuvent également affecter le système nerveux central. Ces composés sont fournis sous forme d'additifs séparés (liant en trois parties) ou sont déjà mélangés avec les matériaux pétroliers, et le LEV doit être fourni aux étapes de mélange, de moulage, de coulée et de désactivation. Pour certains autres procédés sans cuisson, les catalyseurs utilisés sont des acides phosphoriques ou divers sulfoniques, également toxiques ; les accidents pendant le transport ou l'utilisation doivent faire l'objet d'une protection adéquate contre les accidents.

              Le noyautage trempé au gaz comprend le dioxyde de carbone (CO2)-silicate et les procédés Isocure (ou « Ashland »). De nombreuses variantes du CO2-procédé de silicate ont été développés depuis les années 1950. Ce procédé a généralement été utilisé pour la production de moules et de noyaux de taille moyenne à grande. Le sable de noyau est un mélange de silicate de sodium et de sable de silice, généralement modifié en ajoutant des substances telles que la mélasse comme agents de dégradation. Une fois la boîte à noyau remplie, le noyau est durci en faisant passer du dioxyde de carbone à travers le mélange de noyau. Cela forme du carbonate de sodium et du gel de silice, qui agit comme un liant.

              Le silicate de sodium est une substance alcaline et peut être nocif s'il entre en contact avec la peau ou les yeux ou s'il est ingéré. Il est conseillé de prévoir une douche d'urgence à proximité des zones où de grandes quantités de silicate de sodium sont manipulées et de toujours porter des gants. Une douche oculaire facilement disponible doit être située dans toute zone de fonderie où du silicate de sodium est utilisé. Le CO2 peut être fourni sous forme solide, liquide ou gazeuse. Lorsqu'il est fourni dans des bouteilles ou des réservoirs sous pression, de nombreuses précautions d'entretien doivent être prises, telles que le stockage des bouteilles, l'entretien des vannes, la manipulation, etc. Il y a aussi le risque du gaz lui-même, car il peut abaisser la concentration d'oxygène dans l'air dans les espaces clos.

              Le procédé Isocure est utilisé pour les noyaux et les moules. Il s'agit d'un système de durcissement au gaz dans lequel une résine, souvent du phénol-formaldéhyde, est mélangée avec un diisocyanate (par exemple, MDI) et du sable. Celui-ci est injecté dans la boîte à noyau puis gazé avec une amine, généralement soit de la triéthylamine, soit de la diméthyléthylamine, pour provoquer la réaction de réticulation et de prise. Les amines, souvent vendues en fûts, sont des liquides très volatils à forte odeur d'ammoniaque. Il existe un risque très réel d'incendie ou d'explosion et des précautions extrêmes doivent être prises, en particulier lorsque le matériau est stocké en vrac. L'effet caractéristique de ces amines est de provoquer une vision en halo et un gonflement de la cornée, bien qu'elles affectent également le système nerveux central, où elles peuvent provoquer des convulsions, une paralysie et, parfois, la mort. Si une partie de l'amine entre en contact avec les yeux ou la peau, les mesures de premiers secours doivent inclure un lavage abondant à l'eau pendant au moins 15 minutes et une assistance médicale immédiate. Dans le procédé Isocure, l'amine est appliquée sous forme de vapeur dans un support d'azote, l'excès d'amine étant lavé à travers une tour d'acide. Les fuites de la boîte à noyaux sont la principale cause d'exposition élevée, bien que le dégazage d'amine des noyaux manufacturés soit également important. Des précautions doivent être prises à tout moment lors de la manipulation de ce matériau, et un équipement de ventilation par aspiration approprié doit être installé pour éliminer les vapeurs des zones de travail.

              Décochage, extraction de coulée et désactivation du noyau

              Une fois le métal en fusion refroidi, le moulage brut doit être retiré du moule. Il s'agit d'un processus bruyant, exposant généralement les opérateurs bien au-dessus de 90 dBA sur une journée de travail de 8 heures. Des protections auditives doivent être fournies s'il n'est pas possible de réduire le bruit émis. La majeure partie du moule est séparée de la pièce coulée, généralement par un impact de secousse. Fréquemment, la boîte de moulage, le moule et la coulée sont déposés sur une grille vibrante pour déloger le sable (découillage). Le sable tombe ensuite à travers la grille dans une trémie ou sur un convoyeur où il peut être soumis à des séparateurs magnétiques et recyclé pour le broyage, le traitement et la réutilisation, ou simplement déversé. Parfois, l'hydrodécapage peut être utilisé à la place d'une grille, créant moins de poussière. Le noyau est retiré ici, parfois aussi à l'aide de jets d'eau à haute pression.

              La pièce moulée est ensuite retirée et transférée à l'étape suivante de l'opération d'éjection. Souvent, les petites pièces moulées peuvent être retirées du ballon par un processus de « poinçonnage » avant le décochage, ce qui produit moins de poussière. Le sable donne lieu à des niveaux dangereux de poussière de silice car il a été en contact avec du métal en fusion et est donc très sec. Le métal et le sable restent très chauds. Une protection oculaire est nécessaire. Les surfaces de marche et de travail doivent être exemptes de débris, qui présentent un risque de trébuchement, et de poussière, qui peut être remise en suspension et présenter un risque d'inhalation.

              Relativement peu d'études ont été menées pour déterminer quel effet, le cas échéant, les nouveaux liants de noyau ont sur la santé de l'opérateur de décorticage en particulier. Les furanes, l'alcool furfurylique et l'acide phosphorique, les résines d'urée et de phénol-formaldéhyde, le silicate de sodium et le dioxyde de carbone, les produits sans cuisson, l'huile de lin modifiée et le MDI subissent tous un certain type de décomposition thermique lorsqu'ils sont exposés aux températures des métaux en fusion.

              Aucune étude n'a encore été menée sur l'effet de la particule de silice enrobée de résine sur le développement de la pneumoconiose. On ne sait pas si ces revêtements auront un effet inhibiteur ou accélérateur sur les lésions des tissus pulmonaires. Il est à craindre que les produits de réaction de l'acide phosphorique puissent libérer de la phosphine. Des expériences sur des animaux et certaines études sélectionnées ont montré que l'effet de la poussière de silice sur le tissu pulmonaire est fortement accéléré lorsque la silice a été traitée avec un acide minéral. Les résines urée- et phénol-formaldéhyde peuvent libérer des phénols libres, des aldéhydes et du monoxyde de carbone. Les sucres ajoutés pour augmenter la collapsabilité produisent des quantités importantes de monoxyde de carbone. Les cuissons sans cuisson libèrent des isocyanates (p. ex. MDI) et du monoxyde de carbone.

              Ebavurage (nettoyage)

              Le nettoyage de la coulée, ou ébavurage, est effectué après le décochage et l'éjection du noyau. Les différents processus impliqués sont diversement désignés à différents endroits, mais peuvent être globalement classés comme suit :

              • VInaigrette couvre le décapage, le dégrossissage ou le déblayage, l'élimination du sable de moulage adhérent, du sable de noyau, des glissières, des contremarches, des bavures et d'autres matières facilement jetables avec des outils à main ou des outils pneumatiques portables.
              • ébavurage couvre l'élimination du sable de moulage brûlé, des bords rugueux, du surplus de métal, tels que des cloques, des souches de portes, des croûtes ou d'autres imperfections indésirables, et le nettoyage à la main du moulage à l'aide de ciseaux à main, d'outils pneumatiques et de brosses métalliques. Les techniques de soudage, telles que la découpe à la flamme oxyacétylénique, l'arc électrique, l'arc-air, le lavage à la poudre et la torche à plasma, peuvent être utilisées pour brûler les collecteurs, pour réparer la coulée et pour couper et laver.

               

              L'extraction de la carotte est la première opération de dressage. Jusqu'à la moitié du métal coulé dans le moule ne fait pas partie de la coulée finale. Le moule doit comprendre des réservoirs, des cavités, des mangeoires et une carotte afin qu'il soit rempli de métal pour compléter l'objet coulé. La carotte peut généralement être retirée au cours de l'étape d'élimination, mais cela doit parfois être effectué en tant qu'étape distincte de l'opération d'ébavurage ou de dressage. L'enlèvement de la carotte se fait à la main, généralement en frappant le moulage avec un marteau. Pour réduire le bruit, les marteaux métalliques peuvent être remplacés par des marteaux recouverts de caoutchouc et les convoyeurs revêtus du même caoutchouc antibruit. Des fragments de métal chaud sont projetés et présentent un danger pour les yeux. Une protection oculaire doit être utilisée. Les carottes détachées doivent normalement être renvoyées dans la zone de chargement de l'usine de fusion et ne doivent pas pouvoir s'accumuler dans la section d'épuration de la fonderie. Après l'épuration (mais parfois avant), la plupart des pièces moulées sont grenaillées ou culbutées pour éliminer les matériaux du moule et peut-être pour améliorer la finition de surface. Les barils culbutés génèrent des niveaux de bruit élevés. Des enceintes peuvent être nécessaires, ce qui peut également nécessiter une LEV.

              Les méthodes de dressage dans les fonderies d'acier, de fer et de non ferreux sont très similaires, mais des difficultés particulières existent dans le dressage et l'ébarbage des pièces moulées en acier en raison de plus grandes quantités de sable fondu brûlé par rapport aux pièces moulées en fer et non ferreux. Le sable fondu sur de grandes pièces moulées en acier peut contenir de la cristobalite, qui est plus toxique que le quartz trouvé dans le sable vierge.

              Le grenaillage sans air ou le culbutage des pièces moulées avant l'écaillage et le meulage sont nécessaires pour éviter une surexposition à la poussière de silice. Le moulage doit être exempt de poussière visible, bien qu'un risque de silice puisse toujours être généré par le meulage si de la silice est brûlée dans la surface métallique apparemment propre du moulage. La grenaille est propulsée par centrifugation à la coulée, et aucun opérateur n'est requis à l'intérieur de l'unité. La cabine de sablage doit être aspirée afin qu'aucune poussière visible ne s'échappe. Ce n'est qu'en cas de panne ou de détérioration de la cabine de grenaillage et/ou du ventilateur et du collecteur qu'il y a un problème de poussière.

              L'eau ou l'eau et le sable ou le grenaillage sous pression peuvent être utilisés pour éliminer le sable adhérent en soumettant le moulage à un jet d'eau à haute pression ou de grenaille de fer ou d'acier. Le sablage a été interdit dans plusieurs pays (par exemple, le Royaume-Uni) en raison du risque de silicose car les particules de sable deviennent de plus en plus fines et la fraction respirable augmente ainsi continuellement. L'eau ou la grenaille est déchargée par un pistolet et peut manifestement présenter un risque pour le personnel si elle n'est pas manipulée correctement. Le dynamitage doit toujours être effectué dans un espace isolé et clos. Toutes les enceintes de grenaillage doivent être inspectées à intervalles réguliers pour s'assurer que le système d'extraction de la poussière fonctionne et qu'il n'y a pas de fuites par lesquelles de la grenaille ou de l'eau pourraient s'échapper dans la fonderie. Les casques des dynamiteurs doivent être approuvés et soigneusement entretenus. Il est conseillé d'afficher un avis sur la porte de la cabine, avertissant les employés que le dynamitage est en cours et que l'accès non autorisé est interdit. Dans certaines circonstances, des verrous de retard liés au moteur d'entraînement du sablage peuvent être installés sur les portes, ce qui rend impossible l'ouverture des portes tant que le sablage n'a pas cessé.

              Une variété d'outils de meulage sont utilisés pour lisser le moulage brut. Les meules abrasives peuvent être montées sur des machines au sol ou sur socle ou dans des meuleuses portatives ou à châssis oscillant. Les meuleuses sur socle sont utilisées pour les pièces moulées plus petites qui peuvent être facilement manipulées ; les meuleuses portatives, les meules à disque de surface, les meules boisseaux et les meules coniques sont utilisées à plusieurs fins, y compris le lissage des surfaces internes des pièces moulées ; Les meuleuses à cadre oscillant sont principalement utilisées sur les grandes pièces moulées qui nécessitent un enlèvement important de métal.

              Autres fonderies

              Fondation en acier

              La production de la fonderie d'acier (par opposition à une aciérie de base) est similaire à celle de la fonderie de fer; cependant, les températures du métal sont beaucoup plus élevées. Cela signifie qu'une protection des yeux avec des lentilles colorées est indispensable et que la silice contenue dans le moule est convertie par la chaleur en tridymite ou cristobalite, deux formes de silice cristalline particulièrement dangereuses pour les poumons. Le sable brûle souvent sur la coulée et doit être enlevé par des moyens mécaniques, ce qui donne lieu à des poussières dangereuses ; par conséquent, des systèmes efficaces d'aspiration des poussières et une protection respiratoire sont essentiels.

              Fonderie en alliage léger

              La fonderie d'alliages légers utilise principalement des alliages d'aluminium et de magnésium. Ceux-ci contiennent souvent de petites quantités de métaux qui peuvent dégager des fumées toxiques dans certaines circonstances. Les fumées doivent être analysées pour déterminer leurs constituants lorsque l'alliage peut contenir de tels composants.

              Dans les fonderies d'aluminium et de magnésium, la fusion se fait couramment dans des fours à creuset. Des évents d'échappement autour du haut du pot pour éliminer les fumées sont conseillés. Dans les fournaises au mazout, une combustion incomplète due à des brûleurs défectueux peut entraîner la libération de produits tels que le monoxyde de carbone dans l'air. Les fumées de four peuvent contenir des hydrocarbures complexes, dont certains peuvent être cancérigènes. Pendant le nettoyage des fournaises et des conduits de fumée, il existe un risque d'exposition au pentoxyde de vanadium concentré dans la suie des fournaises provenant des dépôts d'huile.

              Le spath fluor est couramment utilisé comme fondant dans la fusion de l'aluminium, et des quantités importantes de poussière de fluorure peuvent être rejetées dans l'environnement. Dans certains cas, le chlorure de baryum a été utilisé comme fondant pour les alliages de magnésium ; il s'agit d'une substance très toxique et, par conséquent, une attention particulière est requise lors de son utilisation. Les alliages légers peuvent parfois être dégazés en faisant passer du dioxyde de soufre ou du chlore (ou des composés exclusifs qui se décomposent pour produire du chlore) à travers le métal en fusion; une ventilation par aspiration et un équipement de protection respiratoire sont nécessaires pour cette opération. Afin de réduire la vitesse de refroidissement du métal chaud dans le moule, un mélange de substances (généralement de l'aluminium et de l'oxyde de fer) qui réagissent de manière hautement exothermique est placé sur la colonne montante du moule. Ce mélange « thermite » dégage des fumées denses qui se sont révélées inoffensives dans la pratique. Lorsque les fumées sont de couleur brune, une alarme peut être déclenchée en raison d'une suspicion de présence d'oxydes d'azote ; cependant, ce soupçon n'est pas fondé. L'aluminium finement divisé produit lors du dressage des pièces moulées en aluminium et en magnésium constitue un grave risque d'incendie et des méthodes humides doivent être utilisées pour le dépoussiérage.

              La coulée de magnésium comporte un risque potentiel considérable d'incendie et d'explosion. Le magnésium fondu s'enflammera à moins qu'une barrière protectrice ne soit maintenue entre lui et l'atmosphère; le soufre fondu est largement employé à cette fin. Les ouvriers de la fonderie qui appliquent manuellement la poudre de soufre dans le creuset peuvent développer une dermatite et doivent porter des gants en tissu ignifuge. Le soufre en contact avec le métal brûle en permanence, d'où le dégagement de quantités considérables de dioxyde de soufre. Une ventilation par évacuation doit être installée. Les travailleurs doivent être informés du danger qu'un pot ou une louche de magnésium fondu ne prenne feu, ce qui peut donner naissance à un nuage dense d'oxyde de magnésium finement divisé. Des vêtements de protection en matériaux ignifuges doivent être portés par tous les travailleurs de la fonderie de magnésium. Les vêtements enduits de poussière de magnésium ne doivent pas être rangés dans des casiers sans contrôle de l'humidité, car une combustion spontanée peut se produire. La poussière de magnésium doit être retirée des vêtements. La craie française est largement utilisée dans le dressage des moules dans les fonderies de magnésium ; la poussière doit être contrôlée pour éviter la talcose. Les huiles pénétrantes et les poudres à saupoudrer sont utilisées dans l'inspection des pièces moulées en alliage léger pour la détection des fissures.

