電化製品および機器の製造に関連する主な環境問題には、製造プロセス中に廃棄される材料の汚染および処理と、可能であれば寿命に達した完全な製品のリサイクルが含まれます。

バッテリー

酸、アルカリ、鉛、カドミウム、およびその他の潜在的に有害な物質で汚染された空気の大気への排出および電池の製造による水の汚染は、可能な限り防止する必要があり、それが不可能な場合は監視する必要があります。関連する法律を確実に遵守する。

バッテリーの使用は、公衆衛生上の懸念を引き起こす可能性があります。 鉛蓄電池またはアルカリ電池の液漏れは、電解液による火傷の原因となります。 大型の鉛蓄電池を充電すると水素ガスが発生し、密閉された場所では火災や爆発の危険があります。 大型リチウム電池からの塩化チオニルまたは二酸化硫黄の放出は、二酸化硫黄、塩酸ミスト、燃焼リチウムなどへの暴露を伴う可能性があり、少なくとも 1988 人の死亡者を引き起こしています (Ducatman、Ducatman、および Barnes XNUMX)。 これは、これらのバッテリーの製造中にも危険である可能性があります。

バッテリ メーカーは、有毒な重金属を含むバッテリを埋め立て地に入れたり、他のゴミと一緒に焼却したりすることで、環境への懸念が高まっていることを認識するようになりました。 廃棄物投棄場からの有毒金属の漏出、または廃棄物焼却炉の煙突からの漏出は、水と空気の汚染につながる可能性があります。 そのため、製造業者は特に、バッテリーの水銀含有量を現代の技術で許容される範囲内に減らす必要があることを認識しました。 水銀排除のキャンペーンは、欧州連合で導入された EC 電池指令に先立って開始されました。

リサイクルは、環境汚染に対処するもう XNUMX つの方法です。 ニッケルカドミウム電池は比較的簡単にリサイクルできます。 カドミウムの回収は非常に効率的で、ニッケルカドミウム電池の製造に再利用されます。 その後、ニッケルは鉄鋼産業で使用されます。 初期の経済学では、ニッケルカドミウム電池のリサイクルは費用対効果が低いことが示唆されていましたが、技術の進歩により状況が改善されることが期待されています。 EC 電池指令の対象となる酸化水銀電池は、主に補聴器で使用されており、通常はリチウムまたは亜鉛空気電池に置き換えられています。 酸化銀セルは、銀含有量の価値から、特にジュエリー業界でリサイクルされています。

有害物質のリサイクルには、製造工程と同様の注意が必要です。 たとえば、銀電池のリサイクル中に、労働者は水銀蒸気と酸化銀にさらされる可能性があります。

鉛蓄電池の修理とリサイクルは、労働者や時にはその家族の間で鉛中毒を引き起こすだけでなく、環境の広範な鉛汚染にもつながる可能性があります (Matte et al. 1989)。 多くの国、特にカリブ海とラテンアメリカでは、自動車の鉛バッテリー プレートが焼かれ、陶器の釉薬用の酸化鉛が生成されます。

電線製造

電気ケーブルの製造には、XNUMX つの主要な汚染源があります。溶剤蒸気、エナメル線製造からの潜在的なトルエン ジイソシアネートの放出、およびケーブルに使用される材料の製造中の環境排出です。 これらはすべて、適切な環境制御を必要とします。

電気ランプとチューブの製造

ここでの主な環境問題は、水銀を含むランプの廃棄物処理および/またはリサイクル、および蛍光灯のバラストからの PCB の処理です。 ガラス製造は、大気中への窒素酸化物の重大な排出源にもなり得ます。

家電製品

電機産業は組立産業が多いため、環境問題はほとんどなく、主な例外は表面コーティングとして使用される塗料と溶剤です。 環境規制に従って、標準的な汚染防止対策を講じる必要があります。

電化製品のリサイクルでは、回収された機器を再利用可能な銅や軟鋼などの異なる材料に分離する必要があります。 百科事典.

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金属精錬産業では、金属鉱石やスクラップ金属を処理して純粋な金属を取得します。 金属加工産業は、他の産業や経済の他のさまざまな部門で必要とされる機械部品、機械、器具、工具を製造するために金属を加工します。 圧延素材 (バー、ストリップ、軽量セクション、シートまたはチューブ) および引き抜き素材 (バー、軽量セクション、チューブまたはワイヤー) を含む、さまざまなタイプの金属および合金が出発材料として使用されます。 基本的な金属加工技術は次のとおりです。

• 金属鉱石およびスクラップの製錬および精製
• 溶融金属を所定の形状に鋳造する（鋳造）
• 金属を金型の形に叩く、またはプレスする (熱間または冷間鍛造)
• 板金の溶接と切断
• 焼結 (XNUMX つまたは複数の金属を含む粉末状の材料を圧縮および加熱する)
• 旋盤で金属を成形します。

金属の仕上げには、研削と研磨、研磨ブラスト、多くの表面仕上げとコーティング技術 (電気メッキ、亜鉛メッキ、熱処理、陽極酸化、粉体塗装など) など、さまざまな技術が使用されています。

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ファウンディング、または金属鋳造は、目的の金属オブジェクトのパターンの外側またはネガ形状である耐熱金型の中空内部に溶融金属を注ぐことを含みます. 金型には、最終鋳造品の内部キャビティの寸法を決定するためのコアが含まれている場合があります。 鋳造作業は次のとおりです。

• ご希望の品の型紙作り
• 金型と中子を作り、金型を組み立てる
• 金属を溶かして精製する
• 型に金属を流し込む
• 金属鋳物の冷却
• 金属鋳物から金型と中子を取り除く
• 完成した鋳物から余分な金属を取り除きます。

鋳造技術の基本原理は、何千年もの間、ほとんど変わっていません。 ただし、プロセスはより機械化され、自動化されています。 木製の型は金属とプラスチックに置き換えられ、コアと型を製造するための新しい物質が開発され、幅広い合金が使用されています。 最も顕著な鋳造プロセスは、鉄の砂型成形です。

鉄、鋼、真鍮 & ブロンズ 伝統的な鋳物です。 鋳物産業の最大の部門はねずみ鋳鉄とダクタイル鋳鉄を生産しています。 ねずみ鋳鉄工場では、鉄または銑鉄 (新しいインゴット) を使用して、標準的な鉄の鋳物を製造しています。 ダクタイル鋳鉄の鋳造工場では、マグネシウム、セリウム、またはその他の添加剤 (しばしば 取鍋添加物）ノジュラーまたは可鍛鋳鉄を作るために注ぐ前に、溶融金属の取鍋に。 さまざまな添加剤は、職場での暴露にほとんど影響を与えません。 鋼と可鍛鉄は、鉄の鋳造産業部門の残りを占めています。 最大の鉄鋼鋳造工場の主な顧客は、自動車、建設、農機具業界です。 エンジンブロックが小さくなり、単一の金型で鋳造できるようになり、鋳鉄がアルミニウムに置き換わったため、鋳鉄工場の雇用は減少しました。 非鉄鋳物工場、特にアルミニウム鋳物工場とダイカスト工場には多くの雇用があります。 真鍮の鋳物工場は、自営および配管設備産業向けの製造の両方で、縮小している部門ですが、労働衛生の観点からは依然として重要です。 近年、チタン、クロム、ニッケル、マグネシウム、さらにはベリリウム、カドミウム、トリウムなどの有毒な金属が鋳造製品に使用されています。

金属鋳造産業は、金属のインゴットまたは豚の形で固体材料を再溶解することから始まると想定されるかもしれませんが、大規模なユニットの鉄鋼産業は非常に統合されているため、分割はあまり明白ではありません. たとえば、商人の溶鉱炉はすべての生産物を銑鉄に変えることができますが、統合されたプラントでは、一部の鉄を使用して鋳物を製造し、したがって鋳造プロセスに参加し、溶鉱炉の鉄を溶かして回転させることができます。同じことが起こり得る鋼に。 実際には、この理由で知られている鉄鋼取引の別のセクションがあります。 インゴット成形. 通常の鋳鉄工場では、銑鉄の再溶解も精錬工程です。 非鉄鋳物工場では、溶融プロセスで金属やその他の物質を追加する必要があり、したがって合金化プロセスが構成されます。

鋳鉄部門では、粘土を結合させた珪砂から作られた鋳型が優勢です。 従来、植物油や天然糖を結合させた珪砂を焼成して製造されていた中子は、大幅に置き換えられました。 現代の鋳造技術は、金型と中子を製造するための新しい技術を開発しました。

一般に、鋳造工場の健康と安全への危険は、金属鋳造の種類、成形プロセス、鋳造のサイズ、および機械化の程度によって分類できます。

プロセスの概要

設計者の図面をもとに、完成した鋳物の外形に合わせた型紙を作ります。 同様に、最終製品の内部構成を決定するのに適したコアを生成するコアボックスが作成されます。 砂型鋳造は最も広く使用されている方法ですが、他の技術も利用できます。 これらには以下が含まれます：鉄または鋼の金型を使用した恒久的な金型鋳造。 多くの場合、軽合金である溶融金属を 70 ～ 7,000 kgf/cm の圧力で金型に押し込むダイカスト²; インベストメント キャスティングでは、製造される各鋳造品でワックス パターンが作成され、金属を流し込む型を形成する耐火物で覆われます。 「ロスト フォーム」プロセスでは、砂の中にポリスチレン フォーム パターンを使用してアルミニウムの鋳物を作成します。

