机械铸造中的粉尘危害与防治技术浅析

机械铸造中的粉尘危害与防治技术浅析

梁攀

东风本田汽车零部件有限公司

摘要：机械铸造生产过程中产生的粉尘，不仅污染环境，而且直接危害人类健康。近年来，随着人们环保意识的增强和相关环保政策的日益严格，机械铸造过程中的粉尘排放问题日益受到关注。为此，必须加强对铸造机械粉尘危害的预防和控制，进一步保障人体健康，文章分析了铸造机械粉尘对人体健康的危害，并提出了相应的控制措施。

关键词：机械铸造；粉尘危害；防治技术

引言

近几十年来，随着我国制造业的迅速发展，机械铸造行业也发展迅猛，但同时也产生了大量粉尘。随着自我保护及环保意识的增强，粉尘危害越来越受到人们的关注，成为人们讨论的热门话题之一。总的来说，机械铸造粉尘危害大，应采取综合防治措施。

一、机械铸造中的粉尘危害

机械铸造在把原材料转化为高效产品过程中起着举足轻重的作用，但铸造过程产生的粉尘对人体和环境的危害越来越严重，引起了人们的广泛关注，一种推动机械铸造行业可持续发展的绿色制造模式应运而生。机铸工艺是指材料热加工工艺，过程中会产生一些物料碎片，这种微细碎屑在高温条件下及输送过程中极易产生粉尘，对环境及人体危害极大。具体表现在以下几个方面：

1.对人身体的危害

铸件在铁水熔炼、型砂配制、造型、制芯和零件的表面处理等过程中都会产生粉尘。因浇铸方式的不同，粉尘成分也不同。普通型铸造砂尘中以游离二氧化硅为主。自由二氧化硅含量以制芯环节最多(约70%)，其次是造型(约30%)和配制(约30.6%)，其中落砂、清砂和熔融浇注分别约23%、20%和20%；分散度在5μ m以下的可吸尘偏高，占70%~78%。冶炼1吨铁水，排灰1~2 kg；在非冶炼工艺过程中，每生产1吨铸件排灰30 kg左右。

由于铸尘长期处于大量的铸造粉尘环境，极易引起硅肺等其它疾病，因为铸尘的化学成分含有大量的化合态、游离态二氧化硅(SiO2)。粉尘对人体的危害主要表现在：第一，粉尘通过呼吸道，黏附在鼻腔和咽喉等上呼吸道，引发慢性鼻炎和咽炎，如果不脱离粉尘环境，几乎很难治愈，影响人的工作和生活质量；第二，长期从事机械铸造行业的工人，吸入过多的粉尘，会引起肺部病变，如肺结节，尤其长期吸入含有游离二氧化硅的粉尘，极有可能会导致矽肺，直接危及人的生命；第三，机械铸造中，常常会添加一些有些如铬、锰、锡、锌等重金属，如果通过粉尘进入人体，引起重金属中毒甚至癌变、胎儿畸形等，影响人体健康[1]。

2.对周围环境的危害

铸造业的粉尘不仅对人体有一定的危害，而且对周围环境也有很大的危害，具体表现为：首先，对周围空气的危害。这种微小的机械铸造粉尘悬浮在空气中，然后可以从工厂飘出进入大气层，被大气层中的水份溶解，某些有害物质在降雨过程中会掉落，危害土壤或人类的健康；二是污染了周围的水资源，一些细粉尘飘落到地面上，被地表水吸收后，粉尘中的有害物质就会进入地表水，对水资源和土地资源造成危害，进一步危害人体和周围的生活环境。

3.对铸造车间安全的危害

除以上提到的对人体和环境的严重危害外，铸机行业产生的粉尘对工厂车间也可能造成严重危害，主要表现在：第一，部分原材料属于可燃性材料，在生产过程中所产生的细小粉尘在车间内积聚，达到一定浓度后，极有可能引发火灾等危害，对工厂和人体健康构成极大威胁。二是部分原材料在加工过程中产生的粉尘还可能进入设备，影响设备润滑，造成内部温度升高，造成火灾隐患。

4.对工厂设备的危害

对于机械铸造行业来说，厂内设备精度较高，但大量粉尘可能导致设备故障，主要体现在以下几点：第一，设备表面积聚大量粉尘，使设备加工不够精确，而且有可能产生一批废品，造成原材料和人力物力的浪费，一些精密设备的控制系统主要由高精度仪器组成。如果大量灰尘进入这些精密仪器，很可能导致仪器失效，从而影响加工精度。第二，大量的粉尘堆积在设备及厂房，铸造粉尘中含有大量易氧化的物质如铁等，遇到潮湿的空气，极易发生生锈，腐蚀设备及厂房，如下图：

粉尘腐蚀的车间厂房

二、机械铸造中粉尘危害的防治技术

通过以上分析和讨论，可以看出机械铸造行业对人体和周围环境以及工厂和设备都有着严重的危害。如果任由粉尘危害肆虐，将对人体和环境造成严重危害。因此，必须采取一定的预防技术，尽量减少粉尘的危害，从而有效地保护人体健康和周围环境。