              Des colorants ont été introduits pour améliorer l'efficacité de ces techniques. Certains colorants rouges se sont avérés être absorbés et excrétés dans la sueur, provoquant ainsi la souillure des vêtements personnels; bien que cette condition soit une nuisance, aucun effet sur la santé n'a été observé.

              Fonderies de laiton et de bronze

              Les fumées métalliques toxiques et la poussière des alliages typiques constituent un danger particulier pour les fonderies de laiton et de bronze. Les expositions au plomb au-dessus des limites de sécurité dans les opérations de fusion, de coulée et de finition sont courantes, en particulier lorsque les alliages ont une composition élevée en plomb. Le danger du plomb dans le nettoyage des fours et l'élimination des scories est particulièrement aigu. La surexposition au plomb est fréquente lors de la fusion et de la coulée et peut également se produire lors du broyage. Les fumées de zinc et de cuivre (les constituants du bronze) sont les causes les plus courantes de la fièvre des fondeurs, bien que la maladie ait également été observée chez les fondeurs utilisant du magnésium, de l'aluminium, de l'antimoine, etc. Certains alliages à haute résistance contiennent du cadmium, qui peut provoquer une pneumonie chimique à la suite d'une exposition aiguë et des lésions rénales et un cancer du poumon à la suite d'une exposition chronique.

              Processus de moulage permanent

              La coulée dans des moules métalliques permanents, comme dans le moulage sous pression, a été un développement important dans la fonderie. Dans ce cas, la fabrication de modèles est largement remplacée par des méthodes d'ingénierie et est vraiment une opération d'enfonçage. La plupart des risques de fabrication de modèles sont ainsi supprimés et les risques liés au sable sont également éliminés mais sont remplacés par un degré de risque inhérent à l'utilisation d'une sorte de matériau réfractaire pour revêtir la matrice ou le moule. Dans les travaux de fonderie modernes, on utilise de plus en plus des noyaux de sable, auquel cas les risques de poussière de la fonderie de sable sont toujours présents.

              Coulée sous pression

              L'aluminium est un métal courant dans le moulage sous pression. La quincaillerie automobile telle que les garnitures chromées est généralement en zinc moulé sous pression, suivi du placage de cuivre, de nickel et de chrome. Le risque de fièvre des fondeurs dû aux fumées de zinc doit être contrôlé en permanence, tout comme le brouillard d'acide chromique.

              Les machines de coulée sous pression présentent tous les risques communs aux presses hydrauliques. De plus, le travailleur peut être exposé aux brouillards d'huiles utilisées comme lubrifiants et doit être protégé contre l'inhalation de ces brouillards et le danger des vêtements saturés d'huile. Les fluides hydrauliques résistants au feu utilisés dans les presses peuvent contenir des composés organophosphorés toxiques, et une attention particulière doit être portée lors des travaux de maintenance sur les systèmes hydrauliques.

              Fondation de précision

              Les fonderies de précision s'appuient sur le processus de moulage à la cire perdue ou à la cire perdue , dans lequel les modèles sont fabriqués par moulage par injection de cire dans une matrice; ces modèles sont recouverts d'une fine poudre réfractaire qui sert de matériau de revêtement de moule, et la cire est ensuite fondue avant la coulée ou par l'introduction du métal de coulée lui-même.

              L'élimination de la cire présente un risque d'incendie certain et la décomposition de la cire produit de l'acroléine et d'autres produits de décomposition dangereux. Les fours à cire doivent être suffisamment ventilés. Le trichloroéthylène a été utilisé pour éliminer les dernières traces de cire ; ce solvant peut s'accumuler dans des poches du moule ou être absorbé par le matériau réfractaire et se vaporiser ou se décomposer lors du coulage. L'inclusion de matériaux réfractaires de moulage à la cire perdue en amiante devrait être éliminée en raison des dangers de l'amiante.

              Problèmes de santé et schémas pathologiques

              Les fonderies se distinguent des processus industriels en raison d'un taux de mortalité plus élevé résultant des déversements et des explosions de métal en fusion, de l'entretien des cubilots, y compris des risques de chute de fond et de monoxyde de carbone lors du regarnissage. Les fonderies signalent une incidence plus élevée de corps étrangers, de contusions et de brûlures et une proportion plus faible de blessures musculo-squelettiques que les autres installations. Ils ont également les niveaux d'exposition au bruit les plus élevés.

              Une étude de plusieurs dizaines d'accidents mortels dans les fonderies a révélé les causes suivantes : écrasement entre les chariots de transport des moules et les structures du bâtiment lors de l'entretien et du dépannage, écrasement lors du nettoyage des broyeurs qui ont été activés à distance, brûlures de métal en fusion après une panne de grue, fissuration du moule, transfert par débordement poche, éruption de vapeur dans une poche non séchée, chutes de grues et de plates-formes de travail, électrocution par des équipements de soudage, écrasement par des véhicules de manutention, brûlures dues au fond du cubilot, atmosphère riche en oxygène lors de la réparation du cubilot et surexposition au monoxyde de carbone lors de la réparation du cubilot.

              Roues abrasives

              L'éclatement ou la rupture des meules abrasives peut entraîner des blessures mortelles ou très graves : les espaces entre la meule et le reste des meuleuses sur socle peuvent attraper et écraser la main ou l'avant-bras. Les yeux non protégés sont à risque à toutes les étapes. Les glissades et les chutes, notamment lors du transport de charges lourdes, peuvent être causées par des sols mal entretenus ou obstrués. Les blessures aux pieds peuvent être causées par la chute d'objets ou la chute de charges. Les entorses et les foulures peuvent résulter d'un effort excessif lors du levage et du transport. Des appareils de levage mal entretenus peuvent tomber en panne et faire tomber des matériaux sur les travailleurs. Un choc électrique peut résulter d'équipements électriques mal entretenus ou non mis à la terre, en particulier les outils portables.

              Toutes les parties dangereuses des machines, en particulier les meules abrasives, doivent être protégées de manière adéquate, avec un verrouillage automatique si la protection est retirée pendant le traitement. Les écarts dangereux entre la meule et le reste des meuleuses sur socle doivent être éliminés et une attention particulière doit être portée à toutes les précautions d'entretien et de maintenance des meules abrasives et à la régulation de leur vitesse (une attention particulière est requise avec les meules portables). Un entretien strict de tous les équipements électriques et des dispositions de mise à la terre appropriées doivent être appliqués. Les travailleurs devraient être formés aux bonnes techniques de levage et de transport et devraient savoir comment attacher des charges aux crochets de grue et autres appareils de levage. Des EPI appropriés, tels que des écrans oculaires et faciaux et une protection des pieds et des jambes, doivent également être fournis. Des dispositions devraient être prises pour assurer rapidement les premiers secours, même pour les blessures mineures, et des soins médicaux compétents en cas de besoin.

              Poussière

              Les maladies causées par la poussière sont prédominantes parmi les travailleurs de la fonderie. Les expositions à la silice sont souvent proches ou supérieures aux limites d'exposition prescrites, même dans les opérations de nettoyage bien contrôlées dans les fonderies de production modernes et lorsque les pièces moulées sont exemptes de poussière visible. Des expositions plusieurs fois supérieures à la limite se produisent lorsque les pièces moulées sont poussiéreuses ou que les armoires fuient. Des surexpositions sont probables là où la poussière visible s'échappe lors du décochage, de la préparation du sable ou de la réparation réfractaire.

              La silicose est le principal danger pour la santé dans l'atelier d'ébavurage de l'acier; une pneumoconiose mixte est plus fréquente dans l'ébarbage du fer (Landrigan et al. 1986). Dans la fonderie, la prévalence augmente avec la durée d'exposition et les niveaux de poussière plus élevés. Il existe certaines preuves que les conditions dans les fonderies d'acier sont plus susceptibles de provoquer la silicose que celles dans les fonderies de fer en raison des niveaux plus élevés de silice libre présente. Les tentatives de fixer un niveau d'exposition auquel la silicose ne se produira pas n'ont pas été concluantes; le seuil est probablement inférieur à 100 microgrammes/m3 et peut-être aussi bas que la moitié de ce montant.

              Dans la plupart des pays, l'apparition de nouveaux cas de silicose est en baisse, en partie à cause des changements technologiques, de l'abandon du sable de silice dans les fonderies et de l'abandon de la brique de silice au profit des revêtements basiques des fours de fusion de l'acier. L'une des principales raisons est le fait que l'automatisation a réduit l'emploi de travailleurs dans la production d'acier et les fonderies. Cependant, l'exposition à la poussière de silice respirable reste obstinément élevée dans de nombreuses fonderies, et dans les pays où les processus sont à forte intensité de main-d'œuvre, la silicose reste un problème majeur.

              La silico-tuberculose est signalée depuis longtemps chez les fondeurs. Là où la prévalence de la silicose a diminué, il y a eu une baisse parallèle des cas de tuberculose signalés, bien que cette maladie n'ait pas été complètement éradiquée. Dans les pays où les niveaux de poussière sont restés élevés, les processus poussiéreux demandent beaucoup de main-d'œuvre et la prévalence de la tuberculose dans la population générale est élevée, la tuberculose reste une cause importante de décès chez les travailleurs de la fonderie.

              De nombreux travailleurs souffrant de pneumoconiose souffrent également de bronchite chronique, souvent associée à un emphysème ; De nombreux chercheurs ont longtemps pensé que, dans certains cas au moins, les expositions professionnelles pouvaient avoir joué un rôle. Le cancer du poumon, la pneumonie lobaire, la bronchopneumonie et la thrombose coronarienne ont également été signalés comme étant associés à la pneumoconiose chez les travailleurs de la fonderie.

              Un examen récent des études de mortalité des travailleurs de la fonderie, y compris l'industrie automobile américaine, a montré une augmentation des décès par cancer du poumon dans 14 des 15 études. Étant donné que des taux élevés de cancer du poumon sont observés chez les travailleurs des salles de nettoyage où le principal danger est la silice, il est probable que des expositions mixtes soient également observées.

              Les études sur les carcinogènes dans l'environnement de la fonderie se sont concentrées sur les hydrocarbures aromatiques polycycliques formés lors de la décomposition thermique des additifs et des liants de sable. Il a été suggéré que des métaux tels que le chrome et le nickel, et des poussières telles que la silice et l'amiante, pourraient également être responsables d'une partie de la surmortalité. Les différences dans la chimie du moulage et du noyautage, le type de sable et la composition des alliages de fer et d'acier peuvent être responsables de différents niveaux de risque dans différentes fonderies (IARC 1984).

              Une augmentation de la mortalité due aux maladies respiratoires non malignes a été constatée dans 8 des 11 études. Des décès par silicose ont également été enregistrés. Des études cliniques ont révélé des changements aux rayons X caractéristiques de la pneumoconiose, des déficits de la fonction pulmonaire caractéristiques de l'obstruction et une augmentation des symptômes respiratoires chez les travailleurs des fonderies de production « propres » modernes. Ceux-ci résultaient d'expositions après les années 960 et suggèrent fortement que les risques pour la santé qui prévalaient dans les anciennes fonderies n'ont pas encore été éliminés.

              La prévention des troubles pulmonaires est essentiellement une question de contrôle des poussières et des fumées ; la solution généralement applicable consiste à fournir une bonne ventilation générale couplée à une LEV efficace. Les systèmes à faible volume et à grande vitesse conviennent le mieux à certaines opérations, en particulier les meules portatives et les outils pneumatiques.

              Les burins manuels ou pneumatiques utilisés pour enlever le sable brûlé produisent beaucoup de poussière finement divisée. Le brossage des matériaux en excès avec des brosses métalliques rotatives ou des brosses à main produit également beaucoup de poussière; LEV est requis.

              Les mesures de contrôle de la poussière sont facilement adaptables aux meuleuses sur pied et à cadre oscillant. Le meulage portable sur de petites pièces moulées peut être effectué sur des bancs ventilés par aspiration, ou une ventilation peut être appliquée aux outils eux-mêmes. Le brossage peut également être effectué sur un banc ventilé. Le contrôle de la poussière sur les gros moulages pose un problème, mais des progrès considérables ont été réalisés avec les systèmes de ventilation à faible volume et à grande vitesse. Une instruction et une formation à leur utilisation sont nécessaires pour surmonter les objections des travailleurs qui trouvent ces systèmes encombrants et se plaignent que leur vision de la zone de travail est altérée.

              L'habillage et l'ébavurage de pièces moulées de très grande taille où la ventilation locale est impossible doivent être effectués dans une zone séparée et isolée et à un moment où peu d'autres travailleurs sont présents. Un EPI approprié, régulièrement nettoyé et réparé, doit être fourni à chaque travailleur, ainsi que des instructions sur son utilisation correcte.

              Depuis les années 1950, divers systèmes de résines synthétiques ont été introduits dans les fonderies pour lier le sable dans les noyaux et les moules. Ceux-ci comprennent généralement un matériau de base et un catalyseur ou durcisseur qui démarre la polymérisation. Bon nombre de ces produits chimiques réactifs sont des sensibilisants (par exemple, les isocyanates, l'alcool furfurylique, les amines et le formaldéhyde) et sont maintenant impliqués dans des cas d'asthme professionnel chez les travailleurs de fonderie. Dans une étude, 12 des 78 travailleurs de fonderie exposés aux résines Pepset (boîte froide) présentaient des symptômes asthmatiques, et parmi ceux-ci, six présentaient une baisse marquée des débits d'air lors d'un test de provocation utilisant du diisocyanate de méthyle (Johnson et al. 1985 ).

              Soudage

              Le soudage dans les ateliers d'ébavurage expose les travailleurs aux vapeurs métalliques avec le risque de toxicité et de fièvre des métaux qui en résulte, selon la composition des métaux impliqués. Le soudage sur fonte nécessite une baguette de nickel et crée une exposition aux vapeurs de nickel. La torche à plasma produit une quantité considérable de fumées métalliques, d'ozone, d'oxyde d'azote et de rayonnement ultraviolet, et génère des niveaux de bruit élevés.

              Un banc ventilé peut être fourni pour le soudage de petites pièces moulées. Le contrôle des expositions lors des opérations de soudage ou de brûlage sur de grandes pièces moulées est difficile. Une approche réussie consiste à créer un poste central pour ces opérations et à fournir la LEV par un conduit flexible positionné au point de soudage. Cela nécessite de former le travailleur pour déplacer le conduit d'un endroit à un autre. Une bonne ventilation générale et, si nécessaire, l'utilisation d'EPI contribueront à réduire l'exposition globale à la poussière et aux fumées.

              Bruit et vibration

              Les niveaux de bruit les plus élevés dans la fonderie se trouvent généralement dans les opérations d'abattage et de nettoyage ; ils sont plus élevés dans les fonderies mécanisées que dans les fonderies manuelles. Le système de ventilation lui-même peut générer des expositions proches de 90 dBA.

              Les niveaux de bruit lors de l'ébavurage des pièces moulées en acier peuvent se situer entre 115 et 120 dBA, tandis que ceux réellement rencontrés lors de l'ébavurage de la fonte se situent entre 105 et 115 dBA. La British Steel Casting Research Association a établi que les sources de bruit lors de l'ébavurage comprennent :

              • l'échappement de l'outil d'ébavurage
              • l'impact du marteau ou de la roue sur la coulée
              • résonance de la pièce moulée et vibration contre son support
              • transmission des vibrations du support de coulée aux structures environnantes
              • réflexion du bruit direct par la hotte contrôlant le débit d'air à travers le système de ventilation.

