鑄造或金屬鑄造涉及將熔融金屬倒入耐熱模具的中空內部，該模具是所需金屬物體圖案的外部或陰模。 模具可以包含一個型芯以確定最終鑄件中任何內部空腔的尺寸。 鑄造工作包括：

• 製作所需物品的圖案
• 製作模具和型芯並組裝模具
• 熔化和精煉金屬
• 將金屬倒入模具中
• 冷卻金屬鑄件
• 從金屬鑄件中取出模具和型芯
• 從成品鑄件中去除多餘的金屬。

幾千年來，鑄造技術的基本原理幾乎沒有變化。 然而，流程已經變得更加機械化和自動化。 木製模型已被金屬和塑料所取代，開發了用於生產型芯和模具的新物質，並使用了範圍廣泛的合金。 最突出的鑄造工藝是鐵的砂型。

鐵、鋼、黃銅 和 青銅 是傳統的鑄造金屬。 鑄造行業最大的部門生產灰鐵和球墨鑄鐵鑄件。 灰鐵鑄造廠使用鐵或生鐵（新鑄錠）來製造標準鑄鐵件。 球墨鑄鐵鑄造廠添加鎂、鈰或其他添加劑（通常稱為 鋼包添加劑) 在澆注以製造球墨鑄鐵或可鍛鑄鐵鑄件之前，將其放入盛有熔融金屬的鋼包中。 不同的添加劑對工作場所的暴露影響很小。 鋼鐵和可鍛鑄鐵構成黑色鑄造工業部門的平衡。 最大的黑色金屬鑄造廠的主要客戶是汽車、建築和農具行業。 隨著發動機缸體變得越來越小並且可以在一個模具中澆注，以及鋁被鑄鐵所取代，鑄鐵廠的就業人數已經減少。 有色金屬鑄造廠，尤其是鋁鑄造廠和壓鑄廠，就業人數眾多。 黃銅鑄造廠，無論是獨立的還是為管道設備行業生產的，都是一個正在萎縮的行業，然而，從職業健康的角度來看，它仍然很重要。 近年來，鑄造產品中使用了鈦、鉻、鎳和鎂，甚至鈹、鎘和釷等毒性更大的金屬。

儘管可以假設金屬鑄造行業是從重熔金屬錠或生豬形式的固體材料開始的，但大型單位中的鋼鐵行業可能是如此整合，以至於分工不那麼明顯。 例如，商業高爐可能將其所有產出轉化為生鐵，但在綜合工廠中，一些鐵可能用於生產鑄件，從而參與鑄造過程，高爐鐵可能被熔化以進行車削進入鋼鐵，同樣的事情也會發生。 事實上，由於這個原因，鋼鐵貿易中有一個單獨的部分被稱為 鑄錠成型. 在正常的鑄鐵廠中，生鐵的重熔也是一個精煉過程。 在有色金屬鑄造廠中，熔化過程可能需要添加金屬和其他物質，因此構成合金化過程。

矽砂與粘土結合製成的模具在鑄鐵行業占主導地位。 傳統上通過烘烤結合植物油或天然糖的矽砂製成的岩芯已被大量取代。 現代鑄造技術開發了生產模具和型芯的新技術。

一般而言，鑄造廠的健康和安全危害可按金屬鑄件類型、成型工藝、鑄件尺寸和機械化程度進行分類。

流程概覽

以設計者的圖紙為基礎，構造出符合成品金屬鑄件外形的圖案。 以同樣的方式製作芯盒，以生產合適的芯來決定最終產品的內部配置。 砂型鑄造是使用最廣泛的方法，但也可以使用其他技術。 這些包括：永久模鑄造，使用鐵或鋼模具； 壓鑄，其中熔融金屬（通常是輕合金）在 70 至 7,000 kgf/cm 的壓力下被迫進入金屬模具²; 熔模鑄造，每個要生產的鑄件都製成蠟模，並用耐火材料覆蓋，這將形成模具，將金屬倒入其中。 “消失模”工藝使用沙子中的聚苯乙烯泡沫模型來製造鋁鑄件。

金屬或合金在爐子中熔化和製備，爐子可以是沖天爐、旋轉爐、反射爐、坩堝爐、電弧爐、槽爐或無芯感應爐（見表 1）。 進行相關的冶金或化學分析。 熔融金屬通過鋼包或直接從熔爐中倒入組裝好的模具中。 當金屬冷卻後，模具和型芯材料被移除（落砂、剝離或敲除），鑄件被清潔和修整（去澆口、噴丸或水力噴砂以及其他研磨技術）。 某些鑄件可能需要焊接、熱處理或噴漆才能使成品符合買方的規格。

表 1. 鑄造爐的類型

無論採用何種特定鑄造工藝，諸如因鐵水存在而引起的危險等危險對大多數鑄造廠來說都是常見的。 危險也可能特定於特定的鑄造工藝。 例如，鎂的使用存在其他金屬鑄造行業沒有遇到的耀斑風險。 本文重點介紹鑄鐵廠，其中包含大部分典型的鑄造危害。

機械化或生產鑄造廠採用與傳統鑄鐵廠相同的基本方法。 成型時，例如用機器進行，鑄件通過拋丸或噴水清理，機器通常內置防塵裝置，減少粉塵危害。 然而，沙子經常在開放式皮帶輸送機上從一個地方移動到另一個地方，轉運點和沙子溢出可能是大量空氣粉塵的來源； 鑑於高生產率，空氣中的粉塵負荷可能比傳統鑄造廠還要高。 對 1970 世紀 XNUMX 年代中期空氣採樣數據的審查顯示，美國大型生產鑄造廠的粉塵水平高於同期採樣的小型鑄造廠。 在帶式輸送機的轉運點上安裝排氣罩，並結合嚴格的內部管理，應該是常規做法。 通過氣動系統進行輸送有時在經濟上是可行的，並且會產生幾乎無塵的輸送系統。

