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82. 金属加工・金属加工業

チャプターエディター: マイケル・マッキャン


目次

表と図

一般的なプロファイル

製錬事業

製錬・精製
ペッカ・ロト

銅、鉛、亜鉛の製錬・精製

アルミニウム製錬
バートラム・D・ディンマン

金の製錬・精製
ID ガダスキナと LA Ryzik

金属加工および金属加工

ファウンドリ
フランクリン・E・マイラー

鍛造とスタンピング
ロバート・M・パーク

溶接および熱切断
Philip A. Platcow と GS Lyndon

旋盤
トニ・レッチ

研削と研磨
K.ウェリンダー

工業用潤滑剤、金属加工油、自動車用オイル
リチャード・S・クラウス

金属の表面処理
JG Jones、JR Bevan、JA Catton、A. Zober、N. Fish、KM Morse、G. Thomas、MA El Kadeem、Philip A. Platcow

金属再生利用
Melvin E. Cassady と Richard D. Ringenwald, Jr.

金属仕上げおよび工業用コーティングにおける環境問題
スチュワートフォーブス

テーブル類

以下のリンクをクリックして、記事のコンテキストで表を表示します。

1. 銅製錬のインプットとアウトプット
2. 鉛製錬のインプットとアウトプット
3. 亜鉛製錬のインプットとアウトプット
4. アルミニウム製錬のインプットとアウトプット
5. 鋳造炉の種類
6. プロセス材料のインプットと汚染のアウトプット
7. 溶接プロセス: 説明と危険
8. 危険のまとめ
9. 操作によるアルミニウムの管理
10. 操作による銅の管理
11. 操作によるリードの制御
12. 操作による亜鉛の管理
13. 操作によるマグネシウムの管理
14. 操作による水銀の管理
15. 操作によるニッケルの管理
16. 貴金属の管理
17. 運用によるカドミウムの管理
18. 操作によるセレンの制御
19. 作業別のコバルトの管理
20. 操作による錫の管理
21. 操作によるチタンの管理

フィギュア

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水曜日、16月2011 20:28

製錬・精製

第3版からの改作、 労働安全衛生百科事典.

金属の製造と精製では、一連のさまざまな物理的および化学的反応によって、価値のある成分が価値のない材料から分離されます。 最終製品は、制御された量の不純物を含む金属です。 一次製錬では鉱石精鉱から直接金属を生産し、二次製錬ではスクラップやプロセス廃棄物から金属を生産します。 スクラップには、規格外または使い古された金属部品、バー、ターニング、シート、およびワイヤの小片が含まれますが、リサイクルすることができます (この章の記事「金属の再生利用」を参照してください)。

プロセスの概要

精錬金属の製造には、一般に XNUMX つの金属回収技術が使用されます。 乾式冶金 および 湿式冶金. 乾式冶金プロセスでは、熱を使用して目的の金属を他の材料から分離します。 これらのプロセスは、溶融時の鉱石成分の酸化電位、融点、蒸気圧、密度および/または混和性の違いを使用します。 湿式冶金技術は、水溶液中の構成成分の溶解度および/または電気化学的特性の違いを利用する技術を使用して、目的の金属を他の材料から分離するという点で、乾式冶金プロセスとは異なります。

パイロメタル

 乾式金属処理中の鉱石 受益者 (破砕、粉砕、浮遊および乾燥によって濃縮されます)、バグハウスダストやフラックスなどの他の材料と一緒に焼結または焙焼(焼成)されます。 次に、精鉱は溶鉱炉で製錬または溶融され、目的の金属が不純な溶融地金に融合されます。 次に、この地金は、金属を望ましいレベルの純度に精製するために、4 番目の高温金属プロセスを受けます。 鉱石または地金が加熱されるたびに、廃棄物が生成されます。 換気やプロセス ガスからの粉塵は、バグフィルターに取り込まれ、残留金属含有量に応じて、廃棄されるかプロセスに戻されます。 ガス中の硫黄も捕捉され、濃度が XNUMX% 以上になると硫酸になります。 鉱石の産地とその残留金属含有量に応じて、金や銀などのさまざまな金属が副産物として生成されることもあります。

焙煎は重要な高温冶金プロセスです。 硫酸焙焼は、コバルトと亜鉛の生産に使用されます。 その目的は、金属を分離して、さらなる湿式冶金処理のために水溶性の形態に変換できるようにすることです。

硫化鉱の製錬により、部分的に酸化された金属精鉱 (つや消し) が生成されます。 製錬では、価値のない材料、通常は鉄がフラックス材料と一緒にスラグを形成し、酸化物に変換されます。 有価金属は、変換炉で行われる変換段階で金属の形をとります。 この方法は、銅とニッケルの生産に使用されます。 鉄、フェロクロム、鉛、マグネシウム、および鉄化合物は、鉱石を木炭とフラックス (石灰岩) で還元することによって生成されます。製錬プロセスは通常、電気炉で行われます。 (参照してください 鉄鋼業 アルミニウム製造に使用される溶融塩電解は、乾式冶金プロセスのもう XNUMX つの例です。

金属の乾式冶金処理に必要な高温は、化石燃料を燃焼させるか、鉱石自体の発熱反応を利用して得られます (フラッシュ製錬プロセスなど)。 自溶製錬プロセスは、鉱石精鉱の鉄と硫黄を酸化する省エネ乾式製錬プロセスの一例です。 発熱反応と熱回収システムを組み合わせることで、製錬のためのエネルギーを大幅に節約できます。 このプロセスの高い硫黄回収率は、環境保護にも有益です。 最近建設された銅とニッケルの精錬所のほとんどは、このプロセスを使用しています。

水分冶金

湿式冶金プロセスの例としては、浸出、沈殿、電解還元、イオン交換、膜分離、および溶媒抽出があります。 湿式冶金プロセスの第 XNUMX 段階は、硫酸などを使用して、価値の低い材料から価値のある金属を浸出させることです。 浸出の前に前処理(硫酸塩焙煎など)が行われることがよくあります。 浸出プロセスは、多くの場合、高圧、酸素の添加、または高温を必要とします。 浸出は、電気で行うこともできます。 浸出溶液から、目的の金属またはその化合物が、さまざまな方法を使用した沈殿または還元によって回収されます。 還元は、例えば、ガスを用いたコバルトおよびニッケルの生産で行われます。

水溶液中の金属の電気分解も、湿式冶金プロセスであると考えられています。 電気分解の過程で、金属イオンは金属に還元されます。 金属は弱酸溶液中にあり、そこから電流の影響下で陰極に沈殿します。 ほとんどの非鉄金属は、電気分解によって精製することもできます。

多くの場合、冶金プロセスは、処理する鉱石精鉱と精製する金属の種類に応じて、乾式冶金プロセスと湿式冶金プロセスの組み合わせです。 その一例がニッケルの生産です。

危険とその防止

冶金産業における健康リスクと事故の防止は、主に教育的および技術的な問題です。 健康診断は二次的なものであり、健康リスクの予防において補完的な役割しかありません。 社内の企画、ライン、安全、労働衛生の各部門間の情報交換と協力は、健康リスクの防止において最も効率的な結果をもたらします。

最善かつ最も費用のかからない予防措置は、新しいプラントまたはプロセスの計画段階で取られるものです。 新しい生産施設の計画では、少なくとも次の側面を考慮する必要があります。

  • 空気汚染物質の潜在的な発生源は、密閉して隔離する必要があります。
  • プロセス機器の設計と配置は、メンテナンス目的で簡単にアクセスできるようにする必要があります。
  • 突然の予期しない危険が発生する可能性のあるエリアは、継続的に監視する必要があります。 適切な警告通知を含める必要があります。 たとえば、アルシンやシアン化水素にさらされる可能性があるエリアは、継続的に監視する必要があります。
  • 手作業による取り扱いを避けることができるように、有毒なプロセス化学物質の追加と取り扱いを計画する必要があります。
  • 個々の労働者の実際の被ばくを評価するために、可能な限り個人の職業衛生サンプリング装置を使用する必要があります。 ガス、粉塵、および騒音の定期的な固定モニタリングは、被ばくの概要を示しますが、被ばく線量の評価には補完的な役割しかありません。
  • スペース計画では、プラントの労働衛生基準が悪化しないように、プロセスの将来の変更または拡張の要件を考慮する必要があります。
  • 職長や労働者だけでなく、安全衛生要員のための継続的な訓練と教育システムが必要です。 特に新しい労働者は、潜在的な健康リスクと、自分の職場環境でそれらを防ぐ方法について十分に知らされるべきです. さらに、新しいプロセスが導入されるたびにトレーニングを行う必要があります。
  • 仕事のやり方は重要です。 例えば、職場での飲食による個人の衛生状態の悪さは、個人のばく露を大幅に増加させる可能性があります。
  • 管理者は、技術的および経済的な意思決定に十分なデータを生成する健康と安全の監視システムを備えている必要があります。

 

以下は、製錬および精製で見られる特定の危険性と注意事項の一部です。

けが

製錬および精製業界では、他のほとんどの業界よりも負傷率が高くなっています。 これらの負傷の原因には次のものが含まれます。 ガス爆発および溶融金属と水との接触による爆発; 移動中の機関車、貨車、走行クレーン、その他の移動機器との衝突。 重い物の落下; 高所からの落下 (例: クレーン キャブにアクセス中)。 床や通路の障害物による滑りやつまずきの怪我。

予防措置には次のものが含まれます。 適切な保管、ハウスキーピング、および機器のメンテナンス。 機器を移動するための交通ルール (定義されたルートと効果的な信号および警告システムを含む); 落下保護プログラム。

ヒート

熱射病などの熱ストレス疾患は、主に炉や溶融金属からの赤外線放射による一般的な危険です。 これは、暑い環境で激しい作業を行う必要がある場合に特に問題になります。

熱中症の予防には、炉の前のウォータースクリーンまたはエアカーテン、スポット冷却、密閉された空調ブース、熱保護服および空冷スーツが含まれ、順応のための十分な時間、涼しい場所での作業休憩、および十分な供給が含まれます。頻繁に飲むための飲み物。

化学的危険

製錬および精製作業中に、さまざまな危険な粉塵、煙、ガス、およびその他の化学物質にさらされる可能性があります。 特に鉱石の破砕と粉砕は、シリカや有毒な金属粉塵 (鉛、ヒ素、カドミウムを含むものなど) にさらされる可能性が高くなります。 炉のメンテナンス作業中に粉塵にさらされることもあります。 製錬作業中、金属煙が大きな問題になる可能性があります。

粉塵と煙の排出は、エンクロージャー、プロセスの自動化、局所および希釈排気換気、材料の湿潤、材料の取り扱いの削減、およびその他のプロセス変更によって制御できます。 これらが十分でない場合は、呼吸保護が必要になります。

多くの製錬作業では、硫化鉱から大量の二酸化硫黄が生成され、燃焼プロセスから一酸化炭素が生成されます。 希釈と局所排気換気 (LEV) が不可欠です。

硫酸は、製錬作業の副産物として生成され、金属の電解精製および浸出に使用されます。 暴露は、液体と硫酸ミストの両方に発生する可能性があります。 皮膚と目の保護とLEVが必要です。

一部の金属の製錬および精製には、特別な危険が伴う可能性があります。 例としては、ニッケル精錬におけるニッケルカルボニル、アルミニウム精錬におけるフッ化物、銅および鉛の精錬および精錬におけるヒ素、金精錬中の水銀およびシアン化物への曝露が挙げられます。 これらのプロセスには、独自の特別な注意が必要です。

その他の危険

炉や溶融金属からのまぶしさと赤外線放射は、白内障を含む目の損傷を引き起こす可能性があります。 適切なゴーグルとフェイス シールドを着用する必要があります。 高レベルの赤外線放射は、防護服を着用しない限り、皮膚のやけどを引き起こす可能性もあります。

鉱石の破砕や粉砕、ガス放電ブロワー、高出力電気炉からの高い騒音レベルは、難聴を引き起こす可能性があります。 騒音源を密閉または隔離できない場合は、聴覚保護具を着用する必要があります。 聴力検査とトレーニングを含む聴力保護プログラムを開始する必要があります。

電気的危険は、電解プロセス中に発生する可能性があります。 注意事項には、ロックアウト/タグアウト手順による適切な電気的メンテナンスが含まれます。 絶縁手袋、衣服、およびツール。 必要に応じて地絡回路遮断器。

物を手で持ち上げたり扱ったりすると、背中や上肢にけがをする可能性があります。 機械的な持ち上げ補助具と持ち上げ方法の適切なトレーニングにより、この問題を軽減できます。

汚染と環境保護

二酸化硫黄、硫化水素、塩化水素などの刺激性および腐食性ガスの放出は、大気汚染の一因となり、工場内および周辺環境で金属やコンクリートの腐食を引き起こす可能性があります。 二酸化硫黄に対する植生の耐性は、森林や土壌の種類によって異なります。 一般に、常緑樹は落葉樹よりも低濃度の二酸化硫黄を許容します。 粒子状物質の排出には、非特異的な粒子、フッ化物、鉛、ヒ素、カドミウム、その他多くの有毒金属が含まれている可能性があります。 排水には、さまざまな有毒金属、硫酸、その他の不純物が含まれている場合があります。 固形廃棄物は、ヒ素、鉛、硫化鉄、シリカ、その他の汚染物質で汚染されている可能性があります。

製錬所の管理には、プラントからの排出の評価と管理が含まれる必要があります。 これは、プラント プロセスから排出される物質の化学的性質と毒性を熟知している担当者のみが実行できる専門的な作業です。 大気汚染を制御するための対策を計画する際には、物質の物理的状態、プロセスを離れる温度、ガス流内の他の物質、およびその他の要因をすべて考慮する必要があります。 また、気象観測所を維持し、気象記録を保持し、気象条件が煙突排出物の分散に不利な場合には生産量を削減できるようにしておくことが望ましい。 住宅地や農地への大気汚染の影響を観察するには、フィールドトリップが必要です。

主な汚染物質の XNUMX つである二酸化硫黄は、十分な量が存在する場合、硫酸として回収されます。 それ以外の場合は、排出基準を満たすために、二酸化硫黄やその他の有害ガス廃棄物を洗浄して管理しています。 粒子状物質の排出は、布フィルターと電気集塵機によって一般的に制御されます。

銅濃縮などの浮選工程では大量の水が使用されます。 この水のほとんどはプロセスに再循環されます。 浮遊選鉱プロセスからの尾鉱は、沈殿池にスラリーとしてポンプで送られます。 その過程で水が再利用されます。 金属を含むプロセス水と雨水は、排水またはリサイクルの前に水処理プラントで浄化されます。

固相廃棄物には、精錬からのスラグ、二酸化硫黄の硫酸への変換からのブローダウン スラリー、および地表の貯水池 (例えば、沈降池) からのスラッジが含まれます。 一部のスラグは再濃縮して製錬所に戻し、再処理または存在する他の金属を回収することができます。 これらの固相廃棄物の多くは有害廃棄物であり、環境規制に従って保管する必要があります。

 

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水曜日、16月2011 20:59

銅、鉛、亜鉛の製錬・精製

EPA 1995 から適応。

銅は、鉱石の等級と鉱床の性質に応じて、露天掘りと地下鉱山の両方で採掘されます。 銅鉱石には通常、硫化鉱物の形で 1% 未満の銅が含まれています。 鉱石が地上に運ばれると、粉砕されて粉末状に粉砕され、さらに処理するために濃縮されます。 濃縮プロセスでは、粉砕された鉱石を水でスラリーにし、化学試薬を加え、スラリーに空気を吹き込みます。 気泡は銅鉱物に付着し、浮選セルの上部からすくい取られます。 精鉱には 20 ~ 30% の銅が含まれています。 鉱石からの尾鉱、または脈石鉱物はセルの底に落ち、除去され、濃縮剤によって脱水され、廃棄のために尾鉱池にスラリーとして運ばれます。 この操作で使用されるすべての水は、脱水濃縮機と尾鉱池から回収され、プロセスに再利用されます。