               

              Les stratégies de contrôle du bruit varient selon la taille de la coulée, le type de métal, la zone de travail disponible, l'utilisation d'outils portatifs et d'autres facteurs connexes. Certaines mesures de base sont disponibles pour réduire l'exposition au bruit des personnes et des collaborateurs, y compris l'isolement dans le temps et dans l'espace, les enceintes complètes, les cloisons insonorisantes partielles, l'exécution de travaux sur des surfaces insonorisantes, des baffles, des panneaux et des hottes en matériaux insonorisants. matériaux absorbants ou autres matériaux acoustiques. Les directives relatives aux limites d'exposition quotidienne sûres doivent être respectées et, en dernier recours, des dispositifs de protection individuelle peuvent être utilisés.

              Un banc d'ébavurage développé par la British Steel Casting Research Association réduit le bruit d'écaillage d'environ 4 à 5 dBA. Ce banc intègre un système d'échappement pour éliminer la poussière. Cette amélioration est encourageante et laisse espérer qu'avec un développement ultérieur, des réductions de bruit encore plus importantes deviendront possibles.

              Syndrome des vibrations main-bras

              Les outils vibrants portatifs peuvent provoquer le phénomène de Raynaud (syndrome des vibrations main-bras – HAVS). Ceci est plus répandu chez les ébavurages en acier que chez les ébavurages en fer et plus fréquent chez ceux qui utilisent des outils rotatifs. Le taux vibratoire critique pour le déclenchement de ce phénomène est compris entre 2,000 3,000 et 40 125 tours par minute et dans la gamme de XNUMX à XNUMX Hz.

              On pense maintenant que le HAVS implique des effets sur un certain nombre d'autres tissus de l'avant-bras en dehors des nerfs périphériques et des vaisseaux sanguins. Il est associé au syndrome du canal carpien et aux modifications dégénératives des articulations. Une étude récente sur les broyeurs et broyeurs d'aciéries a montré qu'ils étaient deux fois plus susceptibles de développer la maladie de Dupuytren qu'un groupe de comparaison (Thomas et Clarke 1992).

              Les vibrations transmises aux mains du travailleur peuvent être considérablement réduites par : la sélection d'outils conçus pour réduire les plages de fréquence et d'amplitude nocives ; direction de l'orifice d'échappement loin de la main ; utilisation de plusieurs couches de gants ou d'un gant isolant ; et raccourcissement du temps d'exposition par des changements dans les opérations de travail, les outils et les périodes de repos.

              Problèmes oculaires

              Certaines des poussières et des produits chimiques rencontrés dans les fonderies (par exemple, les isocyanates, le formaldéhyde et les amines tertiaires, telles que la diméthyléthylamine, la triéthylamine, etc.) sont des irritants et ont été responsables de symptômes visuels chez les travailleurs exposés. Ceux-ci incluent des démangeaisons, des yeux larmoyants, une vision floue ou floue ou ce qu'on appelle une "vision bleu-gris". Sur la base de l'occurrence de ces effets, il a été recommandé de réduire les expositions moyennes pondérées dans le temps en dessous de 3 ppm.

              D'autres problèmes

              Des expositions au formaldéhyde égales ou supérieures à la limite d'exposition américaine se trouvent dans des opérations bien contrôlées de fabrication de noyaux en boîte chaude. Des expositions plusieurs fois au-dessus de la limite peuvent être trouvées là où le contrôle des risques est médiocre.

              L'amiante a été largement utilisé dans l'industrie de la fonderie et, jusqu'à récemment, il était souvent utilisé dans les vêtements de protection pour les travailleurs exposés à la chaleur. Ses effets ont été constatés lors d'enquêtes radiologiques sur des ouvriers de fonderie, tant parmi les ouvriers de production que parmi les ouvriers d'entretien qui ont été exposés à l'amiante; une enquête transversale a trouvé l'atteinte pleurale caractéristique chez 20 des 900 travailleurs de l'acier (Kronenberg et al. 1991).

              Examens périodiques

              Des examens médicaux préalables à l'embauche et périodiques, y compris une enquête sur les symptômes, des radiographies pulmonaires, des tests de la fonction pulmonaire et des audiogrammes, doivent être fournis à tous les travailleurs de la fonderie avec un suivi approprié si des résultats douteux ou anormaux sont détectés. Les effets cumulatifs de la fumée de tabac sur le risque de problèmes respiratoires chez les travailleurs de la fonderie exigent l'inclusion de conseils sur l'arrêt du tabac dans un programme d'éducation et de promotion de la santé.

              Conclusion

              Les fonderies ont été une opération industrielle essentielle pendant des siècles. Malgré les progrès continus de la technologie, ils présentent aux travailleurs une panoplie de risques pour la sécurité et la santé. Parce que les risques continuent d'exister même dans les usines les plus modernes avec des programmes de prévention et de contrôle exemplaires, la protection de la santé et du bien-être des travailleurs reste un défi permanent pour la direction, les travailleurs et leurs représentants. Cela reste difficile à la fois en période de ralentissement de l'industrie (lorsque les préoccupations pour la santé et la sécurité des travailleurs ont tendance à céder la place aux rigueurs économiques) et en période d'expansion (lorsque la demande d'augmentation de la production peut conduire à des raccourcis potentiellement dangereux dans les processus). L'éducation et la formation à la maîtrise des risques restent donc une nécessité constante.

               

              Noir

              Mercredi, Mars 16 2011 21: 26

              Forgeage et emboutissage

              Présentation du processus

              Le formage de pièces métalliques par application de forces de compression et de traction élevées est courant dans toute la fabrication industrielle. Dans les opérations d'emboutissage, le métal, le plus souvent sous forme de feuilles, de bandes ou de bobines, est façonné en formes spécifiques à température ambiante par cisaillement, pressage et étirement entre les matrices, généralement en une série d'une ou plusieurs étapes d'impact discrètes. L'acier laminé à froid est le matériau de départ de nombreuses opérations d'emboutissage créant des pièces en tôle dans l'automobile, l'électroménager et d'autres industries. Environ 15 % des travailleurs de l'industrie automobile travaillent dans des opérations ou des usines d'emboutissage.

              Dans le forgeage, la force de compression est appliquée à des blocs préformés (ébauches) de métal, généralement chauffés à des températures élevées, également en une ou plusieurs étapes de pressage discrètes. La forme de la pièce finale est déterminée par la forme des cavités de la ou des matrices métalliques utilisées. Avec les matrices d'impression ouvertes, comme dans le forgeage au marteau, l'ébauche est comprimée entre une matrice fixée à l'enclume inférieure et le vérin vertical. Avec des matrices d'impression fermées, comme dans le forgeage à la presse, l'ébauche est comprimée entre la matrice inférieure et une matrice supérieure fixée au vérin.

              Les forges à marteaux-pilons utilisent un cylindre à vapeur ou à air pour soulever le marteau, qui est ensuite lâché par gravité ou entraîné par de la vapeur ou de l'air. Le nombre et la force des coups de marteau sont contrôlés manuellement par l'opérateur. L'opérateur tient souvent l'extrémité froide du stock tout en actionnant le marteau-pilon. Le forgeage au marteau tombant représentait autrefois environ les deux tiers de tous les forges effectués aux États-Unis, mais il est moins courant aujourd'hui.

              Les forges d'emboutissage utilisent un vérin mécanique ou hydraulique pour façonner la pièce d'un seul coup lent et contrôlé (voir figure 1). Le forgeage à la presse est généralement contrôlé automatiquement. Elle peut être réalisée à chaud ou à température normale (forgeage à froid, filage). Une variante du forgeage normal est le laminage, où des applications continues de force sont utilisées et l'opérateur tourne la pièce.

              Figure 1. Forgeage à la presse

              MET030F1

              Les lubrifiants de matrice sont pulvérisés ou autrement appliqués sur les faces de matrice et les surfaces vierges avant et entre les coups de marteau ou de presse.

              Les pièces de machine à haute résistance telles que les arbres, les couronnes dentées, les boulons et les composants de suspension de véhicule sont des produits de forgeage en acier courants. Les composants d'avion à haute résistance tels que les longerons d'aile, les disques de turbine et les trains d'atterrissage sont forgés à partir d'alliages d'aluminium, de titane ou de nickel et d'acier. Environ 3 % des travailleurs de l'automobile travaillent dans des opérations ou des usines de forgeage.

              Conditions de travail

              De nombreux risques courants dans l'industrie lourde sont présents dans les opérations d'emboutissage et de forgeage. Ceux-ci incluent les microtraumatismes répétés (RSI) dus à la manipulation et au traitement répétés des pièces et au fonctionnement des commandes de la machine telles que les boutons de la paume. Les pièces lourdes exposent les travailleurs à des problèmes de dos et d'épaule ainsi qu'à des troubles musculo-squelettiques des membres supérieurs. Les opérateurs de presse dans les usines d'emboutissage automobile ont des taux de RSI comparables à ceux des travailleurs des usines d'assemblage occupant des emplois à haut risque. Des vibrations et du bruit à forte impulsion sont présents dans la plupart des opérations d'emboutissage et certaines opérations de forgeage (par exemple, vapeur ou marteau pneumatique), entraînant une perte auditive et une éventuelle maladie cardiovasculaire; ce sont parmi les environnements industriels les plus bruyants (plus de 100 dBA). Comme dans d'autres formes de systèmes automatisés, les charges énergétiques des travailleurs peuvent être élevées, en fonction des pièces manipulées et des taux de cycle de la machine.

              Les blessures catastrophiques résultant de mouvements imprévus de la machine sont courantes dans l'emboutissage et le forgeage. Celles-ci peuvent être dues à : (1) une défaillance mécanique des systèmes de commande de la machine, tels que les mécanismes d'embrayage dans des situations où les travailleurs sont censés se trouver régulièrement dans l'enveloppe de fonctionnement de la machine (une conception de processus inacceptable) ; (2) des lacunes dans la conception ou les performances de la machine qui invitent des interventions non programmées des travailleurs, telles que le déplacement de pièces bloquées ou mal alignées ; ou (3) des procédures de maintenance inappropriées à haut risque effectuées sans verrouillage adéquat de l'ensemble du réseau de machines concerné, y compris l'automatisation du transfert de pièces et les fonctions des autres machines connectées. La plupart des réseaux de machines automatisées ne sont pas configurés pour un verrouillage rapide, efficace et efficace ou un dépannage sûr.

              Les brouillards d'huiles de lubrification des machines générés pendant le fonctionnement normal sont un autre risque générique pour la santé dans les opérations d'emboutissage et de forgeage alimentées par de l'air comprimé, exposant potentiellement les travailleurs à des risques de maladies respiratoires, dermatologiques et digestives.

              Problèmes de santé et de sécurité

              Estampillage

              Les opérations d'emboutissage présentent un risque élevé de lacération sévère en raison de la manipulation requise de pièces à bords tranchants. La manipulation des déchets résultant des périmètres coupés et des sections découpées des pièces est peut-être pire. Les déchets sont généralement collectés par des goulottes et des convoyeurs alimentés par gravité. L'élimination des bourrages occasionnels est une activité à haut risque.

              Les risques chimiques spécifiques à l'emboutissage proviennent généralement de deux sources principales : les composés d'étirage (c'est-à-dire les lubrifiants de matrice) dans les opérations de presse réelles et les émissions de soudage provenant de l'assemblage des pièces embouties. Les composés d'étirage (DC) sont nécessaires pour la plupart des estampages. Le matériau est pulvérisé ou roulé sur la tôle et d'autres brouillards sont générés par l'événement d'emboutissage lui-même. Comme d'autres fluides pour le travail des métaux, les composés d'étirage peuvent être des huiles pures ou des émulsions d'huile (huiles solubles). Les composants comprennent des fractions d'huile de pétrole, des agents lubrifiants spéciaux (par exemple, des dérivés d'acides gras animaux et végétaux, des huiles et des cires chlorées), des alcanolamines, des sulfonates de pétrole, des borates, des épaississants dérivés de la cellulose, des inhibiteurs de corrosion et des biocides. Les concentrations de brouillard dans l'air lors des opérations d'emboutissage peuvent atteindre celles des opérations d'usinage typiques, bien que ces niveaux aient tendance à être inférieurs en moyenne (0.05 à 2.0 mg/m3). Cependant, un brouillard visible et un film d'huile accumulé sur les surfaces des bâtiments sont souvent présents, et le contact avec la peau peut être plus élevé en raison d'une manipulation intensive des pièces. Les expositions les plus susceptibles de présenter des dangers sont les huiles chlorées (cancer possible, maladie du foie, troubles cutanés), les dérivés d'acides gras de colophane ou de tallol (sensibilisants), les fractions pétrolières (cancers digestifs) et, éventuellement, le formaldéhyde (provenant de biocides) et les nitrosamines (provenant de alcanolamines et nitrite de sodium, soit en tant qu'ingrédients DC, soit dans des revêtements de surface sur de l'acier entrant). Un cancer digestif élevé a été observé dans deux usines d'emboutissage d'automobiles. Les efflorescences microbiologiques dans les systèmes qui appliquent des DC en les faisant rouler sur des tôles à partir d'un réservoir ouvert peuvent présenter des risques pour les travailleurs pour des problèmes respiratoires et dermatologiques analogues à ceux des opérations d'usinage.

              Le soudage des pièces embouties est souvent effectué dans des usines d'emboutissage, généralement sans lavage intermédiaire. Cela produit des émissions qui comprennent des fumées métalliques et des produits de pyrolyse et de combustion provenant du composé d'étirage et d'autres résidus de surface. Les opérations de soudage typiques (principalement par résistance) dans les usines d'emboutissage génèrent des concentrations totales de particules dans l'air comprises entre 0.05 et 4.0 mg/m3. La teneur en métal (sous forme de fumées et d'oxydes) représente généralement moins de la moitié de cette matière particulaire, ce qui indique que jusqu'à 2.0 mg/m3 est un débris chimique mal caractérisé. Le résultat est un voile visible dans de nombreuses zones de soudage des usines d'emboutissage. La présence de dérivés chlorés et d'autres ingrédients organiques soulève de sérieuses inquiétudes quant à la composition de la fumée de soudage dans ces environnements et plaide fortement en faveur de contrôles de la ventilation. L'application d'autres matériaux avant le soudage (tels que l'apprêt, la peinture et les adhésifs de type époxy), dont certains sont ensuite soudés, ajoute une préoccupation supplémentaire. Les activités de réparation de la production de soudage, généralement effectuées manuellement, présentent souvent des expositions plus élevées à ces mêmes contaminants atmosphériques. Des taux excessifs de cancer du poumon ont été observés chez les soudeurs d'une usine d'emboutissage d'automobiles.

              Forger

              Comme l'emboutissage, les opérations de forgeage peuvent présenter des risques élevés de lacération lorsque les travailleurs manipulent des pièces forgées ou coupent les bavures ou les bords indésirables des pièces. Le forgeage à fort impact peut également éjecter des fragments, du tartre ou des outils, causant des blessures. Dans certaines activités de forgeage, le travailleur saisit la pièce à usiner avec des pinces lors des étapes de pressage ou d'impact, ce qui augmente le risque de blessures musculo-squelettiques. En forge, contrairement à l'emboutissage, les fours de chauffage des pièces (pour le forgeage et le recuit) ainsi que les bacs de pièces forgées à chaud sont généralement à proximité. Ceux-ci créent un potentiel de conditions de stress thermique élevé. D'autres facteurs de stress thermique sont la charge métabolique du travailleur lors de la manipulation manuelle des matériaux et, dans certains cas, la chaleur dégagée par les produits de combustion des lubrifiants à base d'huile.