鑄鐵廠

為簡單起見，可以假定鑄鐵廠包括以下六個部分：

1. 金屬熔煉和澆注
2. 製版
3. 造型
4. 制芯
5. 淘汰賽/淘汰賽
6. 鑄件清洗。

在許多鑄造廠中，幾乎所有這些過程都可能在同一車間區域同時或連續進行。

在典型的生產鑄造廠中，鐵從熔化到澆注、冷卻、落砂、清潔和作為成品鑄件運輸。 砂從砂混合、造型、落砂和返回砂混合循環。 從制芯過程中將砂添加到系統中，從新砂開始。

熔化和澆注

鑄鐵工業嚴重依賴沖天爐進行金屬熔煉和精煉。 沖天爐是一個高大的立式熔爐，頂部敞開，底部有鉸鏈門，內襯耐火材料，並裝有焦炭、廢鐵和石灰石。 空氣從底部的開口（風口）吹過裝料； 焦炭的燃燒加熱、熔化和提純鐵。 在操作過程中，裝料材料通過起重機送入沖天爐頂部，並且必須存放在手邊，通常存放在院子裡靠近裝料機械的院子或垃圾箱中。 原材料堆垛的整潔和有效監督對於最大程度地降低因重物滑落而受傷的風險至關重要。 帶有大電磁鐵或重物的起重機通常用於將廢金屬減少到易於管理的尺寸，以便裝入沖天爐和自行填充裝料斗。 起重機駕駛室應得到妥善保護，並對操作人員進行適當培訓。

處理原材料的員工應穿戴手革和防護靴。 不小心裝料會使料斗裝滿，並可能導致危險的溢出。 如果發現充電過程噪音太大，可以通過在儲料斗和料斗上安裝橡膠消音襯墊來降低金屬對金屬撞擊的噪音。 充電平台必須高於地面並且可能存在危險，除非它是水平的並且有防滑表面並且周圍有堅固的欄杆和任何地板開口。

沖天爐會產生大量一氧化碳，這些一氧化碳可能會從裝料門洩漏並被局部渦流吹回。 一氧化碳是無形的，無味的，可以迅速產生有毒的環境水平。 在充電平台或周圍走道上工作的員工應接受良好培訓，以識別一氧化碳中毒的症狀。 需要對暴露水平進行連續和現場監測。 自給式呼吸器和復蘇設備應隨時準備就緒，操作人員應接受使用指導。 開展應急工作時，應制定並執行密閉空間進入污染物監測制度。 所有的工作都應該受到監督。

沖天爐通常成對或成組放置，這樣當一個正在修理時，其他的就會運行。 使用期限必須基於耐火材料耐久性方面的經驗和工程建議。 必須提前製定出鐵和在出現熱點或水冷系統禁用時關閉的程序。 沖天爐維修必然需要員工在沖天爐外殼內部進行修補或更新耐火襯裡。 這些任務應被視為密閉空間條目並採取適當的預防措施。 還應採取預防措施以防止材料在這種時候通過裝料門排出。 為保護工人免受墜落物體的傷害，他們應佩戴安全頭盔，如果在高處工作，則應佩戴安全帶。

出爐沖天爐（將熔融金屬從沖天爐井轉移到保溫爐或鋼包）的工人必須遵守​​嚴格的個人防護措施。 護目鏡和防護服必不可少。 護目鏡應能抵抗高速沖擊和熔融金屬。 應格外小心，以防止殘留的熔渣（借助石灰石添加劑從熔體中去除的不需要的碎屑）和金屬與水接觸，這會導致蒸汽爆炸。 出料員和主管必須確保任何未參與沖天爐操作的人員都留在危險區域之外，危險區域由距離沖天爐噴嘴約 4 m 的半徑劃定。 根據 1953 年英國鋼鐵鑄造廠條例，劃定未經授權的禁止進入區是一項法定要求。

當沖天爐運行結束時，沖天爐底部會掉落，以便在員工可以進行日常耐火材料維護之前清除仍然留在殼內的不需要的爐渣和其他材料。 放下沖天爐底部是一項需要經過培訓的監督的熟練且危險的操作。 一塊耐火地板或一層乾砂，用來放置碎屑是必不可少的。 如果出現問題，例如沖天爐底門卡住，必須非常小心，以免工人被鐵水和爐渣燙傷。

可見的白熱金屬會釋放紅外線和紫外線輻射，對工人的眼睛構成威脅，大量接觸會導致白內障。

鋼包在裝入熔融金屬之前必須乾燥，以防止蒸汽爆炸； 必須建立令人滿意的火焰加熱期。

應為鑄造廠金屬和澆注部門的員工提供安全帽、有色護目鏡和麵罩、鍍鋁衣服，如圍裙、綁腿或護腿（小腿和腳套）和靴子。 防護設備的使用應該是強制性的，並且在其使用和維護方面應該有足夠的指導。 在處理熔融金屬的所有區域都需要高標準的內務管理和最大程度的防水。

當大型鋼包從起重機或高架輸送機上吊下時，應採用主動鋼包控制裝置，以確保如果操作員鬆開手，金屬不會溢出。 必須定期測試固定熔融金屬鋼包的掛鉤的金屬疲勞度，以防止失效。

在生產鑄造廠中，組裝好的模具沿著機械傳送帶移動到通風的澆注站。 澆注可能來自帶機械輔助的手動控製鋼包、駕駛室控制的分度鋼包，也可以是自動的。 通常，澆注站配備有直接供氣的補償罩。 澆注的模具沿著輸送機通過一個耗盡的冷卻隧道，直到落砂。 在較小的車間鑄造廠，模具可能會倒在鑄造廠的地板上，然後在那裡燒掉。 在這種情況下，鋼包應配備移動式排氣罩。