金属または合金は、キューポラ、回転式、反響式、るつぼ、電気アーク、チャネル、またはコアレス誘導タイプの炉で溶解および準備されます (表 1 を参照)。 関連する冶金学的または化学的分析が実行されます。 溶湯は、取鍋を介して、または炉から直接、組み立てられた金型に注がれます。 金属が冷えたら、金型とコア材料を取り除き（シェークアウト、ストリッピングまたはノックアウト）、鋳物を洗浄してドレッシングします（デスプル、ショットブラストまたはハイドロブラスト、およびその他の研磨技術）。 特定の鋳物は、完成品が購入者の仕様を満たす前に、溶接、熱処理、または塗装が必要になる場合があります。

表 1. 鋳造炉の種類

高温の金属の存在から生じる危険などの危険は、使用される特定の鋳造プロセスに関係なく、ほとんどの鋳造所に共通しています。 ハザードは、特定の鋳造プロセスに固有のものである場合もあります。 たとえば、マグネシウムの使用は、他の金属鋳造業界では遭遇しないフレア リスクを示します。 この記事では、典型的な鋳造所の危険のほとんどを含む鉄の鋳造所に重点を置いています。

機械化された鋳造所または生産鋳造所は、従来の製鉄所と同じ基本的な方法を採用しています。 たとえば成形が機械で行われ、鋳物がショット ブラストまたはハイドロブラストで洗浄される場合、通常、機械には粉塵制御装置が組み込まれており、粉塵の危険性が低減されます。 しかし、砂は頻繁にオープンベルトコンベア上で場所から場所へ移動し、移送ポイントや砂のこぼれは、かなりの量の空中浮遊粉塵の発生源になる可能性があります。 高い生産率を考慮すると、空気中の粉塵負荷は、従来の鋳造工場よりもさらに高くなる可能性があります。 1970 年代半ばの空気サンプリング データのレビューでは、同時期にサンプリングされた小規模な鋳造所よりも大規模なアメリカの生産鋳造所の粉塵レベルが高いことが示されました。 ベルトコンベヤの移送ポイントに排気フードを設置し、細心の注意を払って清掃することは、通常の方法です。 空気圧システムによる搬送は、経済的に可能である場合があり、実質的に粉塵のない搬送システムが得られます。

製鉄所

簡単にするために、製鉄所は次の XNUMX つのセクションで構成されると推定できます。

1. 金属の溶解と注入
2. パターンメイキング
3. 成形
4. コア製造
5. シェイクアウト/ノックアウト
6. キャスト洗浄。

多くの鋳造所では、これらのプロセスのほとんどすべてが、同じ作業場エリアで同時にまたは連続して実行される場合があります。

典型的な生産鋳造工場では、鉄は溶解から鋳込み、冷却、シェイクアウト、洗浄、そして完成した鋳造品として出荷されます。 砂は、砂の混合、成形、シェイクアウト、および砂の混合に戻ります。 砂は、新しい砂から始まる中子作りからシステムに追加されます。

溶かして注ぐ

鋳鉄産業は、金属の溶解と精錬をキュポラ炉に大きく依存しています。 キューポラは背の高い縦型の炉で、上部が開いていて、下部に開き戸があり、耐火物が並んでおり、コークス、スクラップ鉄、石灰岩が充填されています。 底部の開口部 (羽口) からチャージを通して空気が吹き込まれます。 コークスの燃焼は、鉄を加熱、溶融、精製します。 チャージ材料は、操作中にクレーンでキューポラの上部に供給され、通常はチャージ機械に隣接するヤードのコンパウンドまたはビンに、手の届くところに保管する必要があります。 重い物体の滑りによる怪我のリスクを最小限に抑えるには、原材料のスタックの整頓と効率的な監視が不可欠です。 大型の電磁石または重量のあるクレーンを使用して、キューポラへの投入および投入ホッパー自体への充填に使用できるサイズにスクラップメタルを縮小することがよくあります。 クレーン キャブは十分に保護され、オペレーターは適切に訓練されている必要があります。

原材料を扱う従業員は、手革と保護ブーツを着用する必要があります。 不注意に充電すると、ホッパーがいっぱいになり、危険なこぼれが発生する可能性があります。 充電プロセスの騒音が大きすぎることが判明した場合は、金属同士の衝突による騒音を、ゴム製の騒音減衰ライナーを収納スキップやビンに取り付けることで減らすことができます。 充電プラットフォームは必ず地面より上にあり、水平で、滑りにくい表面と​​周囲の強力なレール、および床の開口部がない限り、危険をもたらす可能性があります。

キューポラは大量の一酸化炭素を生成します。これは、充電ドアから漏れ、局所的な渦電流によって吹き返される可能性があります。 一酸化炭素は目に見えず、無臭であり、すぐに有毒な環境レベルを生成する可能性があります。 充電プラットフォームまたは周囲のキャットウォークで作業する従業員は、一酸化炭素中毒の症状を認識するために十分な訓練を受ける必要があります。 暴露レベルの継続的監視とスポット監視の両方が必要です。 自給式呼吸装置と蘇生装置を準備しておき、操作者にその使用方法を指導する必要があります。 緊急作業が行われるときは、汚染物質を監視する密閉空間侵入システムを開発し、実施する必要があります。 すべての作業を監督する必要があります。

キューポラは通常、ペアまたはグループで配置されているため、XNUMX つが修理されている間、他のキューポラは動作します。 使用期間は、耐火物の耐久性に関する経験と技術的な推奨事項に基づいている必要があります。 ホットスポットが発生した場合、または水冷システムが無効になった場合に、鉄を取り出してシャットダウンするための手順を事前に作成する必要があります。 キューポラの修理には、必然的にキューポラシェル自体の内部に従業員が立ち会い、耐火ライニングを修理または更新する必要があります。 これらの割り当ては、限られたスペースへの立ち入りと見なされ、適切な予防措置が取られる必要があります。 また、このようなときに充電ドアから材料が排出されないように注意する必要があります。 落下物から作業員を保護するために、安全ヘルメットを着用し、高所で作業する場合は安全ハーネスを着用する必要があります。

キューポラをタッピングする作業者 (溶融金属をキューポラ ウェルから保持炉または取鍋に移す作業) は、厳格な個人保護措置を遵守する必要があります。 ゴーグルと防護服は必須です。 アイプロテクターは、高速衝撃と溶融金属の両方に耐える必要があります。 残りの溶融スラグ (石灰石添加剤の助けを借りて溶融物から除去された不要な破片) と金属が水と接触して蒸気爆発を引き起こすのを防ぐために、細心の注意を払う必要があります。 タッパーと監督者は、キューポラの操作に関与していない人物が、キューポラの注ぎ口から半径約 4 m の範囲にある危険区域の外にいることを確認する必要があります。 許可されていない立ち入り禁止区域の描写は、1953 年の英国の鉄鋼鋳造規則に基づく法定要件です。

キューポラの走行が終了すると、従業員が定期的な耐火物のメンテナンスを行う前に、キューポラの底を落としてシェル内に残っている不要なスラグやその他の物質を取り除きます。 キューポラの底を落とすことは熟練した監督を必要とする熟練した危険な作業です。 がれきを落とすための耐火性の床または乾いた砂の層が不可欠です。 キューポラの下部ドアが詰まっているなどの問題が発生した場合は、溶銑やスラグによる作業員の火傷のリスクを回避するために細心の注意を払う必要があります。

目に見える白熱した金属は、白内障を引き起こす可能性がある赤外線および紫外線を放出するため、労働者の目に危険です。

取鍋は、蒸気爆発を防ぐために、溶融金属を充填する前に乾燥させる必要があります。 十分な火炎加熱期間を確立する必要があります。

鋳造工場の金属および注湯セクションの従業員には、ヘルメット、着色された目の保護具および顔面シールド、エプロン、ゲートルまたはスパッツ (下腿および足のカバー) などのアルミ加工された衣類およびブーツを提供する必要があります。 保護具の使用は必須であり、その使用と保守について適切な指示が必要です。 溶融金属が操作されるすべての領域で、高水準のハウスキーピングと可能な限りの水の排除が必要です。

大型の取鍋がクレーンまたは頭上のコンベアから吊り下げられる場合、取鍋を確実に制御して、オペレーターが保持を解除した場合に金属がこぼれないようにする必要があります。 溶融金属取鍋を保持するフックは、故障を防ぐために金属疲労について定期的にテストする必要があります。

生産鋳造工場では、組み立てられた金型が機械コンベアに沿って換気された注入ステーションに移動します。 注入は、機械的補助を備えた手動制御の取鍋、キャブから制御される割り出し取鍋、または自動で行うことができます。 通常、注入ステーションには、直接空気が供給される補償フードが装備されています。 流し込まれた金型は、コンベヤに沿って排気された冷却トンネルを通ってシェイクアウトまで進みます。 小規模なジョブ ショップ ファウンドリでは、鋳型をファウンドリ フロアに流し込み、そこで焼却することができます。 この状況では、取鍋に可動式排気フードを装備する必要があります。