              La lubrification des matrices est nécessaire dans la plupart des pièces forgées et a la particularité supplémentaire que le lubrifiant entre en contact avec des pièces à haute température. Cela provoque une pyrolyse et une aérosolisation immédiates non seulement dans les matrices, mais également par la suite à partir des pièces de fumage dans les bacs de refroidissement. Les ingrédients lubrifiants de la matrice de forgeage peuvent comprendre des boues de graphite, des épaississants polymères, des émulsifiants de sulfonate, des fractions de pétrole, du nitrate de sodium, du nitrite de sodium, du carbonate de sodium, du silicate de sodium, des huiles de silicone et des biocides. Ceux-ci sont appliqués sous forme de pulvérisations ou, dans certaines applications, par écouvillonnage. Les fours utilisés pour chauffer le métal à forger sont généralement alimentés au mazout ou au gaz, ou ce sont des fours à induction. Les émissions peuvent provenir de fours à combustible avec un tirage insuffisant et de fours à induction non ventilés lorsque le stock de métal entrant contient des contaminants de surface, tels que de l'huile ou des inhibiteurs de corrosion, ou si, avant le forgeage, il a été lubrifié pour le cisaillement ou le sciage (comme dans le cas du stock de barres). Aux États-Unis, les concentrations totales de particules dans l'air dans les opérations de forgeage varient généralement de 0.1 à 5.0 mg/m3 et varient considérablement au sein des opérations de forgeage en raison des courants de convection thermique. Un taux élevé de cancer du poumon a été observé chez les travailleurs du forgeage et du traitement thermique de deux usines de fabrication de roulements à billes.

              Pratiques de santé et de sécurité

              Peu d'études ont évalué les effets réels sur la santé des travailleurs exposés à l'emboutissage ou au forgeage. La caractérisation complète du potentiel de toxicité de la plupart des opérations de routine, y compris l'identification et la mesure des agents toxiques prioritaires, n'a pas été effectuée. L'évaluation des effets à long terme sur la santé de la technologie de lubrification des matrices développée dans les années 1960 et 1970 n'est devenue possible que récemment. Par conséquent, la réglementation de ces expositions se réfère par défaut à des normes génériques de poussière ou de particules totales telles que 5.0 mg/m3 aux Etats-Unis. Bien que probablement adéquate dans certaines circonstances, cette norme n'est manifestement pas adéquate pour de nombreuses applications d'emboutissage et de forgeage.

              Une certaine réduction des concentrations de brouillard de lubrifiant est possible avec une gestion soigneuse de la procédure d'application à la fois dans l'emboutissage et le forgeage. L'application au rouleau dans l'emboutissage est préférable lorsque cela est possible, et l'utilisation d'une pression d'air minimale dans les pulvérisations est bénéfique. L'éventuelle élimination des ingrédients dangereux prioritaires doit être étudiée. Les enceintes avec pression négative et collecteurs de brouillard peuvent être très efficaces mais peuvent être incompatibles avec la manipulation des pièces. Le filtrage de l'air libéré des systèmes d'air à haute pression dans les presses réduirait le brouillard d'huile de la presse (et le bruit). Le contact avec la peau lors des opérations d'estampage peut être réduit grâce à l'automatisation et à de bons vêtements de protection individuelle, offrant une protection contre les lacérations et la saturation en liquide. Pour le soudage en usine d'emboutissage, le lavage des pièces avant le soudage est hautement souhaitable, et des enceintes partielles avec LEV réduiraient considérablement les niveaux de fumée.

              Les contrôles visant à réduire le stress thermique lors de l'emboutissage et du forgeage à chaud comprennent la minimisation de la quantité de manipulation manuelle des matériaux dans les zones à haute température, le blindage des fours pour réduire le rayonnement de la chaleur, la minimisation de la hauteur des portes et des fentes du four et l'utilisation de ventilateurs de refroidissement. L'emplacement des ventilateurs de refroidissement doit faire partie intégrante de la conception du mouvement de l'air pour contrôler les expositions au brouillard et le stress thermique ; sinon, le refroidissement ne peut être obtenu qu'au prix d'expositions plus élevées.

              La mécanisation de la manutention des matériaux, le passage du martelage au forgeage à la presse lorsque cela est possible et l'ajustement du rythme de travail à des niveaux pratiques sur le plan ergonomique peuvent réduire le nombre de blessures musculo-squelettiques.

              Les niveaux de bruit peuvent être réduits en combinant le passage du marteau aux forges à presse lorsque cela est possible, des enceintes bien conçues et le silence des soufflantes de four, des embrayages pneumatiques, des conduits d'air et de la manipulation des pièces. Un programme de préservation de l'ouïe devrait être institué.

              L'EPI nécessaire comprend une protection de la tête, une protection des pieds, des lunettes de protection, des protections auditives (autour comme en cas de bruit excessif), des tabliers et des leggings résistants à la chaleur et à l'huile (avec une utilisation intensive de lubrifiants à base d'huile) et une protection infrarouge des yeux et du visage (autour fours).

              Dangers environnementaux pour la santé

              Les risques environnementaux découlant des usines d'emboutissage, relativement mineurs par rapport à ceux de certains autres types d'usines, comprennent l'élimination des déchets de composés d'étirage et de solutions de lavage et l'évacuation des fumées de soudage sans nettoyage adéquat. Certaines usines de forgeage ont historiquement causé une dégradation aiguë de la qualité de l'air local avec la fumée de forgeage et la poussière de tartre. Cependant, avec une capacité d'épuration de l'air appropriée, cela n'a pas besoin de se produire. L'élimination des chutes d'emboutissage et des calamines de forgeage contenant des lubrifiants de matrice est un autre problème potentiel.

               

              Noir

              Mercredi, Mars 16 2011 21: 30

              Soudage et découpe thermique

              Cet article est une révision de la 3e édition de l'article de l'Encyclopédie de la santé et de la sécurité au travail « Soudage et coupage thermique » par GS Lyndon.

              Présentation du processus

              Soudage est un terme générique faisant référence à l'union de pièces de métal sur des faces de joint rendues plastiques ou liquides par la chaleur ou la pression, ou les deux. Les trois sources directes courantes de chaleur sont :

              1. flamme produite par la combustion d'un gaz combustible avec de l'air ou de l'oxygène
              2. arc électrique, formé entre une électrode et une pièce ou entre deux électrodes
              3. résistance électrique offerte au passage du courant entre deux ou plusieurs pièces.

               

              D'autres sources de chaleur pour le soudage sont décrites ci-dessous (voir tableau 1).

              Tableau 1. Entrées de matériaux de procédé et sorties de pollution pour la fusion et l'affinage du plomb

              Processus

              Apport matériel

              Émissions atmosphériques

              Déchets de processus

              Autres déchets

              Frittage de plomb

              Minerai de plomb, fer, silice, fondant calcaire, coke, soude, cendre, pyrite, zinc, caustique, poussière de dépoussiérage

              Anhydride sulfureux, particules contenant du cadmium et du plomb

                 

              Fusion du plomb

              Plomb fritté, coke

              Anhydride sulfureux, particules contenant du cadmium et du plomb

              Eaux usées de lavage de l'usine, eau de granulation des scories

              Laitier contenant des impuretés telles que le zinc, le fer, la silice et la chaux, solides de retenue de surface

              Scories de plomb

              Plomb lingot, carbonate de soude, soufre, poussière de dépoussiérage, coke

                 

              Laitier contenant des impuretés telles que le cuivre, les solides de retenue de surface

              Affinage du plomb

              Lingots de plomb

                   

               

              In soudage et coupage au gaz, l'oxygène ou l'air et un gaz combustible sont introduits dans un chalumeau (torche) dans lequel ils sont mélangés avant la combustion au niveau de la buse. La sarbacane est généralement tenue à la main (voir figure 1). La chaleur fait fondre les faces métalliques des pièces à assembler, les faisant couler ensemble. Un métal d'apport ou un alliage est fréquemment ajouté. L'alliage a souvent un point de fusion inférieur à celui des pièces à assembler. Dans ce cas, les deux pièces ne sont généralement pas portées à température de fusion (brasage, brasage). Des flux chimiques peuvent être utilisés pour empêcher l'oxydation et faciliter l'assemblage.

              Figure 1. Soudage au gaz avec une torche et une tige de métal filtrant. Le soudeur est protégé par un tablier en cuir, des gantelets et des lunettes

              MET040F1

              Dans le soudage à l'arc, l'arc est amorcé entre une électrode et les pièces. L'électrode peut être connectée à une alimentation électrique en courant alternatif (AC) ou en courant continu (DC). La température de cette opération est d'environ 4,000°C lorsque les pièces fusionnent. Habituellement, il est nécessaire d'ajouter du métal fondu au joint soit en faisant fondre l'électrode elle-même (procédés à électrode consommable), soit en fondant une tige de remplissage séparée qui ne transporte pas de courant (procédés à électrode non consommable).

              La plupart des soudages à l'arc conventionnels sont effectués manuellement au moyen d'une électrode consommable recouverte (enrobée) dans un porte-électrode portatif. Le soudage est également réalisé par de nombreux procédés de soudage électrique semi ou entièrement automatiques tels que le soudage par résistance ou l'alimentation continue des électrodes.

              Pendant le processus de soudage, la zone de soudage doit être protégée de l'atmosphère afin d'éviter l'oxydation et la contamination. Il existe deux types de protection : les revêtements de flux et la protection par gaz inerte. Dans soudage à l'arc sous flux protégé, l'électrode consommable est constituée d'un noyau métallique entouré d'un matériau de revêtement de flux, qui est généralement un mélange complexe de minéraux et d'autres composants. Le flux fond au fur et à mesure que le soudage progresse, recouvrant le métal fondu de laitier et enveloppant la zone de soudage d'une atmosphère protectrice de gaz (par exemple, le dioxyde de carbone) généré par le flux chauffé. Après le soudage, le laitier doit être éliminé, souvent par écaillage.

              In soudage à l'arc sous protection gazeuse, une couverture de gaz inerte scelle l'atmosphère et empêche l'oxydation et la contamination pendant le processus de soudage. L'argon, l'hélium, l'azote ou le dioxyde de carbone sont couramment utilisés comme gaz inertes. Le gaz choisi dépend de la nature des matériaux à souder. Les deux types les plus populaires de soudage à l'arc sous protection gazeuse sont le métal et le gaz inerte au tungstène (MIG et TIG).

              Soudage par résistance consiste à utiliser la résistance électrique au passage d'un courant élevé à basse tension à travers des composants à souder pour générer de la chaleur pour faire fondre le métal. La chaleur générée à l'interface entre les composants les amène à des températures de soudage.

              Les dangers et leur prévention

              Tout soudage comporte des risques d'incendie, de brûlures, de chaleur rayonnante (rayonnement infrarouge) et d'inhalation de fumées métalliques et d'autres contaminants. D'autres risques associés à des procédés de soudage spécifiques comprennent les risques électriques, le bruit, le rayonnement ultraviolet, l'ozone, le dioxyde d'azote, le monoxyde de carbone, les fluorures, les bouteilles de gaz comprimé et les explosions. Voir le tableau 2 pour plus de détails.

              Tableau 2. Description et dangers des procédés de soudage

              Processus de soudage

              Description

              Dangers

              Soudage et coupage au gaz

              Soudage

              La torche fait fondre la surface métallique et la tige de remplissage, provoquant la formation d'un joint.

              Fumées métalliques, dioxyde d'azote, monoxyde de carbone, bruit, brûlures, rayonnement infrarouge, incendie, explosions

              Brasage

              Les deux surfaces métalliques sont collées sans faire fondre le métal. La température de fusion du métal d'apport est supérieure à 450 °C. Le chauffage se fait par chauffage à la flamme, chauffage par résistance et chauffage par induction.

              Fumées métalliques (surtout cadmium), fluorures, incendie, explosion, brûlures

              Soudure

              Similaire au brasage, sauf que la température de fusion du métal d'apport est inférieure à 450 °C. Le chauffage se fait également à l'aide d'un fer à souder.

              Flux, vapeurs de plomb, brûlures

              Coupe de métal et gougeage à la flamme

              Dans une variante, le métal est chauffé par une flamme, et un jet d'oxygène pur est dirigé sur le point de découpe et déplacé le long de la ligne à découper. Lors du gougeage à la flamme, une bande de métal de surface est enlevée mais le métal n'est pas coupé.

              Fumées métalliques, dioxyde d'azote, monoxyde de carbone, bruit, brûlures, rayonnement infrarouge, incendie, explosions

              Soudage sous pression de gaz

              Les pièces sont chauffées par des jets de gaz sous pression et forgées ensemble.

              Fumées métalliques, dioxyde d'azote, monoxyde de carbone, bruit, brûlures, rayonnement infrarouge, incendie, explosions

              Soudage à l'arc sous protection contre le flux

              Soudage à l'arc sous protection (SMAC); soudage à l'arc "à la baguette" ; soudage manuel à l'arc métallique (MMA); soudage à l'arc ouvert

              Utilise une électrode consommable constituée d'un noyau métallique entouré d'un revêtement de flux

              Fumées métalliques, fluorures (en particulier avec des électrodes à faible teneur en hydrogène), rayonnement infrarouge et ultraviolet, brûlures, électricité, incendie ; aussi bruit, ozone, dioxyde d'azote

              Soudage à l'arc submergé (SAW)

              Une couverture de flux granulé est déposée sur la pièce, suivie d'une électrode en fil métallique nu consommable. L'arc fait fondre le flux pour produire un écran protecteur en fusion dans la zone de soudage.

              Fluorures, feu, brûlures, rayonnement infrarouge, électrique ; également les vapeurs métalliques, le bruit, le rayonnement ultraviolet, l'ozone et le dioxyde d'azote

              Soudage à l'arc sous protection gazeuse

              Gaz inerte métallique (MIG); soudage à l'arc gaz-métal (GMAC)

              L'électrode est normalement un fil nu consommable de composition similaire au métal fondu et est alimenté en continu vers l'arc.

              Rayonnement ultraviolet, fumées métalliques, ozone, monoxyde de carbone (avec CO2 gaz), dioxyde d'azote, feu, brûlures, rayonnement infrarouge, électrique, fluorures, bruit

              Gaz inerte de tungstène (TIG); soudage à l'arc sous gaz tungstène (GTAW); héliarc

              L'électrode de tungstène est non consommable et le métal d'apport est introduit manuellement comme consommable dans l'arc.

              Rayonnement ultraviolet, vapeurs métalliques, ozone, dioxyde d'azote, feu, brûlures, rayonnement infrarouge, électrique, bruit, fluorures, monoxyde de carbone


              Soudage à l'arc plasma (PAW) et projection à l'arc plasma ; découpe à l'arc de tungstène

              Semblable au soudage TIG, sauf que l'arc et le flux de gaz inertes passent à travers un petit orifice avant d'atteindre la pièce, créant un « plasma » de gaz hautement ionisé qui peut atteindre des températures supérieures à 33,400 XNUMX °C. Ceci est également utilisé pour la métallisation.

              Vapeurs métalliques, ozone, dioxyde d'azote, rayonnement ultraviolet et infrarouge, bruit ; feu, brûlures, électricité, fluorures, monoxyde de carbone, rayons X possibles

              Soudage à l'arc avec noyau de flux (FCAW); soudage au gaz actif métallique (MAG)

              Utilise une électrode consommable à noyau de flux ; peut avoir un bouclier de dioxyde de carbone (MAG)

              Rayonnement ultraviolet, fumées métalliques, ozone, monoxyde de carbone (avec CO2 gaz), dioxyde d'azote, feu, brûlures, rayonnement infrarouge, électrique, fluorures, bruit

              Soudage par résistance électrique

              Soudage par résistance (par points, à la molette, par projection ou bout à bout)

              Un courant élevé à basse tension traverse les deux composants à partir des électrodes. La chaleur générée à l'interface entre les composants les amène à des températures de soudage. Lors du passage du courant, la pression des électrodes produit une soudure forgée. Aucun flux ou métal d'apport n'est utilisé.