鐵水的出鐵和運輸以及電爐的​​裝料會暴露於氧化鐵和其他金屬氧化物煙霧中。 倒入模具中會點燃和熱解有機材料，產生大量一氧化碳、煙霧、致癌多環芳烴（PAHs）和核心材料的熱解產物，這些物質可能致癌，也是呼吸道致敏物質。 包含大型聚氨酯粘合冷芯盒芯的模具會釋放出含有異氰酸酯和胺類的濃密刺激性煙霧。 模具燒毀的主要危險控制是局部排氣的澆注站和冷卻隧道。

在使用屋頂風扇進行澆注操作的鑄造廠中，在起重機駕駛室所在的上部區域可能會發現高濃度的金屬煙霧。 如果駕駛室有操作員，則駕駛室應封閉並提供經過過濾和調節的空氣。

製版

製版是一項將二維設計方案轉化為三維物體的高技能行業。 傳統的木製模型是在標準車間製作的，包括手動工具和電動切割和刨削設備。 在此，應採取一切合理可行的措施以最大程度地降低噪音，並且必須提供合適的護耳器。 員工了解使用此類保護的優勢非常重要。

電動木材切割和精加工機器是明顯的危險源，通常無法安裝合適的防護裝置而不完全阻止機器運行。 員工必須精通正常操作程序，還應了解工作中固有的危險。

木材鋸切會產生粉塵暴露。 應安裝高效的通風系統，以消除模型車間氣氛中的木屑。 在某些使用硬木的行業中，已經觀察到鼻癌。 這在創始行業還沒有被研究過。

與壓鑄一樣，在永久金屬模具中鑄造一直是鑄造行業的重要發展。 在這種情況下，制模在很大程度上被工程方法所取代，實際上是一種模具製造操作。 大多數制模危險和沙子風險都已消除，但被使用某種耐火材料覆蓋模具或模具所固有的風險所取代。 在現代模具鑄造工作中，越來越多地使用砂芯，在這種情況下，砂鑄造廠的粉塵危害仍然存在。

模壓成型

鑄鐵行業最常見的造型工藝使用由矽砂、煤粉、粘土和有機粘合劑製成的傳統“綠砂”模具。 模俱生產的其他方法改編自製芯：熱固、冷自凝和氣體硬化。 這些方法及其危害將在製芯部分討論。 也可以使用永久模具或消失模工藝，尤其是在鋁鑄造行業。

在生產型鑄造廠，混砂、造型、合模、澆注、落砂一體化、機械化。 來自落砂機的沙子被回收回混砂操作，在混砂操作中加入水和其他添加劑，並在研磨機中混合沙子以保持所需的物理性能。

為了便於組裝，模型（及其模具）分為兩部分。 在手工模具製造中，模具被封閉在金屬或木製框架中，稱為 燒瓶. 圖案的下半部分放置在底部燒瓶中（ 拖動)，先細砂後重砂澆在花紋周圍。 通過振動擠壓、拋砂或壓力工藝將砂壓實在模具中。 頂部燒瓶（ 應付) 類似地準備。 木製墊片放置在上衣中以形成澆口和冒口通道，這些通道是熔融金屬流入模具型腔的通道。 去除圖案，插入型芯，然後將模具的兩半組裝並固定在一起，準備澆注。 在生產鑄造廠，上砂箱和下砂箱在機械傳送帶上準備，型芯放置在下砂箱中，模具通過機械方式組裝。

無論在哪里處理沙子，矽塵都是一個潛在的問題。 型砂通常是潮濕的或與液態樹脂混合，因此不太可能成為可吸入粉塵的重要來源。 有時會添加滑石粉等脫模劑，以促進模型從模具中脫模。 可吸入的滑石粉會導致滑石病，一種塵肺病。 在採用手工成型的地方，脫模劑更為普遍； 在更大、更自動化的過程中，它們很少見。 有時將化學品噴灑到模具表面，懸浮或溶解在異丙醇中，然後將其燃燒掉，留下化合物（通常是一種石墨）覆蓋模具，以獲得具有更精細表面光潔度的鑄件。 這涉及直接的火災風險，所有參與應用這些塗料的員工都應配備阻燃防護服和手部保護裝置，因為有機溶劑也會引起皮炎。 塗料應在通風的棚內施工，以防止有機蒸氣逸出到工作場所。 還應遵守嚴格的預防措施，以確保安全地儲存和使用異丙醇。 應將其轉移到小容器中以便立即使用，較大的儲存容器應遠離燃燒過程。

手動模具製作可能涉及操作大而笨重的物體。 模具本身很重，造型箱或造型箱也很重。 它們通常是用手提起、移動和堆放的。 背部受傷很常見，並且需要動力輔助，這樣員工就不需要舉起太重而無法安全搬運的物體。

標準化設計可用於攪拌機、輸送機、澆注站和落砂站的外殼，具有適當的排氣量以及捕獲和傳輸速度。 堅持此類設計和控制系統的嚴格預防性維護將達到國際公認的粉塵暴露限值。

制芯

插入模具中的型芯決定了空心鑄件的內部結構，例如發動機缸體的水套。 型芯必須經受住鑄造過程，但同時也不能太堅固以致於無法在脫模階段從鑄件中取出。

在 1960 年代之前，核心混合物包含沙子和粘合劑，例如亞麻籽油、糖蜜或糊精（油砂）。 砂子被裝在一個有芯形空腔的芯盒中，然後在烘箱中烘乾。 核心爐會產生有害的熱解產物，需要一個合適的、維護良好的煙囪系統。 通常情況下，烘箱內的對流足以確保從工作場所令人滿意地去除煙霧，儘管它們對空氣污染有很大貢獻。從烘箱中取出後，成品油砂芯仍會產生少量煙霧，但危害輕微； 然而，在某些情況下，煙霧中的少量丙烯醛可能會造成相當大的麻煩。 可以用“擴口塗層”處理型芯以改善鑄件的表面光潔度，這需要與模具相同的預防措施。