銅は、原料として使用される鉱石の種類に応じて、乾式冶金または湿式冶金のいずれかで製造できます。 硫化銅と硫化鉄鉱物を含む鉱石精鉱は、乾式冶金プロセスによって処理され、高純度の銅製品が得られます。 鉱山の他の場所で発生する可能性のある酸化銅鉱物を含む酸化鉱は、他の酸化廃棄物とともに、湿式製錬プロセスによって処理され、高純度の銅製品が生成されます。

鉱石から金属への銅の変換は、製錬によって達成されます。 製錬中、濃縮物は乾燥され、いくつかの異なるタイプの炉の XNUMX つに供給されます。 そこでは、硫化鉱物が部分的に酸化され、溶融してマット層、つまり銅と鉄の硫化物とスラグの混合物、廃棄物の上層が生成されます。

マットは変換によってさらに処理されます。 スラグは炉から取り出され、現場でスラグの山に保管または廃棄されます。 少量のスラグは、鉄道のバラストやサンド ブラスト用に販売されています。 製錬プロセスの XNUMX 番目の生成物は二酸化硫黄です。このガスは収集、精製され、販売または湿式製錬の浸出操作で使用するために硫酸になります。

精錬に続いて、銅マットは転炉に供給されます。 このプロセスでは、パイプの列が取り付けられた水平な円筒形の容器 (約 10×4 m) に銅マットが注がれます。 羽口と呼ばれるパイプはシリンダーに突き出ており、コンバーターに空気を導入するために使用されます。 石灰とシリカが銅マットに加えられ、プロセスで生成された酸化鉄と反応してスラグが形成されます。 スクラップ銅もコンバーターに追加される場合があります。 羽口が水没するように炉を回転させ、溶融マットに空気を吹き込み、残りの硫化鉄を酸素と反応させて、酸化鉄と二酸化硫黄を形成します。 次に転炉を回転させてケイ酸鉄スラグを流し出す。

すべての鉄が除去されたら、転炉を回転させて元に戻し、空気を XNUMX 回吹き込みます。その間に残りの硫黄が酸化され、硫化銅から除去されます。 次に、転炉を回転させて溶融銅を流し出し、この時点で粗銅と呼ばれます (この時点で固化すると、ガス状の酸素と硫黄が存在するために表面がでこぼこになるため、このように呼ばれます)。 転炉からの二酸化硫黄は回収され、精錬炉からの二酸化硫黄とともにガス精製装置に送られ、硫酸になります。 銅分が残っているため、スラグは製錬炉に戻されます。

最低 98.5% の銅を含む粗銅は、XNUMX つのステップで高純度の銅に精製されます。 最初のステップは火精錬で、溶融したブリスター銅が転炉に似た外観の円筒形の炉に注がれ、最初に空気が吹き込まれ、次に天然ガスまたはプロパンが溶融物に吹き込まれ、最後の硫黄と銅からの残留酸素。 次に、溶融銅をキャスティングホイールに注ぎ、電気精錬に十分な純度の陽極を形成します。

電解精製では、銅陽極を電解槽に装填し、硫酸銅溶液の槽内で銅の出発シートまたは陰極と間隔をあけて配置します。 セルに直流電流が流れると、銅がアノードから溶解し、電解液を通って移動し、カソードの開始シートに再堆積します。 陰極が十分な厚さまで形成されたら、陰極を電解槽から取り出し、新しい出発シートのセットをその場所に置きます。 アノード内の固体不純物はスラッジとしてセルの底に落ち、そこで最終的に収集され、金や銀などの貴金属を回収するために処理されます。 この物質はアノードスライムとして知られています。

電解セルから取り出されたカソードは、銅生産者の一次製品であり、99.99% の銅を含んでいます。 これらは、カソードとして線材工場に販売されるか、またはロッドと呼ばれる製品にさらに加工されます。 ロッドの製造では、カソードがシャフト炉で溶解され、溶融銅が鋳造ホイールに注がれ、直径 3/8 インチの連続ロッドに圧延するのに適したバーが形成されます。 このロッド製品はワイヤーミルに出荷され、そこでさまざまなサイズの銅線に押し出されます。

湿式製錬プロセスでは、酸化された鉱石と廃棄物が製錬プロセスから硫酸で浸出されます。 浸出が行われる 現場の、または上部全体に酸を分散させ、収集された材料に酸を浸透させることにより、特別に準備されたパイルで。 浸出パッドの下の地面は、浸出液が地下水を汚染するのを防ぐために、耐酸性で不浸透性のプラスチック素材で裏打ちされています。 銅が豊富な溶液が収集されると、セメンテーション プロセスまたは溶媒抽出/電解抽出プロセス (SXEW) の XNUMX つのプロセスのいずれかで処理できます。 セメンテーション プロセス (今日ではめったに使用されません) では、酸性溶液中の銅が鉄と引き換えにスクラップ鉄の表面に堆積します。 十分な量の銅がセメントで固められると、銅に富む鉄は鉱石精鉱と一緒に製錬所に入れられ、乾式冶金ルートを介して銅を回収します。

SXEW プロセスでは、不純物金属 (鉄やその他の不純物) ではなく銅を抽出する溶媒抽出によって、浸出液 (PLS) が濃縮されます。 銅を含んだ有機溶液は、沈降タンクで浸出液から分離されます。 硫酸が有機混合物に加えられ、銅が電解液に取り除かれます。 鉄および他の不純物を含む浸出液は浸出操作に戻され、そこでその酸がさらなる浸出に使用されます。 銅の豊富なストリップ溶液は、電解採取セルとして知られる電解セルに送られます。 電解採取セルは、永久的な不溶性陽極を使用するという点で、電解精製セルとは異なります。 次に、溶液中の銅は、電気精錬セルのカソード上にあるのとほぼ同じ方法で、出発シートカソード上にめっきされる。 銅が枯渇した電解液は溶媒抽出プロセスに戻され、有機溶液からより多くの銅を除去するために使用されます。 電解採取プロセスで製造されたカソードは、その後、電解精製プロセスで製造されたものと同じ方法で販売またはロッドに加工されます。

電解採取セルは、銅をステンレス鋼またはチタンカソードにメッキし、メッキした銅を剥がすことにより、電解精製および電解採取プロセスの両方の開始シートの準備にも使用されます。

危険とその予防

主な危険は、鉱石の処理および製錬中の鉱石粉塵への暴露、製錬中の金属煙霧 (銅、鉛、およびヒ素を含む)、ほとんどの製錬作業中の二酸化硫黄および一酸化炭素、破砕および粉砕作業および炉からの騒音、からの熱ストレスです。電解プロセス中の炉と硫酸と電気の危険。

予防措置には次のものが含まれます。移送操作中の粉塵に対する LEV。 二酸化硫黄および一酸化炭素の局所排気および希釈換気; 騒音制御および聴覚保護プログラム。 熱ストレスのための防護服とシールド、休憩、水分補給。 電解プロセスのLEV、PPE、および電気的注意事項。 呼吸用保護具は、粉塵、煙、二酸化硫黄から保護するために一般的に着用されます。

表 1 に、銅の製錬および精製のさまざまな段階における環境汚染物質を示します。

表 1. 銅の製錬および精製におけるプロセス材料のインプットと汚染のアウトプット

プロセス

材料投入

大気への排出

プロセス廃棄物

その他の廃棄物

銅濃度

銅鉱石、水、化学試薬、増粘剤

 

浮選廃水

石灰石や石英などの廃鉱物を含む尾鉱

銅の浸出

銅精鉱、硫酸

 

制御されていない浸出液

ヒープ浸出廃棄物

銅製錬

銅精鉱、珪質フラックス

二酸化硫黄、砒素、アンチモン、カドミウム、鉛、水銀、亜鉛を含む粒子状物質

 

酸性プラントブロースラリ・汚泥、硫化鉄含有スラグ、シリカ

銅換算

銅マット、スクラップ銅、珪質フラックス

二酸化硫黄、砒素、アンチモン、カドミウム、鉛、水銀、亜鉛を含む粒子状物質

 

酸性プラントブロースラリ・汚泥、硫化鉄含有スラグ、シリカ

電解銅精錬

粗銅、硫酸

   

金、銀、アンチモン、ヒ素、ビスマス、鉄、鉛、ニッケル、セレン、硫黄、亜鉛などの不純物を含むスライム

 

Lead

一次鉛の製造プロセスは、焼結、製錬、脱灰、乾式冶金精錬の 9 つのステップで構成されます。 まず、硫化鉛の形態の鉛精鉱を主成分とする原料を焼結機に投入します。 鉄、シリカ、石灰石フラックス、コークス、ソーダ、灰、黄鉄鉱、亜鉛、苛性アルカリ、および公害防止装置から収集された微粒子など、他の原材料を追加することができます。 焼結機では、鉛原料に熱風が吹き付けられ、硫黄が燃焼して二酸化硫黄が生成されます。 このプロセスの後に存在する酸化鉛材料には、その重量の約 98% の炭素が含まれています。 次に、焼結物は、コークス、さまざまなリサイクルおよびクリーンアップ材料、石灰岩、およびその他のフラックス剤とともに高炉に供給され、還元のために高炉に送られます。そこでは、炭素が燃料として機能し、鉛材料を製錬または溶融します。 溶けた鉛は炉の底に流れ、そこで XNUMX つの層が形成されます。 「マット」(硫化銅およびその他の金属硫化物); 高炉スラグ(主にケイ酸塩); および鉛地金 (重量で XNUMX% の鉛)。 その後、すべての層が排出されます。 シュパイスとマットは、銅と貴金属の回収のために銅製錬所に販売されます。 亜鉛、鉄、シリカ、石灰を含む高炉スラグは、山積みにして一部リサイクルしています。 硫黄酸化​​物の放出は、高炉で、焼結原料中の少量の残留硫化鉛と硫酸鉛から発生します。

溶鉱炉からの粗鉛地金は、通常、精錬作業を行う前に釜で予備処理する必要があります。 ドロス中、地金はドロスケトルでかき混ぜられ、凝固点 (370 ~ 425°C) のすぐ上まで冷却されます。 酸化鉛と銅、アンチモン、その他の元素で構成されるドロスが上部に浮かび、溶融した鉛の上で固化します。

ドロスは除去され、非鉛有用金属の回収のためにドロス炉に供給されます。 銅の回収率を高めるために、銅の含有量を約 0.01% に下げて、硫黄含有材料、亜鉛、および/またはアルミニウムを添加することによって、ドロスした鉛地金を処理します。

99.90 番目のステップでは、高温冶金法を使用して鉛地金を精製し、残りの非鉛販売可能材料 (金、銀、ビスマス、亜鉛、およびアンチモン、ヒ素、スズ、酸化銅などの金属酸化物など) を除去します。 鉛は鋳鉄釜で99.99段階精錬されます。 アンチモン、スズ、砒素が最初に除去されます。 次に亜鉛を加え、亜鉛スラグ中の金と銀を取り除きます。 次に、亜鉛を真空除去(蒸留)して鉛を精製します。 カルシウムとマグネシウムを加えて精製を続けています。 これらの XNUMX つの材料は、ビスマスと結合して不溶性化合物を形成し、ケトルからすくい取られます。 最終ステップでは、苛性ソーダおよび/または硝酸塩を鉛に添加して、残っている微量の金属不純物を除去することができます。 精錬された鉛の純度は XNUMX ~ XNUMX% で、他の金属と混合して合金を形成したり、直接成形したりできます。

危険とその予防

主な危険は、鉱石の処理および製錬中の鉱石粉塵への暴露、製錬中の金属煙霧 (鉛、ヒ素、アンチモンを含む)、ほとんどの製錬作業中の二酸化硫黄および一酸化炭素、粉砕および破砕作業および炉からの騒音、および熱ストレスです。炉から。

予防措置には次のものが含まれます。移送操作中の粉塵に対する LEV。 二酸化硫黄および一酸化炭素の局所排気および希釈換気; 騒音制御および聴覚保護プログラム。 保護服とシールド、休憩時間、熱ストレスのための水分補給。 呼吸保護具は、ほこり、煙、二酸化硫黄から保護するために一般的に着用されています。 鉛の生物学的モニタリングは不可欠です。

表 2 に、鉛の製錬および精製のさまざまな段階における環境汚染物質を示します。

表 2. 鉛の製錬および精製におけるプロセス材料のインプットと汚染のアウトプット

プロセス

材料投入

大気への排出

プロセス廃棄物

その他の廃棄物

鉛焼結

鉛鉱、鉄、シリカ、石灰石フラックス、コークス、ソーダ、灰、黄鉄鉱、亜鉛、苛性アルカリ、バグハウスダスト

二酸化硫黄、カドミウムおよび鉛を含む粒子状物質

   

鉛製錬

鉛焼結、コークス

二酸化硫黄、カドミウムおよび鉛を含む粒子状物質

工場洗浄排水、スラグ造粒水

亜鉛、鉄、シリカ、石灰などの不純物を含むスラグ、表面貯留固形物

鉛のかす

鉛地金、ソーダ灰、硫黄、バグハウスダスト、コークス

   

銅などの不純物を含むスラグ、表面貯留固形物

鉛精製

鉛かす地金

     

 

亜鉛

亜鉛精鉱は、鉱石 (亜鉛を 2% しか含まない場合もあります) を破砕と浮遊選鉱によって廃岩から分離することによって生成されます。このプロセスは通常、採掘現場で行われます。 次に、亜鉛精鉱は 80 つの方法のいずれかで亜鉛金属に還元されます。蒸留による乾式冶金法 (炉内でのレトルト処理) または電解採取による湿式冶金法です。 後者は、亜鉛精錬全体の約 XNUMX% を占めています。

湿式製錬亜鉛精錬では一般に、か焼、浸出、精製、および電解抽出の 700 つの処理段階が使用されます。 焼成または焙煎は、硫化亜鉛濃縮物をカルシンと呼ばれる不純な酸化亜鉛に変換する高温プロセス (1000 ~ XNUMX °C) です。 焙煎機のタイプには、複数炉、サスペンション、または流動床が含まれます。 一般に、か焼は、亜鉛含有材料を石炭と混合することから始まります。 次に、この混合物を加熱または焙焼して、酸化亜鉛を蒸発させ、酸化亜鉛は、結果として得られるガス流とともに反応チャンバーの外に移動します。 ガス流はバグハウス (フィルター) エリアに送られ、そこで酸化亜鉛がバグフィルターのダストに取り込まれます。

か焼プロセスのすべてで二酸化硫黄が生成されますが、これは制御され、市場性のあるプロセス副産物として硫酸に変換されます。

脱硫カルシンの電解処理は、浸出、精製、電解の XNUMX つの基本的なステップで構成されます。 浸出とは、捕捉されたカルシンを硫酸溶液に溶解して硫酸亜鉛溶液を形成することを指します。 カルシンは、1回または2回浸出することができる。 二重浸出法では、カルシンをわずかに酸性の溶液に溶解して硫酸塩を除去します。 次にカルシンは、亜鉛を溶解するより強力な溶液で XNUMX 回浸出されます。 この XNUMX 番目の浸出ステップは、実際には精製の XNUMX 番目のステップの始まりです。これは、鉄不純物の多くが亜鉛と同様に溶液から脱落するためです。

浸出後、溶液は亜鉛末を添加することにより40段階以上で精製されます。 溶液は、粉塵が有害な要素を強制的に沈殿させてろ過できるようになるため、浄化されます。 精製は通常大型の攪拌槽で行います。 このプロセスは、85 ~ 2.4°C の範囲の温度と、大気圧~ XNUMX 気圧の範囲の圧力で行われます。 精製中に回収される元素には、ケークとしての銅と金属としてのカドミウムが含まれます。 精製後、溶液は最終ステップである電解採取の準備が整います。