              Ozone, bruit (parfois), risques liés aux machines, incendie, brûlures, électricité, vapeurs métalliques

              Soudage sous laitier électro

              Utilisé pour le soudage bout à bout vertical. Les pièces sont placées verticalement, avec un espace entre elles, et des plaques ou sabots de cuivre sont placés sur un ou les deux côtés du joint pour former un bain. Un arc est établi sous une couche de flux entre un ou plusieurs fils d'électrode alimentés en continu et une plaque métallique. Un bain de métal en fusion se forme, protégé par un fondant ou un laitier en fusion, qui est maintenu en fusion par résistance au courant passant entre l'électrode et les pièces. Cette chaleur générée par la résistance fait fondre les côtés du joint et le fil d'électrode, remplissant le joint et réalisant une soudure. Au fur et à mesure que le soudage progresse, le métal en fusion et le laitier sont maintenus en position en déplaçant les plaques de cuivre.

              Brûlures, incendie, rayonnement infrarouge, électricité, vapeurs métalliques

              Soudage par étincelage

              Les deux pièces métalliques à souder sont reliées à une source basse tension à fort courant. Lorsque les extrémités des composants sont mises en contact, un courant important circule, provoquant un "clignotement" et amenant les extrémités des composants aux températures de soudage. Une soudure forgée est obtenue par pression.

              Électricité, brûlures, incendie, vapeurs métalliques


              Autres procédés de soudage

              Soudage par faisceau d'électrons

              Une pièce dans une chambre à vide est bombardée par un faisceau d'électrons provenant d'un canon à électrons à haute tension. L'énergie des électrons est transformée en chaleur lorsqu'ils frappent la pièce, faisant ainsi fondre le métal et fondant la pièce.

              Rayons X à haute tension, électriques, brûlures, poussières métalliques, espaces confinés

              Découpe Arcair

              Un arc est amorcé entre l'extrémité d'une électrode en carbone (dans un porte-électrode manuel avec sa propre alimentation en air comprimé) et la pièce. Le métal en fusion produit est soufflé par des jets d'air comprimé.

              Vapeurs métalliques, monoxyde de carbone, dioxyde d'azote, ozone, feu, brûlures, rayonnement infrarouge, électricité

              Soudage par friction

              Une technique de soudage purement mécanique dans laquelle un composant reste immobile tandis que l'autre tourne contre lui sous pression. La chaleur est générée par le frottement et à la température de forgeage, la rotation cesse. Une pression de forgeage effectue ensuite la soudure.

              Chaleur, brûlures, risques liés aux machines

              Soudage et perçage laser

              Les faisceaux laser peuvent être utilisés dans des applications industrielles nécessitant une précision exceptionnelle, telles que les assemblages miniatures et les microtechniques dans l'industrie électronique ou les filières pour l'industrie des fibres artificielles. Le faisceau laser fond et joint les pièces.

              Électricité, rayonnement laser, rayonnement ultraviolet, incendie, brûlures, vapeurs métalliques, produits de décomposition des revêtements de pièces

              Goujons soudés

              Un arc est amorcé entre un goujon métallique (agissant comme électrode) maintenu dans un pistolet de soudage de goujons et la plaque métallique à assembler, et élève la température des extrémités des composants jusqu'au point de fusion. Le pistolet force le goujon contre la plaque et le soude. Le blindage est assuré par une virole en céramique entourant le plot.

              Fumées métalliques, rayonnement infrarouge et ultraviolet, brûlures, électricité, incendie, bruit, ozone, dioxyde d'azote

              Soudage thermite

              Un mélange de poudre d'aluminium et d'une poudre d'oxyde métallique (fer, cuivre, etc.) est allumé dans un creuset, produisant du métal en fusion avec dégagement de chaleur intense. Le creuset est taraudé et le métal en fusion s'écoule dans la cavité à souder (qui est entourée d'un moule en sable). Ceci est souvent utilisé pour réparer des pièces moulées ou des pièces forgées.

              Incendie, explosion, rayonnement infrarouge, brûlures

               

              Une grande partie du soudage n'est pas effectuée dans des ateliers où les conditions peuvent généralement être contrôlées, mais sur le terrain dans la construction ou la réparation de grandes structures et de machines (par exemple, charpentes de bâtiments, ponts et tours, navires, locomotives et wagons de chemin de fer, équipement lourd, etc. au). Le soudeur peut être amené à transporter tout son équipement sur le chantier, à l'installer et à travailler dans des espaces confinés ou sur des échafaudages. Des efforts physiques, une fatigue excessive et des blessures musculo-squelettiques peuvent s'ensuivre lorsqu'on doit s'étendre, s'agenouiller ou travailler dans d'autres positions inconfortables et inconfortables. Le stress thermique peut résulter du travail par temps chaud et des effets occlusifs de l'équipement de protection individuelle, même sans la chaleur générée par le processus de soudage.

              Bouteilles de gaz comprimé

              Dans les installations de soudage au gaz à haute pression, l'oxygène et le gaz combustible (acétylène, hydrogène, gaz de ville, propane) sont amenés à la torche à partir de bouteilles. Les gaz sont stockés dans ces bouteilles à haute pression. Les risques spéciaux d'incendie et d'explosion et les précautions à prendre pour une utilisation et un stockage sûrs des gaz combustibles sont également abordés ailleurs dans ce Encyclopédie. Les précautions suivantes doivent être respectées :

              • Seuls des régulateurs de pression conçus pour le gaz utilisé doivent être montés sur les bouteilles. Par exemple, un régulateur d'acétylène ne doit pas être utilisé avec du gaz de houille ou de l'hydrogène (bien qu'il puisse être utilisé avec du propane).
              • Les chalumeaux doivent être maintenus en bon état et nettoyés à intervalles réguliers. Un bâton de bois dur ou un fil de laiton doux doit être utilisé pour nettoyer les pointes. Ils doivent être connectés aux régulateurs avec des tuyaux spéciaux renforcés de toile placés de telle manière qu'ils ne risquent pas d'être endommagés.
              • Les bouteilles d'oxygène et d'acétylène doivent être entreposées séparément et uniquement dans des locaux résistants au feu, dépourvus de matériaux inflammables et placés de manière à pouvoir être facilement enlevés en cas d'incendie. Les codes locaux du bâtiment et de protection contre les incendies doivent être consultés.
              • Le code couleur en vigueur ou préconisé pour l'identification des bouteilles et accessoires doit être scrupuleusement respecté. Dans de nombreux pays, les codes de couleurs internationalement acceptés utilisés pour le transport de matières dangereuses sont appliqués dans ce domaine. Les arguments en faveur de l'application de normes internationales uniformes à cet égard sont renforcés par des considérations de sécurité liées à la migration internationale croissante des travailleurs de l'industrie.

               

              Générateurs d'acétylène

              Dans le procédé de soudage au gaz à basse pression, l'acétylène est généralement produit dans des générateurs par réaction de carbure de calcium et d'eau. Le gaz est ensuite acheminé vers la torche de soudage ou de coupage dans laquelle de l'oxygène est introduit.

              Les centrales électriques fixes doivent être installées soit à l'air libre, soit dans un bâtiment bien aéré à l'écart des ateliers principaux. La ventilation du local du groupe électrogène doit être telle qu'elle empêche la formation d'une atmosphère explosive ou toxique. Un éclairage adéquat doit être fourni; les interrupteurs, autres appareillages électriques et lampes électriques doivent être situés à l'extérieur du bâtiment ou être antidéflagrants. La fumée, les flammes, les torches, les installations de soudure ou les matériaux inflammables doivent être exclus de la maison ou du voisinage d'une génératrice à ciel ouvert. Bon nombre de ces précautions s'appliquent également aux générateurs portatifs. Les génératrices portatives doivent être utilisées, nettoyées et rechargées uniquement à l'air libre ou dans un magasin bien aéré, à l'écart de tout matériau inflammable.

              Le carbure de calcium est fourni dans des fûts scellés. Le matériel doit être stocké et maintenu au sec, sur une plate-forme élevée au-dessus du niveau du sol. Les magasins doivent être situés à l'abri et, s'ils sont contigus à un autre bâtiment, le mur mitoyen doit être à l'épreuve du feu. Le local de stockage doit être convenablement ventilé par le toit. Les fûts ne doivent être ouverts qu'immédiatement avant le chargement du générateur. Un ouvre-porte spécial doit être fourni et utilisé ; un marteau et un ciseau ne doivent jamais être utilisés pour ouvrir des fûts. Il est dangereux de laisser les fûts en carbure de calcium exposés à toute source d'eau.

              Avant de démonter un générateur, tout le carbure de calcium doit être retiré et l'installation remplie d'eau. L'eau doit rester dans l'usine pendant au moins une demi-heure pour s'assurer que chaque partie est exempte de gaz. Le démontage et l'entretien doivent être effectués uniquement par le fabricant de l'équipement ou par un spécialiste. Lorsqu'un générateur est rechargé ou nettoyé, aucune partie de l'ancienne charge ne doit être réutilisée.

              Les morceaux de carbure de calcium coincés dans le mécanisme d'alimentation ou adhérant à des parties de la plante doivent être retirés avec précaution, à l'aide d'outils anti-étincelles en bronze ou en un autre alliage non ferreux approprié.

              Toutes les personnes concernées doivent connaître parfaitement les instructions du fabricant, qui doivent être affichées bien en vue. Les précautions suivantes doivent également être respectées :

              • Une soupape de contre-pression bien conçue doit être installée entre le générateur et chaque chalumeau pour éviter les retours de flamme ou l'écoulement inverse du gaz. La vanne doit être régulièrement inspectée après un retour de flamme et le niveau d'eau doit être vérifié quotidiennement.
              • Seuls des chalumeaux de type injecteur conçus pour un fonctionnement à basse pression doivent être utilisés. Pour le chauffage et le coupage, le gaz de ville ou l'hydrogène à basse pression sont parfois employés. Dans ces cas, un clapet anti-retour doit être placé entre chaque chalumeau et l'alimentation principale ou la canalisation.
              • Une explosion peut être provoquée par un « retour de flamme », qui résulte du trempage de la pointe de la buse dans le bain de métal en fusion, de boue ou de peinture, ou de tout autre arrêt. Les particules de laitier ou de métal qui s'attachent à la pointe doivent être éliminées. La pointe doit également être refroidie fréquemment.
              • Les codes locaux du bâtiment et de prévention des incendies doivent être consultés.

               

              Prévention des incendies et des explosions

              Lors de la localisation des opérations de soudage, il convient de tenir compte des murs environnants, des sols, des objets à proximité et des déchets. Les procédures suivantes doivent être suivies :

              • Tous les matériaux combustibles doivent être enlevés ou adéquatement protégés par de la tôle ou d'autres matériaux appropriés ; les bâches ne doivent jamais être utilisées.
              • Les structures en bois doivent être découragées ou protégées de manière similaire. Les planchers de bois doivent être évités.
              • Des mesures de précaution doivent être prises en cas d'ouvertures ou de fissures dans les murs et les sols ; les matériaux inflammables dans les pièces adjacentes ou à l'étage inférieur doivent être déplacés vers un endroit sûr. Les codes locaux du bâtiment et de prévention des incendies doivent être consultés.
              • Un appareil d'extinction d'incendie approprié doit toujours être à portée de main. Dans le cas d'une installation basse pression utilisant un générateur d'acétylène, des seaux de sable sec doivent également être tenus à disposition ; les extincteurs à poudre sèche ou à dioxyde de carbone sont satisfaisants. L'eau ne doit jamais être utilisée.
              • Des pompiers peuvent être nécessaires. Une personne responsable doit être désignée pour surveiller le site pendant au moins une demi-heure après la fin des travaux, afin de faire face à tout départ de feu.
              • Étant donné que des explosions peuvent se produire lorsque du gaz acétylène est présent dans l'air dans n'importe quelle proportion entre 2 et 80 %, une ventilation et une surveillance adéquates sont nécessaires pour garantir l'absence de fuites de gaz. Seule de l'eau savonneuse doit être utilisée pour rechercher les fuites de gaz.
              • L'oxygène doit être soigneusement contrôlé. Par exemple, il ne doit jamais être rejeté dans l'air dans un espace confiné ; de nombreux métaux, vêtements et autres matériaux deviennent activement combustibles en présence d'oxygène. Dans l'oxycoupage, tout oxygène qui ne peut pas être consommé sera rejeté dans l'atmosphère ; le coupage au gaz ne doit jamais être entrepris dans un espace confiné sans dispositifs de ventilation appropriés.
              • Les alliages riches en magnésium ou autres métaux combustibles doivent être tenus à l'écart des flammes ou des arcs de soudage.
              • Le soudage des conteneurs peut être extrêmement dangereux. Si le contenu précédent est inconnu, un récipient doit toujours être traité comme s'il avait contenu une substance inflammable. Les explosions peuvent être évitées soit en enlevant tout matériau inflammable, soit en le rendant non explosif et ininflammable.
              • Le mélange d'aluminium et d'oxyde de fer utilisé dans le soudage aluminothermique est stable dans des conditions normales. Cependant, compte tenu de la facilité avec laquelle la poudre d'aluminium s'enflamme et de la nature quasi explosive de la réaction, des précautions appropriées doivent être prises lors de la manipulation et du stockage (éviter l'exposition à une chaleur élevée et à d'éventuelles sources d'inflammation).
              • Un programme écrit de permis de travail à chaud est requis pour le soudage dans certaines juridictions. Ce programme décrit les précautions et les procédures à suivre lors du soudage, du coupage, du brûlage, etc. Ce programme doit inclure les opérations spécifiques réalisées ainsi que les mesures de sécurité à mettre en œuvre. Il doit être spécifique à l'usine et peut inclure un système de permis interne qui doit être complété avec chaque opération individuelle.

               

              Protection contre la chaleur et les risques de brûlures

              Des brûlures des yeux et des parties exposées du corps peuvent survenir en raison du contact avec du métal chaud et des éclaboussures de particules métalliques incandescentes ou de métal en fusion. Dans le soudage à l'arc, une étincelle à haute fréquence utilisée pour amorcer l'arc peut provoquer de petites brûlures profondes si elle est concentrée en un point de la peau. Le rayonnement infrarouge et visible intense d'une flamme de soudage ou de coupage au gaz et le métal incandescent dans le bain de soudure peuvent gêner l'opérateur et les personnes se trouvant à proximité de l'opération. Chaque opération doit être envisagée à l'avance et les précautions nécessaires doivent être conçues et mises en œuvre. Des lunettes spécialement conçues pour le soudage et le coupage au gaz doivent être portées pour protéger les yeux de la chaleur et de la lumière émises par le travail. Les couvercles de protection sur le verre du filtre doivent être nettoyés au besoin et remplacés lorsqu'ils sont rayés ou endommagés. Lorsque du métal en fusion ou des particules chaudes sont émises, les vêtements de protection portés doivent dévier les éclaboussures. Le type et l'épaisseur des vêtements ignifuges portés doivent être choisis en fonction du degré de danger. Lors des opérations de coupage et de soudage à l'arc, des couvre-chaussures en cuir ou d'autres guêtres appropriées doivent être portés pour empêcher les particules chaudes de tomber dans les bottes ou les chaussures. Pour protéger les mains et les avant-bras contre la chaleur, les éclaboussures, les scories, etc., le gant de type gantelet en cuir avec manchettes en toile ou en cuir est suffisant. Les autres types de vêtements de protection comprennent les tabliers en cuir, les vestes, les manches, les leggings et les couvre-chefs. En soudage aérien, une cape et un capuchon de protection sont nécessaires. Tous les vêtements de protection doivent être exempts d'huile ou de graisse, et les coutures doivent être à l'intérieur, afin de ne pas piéger les globules de métal en fusion. Les vêtements ne doivent pas avoir de poches ou de poignets qui pourraient emprisonner les étincelles, et ils doivent être portés de manière à ce que les manches chevauchent les gants, les leggings chevauchent les chaussures, etc. Les vêtements de protection doivent être inspectés pour déceler les coutures éclatées ou les trous par lesquels du métal en fusion ou des scories pourraient pénétrer. Les articles lourds laissés chauds à la fin du soudage doivent toujours porter la mention « chaud » comme avertissement pour les autres travailleurs. Avec le soudage par résistance, la chaleur produite peut ne pas être visible et des brûlures peuvent résulter de la manipulation d'assemblages chauds. Les particules de métal chaud ou en fusion ne doivent pas sortir des soudures par points, par joints ou par projection si les conditions sont correctes, mais des écrans ininflammables doivent être utilisés et des précautions doivent être prises. Des écrans protègent également les passants des brûlures aux yeux. Les pièces détachées ne doivent pas être laissées dans la gorge de la machine car elles sont susceptibles d'être projetées avec une certaine vitesse.