熱箱或殼成型和製芯是鑄鐵廠使用的熱固工藝。 新砂可以在鑄造廠與樹脂混合，或者樹脂塗層砂可以裝在袋子中運輸，以添加到製芯機中。 將樹脂砂注入金屬模型（芯盒）中。 然後將模型加熱——在熱箱工藝中通過直接天然氣燃燒或通過其他方式進行殼芯和成型。 熱箱通常使用糠醇（呋喃）、脲醛或酚醛熱固性樹脂。 外殼成型使用脲醛樹脂或酚醛樹脂。 經過短暫的固化時間後，型芯會顯著變硬，並且可以通過頂桿將其從模板中推出。 根據系統的不同，熱箱和殼芯製造會大量暴露於甲醛（一種可能的致癌物質）和其他污染物。 甲醛控制措施包括操作站直接送風、芯盒局部排風、芯庫站圍護局部排風、低甲醛排放樹脂等。 很難達到令人滿意的控制。 應向制芯工人提供呼吸系統疾病的醫學監測。 必須防止酚醛樹脂或脲醛樹脂與皮膚或眼睛接觸，因為這些樹脂具有刺激性或致敏性，可引起皮炎。 大量用水清洗有助於避免此問題。

目前使用的冷固化（免烘烤）硬化系統包括：酸催化的脲醛樹脂和酚醛樹脂，含和不含糠醇； 醇酸和酚類異氰酸酯； 法斯科; 自凝矽酸鹽； 伊諾塞特； 水泥砂和流體或澆注砂。 冷固化固化劑不需要外部加熱即可固化。 粘合劑中使用的異氰酸酯通常基於亞甲基二苯基異氰酸酯 (MDI)，如果吸入，可能會刺激呼吸道或引起哮喘。 處理或使用這些化合物時，建議戴手套和護目鏡。 異氰酸酯本身應在 10 至 30°C 的干燥條件下小心儲存在密封容器中。 空的儲存容器應裝滿 24% 的碳酸鈉溶液並浸泡 5 小時，以中和桶中殘留的任何殘留化學物質。 大多數一般內務處理原則應嚴格應用於樹脂成型工藝，但在處理用作凝固劑的催化劑時應格外小心。 苯酚和油類異氰酸酯樹脂的催化劑通常是以吡啶類化合物為基礎的芳香胺類化合物，為具有刺激性氣味的液體。 它們會引起嚴重的皮膚刺激以及腎和肝損傷，還會影響中樞神經系統。 這些化合物可以作為單獨的添加劑（三組分粘合劑）提供，也可以與油料混合使用，並且 LEV 應在混合、成型、鑄造和分離階段提供。 對於某些其他免烘烤工藝，使用的催化劑是磷酸或各種磺酸，它們也有毒； 應充分防范運輸或使用過程中發生的事故。

氣體硬化製芯包括二氧化碳 (CO₂)-矽酸鹽和 Isocure（或“Ashland”）工藝。 CO 的多種變體₂- 自 1950 年代以來開發了矽酸鹽工藝。 該工藝通常用於生產大中型模具和型芯。 芯砂是矽酸鈉和矽砂的混合物，通常通過添加糖蜜等物質作為分解劑進行改性。 芯盒裝滿後，使二氧化碳通過芯混合物固化芯。 這會形成碳酸鈉和矽膠，充當粘合劑。

矽酸鈉是一種鹼性物質，如果與皮膚或眼睛接觸或被攝入，可能有害。 建議在處理大量矽酸鈉的區域附近提供緊急淋浴，並應始終戴上手套。 任何使用矽酸鈉的鑄造廠區域都應配備現成的洗眼器。 CO₂ 可以以固體、液體或氣體的形式提供。 如果以鋼瓶或壓力罐供應，則應採取許多內務預防措施，例如鋼瓶存放、閥門維護、搬運等。 氣體本身也存在風險，因為它可以降低封閉空間空氣中的氧氣濃度。

Isocure 工藝用於型芯和模具。 這是一種氣體固化系統，其中樹脂（通常是酚醛樹脂）與二異氰酸酯（例如 MDI）和沙子混合。 將其註入芯盒中，然後用胺（通常是三乙胺或二甲基乙胺）充氣，以引起交聯、凝固反應。 胺類通常以桶裝形式出售，是一種具有強烈氨味的高度揮發性液體。 存在非常真實的火災或爆炸風險，應格外小心，尤其是在散裝儲存材料的情況下。 這些胺類的典型作用是導致視力模糊和角膜腫脹，但它們也會影響中樞神經系統，從而導致抽搐、癱瘓，偶爾還會導致死亡。 如果某些胺接觸到眼睛或皮膚，急救措施應包括用大量清水沖洗至少 15 分鐘並立即就醫。 在 Isocure 工藝中，胺以蒸氣形式在氮氣載體中使用，過量的胺通過酸塔洗滌。 芯盒洩漏是高暴露的主要原因，儘管從製造的芯中排出的胺也很重要。 處理該材料時應始終格外小心，並應安裝合適的排氣通風設備以去除工作區域的蒸汽。

落砂、鑄件取出和取芯

熔融金屬冷卻後，必須將粗鑄件從模具中取出。 這是一個嘈雜的過程，通常會在 90 小時的工作日內讓操作員暴露在遠高於 8 dBA 的環境中。 如果降低噪聲輸出不可行，則應提供聽力保護器。 模具的主要部分通常通過震動衝擊與鑄件分離。 通常將造型箱、模具和鑄件掉落到振動篩上以去除沙子（落砂）。 然後沙子通過格柵落入料斗或輸送機，在那裡它可以經過磁選機並回收用於研磨、處理和再利用，或者只是傾倒。 有時可以使用噴水代替網格，從而減少灰塵。 核心在這裡被移除，有時也使用高壓水流。

然後取出鑄件並轉移到下一階段的脫模操作。 通常，小鑄件可以在落砂前通過“沖壓”工藝從砂箱中取出，這樣產生的灰塵較少。 沙子會產生危險的二氧化矽粉塵，因為它已經與熔融金屬接觸，因此非常乾燥。 金屬和沙子仍然很熱。 需要保護眼睛。 行走和工作表面必須沒有碎屑，這會導致絆倒，也沒有灰塵，灰塵會重新懸浮以造成吸入危險。