亜鉛の電解採取は、電解槽で行われ、鉛-銀合金陽極から亜鉛水溶液に電流を流します。 このプロセスは、懸濁した亜鉛を充電し、溶液に浸されたアルミニウム陰極に強制的に堆積させます。 24 ~ 48 時間ごとに、各セルをシャットダウンし、亜鉛コーティングされたカソードを取り外してすすぎ、亜鉛をアルミニウム プレートから機械的に剥がします。 亜鉛精鉱はその後、溶解されてインゴットに鋳造され、多くの場合、純度は 99.995% に達します。

電解亜鉛製錬所には、数百ものセルが含まれています。 電気エネルギーの一部が熱に変換され、電解液の温度が上昇します。 電解セルは、大気圧で 30 ~ 35°C の温度範囲で動作します。 電解抽出中、電解液の一部は冷却塔を通過して温度を下げ、プロセス中に収集した水を蒸発させます。

危険とその予防

主な危険は、鉱石の処理および製錬中の鉱石粉塵への暴露、精製および焙焼中の金属煙霧 (亜鉛および鉛を含む)、ほとんどの製錬作業中の二酸化硫黄および一酸化炭素、破砕および粉砕作業および炉からの騒音、からの熱ストレスです。電解プロセス中の炉と硫酸と電気の危険。

予防措置には次のものが含まれます。移送操作中の粉塵に対する LEV。 二酸化硫黄および一酸化炭素の局所排気および希釈換気; 騒音制御および聴覚保護プログラム。 熱ストレスのための防護服とシールド、休憩、水分補給。 電解プロセスのLEV、PPE、および電気的注意事項。 呼吸保護具は、ほこり、煙、二酸化硫黄から保護するために一般的に着用されています。

表 3 に、亜鉛の製錬および精製のさまざまな段階における環境汚染物質を示します。

表 3. 亜鉛の製錬および精製におけるプロセス材料のインプットと汚染のアウトプット

プロセス

材料投入

大気への排出

プロセス廃棄物

その他の廃棄物

亜鉛焼成

亜鉛鉱、コークス

二酸化硫黄、亜鉛および鉛を含む粒子状物質

 

酸性プラントブローダウンスラリー

亜鉛浸出

カルシン亜鉛、硫酸、石灰石、廃電解液

 

硫酸含有排水

 

亜鉛精製

亜鉛酸溶液、亜鉛末

 

硫酸、鉄を含む排水

銅ケーキ、カドミウム

亜鉛電解採取

硫酸/水溶液中の亜鉛、鉛銀合金陽極、アルミニウム陰極、炭酸バリウムまたはストロンチウム、コロイド添加剤

 

希硫酸

電解セルスライム/スラッジ

 

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水曜日、16月2011 21:05

アルミニウム製錬

プロセスの概要

ボーキサイトは露天掘りで採掘されます。 より豊富な鉱石は、採掘されたものとして使用されます。 低品位の鉱石は、破砕および洗浄して粘土とシリカの廃棄物を除去することで選鉱することができます。 金属の製造は、次の XNUMX つの基本的なステップで構成されます。

  1. 精錬. バイヤー法によるボーキサイトからのアルミナの製造。この方法では、ボーキサイトは苛性ソーダの強い溶液中で高温高圧で消化されます。 得られた水和物は結晶化され、キルンまたは流動床か焼炉で酸化物にか焼されます。
  2. 削減. 炭素電極と氷晶石フラックスを使用した Hall-Heroult 電解プロセスを使用した、アルミナのバージン アルミニウム金属への還元。

 

実験的開発は、将来、鉱石からの直接還元によってアルミニウムが金属に還元される可能性があることを示唆しています。

現在使用されている Hall-Heroult 電解セルには、主に XNUMX つのタイプがあります。 いわゆる「プリベーク」プロセスは、以下に示すように製造された電極を利用します。 このような製錬所では、多環式炭化水素への暴露は通常、電極製造施設で発生し、特にミキシングミルや成形プレス中に発生します。 Soderberg 型セルを利用する製錬所は、焼き付け炭素アノードを製造するための設備を必要としません。 むしろ、コークスとピッチ結合剤の混合物はホッパーに入れられ、その下端は氷晶石とアルミナの溶融浴混合物に浸されます。 ピッチとコークスの混合物がセル内の溶融金属氷晶石浴によって加熱されると、この混合物は焼き付けられて硬いグラファイト塊になります。 その場で。 金属棒は、直流電流の導体として陽極塊に挿入されます。 これらのロッドは定期的に交換する必要があります。 これらを抽出する際に、かなりの量のコール タール ピッチ揮発性物質が細胞室環境に放出されます。 この曝露に、ピッチコークス塊の焼成が進行するにつれて生成されるピッチ揮発物が追加される。

過去 XNUMX 年間、産業界は既存の Soderberg 型還元施設を取り替えないか、それらが提示する発がん性の危険性の結果として変更する傾向にありました。 さらに、還元セルの操作、特に陽極の交換の自動化が進むにつれて、作業は密閉された機械式クレーンからより一般的に実行されます。 その結果、現代の施設では、労働者の曝露とアルミニウム製錬に関連する障害を発症するリスクが徐々に減少しています。 対照的に、適切な資本投資がすぐに利用できない経済では、古い手動操作の還元プロセスの存続により、以前はアルミニウム還元プラントに関連していた職業障害(以下を参照)のリスクが引き続き存在します。 実際、この傾向は、特に年をとるにつれて、そのような古くて改善されていない操作でより悪化する傾向があります.

カーボン電極の製造

純金属へのプレベーク電解還元に必要な電極は、通常、このタイプのアルミニウム製錬プラントに関連する施設によって作られます。 アノードとカソードは、ほとんどの場合、粉砕された石油由来のコークスとピッチの混合物から作られています。 コークスは最初にボール ミルで粉砕され、次に搬送されてピッチと機械的に混合され、最後に成形プレスでブロックに鋳造されます。 次に、これらの陽極または陰極ブロックをガス燃焼炉で数日間加熱し、実質的にすべての揮発性物質を除去した硬い黒鉛塊を形成します。 最後に、それらは陽極ロッドに取り付けられるか、陰極バーを受け入れるために鋸歯状に溝が付けられます。

このような電極を形成するために使用されるピッチは、石炭または石油タールから得られる留出物を表すことに注意すべきである。 加熱によるこのタールのピッチへの変換では、最終的なピッチ生成物は、本質的にすべての低沸点無機物 (SOなど) を沸騰させます。2、脂肪族化合物、およびXNUMX環およびXNUMX環の芳香族化合物。 したがって、そのようなピッチは、石炭または石油タールと同じ危険性を示すべきではありません。なぜなら、これらのクラスの化合物は存在してはならないからです。 このようなピッチ製品の発がん性は、石炭の不完全燃焼に関連するタールやその他の揮発性物質のより複雑な混合物ほど大きくない可能性があるといういくつかの兆候があります.

危険とその防止

アルミニウムの製錬プロセスにおける危険性と防止策は、基本的に一般的な製錬および精製に見られるものと同じです。 ただし、個々のプロセスには特定の危険性があります。

鉱業

文献では散発的に「ボーキサイト肺」への言及が見られますが、そのような実体が存在するという説得力のある証拠はほとんどありません。 ただし、ボーキサイト鉱石に結晶性シリカが存在する可能性を考慮する必要があります。

バイエル法

バイエル法で苛性ソーダを多用すると、皮膚や目の化学火傷のリスクが頻繁に生じます。 空気圧ハンマーによるタンクのスケール除去は、深刻な騒音にさらされる原因となります。 このプロセスで生成される酸化アルミニウムの過剰量の吸入に関連する潜在的な危険性については、以下で説明します。

バイエル プロセスに関与するすべての作業者は、苛性ソーダの取り扱いに伴う危険性について十分な知識を持っている必要があります。 危険にさらされているすべてのサイトでは、流水と大洪水シャワーを備えた洗眼噴水と洗面器を提供し、その使用方法を説明する通知を付ける必要があります。 PPE (ゴーグル、手袋、エプロン、ブーツなど) を用意する必要があります。 シャワーとダブル ロッカー (XNUMX つは作業服用、もう XNUMX つは私服用) を用意し、すべての従業員がシフトの最後に徹底的に洗うことを奨励する必要があります。 溶融金属を扱うすべての労働者には、火傷、ほこり、煙から保護するために、バイザー、マスク、ガントレット、エプロン、アームレット、スパッツを支給する必要があります。 ガドー低温プロセスで雇用されている作業者には、セルの起動時に発生する塩酸ガスから保護するための特別な手袋とスーツを提供する必要があります。 ウールは、これらの煙に対して優れた耐性を持っていることが証明されています. チャコールカートリッジまたはアルミナ含浸マスクを備えたマスクは、ピッチおよびフッ素の煙に対して適切な保護を提供します。 炭素粉塵からの保護には、効率的な防塵マスクが必要です。 特にソダーバーグの作業で、より深刻な粉塵や煙にさらされる作業員には、空気供給式の呼吸保護具を提供する必要があります。 機械化されたポットルームの作業は、密閉されたキャビンからリモートで実行されるため、これらの保護対策は必要なくなります。

電解還元

電解還元は、溶融金属の飛沫、熱ストレス障害、騒音、電気的危険、氷晶石およびフッ化水素酸の煙による皮膚の火傷や事故の可能性に労働者をさらします。 電解還元セルは、フッ化物とアルミナの粉塵を大量に放出する可能性があります。

炭素電極製造工場では、バグフィルター付きの排気換気装置を設置する必要があります。 ピッチおよびカーボン粉砕装置のエンクロージャーは、加熱されたピッチおよびカーボンダストへの暴露をさらに効果的に最小限に抑えます。 適切なサンプリング装置を使用して、大気中の粉塵濃度を定期的にチェックする必要があります。 粉塵にさらされた労働者には定期的な X 線検査を実施し、必要に応じて臨床検査を実施する必要があります。

ピッチを取り扱うリスクを軽減するために、この材料の輸送は可能な限り機械化する必要があります (たとえば、加熱されたロード タンカーを使用して、加熱されたピッチ タンクに自動的にポンプで送られる工場に液体ピッチを輸送することができます)。 紅斑、上皮腫または皮膚炎を検出するための定期的な皮膚検査も慎重であり、アルギン酸ベースのバリアクリームによって追加の保護を提供できます.

暑い仕事をしている労働者は、暑い天候が始まる前に、水分摂取量を増やし、食べ物に塩分を多くするように指示されるべきです. 彼らとその監督者は、自分自身と同僚の初期の熱による障害を認識するように訓練する必要があります. ここで働くすべての人は、熱中症の発生または進行を防ぐために必要な適切な措置を講じるように訓練する必要があります。

高い騒音レベルにさらされる労働者には、耳栓などの聴覚保護具を提供する必要があります。これは、低周波騒音の通過を可能にし(命令を認識できるようにするため)、強烈な高周波騒音の伝達を低減します。 さらに、労働者は聴覚障害を検出するために定期的な聴力検査を受ける必要があります。 最後に、人員は感電事故の犠牲者に心肺蘇生を行うように訓練する必要があります。

溶融金属の飛散や重度の火傷の可能性は、還元プラントおよび関連する操作の多くの場所で広まっています。 防護服(ガントレット、エプロン、スパッツ、フェイスバイザーなど)に加えて、合成繊維の着用は禁止されるべきである。これは、溶融金属の熱がそのような加熱された繊維を溶かして皮膚に付着させ、皮膚の火傷をさらに悪化させるからである.

心臓ペースメーカーを使用している個人は、磁場によって引き起こされる不整脈のリスクがあるため、整復手術から除外する必要があります。

その他の健康への影響

氷晶石フラックスの使用によるフッ化物含有ガス、煙、粉塵の放出による労働者、一般住民、および環境への危険性が広く報告されています (表 1 を参照)。 管理の行き届いていないアルミニウム製錬所の近くに住んでいる子供では、永久歯の成長の発達段階で曝露が発生した場合、永久歯のさまざまな程度のまだら模様が報告されています。 1950 年以前の製錬所の労働者、またはフッ化物排出の不適切な管理が続いていた場所では、さまざまな程度の骨のフッ素症が見られました。 この状態の最初の段階は、骨密度の単純な増加であり、特に椎体と骨盤で顕著です。 フッ化物がさらに骨に吸収されると、次に骨盤の靭帯の石灰化が見られます。 最後に、フッ化物への極度かつ長期にわたる暴露の場合、傍脊柱および他の靭帯構造ならびに関節の石灰化が認められる. この最終段階は、氷晶石処理工場で深刻な形で見られますが、そのような高度な段階は、アルミニウム製錬所の労働者で見られることはめったにありません. 明らかに、骨および靭帯構造のそれほど深刻ではないX線変化は、骨の構築機能または代謝機能の変化とは関連していません. 適切な作業慣行と十分な換気制御により、このような整復作業に従事する作業員は、25 年から 40 年の作業にもかかわらず、前述の X 線の変化を容易に防ぐことができます。 最後に、ポットルーム操作の機械化は、フッ化物関連の危険を完全に排除しないまでも最小限に抑える必要があります.

表 1. アルミニウムの製錬および精製におけるプロセス材料のインプットと汚染のアウトプット

プロセス

材料投入

大気への排出

プロセス廃棄物

その他の廃棄物

ボーキサイト精錬

ボーキサイト、水酸化ナトリウム

微粒子、苛性/水
蒸気

 

ケイ素、鉄、チタン、酸化カルシウム、苛性アルカリを含む残留物

アルミナの清澄化と沈殿

アルミナスラリー、澱粉、水

 

でんぷん、砂、苛性を含む廃水

 

アルミナ焼成

アルミニウム水和物

微粒子と水蒸気

   

一次電解
アルミ製錬

アルミナ、炭素陽極、電解セル、氷晶石

フッ化物—ガス状および粒子状の両方、二酸化炭素、二酸化硫黄、一酸化炭素、C2F6 ,CF4 および過フッ素化炭素 (PFC)

 

使用済みポットライナー

 

1980 年代初頭以来、アルミニウム削減ポットルームの労働者の間で喘息のような状態が明確に示されてきました。 アルミニウム製錬に伴う職業性喘息 (OAAAS) と呼ばれるこの異常は、気流抵抗の変化、気管支過敏性、またはその両方によって特徴付けられ、職場外の刺激によって引き起こされることはありません。 その臨床症状は、喘鳴、胸の圧迫感、息切れ、非生産的な咳で構成され、通常、仕事にさらされてから数時間遅れて現れます。 作業曝露の開始から OAAAS の発症までの潜伏期間は、曝露の強度と特徴に応じて、1 週間から 10 年の範囲で大きく変動します。 この状態は、通常、休暇などの後に職場から退去することで改善されますが、継続して仕事にさらされると、より頻繁になり、重症化します。

この状態の発生は、ポットルームのフッ化物濃度と相関していますが、この障害の病因が特にこの化学物質への曝露から生じるかどうかは明らかではありません. 粉塵と煙霧の複雑な混合物 (例えば、粒子状およびガス状のフッ化物、二酸化硫黄、さらに低濃度のバナジウム、ニッケル、クロムの酸化物) を考えると、そのようなフッ化物の測定値は、煙霧のこの複雑な混合物の代理を表している可能性が高くなります。ポットルームで見つかったガスや微粒子。

現在、この状態はますます重要な職業病グループの XNUMX つであると思われます: 職業性喘息。 この障害をもたらす因果プロセスは、個々のケースでは困難に決定されます。 OAAAS の徴候および症状は、既存のアレルギー性喘息、非特異的気管支過敏症、反応性気道機能不全症候群 (RADS)、または真の職業性喘息に起因する可能性があります。 この状態の診断は現在問題があり、互換性のある病歴、可変的な気流制限の存在、またはそれがない場合の薬理学的に誘発された気管支過敏症の生成が必要です。 しかし、後者が証明できない場合、この診断はありそうにありません。 (ただし、この現象は、仕事から離れて障害が治まると、最終的には消える可能性があります。)

この障害は、曝露が続くと次第に重症化する傾向があるため、影響を受けた個人は、ほとんどの場合、継続的な作業曝露から除外する必要があります。 アトピー性喘息の既往症のある人は、最初はアルミニウム削減セルルームから制限する必要がありますが、アトピーがないからといって、作業曝露後にこの状態が発生するかどうかを予測することはできません.

