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近年來，鎂合金壓鑄在國內(nèi)發(fā)展很快，但是由于鎂合金有別于鋅、鋁合金，性質(zhì)比較活潑，易燃易爆，且國內(nèi)大多廠家對鎂合金壓鑄的經(jīng)驗(yàn)不多，尤其是在安全方面。因此，在進(jìn)入鎂合金壓鑄之前有所顧慮。本文試從人、設(shè)備、廠房布置及事故處理幾方面總結(jié)鎂合金壓鑄安全方面的一般程序及方法。
1、鎂合金的危害及防護(hù)原理
鎂在高溫下可與多種物質(zhì)發(fā)生放熱反應(yīng)。
鎂在高溫下與氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成MgO，并有白光及熱量產(chǎn)生。
2Mg+O2=2MgO
鎂在高溫下與水發(fā)生反應(yīng)，生成氫氣，同時產(chǎn)生氫爆。
Mg+H2O=MgO+H2 2H2+O2=2H2O
鎂與鐵銹在高溫下發(fā)生反應(yīng)，并產(chǎn)生大量的熱
3Mg+Fe2O3=3 MgO+2Fe
但在常溫下，鎂是安全的，與水和氧氣也不會發(fā)生反應(yīng)。傳統(tǒng)上，鎂合金壓鑄在熔煉時采用覆蓋劑覆蓋在鎂液表面，但這種方法影響鎂液的質(zhì)量，易產(chǎn)生夾渣，現(xiàn)在已很少采用。現(xiàn)在的鎂合金壓鑄一般采用SF6\CO2\N2氣體保護(hù)。保護(hù)的機(jī)理是在鎂液表面形成一層連續(xù)的致密保護(hù)膜，阻止鎂液與氧氣的接觸和進(jìn)一步氧化。因此，鎂合金的防護(hù)要點(diǎn)即是阻止鎂在高溫下與含氧物質(zhì)，如氧氣、水、鐵銹的接觸。
2、壓鑄生產(chǎn)安全
2.1、鎂合金壓鑄過程中的安全涉及個人防護(hù)、熔煉安全、壓鑄安全。作業(yè)者的個人防護(hù)是從事鎂合金壓鑄的基本條件，一般情況下，下面的防護(hù)裝備是鎂合金壓鑄人員的基本保護(hù)用品：
(1) 工作服
(2) 安全帽
(3) 防護(hù)面罩
(4) 隔熱石棉手套
(5) 防火衣褲(耐熱700℃以上)
(6) 安全鞋
操作人員在進(jìn)行作業(yè)以前，一定要按上述要求穿戴防護(hù)用品，未穿戴防護(hù)用品的人員不要靠近作業(yè)區(qū)域，不能進(jìn)行操作。
2.2、鎂合金的熔煉是生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，也是鎂合金壓鑄中安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。鎂合金熔爐不能使用含鎳的不銹鋼，同樣熔煉工具也不可使用含鎳的不銹鋼。爐體最好有雙層結(jié)構(gòu)的設(shè)計，當(dāng)內(nèi)層坩鍋破裂時，鎂液可流到內(nèi)外層之間的夾層中，同時報警停止加熱，使熔化的鎂液不至流到外面造成危險。要經(jīng)常檢查爐子有無銹蝕，如有銹蝕應(yīng)及時清理.坩鍋使用前必須經(jīng)過煤油滲透及X射線檢驗(yàn)，證明沒有缺陷才能使用。坩鍋每半年至少要吊出爐外全面檢查一次，當(dāng)壁厚為原來一半時，停止使用。小的孔洞及銹蝕可以清理后補(bǔ)焊使用，不過一定要經(jīng)過檢查。鎂壓鑄時熔爐鎂液面隨加料周期少量升降，液面與坩鍋壁面的交界上方受到高溫鎂液和SF6保護(hù)氣體的輪番浸蝕腐蝕，易于發(fā)生腐蝕斑坑，應(yīng)注意定期檢查并及時清理補(bǔ)焊;操作中還要注意控制好SF6的濃度，濃度過高會使坩鍋迅速腐蝕。鎂錠在投入熔爐前，一定要預(yù)熱到150℃以上,以便去除濕氣，使用的料勺等工具，也要預(yù)熱到150℃以上。熔爐旁要備一有蓋的裝渣箱，從熔爐里面舀出來的料渣。要放到容器內(nèi)，并馬上蓋上密封。熔化現(xiàn)場一般要始終保持有一瓶混和保護(hù)氣，以備突然停電或其它突發(fā)事件時急用。