已經進行的研究相對較少，以確定新的核心粘合劑對特別是除芯操作員的健康有什麼影響（如果有的話）。 呋喃、糠醇和磷酸、脲醛樹脂和酚醛樹脂、矽酸鈉和二氧化碳、自硬、改性亞麻籽油和 MDI，在暴露於熔融金屬的溫度時都會發生某種類型的熱分解。

關於樹脂包覆二氧化矽顆粒對塵肺病發展的影響，尚未進行任何研究。 目前尚不清楚這些塗層是否會對肺組織損傷產生抑製或加速作用。 恐怕磷酸的反應產物會釋放出膦。 動物實驗和一些選定的研究表明，當用無機酸處理二氧化矽時，二氧化矽粉塵對肺組織的影響會大大加快。 脲醛樹脂和酚醛樹脂會釋放游離酚類、醛類和一氧化碳。 為增加可折疊性而添加的糖會產生大量的一氧化碳。 自硬會釋放異氰酸酯（例如 MDI）和一氧化碳。

清理（​​清理）

鑄件清理或清理是在落砂和取芯之後進行的。 所涉及的各種過程在不同的地方有不同的名稱，但大致可以分為以下幾類：

• 精細動作 包括用手動工具或便攜式氣動工具去除粘附的型砂、芯砂、流道、冒口、飛邊和其他易於處理的物質的剝離、粗加工或清理、去除。
• 費特林 包括去除燒焦的型砂、粗糙的邊緣、多餘的金屬，例如水泡、門的殘端、結疤或其他不需要的瑕疵，以及使用手鑿、氣動工具和鋼絲刷對鑄件進行手工清潔。 焊接技術，如氧乙炔火焰切割、電弧、電弧空氣、粉末清洗和等離子焊炬，可用於燒掉集管、鑄件修復以及切割和清洗。

去除澆道是第一個修整操作。 模具中鑄造的金屬有一半不是最終鑄件的一部分。 模具必須包括容器、型腔、冒口和澆口，以便用金屬填充以完成鑄造物體。 澆道通常可以在脫模階段移除，但有時這必須作為清理或修整操作的單獨階段進行。 澆口的去除是手工完成的，通常是用錘子敲擊鑄件。 為了降低噪音，金屬錘可以用橡膠覆蓋的錘子代替，傳送帶也襯有相同的隔音橡膠。 熱金屬碎片被拋出並對眼睛造成危害。 必須使用眼睛保護裝置。 分離的澆口通常應返回到熔煉廠的進料區，不應允許在鑄造廠的脫澆部分堆積。 在除鏽之後（但有時之前），大多數鑄件都經過噴丸處理或翻滾處理，以去除模具材料，並可能改善表面光潔度。 翻滾的桶會產生高噪音。 外殼可能是必需的，這也可能需要 LEV。

鋼、鐵和有色金屬鑄造廠的修整方法非常相似，但與鐵和有色金屬鑄件相比，由於燒焦熔砂的數量更多，因此鋼鑄件的修整和清理存在特殊困難。 大型鑄鋼件上的熔砂可能含有方石英，它比原始砂中的石英毒性更大。

在切削和研磨之前需要對鑄件進行無氣噴丸或翻滾，以防止過度暴露於二氧化矽粉塵。 鑄件必須沒有可見的灰塵，但如果二氧化矽被燒入鑄件表面清潔的金屬表面，研磨仍可能產生二氧化矽危害。 彈丸在鑄件處以離心力推進，裝置內無需操作員。 噴砂櫃必須排空，以免可見的粉塵逸出。 只有當拋丸機櫃和/或風扇和除塵器發生故障或老化時，才會出現粉塵問題。

通過使鑄件經受水或鐵或鋼丸的高壓流，可以使用水或水和砂或壓力噴丸來去除粘附的砂。 噴砂已在多個國家（例如英國）被禁止，因為隨著沙粒變得越來越細且可吸入部分因此不斷增加，矽肺病的風險。 水或彈丸通過噴槍排出，如果處理不當，顯然會對人員構成危險。 爆破應始終在隔離、封閉的空間內進行。 應定期檢查所有噴砂外殼，以確保除塵系統正常運行，並且沒有任何洩漏，彈丸或水可能會通過這些洩漏進入鑄造廠。 爆破手的頭盔應經過批准並仔細維護。 建議在展位門上張貼告示，警告員工正在進行爆破，未經授權禁止進入。 在某些情況下，可以在門上安裝與爆破驅動電機相連的延遲螺栓，這樣在爆破停止之前無法打開門。

各種打磨工具用於打磨粗糙的鑄件。 砂輪可以安裝在落地式或基座式機器上，也可以安裝在便攜式或擺動架研磨機上。 台座磨床用於易於處理的較小鑄件； 便攜式打磨機、表面圓盤砂輪、杯形砂輪和錐形砂輪用於多種用途，包括鑄件內表面的平滑； 擺動架打磨機主要用於需要去除大量金屬的大型鑄件。

其他鑄造廠

鋼鐵立業

鑄鋼廠（不同於基礎鋼廠）的生產與鑄鐵廠的生產類似； 但是，金屬溫度要高得多。 這意味著用彩色鏡片保護眼睛是必不可少的，並且模具中的二氧化矽會通過加熱轉化為鱗石英或方晶石，這兩種形式的結晶二氧化矽對肺部特別危險。 砂子經常會粘在鑄件上，必須用機械方法清除，這會產生危險的粉塵； 因此，有效的除塵系統和呼吸保護裝置必不可少。