溶鉄のタッピングと輸送、および電気炉の装入により、酸化鉄やその他の金属酸化物の煙にさらされます。 型に注ぐと、有機材料が発火して熱分解し、多量の一酸化炭素、煙、発がん性の多核芳香族炭化水素 (PAH)、および発がん性物質や呼吸器感作物質の可能性があるコア材料からの熱分解生成物が生成されます。 大型のポリウレタン結合コールド ボックス コアを含む金型は、イソシアネートとアミンを含む濃厚で刺激性の煙を放出します。 金型焼失の主な危険防止策は、局所的に消耗した注入ステーションと冷却トンネルです。

鋳込み作業を排気するためのルーフファンを備えた鋳造工場では、クレーンキャブが配置されている上部領域で高い金属煙濃度が見られる場合があります。 キャブにオペレーターがいる場合は、キャブを密閉し、ろ過され調整された空気を供給する必要があります。

パターン作成

パターン作成は、XNUMX 次元の設計図を XNUMX 次元のオブジェクトに変換する高度なスキルを必要とする作業です。 伝統的な木製の型紙は、ハンドツールと電動の切断機と平削り機を備えた標準的なワークショップで作られています。 ここでは、騒音を可能な限り低減するために合理的に実行可能なすべての対策を講じる必要があり、適切なイヤープロテクタを提供する必要があります。 従業員がそのような保護を使用する利点を認識していることが重要です。

動力駆動の木材切断機および仕上げ機は明らかに危険の原因であり、適切なガードを取り付けると機械の機能がまったく妨げられることがよくあります。 従業員は、通常の操作手順に精通している必要があり、作業に固有の危険性についても教育を受ける必要があります。

木材の鋸引きは粉塵にさらされる可能性があります。 パターンショップの雰囲気から木材の粉塵を排除するために、効率的な換気システムを取り付ける必要があります。 硬材を使用する特定の産業では、鼻がんが観察されています。 これは、創業業界では研究されていません。

ダイカストのように永久的な金型で鋳造することは、鋳造産業において重要な発展を遂げてきました。 この場合、パターン作成は大部分がエンジニアリング手法に置き換えられ、実際には金型製造作業になります。 パターン作成の危険と砂によるリスクのほとんどは排除されますが、ダイまたはモールドをコーティングするためにある種の耐火材料を使用することに固有のリスクに置き換えられます。 現代の鋳型作業では、ますます砂中子の使用が増えていますが、その場合、砂型鋳造の粉塵の危険性は依然として存在しています。

モールディング

鋳鉄業界で最も一般的な成形プロセスでは、ケイ砂、石炭粉塵、粘土、および有機結合剤から作られた伝統的な「生砂」型が使用されます。 金型製造の他の方法は、コア製造から適応されます: 熱硬化、低温自己硬化、およびガス硬化。 これらの方法とその危険性については、コアの作成で説明します。 恒久的な金型またはロスト フォーム プロセスも、特にアルミニウム鋳造業界で使用される場合があります。

生産鋳造工場では、砂の混合、成形、金型の組み立て、注湯、およびシェイクアウトが統合され、機械化されています。 シェイクアウトからの砂​​は、水と他の添加剤が追加され、望ましい物理的特性を維持するために混練機で混合される砂混合操作に戻されます。

組み立てを容易にするために、パターン (およびその型) は XNUMX つの部分で作成されます。 手動の金型製作では、金型は金属または木製のフレームで囲まれています。 フラスコ. パターンの下半分を底フラスコに入れます ( かわいいです）、最初に細かい砂、次に重い砂をパターンの周りに注ぎます。 砂は、ジョルトスクイーズ、サンドスリンガー、または圧力プロセスによって型の中で圧縮されます。 一番上のフラスコ（ 対処）も同様に準備します。 木製のスペーサーをコープに配置して、溶融金属が金型キャビティに流れ込む経路であるスプルーとライザー チャネルを形成します。 型を外し、中子を入れて、XNUMX つの型を組み立てて固定し、型を流し込む準備をします。 生産鋳造工場では、コープとドラッグ フラスコが機械コンベア上で準備され、中子がドラッグ フラスコに配置され、金型が機械的手段で組み立てられます。

シリカ粉塵は、砂を扱う場所であればどこでも問題になる可能性があります。 鋳物砂は通常、湿っているか、液体樹脂と混合されているため、呼吸性粉塵の重大な発生源になる可能性は低くなります。 タルクなどの離型剤が、型からのパターンの取り外しを容易にするために時々追加されます。 呼吸性タルクは、じん肺の一種であるタルコーシスを引き起こします。 離型剤は、手成形が採用されている場合に広く使用されています。 より大規模でより自動化されたプロセスでは、それらはめったに見られません。 化学薬品が金型の表面に噴霧され、イソプロピル アルコールに懸濁または溶解された後、焼却されて化合物 (通常はグラファイトの一種) が金型をコーティングし、より細かい表面仕上げの鋳造物が得られます。 これには即時の火災の危険性が伴い、有機溶剤も皮膚炎を引き起こす可能性があるため、これらのコーティングの塗布に関与するすべての従業員に難燃性の防護服と手の保護具を提供する必要があります。 有機蒸気が作業場に漏れるのを防ぐために、コーティングは換気されたブースで塗布する必要があります。 イソプロピル アルコールを安全に保管および使用するためにも、厳格な予防措置を講じる必要があります。 すぐに使用できるように小さな容器に移し、大きな保存容器は燃焼プロセスから十分に離して保管する必要があります。

手作業による金型製作では、大きくて扱いにくいオブジェクトの操作が必要になる場合があります。 成形ボックスやフラスコと同様に、成形型自体は重いです。 多くの場合、手作業で持ち上げたり、移動したり、積み重ねたりします。 背中のけがは一般的であり、従業員が重すぎて安全に運べない物を持ち上げる必要がないように、電動アシストが必要です。

ミキサー、コンベヤ、注入およびシェイクアウト ステーションのエンクロージャには、適切な排気量と捕捉および輸送速度を備えた標準化された設計が用意されています。 このような設計を順守し、制御システムを厳密に予防保守することで、国際的に認められた粉塵暴露の制限に準拠することができます。

コア製造

金型に挿入される中子は、エンジン ブロックのウォーター ジャケットなど、中空鋳造品の内部形状を決定します。 中子は鋳造プロセスに耐えなければなりませんが、同時に、ノックアウト段階で鋳造品から取り除かれないほど強くてはなりません。

1960 年代以前は、コア混合物は、アマニ油、糖蜜、デキストリン (オイルサンド) などの砂と結合剤で構成されていました。 中子の形をした空洞のある中子箱に砂を詰め、オーブンで乾燥させた。 コアオーブンは有害な熱分解生成物を発生させるため、適切でよく維持された煙突システムが必要です。 通常、オーブン内の対流は作業場から煙を十分に除去するのに十分ですが、これらは大気汚染の大きな原因となります。危険は軽微です。 しかし、場合によっては、煙の中の少量のアクロレインがかなりの迷惑になることがあります. 中子は鋳物の表面仕上げを改善するために「フレアオフコーティング」で処理される場合がありますが、これには金型の場合と同じ注意が必要です。

ホットボックスまたはシェル成形および中子製造は、製鉄所で使用される熱硬化プロセスです。 新しい砂は鋳造所でレジンと混合されるか、レジンでコーティングされた砂が袋に入れて出荷され、中子製造機に追加されます。 レジンサンドを金型（中子箱）に流し込みます。 次に、ホットボックス プロセスでの天然ガスの直火による加熱、またはシェル コアと成形のためのその他の手段により、パターンが加熱されます。 ホットボックスは通常、フルフリル アルコール (フラン)、尿素またはフェノール ホルムアルデヒド熱硬化性樹脂を使用します。 シェル成形には、尿素またはフェノール ホルムアルデヒド樹脂が使用されます。 短い硬化時間の後、コアはかなり硬化し、エジェクタ ピンでパターン プレートから押し出すことができます。 ホットボックスとシェルコア製造は、システムによっては、発がん性物質である可能性が高いホルムアルデヒドやその他の汚染物質への相当な暴露を生成します。 ホルムアルデヒドの制御手段には、オペレータ ステーションでの直接空気供給、コアボックスでの局所排気、コア ストレージ ステーションでのエンクロージャと局所排気、および低ホルムアルデヒド排出樹脂が含まれます。 満足のいく制御を達成することは困難です。 中子製造作業員には、呼吸器疾患の医学的監視を提供する必要があります。 フェノール樹脂または尿素ホルムアルデヒド樹脂は刺激物または感作物質であり、皮膚炎を引き起こす可能性があるため、皮膚または眼との接触を防止する必要があります。 水でよく洗うと、問題を回避するのに役立ちます。