2.3、鎂合金壓鑄生產(chǎn)過程中，最重要的是保持現(xiàn)場的干燥、干凈。每次開機(jī)前應(yīng)將模具預(yù)熱到150℃以上，噴涂時不要噴涂過多的涂料，以免型腔內(nèi)積水，引起危險。另外沖頭及模具的冷卻盡量不要用水冷。沖頭的冷卻可用風(fēng)冷，模具的加熱及冷卻一般用耐高溫油，如果用水冷，要經(jīng)常檢查管路接口，避免漏水。鎂合金壓鑄沖頭速度也比鋁合金壓鑄的高，為避免飛料傷人，有時在模具上分型面部位加裝飛料擋板，壓鑄時前后安全門一定要關(guān)閉，操作者嚴(yán)禁站在分型面上。生產(chǎn)現(xiàn)場的廢料必須及時清理，可以裝在干燥的不燃容器內(nèi)。飛料及粉塵也要及時清理。從各國鎂壓鑄工廠以往實(shí)際所發(fā)生的起火事故來看，50%以上均由鎂粉塵、廢料的處理如清理和存放問題所導(dǎo)致，部分發(fā)生在加工環(huán)節(jié)，在熔煉環(huán)節(jié)產(chǎn)生的事故約占10%左右。
3、廠房布置及事故處理
鎂合金壓鑄車間除和普通壓鑄車間一樣要求通風(fēng)良好外，還對防火、防水有更嚴(yán)格的要求。車間建筑要用不可燃材料建成，地板的材料也要不吸水、耐熱。屋頂抽風(fēng)機(jī)不要設(shè)置在熔化爐的上方附近，以防漏雨。壓鑄現(xiàn)場必須清潔，不允許有任何積水、油污存在，并有良好的通風(fēng)、排氣條件。鎂合金錠要存放在陰涼、干燥、通風(fēng)的庫房中，熔煉現(xiàn)場不宜存放過多的鎂錠。鎂合金的水口料、廢料也應(yīng)放在不燃的容器內(nèi)單獨(dú)存放。壓鑄機(jī)主機(jī)及熔爐的電力、燃料、冷卻水、氣體等供給應(yīng)有遠(yuǎn)端控制，以備意外發(fā)生時可以關(guān)掉。如果打磨區(qū)設(shè)置在車間內(nèi)，一般要配置濕式吸塵器。車間應(yīng)劃出緊急通道并隨時保證暢通。
用于鎂合金的滅火劑有干沙、覆蓋劑、D級滅火器，這些滅火器材應(yīng)放置在醒目的地方且便于現(xiàn)場緊急使用，干沙及覆蓋劑要存放在容器內(nèi)預(yù)防潮濕，并要經(jīng)常檢查。鎂合金由于在燃燒時有耀眼的白光， 以及有煙產(chǎn)生，看似可怕，其實(shí)鎂合金的燃燒熱只有汽油的一半。如果是現(xiàn)場有少量的鎂燃燒，可迅速鏟起，放入集渣箱內(nèi)蓋起，或者轉(zhuǎn)移至空曠地方。如果鎂液流散或無法鏟起，則迅速灑干沙或覆蓋劑覆蓋，要均勻地灑在燃燒的鎂上。當(dāng)發(fā)現(xiàn)鎂合金爐內(nèi)有白煙時，可加大保護(hù)氣體SF6的流量，清理液面的氧化渣，如果仍不能制止，可投入幾錠預(yù)熱過的鎂錠，以迅速降低鎂液溫度。當(dāng)發(fā)現(xiàn)鎂液面燃燒時，要迅速關(guān)閉加熱系統(tǒng)，同時加大保護(hù)氣體SF6的流量，并在鎂液表面灑入覆蓋劑。D級滅火器非在必要時盡量不用，因?yàn)槠鋬r格昂貴且加壓的氣體容易把火吹散。爐外的鎂合金滅火大多采用干砂覆蓋撲滅較好。
鎂壓鑄時熔爐坩鍋的腐蝕銹蝕是難以完全避免的，萬一發(fā)生坩鍋破裂泄漏的時處理方法如下：當(dāng)發(fā)現(xiàn)坩鍋泄漏時，要沉著，首先要迅速切斷電源，然后穿戴防護(hù)用具，由泄湯口的流量判斷泄漏程度，作出不同的處理。如果泄湯口沒有鎂液流出，可立即將覆蓋劑大量丟入爐中及盛湯皿中，然后用干燥的勺子從爐中舀出一些鎂液，接著放入幾錠預(yù)熱過的鎂錠，使坩鍋內(nèi)的鎂液盡快凝固;如果流出的鎂液不多，則立即將覆蓋劑大量丟入爐中及盛湯皿中，在盛湯皿尚未滿之前盡快用勺子將爐內(nèi)的鎂液舀出一部份，然后連續(xù)丟入鎂錠，使鎂液快速凝固;如果流出的鎂量大，這時要立刻打開爐蓋丟入大量覆蓋劑及鎂錠，同時盛湯皿中也要放入大量覆蓋劑。接著離開現(xiàn)場，從遠(yuǎn)處觀察動靜。不過象這樣的事故很少發(fā)生，關(guān)鍵是要平時按規(guī)定做好熔爐的定期的檢查及維護(hù)，確保防患于未然。
4、結(jié)語
鎂合金壓鑄比鋅、鋁合金潛在的危險大些，但只要按照正確的操作規(guī)范作業(yè)，安全問題就不是影響鎂合金壓鑄發(fā)展的關(guān)鍵。鎂合金壓鑄生產(chǎn)中的安全要點(diǎn)是保持現(xiàn)場的干燥、干凈，嚴(yán)格按照正確的操作規(guī)范作業(yè)并妥善處理壓鑄及后加工產(chǎn)生的粉塵、切屑、廢料等。使現(xiàn)場作業(yè)人員受到良好安全作業(yè)訓(xùn)練，并切記不可用水及普通滅火器來撲滅鎂合金起火。從生產(chǎn)實(shí)踐來看，力勁公司的多條鎂合金壓鑄生產(chǎn)線在國內(nèi)使用以來，均能順利生產(chǎn)，未有任何安全事故發(fā)生。
來源：四川職業(yè)健康網(wǎng)整理