輕合金鑄造

輕合金鑄造廠主要使用鋁和鎂合金。 這些通常含有少量金屬，在某些情況下可能會散發出有毒煙霧。 應對煙霧進行分析，以確定合金可能含有此類成分的成分。

在鋁和鎂鑄造廠，熔化通常在坩堝爐中進行。 建議在鍋頂部周圍設置排氣孔以排出煙霧。 在燃油爐中，燃燒器故障導致的不完全燃燒可能會導致一氧化碳等產物釋放到空氣中。 爐煙可能含有復雜的碳氫化合物，其中一些可能致癌。 在爐子和煙道清潔過程中，存在暴露於來自油沉積物的爐子煙灰中濃縮的五氧化二釩的危險。

螢石通常用作鋁熔煉中的助熔劑，大量的氟化物粉塵可能會釋放到環境中。 在某些情況下，氯化鋇被用作鎂合金的熔劑； 這是一種劇毒物質，因此在使用時需要格外小心。 輕合金有時可以通過使二氧化硫或氯氣（或分解產生氯氣的專有化合物）通過熔融金屬來脫氣； 此操作需要排氣通風和呼吸防護設備。 為了降低模具中鐵水的冷卻速度，在冒口上放置會發生高放熱反應的物質混合物（通常是鋁和氧化鐵）。 這種“鋁熱劑”混合物會散發出濃煙，在實踐中發現這些煙是無害的。 當煙霧呈棕色時，可能會因懷疑存在氮氧化物而引起警報； 然而，這種懷疑是沒有根據的。 鋁、鎂鑄件修整過程中產生的細碎鋁構成嚴重的火災隱患，應採用濕法除塵。

鎂鑄件具有相當大的潛在火災和爆炸危險。 除非在它與大氣之間保持保護屏障，否則熔融鎂會點燃； 熔融硫被廣泛用於此目的。 鑄造工人用手將硫磺粉塗在熔爐上可能會患上皮炎，因此應戴上防火織物製成的手套。 與金屬接觸的硫不斷燃燒，因此釋放出大量的二氧化硫。 應安裝排氣通風裝置。 應告知工人盛放熔融鎂的鍋或鋼包著火的危險，這可能會產生一團細密的氧化鎂細雲。 所有鎂鑄造工人都應穿著防火材料製成的防護服。 塗有鎂粉的衣物不應存放在沒有濕度控制的儲物櫃中，因為可能會發生自燃。 應除去衣服上的鎂粉。法式粉筆廣泛用於鎂鑄造廠的模具修整； 應控製粉塵，防止滑石病。 滲透油和噴粉用於檢測輕合金鑄件的裂紋。

已引入染料以提高這些技術的有效性。 已發現某些紅色染料會被汗液吸收和排泄，從而弄髒個人衣物； 儘管這種情況令人討厭，但沒有觀察到對健康的影響。

黃銅和青銅鑄造廠

典型合金產生的有毒金屬煙霧和粉塵是黃銅和青銅鑄造廠的一種特殊危害。 在熔化、澆注和精加工操作中暴露於超過安全限值的鉛是很常見的，特別是在合金具有高鉛成分的情況下。 爐膛清理和爐渣處理中的鉛危害尤為嚴重。 鉛的過度暴露在熔化和澆注過程中很常見，也可能發生在研磨過程中。 鋅和銅煙霧（青銅的成分）是金屬煙霧熱的最常見原因，儘管在使用鎂、鋁、銻等的鑄造工人中也觀察到這種情況。 一些高強度合金含有鎘，急性接觸會導致化學性肺炎，慢性接觸會導致腎損傷和肺癌。

永久成型工藝

與壓鑄一樣，在永久金屬模具中鑄造一直是鑄造業的重要發展。 在這種情況下，打版在很大程度上被工程方法所取代，實際上是一種開模操作。 從而消除了大部分制模危險，並且也消除了來自沙子的風險，但被使用某種耐火材料覆蓋模具或模具所固有的一定程度的風險所取代。 在現代模具鑄造工作中，越來越多地使用砂芯，在這種情況下，砂鑄造廠的粉塵危害仍然存在。

壓鑄

鋁是壓鑄中的常見金屬。 鍍鉻飾件等汽車硬件通常採用壓鑄鋅，然後鍍銅、鍍鎳和鍍鉻。 應始終控制鋅煙引起的金屬煙熱危害，鉻酸霧也必須加以控制。

壓鑄機存在液壓動力壓力機常見的所有危險。 此外，工人可能會接觸到用作模具潤滑劑的油霧，必須防止吸入這些油霧和浸油衣服的危險。 壓力機中使用的耐火液壓油可能含有有毒的有機磷化合物，在液壓系統的維護工作中應特別小心。

精密鑄造

精密鑄造廠依賴於熔模或失蠟鑄造工藝，其中通過將蠟注入模具中來製作圖案； 這些模型塗有用作模具表面材料的精細耐火粉末，然後在鑄造之前或通過引入鑄造金屬本身將蠟熔化。

去除蠟存在一定的火災隱患，蠟的分解會產生丙烯醛和其他危險的分解產物。 蠟燒窯必須充分通風。 三氯乙烯已被用來去除最後的蠟跡； 這種溶劑可能會聚集在模具的口袋中或被耐火材料吸收，並在澆注過程中蒸發或分解。 夾雜石棉熔模鑄造耐火材料因有石棉的危害，應予以杜絕。

健康問題和疾病模式

鑄造廠在工業過程中脫穎而出，因為熔融金屬溢出和爆炸導致的死亡率更高，沖天爐維護包括底部掉落和更換襯裡期間的一氧化碳危害。 與其他工廠相比，鑄造廠報告異物、挫傷和燒傷的發生率更高，而肌肉骨骼損傷的比例更低。 它們的噪音暴露水平也最高。

對鑄造廠數十起致命傷害的研究揭示了以下原因：維護和故障排除期間模具輸送車和建築結構之間的擠壓、清潔遠程啟動的研磨機時的擠壓、起重機故障後熔融金屬燃燒、模具開裂、溢出轉移鋼包、未乾燥鋼包中的蒸汽噴發、從起重機和工作平台上墜落、焊接設備觸電、物料搬運車輛壓碎、沖天爐底部墜落燒傷、沖天爐維修期間的高氧氣氛以及沖天爐維修期間的一氧化碳過度暴露。