現在使用されている常温硬化（焼き付けなし）硬化システムには、フルフリルアルコールを含むまたは含まない酸触媒尿素およびフェノールホルムアルデヒド樹脂が含まれます。 アルキドおよびフェノールイソシアネート; ファスコールド; 自己硬化ケイ酸塩; イノセット; セメント砂と液体またはキャスタブル砂。 常温硬化硬化剤は、硬化するために外部加熱を必要としません。 結合剤に使用されるイソシアネートは、通常、メチレンジフェニルイソシアネート (MDI) に基づいており、吸入すると、呼吸器刺激物質または感作物質として作用し、喘息を引き起こす可能性があります。 これらの化合物を取り扱うときや使用するときは、手袋と保護メガネを着用することをお勧めします。 イソシアネート自体は、10 ～ 30°C の温度で乾燥した状態で密閉容器に慎重に保管する必要があります。 空の貯蔵容器は、ドラム缶に残っている残留化学物質を中和するために、24% の炭酸ナトリウム溶液で満たして 5 時間浸漬する必要があります。 最も一般的なハウスキーピングの原則は、樹脂成形プロセスに厳密に適用する必要がありますが、硬化剤として使用される触媒を取り扱う際には、すべての最大の注意を払う必要があります。 フェノールおよび石油イソシアネート樹脂の触媒は、通常、ピリジン化合物に基づく芳香族アミンであり、刺激臭のある液体です。 それらは、重度の皮膚刺激、腎臓および肝臓の損傷を引き起こす可能性があり、中枢神経系にも影響を与える可能性があります. これらのコンパウンドは、個別の添加剤 (XNUMX 成分結合剤) として供給されるか、オイル材料とすぐに混合されます。LEV は、混合、成形、鋳造、ノックアウトの段階で提供する必要があります。 他の特定のノーベーク プロセスでは、使用される触媒はリン酸またはさまざまなスルホン酸であり、これも有毒です。 輸送中または使用中の事故を適切に防止する必要があります。

ガス硬化中子は、二酸化炭素 (CO₂）-ケイ酸塩およびIsocure（または「Ashland」）プロセス。 COのバリエーションが豊富₂-ケイ酸塩プロセスは 1950 年代から開発されてきました。 このプロセスは、一般的に中型から大型の金型および中子の製造に使用されてきました。 中子砂は珪酸ソーダと珪砂の混合物で、通常は分解剤として糖蜜などを加えて改質されています。 コアボックスが充填された後、コア混合物に二酸化炭素を通過させることによってコアが硬化されます。 これにより、結合剤として機能する炭酸ナトリウムとシリカゲルが形成されます。

ケイ酸ナトリウムはアルカリ性物質であり、皮膚や目に接触したり、摂取したりすると有害になる可能性があります. 大量のケイ酸ナトリウムを取り扱う場所の近くに緊急シャワーを設置し、常に手袋を着用することをお勧めします。 ケイ酸ナトリウムが使用される鋳造エリアには、すぐに利用できる洗眼噴水を配置する必要があります。 CO₂ 固体、液体、または気体として供給できます。 シリンダーまたは圧力タンクで供給される場合、シリンダーの保管、バルブのメンテナンス、取り扱いなど、非常に多くのハウスキーピング予防措置を講じる必要があります。 また、密閉された空間の空気中の酸素濃度を低下させる可能性があるため、ガス自体にもリスクがあります。

Isocure プロセスは、コアとモールドに使用されます。 これは、多くの場合フェノールホルムアルデヒドである樹脂がジイソシアネート（例えば、MDI）および砂と混合されるガス硬化システムです。 これをコアボックスに注入し、通常はトリエチルアミンまたはジメチルエチルアミンのいずれかであるアミンでガス処理して、架橋、硬化反応を引き起こします。 ドラム缶で販売されることが多いアミンは、揮発性の高い液体で、強いアンモニア臭がします。 火災や爆発の危険性が非常に高く、特に材料が大量に保管されている場合は細心の注意を払う必要があります。 これらのアミンの特徴的な効果は、ハロービジョンと角膜の腫れを引き起こすことですが、中枢神経系にも影響を与え、痙攣、麻痺、そして時には死を引き起こす可能性があります. アミンの一部が目や皮膚に接触した場合、応急措置として、多量の水で少なくとも 15 分間洗い流し、直ちに医師の診察を受ける必要があります。 Isocure プロセスでは、アミンは窒素キャリア内の蒸気として適用され、過剰のアミンは酸塔を通して洗浄されます。 製造されたコアからのアミンのオフガスも重要ですが、コアボックスからの漏れが高暴露の主な原因です。 この物質を取り扱うときは常に細心の注意を払う必要があり、作業エリアから蒸気を除去するために適切な排気換気装置を設置する必要があります。

シェイクアウト、鋳物抽出、コアノックアウト

溶融金属が冷えた後、鋳型から粗鋳物を取り出す必要があります。 これはノイズの多いプロセスであり、通常、オペレータは 90 日 8 時間の作業で XNUMX dBA をはるかに超えます。 騒音出力を減らすことが現実的でない場合は、聴覚保護具を用意する必要があります。 金型の主な部分は、通常、衝撃によって鋳物から分離されます。 成形ボックス、型、鋳物を振動グリッド上に落として砂を取り除くことがよくあります (シェイクアウト)。 次に、砂はグリッドを通ってホッパーまたはコンベヤーに落下し、そこで磁気分離器にかけられ、粉砕、処理、再利用のためにリサイクルされるか、単に投棄されます。 場合によっては、グリッドの代わりにハイドロブラストを使用して、粉塵を減らすことができます。 コアはここで取り除かれ、時には高圧水流も使用されます。

その後、鋳物は取り除かれ、ノックアウト操作の次の段階に移されます。 多くの場合、小さな鋳物は、シェイクアウトの前に「パンチアウト」プロセスによってフラスコから取り除くことができます。これにより、粉塵の発生が少なくなります。 砂は溶融金属と接触して非常に乾燥しているため、危険なレベルのシリカ粉塵を発生させます。 金属と砂は非常に熱いままです。 目の保護が必要です。 歩行面や作業面には、つまずく危険のあるスクラップや、再浮遊して吸入の危険をもたらす可能性のあるほこりがないようにしておく必要があります。

新しいコアバインダーが特にコア除去作業者の健康にどのような影響を与えるかを決定するために実施された研究は比較的少ない. フラン、フルフリル アルコールとリン酸、尿素とフェノール ホルムアルデヒド樹脂、ケイ酸ナトリウムと二酸化炭素、焼かないもの、変性アマニ油と MDI はすべて、溶融金属の温度にさらされると何らかの種類の熱分解を起こします。

じん肺の発症に対する樹脂被覆シリカ粒子の効果に関する研究はまだ実施されていません。 これらのコーティングが肺組織病変に対して阻害または促進効果をもたらすかどうかは不明です。 リン酸の反応生成物からホスフィンが遊離することが懸念される。 動物実験といくつかの選択された研究は、シリカが鉱酸で処理されると、肺組織に対するシリカ粉塵の影響が大幅に加速されることを示しています. 尿素-およびフェノール-ホルムアルデヒド樹脂は、遊離フェノール、アルデヒド、および一酸化炭素を放出する可能性があります。 崩壊性を高めるために添加された砂糖は、大量の一酸化炭素を生成します。 焼かないと、イソシアネート (MDI など) と一酸化炭素が放出されます。

フェトリング（洗浄）

鋳造の洗浄、またはフェトリングは、シェイクアウトとコア ノックアウトに続いて行われます。 関連するさまざまなプロセスは、さまざまな場所でさまざまに指定されていますが、次のように大まかに分類できます。

• ドレッシング 手工具または携帯用空圧工具を使用して、剥ぎ取り、荒削りまたはマッキングオフ、付着した鋳物砂、中子砂、ランナー、ライザー、ばり、およびその他の容易に廃棄できる物質の除去をカバーします。
• フェットリング 焼けた鋳物砂、粗いエッジ、ブリスター、ゲートの切り株、かさぶた、その他の不要な傷などの余剰金属の除去、およびハンドノミ、空気圧工具、ワイヤーブラシを使用した鋳物の手作業によるクリーニングが含まれます。 酸素アセチレン火炎切断、電気アーク、アークエア、粉末洗浄、プラズマ トーチなどの溶接技術は、ヘッダーの焼却、鋳造修理、切断と洗浄に使用できます。

スプルー除去は最初のドレッシング作業です。 金型で鋳造された金属の半分は、最終鋳造の一部ではありません。 金型には、金属を充填して鋳造品を完成させるために、リザーバー、キャビティ、フィーダー、およびスプルーが含まれている必要があります。 スプルーは通常、ノックアウト段階で除去できますが、フェトリングまたはドレッシング操作の別の段階として実行する必要がある場合もあります。 スプルーの除去は手作業で行われ、通常はハンマーで鋳物をたたきます。 騒音を低減するために、金属製のハンマーをゴムで覆われたものに交換し、コンベアを同じ消音ゴムで裏打ちすることができます。 熱い金属の破片が飛び散り、目の危険を引き起こします。 目の保護具を使用する必要があります。 分離したスプルーは、通常、溶解プラントの充填領域に戻す必要があり、鋳造工場のプル除去セクションに蓄積することは許可されません。 プルー除去後 (場合によっては除去前) に、ほとんどの鋳物はショット ブラストまたはタンブルされて、型の材料が除去され、おそらく表面仕上げが改善されます。 タンブリング バレルは、高い騒音レベルを生成します。 エンクロージャーが必要になる場合があり、LEV も必要になる場合があります。

鋼、鉄、および非鉄の鋳物工場でのドレッシング方法は非常に似ていますが、鉄および非鉄の鋳物に比べて大量の焦げ付き溶融砂が多いため、鋼の鋳物のドレッシングとフェトリングには特別な困難があります。 大きな鋼鋳物の溶融砂にはクリストバライトが含まれている可能性があり、これは未使用の砂に含まれる石英よりも毒性が強い.