現在、アルミニウムは、この金属の製錬および溶接に従事する労働者の間で神経毒性に関連している可能性があることを示唆する報告があります. アルミニウムが肺を介して吸収され、通常よりも高いレベルで尿中に排泄されることが明確に示されています。 しかし、そのような労働者の神経学的影響に関する文献の多くは、アルミニウムの吸収がヒトの神経毒性をもたらすという推定に由来しています. したがって、そのような関連性がより再現可能に実証されるまで、アルミニウムと職業上の神経毒性との関係は、現時点では推測の域を出ないものと見なされなければなりません.

陽極の交換や溶融氷晶石やアルミニウムの存在下でのその他の精力的な作業を行う過程で時折 300 kcal/h を超える消費が必要になるため、暑い時期には熱障害が見られることがあります。 このようなエピソードは、天候が最初に穏やかな状態から夏の高温多湿の状態に変化するときに発生する可能性が最も高くなります. さらに、暑い時期に陽極交換を早めたり、XNUMX 回連続して作業シフトを行ったりする労働慣行も、労働者をこのような熱障害にかかりやすくします。 熱順応が不十分な労働者や体調管理が不十分な労働者、塩分摂取量が不十分な労働者、または併発または最近の病気にかかっている労働者は、そのような困難な作業を行っている間に特に熱疲労および/または熱けいれんを発症しやすい. 熱中症は、アルミニウム製錬所の労働者の間で発生していますが、素因となる健康上の変化(例えば、アルコール依存症、加齢)があることが知られている労働者を除いて、めったにありません。

ピッチフュームや微粒子の呼吸に関連する多環式芳香族への曝露は、特にソダーバーグタイプの還元セル職員を膀胱癌を発症する過度のリスクにさらすことが実証されています。 過剰ながんリスクはあまり確立されていません。 加熱されたコークスとタールの混合物が加熱される炭素電極プラントの労働者も、そのような危険にさらされていると想定されています。 しかし、電極が約 1,200 °C で数日間焼き付けられた後、多環式芳香族化合物は実質的に完全に燃焼または揮発し、そのような陽極または陰極に関連付けられなくなります。 したがって、プリベークされた電極を使用する還元セルは、これらの悪性疾患の発症の過度のリスクを提示することが明確に示されていません。 その他の新生物形成 (例えば、非顆粒球性白血病や脳腫瘍) は、アルミニウム削減作業で発生することが示唆されています。 現在、そのような証拠は断片的で一貫性がありません。

電解セルの近くでは、ポットルームで空気圧クラストブレーカーを使用すると、100 dBA のオーダーの騒音レベルが発生します。 電解還元セルは、低電圧高アンペア電流供給から直列に作動するため、通常、感電のケースは深刻ではありません。 ただし、高電圧電源がポットルームの直列接続ネットワークに接続するポイントの発電所では、特に電源が交流の高電圧電流であるため、深刻な感電事故が発生する可能性があります。

電磁界に関連するばく露に関して健康上の懸念が提起されているため、この業界の労働者のばく露が疑問視されています。 電解還元セルに供給される電力は直流であることを認識しなければなりません。 したがって、ポットルームで生成される電磁場は、主に静的または定常場タイプです。 そのような電磁界は、低周波電磁界とは対照的に、実験的または臨床的に、一貫したまたは再現可能な生物学的効果を発揮することがさらに容易ではありません。 さらに、現在の細胞室で測定された磁場の磁束レベルは、現在提案されている静磁場、サブ無線周波数、および静電場の暫定的なしきい値制限値内にあることが一般的にわかっています。 超低周波電磁場への曝露は還元プラントでも発生し、特に整流器室に隣接するこれらの部屋の遠端で発生します。 ただし、近くのポットルームで見られるフラックス レベルは最小限であり、現在の基準をはるかに下回っています。 最後に、アルミニウム還元プラントにおける電磁界による健康への悪影響の一貫した、または再現可能な疫学的証拠は、説得力のある形で証明されていません。

電極製造

ピッチガスに接触した労働者は、紅斑を発症することがあります。 日光にさらされると、刺激が増した光感作が誘発されます。 局所的な皮膚腫瘍の症例は、不十分な個人衛生が実践された炭素電極作業員の間で発生しました。 切除および転職後、通常、それ以上の広がりや再発は見られません。 電極の製造中に、かなりの量の炭素とピッチの粉が発生する可能性があります。 このような粉塵への暴露が深刻で不十分に管理されている場合、炭素電極メーカーが限局性肺気腫を伴う単純なじん肺を発症し、大規模な線維性病変の発症を合併する可能性があるという報告が時折あります。 単純塵肺も複雑塵肺も、石炭労働者の塵肺の対応する状態と見分けがつかない。 ボール ミルでコークスを粉砕すると、最大 100 dBA の騒音レベルが発生します。

編集者注: アルミニウム製造産業は、国際がん研究機関 (IARC) によって、既知のヒトがんの原因グループ 1 に分類されています。 さまざまな暴露が、本書の他の箇所で説明されている他の疾患 (例えば、「ポットルーム喘息」) に関連しています。 百科事典.

 

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水曜日、16月2011 21:06

金の製錬・精製

第 3 版、労働安全衛生百科事典からの適応。

金の採掘は、個々の探鉱者によって小規模に行われ(中国やブラジルなど)、大規模に地下鉱山(南アフリカなど)や露天掘り(米国など)で行われています。

金の採掘の最も簡単な方法はパンニングです。これは、円形の皿に金を含む砂または砂利を入れ、それを水流の下に保持して渦を巻きます。 軽い砂と砂利が徐々に洗い流され、金の粒子が鍋の中央近くに残ります。 より高度な水力による金の採掘では、強力な水流を金を含む砂利または砂に向けます。 これは材料を砕き、金が沈む特別な水門を通して洗い流しますが、軽い砂利は浮かせます。 川の採掘には、小さなバケツのチェーンを使用して川底から材料をすくい上げ、スクリーニングコンテナ (トロンメル) に空にする平底ボートで構成されるエレベーター浚渫船が使用されます。 水が流されると、材料はトロンメル内で回転します。 金を含んだ砂はトロンメルの穴から沈み、振動台の上に落ちてさらに濃縮されます。

鉱石から金を抽出するには、主に XNUMX つの方法があります。 これらはのプロセスです 合併 および シアン化. アマルガム化のプロセスは、金が金属水銀と合金化して、固体から液体まで、さまざまな濃度のアマルガムを形成する能力に基づいています。 金は、水銀を留去することにより、アマルガムからかなり簡単に除去できます。 内部アマルガム化では、鉱石が破砕されると同時に破砕装置内で金が分離されます。 装置から取り出されたアマルガムは、特別なボウル内で水によって混合物がなくなるまで洗浄されます。 次に、残りの水銀がアマルガムから押し出されます。 外部アマルガメーションでは、金はアマルガメーターまたは水門(銅板で覆われた傾斜台)の破砕装置の外側で分離されます。 アマルガムが除去される前に、新しい水銀が追加されます。 次に、精製および洗浄されたアマルガムを圧縮します。 どちらのプロセスでも、水銀は蒸留によってアマルガムから除去されます。 合併プロセスは、環境への懸念から、小規模採掘を除いて、今日ではめったに行われません。

シアン化による金の抽出は、金が安定した水溶性複塩 KAu(CN) を形成する能力に基づいています。2 酸素と関連してシアン化カリウムと結合した場合。 金鉱石の破砕から生じるパルプは、砂として知られるより大きな結晶粒子と、シルトとして知られるより小さな非晶質粒子で構成されています。 重い砂は、装置の底に堆積し、溶液 (シルトを含む) を通過させます。 金の抽出プロセスは、細かく粉砕された鉱石を浸出槽に供給し、それを通してシアン化カリウムまたはシアン化ナトリウムの溶液をろ過することで構成されます. シルトは、増粘剤の添加と真空濾過によってシアン化金溶液から分離されます。 粗く破砕された鉱石の平らな山にシアン化物溶液が注がれるヒープリーチングは、特に低品位の鉱石や尾鉱で人気が高まっています。 どちらの場合も、アルミニウムまたは亜鉛の粉末を加えることによって、シアン化金溶液から金を回収します。 別の操作では、濃酸を消化反応器に加えて亜鉛またはアルミニウムを溶解し、固体の金を残します。

炭酸、水、空気、および鉱石に含まれる酸の影響下で、シアン化物溶液は分解し、シアン化水素ガスを放出します。 これを防ぐために、アルカリ(石灰または苛性ソーダ)を加えます。 アルミニウムや亜鉛を溶かすために酸を加えると、シアン化水素も生成されます。

別のシアン化技術では、活性炭を使用して金を除去します。 木炭を懸濁状態に保つために、活性炭でスラリー化する前にシアン化金溶液に増粘剤を添加します。 金を含む木炭はスクリーニングによって除去され、金はアルコール溶液中の濃縮アルカリシアン化物を使用して抽出されます。 その後、金は電気分解によって回収されます。 木炭は焙煎することで再活性化でき、シアン化物は回収して再利用できます。

アマルガム化とシアン化の両方で、かなりの量の不純物を含む金属が生成されます。純金の含有量が 900/ミルを超えることはめったにありません。

金は、銅、鉛、その他の金属の製錬の副産物としても回収されます (この章の記事「銅、鉛、亜鉛の製錬と精製」を参照)。

危険とその防止

大深度に産出する金鉱石は、地下採掘によって採掘されます。 これには、鉱山作業における粉塵の形成と拡散を防止するための対策が必要です。 砒素鉱石から​​の金の分離は、鉱山労働者の砒素曝露と、砒素含有粉塵による空気と土壌の汚染を引き起こします。

金の水銀抽出では、水銀が水門に入れられたり、水門から取り除かれたり、アマルガムが精製または圧縮されたり、水銀が留去されたりするときに、労働者は空気中の高濃度の水銀にさらされる可能性があります。 水銀中毒は、合併および蒸留の労働者の間で報告されています。 極東および南アメリカのいくつかの国では、合併による水銀曝露のリスクが深刻な問題になっています。

アマルガム化プロセスでは、水銀が水門に置かれ、水銀が手の皮膚に接触しないようにアマルガムを除去する必要があります (長いハンドルのシャベル、水銀を透過しない防護服、およびすぐ)。 アマルガムの処理と水銀の除去または圧縮も、水銀が手に触れる可能性がないように、可能な限り完全に機械化する必要があります。 アマルガムの処理と水銀の蒸留除去は、壁、天井、床、装置、および作業面が水銀またはその蒸気を吸収しない材料で覆われた隔離された施設で実行されなければならない。 すべての水銀堆積物を除去するために、すべての表面を定期的に清掃する必要があります。 水銀の使用を伴う操作を目的とするすべての施設には、全体的および局所的な排気装置を装備する必要があります。 これらの換気システムは、水銀が留去される施設では特に効率的でなければなりません。 水銀の在庫は、特別な排気フードの下で密閉された金属容器に保管する必要があります。 労働者には、水銀を扱う作業に必要な PPE を提供する必要があります。 また、混合および蒸留に使用される施設では、空気を体系的に監視する必要があります。 医療モニタリングも必要です。

シアン化プラントにおけるシアン化水素による空気の汚染は、気温、換気、処理される材料の量、使用中のシアン化物溶液の濃度、試薬の品質、開放設備の数に依存します。 金を抽出する工場の労働者の健康診断では、高頻度のアレルギー性皮膚炎、湿疹、膿皮症 (膿の形成を伴う急性炎症性皮膚疾患) に加えて、慢性シアン化水素中毒の症状が明らかになりました。

シアン化物溶液の調製の適切な構成は特に重要です。 シアン化物塩を含むドラム缶の開口部とこれらの塩の溶解槽への供給が機械化されていない場合、シアン化物粉塵とシアン化水素ガスによる実質的な汚染が発生する可能性があります。 シアン化物溶液は、自動プロポーショニング ポンプを使用して閉鎖システムに供給する必要があります。 金シアン化プラントでは、すべてのシアン化装置で適切なアルカリ度を維持する必要があります。 さらに、シアン化装置は密閉し、適切な全体換気と漏れ監視によってバックアップされた LEV を装備する必要があります。 すべてのシアン化装置と施設の壁、床、オープンエリア、階段は、非多孔質材料で覆われ、弱アルカリ溶液で定期的に清掃する必要があります。

ゴールドスライムの処理で亜鉛を分解するために酸を使用すると、シアン化水素とアルシンが発生する可能性があります. したがって、これらの操作は、局所排気フードを使用して、特別に装備された分離された施設で実行する必要があります。

喫煙は禁止されるべきであり、労働者には飲食のための別々の施設が提供されるべきです。 応急処置用具を利用できるようにし、作業員の体に接触したシアン化物溶液を直ちに除去するための材料と、シアン化物中毒の解毒剤を備えている必要があります。 労働者には、シアン化合物を通さない個人用保護服を提供する必要があります。

環境への影響

特に金が処理される場所では、金属水銀蒸気への曝露と自然界の水銀のメチル化の証拠があります。 ブラジルの金採掘地域の水、集落、および魚に関するある研究では、地元で消費される魚の可食部分の水銀濃度は、人間の消費に関するブラジルの勧告レベルのほぼ 6 倍を超えました (Palheta と Taylor 1995)。 ベネズエラの汚染された地域では、金の探鉱者が水銀を使用して金を含む砂や岩の粉から金を分離してきました。 汚染された地域の表土およびゴム堆積物中の高レベルの水銀は、深刻な職業上および公衆衛生上のリスクを構成します。

廃水のシアン化物汚染も大きな懸念事項です。 シアン化物溶液は、放出する前に処理するか、回収して再利用する必要があります。 例えば、消化反応器内のシアン化水素ガスの排出は、スタックから排出される前にスクラバーで処理されます。

 

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水曜日、16月2011 19:37

一般的なプロファイル

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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              水曜日、16月2011 21:21

              ファウンドリ

              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 および 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

              ファーネス

              Description

              キュポラ炉

              キューポラ炉は背の高い縦型の炉で、上部が開いており、下部にヒンジ付きのドアがあります。 コークス、石灰岩、金属の交互の層で上から充填されます。 溶融金属は底部で除去されます。 特別な危険には、一酸化炭素と熱が含まれます。

              電気アーク炉

              炉には、インゴット、スクラップ、合金金属、およびフラックス剤が充填されます。 XNUMX つの電極と金属チャージの間にアークが発生し、金属が溶けます。 フラックスを含むスラグが溶融金属の表面を覆い、酸化を防ぎ、金属を精錬し、炉の屋根を過度の熱から保護します。 準備ができたら、電極を上げ、炉を傾けて、溶融金属を受鍋に注ぎます。 特別な危険には、金属の煙と騒音が含まれます。

              誘導炉

              誘導炉は、炉の外側にある銅コイルに高電流を流すことによって金属を溶かし、金属装入物の高い電気抵抗のために金属を加熱する金属装入物の外側エッジに電流を誘導します。 溶解は装薬の外側から内側に向​​かって進行します。 特別な危険には、金属の煙が含まれます。

              るつぼ炉

              るつぼまたは金属装入物を保持する容器は、ガスまたはオイル バーナーによって加熱されます。 準備ができたら、るつぼを炉から取り出し、傾けて型に流し込みます。 特別な危険には、一酸化炭素、金属煙、騒音、および熱が含まれます。

