冶金机械行业安全基础知识

1冶金、机械行业安全基础知识第一节基本概念一冶金企业和机械冶金企业的界定1、冶金企业是指使用矿石、矿砂熔炼金属材料，并进行金属材料热轧加工，生产型材（板材、角钢、槽钢、管材、异形材等）或坯料的企业。主要包括熔炼和热轧2个工艺，可能还有炼焦工艺设备。真正的冶金企业在我市只有少数几家。2、机械冶金企业是指熔炼金属材料（铁、钢、铝、铜等），生产机械零件毛坯（铸造件）的企业。机械冶金是机械制造企业生产工艺的一部分。二、机械企业机械企业是机械制造企业的总称。有生产完整的机器设备的企业；也有为其他企业配套，只生产某些机械零件、部件的企业或只完成机械零件某一个生产工艺（如热处理、铸造）的企业。机械企业生产的产品及企业生产技术、规模差异巨大。不少小型机械企业使用的是落后淘汰的工艺设备（刨床、普通机床等），也有采用国际国内高尖端技术设备，生产高尖端产品的企业。其中生产特种设备（包括配套零部件）的企业必须获得国家有关部门颁发的“生产许可证”。船舶用机械产品每件均需要“船检证”。三、机械行业的生产工艺简介机械行业常用的生产工艺如下图：2热工工艺：铸造、热轧、锻造、热处理、焊割、热喷涂、爆炸成型等机械行业生产工艺冷加工工艺：切削加工、冲、剪、压、冷轧等电加工工艺：电镀、线切割、等离子切割、碳弧气刨、静电喷涂辅助工艺：起重、油漆、喷砂除锈、修整打磨、钳工操作、搬运装卸四、机械企业生产常用的原辅材料1金属材料1.1黑色金属：铸铁（球墨铸铁、灰口铁、白口铁）钢（普通碳素钢、优质碳素钢、低合金钢、高合金钢、不锈钢）1.2有色金属：铜及铜合金（紫铜、黄铜、青铜）铝及铝合金、锌、锡、铅等稀有金属和贵金属（白金、黄金、银、铑等）2非金属材料2.1危险化学品：油漆、甲醇、汽油、丙酮、氧气、燃气（乙炔、丙烷、液化石油气、天然气、煤气等）压缩空气、氮气、二氧化碳气、氩气等2.2非危险化学品：水、煤、焦炭、柴油、润滑油、润滑脂、齿轮油、乳化油、木材、塑料、纸制品、橡胶、3环氧树脂、淬火液、清洗液等第二节机械热加工工艺设备一金属熔（冶）炼工艺设备1高炉用于冶炼生铁，炉体高大，露天布置，常配有3个热风炉。炉料主要有铁矿石（矿砂）、焦炭、熔剂等，铁水大多直接运送到炼钢炉炼钢，部分用于铸铁。铁水主要通过厂内铁路运输。主要特性是产生大量煤气，除热风炉使用部分外，其他通过管道输送到用气设备、储罐或外输。2平炉因能源消耗大，属落后淘汰的炼钢工艺设备。3转炉是目前普遍使用的铁水炼钢工艺设备。其主要特点是基本不消耗能源，铁水进入炉内通过吹氧燃烧铁水中的碳，提高温度，消耗碳元素，加入合金材料，熔炼成钢。70年代以前只能熔炼普通碳素钢（镇静钢、半镇静钢、沸腾钢），随着科学技术的发展，现在已能熔炼合金钢。（我市兴化的部分企业误把电弧炉说成转炉）4电弧炉是利用插入炉内的电极放电能量熔化金属的炼钢设备。本地区兴化市使用较多，他们称为AOD炉。是钢材精炼设备。此类设备消耗电能，是“电老虎”。是控制使用的工艺设备。5中频（无心）电炉4是由半导体中频电源供电，熔炼黑色金属或有色金属的生产设备。频率范围大致为60～10000Hz，容量为0.01～60t。容量小，频率高。本地常用的是1～10t的中频电炉，频率500Hz或1000Hz。（请注意，炉后的变频室是几千伏的高压电）。中频电炉的特点是离不开水（冷却），又最怕水（引发爆炸事故）。不少企业使用河水冷却，容易发生事故。最好感应圈使用自来水，电缆使用软水。因停电可能引发事故，所以要求二级负荷供电，即二路电源供电或设置备用电源；要求设置高位应急水箱，防止停电时冷却水过热产生蒸汽压力引发爆炸；并要求设置冷却水测控、漏炉、漏电自动报警控制装置；生产作业场所不得有水坑，屋面不得漏雨，地面要求干燥。6冲天炉6.1简介冲天炉是本地区目前熔炼铸铁的主要生产设备，大多为2t～5t/h的生产能力，开炉时间一般为4～6小时。每次开炉后，炉体要拆散（一般5～7节），重新搪炉、烘干、组装。