シリカ粉塵への過度の暴露を防ぐために、チッピングおよび研磨の前にキャスティングをエアレス ショット ブラストまたはタンブリングする必要があります。 鋳物は目に見える粉塵があってはなりませんが、シリカが鋳物の一見きれいな金属表面に焼き付けられた場合、研磨によってシリカの危険が依然として発生する可能性があります. ショットは鋳造時に遠心力で推進され、ユニット内にオペレーターは必要ありません。 ブラストキャビネットは、目に見える粉塵が漏れないように排気する必要があります。 ショットブラスト キャビネットおよび/またはファンとコレクターの故障または劣化がある場合にのみ、粉塵の問題があります。

水または水および砂または圧力ショット ブラストを使用して、鋳物を水または鉄または鋼のショットの高圧流にさらすことにより、付着した砂を除去することができます。 サンドブラストは、砂の粒子がますます細かくなり、呼吸可能な割合が継続的に増加するため、珪肺症のリスクがあるため、いくつかの国（英国など）で禁止されています. 水や銃弾は銃から放出され、正しく取り扱わないと明らかに人員に危険を及ぼす可能性があります。 ブラストは、常に隔離された密閉された空間で実行する必要があります。 すべての爆破エンクロージャーは定期的に検査して、集塵システムが機能していること、およびショットや水が鋳物工場に漏れる可能性のある漏れがないことを確認する必要があります。 ブラスターのヘルメットは承認され、慎重に維持する必要があります。 ブースのドアに通知を掲示して、爆破が行われていること、無許可の立ち入りが禁止されていることを従業員に警告することをお勧めします。 特定の状況では、ブラスト駆動モーターにリンクされた遅延ボルトをドアに取り付けることができ、ブラストが停止するまでドアを開くことができなくなります。

粗い鋳造を滑らかにするために、さまざまな研削ツールが使用されます。 研磨ホイールは、床置き型または台座型の機械、またはポータブルまたはスイングフレームのグラインダーに取り付けることができます。 ペデスタルグラインダーは、取り扱いが簡単な小さな鋳物に使用されます。 ポータブル グラインダー、サーフェス ディスク ホイール、カップ ホイール、コーン ホイールは、鋳物の内面の平滑化など、さまざまな目的で使用されます。 スイングフレームグラインダーは、主に大量の金属除去を必要とする大型の鋳物に使用されます。

その他のファウンドリー

鉄鋼創業

製鉄所での生産は（基本的な製鉄所とは異なります）、製鉄所での生産と似ています。 ただし、金属温度ははるかに高くなります。 これは、色付きのレンズで目を保護することが不可欠であること、および型内のシリカが熱によってトリディマイトまたはクリストバライトに変換されることを意味します。これらは、特に肺に危険な XNUMX つの形態の結晶シリカです。 鋳物に砂が付着することが多く、危険な粉塵を発生させる機械的な手段で除去する必要があります。 したがって、効果的な粉塵排出システムと呼吸保護が不可欠です。

軽合金創業

軽合金鋳造工場では、主にアルミニウム合金とマグネシウム合金を使用しています。 これらには、特定の状況下で有毒ガスを放出する可能性のある少量の金属が含まれていることがよくあります。 フュームを分析して、合金にそのような成分が含まれている可能性がある成分を特定する必要があります。

アルミニウムおよびマグネシウムの鋳造工場では、通常、るつぼ炉で溶解が行われます。 煙を除去するために鍋の上部に排気口があることをお勧めします。 石油燃焼炉では、バーナーの故障による不完全燃焼により、一酸化炭素などの生成物が空気中に放出される可能性があります。 炉の煙には複雑な炭化水素が含まれている可能性があり、その中には発がん性があるものもあります。 炉と煙道の清掃中に、油堆積物からの炉のすすに濃縮された五酸化バナジウムにさらされる危険があります。

蛍石は一般にアルミニウム溶解のフラックスとして使用され、かなりの量のフッ化物粉塵が環境に放出される可能性があります。 場合によっては、塩化バリウムがマグネシウム合金のフラックスとして使用されています。 これは非常に有毒な物質であるため、使用には十分な注意が必要です。 軽合金は、二酸化硫黄または塩素 (または分解して塩素を生成する独自の化合物) を溶融金属に通すことによって脱ガスされることがあります。 この操作には、排気装置と呼吸用保護具が必要です。 金型内の溶銑の冷却速度を下げるために、非常に発熱的に反応する物質 (通常はアルミニウムと酸化鉄) の混合物が金型ライザーに置かれます。 この「テルミット」混合物は、実際には無害であることがわかっている濃密な煙を放出します。 煙の色が茶色の場合、窒素酸化物の存在が疑われるため、警報が発せられることがあります。 しかし、この疑いには根拠がありません。 アルミニウムおよびマグネシウム鋳物のドレッシング中に生成される細かく分割されたアルミニウムは、重大な火災の危険を構成し、集塵には湿式法を使用する必要があります。

マグネシウム鋳造には、かなりの潜在的な火災や爆発の危険が伴います。 溶融マグネシウムは、大気との間に保護バリアが維持されていない限り発火します。 この目的には、溶融硫黄が広く使用されています。 手でるつぼに硫黄粉末を適用する鋳造作業員は、皮膚炎を発症する可能性があるため、耐火布製の手袋を着用する必要があります。 金属と接触している硫黄は常に燃焼しているため、かなりの量の二酸化硫黄が放出されます。 排気換気装置を設置する必要があります。 労働者は、溶融マグネシウムの鍋または柄杓が発火する危険性があることを知らされるべきであり、細かく分割された酸化マグネシウムの濃い雲が発生する可能性がある耐火材料の防護服は、すべてのマグネシウム鋳造作業員が着用する必要があります。 自然発火する可能性があるため、マグネシウムの粉でコーティングされた衣服は、湿度制御のないロッカーに保管しないでください。 マグネシウムの粉塵は衣服から取り除く必要があります。フランスのチョークは、マグネシウム鋳造工場の金型ドレッシングに広く使用されています。 タルコーシスを防ぐために粉塵を管理する必要があります。 軽合金鋳物の検査では、亀裂を検出するために浸透油と粉塵が使用されます。

これらの技術の有効性を改善するために染料が導入されました。 特定の赤い染料は、汗に吸収されて排泄されることがわかっているため、私服を汚す原因となります。 この状態は厄介なものですが、健康への影響は観察されていません。

真鍮と青銅の鋳造所

典型的な合金からの有毒な金属煙と粉塵は、真鍮と青銅の鋳造工場にとって特別な危険です。 合金の鉛組成が高い場合は特に、溶解、注湯、仕上げ作業の両方で安全限界を超える鉛への暴露が一般的です。 炉の洗浄とドロス処理における鉛の危険は特に深刻です。 鉛への過度の暴露は、溶解および注入時に頻繁に発生し、粉砕時にも発生する可能性があります. 亜鉛と銅のフューム (青銅の成分) は、金属フューム熱の最も一般的な原因ですが、この状態は、マグネシウム、アルミニウム、アンチモンなどを使用する鋳造作業員にも観察されています。 一部の高負荷合金にはカドミウムが含まれており、急性暴露による化学肺炎や慢性暴露による腎臓の損傷、肺がんを引き起こす可能性があります。

永久成形プロセス

ダイカストのように永久的な金型で鋳造することは、鋳造において重要な発展を遂げてきました。 この場合、パターン作成は大部分が工学的方法に置き換えられ、実際には型彫り作業です。 これにより、パターン作成の危険のほとんどが取り除かれ、砂によるリスクも排除されますが、ダイまたはモールドをコーティングするためにある種の耐火材料を使用することに固有のある程度のリスクに置き換えられます。 現代の鋳型作業では、ますます砂中子の使用が増えていますが、その場合、砂型鋳造の粉塵の危険性は依然として存在しています。

ダイカスト

アルミニウムは、ダイカストで一般的な金属です。 クロム トリムなどの自動車用ハードウェアは通常、亜鉛ダイカストで、その後に銅、ニッケル、クロム メッキが続きます。 亜鉛フュームによる金属フューム熱の危険性は、クロム酸ミストと同様に常に管理する必要があります。

圧力ダイカスト マシンには、油圧パワー プレスに共通するすべての危険性があります。 さらに、作業者は金型潤滑剤として使用されるオイルのミストにさらされる可能性があり、これらのミストを吸い込んだり、油で飽和した衣服を着用したりする危険から保護する必要があります。 プレスで使用される難燃性油圧作動油には、有毒な有機リン化合物が含まれている可能性があるため、油圧システムのメンテナンス作業には特に注意する必要があります。

精密鋳造

精密鋳造所は、インベストメントまたはロスト ワックス キャスティング プロセスに依存しています。このプロセスでは、型にワックスを射出成形してパターンを作成します。 これらのパターンは、型に面する材料として機能する微細な耐火性粉末でコーティングされ、ワックスは鋳造前に、または鋳造金属自体の導入によって溶融されます。

ワックスの除去は明らかに火災の危険をもたらし、ワックスの分解はアクロレインやその他の危険な分解生成物を生成します。 ワックスバーンアウトキルンは十分に換気する必要があります。 ワックスの最後の痕跡を除去するためにトリクロロエチレンが使用されています。 この溶剤は、金型のポケットに溜まったり、耐火材に吸収されたりして、注入中に蒸発または分解することがあります。 アスベストの危険性があるため、アスベストのインベストメント鋳造耐火材料の含有は排除する必要があります。