              Sécurité électrique

              Bien que les tensions à vide dans le soudage à l'arc manuel soient relativement faibles (environ 80 V ou moins), les courants de soudage sont élevés et les circuits primaires des transformateurs présentent les dangers habituels des équipements fonctionnant à la tension de la ligne d'alimentation. Le risque de choc électrique ne doit donc pas être ignoré, en particulier dans les espaces exigus ou dans des positions non sécurisées.

              Avant de commencer le soudage, l'installation de mise à la terre sur l'équipement de soudage à l'arc doit toujours être vérifiée. Les câbles et les connexions doivent être en bon état et d'une capacité adéquate. Une pince de mise à la terre appropriée ou une borne boulonnée doit toujours être utilisée. Lorsque deux machines à souder ou plus sont mises à la terre sur la même structure, ou lorsque d'autres outils électriques portatifs sont également utilisés, la mise à la terre doit être supervisée par une personne compétente. La position de travail doit être sèche, sûre et exempte d'obstacles dangereux. Un lieu de travail bien agencé, bien éclairé, bien aéré et rangé est important. Pour les travaux dans des espaces confinés ou des positions dangereuses, une protection électrique supplémentaire (dispositifs à vide, basse tension) peut être installée dans le circuit de soudage, garantissant que seul un courant de très basse tension est disponible au niveau du porte-électrode lorsque le soudage n'est pas en cours . (Voir la discussion sur les espaces confinés ci-dessous.) Des porte-électrodes dans lesquels les électrodes sont maintenues par une poignée à ressort ou un filetage sont recommandés. L'inconfort dû à l'échauffement peut être réduit par une isolation thermique efficace sur la partie du porte-électrode qui est tenue dans la main. Les mâchoires et les connexions des porte-électrodes doivent être nettoyées et resserrées périodiquement pour éviter toute surchauffe. Des dispositions doivent être prises pour loger le porte-électrode en toute sécurité lorsqu'il n'est pas utilisé au moyen d'un crochet isolé ou d'un support entièrement isolé. La connexion du câble doit être conçue de manière à ce qu'une flexion continue du câble n'entraîne pas l'usure et la défaillance de l'isolation. Il faut éviter de faire glisser des câbles et des tubes d'alimentation en gaz en plastique (procédés sous protection gazeuse) sur des plaques chauffantes ou des soudures. Le fil de l'électrode ne doit pas entrer en contact avec la tâche ou tout autre objet mis à la terre (masse). Les tubes en caoutchouc et les câbles recouverts de caoutchouc ne doivent pas être utilisés à proximité de la décharge haute fréquence, car l'ozone produit pourrira le caoutchouc. Des tubes en plastique et des câbles recouverts de chlorure de polyvinyle (PVC) doivent être utilisés pour toutes les alimentations du transformateur au porte-électrode. Les câbles gainés de caoutchouc vulcanisé ou résistant sont satisfaisants du côté primaire. La saleté et la poussière métallique ou autre conductrice peuvent provoquer une panne de l'unité de décharge à haute fréquence. Pour éviter cette condition, l'appareil doit être nettoyé régulièrement en soufflant de l'air comprimé. Une protection auditive doit être portée lors de l'utilisation d'air comprimé pendant plus de quelques secondes. Pour le soudage par faisceau d'électrons, la sécurité du matériel utilisé doit être vérifiée avant chaque opération. Pour se protéger contre les chocs électriques, un système de verrouillage doit être installé sur les différentes armoires. Un système fiable de mise à la terre de toutes les unités et armoires de commande est nécessaire. Pour les équipements de soudage plasma utilisés pour la découpe de fortes épaisseurs, les tensions peuvent atteindre 400 V et il faut anticiper le danger. La technique d'amorçage de l'arc par une impulsion à haute fréquence expose l'opérateur aux dangers d'un choc désagréable et d'une brûlure à haute fréquence douloureuse et pénétrante.

              Rayonnement ultraviolet

              La lumière brillante émise par un arc électrique contient une forte proportion de rayonnement ultraviolet. Même une exposition momentanée à des éclairs d'arc, y compris des éclairs parasites provenant d'arcs d'autres travailleurs, peut produire une conjonctivite douloureuse (photo-ophtalmie) connue sous le nom d'"arc oculaire" ou "éclair oculaire". Si une personne est exposée à un arc électrique, une attention médicale immédiate doit être recherchée. Une exposition excessive aux rayons ultraviolets peut également provoquer une surchauffe et une brûlure de la peau (effet coup de soleil). Les précautions comprennent :

              • Une visière ou un casque équipé d'un filtre de qualité appropriée doit être utilisé (voir l'article "Protection des yeux et du visage" ailleurs dans ce Encyclopédie). Pour les procédés de soudage à l'arc sous protection gazeuse et de coupage à l'arc au carbone, les écrans plats offrent une protection insuffisante contre le rayonnement réfléchi ; des casques doivent être utilisés. Des lunettes à coques filtrantes ou des lunettes avec écrans latéraux doivent être portées sous le casque pour éviter toute exposition lorsque le casque est soulevé pour l'inspection du travail. Les casques fourniront également une protection contre les éclaboussures et les scories chaudes. Les casques et les pare-mains sont équipés d'un verre filtrant et d'un verre de protection à l'extérieur. Celui-ci doit être régulièrement inspecté, nettoyé et remplacé lorsqu'il est rayé ou endommagé.
              • Le visage, la nuque et les autres parties exposées du corps doivent être correctement protégés, en particulier lorsque vous travaillez à proximité d'autres soudeurs.
              • Les assistants doivent porter au minimum des lunettes de protection appropriées et d'autres EPI en fonction du risque.
              • Toutes les opérations de soudage à l'arc doivent être masquées pour protéger les autres personnes travaillant à proximité. Lorsque le travail est effectué sur des bancs fixes ou dans des ateliers de soudure, des écrans permanents doivent être installés dans la mesure du possible ; sinon, des écrans temporaires doivent être utilisés. Tous les écrans doivent être opaques, de construction solide et d'un matériau ignifuge.
              • L'utilisation de peintures noires pour l'intérieur des cabines de soudage est devenue une pratique acceptée, mais la peinture doit produire un fini mat. Un éclairage ambiant adéquat doit être fourni pour éviter la fatigue oculaire entraînant des maux de tête et des accidents.
              • Les cabines de soudage et les écrans portables doivent être vérifiés régulièrement pour s'assurer qu'il n'y a pas de dommages pouvant résulter de l'arc affectant les personnes travaillant à proximité.

               

              Risques chimiques

              Les contaminants en suspension dans l'air provenant du soudage et de l'oxycoupage, y compris les fumées et les gaz, proviennent de diverses sources :

              • le métal à souder, le métal de la baguette d'apport ou les constituants de divers types d'acier comme le nickel ou le chrome)
              • tout revêtement métallique sur l'article à souder ou sur la tige d'apport (par exemple, zinc et cadmium provenant du placage, zinc provenant de la galvanisation et cuivre en couche mince sur des tiges d'apport continues en acier doux)
              • toute peinture, graisse, débris et autres sur l'article à souder (par exemple, monoxyde de carbone, dioxyde de carbone, fumée et autres produits de dégradation irritants)
              • revêtement de flux sur la tige de remplissage (par exemple, fluorure inorganique)
              • l'action de la chaleur ou de la lumière ultraviolette sur l'air ambiant (par exemple, le dioxyde d'azote, l'ozone) ou sur les hydrocarbures chlorés (par exemple, le phosgène)
              • gaz inerte utilisé comme bouclier (par exemple, dioxyde de carbone, hélium, argon).

               

              Les fumées et les gaz doivent être éliminés à la source par LEV. Ceci peut être assuré par une enceinte partielle du procédé ou par l'installation de hottes fournissant une vitesse d'air suffisamment élevée sur le poste de soudage pour assurer le captage des fumées.

              Une attention particulière doit être accordée à la ventilation lors du soudage des métaux non ferreux et de certains aciers alliés, ainsi qu'à la protection contre les risques d'ozone, de monoxyde de carbone et de dioxyde d'azote qui peuvent se former. Des systèmes de ventilation portables et fixes sont facilement disponibles. En général, l'air évacué ne doit pas être recyclé. Il ne doit être recyclé que s'il n'y a pas de niveaux dangereux d'ozone ou d'autres gaz toxiques et que l'air d'échappement est filtré à travers un filtre à haute efficacité.

              En soudage par faisceau d'électrons et si les matériaux à souder sont de nature toxique (ex. béryllium, plutonium...), il faut veiller à protéger l'opérateur de tout nuage de poussière lors de l'ouverture de la chambre.

              Lorsqu'il existe un risque pour la santé dû à des fumées toxiques (par exemple, le plomb) et que la LEV n'est pas praticable - par exemple, lorsque des structures peintes au plomb sont démolies par oxycoupage - l'utilisation d'un équipement de protection respiratoire est nécessaire. Dans de telles circonstances, un respirateur à masque complet à haute efficacité approuvé ou un respirateur à air pur à pression positive (PAPR) à haute efficacité doit être porté. Un niveau élevé d'entretien du moteur et de la batterie est nécessaire, en particulier avec le respirateur à pression positive à haute efficacité d'origine. L'utilisation d'appareils respiratoires à adduction d'air comprimé à pression positive doit être encouragée lorsqu'une alimentation appropriée en air comprimé de qualité respiratoire est disponible. Chaque fois qu'un équipement de protection respiratoire doit être porté, la sécurité du lieu de travail doit être examinée pour déterminer si des précautions supplémentaires sont nécessaires, en tenant compte de la vision restreinte, des possibilités d'enchevêtrement, etc. des personnes portant un équipement de protection respiratoire.

              Fièvre des métaux

              La fièvre des fondeurs est couramment observée chez les travailleurs exposés aux vapeurs de zinc dans le processus de galvanisation ou d'étamage, dans la fonderie du laiton, dans le soudage du métal galvanisé et dans la métallisation ou la pulvérisation de métal, ainsi que par l'exposition à d'autres métaux tels que le cuivre, manganèse et fer. Il survient chez les nouveaux travailleurs et ceux qui reprennent le travail après un week-end ou une pause pendant les vacances. Il s'agit d'une affection aiguë qui survient plusieurs heures après l'inhalation initiale de particules d'un métal ou de ses oxydes. Elle débute par un mauvais goût dans la bouche suivi d'une sécheresse et d'une irritation des muqueuses respiratoires se traduisant par une toux et parfois une dyspnée et une « oppression » de la poitrine. Ceux-ci peuvent s'accompagner de nausées et de maux de tête et, environ 10 à 12 heures après l'exposition, de frissons et de fièvre qui peuvent être assez sévères. Celles-ci durent plusieurs heures et sont suivies de transpiration, de sommeil et souvent de polyurie et de diarrhée. Il n'y a pas de traitement particulier et la récupération est généralement complète en 24 heures environ, sans résidu. Il peut être évité en maintenant l'exposition aux vapeurs métalliques incriminées bien en deçà des niveaux recommandés grâce à l'utilisation d'un LEV efficace.

              Espaces confinés

              Pour entrer dans des espaces confinés, il peut y avoir un risque que l'atmosphère soit explosive, toxique, pauvre en oxygène ou une combinaison de ce qui précède. Tout espace confiné de ce type doit être certifié par une personne responsable comme sûr pour l'entrée et le travail avec un arc ou une flamme. Un programme d'entrée dans un espace confiné, y compris un système de permis d'entrée, peut être requis et est fortement recommandé pour les travaux qui doivent être effectués dans des espaces qui ne sont généralement pas construits pour une occupation continue. Des exemples comprennent, mais sans s'y limiter, des trous d'homme, des voûtes, des cales de navire et similaires. La ventilation des espaces confinés est cruciale, car le soudage au gaz produit non seulement des contaminants en suspension dans l'air, mais consomme également de l'oxygène. Les procédés de soudage à l'arc sous protection gazeuse peuvent réduire la teneur en oxygène de l'air. (Voir figure 2.)

              Figure 2. Soudage dans un espace clos

              MET040F2

              SF Gilman

              Bruit

              Le bruit est un danger dans plusieurs procédés de soudage, y compris le soudage au plasma, certains types de machines de soudage par résistance et le soudage au gaz. En soudage plasma, le jet de plasma est éjecté à des vitesses très élevées, produisant un bruit intense (jusqu'à 90 dBA), en particulier dans les bandes de fréquences élevées. L'utilisation d'air comprimé pour souffler la poussière crée également des niveaux de bruit élevés. Pour prévenir les dommages auditifs, des bouchons d'oreille ou des protège-oreilles doivent être portés et un programme de conservation de l'ouïe doit être institué, comprenant des examens audiométriques (capacité auditive) et une formation des employés.

              Rayonnement ionisant

              Dans les ateliers de soudage où les soudures sont contrôlées par radiographie avec un équipement à rayons X ou à rayons gamma, les avertissements et instructions d'usage doivent être strictement respectés. Les travailleurs doivent être tenus à une distance de sécurité de ces équipements. Les sources radioactives doivent être manipulées uniquement avec les outils spéciaux requis et sous réserve de précautions particulières.

              Les réglementations locales et gouvernementales doivent être respectées. Voir le chapitre Rayonnement, ionisant ailleurs dans ce Encyclopédie.

              Un blindage suffisant doit être fourni avec une soudure par faisceau d'électrons pour empêcher les rayons X de pénétrer dans les parois et les fenêtres de la chambre. Toutes les parties de la machine fournissant des écrans contre les rayons X doivent être verrouillées de sorte que la machine ne puisse être mise sous tension que si elles sont en place. Les machines doivent être vérifiées au moment de l'installation pour détecter les fuites de rayons X, et régulièrement par la suite.

              Autres dangers

              Les machines de soudage par résistance ont au moins une électrode qui se déplace avec une force considérable. Si une machine est utilisée alors qu'un doigt ou une main se trouve entre les électrodes, un écrasement grave en résultera. Dans la mesure du possible, un moyen de protection approprié doit être conçu pour protéger l'opérateur. Les coupures et les lacérations peuvent être minimisées en ébavurant d'abord les composants et en portant des gants ou des gantelets de protection.

              Des procédures de verrouillage/étiquetage doivent être utilisées lorsque des machines avec des sources d'énergie électriques, mécaniques ou autres sont entretenues ou réparées.

              Lorsque les scories sont retirées des soudures par écaillage, etc., les yeux doivent être protégés par des lunettes ou d'autres moyens.

               

              Noir

              Mercredi, Mars 16 2011 21: 40

              Tours

              Adapté de la 3e édition, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety.