              回転炉

              上部から装入し、下端から焼成する、長く傾斜した回転円筒形の炉。

              チャンネル炉

              誘導炉の一種。

              反射炉

              この水平炉は、一方の端に暖炉があり、火橋と呼ばれる低い隔壁によって金属装入物から分離されており、もう一方の端には煙突または煙突があります。 金属は固体燃料と接触しない。 暖炉と金属製のチャージの両方がアーチ型の屋根で覆われています。 暖炉から煙突までの経路にある炎は、下に反射したり、下の金属に反響したりして、金属を溶かします。

               

              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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              水曜日、16月2011 21:26

              鍛造とスタンピング

              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

              MET030F1

              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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              水曜日、16月2011 21:30

              溶接および熱切断

              この記事は、GS Lyndon による労働安全衛生百科事典記事「溶接と熱切断」の第 3 版の改訂版です。

              プロセスの概要

              溶接 熱または圧力、またはその両方によってプラスチックまたは液体になった接合面での金属片の結合を指す一般的な用語です。 XNUMX つの一般的な直接熱源は次のとおりです。

              1. 燃料ガスと空気または酸素の燃焼によって生成される炎
              2. 電極と工作物の間、または XNUMX つの電極の間で発生する電気アーク
              3. XNUMX つ以上のワークピース間の電流の通過に提供される電気抵抗。

               

              溶接用のその他の熱源については、以下で説明します (表 1 を参照)。

              表 1. 鉛の製錬および精製におけるプロセス材料のインプットと汚染のアウトプット

              プロセス

              材料投入

              大気への排出

              プロセス廃棄物

              その他の廃棄物

              鉛焼結

              鉛鉱、鉄、シリカ、石灰石フラックス、コークス、ソーダ、灰、黄鉄鉱、亜鉛、苛性アルカリ、バグハウスダスト

              二酸化硫黄、カドミウムおよび鉛を含む粒子状物質

                 

              鉛製錬

              鉛焼結、コークス

              二酸化硫黄、カドミウムおよび鉛を含む粒子状物質

              工場洗浄排水、スラグ造粒水

              亜鉛、鉄、シリカ、石灰などの不純物を含むスラグ、表面貯留固形物

              鉛のかす

              鉛地金、ソーダ灰、硫黄、バグハウスダスト、コークス

                 

              銅などの不純物を含むスラグ、表面貯留固形物

              鉛精製

              鉛かす地金

                   

               

              In ガス溶接および切断、 酸素または空気と燃料ガスがブローパイプ (トーチ) に供給され、ノズルで燃焼する前に混合されます。 ブローパイプは通常手持ちです (図 1 を参照)。 接合する部品の金属面が熱で溶け、互いに流れます。 フィラー金属または合金が頻繁に追加されます。 合金は、多くの場合、接合する部品よりも融点が低くなります。 この場合、通常、XNUMX つの部品は溶融温度にはなりません (ろう付け、はんだ付け)。 化学フラックスを使用して、酸化を防ぎ、接合を容易にすることができます。

              図 1. フィルター金属のトーチとロッドを使用したガス溶接。 溶接工は革製のエプロン、ガントレット、ゴーグルで保護されています

              MET040F1

              アーク溶接では、電極とワークピースの間にアークが発生します。 電極は、交流 (AC) または直流 (DC) 電源に接続できます。 この作業の温度は、ワーク同士が融着する約4,000℃です。 通常、電極自体を溶かすか (消耗電極プロセス)、または電流が流れていない別のフィラー ロッドを溶かして (非消耗電極プロセス)、接合部に溶融金属を追加する必要があります。

              ほとんどの従来のアーク溶接は、ハンドヘルド電極ホルダー内のカバーされた (コーティングされた) 消耗電極を使用して手動で行われます。 溶接は、抵抗溶接や連続電極送りなど、多くの半自動または全自動の電気溶接プロセスによっても達成されます。

              溶接工程中は、酸化や汚染を防ぐために、溶接領域を大気から遮断する必要があります。 保護には、フラックス コーティングと不活性ガス シールドの XNUMX 種類があります。 の フラックス シールド アーク溶接、 消耗電極は、通常、鉱物と他の成分の複雑な混合物であるフラックスコーティング材料で囲まれた金属コアで構成されています。 フラックスは溶接が進行するにつれて溶融し、溶融金属をスラグで覆い、加熱されたフラックスによって生成されたガス (二酸化炭素など) の保護雰囲気で溶接領域を包み込みます。 溶接後、多くの場合チッピングによってスラグを除去する必要があります。

              In ガスシールドアーク溶接、 不活性ガスのブランケットが大気を遮断し、溶接プロセス中の酸化と汚染を防ぎます。 アルゴン、ヘリウム、窒素、または二酸化炭素が不活性ガスとして一般的に使用されます。 選択するガスは、溶接する材料の性質によって異なります。 ガス シールド アーク溶接の最も一般的な XNUMX つのタイプは、金属とタングステンの不活性ガス (MIG と TIG) です。

              抵抗溶接 電気抵抗を利用して、低電圧で高電流を部品に流し、金属を溶かすための熱を発生させます。 コンポーネント間の界面で発生する熱により、コンポーネントが溶接温度になります。

              危険とその防止

              すべての溶接には、火災、火傷、放射熱 (赤外線)、および金属煙やその他の汚染物質の吸入の危険が伴います。 特定の溶接プロセスに関連するその他の危険には、電気的危険、ノイズ、紫外線、オゾン、二酸化窒素、一酸化炭素、フッ化物、圧縮ガスボンベ、および爆発が含まれます。 詳細については、表 2 を参照してください。

              表 2. 溶接プロセスの説明と危険性

              溶接プロセス

              Description

              危険

              ガス溶接と切断

              溶接

              トーチが金属表面とフィラーロッドを溶かし、ジョイントを形成します。

              金属煙、二酸化窒素、一酸化炭素、騒音、火傷、赤外線、火災、爆発

              ろう付け

              450つの金属面は、金属を溶かすことなく接合されます。 溶加材の溶融温度は XNUMX °C を超えています。 加熱は火炎加熱、抵抗加熱、誘導加熱で行います。

              金属煙(特にカドミウム)、フッ化物、火災、爆発、火傷

              はんだ付け

              ロウ付けに似ていますが、ろう材の溶融温度が 450 °C 未満であることを除きます。 加熱ははんだごてでも行います。

              フラックス、鉛ガス、火傷

              金属切断およびフレームガウジング

              1つのバリエーションでは、金属を炎で加熱し、純酸素の噴流を切断点に向け、切断する線に沿って移動させる。 フレーム ガウジングでは、表面の金属片が取り除かれますが、金属は切断されません。

              金属煙、二酸化窒素、一酸化炭素、騒音、火傷、赤外線、火災、爆発

              ガス圧接

              圧力をかけた状態でガスジェットによって部品を加熱し、一緒に鍛造します。

              金属煙、二酸化窒素、一酸化炭素、騒音、火傷、赤外線、火災、爆発

              フラックスシールドアーク溶接

              シールドメタルアーク溶接 (SMAC); 「スティック」アーク溶接。 手動金属アーク溶接 (MMA); オープンアーク溶接

              フラックスコーティングで囲まれた金属コアからなる消耗電極を使用

              金属煙、フッ化物 (特に低水素電極の場合)、赤外線および紫外線放射、火傷、電気、火災; また、騒音、オゾン、二酸化窒素

              サブマージアーク溶接(SAW)

              粒状フラックスのブランケットがワークピース上に堆積され、続いて消耗可能な裸の金属ワイヤ電極が堆積されます。 アークはフラックスを溶かし、溶接ゾーンに保護溶融シールドを生成します。

              フッ化物、火災、火傷、赤外線、電気; また、金属煙、騒音、紫外線、オゾン、二酸化窒素

              ガスシールドアーク溶接

              金属不活性ガス (MIG); ガスメタルアーク溶接(GMAC)

              電極は通常、溶接金属と同様の組成の裸の消耗ワイヤであり、アークに連続的に供給されます。

              紫外線、金属煙、オゾン、一酸化炭素 (CO2 ガス)、二酸化窒素、火災、やけど、赤外線、電気、フッ化物、騒音

              タングステン不活性ガス (TIG); ガス タングステン アーク溶接 (GTAW); ヘリアーク

              タングステン電極は非消耗品であり、溶加材は消耗品として手動でアークに導入されます。

              紫外線、金属煙、オゾン、二酸化窒素、火災、火傷、赤外線、電気、騒音、フッ化物、一酸化炭素


              プラズマ アーク溶接 (PAW) およびプラズマ アーク溶射; タングステンアーク切断

              TIG 溶接に似ていますが、不活性ガスのアークと流れがワークピースに到達する前に小さなオリフィスを通過し、高度にイオン化されたガスの「プラズマ」が生成され、33,400°C を超える温度に達することがあります。これは金属化にも使用されます。

              金属煙、オゾン、二酸化窒素、紫外線および赤外線、騒音。 火災、火傷、電気、フッ化物、一酸化炭素、X 線の可能性

              フラックスコアアーク溶接 (FCAW); 金属活性ガス溶接 (MAG)

              フラックス入りの消耗電極を使用しています。 二酸化炭素シールド (MAG) があるかもしれません

              紫外線、金属煙、オゾン、一酸化炭素 (CO2 ガス)、二酸化窒素、火災、やけど、赤外線、電気、フッ化物、騒音

              電気抵抗溶接

              抵抗溶接(スポット、シーム、プロジェクション、突合せ溶接)

              低電圧で大電流が電極から XNUMX つのコンポーネントに流れます。 コンポーネント間の界面で発生する熱により、コンポーネントが溶接温度になります。 電流が流れている間、電極による圧力が鍛接を生成します。 フラックスや溶加材は使用していません。

              オゾン、騒音 (場合によって)、機械の危険、火災、火傷、電気、金属の煙

              エレクトロスラグ溶接

              立突合せ溶接に使用します。 工作物を垂直に隙間をあけてセットし、接合部の片側または両側に銅板やシューを置いて浴槽を形成します。 アークは、XNUMX つまたは複数の連続的に供給される電極ワイヤと金属プレートの間のフラックス層の下で確立されます。 溶融金属のプールが形成され、溶融フラックスまたはスラグによって保護され、電極とワークピースの間を流れる電流に対する抵抗によって溶融状態が維持されます。 この抵抗によって生成された熱は、接合部と電極線の側面を溶かし、接合部を埋めて溶接します。 溶接が進行するにつれて、銅板を移動させることにより、溶融金属とスラグが所定の位置に保持されます。

              やけど、火災、赤外線、電気、金属ガス

              フラッシュ溶接

              溶接される XNUMX つの金属部品は、低電圧、大電流の電源に接続されます。 部品の端部を接触させると大電流が流れ、「フラッシング」が発生し、部品の端部が溶接温度になります。 鍛造溶接は圧力によって得られます。

              電気、火傷、火災、金属煙


              その他の溶接プロセス

              電子ビーム溶接

              真空チャンバー内のワークピースは、高電圧の電子銃からの電子ビームによって衝撃を受けます。 電子のエネルギーはワークピースに衝突すると熱に変換され、金属を溶かし、ワークピースを溶かします。

              高電圧の X 線、電気、火傷、金属粉塵、密閉空間

              アルエア切断

              アークは、炭素電極 (圧縮空気を独自に供給できる手動電極ホルダー内) の端とワークピースの間に発生します。 生成された溶融金属は、圧縮空気のジェットによって吹き飛ばされます。

              金属煙、一酸化炭素、二酸化窒素、オゾン、火災、火傷、赤外線、電気

              摩擦圧接

              XNUMX つのコンポーネントを固定したまま、もう XNUMX つのコンポーネントを加圧下で回転させる純粋な機械的溶接技術。 摩擦により熱が発生し、鍛造温度になると回転が止まります。 次に、鍛造圧力が溶接に影響を与えます。

              熱、火傷、機械の危険

              レーザー溶接と穴あけ

              レーザービームは、エレクトロニクス業界のミニチュアアセンブリやマイクロ技術、人工繊維業界の紡糸口金など、非常に高い精度を必要とする産業用途で使用できます。 レーザービームが溶融し、ワークピースを接合します。

              電気、レーザー放射、紫外線、火災、火傷、金属煙、加工物コーティングの分解生成物

              スタッド溶接

              スタッド溶接ガンに保持した金属スタッド(電極の役割)と接合する金属板との間にアークを発生させ、部品の端部を融点まで加熱します。 ガンはスタッドをプレートに押し付けて溶接します。 シールドは、スタッドを囲むセラミック フェルールによって提供されます。

              金属煙、赤外線および紫外線、火傷、電気、火災、騒音、オゾン、二酸化窒素

              テルミット溶接

              アルミニウム粉末と金属酸化物粉末(鉄、銅など)の混合物を坩堝で点火すると、高熱を発生して溶融金属が生成されます。 るつぼをタップすると、溶融金属がキャビティに流れ込み、溶接されます (キャビティは砂型で囲まれています)。 これは、鋳物や鍛造品の修理によく使用されます。

              火災、爆発、赤外線、火傷

               

              多くの溶接は、一般的に条件を制御できる工場では行われませんが、大きな構造物や機械 (例えば、建物の骨組み、橋や鉄塔、船、鉄道の機関車や自動車、重機など) の建設や修理の現場で行われます。の上)。 溶接工は、すべての機器を現場に運び、セットアップして、限られたスペースまたは足場で作業する必要がある場合があります。 肉体的な負担、極度の疲労、筋骨格系の損傷が続く可能性があり、手を伸ばしたり、ひざまずいたり、その他の不快で扱いにくい姿勢で作業する必要があります。 熱ストレスは、溶接プロセスによって発生する熱がなくても、暖かい気候での作業や個人用保護具の閉塞効果によって生じる場合があります。

              圧縮ガスボンベ

              高圧ガス溶接設備では、酸素と燃料ガス (アセチレン、水素、都市ガス、プロパン) がボンベからトーチに供給されます。 ガスはこれらのボンベに高圧で貯蔵されます。 燃料ガスの安全な使用と保管のための特別な火災と爆発の危険性と注意事項についても、このドキュメントの他の場所で説明します。 百科事典. 次の注意事項を守ってください。

              • 使用中のガス用に設計された圧力調整器のみをボンベに取り付ける必要があります。 たとえば、アセチレン調整器は、石炭ガスや水素には使用しないでください (ただし、プロパンには使用できます)。
              • ブローパイプは、適切な状態に保ち、定期的に清掃する必要があります。 チップのクリーニングには、硬材の棒または柔らかい真鍮線を使用する必要があります。 それらは、破損する可能性が低いように配置された特別なキャンバスで補強されたホースでレギュレーターに接続する必要があります。
              • 酸素ボンベとアセチレンボンベは別々に保管し、可燃性物質のない耐火施設にのみ保管し、火災の際に容易に取り出せるように配置する必要があります。 地域の建築基準法および防火基準を参照する必要があります。
              • シリンダーと付属品を識別するために有効または推奨されている色分けは、細心の注意を払って観察する必要があります。 多くの国では、危険物の輸送に使用される国際的に認められたカラーコードがこの分野に適用されています。 この点で統一された国際基準を実施する必要性は、産業労働者の国際移動の増加に伴う安全上の考慮事項によって強化されています。

               

              アセチレン発生器

              低圧ガス溶接プロセスでは、アセチレンは一般に発電機で炭化カルシウムと水の反応によって生成されます。 ガスは、酸素が供給される溶接トーチまたは切断トーチにパイプで送られます。

              定置式発電所は、屋外または主要なワークショップから離れた換気の良い建物に設置する必要があります。 発電機ハウスの換気は、爆発性または有毒な雰囲気の形成を防ぐようなものでなければなりません。 適切な照明を提供する必要があります。 スイッチ、その他の電気機器、電気ランプは、建物の外に配置するか、防爆構造にする必要があります。 喫煙、炎、たいまつ、溶接工場または可燃物は、家屋または屋外発電機の近くから排除する必要があります。 これらの予防措置の多くは、ポータブル発電機にも適用されます。 携帯用発電機は、屋外または換気の良い店内で可燃物から離れた場所でのみ使用、洗浄、再充電する必要があります。