健康上の問題と病気のパターン

鋳物工場は、溶融金属の流出や爆発による死亡率の高さ、底部落下を含むキューポラのメンテナンス、およびリライニング中の一酸化炭素の危険のために、産業プロセスの中で際立っています。 鋳造工場は、他の施設よりも異物、打撲傷、火傷の発生率が高く、筋骨格損傷の割合が低いと報告しています。 彼らはまた、最高の騒音暴露レベルを持っています。

鋳物工場での数十件の死亡事故の調査により、以下の原因が明らかになりました: メンテナンスおよびトラブルシューティング中の金型コンベア車と建物構造の間の押しつぶし、遠隔操作されたマラーの洗浄中の押しつぶし、クレーンの故障後の溶融金属の火傷、金型の割れ、オーバーフロー トランスファー取鍋、未乾燥の取鍋での蒸気噴出、クレーンや作業プラットフォームからの落下、溶接装置からの感電死、運搬車両からの圧壊、キューポラの底からの落下による火傷、キューポラ修理中の高酸素雰囲気、およびキューポラ修理中の一酸化炭素への過剰暴露。

砥石

研削砥石の破裂または破損は、致命的または非常に重傷を負う可能性があります。台座研削盤の砥石と残りの部分との間の隙間が手や前腕を挟んで押しつぶす可能性があります。 保護されていない目は、すべての段階で危険にさらされています。 特に重い荷物を運ぶときの滑りや転倒は、床のメンテナンスが不十分であったり、床がふさがっていたりすることが原因である可能性があります。 落下物や荷物の落下により、足にけがをするおそれがあります。 捻挫や肉離れは、物を持ち上げたり運んだりする際の過度の運動によって生じることがあります。 メンテナンスが不十分な巻き上げ装置は故障し、材料が作業員に落下する可能性があります。 電気機器、特に携帯用工具は、保守が不十分であるか、アースされていない (接地されていない) と、感電する可能性があります。

機械のすべての危険な部分、特に砥石車には適切なガードが必要であり、処理中にガードが取り外された場合は自動的にロックアウトされます。 ペデスタルグラインダーのホイールと残りの部分との間の危険な隙間をなくす必要があり、研磨ホイールの手入れとメンテナンス、および速度の調整に関するすべての予防措置に細心の注意を払う必要があります (ポータブルホイールには特に注意が必要です)。 すべての電気機器の厳密なメンテナンスと適切な接地の取り決めを実施する必要があります。 作業員は、正しい持ち上げ方と運搬方法について指導を受け、クレーン フックやその他の巻き上げ器具に荷物を取り付ける方法を知っている必要があります。 目と顔のシールド、足と脚の保護具などの適切な PPE も提供する必要があります。 軽傷であっても迅速な応急処置を提供し、必要に応じて適切な医療を提供できるようにしておく必要があります。

ほこり

鋳物労働者の間で粉じん病が顕著である。 シリカへの暴露は、しばしば規定された暴露限界に近いか、それを超えています。これは、最新の生産鋳造工場での十分に管理された洗浄作業や、鋳物に目に見える粉塵がない場合でも同様です。 鋳物がほこりっぽい場所やキャビネットが漏れている場所では、限界を超える露出が何度も発生します。 除雪、砂の準備、または耐火物修理の際に目に見える粉塵が排出される場所では、過度の露出が発生する可能性があります。

珪肺症は鉄鋼のフェトリング工場における主要な健康被害です。 混合じん肺は、鉄のフェトリングでより一般的です (Landrigan et al. 1986)。 鋳物工場では、暴露時間が長く、粉塵レベルが高いほど有病率が高くなります。 鉄鋼工場の条件は、存在する遊離シリカのレベルが高いため、鉄工場の条件よりも珪肺症を引き起こす可能性が高いといういくつかの証拠があります. 珪肺症が発生しない曝露レベルを設定する試みは決定的ではありませんでした。 しきい値はおそらく 100 マイクログラム/m 未満です³ そしておそらくその量の半分ほど低くなります。

ほとんどの国で、珪肺症の新規症例の発生は減少しています。これは、技術の変化、鋳物工場での珪砂からの移行、および珪酸レンガから鉄鋼溶解における基本的な炉内張りへの移行が一因となっています。 主な理由は、自動化により鉄鋼生産と鋳造での雇用が減少したという事実です。 しかし、多くの鋳造工場では、吸入性シリカ粉塵への曝露が頑固に高いままであり、プロセスが労働集約的な国では、珪肺症が依然として大きな問題となっています.

鋳物工場労働者の珪酸結核は長い間報告されてきました。 珪肺症の有病率が低下しているところでは、結核の報告された症例が並行して減少していますが、その病気は完全に根絶されていません. 粉塵レベルが高いままであり、粉塵の多いプロセスは労働集約的であり、一般人口における結核の有病率が上昇している国では、結核は依然として鋳造労働者の重要な死因となっています。

じん肺に苦しむ多くの労働者は、しばしば肺気腫を伴う慢性気管支炎も患っています。 多くの研究者は、少なくとも場合によっては、職業被ばくが関与している可能性があると長い間考えてきました。 肺がん、大葉性肺炎、気管支肺炎、および冠状動脈血栓症も、鋳造作業員のじん肺に関連していると報告されています。

アメリカの自動車産業を含む鋳造労働者の死亡率に関する最近の調査では、14 件の調査のうち 15 件で肺がんによる死亡が増加していることが示されました。 主な危険源がシリカである清掃室の労働者の間で高い肺がん率が見られるため、混合暴露も見られる可能性があります.

鋳造環境における発がん物質の研究は、砂の添加剤と結合剤の熱分解で形成される多環式芳香族炭化水素に集中しています。 クロムやニッケルなどの金属、およびシリカやアスベストなどの粉塵も、過剰死亡率の一部の原因である可能性があることが示唆されています。 成形および中子製造の化学的性質、砂の種類、および鉄と鋼の合金の組成の違いは、異なる鋳造所で異なるレベルのリスクの原因となる可能性があります (IARC 1984)。

非悪性呼吸器疾患による死亡率の増加は、8 件の研究のうち 11 件で発見されました。 珪肺症による死亡も記録されました。 臨床研究では、塵肺に特徴的な X 線の変化、閉塞に特徴的な肺機能障害、および最新の「クリーンな」製造工場の労働者の呼吸器症状の増加が見られました。 これらは 960 年代以降の曝露によるものであり、古い鋳造工場で蔓延している健康リスクがまだ解消されていないことを強く示唆しています。

肺障害の予防は、本質的に粉塵と煙の管理の問題です。 一般的に適用可能な解決策は、効率的な LEV と組み合わせた良好な全体換気を提供することです。 少量、高速のシステムは、一部の操作、特に携帯用砥石や空圧工具に最適です。

焦げた砂を取り除くために使用される手または空気のノミは、非常に細かく分割された粉塵を生成します。 余分な材料を回転ワイヤーブラシまたはハンドブラシで払い落とすことも、多くのほこりを発生させます。 LEV が必要です。

粉塵対策は、床置きおよびスイングフレームグラインダーに容易に適応できます。 小さな鋳物のポータブル研削は、排気換気ベンチで実行するか、ツール自体に換気を適用することができます。 ブラッシングは、換気されたベンチで行うこともできます。 大型鋳物の粉塵制御には問題がありますが、少量の高速換気システムでかなりの進歩が見られました。 これらのシステムが扱いにくいと感じ、作業領域の視界が損なわれていると不平を言う労働者の反対を克服するには、その使用に関する指導と訓練が必要です。

局所換気が実行できない非常に大きな鋳物のドレッシングとフェトリングは、別の隔離された場所で、他の作業者がほとんどいないときに行う必要があります。 定期的に洗浄および修理される適切な PPE を、適切な使用方法の説明とともに、各作業者に提供する必要があります。

1950 年代以降、さまざまな合成樹脂システムが鋳物工場に導入され、砂を中子や鋳型に結合させてきました。 これらは、一般に、重合を開始する基材および触媒または硬化剤を含む。 これらの反応性化学物質の多くは感作物質 (イソシアネート、フルフリル アルコール、アミン、ホルムアルデヒドなど) であり、現在、鋳造作業員の職業性喘息の事例に関与しています。 ある研究では、ペプセット (コールドボックス) 樹脂にさらされた 12 人の鋳物工場労働者のうち 78 人が喘息症状を示し、そのうち 1985 人はメチル ジイソシアネートを使用したチャレンジ テストで気流速度が著しく低下しました (Johnson et al. XNUMX ）。

溶接

フェトリング工場での溶接は、関係する金属の組成に応じて、結果として毒性と金属熱の危険性を伴う金属煙に作業者をさらします。 鋳鉄の溶接にはニッケル棒が必要であり、ニッケルの煙にさらされます。 プラズマ トーチは、かなりの量の金属煙、オゾン、窒素酸化物、および紫外線を発生させ、高レベルの騒音を発生させます。

小さな鋳物を溶接するための排気換気ベンチを提供できます。 大型鋳物での溶接または燃焼作業中の曝露を制御することは困難です。 成功するアプローチには、これらの操作のための中央ステーションを作成し、溶接点に配置されたフレキシブル ダクトを介して LEV を提供することが含まれます。 これには、作業者がダクトをある場所から別の場所に移動できるようにトレーニングする必要があります。 全体的な換気をよくし、必要に応じて PPE を使用すると、全体的な粉塵や煙への曝露を減らすことができます。