现在的冲天炉一般都带“前炉”，是用来临时储存铁水的。冲天炉的底部一节最下面设置“出铁口”上面设置“出渣口”，超过工作平台处设置加料口，顶部设置除尘罩（不允许“冲天”排放烟尘）。炉料通常是：焦炭、生铁、废钢（少量）、熔剂（石灰石）等，如需添加合金元素，加在铁水中。加料方法有：人工加料（已淘汰）、电动葫芦料斗加料和斜轨翻斗车加料3种。56.2危险特性：a、铁水遇水会发生爆炸事故。车间内，特别是铁水包坑不得有水，屋面不得漏雨，地面要干燥。b、炉气中含有有毒的一氧化碳、二氧化硫、金属烟尘等有害气体，平台加料口处最严重；粉尘产生量很大。c、砂型浇铸时排出较多的一氧化碳气体，一般及时点火燃烧掉。d、最危险的设备是吊运铁水包（包括所有熔融金属）的起重机，要求符合冶金起重机的安全条件。e、炉体烘干和干型浇铸需要使用柴油、液化石油气等烘烤，也有使用木材的，现场情况应查看清楚，才可能有针对性地分析危险有害因素。f、主要危险有害因素：物理爆炸、起重伤害、灼烫、物体打击、高处坠落、触电等危险；高温危害、毒物危害、粉尘危害、噪声危害（鼓风机）等。7反射炉7.1简介反射炉类似平炉，是利用反射火焰加热金属的熔炼设备，常用于铝、铜等有色金属的熔炼。反射炉的燃料各企业可能不相同，有燃煤、燃焦炭、燃油、燃气等，危险特性也不一样。浇铸方法也不同：浇铸铸件有手工浇铸、机械手浇铸、自动连续浇铸、压铸等方法；废旧材料再生通常采用机械连续浇铸。除人工浇铸外，模具基本都是金属模。7.2危险特性6a、燃油、燃气的设备（包括热处理炉、热轧加热炉等）在点火时最危险，如炉内存在爆炸性混合气，一点火立即爆炸。燃气炉如第一次点火不着，未排除炉内气体，再次点火可能发生爆炸事故。所以，要求安装自动连锁保护的点火控制装置。b、液体金属遇水会发生爆炸事故。要特别注意冷却水的控制，不少企业存在明显的事故隐患。个别企业根据工艺要求，模具就在水池上面，因为模具重大，间隙较小，个人认为危险性不太大，事故风险可以接受。要具体情况具体分析。c、主要危险有害因素：存在化学爆炸、物理爆炸、灼烫、触电、机械伤害等危险因素；存在高温危害、金属烟尘危害、粉尘危害等。二热轧工艺设备1简介①热轧工艺是指将金属材料加热后，轧制成板材、管材、型材、异形材等金属材料的生产工艺。为了节约能源，国家要求采用钢水连续浇铸、连续轧制的生产工艺，严格控制坯料加热轧制的生产工艺。②热轧机械现代化程度要求越来越高，《产业结构调整指导目录》中限制类和淘汰类的项目有几十项。如横列式轧机、小容量的高炉和炼钢设备、76mm以下的热轧钢管等。具体项目可查有关规范、文件。本地区不少企业的有关工艺、设备、产品属淘汰类。我们应在报告中指出，最好不要提过高要求。但新项目必须判定为不符合要求。2热轧工艺设备的主要危险有害因素a、使用油、气加热有火灾和化学爆炸的危险（冷坯）；7b、高温工件、炉体有灼烫的危险；c、使用起重机械有起重伤害的危险；d、使用轧机等机械有机械伤害的危险；e、使用电力设备有触电的危险；f、使用叉车等机动车辆有车辆伤害的危险；g、其他：附属设施煤气发生炉、天然气调压室、天然气管道等的危险有害因素（后面详细介绍）。三锻造工艺设备1工艺简介锻造是将金属加热到一定温度后，用外力改变其形状的生产工艺。分为自由锻和模锻2种方式。2主要生产设备锻造设备主要有：加热炉、榔头、空气锤、蒸汽锤、机械压力机、油压机、水压机（大型压力机）等。3工艺设备和危险有害因素简介3.1加热炉的危险加热炉的危险有害因素参见⑴⑦反射炉。3.2基本淘汰的工具设备榔头是人力加工工具，已很少有人使用。空气锤、蒸汽锤使用时很危险，已淘汰，本地区已基本无人使用。3.3机械压力机机械压力机主要是摩擦压力机，设备特征是有1个或2个大飞轮。8主要危险是机械伤害、触电、灼烫，噪声较大。（还有一种螺旋压力机在本地没有看到。）3.4液体压力机油压机和水压机都是利用液体传动原理设计的压力机械。本地基本都是使用的油压机。主要用于模锻和冷压加工。因动作慢，危险性不大。