砂輪

砂輪的爆裂或斷裂可能會導致致命或非常嚴重的傷害：砂輪與底座磨床其餘部分之間的間隙可能會卡住並壓傷手或前臂。 未受保護的眼睛在所有階段都處於危險之中。 滑倒和跌倒，尤其是在搬運重物時，可能是由於地板保養不當或地板堵塞造成的。 墜落的物體或掉落的重物可能會導致腳部受傷。 扭傷和拉傷可能是由於提舉和搬運時過度用力造成的。 維護不當的起重設備可能會發生故障並導致材料掉落在工人身上。 電氣設備維護不當或未接地（未接地）可能導致觸電，尤其是便攜式工具。

機械的所有危險部件，尤其是砂輪，都應有足夠的防護裝置，如果在加工過程中拆除防護裝置，則自動鎖定。 應消除底座磨床砂輪與其餘部分之間的危險間隙，並應密切注意砂輪的保養和維護以及速度調節方面的所有預防措施（便攜式砂輪需要特別小心）。 應嚴格維護所有電氣設備和正確的接地安排。 應指導工人掌握正確的起重和搬運技術，並了解如何將負載連接到起重機吊鉤和其他起重設備上。 還應提供合適的個人防護裝備，例如眼罩和麵罩以及腳和腿保護裝置。 應提供及時急救，即使是輕傷，並在需要時提供合格的醫療護理。

塵

粉塵病在鑄造工人中很突出。 二氧化矽暴露通常接近或超過規定的暴露限值，即使在現代生產鑄造廠和鑄件沒有可見灰塵的良好控制清潔操作中也是如此。 在鑄件多塵或機櫃洩漏的情況下，會發生多次超過限值的暴露。 在落砂、砂準備或耐火材料修復過程中，可見粉塵從通風口逸出可能導致過度曝光。

矽肺病是鋼鐵清理車間的主要健康危害； 混合型塵肺在鐵修整中更為普遍（Landrigan 等人，1986 年）。 在鑄造廠，患病率隨著暴露時間的長短和粉塵水平的升高而增加。 有一些證據表明，由於存在較高水平的游離二氧化矽，鑄鋼廠的條件比鑄鐵廠更容易引起矽肺病。 嘗試設定不會發生矽肺病的暴露水平尚無定論； 閾值可能小於 100 微克/立方米³ 也許低至該數量的一半。

在大多數國家，矽肺病新病例的發生率正在下降，部分原因是技術的變化，鑄造廠不再使用矽砂，煉鋼業不再使用矽磚，而是使用鹼性爐襯。 一個主要原因是自動化導致鋼鐵生產和鑄造廠的工人減少。 然而，在許多鑄造廠，可吸入矽塵的暴露量仍然居高不下，而且在工藝勞動密集型國家，矽肺病仍然是一個主要問題。

矽肺結核在鑄造工人中的報導由來已久。 在矽肺病患病率下降的地方，報告的肺結核病例也出現了平行下降，儘管該疾病尚未完全根除。 在粉塵水平居高不下、塵土飛揚的過程是勞動密集型以及結核病在普通人群中患病率升高的國家，結核病仍然是鑄造工人死亡的一個重要原因。

許多患有塵肺病的工人還患有慢性支氣管炎，通常伴有肺氣腫； 長期以來，許多調查人員一直認為，至少在某些情況下，職業暴露可能起了一定作用。 據報導，肺癌、大葉性肺炎、支氣管肺炎和冠狀動脈血栓形成也與鑄造工人的塵肺病有關。

最近對包括美國汽車工業在內的鑄造工人死亡率研究的回顧顯示，在 14 項研究中，有 15 項研究中死於肺癌的人數有所增加。 由於在主要危害是二氧化矽的清潔室工作人員中發現了高肺癌率，因此很可能還發現了混合接觸。

鑄造環境中致癌物的研究主要集中在型砂添加劑和粘合劑熱分解過程中形成的多環芳烴。 有人提出，鉻和鎳等金屬，以及二氧化矽和石棉等粉塵，也可能是部分超額死亡率的原因。 造型和製芯化學、砂型和鋼鐵合金成分的差異可能是造成不同鑄造廠風險水平不同的原因 (IARC 1984)。

8 項研究中有 11 項發現非惡性呼吸道疾病的死亡率增加。 矽肺病死亡人數也有記錄。 臨床研究發現，在現代“清潔”生產鑄造廠的工人中，塵肺病的 X 射線變化特徵、阻塞的肺功能缺陷特徵以及呼吸道症狀增加。 這些是 960 世紀 XNUMX 年代後暴露的結果，強烈表明老鑄造廠普遍存在的健康風險尚未消除。

肺部疾病的預防本質上是灰塵和煙霧的控制問題； 普遍適用的解決方案是提供良好的全面通風和高效的 LEV。 小容量、高速系統最適合某些操作，尤其是便攜式砂輪和氣動工具。

用於去除燒焦的沙子的手鑿或氣動鑿子會產生許多細碎的灰塵。 用旋轉的鋼絲刷或手刷刷掉多餘的材料也會產生很多灰塵； 列夫是必需的。

粉塵控制措施很容易適用於落地式和擺動式研磨機。 小型鑄件的便攜式磨削可以在排氣通風的工作台上進行，或者可以對工具本身進行通風。 刷牙也可以在通風的工作台上進行。 大型鑄件的粉塵控制是一個問題，但小容量、高速通風系統已經取得了相當大的進步。 需要對其使用進行指導和培訓，以克服工人的反對意見，他們認為這些系統很笨重，並抱怨他們對工作區域的看法受到影響。

局部通風不可行的超大型鑄件的修整和修整應在單獨、隔離的區域進行，並且在幾乎沒有其他工人在場的情況下進行。 應為每位工人提供定期清潔和維修的合適 PPE，並附上正確使用說明。

自 1950 年代以來，鑄造廠引入了多種合成樹脂系統，用於在型芯和模具中粘合砂子。 這些通常包含基礎材料和引發聚合的催化劑或硬化劑。 這些反應性化學品中有許多是致敏劑（例如，異氰酸酯、糠醇、胺和甲醛），現在與鑄造工人的職業性哮喘病例有關。 在一項研究中，暴露於 Pepset（冷箱）樹脂的 12 名鑄造廠工人中有 78 人有哮喘症狀，其中 1985 人在使用甲基二異氰酸酯的挑戰測試中氣流速度明顯下降（Johnson 等人，XNUMX 年） ).