騒音と振動

鋳造工場での騒音レベルが最も高いのは、通常、ノックアウトおよびクリーニング作業です。 手動の鋳造工場よりも機械化された工場の方が高くなります。 換気システム自体は、90 dBA 近くのばく露を生成する可能性があります。

鋳鉄のフェトリングで実際に遭遇する騒音レベルは 115 から 120 dBA の範囲であるのに対し、鋼鋳物のフェトリングでの騒音レベルは 105 から 115 dBA の範囲である可能性があります。 British Steel Casting Research Association は、フェトリング中の騒音源には次のものが含まれることを確立しました。

• フェトリングツールの排気
• 鋳物に対するハンマーまたはホイールの衝撃
• キャスティングの共振とサポートに対する振動
• キャスティングサポートから周囲の構造への振動の伝達
• 換気システムを通る空気の流れを制御するフードによる直接騒音の反射。

騒音制御戦略は、鋳造品のサイズ、金属の種類、使用可能な作業領域、ポータブル ツールの使用、およびその他の関連要因によって異なります。 時間と空間の隔離、完全なエンクロージャー、部分的な吸音パーティション、吸音面での作業の実行、バッフル、パネル、吸音フードなど、個人や同僚の騒音暴露を減らすための特定の基本的な対策を利用できます。吸音材またはその他の吸音材。 安全な XNUMX 日の暴露限度に関するガイドラインを遵守する必要があり、最後の手段として、個人用保護具を使用することができます。

英国鋼鋳造研究協会が開発したフェトリングベンチは、チッピング時の騒音を約 4 ～ 5 dBA 低減します。 このベンチには、ほこりを除去するための排気システムが組み込まれています。 この改善は心強いものであり、さらなる開発により、さらに大きなノイズ低減が可能になるという希望につながります.

手腕振動症候群

携帯用振動ツールは、レイノー現象 (手腕振動症候群 - HAVS) を引き起こす可能性があります。 これは、鉄のフェトラーよりも鋼のフェトラーでより一般的であり、回転工具を使用する人の間でより頻繁に見られます. この現象が発生する臨界振動数は、毎分 2,000 ～ 3,000 回転で、40 ～ 125 Hz の範囲です。

現在、HAVS は、末梢神経や血管以外の前腕の多くの組織に影響を与えると考えられています。 これは、手根管症候群および関節の変性変化に関連しています。 製鉄所のチッパーとグラインダーに関する最近の研究では、デュピュイトラン拘縮を比較グループよりも 1992 倍発症する可能性が高いことが示されました (Thomas and Clarke XNUMX)。

作業者の手に伝わる振動は、次の方法で大幅に減らすことができます。周波数と振幅の有害な範囲を減らすように設計されたツールの選択手から離れた排気ポートの方向。 多層手袋または絶縁手袋の使用。 作業操作、ツール、および休憩時間の変更による暴露時間の短縮。

目の問題

鋳物工場で遭遇する粉塵や化学物質の一部 (イソシアネート、ホルムアルデヒド、ジメチルエチルアミン、トリエチルアミンなどの 3 級アミンなど) は刺激性があり、曝露した労働者の視覚症状の原因となっています。 これらには、かゆみ、涙目、かすんだまたはぼやけた視覚、またはいわゆる「青灰色の視覚」が含まれます. これらの影響の発生に基づいて、時間加重平均ばく露を XNUMX ppm 未満に減らすことが推奨されています。

その他の問題

米国の暴露限度以上のホルムアルデヒドへの暴露は、適切に管理されたホットボックスコア製造作業で見られます。 ハザードコントロールが不十分な場合、限度を何倍も超えるばく露が見られることがあります。

アスベストは鋳造業界で広く使用されており、最近まで、熱にさらされる労働者の防護服によく使用されていました。 その影響は、アスベストにさらされた生産労働者とメンテナンス労働者の両方で、鋳造労働者の X 線調査で発見されました。 横断調査では、20 人の鉄鋼労働者のうち 900 人に特徴的な胸膜病変が見られました (Kronenberg et al. 1991)。

定期試験

疑わしいまたは異常な所見が検出された場合は、すべての鋳造工場の労働者に適切なフォローアップを行い、症状の調査、胸部 X 線、肺機能検査、オージオグラムを含む、交換前および定期的な健康診断を提供する必要があります。 鋳物工場労働者の呼吸器疾患のリスクに対するタバコの煙の複合的な影響は、健康教育とプロモーションのプログラムに禁煙に関するアドバイスを含めることを義務付けています。

まとめ

鋳物工場は、何世紀にもわたって不可欠な産業活動でした。 技術の継続的な進歩にもかかわらず、それらは労働者に安全と健康に対するさまざまな危険をもたらします。 模範的な予防および制御プログラムを備えた最新のプラントでさえ危険が存在し続けるため、労働者の健康と福利を保護することは、管理者、労働者およびその代表者にとって継続的な課題であり続けます。 これは、業界の低迷時 (労働者の健康と安全への懸念が経済的逼迫に取って代わられる傾向にあるとき) とブーム時 (生産量の増加に対する需要がプロセスの潜在的に危険な近道につながる可能性があるとき) の両方で困難なままです。 したがって、ハザード コントロールの教育と訓練は、常に必要とされています。

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プロセスの概要

高い圧縮力と引張力を加えて金属部品を形成することは、工業生産全体で一般的です。 スタンピング操作では、金属は、ほとんどの場合、シート、ストリップ、またはコイルの形をしており、通常は一連の 15 つまたは複数の個別の衝撃ステップで、ダイ間でせん断、プレス、およびストレッチすることにより、周囲温度で特定の形状に成形されます。 冷間圧延鋼は、自動車、家電、その他の業界で板金部品を作成する多くのスタンピング作業の出発材料です。 自動車産業の労働者の約 XNUMX% は、プレス作業または工場で働いています。

鍛造では、通常は高温に加熱された金属の予備成形されたブロック (ブランク) に圧縮力が加えられます。 最終ピースの形状は、使用する金型のキャビティの形状によって決まります。 ドロップ ハンマー鍛造のように、オープン インプレッション ダイでは、下部アンビルに取り付けられた XNUMX つのダイと垂直ラムの間でブランクが圧縮されます。 プレス鍛造のように、閉じたインプレッションダイでは、ブランクはラムに取り付けられた下ダイと上ダイの間で圧縮されます。

ドロップ ハンマー フォージは、蒸気または空気シリンダーを使用してハンマーを持ち上げます。ハンマーは重力によって落下するか、蒸気または空気によって駆動されます。 ハンマーの打撃の回数と強さは、オペレーターが手動で制御します。 オペレーターは、ドロップ ハンマーを操作している間、ストックのコールド エンドを保持することがよくあります。 ドロップ ハンマー鍛造は、かつて米国で行われたすべての鍛造の約 XNUMX 分の XNUMX を占めていましたが、今日ではあまり一般的ではありません。

プレス鍛造では、機械式または油圧式のラムを使用して、ゆっくりと制御された 1 回のストロークで部品を成形します (図 XNUMX を参照)。 通常、プレス鍛造は自動制御されます。 熱間または常温（冷間鍛造、押し出し）で行うことができます。 通常の鍛造のバリエーションは転造です。ここでは、連続的に力を加えて作業者が部品を回転させます。

図1.プレス鍛造

ハンマーまたはプレス ストロークの前およびストロークの間に、ダイ面およびブランク表面にダイ潤滑剤をスプレーまたは塗布します。

シャフト、リングギア、ボルト、車両サスペンション部品などの高強度機械部品は、一般的な鋼鍛造製品です。 翼桁、タービン ディスク、着陸装置などの高強度航空機部品は、アルミニウム、チタン、ニッケル、および鋼合金から鍛造されています。 自動車労働者の約 3% が鍛造作業または工場で働いています。

労働条件

プレス加工や鍛造加工には、重工業に共通する多くの危険が存在します。 これらには、部品の繰り返しの取り扱いと処理、および手のひらボタンなどの機械制御の操作による反復運動過多損傷 (RSI) が含まれます。 重い部品は、作業者を背中や肩の問題、上肢の筋骨格障害のリスクにさらします。 自動車プレス工場のプレス オペレーターの RSI 率は、リスクの高い仕事をしている組立工場の労働者に匹敵します。 ほとんどのスタンピングおよび一部の鍛造 (スチームまたはエアハンマーなど) の操作では、高インパルスの振動と騒音が存在し、難聴や心血管疾患の原因となる可能性があります。 これらは、最もノイズの多い産業環境の 100 つです (XNUMX dBA 以上)。 他の形式の自動化主導型システムと同様に、処理する部品や機械の循環速度によっては、労働者のエネルギー負荷が高くなる可能性があります。

スタンピングや鍛造では、予期せぬ機械の動きによる壊滅的な損傷がよくあります。 (1) 労働者が機械の動作範囲内にいることが日常的に予想される状況でのクラッチ機構などの機械制御システムの機械的故障 (容認できないプロセス設計)。 (2) 動かなくなった部品や位置がずれている部品の移動など、プログラムされていない労働者の介入を招くような、機械の設計または性能の欠陥。 または (3) 部品転送の自動化や他の接続された機械の機能を含む、関連する機械ネットワーク全体の適切なロックアウトなしで実行される、不適切でリスクの高い保守手順。 ほとんどの自動化されたマシン ネットワークは、迅速で効率的かつ効果的なロックアウトや安全なトラブルシューティングのために構成されていません。