1.通过一定的工艺措施防治粉尘的危害

尽管机械铸造行业粉尘对人体危害很大，但危害是可以预防的。对这些粉尘危害，必须采取相应的防范措施。防止粉尘危害，可采取一定的工艺措施：首先，在车间通风口设置工作台，保证空气流通，从而降低粉尘浓度，对人体造成相对有限的伤害；其次，对产生较大粉尘危害的某些加工工序，应采取集中处理，再用较严格的方法处理；第三，在车间设置一定的除尘系统，再定期对粉尘进行处理，以确保车间设备的正常运转。第四，我们可以尽量利用最新技术，减少人体与灰尘的直接接触，使人体远离危害源，从而保护人体健康

^[2]。

2.设置一定的通风除尘措施

通过以上分析讨论，可见，工厂车间采取一定的通风除尘措施，可以降低工作环境中的粉尘浓度，从而减少粉尘对人体的危害。从而达到以下目的：第一，根据粉尘的危害程度，将不同加工工艺分为不同的作业区域，便于对不同程度的粉尘危害采取不同的通风除尘措施；二是采用机械通风，使工人的工作环境有持续的新鲜空气，可降低空气中的粉尘浓度，使工人呼吸充足的空气；三是为防止大气及周围环境的污染，工厂车间排出的空气必须经处理后才能排入空气，以避免粉尘污染。

车间除尘风管

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1. 离心风机；2.风管；3.废气净化设备；4.风管；5.布袋除尘器；6.烟囱

上图为常见的风机除尘系统，离心风机1通过高速旋转的叶轮，在管道2、4及除尘器5内部产生吸力，并通过车间除尘风管及吸尘罩，捕捉车间产生的粉尘。通过布袋除尘器5中布袋的过滤，得到较为干净的空气，再由废气净化设备3将空气进一步过滤，通过烟囱6排往大气层。整个过程，可以将粉尘集中收集，并保证排往大气层的废气颗粒物浓度达到国家标准。颗粒物浓度往往取决于布袋的过滤效率及车间粉尘含量。一般砂型铸造在使用2mm厚度的涤纶布袋，过滤效果可以达到99.9%，排放颗粒物浓度可以控制在30mg/m³以下，满足现有国家标准（120mg/m³）。

一3.对于厂房建筑位置的要求

鉴于扬尘对厂址风向的影响较大，建厂过程中应充分考虑厂址的施工位置，使厂址处于有利的风向位置，最大限度地减少厂址不良的扬尘危害。所以我们有必要考虑以下方面：一是通过我国的自我完善，可以发现如果工厂位于中国北方，应该位于建筑物的上风侧；反之，应该位于风向的下风侧；二是，在工厂建设的过程中，我们需要考虑工厂的发展方向。我们应该尽量选择南北方向，让工厂在施工过程中有良好的通风天窗，这样可以减少粉尘的积聚，降低粉尘积聚的浓度等等。

4.对于工厂的设备要求

机器铸造时，工厂内的设备均为直接接触粉尘的部件。所以，设备必须达到一定的防尘及控制指标。所以，我们要做到以下几点：首先，在购买设备时，要充分了解设备的性能和防尘措施，制定一些防尘措施，知道清洗设备要花多长时间；其次，购买设备后，要为设备定做一些防尘措施，例如给设备装上密封罩，防止大量的灰尘进入设备内部，影响设备的正常运行；第三，设备运输部分原材料时，尽量少用露天输送带运输原材料；有些含粉尘产品需要通过封闭通道运输^[3]。

5.加强个人的防护措施

粉尘对人体的危害是很大的，但是单靠工厂的防护措施，并不能完全保证尘埃不会对人体造成危害，所以必须加强对工人的防护，这样才能做到：第一，工厂必须清楚地说明尘埃对人体的危害，使工人充分意识到尘埃的危害，同时还要给工人提供一定的防护设施，指导他们如何采取个人防护措施；第二，工厂应定期对工人进行防护，使工人释放尘埃，如呼吸器、口罩、防毒面具等，确保工人能够在健康的工作环境中工作；第三，要定期对工人进行体检。工人一旦发现有病症，应及时处理，尽量减少粉尘对身体的伤害。如证实工人患病与粉尘危害有关，则工厂必须对所有工人的损失负责。

三、结束语

在国民经济中，铸造是制造业的基础，铸造存在于各个行业，无论是在日常生活中还是在航天、科研中。只有对铸造过程中产生的粉尘进行预防和控制，才能做好企业在生产过程中的劳动保护和环境保护工作，实现铸造生产过程的现代化、自动化，从而打造一流的绿色工厂。

参考文献

[1]刘松.机械铸造中的粉尘危害与防治技术分析[J].黑龙江科技信息,2015:32.

[2]杨晶.机械铸造中的粉尘危害与防治技术探讨[J].科技创新与应用,2016:106.

[3]徐彪.浅谈矿井粉尘的防治与技术[J].中国科技博览,2016:265.