主要是触电、机械伤害，基本没有噪声。四热处理工艺设备1热处理工艺热处理工艺主要有：淬火、回火、退火、正火、调质、表面渗碳、表面（高频）淬火等。1.1淬火工件加热到相变温度以上20℃左右，快冷。目的是提高强度和硬度，但工件脆性增加。1.2回火低温回火（300℃以下），主要是消除淬火工件内应力；高温回火（400℃～650℃），主要是调整工件材料的综合机械性能。1.3退火略高于淬火温度加热，保温一定时间后随炉慢冷。目的是降低硬度，改善加工性能；时效（退火）处理的目的是消除工件内应力，防止加工后工件变形。1.4正火加热同淬火温度，空气冷却，改善工件的综合性能。91.5调质淬火后，高温（650℃左右）回火。目的和正火差不多，但工件质量要好得多。1.6表面渗碳用于要求表面硬度高，耐磨；内部要求韧性好的工件。使表面为高碳合金，内部为中低碳合金。钢材一般加热到900℃左右，渗碳剂有煤油、甲醇、丙酮（燃点以上入炉）等。后道工序是淬火。1.7表面淬火工件的表面加热、淬火，内部保持常温的工艺。必须使用高频淬火机。2热处理设备热处理设备品种很多，技术含量差别极大。不少铸（铁）件生产厂还使用燃煤或木材的“土”炉子，也有自动控制、连续生产的“洋”设备。大体上可分为：箱式炉、坑（井）式炉、钟罩炉、链带炉、盐浴炉等。加热方式主要有电加热、燃气加热。3热处理附属设备设施a、煤气发生炉——生产燃料煤气。b、氨分解设备——生产热处理炉用保护性气体（氮氢混合气）。c、天然气调压站和天然气管道——降压、输气。d、液化石油气气瓶、氨气瓶、危险化学品（甲醇、丙酮、煤油、氮气）储罐或容器等。4热处理主要危险有害因素10a、燃气和易燃液体有火灾、化学爆炸的危险；b、氨、甲醇等毒物有中毒的危险；特别是甲醇，可通过皮肤侵入人体，如不及时清洗，可致失明，严重时有生命危险。c、气瓶、压力管道和储罐有物理爆炸的危险；d、高温炉体、工件和火焰有灼烫的危险；e、用电设备有触电的危险；f、传动机械有机械伤害的危险；g、渗碳炉如在炉温达不到燃点以上滴入渗碳剂，会发生爆炸；燃气或燃油的设备点火时，特别是第二次点火时可能发生爆炸事故。h、热处理有高温危害、毒物危害，高频淬火有电磁辐射的危害。五焊割工艺设备1焊割工艺1.1电焊工艺电焊工艺分为：手工焊条焊、埋弧焊、气体（二氧化碳气、氩气）保护焊等。1.2热切割工艺热切割工艺分为：火焰切割、等离子切割、碳弧气刨、激光切割等。2焊割设备2.1焊接设备按电源种类分为直流焊机和交流焊机；按使用方法分为手工焊机，半自动焊机和自动焊机。112.2热切割设备火焰切割使用氧气瓶、乙炔（或其他燃气）气瓶和割矩（刀），部分企业使用管道集中供气；等离子切割一般采用等离子数控切割机床。激光切割设备国内还没有生产，德国技术最好。3焊割作业主要危险有害因素a、火灾。是焊割作业造成的常见事故，上海的一把火损失几千万，就是电焊惹的祸。要求10m以内没有可燃物质，特别是下方。b、气瓶可能发生物理爆炸，燃气可能发生化学爆炸。要求作业前检查管道、连接部位等，确认没有泄漏才能点火。氧气瓶要求没有油污。乙炔气瓶不允许倒放使用（防止丙酮流失）。c、触电。电焊机要求接地，电源接线处要有保护，一次线不能太长（规范要求2m，实际在10m以上，要求尽可能短一些），焊钳要求绝缘良好，电焊工要穿绝缘鞋。如使用转移型等离子切割，工件带高压电，要特别注意。d、高处坠落。在2m以上高空作业，有坠落的危险。f、因钢材一般含有锰金属，焊割烟气中含有二氧化锰高毒物质。焊割高温产生氮氧化物中等毒性物质。所以焊割工职业危害较大。六其他工艺设备1热喷涂热喷涂工艺主要用于修理，是将熔融的金属喷涂到要修复的工件表面，以恢复使用要求的加工工艺，极少使用，固不介绍。2爆炸成型工艺设备12用于粉末冶金工艺，本人还没有见过。第三节机械冷加工工艺设备一切削加工工艺设备1工艺特性机械零件除材料质量要求外，还有尺寸、形状、位置精确度的要求。切削加工就是使用切削机床将工件表面多余的金属材料去除，以满足工件的使用