通常の操作中に発生する機械の潤滑油からのミストは、圧縮空気を動力源とするプレスおよび鍛造プレス操作におけるもう XNUMX つの一般的な健康被害であり、呼吸器、皮膚、消化器疾患のリスクにさらされる可能性があります。

健康と安全の問題

スタンピング

スタンピング作業では、鋭利なエッジを持つ部品を取り扱う必要があるため、重度の裂傷のリスクが高くなります。 さらに悪いのは、切断された周囲や部品の打ち抜かれた部分から生じるスクラップの取り扱いです。 スクラップは通常、重力式のシュートとコンベアによって収集されます。 ときどき紙詰まりを解消することは、リスクの高い作業です。

スタンピングに特有の化学的危険は、通常、実際のプレス操作における絞り化合物 (つまり、金型潤滑剤) と、スタンピング部品の組み立てからの溶接放出の 0.05 つの主な原因から発生します。 ほとんどのスタンピングには、ドローイング コンパウンド (DC) が必要です。 材料は板金にスプレーまたは圧延され、スタンピング イベント自体によってさらにミストが生成されます。 他の金属加工油剤と同様に、ドローイングコンパウンドは、ストレートオイルまたはオイルエマルジョン (可溶性オイル) の場合があります。 成分には、石油留分、特殊な潤滑剤 (動物および植物の脂肪酸誘導体、塩素化油およびワックスなど)、アルカノールアミン、石油スルホン酸塩、ホウ酸塩、セルロース由来の増粘剤、腐食防止剤、および殺生物剤が含まれます。 プレス工程におけるミストの空気濃度は、通常の機械加工工程の濃度に達する可能性がありますが、これらのレベルは平均して低くなる傾向があります (2.0 ～ XNUMX mg/mXNUMX)³）。 ただし、建物の表面に目に見える霧や蓄積した油膜が存在することが多く、部品の取り扱いが多いため、皮膚への接触が高くなる可能性があります。 有害性を示す可能性が最も高い暴露は、塩素化油 (がん、肝臓病、皮膚障害の可能性)、ロジンまたはトール油脂肪酸誘導体 (感作物質)、石油留分 (消化器がん)、およびおそらくホルムアルデヒド (殺生物剤由来) およびニトロソアミン (生物由来) です。アルカノールアミンおよび亜硝酸ナトリウム、DC成分として、または入ってくる鋼の表面コーティングのいずれか）。 XNUMX つの自動車プレス工場で、消化器がんの上昇が観察されています。 開いたリザーバーから板金に DC を転がすことによって DC を適用するシステムでの微生物学的ブルームは、機械加工作業と同様に、作業者に呼吸器および皮膚の問題のリスクをもたらす可能性があります。

プレス部品の溶接は、多くの場合、プレス工場で行われ、通常は中間洗浄は行われません。 これにより、金属フューム、熱分解、化合物やその他の表面残留物からの燃焼生成物を含む排出物が生成されます。 プレス工場での一般的な (主に抵抗) 溶接作業では、0.05 ～ 4.0 mg/m の範囲の総粒子状空気濃度が生成されます。³. 金属含有量 (フュームおよび酸化物として) は、通常、その粒子状物質の半分未満を占めており、最大 2.0 mg/m であることを示しています。³ 十分に特徴付けられていない化学的破片です。 その結果、多くのプレス工場の溶接エリアで曇りが見られます。 塩素化誘導体およびその他の有機成分の存在は、これらの環境での溶接煙の組成に深刻な懸念を引き起こし、換気制御を強く主張します. 溶接の前に他の材料 (プライマー、塗料、エポキシのような接着剤など) を塗布し、その一部を溶接すると、さらに懸念が増します。 通常は手動で行われる溶接製造修理作業は、これらの同じ大気汚染物質への曝露が高くなることがよくあります。 自動車プレス工場の溶接工の間で肺がんの過剰発生率が観察されています。

鍛造

スタンピングと同様に、鍛造作業では、労働者が鍛造部品を扱ったり、バリや不要なエッジを部品から切り取ったりするときに、大きな裂傷のリスクが生じる可能性があります。 衝撃の強い鍛造品は、破片、スケール、またはツールを放出して、けがをする可能性もあります。 一部の鍛造作業では、作業者はプレスまたは衝撃のステップ中にトングで加工品をつかみ、筋骨格損傷のリスクを高めます。 鍛造では、スタンピングとは異なり、部品を加熱するための炉（鍛造および焼きなまし用）と熱間鍛造のビンが通常近くにあります。 これらは、高熱ストレス状態になる可能性を生み出します。 熱ストレスのその他の要因は、材料を手作業で取り扱う際の労働者の代謝負荷であり、場合によっては、油性金型潤滑剤の燃焼生成物からの熱です。

ほとんどの鍛造では金型潤滑が必要であり、潤滑剤が高温の部品と接触するという追加機能があります。 これにより、金型内だけでなく、冷却ビン内の喫煙部品からも、熱分解とエアロゾル化が即座に発生します。 鍛造用金型潤滑剤成分には、グラファイト スラリー、高分子増粘剤、スルホン酸塩乳化剤、石油留分、硝酸ナトリウム、亜硝酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、シリコーン オイル、および殺生物剤が含まれます。 これらはスプレーとして、または一部のアプリケーションではスワブによって適用されます。 鍛造する金属を加熱するために使用される炉は、通常、石油またはガスによって燃焼されるか、誘導炉です。 排気ガスは、流入する金属素材に油や腐食防止剤などの表面汚染物質が含まれている場合、または鍛造前にせん断または鋸引きのために潤滑された場合 (棒材の場合）。 米国では、鍛造作業における総粒子状空気濃度は通常、0.1 ～ 5.0 mg/m の範囲です。³ 熱対流による鍛造操作内で大きく異なります。 XNUMX つのボール ベアリング製造工場の鍛造および熱処理労働者の間で、肺がんの発生率の上昇が観察されました。

健康と安全の実践

プレスや鍛造にさらされた労働者の実際の健康への影響を評価した研究はほとんどありません。 優先毒性物質の特定と測定を含む、ほとんどの日常業務の潜在的な毒性の包括的な特性評価は行われていません。 1960 年代と 1970 年代に開発された金型潤滑技術の長期的な健康への影響を評価することが可能になったのはごく最近のことです。 その結果、これらの曝露の規制は、デフォルトで一般的な粉塵または 5.0 mg/mXNUMX などの総粒子基準に設定されています。³ 米国で。 この規格は、状況によってはおそらく適切ですが、多くのスタンピングおよび鍛造用途には明らかに適切ではありません。

プレス加工と鍛造加工の両方で塗布手順を慎重に管理することで、金型潤滑剤ミスト濃度をある程度減らすことができます。 可能であれば、スタンピングでのロール塗布が好まれ、スプレーで最小限の空気圧を使用することが有益です。 優先有害成分の除去の可能性を調査する必要があります。 負圧とミストコレクターを備えたエンクロージャーは非常に効果的ですが、部品の取り扱いには適合しない場合があります。 プレスの高圧空気システムから放出される空気をろ過すると、プレス オイル ミスト (および騒音) が減少します。 自動化と適切な個人用保護具の着用により、スタンピング作業における皮膚接触を減らすことができ、裂傷と液体飽和の両方から保護します。 プレス工場の溶接では、溶接前に部品を洗浄することが非常に望ましく、LEV を使用した部分的なエンクロージャーは煙のレベルを大幅に低減します。

スタンピングおよび熱間鍛造における熱ストレスを低減するための制御には、高熱領域での手作業によるマテリアル ハンドリングの量の最小化、熱の放射を減らすための炉のシールド、炉のドアとスロットの高さの最小化、および冷却ファンの使用が含まれます。 冷却ファンの位置は、ミストへの暴露と熱ストレスを制御するための空気移動の設計の不可欠な部分である必要があります。 そうしないと、より高い露出を犠牲にしてのみ冷却が得られる可能性があります。

マテリアルハンドリングの機械化、可能な場合はハンマーからプレス鍛造への切り替え、作業速度を人間工学的に実用的なレベルに調整することで、筋骨格損傷の数を減らすことができます。

騒音レベルは、可能な場合はハンマーからプレス鍛造への切り替え、適切に設計されたエンクロージャー、炉送風機、エア クラッチ、エア リード、および部品処理の静音化を組み合わせることで低減できます。 聴覚保護プログラムを導入する必要があります。

必要な PPE には、頭の保護具、足の保護具、ゴーグル、聴力保護具 (周りは過度の騒音がある場合と同様)、耐熱性および耐油性のエプロンとレギンス (油性型潤滑剤を多用)、および赤外線の目と顔の保護 (周りに) が含まれます。炉）。

環境健康被害

プレス工場から発生する環境への危険性は、他のタイプの工場からのものと比較して比較的小さいものですが、廃棄された描画剤と洗浄液の廃棄、および適切な洗浄なしでの溶接煙の排出が含まれます。 一部の鍛造工場は歴史的に、鍛造の煙やスケールの粉塵によって地域の大気質を急激に悪化させてきました。 ただし、適切な空気清浄能力があれば、これは発生する必要はありません。 また、金型潤滑剤を含むプレススクラップや鍛造スケールの処理も潜在的な問題です。

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