焊接

在修整車間進行焊接工作會使工人接觸金屬煙霧，從而導致中毒和金屬發熱的危險，具體取決於所涉及金屬的成分。 在鑄鐵上進行焊接需要使用鎳棒，並且會暴露在鎳煙氣中。 等離子炬會產生大量的金屬煙霧、臭氧、氮氧化物和紫外線輻射，並產生高噪音。

可提供排氣通風工作台用於焊接小型鑄件。 在大型鑄件的焊接或燃燒操作過程中控制暴露是很困難的。 一個成功的方法包括為這些操作創建一個中心站，並通過位於焊接點的柔性管道提供 LEV。 這需要培訓工人將管道從一個位置移動到另一個位置。 良好的全面通風和必要時使用 PPE 將有助於減少總體粉塵和煙霧暴露。

噪音和振動

鑄造廠的最高噪音水平通常發生在脫模和清潔操作中； 機械化鑄造廠的生產率高於手工鑄造廠。 通風系統本身可能會產生接近 90 dBA 的暴露。

鑄鋼件清理中的噪音水平可能在 115 到 120 dBA 之間，而鑄鐵清理中實際遇到的噪音水平在 105 到 115 dBA 範圍內。 英國鑄鋼研究協會確定，清理過程中的噪音來源包括：

• 清理工具排氣
• 錘子或輪子對鑄件的影響
• 鑄件的共振和對其支撐的振動
• 振動從鑄件支架傳遞到周圍結構
• 控制通過通風系統的氣流的罩子反射直接噪音。

噪聲控制策略因鑄件尺寸、金屬類型、可用​​工作區域、便攜式工具的使用和其他相關因素而異。 某些基本措施可用於減少個人和同事的噪音暴露，包括時間和空間隔離、完整的圍護結構、部分吸音隔板、在吸音表面、擋板、面板和吸音罩上進行工作吸音材料或其他聲學材料。 應遵守每日安全接觸限值指南，作為最後的手段，可以使用個人防護設備。

英國鑄鋼研究協會開發的修邊工作台可將切削噪音降低約 4 至 5 分貝。 該工作台採用排氣系統去除灰塵。 這種改進令人鼓舞，並帶來希望，隨著進一步的發展，甚至更大的噪音降低將成為可能。

手臂振動綜合症

便攜式振動工具可能會導致雷諾現象（手臂振動綜合症—HAVS）。 這在鋼製腳手架中比在鐵製腳手架中更普遍，並且在使用旋轉工具的人中更常見。 出現這種現象的臨界振動速率在每分鐘 2,000 到 3,000 轉之間，頻率範圍為 40 到 125 赫茲。

現在認為 HAVS 涉及對前臂中除周圍神經和血管之外的許多其他組織的影響。 它與腕管綜合症和關節的退行性變化有關。 最近對鋼鐵廠削片機和打磨機的研究表明，他們患 Dupuytren 攣縮的可能性是對照組的兩倍（Thomas 和 Clarke，1992 年）。

通過以下方式可以大大減少傳遞到工人手上的振動： 選擇旨在降低有害頻率和振幅範圍的工具； 排氣口方向遠離手； 使用多層手套或絕緣手套； 通過改變工作操作、工具和休息時間來縮短暴露時間。

眼睛問題

鑄造廠遇到的一些粉塵和化學品（例如，異氰酸酯、甲醛和叔胺，如二甲基乙胺、三乙胺等）具有刺激性，是暴露工人視覺症狀的原因。 這些包括眼睛發癢、流淚、視力模糊或模糊或所謂的“藍灰色視力”。 基於這些影響的發生，建議將時間加權平均暴露量降低到 3 ppm 以下。

其他問題

在控制良好的熱芯盒制芯操作中發現甲醛暴露達到或超過美國暴露限值。 在危險控制不力的地方，可能會發現超過限值多次的暴露。

石棉已廣泛用於鑄造行業，直到最近，它還經常用於熱暴露工人的防護服。 它的影響已在鑄造工人的 X 射線調查中發現，包括接觸過石棉的生產工人和維修工人； 一項橫斷面調查發現，20 名鋼鐵工人中有 900 名有典型的胸膜受累（Kronenberg 等人，1991 年）。

定期檢查

應為所有鑄造工人提供就職和定期體檢，包括症狀調查、胸部 X 光檢查、肺功能測試和聽力圖，如果發現可疑或異常發現，應進行適當的跟進。 煙草煙霧對鑄造工人呼吸系統疾病風險的複合影響要求將戒菸建議納入健康教育和促進計劃。

結論

幾個世紀以來，鑄造廠一直是必不可少的工業運作。 儘管技術不斷進步，但它們給工人帶來了一系列安全和健康危害。 由於即使在具有堪稱典範的預防和控制計劃的最現代化工廠中，危害仍然存在，保護工人的健康和福祉仍然是管理層、工人及其代表面臨的持續挑戰。 無論是在行業低迷時期（當對工人健康和安全的擔憂往往讓位於經濟緊縮時）還是在繁榮時期（當對增加產量的需求可能導致流程中存在潛在危險的捷徑時），這仍然很困難。 因此，危險控制方面的教育和培訓始終是必要的。

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