              Le rôle important que jouent les tours dans les ateliers métallurgiques est parfaitement illustré par le fait que 90 à 95 % des copeaux (copeaux métalliques) produits dans l'industrie de la robinetterie proviennent des tours. Environ un dixième des accidents signalés dans cette industrie sont dus aux tours; cela correspond à un tiers de tous les accidents de machines. Selon une étude de la fréquence relative des accidents par unité de machine réalisée dans une usine de fabrication de petites pièces de précision et de matériel électrique, les tours se classent au cinquième rang après les machines à bois, les scies à métaux, les presses mécaniques et les perceuses. La nécessité de mesures de protection sur les tours ne fait donc aucun doute.

              Le tournage est un processus mécanique dans lequel le diamètre du matériau est réduit par un outil doté d'un tranchant spécial. Le mouvement de coupe est produit par la rotation de la pièce, et les mouvements d'avance et de déplacement sont produits par l'outil. En faisant varier ces trois mouvements de base, mais aussi en choisissant la géométrie et le matériau d'arête de coupe de l'outil appropriés, il est possible d'influencer le taux d'enlèvement de matière, la qualité de surface, la forme du copeau formé et l'usure de l'outil.

              Structure des tours

              Un tour typique se compose de :

              • un lit ou une base avec des glissières usinées pour la selle et la poupée mobile
              • une poupée montée sur le banc, avec la broche et le mandrin
              • une boîte de vitesses d'alimentation fixée à l'avant du banc pour transmettre le mouvement d'alimentation en fonction de la vitesse de coupe à travers la vis-mère ou l'arbre d'alimentation et le tablier jusqu'au chariot
              • un chariot (ou chariot) portant le chariot transversal qui effectue le mouvement transversal
              • un porte-outil monté sur le chariot transversal (voir figure 1).

               

              Figure 1. Tours et machines similaires

              MET050F1

              Ce modèle de base de tour peut être varié à l'infini, de la machine universelle au tour automatique spécial conçu pour un seul type de travail.

              Les types de tour les plus importants sont les suivants :

              • Tour central. C'est le tour le plus utilisé. Il correspond au modèle de base avec axe de rotation horizontal. L'ouvrage est maintenu entre pointes, par une platine ou dans un mandrin.
              • Tour multi-outils. Cela permet d'engager plusieurs outils en même temps.
              • Tour à tourelle, tour à cabestan. Les machines de ce type permettent d'usiner une pièce par plusieurs outils qui s'engagent les uns après les autres. Les outils sont maintenus dans la tourelle qui tourne pour les amener en position de coupe. Les tourelles sont généralement du type à disque ou à couronne, mais il existe également des tours à tourelle à tambour.
              • Tours à copier. La forme souhaitée est transmise par commande au traceur d'un gabarit à l'ouvrage.
              • Tour automatique. Les différentes opérations, y compris le changement de l'œuvre, sont automatisées. Il existe des automatiques de barre et des automatiques de serrage.
              • Tour vertical (alésage et tournage). L'œuvre tourne autour d'un axe vertical ; il est serré sur une table tournante horizontale. Ce type de machine est généralement utilisé pour l'usinage de grandes pièces moulées et forgées.
              • Tours CN et CNC. Toutes les machines précitées peuvent être équipées d'un système à commande numérique (NC) ou à commande numérique assistée par ordinateur (CNC). Le résultat est une machine semi-automatisée ou entièrement automatisée qui peut être utilisée de manière assez universelle, grâce à la grande polyvalence et à la facilité de programmation du système de contrôle.

               

              Le développement futur du tour se concentrera probablement sur les systèmes de contrôle. Les commandes par contact seront de plus en plus remplacées par des systèmes de commande électroniques. En ce qui concerne ces derniers, on observe une tendance à l'évolution des commandes programmées par interpolation vers des commandes programmées en mémoire. Il est prévisible à long terme que l'utilisation d'ordinateurs de processus de plus en plus performants tendra à optimiser le processus d'usinage.

              Les accidents

              Les accidents de tour sont généralement causés par :

              • non-respect des règles de sécurité lorsque les machines sont installées dans des ateliers (ex. pas assez d'espace entre les machines, pas de sectionneur de courant pour chaque machine)
              • des protections manquantes ou l'absence de dispositifs auxiliaires (des blessures graves ont été causées à des travailleurs qui tentaient de freiner la broche de leur tour en appuyant une de leurs mains contre des poulies non protégées et à des opérateurs qui enclenchaient par inadvertance des leviers d'embrayage ou des pédales non protégés ; des blessures dues à des éclats volants en raison de l'absence de couvercles à charnières ou coulissants se sont également produits)
              • des éléments de commande mal placés (par exemple, la main d'un tourneur peut être percée par la pointe de la poupée mobile si la pédale contrôlant le mandrin est confondue avec celle contrôlant le circuit hydraulique du mouvement de la pointe de la poupée mobile)
              • conditions de travail défavorables (c.-à-d. lacunes du point de vue de la physiologie du travail)
              • manque d'EPI ou port de vêtements de travail inadaptés (des blessures graves, voire mortelles, ont été causées à des tourneurs qui portaient des vêtements amples ou avaient les cheveux longs et flottants)
              • instruction insuffisante du personnel (un apprenti a été mortellement blessé lorsqu'il a limé un arbre court qui était fixé entre pointes et entraîné en rotation par un support coudé sur le nez de la broche et un droit sur l'arbre ; le transporteur du tour a saisi sa douille gauche, ce qui était enroulé autour de la pièce, entraînant violemment l'apprenti dans le tour)
              • une mauvaise organisation du travail conduisant à l'utilisation d'un matériel inadapté (ex : une barre longue a été usinée sur un tour de production conventionnel ; elle était trop longue pour ce tour, et elle dépassait de plus de 1 m la poupée ; de plus, l'ouverture du mandrin était trop grande pour la barre et a été maquillée en insérant des cales en bois ; lorsque la broche du tour a commencé à tourner, l'extrémité libre de la barre s'est pliée de 45° et a heurté la tête de l'opérateur ; l'opérateur est décédé dans la nuit suivante)
              • éléments de machine défectueux (par exemple, une goupille de support desserrée dans un embrayage peut faire démarrer la broche du tour pendant que l'opérateur ajuste une pièce dans le mandrin).

               

              Prévention d'accident

              La prévention des accidents de tour commence dès la conception. Les concepteurs doivent accorder une attention particulière aux éléments de commande et de transmission.

              Éléments de contrôle

              Chaque tour doit être équipé d'un interrupteur de déconnexion (ou d'isolement) de l'alimentation afin que les travaux d'entretien et de réparation puissent être effectués en toute sécurité. Cet interrupteur doit couper le courant sur tous les pôles, couper de manière fiable l'alimentation pneumatique et hydraulique et purger les circuits. Sur les grosses machines, le sectionneur doit être conçu de telle sorte qu'il puisse être cadenassé dans sa position sortie, une mesure de sécurité contre une reconnexion accidentelle.

              La disposition des commandes de la machine doit être telle que l'opérateur puisse facilement les distinguer et les atteindre, et que leur manipulation ne présente aucun danger. Cela signifie que les commandes ne doivent jamais être disposées à des points qui ne peuvent être atteints qu'en passant la main sur la zone de travail de la machine ou où ils peuvent être touchés par des éclats de copeaux.

              Les interrupteurs qui surveillent les protecteurs et les verrouillent avec l'entraînement de la machine doivent être choisis et installés de telle manière qu'ils ouvrent positivement le circuit dès que le protecteur est déplacé de sa position de protection.

              Les dispositifs d'arrêt d'urgence doivent provoquer l'arrêt immédiat du mouvement dangereux. Ils doivent être conçus et situés de manière à pouvoir être facilement actionnés par le travailleur menacé. Les boutons d'arrêt d'urgence doivent être facilement accessibles et doivent être en rouge.

              Les éléments de commande des appareillages susceptibles de déclencher un mouvement dangereux de la machine doivent être protégés de manière à exclure toute manœuvre intempestive. Par exemple, les leviers d'engagement de l'embrayage sur la poupée et le tablier doivent être munis de dispositifs de verrouillage de sécurité ou d'écrans. Un bouton-poussoir peut être sécurisé en le logeant dans un évidement ou en l'enveloppant d'une collerette de protection.

              Les commandes manuelles devraient être conçues et placées de manière à ce que le mouvement de la main corresponde au mouvement commandé de la machine.

              Les commandes doivent être identifiées par des marquages ​​facilement lisibles et compréhensibles. Pour éviter les malentendus et les difficultés linguistiques, il est conseillé d'utiliser des symboles.

              Éléments de transmission

              Tous les éléments mobiles de transmission (courroies, poulies, engrenages) doivent être recouverts de protections. Une contribution importante à la prévention des accidents du tour peut être apportée par les personnes responsables de l'installation de la machine. Les tours devraient être installés de manière à ce que les opérateurs qui s'en occupent ne se gênent pas ou ne se mettent pas en danger les uns les autres. Les opérateurs ne doivent pas tourner le dos aux coursives. Des écrans de protection doivent être installés là où les lieux de travail ou les passages voisins se trouvent à portée de copeaux volants.

              Les passages doivent être clairement signalés. Un espace suffisant doit être laissé pour les équipements de manutention, pour empiler les pièces et pour les boîtes à outils. Les guides de barres ne doivent pas dépasser dans les passages.

              Le sol sur lequel se tient l'opérateur doit être isolé contre le froid. Il faut veiller à ce que l'isolant ne forme pas d'obstacle et que le sol ne devienne pas glissant même recouvert d'une pellicule d'huile.

              Les conduits et tuyauteries doivent être installés de manière à ne pas devenir des obstacles. Les installations temporaires doivent être évitées.

              Les mesures d'ingénierie de sécurité dans l'atelier doivent être dirigées en particulier sur les points suivants :

              • les dispositifs de serrage (plaques frontales, mandrins, pinces) doivent être équilibrés dynamiquement avant utilisation
              • la vitesse maximale admissible d'un mandrin doit être indiquée sur le mandrin par le fabricant et respectée par l'opérateur du tour
              • lorsque des mandrins à volutes sont utilisés, il convient de s'assurer que les mors ne peuvent pas être suspendus lorsque le tour est démarré
              • les mandrins de ce type devraient être conçus de manière à ce que la clé ne puisse pas être retirée avant que les mâchoires ne soient fixées. Les clés de mandrin en général doivent être conçues de manière à ce qu'il soit impossible de les laisser dans le mandrin.

               

              Il est important de prévoir un équipement de levage auxiliaire pour faciliter le montage et le retrait des mandrins lourds et des plaques frontales. Pour éviter que les mandrins ne sortent de la broche lorsque le tour est brusquement freiné, ils doivent être solidement fixés. Ceci peut être réalisé en mettant un écrou de retenue avec filetage à gauche sur le nez de la broche, en utilisant un raccord rapide "Camlock", en équipant le mandrin d'une clé de verrouillage ou en le fixant avec une bague de verrouillage en deux parties.

              Lors de l'utilisation de dispositifs de serrage motorisés, tels que des mandrins, des pinces et des contrepointes à commande hydraulique, des mesures doivent être prises pour empêcher l'introduction des mains dans la zone dangereuse des dispositifs de fermeture. Ceci peut être réalisé en limitant la course de l'élément de serrage à 6 mm, en choisissant l'emplacement des commandes d'homme mort de manière à exclure l'introduction des mains dans la zone dangereuse ou en prévoyant un protecteur mobile qui doit être fermé avant le serrage mouvement peut être lancé.

              Si le démarrage du tour alors que les mors du mandrin sont ouverts présente un danger, la machine doit être équipée d'un dispositif empêchant la mise en rotation de la broche avant la fermeture des mors. L'absence d'alimentation ne doit pas provoquer l'ouverture ou la fermeture d'un porte-pièce motorisé.

              Si la force de préhension d'un mandrin de serrage diminue, la rotation de la broche doit être arrêtée et il doit être impossible de démarrer la broche. L'inversion du sens de préhension de l'intérieur vers l'extérieur (ou inversement) pendant que la broche tourne ne doit pas entraîner le détachement du mandrin de la broche. Le retrait des dispositifs de maintien de la broche ne doit être possible que lorsque la broche a cessé de tourner.

              Lors de l'usinage de barres brutes, la partie dépassant du tour doit être entourée de guides de barres brutes. Les poids d'alimentation de barre doivent être protégés par des couvercles à charnières s'étendant jusqu'au sol.

              Transporteurs

              Afin d'éviter des accidents graves, en particulier lors du limage de travaux dans un tour, les supports non protégés ne doivent pas être utilisés. Un support de sécurité de centrage doit être utilisé ou un collier de protection doit être monté sur un support conventionnel. Il est également possible d'utiliser des supports autobloquants ou de munir le disque support d'un capot de protection.

              Zone de travail du tour

              Les mandrins de tour universels doivent être protégés par des couvercles à charnières. Si possible, les couvercles de protection doivent être verrouillés avec les circuits d'entraînement de la broche. Les usines d'alésage et de tournage verticaux doivent être clôturées avec des barres ou des plaques pour éviter les blessures causées par les pièces en rotation. Pour permettre à l'opérateur de surveiller le processus d'usinage en toute sécurité, des plates-formes avec garde-corps doivent être fournies. Dans certains cas, des caméras de télévision peuvent être installées afin que l'opérateur puisse surveiller le bord de l'outil et l'entrée de l'outil.

              Les zones de travail des tours automatiques, des tours NC et CNC doivent être complètement fermées. Les enceintes des machines entièrement automatiques ne doivent comporter que des ouvertures par lesquelles la matière à usiner est introduite, la pièce tournée éjectée et les copeaux évacués de la zone de travail. Ces ouvertures ne doivent pas constituer un danger lors du passage de travail et il doit être impossible d'accéder par elles à la zone dangereuse.

              Les zones de travail des tours semi-automatiques, NC et CNC doivent être fermées pendant le processus d'usinage. Les boîtiers sont généralement des couvercles coulissants avec interrupteurs de fin de course et circuit de verrouillage.

              Les opérations nécessitant l'accès à la zone de travail, telles que le changement de travail ou d'outils, le calibrage, etc., ne doivent pas être effectuées avant que le tour ait été arrêté en toute sécurité. La remise à zéro d'un variateur de vitesse n'est pas considérée comme un arrêt sûr. Les machines équipées de tels entraînements doivent avoir des capots de protection verrouillés qui ne peuvent pas être déverrouillés avant que la machine ne soit arrêtée en toute sécurité (par exemple, en coupant l'alimentation électrique du moteur de broche).

              Si des opérations particulières de réglage d'outils sont nécessaires, il faut prévoir une commande pas à pas qui permette de déclencher certains mouvements de la machine alors que le capot de protection est ouvert. Dans de tels cas, l'opérateur peut être protégé par des conceptions de circuit spéciales (par exemple, en permettant le déclenchement d'un seul mouvement à la fois). Ceci peut être réalisé en utilisant des commandes à deux mains.

              Tournage copeaux

              Les copeaux qui tournent longtemps sont dangereux car ils peuvent s'emmêler avec les bras et les jambes et provoquer des blessures graves. Les copeaux continus et effilochés peuvent être évités en choisissant des vitesses de coupe, des avances et des épaisseurs de copeaux appropriées ou en utilisant des outils de tour avec des brise-copeaux de type gullet ou step. Des crochets à copeaux avec poignée et boucle doivent être utilisés pour enlever les copeaux.

              Ergonomie

              Chaque machine devrait être conçue de manière à permettre d'obtenir un rendement maximal avec un minimum de stress pour l'opérateur. Ceci peut être réalisé en adaptant la machine au travailleur.

              Les facteurs ergonomiques doivent être pris en compte lors de la conception de l'interface homme-machine d'un tour. La conception rationnelle du lieu de travail comprend également la fourniture d'équipements de manutention auxiliaires, tels que des accessoires de chargement et de déchargement.