              炭化カルシウムは密封されたドラム缶で供給されます。 材料は、床面より高い台の上に保管し、乾いた状態に保つ必要があります。 店舗は屋根の下に配置する必要があり、別の建物に隣接する場合は、パーティ ウォールは耐火性でなければなりません。 倉庫は、屋根を通して適切に換気する必要があります。 ドラムは、発電機が充電される直前にのみ開く必要があります。 特別なオープナーを用意して使用する必要があります。 ハンマーとノミを使用してドラム缶を開けないでください。 カルシウム カーバイド ドラムを水源にさらしたままにしておくと危険です。

              発電機を解体する前に、炭化カルシウムをすべて取り除き、発電所を水で満たす必要があります。 すべての部品にガスがないことを確認するために、水は少なくとも XNUMX 分間プラント内に留まる必要があります。 分解および修理は、機器の製造元または専門家のみが行う必要があります。 発電機が再充電または洗浄されている場合、古い充電を再度使用してはなりません。

              供給機構に挟まったり、植物の一部に付着した炭化カルシウムの破片は、青銅または別の適切な非鉄合金製の非火花工具を使用して、慎重に除去する必要があります。

              関係者全員が、目立つように表示されている製造業者の指示に完全に精通している必要があります。 次の注意事項も遵守する必要があります。

              • 逆火やガスの逆流を防ぐために、適切に設計された背圧弁を発生器と各ブローパイプの間に取り付ける必要があります。 逆火の後、バルブを定期的に検査し、水位を毎日チェックする必要があります。
              • 低圧操作用に設計されたインジェクター タイプのブローパイプのみを使用してください。 加熱・切断には都市ガスや低圧の水素が使われることもあります。 このような場合、各ブローパイプと供給本管またはパイプラインの間に逆止弁を配置する必要があります。
              • 爆発は、ノズル先端を溶融金属プール、泥または塗料に浸すこと、またはその他の停止によって生じる「逆火」によって引き起こされる可能性があります。 先端に付着したスラグや金属の粒子は除去する必要があります。 チップも頻繁に冷却する必要があります。
              • 地元の建物および消防法を参照する必要があります。

               

              火災および爆発の防止

              溶接作業の場所を特定する際には、周囲の壁、床、近くの物体、廃棄物を考慮する必要があります。 次の手順に従う必要があります。

              • 可燃物はすべて取り除くか、板金またはその他の適切な材料で適切に保護する必要があります。 ターポリンは絶対に使用しないでください。
              • 木造建築物はやめさせるか、同様に保護する必要があります。 木製の床は避けるべきです。
              • 壁や床に開口部やひび割れがある場合は、予防措置を講じる必要があります。 隣接する部屋または下の床にある可燃物は、安全な場所に移動する必要があります。 地元の建物および消防法を参照する必要があります。
              • 適切な消火装置を常に手元に置いておく必要があります。 アセチレン発生器を使用する低圧プラントの場合、乾燥した砂のバケツも利用できるようにしておく必要があります。 粉末消火器または炭酸ガス消火器で十分です。 水は絶対に使用しないでください。
              • 消防隊が必要かもしれません。 責任者は、火災の発生に対処するために、作業完了後少なくとも XNUMX 分間は現場を監視するように割り当てられる必要があります。
              • アセチレンガスが空気中に 2 ~ 80% の割合で存在すると爆発が発生する可能性があるため、ガス漏れがないように十分な換気と監視が必要です。 ガス漏れの調査には石鹸水のみを使用してください。
              • 酸素は慎重に管理する必要があります。 たとえば、密閉された空間では決して空気中に放出してはなりません。 多くの金属、衣類、その他の材料は、酸素の存在下で活発に燃焼します。 ガス切断では、消費されない可能性のある酸素が大気中に放出されます。 ガスの切断は、適切な換気装置のない限られた空間で行うべきではありません。
              • マグネシウムやその他の可燃性金属が豊富な合金は、溶接の炎やアークから遠ざける必要があります。
              • コンテナの溶接は非常に危険です。 以前の内容が不明な場合、容器は常に可燃性物質が含まれていたかのように扱われるべきです。 可燃性物質を取り除くか、非爆発性かつ不燃性にすることで、爆発を防ぐことができます。
              • テルミット溶接に使用されるアルミニウムと酸化鉄の混合物は、通常の状態では安定しています。 ただし、アルミニウム粉末は発火しやすいこと、および反応が準爆発性であることを考慮して、取り扱いと保管には適切な予防措置を講じる必要があります (高熱および発火源への暴露を避ける)。
              • 一部の法域では、溶接には書面による熱間加工許可プログラムが必要です。 このプログラムは、溶接、切断、焼成などの際の注意事項と手順をまとめたものです。 このプログラムには、実行される特定の操作と、実施される安全上の注意事項が含まれている必要があります。 これはプラント固有のものでなければならず、個々の操作ごとに完了する必要がある内部許可システムを含めることができます。

               

              熱や火傷の危険からの保護

              熱い金属との接触、白熱金属粒子または溶融金属の飛散により、目や体の露出部分の火傷が発生する可能性があります。 アーク溶接では、アークを開始するために使用される高周波スパークが皮膚の一点に集中すると、小さくて深い火傷を引き起こす可能性があります。 溶接プール内のガス溶接または切断炎および白熱金属からの強い赤外線および可視放射は、オペレーターおよび操作の近くにいる人に不快感を与える可能性があります。 各操作を事前に検討し、必要な予防措置を設計して実装する必要があります。 作業中の熱や光から目を保護するため、ガス溶接・切断専用のゴーグルを着用してください。 フィルター ガラス上の保護カバーは、必要に応じてクリーニングし、傷や損傷がある場合は交換する必要があります。 溶融金属または熱粒子が放出される場所では、着用している防護服で飛散をそらす必要があります。 着用する耐火服の種類と厚さは、危険度に応じて選択する必要があります。 切断およびアーク溶接作業では、革製の靴カバーまたはその他の適切なスパッツを着用して、高温の粒子がブーツや靴に落ちるのを防ぐ必要があります。 熱、飛沫、ノロなどから手や前腕を守るには、帆布や革の袖口が付いた革製のガントレットタイプの手袋で十分です。 他の種類の防護服には、革製のエプロン、ジャケット、袖、レギンス、頭を覆うものがあります。 上向き溶接では、保護ケープとキャップが必要です。 すべての防護服には油やグリースが付着していない必要があり、溶融金属の小滴が閉じ込められないように、縫い目は内側にある必要があります。 衣服には、火花を閉じ込める可能性のあるポケットや袖口がないようにし、袖が手袋に重なるように、レギンスが靴に重なるように着用する必要があります。 防護服は、溶融金属またはスラグが侵入する可能性のある破裂した継ぎ目または穴がないか検査する必要があります。 溶接の完了時に熱いままの重い物品は、他の作業者への警告として常に「熱い」とマークする必要があります。 抵抗溶接では、生成された熱が目に見えない場合があり、高温のアセンブリの取り扱いによって火傷が発生する可能性があります。 条件が正しければ、高温または溶融金属の粒子がスポット、シーム、またはプロジェクション溶接から飛び出してはなりませんが、不燃性スクリーンを使用し、予防措置を講じる必要があります。 スクリーンはまた、通行人を目のやけどから保護します。 ばらばらの部品は、ある程度の速度で飛び出しやすいため、機械のスロートに放置しないでください。

              電気安全

              手動アーク溶接の無負荷電圧は比較的低いですが (約 80 V 以下)、溶接電流は高く、変圧器の一次回路は、電源ライン電圧で動作する機器の通常の危険性を示します。 したがって、特に狭い場所や安全でない場所では、感電のリスクを無視してはなりません。

              溶接を開始する前に、アーク溶接装置の接地設備を常にチェックする必要があります。 ケーブルと接続は健全で十分な容量を備えている必要があります。 適切な接地クランプまたはボルト締め端子を常に使用する必要があります。 400 台以上の溶接機が同じ構造物に接地されている場合、または他の携帯用電動工具も使用されている場合は、資格のある人が接地を監督する必要があります。 作業位置は乾燥していて、安全で、危険な障害物がない必要があります。 整理整頓され、明るく、適切に換気され、整頓された職場が重要です。 限られたスペースや危険な場所での作業では、追加の電気的保護 (無負荷、低電圧デバイス) を溶接回路に取り付けることができ、溶接が行われていないときに電極ホルダーで非常に低い電圧の電流のみが利用できるようにします。 . (以下の限られたスペースの説明を参照してください。) 電極がスプリング グリップまたはねじ山で保持されている電極ホルダーをお勧めします。 電極ホルダーの手に持つ部分を効果的に断熱することで、発熱による不快感を軽減することができます。 過熱を防ぐために、電極ホルダーのジョーと接続部を定期的にクリーニングして締める必要があります。 電極ホルダーを使用しないときは、絶縁フックまたは完全に絶縁されたホルダーを使用して、電極ホルダーを安全に収納できるように準備する必要があります。 ケーブル接続は、ケーブルの継続的な屈曲が絶縁体の摩耗や故障を引き起こさないように設計する必要があります。 ホット プレートまたは溶接部を横切るケーブルおよびプラスチック ガス供給チューブ (ガス シールド プロセス) の引きずりは避けなければなりません。 電極のリード線は、作業やその他の接地された物体 (アース) に接触してはなりません。 生成されたオゾンがゴムを腐敗させるため、高周波放電の近くでゴム管およびゴムで覆われたケーブルを使用してはなりません。 変圧器から電極ホルダーまでのすべての電源には、プラスチック チューブとポリ塩化ビニル (PVC) で覆われたケーブルを使用する必要があります。 加硫または頑丈なゴム被覆ケーブルは、一次側で十分です。 高周波放電部は、ゴミや金属粉などの導電性のゴミが故障の原因となります。 この状態を避けるために、圧縮空気を吹き付けてユニットを定期的に掃除する必要があります。 圧縮空気を数秒以上使用する場合は、聴覚保護具を着用する必要があります。 電子ビーム溶接では、各操作の前に、使用する機器の安全性を確認する必要があります。 感電を防ぐために、さまざまなキャビネットにインターロック システムを取り付ける必要があります。 すべてのユニットと制御盤を確実に接地するシステムが必要です。 厚物を切断するプラズマ溶接機では、XNUMXVもの高電圧になることもあり、危険が予想されます。 高周波パルスによってアークを発射する技術は、オペレーターを不快なショックと痛みを伴う貫通性の高周波火傷の危険にさらします。

              紫外線

              電気アークによって放出される輝かしい光には、高い割合の紫外線が含まれています。 他の労働者のアークからの漂遊フラッシュを含むアーク フラッシュのバーストへの瞬間的な暴露でさえ、「アーク アイ」または「アイ フラッシュ」として知られる痛みを伴う結膜炎 (光眼症) を引き起こす可能性があります。 アーク フラッシュにさらされた場合は、直ちに医師の診察を受ける必要があります。 紫外線に過度にさらされると、皮膚が過熱して火傷することもあります (日焼け効果)。 注意事項は次のとおりです。

              • 適切な等級のフィルターを装着したシールドまたはヘルメットを使用する必要があります (この記事の「目と顔の保護」の記事を参照)。 百科事典)。 ガスシールドアーク溶接プロセスとカーボンアーク切断では、平らなハンドシールドでは反射放射線からの保護が不十分です。 ヘルメットを使用する必要があります。 ヘルメットの下にフィルター付きのゴーグルまたはサイドシールド付きの眼鏡を着用して、作業の検査のためにヘルメットを持ち上げる際の露出を避ける必要があります。 ヘルメットは、飛沫やホット スラグからの保護にもなります。 ヘルメットとハンドシールドには、外側にフィルターガラスと保護カバーガラスが付いています。 これは、定期的に点検、清掃し、傷や損傷がある場合は交換する必要があります。
              • 特に他の溶接機の近くで作業する場合は、顔、うなじ、およびその他の身体の露出部分を適切に保護する必要があります。
              • アシスタントは、最低限適切なゴーグルを着用し、リスクに応じてその他の PPE を着用する必要があります。
              • すべてのアーク溶接作業は、近くで作業している他の人を保護するためにスクリーニングする必要があります。 作業が固定ベンチまたは溶接工場で行われる場合、可能な場合は恒久的なスクリーンを設置する必要があります。 それ以外の場合は、一時的な画面を使用する必要があります。 すべてのスクリーンは不透明で、頑丈な構造で、難燃性の素材でできている必要があります。
              • 溶接ブースの内側に黒色塗料を使用することが一般的になっていますが、塗料はつや消し仕上げにする必要があります。 頭痛や事故につながる眼精疲労を防ぐために、適切な周囲照明を提供する必要があります。
              • 溶接ブースとポータブル スクリーンを定期的にチェックして、近くで作業している人にアークが影響するような損傷がないことを確認する必要があります。

               

              化学的危険

              煙やガスを含む、溶接や火炎切断による空気中の汚染物質は、さまざまな原因から発生します。

              • 溶接される金属、フィラー ロッド内の金属、またはニッケルやクロムなどのさまざまな種類の鋼の成分)
              • 溶接される物品またはフィラー ロッド上の金属コーティング (たとえば、めっきによる亜鉛およびカドミウム、亜鉛メッキによる亜鉛、および連続軟鋼フィラー ロッド上の薄いコーティングとしての銅)
              • 溶接される物品の塗料、グリース、破片など (一酸化炭素、二酸化炭素、煙、その他の刺激性の分解生成物など)
              • フィラーロッドのフラックスコーティング (例: 無機フッ化物)
              • 周囲の空気(例、二酸化窒素、オゾン)または塩素化炭化水素(例、ホスゲン)に対する熱または紫外線の作用
              • シールドとして使用される不活性ガス (二酸化炭素、ヘリウム、アルゴンなど)。

               

              煙とガスは、LEV によって発生源で除去する必要があります。 これは、プロセスを部分的に囲い込むか、またはヒュームを確実に捕捉できるように溶接位置全体に十分に高い空気速度を供給するフードを設置することによって提供できます。

              非鉄金属および特定の合金鋼の溶接では、換気、および形成される可能性のあるオゾン、一酸化炭素、および二酸化窒素の危険からの保護に特別な注意を払う必要があります。 ポータブルおよび固定換気システムはすぐに利用できます。 一般に、排気された空気は再循環されるべきではありません。 危険なレベルのオゾンやその他の有毒ガスがなく、排気が高効率フィルターでろ過されている場合にのみ、再循環する必要があります。

              電子ビーム溶接で、溶接される材料が有毒な性質 (ベリリウム、プルトニウムなど) の場合は、チャンバーを開くときに粉塵雲からオペレーターを保護するように注意する必要があります。

              有毒ガス (鉛など) による健康へのリスクがあり、LEV が実行できない場合 (鉛で塗装された構造物を火炎切断で解体する場合など) は、呼吸用保護具の使用が必要です。 このような状況では、承認された高効率のフルフェイスピース呼吸マスクまたは高効率の陽圧式空気清浄呼吸マスク (PAPR) を着用する必要があります。 特にオリジナルの高効率陽圧パワーレスピレーターでは、モーターとバッテリーの高水準のメンテナンスが必要です。 呼吸に適した品質の圧縮空気を適切に供給できる場合は、陽圧圧縮空気ライン レスピレーターの使用を推奨する必要があります。 呼吸用保護具を着用する場合は常に、呼吸用保護具を着用している人の視界の制限、巻き込みの可能性などを念頭に置いて、特別な予防措置が必要かどうかを判断するために職場の安全性を確認する必要があります。