              Toutes les commandes doivent être situées dans la sphère physiologique ou à portée des deux mains. Les commandes doivent être clairement disposées et leur fonctionnement doit être logique. Les commandes à pédale doivent être évitées dans les machines conduites par des opérateurs debout.

              L'expérience a montré qu'un bon travail est effectué lorsque le lieu de travail est conçu pour les positions debout et assise. Si l'opérateur doit travailler debout, il doit avoir la possibilité de changer de posture. Les sièges flexibles sont dans de nombreux cas un soulagement bienvenu pour les pieds et les jambes tendus.

              Des mesures doivent être prises pour créer un confort thermique optimal, en tenant compte de la température de l'air, de l'humidité relative, du mouvement de l'air et de la chaleur rayonnante. L'atelier doit être suffisamment aéré. Il devrait y avoir des dispositifs d'évacuation locaux pour éliminer les émanations gazeuses. Lors de l'usinage de barres brutes, des tubes de guidage doublés d'insonorisants doivent être utilisés.

              Le lieu de travail devrait de préférence être pourvu d'un éclairage uniforme, permettant un niveau d'éclairement suffisant.

              Vêtements de travail et protection individuelle

              La salopette doit être ajustée et boutonnée ou zippée jusqu'au cou. Ils ne doivent pas avoir de poches sur la poitrine et les manches doivent être bien boutonnées aux poignets. Les ceintures ne doivent pas être portées. Les bagues et les bracelets ne doivent pas être portés lorsque vous travaillez sur des tours. Le port de lunettes de sécurité devrait être obligatoire. Lorsque des pièces lourdes sont usinées, des chaussures de sécurité avec embouts en acier doivent être portées. Des gants de protection doivent être portés chaque fois que des copeaux sont ramassés.

              Formation

              La sécurité du tourneur dépend en grande partie des méthodes de travail. Il est donc important qu'il reçoive une formation théorique et pratique approfondie pour acquérir des compétences et développer un comportement offrant les meilleures garanties possibles. Une posture correcte, des mouvements corrects, un choix et une manipulation corrects des outils doivent devenir une routine à tel point que l'opérateur travaille correctement même si sa concentration est temporairement relâchée.

              Les points importants d'un programme de formation sont une posture droite, le montage et le retrait corrects du mandrin et la fixation précise et sûre des pièces. La tenue correcte des limes et des grattoirs et le travail en toute sécurité avec un chiffon abrasif doivent être pratiqués de manière intensive.

              Les travailleurs doivent être bien informés des risques de blessures qui peuvent survenir lors du jaugeage du travail, de la vérification des réglages et du nettoyage des tours.

              Entretien

              Les tours doivent être régulièrement entretenus et lubrifiés. Les défauts doivent être corrigés immédiatement. Si la sécurité est en jeu en cas de panne, la machine doit être mise hors service jusqu'à ce que des mesures correctives aient été prises.

              Les travaux de réparation et d'entretien ne doivent être effectués qu'après avoir isolé la machine de l'alimentation électrique

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              Noir

              Mercredi, Mars 16 2011 21: 58

              Rectification et polissage

              Adapté de la 3e édition, Encyclopédie de la santé et de la sécurité au travail.

              Le meulage implique généralement l'utilisation d'un abrasif lié pour user les parties d'une pièce. Le but est de donner une certaine forme à l'ouvrage, de corriger ses dimensions, d'augmenter le lissé d'une surface ou d'améliorer le tranchant des arêtes de coupe. Les exemples incluent l'élimination des carottes et des bords rugueux d'un moulage de fonderie, l'élimination de la calamine de surface des métaux avant le forgeage ou le soudage et l'ébavurage des pièces dans les ateliers de tôlerie et d'usinage. Le polissage est utilisé pour éliminer les imperfections de surface telles que les marques d'outils. Le polissage n'enlève pas le métal, mais utilise un abrasif doux mélangé à une base de cire ou de graisse pour produire une surface très brillante.

              Le meulage est la plus complète et la plus diversifiée de toutes les méthodes d'usinage et est utilisé sur de nombreux matériaux, principalement le fer et l'acier, mais aussi d'autres métaux, le bois, les plastiques, la pierre, le verre, la poterie, etc. Le terme couvre d'autres méthodes de production de surfaces très lisses et brillantes, telles que le polissage, le rodage, l'affûtage et le rodage.

              Les outils utilisés sont des meules de dimensions variables, des segments de meulage, des meules, des pierres à aiguiser, des limes, des meules de polissage, des courroies, des disques, etc. Dans les meules et similaires, le matériau abrasif est maintenu ensemble par des agents de liaison pour former un corps rigide, généralement poreux. Dans le cas des bandes abrasives, l'agent de liaison maintient l'abrasif fixé à un matériau de base flexible. Les roues de polissage sont fabriquées à partir de coton ou d'autres disques textiles cousus ensemble.

              Les abrasifs naturels - corindon naturel ou émeri (oxydes d'aluminium), diamant, grès, silex et grenat - ont été largement remplacés par des abrasifs artificiels, notamment l'oxyde d'aluminium (alumine fondue), le carbure de silicium (carborundum) et les diamants synthétiques. Un certain nombre de matériaux à grains fins tels que la craie, la pierre ponce, le tripoli, le mastic d'étain et l'oxyde de fer sont également utilisés, en particulier pour le polissage et le polissage.

              L'oxyde d'aluminium est le plus largement utilisé dans les meules, suivi du carbure de silicium. Les diamants naturels et artificiels sont utilisés pour des applications spéciales importantes. L'oxyde d'aluminium, le carbure de silicium, l'émeri, le grenat et le silex sont utilisés dans les bandes de meulage et de polissage.

              Les liants organiques et inorganiques sont utilisés dans les meules. Les principaux types de liaisons inorganiques sont le silicate vitrifié et la magnésite. Parmi les agents de liaison organiques, notons les résines phénol- ou urée-formaldéhyde, le caoutchouc et la gomme laque. Les liants vitrifiés et la résine phénolique dominent complètement au sein de leurs groupes respectifs. Les meules diamantées peuvent également être à liant métallique. Les différents liants confèrent aux meules différentes propriétés de meulage, ainsi que différentes propriétés en matière de sécurité.

              Les bandes et disques abrasifs et de polissage sont composés d'une base souple en papier ou en tissu sur laquelle l'abrasif est collé au moyen d'un adhésif naturel ou synthétique.

              Différentes machines sont utilisées pour différents types d'opérations, telles que la rectification plane, la rectification cylindrique (y compris sans centre), la rectification intérieure, la rectification d'ébauche et le tronçonnage. Les deux principaux types sont : ceux où soit la meule soit le travail est déplacé à la main et les machines à avances et mandrins mécaniques. Les types d'équipements courants comprennent : les meuleuses de surface ; meuleuses, polisseuses et tampons de type socle; meuleuses et polisseuses à disque; broyeurs internes; tronçonneuses abrasives; polisseuses à bande; meuleuses, polisseuses et tampons portatifs; et plusieurs polissoirs et tampons.

              Les dangers et leur prévention

              Éclatement

              Le principal risque de blessure lié à l'utilisation de meules est que la meule peut éclater pendant le meulage. Normalement, les meules fonctionnent à des vitesses élevées. Il y a une tendance à des vitesses toujours plus élevées. La plupart des pays industrialisés ont des réglementations limitant les vitesses maximales auxquelles les différents types de meules peuvent fonctionner.

              La mesure de protection fondamentale consiste à rendre la meule aussi solide que possible ; la nature de l'agent de liaison est la plus importante. Les roues à liants organiques, notamment en résine phénolique, sont plus tenaces que celles à liants inorganiques et plus résistantes aux chocs. Des vitesses périphériques élevées peuvent être autorisées pour les meules à liants organiques.

              Les roues à très grande vitesse, notamment, intègrent souvent différents types de renforts. Par exemple, certaines meules boisseaux sont équipées de moyeux en acier pour augmenter leur résistance. Pendant la rotation, la contrainte majeure se développe autour du trou central. Pour renforcer la meule, la section autour du trou central, qui ne participe pas au meulage, peut ainsi être réalisée en un matériau particulièrement résistant qui n'est pas adapté au meulage. Les grandes meules à section centrale ainsi renforcée sont notamment utilisées par les aciéries pour le meulage de brames, de billettes et similaires à des vitesses allant jusqu'à 80 m/s.

              Cependant, la méthode la plus courante de renforcement des meules consiste à inclure un tissu en fibre de verre dans leur construction. Les roues minces, telles que celles utilisées pour la coupe, peuvent incorporer un tissu en fibre de verre au centre ou de chaque côté, tandis que les roues plus épaisses ont un certain nombre de couches de tissu en fonction de l'épaisseur de la roue.

              A l'exception de certaines meules de petites dimensions, soit toutes les meules, soit un échantillon statistique de celles-ci, doivent être soumises à des essais de vitesse par le fabricant. Lors d'essais, les meules tournent pendant une certaine période à une vitesse supérieure à celle autorisée en meulage. Les réglementations de test varient d'un pays à l'autre, mais la roue doit généralement être testée à une vitesse supérieure de 50 % à la vitesse de travail. Dans certains pays, les réglementations exigent des tests spéciaux des roues qui doivent fonctionner à des vitesses plus élevées que la normale dans un institut de test central. L'institut peut également découper des spécimens de la roue et étudier leurs propriétés physiques. Les meules de coupe sont soumises à certains tests d'impact, tests de flexion, etc. Le fabricant est également tenu de s'assurer que la meule est bien équilibrée avant la livraison.

              L'éclatement d'une meule peut causer des blessures mortelles ou très graves à toute personne se trouvant à proximité et de graves dommages à l'installation ou aux locaux. Malgré toutes les précautions prises par les fabricants, des éclatements ou des bris de roue occasionnels peuvent encore se produire à moins que des précautions appropriées ne soient prises lors de leur utilisation. Les mesures de précaution comprennent :

              • Manutention et stockage. Une roue peut être endommagée ou fissurée pendant le transport ou la manutention. L'humidité peut attaquer l'agent de liaison dans les roues en résine phénolique, réduisant finalement leur résistance. Les meules vitrifiées peuvent être sensibles aux variations répétées de température. L'humidité absorbée de manière irrégulière peut déséquilibrer la roue. Par conséquent, il est très important que les roues soient manipulées avec soin à toutes les étapes et conservées de manière ordonnée dans un endroit sec et protégé.
              • Vérification des fissures. Une nouvelle roue doit être vérifiée pour s'assurer qu'elle est en bon état et sèche, le plus simplement en tapotant avec un maillet en bois. Une meule vitrifiée sans défaut donnera un son clair, une meule à liant organique un son moins carillonnant ; mais l'un ou l'autre peut être différencié du bruit fissuré d'une roue défectueuse. En cas de doute, la roue ne doit pas être utilisée et le fournisseur doit être consulté.
              • Essai. Avant la mise en service de la nouvelle roue, celle-ci doit être testée à pleine vitesse en respectant les précautions d'usage. Après un meulage humide, la meule doit tourner au ralenti pour éjecter l'eau ; sinon, l'eau peut s'accumuler au bas de la roue et provoquer un déséquilibre, ce qui peut entraîner un éclatement lors de la prochaine utilisation de la roue.
              • Montage. Des accidents et des bris se produisent lorsque les meules sont montées sur des appareils inadaptés, par exemple sur les extrémités des broches des polisseuses. L'axe doit être d'un diamètre adéquat mais pas assez large pour élargir le trou central de la roue ; les flasques doivent mesurer au moins le tiers du diamètre de la roue et être en acier doux ou en un matériau similaire.
              • La vitesse. En aucun cas, la vitesse de fonctionnement maximale autorisée spécifiée par les fabricants ne doit être dépassée. Une notice indiquant la vitesse de rotation de la broche doit être installée sur toutes les rectifieuses et la meule doit être marquée de la vitesse périphérique maximale autorisée et du nombre de tours correspondant pour une meule neuve. Des précautions particulières sont nécessaires avec les rectifieuses à vitesse variable et pour assurer le montage de meules de vitesses admissibles appropriées dans les meuleuses portatives.
              • Travail repos. Dans la mesure du possible, des supports de travail montés de manière rigide et de dimensions adéquates devraient être fournis. Ils doivent être réglables et maintenus aussi près que possible de la roue pour éviter un piège dans lequel la pièce pourrait être projetée contre la roue et la casser ou, plus probablement, attraper et blesser la main de l'opérateur.
              • Garde. Les meules abrasives doivent être munies de protections suffisamment solides pour contenir les pièces d'une meule qui éclate (voir figure 1). Certains pays ont des réglementations détaillées concernant la conception des protecteurs et les matériaux à utiliser. En général, la fonte et la fonte d'aluminium sont à éviter. L'ouverture de meulage doit être aussi petite que possible et un embout réglable peut être nécessaire. Exceptionnellement, lorsque la nature du travail exclut l'utilisation d'un protecteur, des brides de protection spéciales ou des mandrins de sécurité peuvent être utilisés. Les broches et les extrémités coniques des machines de polissage à double extrémité peuvent provoquer des accidents d'enchevêtrement à moins qu'elles ne soient efficacement protégées.

               

              Figure 1. Meule abrasive vitrifiée bien protégée montée dans une rectifieuse plane et fonctionnant à une vitesse périphérique de 33 m/s

              MET060F1

              Blessures oculaires

              La poussière, les abrasifs, les grains et les éclats sont un danger commun pour les yeux dans toutes les opérations de meulage à sec. Une protection oculaire efficace par des lunettes ou des lunettes et des écrans oculaires fixes sur la machine est essentielle ; les protections oculaires fixes sont particulièrement utiles lorsque les meules sont utilisées de manière intermittente, par exemple pour le meulage d'outils.

              Incendie

              Le meulage des alliages de magnésium comporte un risque d'incendie élevé à moins que des précautions strictes ne soient prises contre l'inflammation accidentelle et lors de l'élimination et du trempage de la poussière. Des normes élevées de propreté et d'entretien sont requises dans tous les conduits d'évacuation pour prévenir les risques d'incendie et également pour que la ventilation fonctionne efficacement. La poussière de textile libérée par les opérations de polissage constitue un risque d'incendie nécessitant un bon entretien et une LEV.

              Vibration

              Les meuleuses portatives et sur socle comportent un risque de syndrome de vibration main-bras (HAVS), également connu sous le nom de « doigt blanc » à cause de son signe le plus visible. Les recommandations comprennent la limitation de l'intensité et de la durée de l'exposition, la refonte des outils, des équipements de protection et la surveillance de l'exposition et de la santé.

              Dangers pour la santé

              Bien que les meules modernes ne créent pas elles-mêmes le grave risque de silicose associé dans le passé aux meules en grès, des poussières de silice très dangereuses peuvent encore être émises par les matériaux broyés, par exemple les moulages au sable. Certaines roues à liant résine peuvent contenir des charges qui créent une poussière dangereuse. De plus, les résines à base de formaldéhyde peuvent émettre du formaldéhyde lors du broyage. Dans tous les cas, le volume de poussière produit par le broyage rend indispensable une LEV efficace. Il est plus difficile de fournir un échappement local pour les roues portables, bien qu'un certain succès dans cette direction ait été obtenu en utilisant des systèmes de capture à faible volume et à grande vitesse. Les travaux prolongés doivent être évités et un équipement de protection respiratoire doit être fourni si nécessaire. Une ventilation par aspiration est également nécessaire pour la plupart des opérations de ponçage à bande, de finition, de polissage et autres opérations similaires. Avec le polissage en particulier, la poussière de textile combustible est une préoccupation sérieuse.

              Des vêtements de protection et de bonnes installations sanitaires et de lavage avec des douches doivent être fournis, et une surveillance médicale est souhaitable, en particulier pour les broyeurs de métaux.

               

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