              メタルヒュームフィーバー

              金属フューム熱は、亜鉛メッキまたは錫メッキ工程、真鍮の基礎、亜鉛メッキ金属の溶接、メタライジングまたは金属溶射で亜鉛のフュームにさらされた労働者、および銅などの他の金属への暴露から一般的に見られます。マンガンと鉄。 それは、新しい労働者と、週末または休日の休止後に仕事に戻った労働者に発生します。 これは、金属またはその酸化物の粒子を最初に吸入してから数時間後に発生する急性の状態です。 それは口の中のまずい味から始まり、続いて呼吸器粘膜の乾燥と炎症が続き、その結果、咳が起こり、時には呼吸困難と胸の「圧迫感」が生じます. これらは、吐き気と頭痛を伴うことがあり、曝露から約 10 時間から 12 時間後に、悪寒と発熱を伴うことがあり、これは非常に深刻な場合があります。 これらは数時間続き、発汗、睡眠、そしてしばしば多尿と下痢が続きます. 特に治療法はなく、通常24時間程度で完全に回復し、残留物はありません。 効率的な LEV を使用して、有害な金属ガスへの曝露を推奨レベル内に抑えることで、これを防ぐことができます。

              限られたスペース

              密閉された空間に入ると、大気が爆発性、有毒、酸素欠乏、またはこれらの組み合わせである可能性があります。 そのような密閉された空間は、責任者によって、立ち入りおよびアークまたは炎を扱う作業が安全であることを証明されなければなりません。 立ち入り許可システムを含む限られたスペース立ち入りプログラムが必要になる場合があり、通常は継続的な占有のために構築されていないスペースで実行する必要がある作業には強く推奨されます。 例としては、マンホール、金庫室、船倉などがありますが、これらに限定されません。 ガス溶接は空気中の汚染物質を生成するだけでなく、酸素も消費するため、密閉空間の換気は非常に重要です。 ガスシールドアーク溶接プロセスは、空気中の酸素含有量を減らすことができます。 (図 2 参照)

              図 2. 密閉空間での溶接

              MET040F2

              SFギルマン

              ノイズ

              ノイズは、プラズマ溶接、一部のタイプの抵抗溶接機、ガス溶接など、いくつかの溶接プロセスで危険です。 プラズマ溶接では、プラズマ ジェットが非常に高速で放出され、特に高周波帯域で激しいノイズ (最大 90 dBA) が発生します。 ほこりを吹き飛ばすために圧縮空気を使用すると、高い騒音レベルも発生します。 聴覚障害を防ぐために、耳栓またはマフを着用し、聴力検査 (聴力検査) や従業員のトレーニングなど、聴覚保護プログラムを導入する必要があります。

              電離放射線

              X 線またはガンマ線装置を使用して X 線で溶接部を検査する溶接工場では、通常の警告通知と指示を厳守する必要があります。 作業者は、そのような機器から安全な距離を保つ必要があります。 放射性線源は、必要な特別なツールを使用し、特別な注意を払って取り扱う必要があります。

              地域および政府の規制に従う必要があります。 章を参照 放射線、電離 この他の場所で 百科事典.

              X線がチャンバーの壁や窓を貫通するのを防ぐために、電子ビーム溶接で十分な遮蔽を提供する必要があります。 X 線放射に対するシールドを提供する機械の部品は、それらが所定の位置にない限り、機械に通電できないようにインターロックする必要があります。 装置は、X 線放射の漏れがないか設置時にチェックする必要があり、その後は定期的にチェックする必要があります。

              その他の危険

              抵抗溶接機には、かなりの力で動く少なくとも XNUMX つの電極があります。 電極間に指や手が入った状態で機械を操作すると、重度の粉砕が発生します。 可能であれば、オペレータを保護するための適切な保護手段を考案する必要があります。 最初にコンポーネントのバリ取りを行い、保護手袋またはガントレットを着用することで、切り傷や裂傷を最小限に抑えることができます。

              電気、機械、またはその他のエネルギー源を備えた機械を保守または修理する場合は、ロックアウト/タグアウト手順を使用する必要があります。

              はつり等で溶接部のスラグを除去する際は、ゴーグル等で目を保護すること。

               

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              水曜日、16月2011 21:40

              旋盤

              第 3 版、労働安全衛生百科事典からの適応。

              旋盤が金属加工工場で果たす重要な役割は、バルブおよび継手業界で生成される切粉 (金属削りくず) の 90 ~ 95% が旋盤に由来するという事実によって最もよく示されています。 この業界で報告されている事故の約 XNUMX 分の XNUMX は、旋盤が原因です。 これは、すべての機械事故の XNUMX 分の XNUMX に相当します。 小型精密部品や電気機器を製造する工場で実施された機械単位の相対事故頻度の調査によると、旋盤は木工機械、金属切断機、電動プレス、ボール盤に次ぐ第 XNUMX 位です。 したがって、旋盤の保護対策の必要性は疑いの余地がありません。

              旋削は、特殊な刃先を備えた工具によって材料の直径を縮小する機械加工です。 切削動作はワークピースの回転によって生成され、送りと移動の動きはツールによって生成されます。 これら XNUMX つの基本的な動きを変化させ、適切な工具の刃先形状と材料を選択することで、素材除去率、表面品質、形成される切りくずの形状、および工具の摩耗に影響を与えることができます。

              旋盤の構造

              典型的な旋盤は次のもので構成されています。

              • サドルとテールストック用の機械加工されたスライドウェイを備えたベッドまたはベース
              • スピンドルとチャックを備えた、ベッドに取り付けられた主軸台
              • 主ネジまたは送りシャフトとエプロンを介してサドルに送りの動きを切断速度の関数として伝達するために、ベッドの前部に取り付けられた送りギアボックス
              • 横移動を行うクロススライドを運ぶサドル(またはキャリッジ)
              • クロス スライドに取り付けられたツールポスト (図 1 を参照)。

               

              図 1. 旋盤および類似の機械

              MET050F1

              この旋盤の基本モデルは、汎用機から XNUMX つのタイプの作業専用に設計された特殊な自動旋盤まで、無限に変化させることができます。

              旋盤の最も重要なタイプは次のとおりです。

              • センター旋盤。 最も使用頻度の高い旋盤です。 回転軸が水平なベーシックモデルに対応。 ワークは、フェースプレートまたはチャックによってセンター間で保持されます。
              • マルチツール旋盤。 これにより、複数のツールを同時に使用できます。
              • タレット旋盤、キャプスタン旋盤。 このタイプの機械は、次々と係合する複数の工具によって工作物を機械加工することを可能にします。 工具はタレットに保持され、回転して切削位置に移動します。 タレットはディスク型やクラウン型が一般的ですが、ドラム型のタレット旋盤もあります。
              • 倣い旋盤。 所望の形状は、テンプレートからワークにトレーサ制御によって送信されます。
              • 自動旋盤。 ワークの変更など、各種作業を自動化。 バー自動機とチャッキング自動機があります。
              • 立旋盤(ボーリング・ターニングミル). 作品は垂直軸を中心に回転します。 水平回転テーブルに固定されています。 このタイプの機械は、一般的に大型の鋳物や鍛造品の加工に使用されます。
              • NCおよびCNC旋盤。 前述のすべてのマシンには、数値制御 (NC) またはコンピュータ支援数値制御 (CNC) システムを装備できます。 その結果、制御システムの優れた汎用性と簡単なプログラミング機能のおかげで、半自動または全自動の機械がかなり普遍的に使用できるようになります。

               

              今後の旋盤の発展は、おそらく制御システムに集中するでしょう。 接点制御は、ますます電子制御システムに置き換えられます。 後者に関しては、補間プログラム制御からメモリ プログラム制御への進化の傾向があります。 長期的には、ますます効率的なプロセス コンピューターを使用することで、機械加工プロセスが最適化される傾向にあることが予測できます。

              事故

              旋盤事故は、一般的に次のような原因で発生します。

              • マシンをワークショップに設置する際の安全規則の無視 (例: マシン間に十分なスペースがない、各マシンに電源切断スイッチがない)
              • ガードの欠落または補助装置の欠如 (ガードされていないベルト プーリーに片手を押し付けて旋盤のスピンドルにブレーキをかけようとした労働者や、ガードされていないクラッチ レバーまたはペダルを不注意に操作したオペレーターに重傷が生じています。ヒンジやスライドカバーがないことによるチップの飛散も発生しています)
              • 不適切な位置にある制御要素 (例えば、チャックを制御するペダルが心押し台の中心の動きの油圧回路を制御するものと間違えられると、心押し台の中心にターナーの手が突き刺さる可能性がある)
              • 不利な労働条件(すなわち、職業生理学の観点からの欠点)
              • PPE の不足または不適切な作業服の着用 (緩い服を着ていたり、髪が長く垂れ下がっていた旋盤作業者は、重傷を負ったり、致命傷を負うことさえあります)
              • 人員の不十分な指導 (見習いが、センター間で固定され、スピンドル ノーズのクランク付きキャリアとシャフトのストレート キャリアによって回転する短いシャフトをヤスリで削ったときに致命傷を負った。旋盤のキャリアが左側の袖をつかみ、見習いを激しく旋盤に引きずり込みながらワークピースに巻きつけた)
              • 不適切な機器の使用につながる不十分な作業組織 (たとえば、長いバーが従来の生産用旋盤で機械加工された。この旋盤には長すぎ、主軸台から 1 m 以上突出している。さらに、チャックの開口部が大きすぎた。バーとしては大きく、木製のくさびを挿入して構成されていた; 旋盤のスピンドルが回転し始めたとき、バーの自由端が 45° 曲がり、作業者の頭に衝突した; 作業者は翌日の夜に死亡した)
              • 機械要素の欠陥 (たとえば、クラッチのキャリア ピンが緩んでいると、オペレーターがチャック内のワークピースを調整しているときに、旋盤スピンドルが回転し始める可能性があります)。

               

              事故防止

              旋盤事故防止は設計段階から。 設計者は、制御要素と伝達要素に特に注意を払う必要があります。

              制御要素

              各旋盤には、保守および修理作業を安全に実施できるように、電源切断 (または分離) スイッチを装備する必要があります。 このスイッチは、すべての極の電流を切断し、空気圧と油圧の力を確実に遮断し、回路を通気する必要があります。 大型の機械では、切断スイッチは、出た位置で南京錠できるように設計する必要があります。これは、偶発的な再接続に対する安全対策です。

              機械の制御装置のレイアウトは、オペレータが容易に識別して手が届き、操作によって危険が生じないようにする必要があります。 これは、マシンの作業ゾーンに手をかざすことによってのみ到達できるポイントや、飛んでいるチップが当たる可能性のあるポイントにコントロールを配置してはならないことを意味します。

              ガードを監視し、マシン ドライブとインターロックするスイッチを選択し、ガードが保護位置から移動するとすぐに確実に回路を開くように設置する必要があります。

              非常停止装置は、危険な動きを即座に停止させる必要があります。 それらは、脅威にさらされている労働者が簡単に操作できるように設計および配置する必要があります。 非常停止ボタンは簡単に手が届き、赤色でなければなりません。

              危険な機械の動きをトリップする可能性のある制御装置の作動要素は、不注意な操作を排除するために保護する必要があります。 例えば、ヘッドストックとエプロンのクラッチ係合レバーには、安全ロック装置またはスクリーンを設ける必要があります。 押しボタンは、くぼみに収納するか、保護カラーで覆うことにより、安全にすることができます。

              手動制御装置は、制御された機械の動きに手の動きが対応するように設計および配置する必要があります。

              コントロールは、読みやすく理解しやすいマーキングで識別する必要があります。 誤解や言語の問題を避けるために、記号を使用することをお勧めします。

              伝達要素

              すべての可動伝達要素 (ベルト、プーリー、ギア) はガードで覆われている必要があります。 旋盤事故の防止に重要な貢献をするのは、機械の設置担当者です。 旋盤は、旋盤を扱うオペレーターがお互いに邪魔したり危険にさらしたりしないように設置する必要があります。 オペレーターは通路に背を向けてはいけません。 隣接する職場や通路が飛散チップの範囲内にある場合は、保護スクリーンを設置する必要があります。

              通路は明確にマークされていなければなりません。 マテリアルハンドリング機器、ワークピースの積み重ね、ツールボックス用に十分なスペースを確保する必要があります。 棒材ガイドが通路に突き出てはなりません。

              オペレータが立つ床は、防寒する必要があります。 断熱材が邪魔にならないように注意し、床が油膜で覆われても滑りやすくならないように注意してください。

              コンジットと配管は、障害物にならないように設置する必要があります。 一時的な設置は避けるべきです。

              製造現場での安全工学対策は、特に次の点に向けられる必要があります。

              • ワーク保持治具(フェイスプレート、チャック、コレット)は、使用前に動的にバランスを取る必要があります
              • チャックの最大許容速度は、メーカーによってチャックに示され、旋盤のオペレーターによって尊重されるべきです
              • スクロール チャックを使用する場合は、旋盤の始動時にジョーが飛び出さないようにする必要があります。
              • このタイプのチャックは、ジョーを固定する前にキーを外すことができないように設計する必要があります。 チャックのキーは、一般的に、チャックに残らないように設計されている必要があります。

               

              重いチャックとフェースプレートの取り付けと取り外しを容易にするために、補助持ち上げ装置を用意することが重要です。 旋盤が急ブレーキをかけたときにチャックが主軸から外れないように、しっかりと固定する必要があります。 これは、スピンドル ノーズに左ねじ付きの保持ナットを取り付けるか、「Camlock」クイック アクション カップリングを使用するか、チャックをロッキング キーで取り付けるか、または XNUMX 部構成のロッキング リングで固定することによって実現できます。

              油圧式チャック、コレット、心押し台センターなどの動力式ワーク保持器具を使用する場合は、手が閉鎖器具の危険ゾーンに入るのを防ぐための措置を講じる必要があります。 これは、クランプ要素の移動を 6 mm に制限すること、危険ゾーンに手を入れないようにデッドマン コントロールの位置を選択すること、またはクランプ前に閉じなければならない可動ガードを提供することによって達成できます。移動を開始できます。

              チャックジョーが開いた状態で旋盤を始動すると危険な場合は、ジョーが閉じる前にスピンドルの回転が開始されるのを防ぐ装置を機械に装備する必要があります。 電力が供給されていないことで、動力付きのワーク保持器具が開いたり閉じたりしてはなりません。

              パワーチャックの把持力が低下すると、主軸の回転を止めなければならず、主軸を起動できなくなります。 スピンドルが回転している間に内側から外側へ (またはその逆に) 把持方向を反転させても、チャックがスピンドルから外れてはなりません。 スピンドルからの固定具の取り外しは、スピンドルが回転を停止したときにのみ可能でなければなりません。

              棒材を加工する場合、旋盤からはみ出した部分を棒材ガイドで囲う必要があります。 バーフィードウェイトは、床まで伸びるヒンジ付きカバーで保護する必要があります。

              運送業者

              深刻な事故を防ぐため、特に旋盤でのヤスリがけ作業では、保護されていないキャリアを使用しないでください。 センタリング安全キャリアを使用するか、保護カラーを従来のキャリアに取り付ける必要があります。 セルフロックキャリアを使用したり、キャリアディスクに保護カバーを付けることもできます。

              旋盤の作業ゾーン

              万能旋盤チャックは、ヒンジ付きカバーで保護する必要があります。 可能であれば、保護カバーをスピンドル駆動回路と連動させる必要があります。 垂直ボーリングおよびターニングミルは、回転部品による怪我を防ぐために、バーまたはプレートで囲う必要があります。 オペレータが機械加工プロセスを安全に監視できるようにするには、手すり付きのプラットフォームを用意する必要があります。 場合によっては、オペレーターがツールのエッジとツールの送り込みを監視できるように、TV カメラを取り付けることができます。

              自動旋盤、NC および CNC 旋盤の作業ゾーンは完全に密閉する必要があります。 全自動機械の筐体には、機械加工する素材を導入し、旋削部品を排出し、加工ゾーンから削り屑を除去するための開口部のみが必要です。 これらの開口部は、作業が通過するときに危険を構成してはならず、危険ゾーンに到達することが不可能でなければなりません。

              半自動、NC、および CNC 旋盤の作業ゾーンは、機械加工プロセス中に囲まれている必要があります。 エンクロージャは、一般に、リミット スイッチとインターロック回路を備えたスライド カバーです。

              旋盤が安全に停止する前に、ワークまたはツールの変更、ゲージングなどの作業ゾーンへのアクセスを必要とする操作を実行してはなりません。 可変速ドライブをゼロにすることは、安全な停止とは見なされません。 このようなドライブを備えた機械は、機械が安全に停止する前にロックを解除できないように保護カバーをロックしておく必要があります (たとえば、スピンドル モーターの電源を切断することによって)。

              特別なツール設定操作が必要な場合は、保護カバーが開いている間に特定の機械の動きをトリップできるインチング制御を提供する必要があります。 このような場合、特別な回路設計によってオペレータを保護することができます (たとえば、一度に XNUMX つの動作のみをトリップできるようにするなど)。 これは、両手コントロールを使用して実現できます。

              ターニングスワーフ

              回転の長い切りくずは、手足に巻き込まれて大けがをする恐れがあり危険です。 適切な切削速度、送り、および切りくずの厚さを選択するか、ガレットまたはステップ タイプのチップ ブレーカーを備えた旋盤工具を使用することにより、連続した、ほつれた切りくずを回避できます。 チップの除去には、ハンドルとバックル付きのスワーフ フックを使用する必要があります。

              エルゴノミクス

              すべての機械は、オペレーターへのストレスを最小限に抑えながら最大の出力が得られるように設計する必要があります。 これは、機械を作業者に適合させることによって達成できます。

              旋盤のヒューマン・マシン・インターフェースを設計する際には、人間工学的要因を考慮に入れる必要があります。 合理的な職場設計には、アタッチメントの積み降ろしなどの補助ハンドリング機器の提供も含まれます。

              すべてのコントロールは、生理学的領域内または両手が届く範囲内に配置する必要があります。 コントロールは明確にレイアウトされ、操作が論理的でなければなりません。 立ちっぱなしのオペレーターが操作する機械では、ペダル操作のコントロールは避けるべきです。

              作業場が立位姿勢と座位姿勢の両方に対応するように設計されている場合に、優れた作業が行われることが経験からわかっています。 オペレーターが立って作業する必要がある場合は、姿勢を変えることができるようにする必要があります。 多くの場合、柔軟なシートは足の疲れを癒してくれます。

              気温、相対湿度、空気の動き、放射熱を考慮して、最適な熱的快適性を生み出すための対策を講じる必要があります。 ワークショップは十分に換気する必要があります。 ガスの放出を排除するために、局所排気装置が必要です。 棒材を加工する場合は、吸音材で裏打ちされたガイド チューブを使用する必要があります。

              作業場には、適切なレベルの照明を提供する均一な照明を提供することが望ましいです。

              作業服と個人用保護具

              オーバーオールはぴったりとフィットし、首にボタンまたはジッパーが付いている必要があります. 彼らは胸ポケットなしでなければならず、袖は手首でしっかりとボタンを留めなければなりません. ベルトは着用しないでください。 旋盤で作業するときは、指輪やブレスレットを着用しないでください。 安全眼鏡の着用が義務付けられるべきです。 重いワークピースを加工するときは、スチール製のつま先キャップが付いた安全靴を着用する必要があります。 切りくずを収集するときは常に保護手袋を着用する必要があります。

              トレーニング

              旋盤オペレーターの安全は、作業方法に大きく依存します。 したがって、彼または彼女は、スキルを習得し、可能な限り最善の保護を提供する行動を開発するために、徹底的な理論的および実践的なトレーニングを受ける必要があります。 正しい姿勢、正しい動き、正しいツールの選択と取り扱いは、オペレータが一時的に集中力を緩めたとしても正しく作業できる程度に日常化されるべきです。

              トレーニングプログラムの重要なポイントは、直立姿勢、適切なチャックの取り付けと取り外し、ワークの正確で確実な固定です。 ヤスリやスクレーパーを正しく持ち、研磨布を使って安全に作業することは、集中的に練習する必要があります。

              作業者は、作業の測定、調整のチェック、および旋盤の清掃中に発生する可能性のある怪我の危険性について十分に知らされている必要があります。

              メンテナンス

              旋盤は定期的にメンテナンスし、注油する必要があります。 障害はただちに修正する必要があります。 障害が発生して安全が脅かされる場合は、是正措置が講じられるまで機械を停止する必要があります。

              修理および保守作業は、機械が電源から切り離された後にのみ実行する必要があります

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              水曜日、16月2011 21:58

              研削と研磨

              第3版からの改作、 労働安全衛生百科事典.

              研削は、一般的に固定砥粒を使用してワークピースの一部を摩耗させます。 目的は、作品に特定の形状を与えたり、寸法を修正したり、表面の滑らかさを増したり、刃先の鋭さを改善したりすることです。 例としては、鋳物からのスプルーと粗いエッジの除去、鍛造または溶接前の金属からの表面スケールの除去、および板金工場と機械工場での部品のバリ取りが含まれます。 研磨は、ツール マークなどの表面の欠陥を除去するために使用されます。 バフ研磨は金属を除去するのではなく、ワックスまたはグリース ベースにブレンドされた柔らかい研磨剤を使用して、高光沢の表面を生成します。

              研削は、すべての加工方法の中で最も包括的で多様化されており、主に鉄と鋼だけでなく、他の金属、木材、プラスチック、石、ガラス、陶器など、多くの材料に採用されています。 この用語は、研磨、ホーニング、ウェッティング、ラッピングなど、非常に滑らかで光沢のある表面を生成する他の方法をカバーしています。

              使用されるツールは、さまざまな寸法のホイール、研削セグメント、研削点、砥石、ヤスリ、研磨ホイール、ベルト、ディスクなどです。 研削砥石などでは、研磨材は結合剤によって一緒に保持され、剛性の一般に多孔質の本体を形成します。 研磨ベルトの場合、結合剤は柔軟な基材に固定された研磨材を保持します。 バフホイールは、綿またはその他のテキスタイルディスクを縫い合わせて作られています。

              天然の研磨材 - 天然のコランダムまたはエメリー (酸化アルミニウム)、ダイヤモンド、砂岩、フリント、ガーネット - は、酸化アルミニウム (溶融アルミナ)、炭化ケイ素 (カーボランダム)、合成ダイヤモンドなどの人工研磨材に大きく取って代わられました。 チョーク、軽石、トリポリ、錫パテ、酸化鉄などの細かい粒子の材料も、特に研磨とバフ研磨に使用されます。

              研削砥石には酸化アルミニウムが最も広く使用されており、炭化ケイ素がそれに続きます。 天然および人工のダイヤモンドは、重要な特別な用途に使用されます。 酸化アルミニウム、炭化ケイ素、エメリー、ガーネット、フリントは、ベルトの研削と研磨に使用されます。

              砥石には、有機結合剤と無機結合剤の両方が使用されています。 無機結合の主なタイプは、ガラス化ケイ酸塩とマグネサイトです。 有機結合剤の中で注目に値するのは、フェノールまたは尿素のホルムアルデヒド樹脂、ゴム、シェラックです。 ビトリファイド結合剤とフェノール樹脂は、それぞれのグループ内で完全に支配的です。 ダイヤモンド砥石はメタルボンドも可能です。 さまざまな結合剤により、砥石にさまざまな研削特性と安全性に関するさまざまな特性が与えられます。

              研磨および研磨ベルトおよびディスクは、研磨剤が天然または合成接着剤によって接着された紙または布の柔軟なベースで構成されています。

              平面研削、円筒(センタレスを含む)研削、内面研削、粗研削、切削など、さまざまな種類の作業にさまざまな機械が使用されます。 主にXNUMXつのタイプがあります。グラインダーまたはワークのいずれかを手で動かすものと、機械的な送りとチャックを備えた機械です。 一般的な機器の種類には次のものがあります。 台座型グラインダー、ポリッシャー、バッファー。 ディスクグラインダーとポリッシャー; 内部グラインダー; 研磨切断機; ベルトポリッシャー; 携帯用グラインダー、ポリッシャー、バッファー。 複数のポリッシャーとバッファー。

              危険とその防止

              爆発

              砥石を使用する際の主な怪我のリスクは、研削中に砥石が破裂する可能性があることです。 通常、砥石は高速で動作します。 ますます高速化する傾向があります。 ほとんどの先進国では、さまざまな種類の砥石車の最高速度を制限する規制があります。

              基本的な保護対策は、砥石をできるだけ強くすることです。 結合剤の性質が最も重要です。 有機結合、特にフェノール樹脂を使用したホイールは、無機結合を使用したホイールよりも頑丈で、衝撃に対してより耐性があります。 有機結合を持つホイールでは、高い周速が許容される場合があります。

              特に非常に高速なホイールには、さまざまなタイプの補強材が組み込まれていることがよくあります。 たとえば、特定のカップホイールには、強度を高めるためにスチール製のハブが取り付けられています。 回転中、中心穴の周りに大きな応力が発生します。 砥石を強化するために、研削に関与しない中心穴の周りの部分を、研削には適していない特に強力な材料で作ることができます。 このように中央部分が強化された大型ホイールは、特に製鉄所でスラブやビレットなどを最大 80 m/s の速度で研削するために使用されます。

              しかし、砥石を補強する最も一般的な方法は、その構造にガラス繊維織物を含めることです。 切断に使用されるような薄いホイールには、中央または両側にガラス繊維織物が組み込まれている場合がありますが、厚いホイールには、ホイールの厚さに応じて多数の織物層があります。

              一部の小さな寸法の研削砥石を除いて、すべての砥石またはそれらの統計的サンプリングのいずれかが、製造業者による速度試験を受ける必要があります。 テストでは、研削で許容される速度を超える速度で砥石を一定時間動かします。 試験規則は国によって異なりますが、通常、ホイールは作業速度の 50% 上の速度で試験する必要があります。 一部の国では、規制により、中央の試験機関で通常よりも高速で動作するホイールの特別な試験が義務付けられています。 研究所は、ホイールから標本を切り出し、それらの物理的特性を調査することもあります。 カッティングホイールは、特定の衝撃試験、曲げ試験などを受けます。 メーカーはまた、納品前に砥石のバランスが取れていることを確認する義務があります。

              砥石車の破裂は、近くにいる人に致命的または重傷を負わせ、プラントや施設に大きな損害を与える可能性があります。 製造業者があらゆる予防措置を講じていても、適切な注意を払って使用しないと、時折ホイールの破裂や破損が発生することがあります。 予防措置には次のものがあります。

              • 取り扱いと保管。 ホイールは、輸送中または取り扱い中に損傷したり、ひびが入ったりする場合があります。 水分はフェノール樹脂ホイールの結合剤を攻撃し、最終的に強度を低下させる可能性があります。 ビトリファイドホイールは、繰り返される温度変化に敏感な場合があります。 水分が不規則に吸収されると、ホイールのバランスが崩れる場合があります。 したがって、車輪はすべての段階で注意深く取り扱い、乾燥した保護された場所に整然と保管することが最も重要です。
              • ひび割れチェック中。 新しいホイールは、損傷がなく乾燥していることを確認する必要があります。最も簡単な方法は、木槌で叩くことです。 欠陥のないビトリファイド ホイールはクリアなリングを提供し、有機結合ホイールはリンギング トーンが少なくなります。 どちらも欠陥のあるホイールのひび割れ音とは区別できます。 疑問がある場合は、ホイールを使用せず、サプライヤーに相談してください。
              • テスト。 新しいホイールを使用する前に、十分な注意を払いながら全速力でテストする必要があります。 湿式研削後、砥石を空転させて水を排出します。 そうしないと、ホイールの下部に水が溜まり、バランスが崩れ、次にホイールを使用したときに破裂する可能性があります。
              • 取り付け。 バフ研磨機のスピンドル端など、不適切な装置に砥石を取り付けると、事故や破損が発生します。 スピンドルは適切な直径である必要がありますが、ホイールの中心穴を拡張するほど大きくはありません。 フランジは、ホイールの直径の XNUMX 分の XNUMX 以上で、軟鋼または類似の材料で作られている必要があります。
              • 速度。 いかなる状況においても、メーカーが指定した最大許容動作速度を超えてはなりません。 スピンドル速度を示す通知をすべての研削盤に取り付ける必要があり、ホイールには、新しいホイールの最大許容周速度と対応する回転数をマークする必要があります。 可変速研削盤の場合、およびポータブル研削盤に適切な許容速度の砥石を確実に取り付けるには、特別な注意が必要です。
              • 仕事休み。 可能な限り、適切な寸法のしっかりと取り付けられた作業台を用意する必要があります。 それらは調整可能で、ワークがホイールに押し付けられて破損したり、オペレータの手を挟んで怪我をする可能性が高いトラップを防ぐために、ホイールにできるだけ近づけて保持する必要があります。
              • ガード。 研磨ホイールには、破裂するホイールの部品を収容するのに十分な強度のガードを設ける必要があります (図 1 を参照)。 国によっては、ガードのデザインと使用する材料に関する詳細な規則があります。 一般に、鋳鉄と鋳アルミニウムは避けるべきです。 研削開口部はできるだけ小さくする必要があり、調整可能なノーズ ピースが必要になる場合があります。 例外的に、作業の性質上ガードを使用できない場合は、特別な保護フランジまたは安全チャックを使用できます。 両頭研磨機のスピンドルとテーパーエンドは、効果的に保護されていないと絡み事故を引き起こす可能性があります。

               

              図 1. 平面研削盤に取り付けられ、周速 33 m/s で動作する、十分に保護されたビトリファイド砥石車

              MET060F1

              目の怪我

              粉塵、研磨剤、粒子、破片は、すべての乾式研磨作業において共通の目に危険です。 ゴーグルまたは眼鏡による効果的な目の保護と、機械に固定されたアイシールドが不可欠です。 固定式のアイ シールドは、工具の研削など、ホイールが断続的に使用される場合に特に役立ちます。

              火災

              マグネシウム合金の研削は、偶発的な着火や粉塵の除去および水浸しに対して厳密な予防措置を講じない限り、火災の危険性が高くなります。 火災の危険を防ぎ、換気を効率的に機能させるために、すべての排気ダクトには高水準の清浄度とメンテナンスが必要です。 バフ研磨作業から放出される繊維粉塵は、適切な清掃と LEV を必要とする火災の危険があります。

              振動

              ポータブルおよびペデスタルグラインダーは、最も目立つ兆候から「白い指」としても知られる、手腕振動症候群 (HAVS) のリスクを伴います。 推奨事項には、暴露の強度と期間の制限、ツールと保護具の再設計、暴露と健康の監視が含まれます。

              健康被害

              最新の砥石車自体は、過去に砂岩砥石に関連した深刻な珪肺の危険を引き起こすことはありませんが、非常に危険なシリカの粉塵が、たとえば砂の鋳物などの粉砕される材料から放出される可能性があります. 一部のレジン ボンド ホイールには、危険な粉塵を発生させるフィラーが含まれている場合があります。 さらに、ホルムアルデヒドベースの樹脂は、粉砕中にホルムアルデヒドを放出する可能性があります。 いずれにせよ、粉砕によって発生する粉塵の量は、効率的なLEVを不可欠にします。 ポータブル ホイールに局所排気を提供することはより困難ですが、この方向へのある程度の成功は、少量の高速捕捉システムの使用によって達成されています。 長時間の作業は避け、必要に応じて呼吸保護具を用意してください。 ほとんどのベルト研磨、仕上げ、研磨、および同様の作業には、排気換気も必要です。 特にバフ研磨では、繊維の可燃性粉塵が深刻な懸念事項です。

              防護服と、シャワー付きの衛生設備と洗浄設備を用意する必要があります。また、特に金属研磨機の場合は、医師の監督が望ましいです。

               

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              内容

              金属加工および金属加工業界のリファレンス

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