CC BY
9
Учитывая, что успех работы зависит от уровня теоретической подготовки и умения применить результаты углубленных исследований в практике всего коллектива санитарных врачей, ведущих предупредительный санитарный надзор за жилищным строительством и планировкой, отделение гигиены планировки и застройки городской санитарно-эпидемиологической станции намечает на 1959 г. расширить программу научно-практических работ с широким привлечением санитарных врачей районных санитарно-эпидемиологических станций. Планом на 1959 г. предусмотрено продолжение работ по санитарно-гигиенической оценке жилых кварталов нового строительства — жилых домов, построенных по новым типовым проектам из прокатных панелей, продолжение работ по изучению микроклимата квартир с воздушным и панельным отоплением и т. д.
Поступила 14/111 1959 г.
■¿г -й- -¿г
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МЕХАНИЗИРОВАННОГО ЛИТЬЯ В ОБОЛОЧКОВЫЕ ФОРМЫ
Доцент И. М. Трахтенберг, заслуженный врач РСФСР И. Г. Гуслиц, кандидат медицинских наук В. В. Паустовская, инженер А. В. Величковский
Из Киевской городской санитарно-эпидемиологической станции и кафедры гигиены труда Киевского медицинского института
Совершенствование литейного производства связано с применением новых методов технологии, в частности с широким использованием новых форм точного литья. Одним из них является литье в оболочковые (корковые или скорлупчатые) формы, которое обеспечивает большую точность отливок, сокращает припуски на механическую обработку, экономит время на изготовление форм, обеспечивает хорошее качество поверхности отливок, уменьшает брак и значительно сокращает расход формовочных материалов.
В связи с широким внедрением в производство механизированного метода литья в оболочковые формы представляется весьма актуальной его гигиеническая оценка.
Технологический процесс рассматриваемого способа литья заключается в приготовлении смеси для оболочек, последующем изготовлении из нее оболочек и стержней, плавке металла, заливке его в оболочковые формы, выбивке отливок и их очистке.
Для изготовления оболочковой смеси применяется песок в количестве 90—96% веса смеси, термореактивная смола — 6%, фурфурол—1,4% или взамен него керосин, ацетон, этиловый спирт. Фурфурол используется в качестве увлажнителя. Он полностью растворяет пульвербакелнт и смесь на этом увлажнителе получается полностью плакированной.
В настоящее время установлено, что наиболее целесообразно использовать для оболочкового литья определенные марки формовочного песка. Выбор их производится в соответствии с видом литья (стальное, чугунное, бронзовое и т. д.). Все виды песка, используемого в процессе оболочкового литья, содержат 95—96% двуокиси кремния.
К качестве крепителя применяется термореактивная смола: пульвербакелит. сланцевая, ксиленоловая, пековая. Наиболее часто используется порошкообразный пульвербакелит, в состав которого входит фенолформальдегидная смола. Последняя получается на основе фенола (С0НзОН), трикрезола (С6Н4СНзОН) и ксиленола [СбН.1(СНз)2ОН]. Содержание свободного фенола в пульвербакелите, как правило, не превышает 6%, а общее количество летучих веществ в нем колеблется от 46 до 60%.
Состав термореактивной смолы может обусловить при последующей термической обработке ее поступление в воздух рабочей зоны значительного количества вредных летучих фракций, главным образом паров фенола. Одновременно в воздух производственных помещений может поступать наряду с кварцевой пылью пыль пульвербаке-лита и смесь ее с пылью кварцевого песка (Я. Б. Резник, Л. Т. Цнркович и Т. Е. По-теряева, Д. Д. Новофастовский и Э. И. Кейсевич, а также Ф. И. Смирног- и М. М. Бу-
дылин). Аналогичными наблюдениями располагает также и Московский научно-исследовательский институт охраны труда ВЦСПС.
Дальнейшие этапы технологического процесса заключаются в следующем. Одностороннюю металлическую плиту с закрепленной на ней металлической моделью покрывают формовочной смесью из песка и термореактивной смолы. Для того чтобы оболочки не прилипали к модели, последнюю перед нанесением на нее формовочной смеси обрызгивают разделительной жидкостью, в качестве которой применяются силоксаны — кислородные соединения кремния, которые используются, как правило, в виде эмульсии, содержащей 5% этилполисилоксана, 3% хозяйственного мыла и 92% воды.
Под действием тепла нагретой плиты смола в слое формовочной смеси, прилегающем к плите, плавится и связывает зерна песка на поверхности модели; образуется односторонняя песчано-смоляная оболочка. После удаления избытка формовочной смеси плита с образовавшейся на модели полутвердой оболочкой поступает в печь, где заканчивается твердение оболочки. Полученную скорлупчатую полуформу снимают с модели, между двумя соответствующими полуформами устанавливают стержни, а затем их скрепляют зажимами или склеивают.
Готовую скорлупчатую форму заливают расплавленным металлом, охлаждают, затем выбирают отливки и очищают их.
Исходя из особенностей технологического процесса, можно прийти к заключению, что литье в оболочковые формы может сопровождаться загрязнением воздушной среды на следующих этапах:
1. При просушке, просеивании и транспортировке формовочного песка — пылью, содержащей до 95—96°/о SiO*.
2. При подаче пульвербакелита в смеситель, приготовлении формовочной смеси и ее последующей транспортировке — пылью кварцевого песка и пульвербакелита.
3. При изготовлении оболочковых форм и стержней — пылью кварцевого песка с примесью пульвербакелита, парами фенола, фурфурола, формальдегида, аммиака.
4. При охлаждении оболочковых форм — парами указанных выше веществ.
5. При выбивке отливок из оболочковых форм — пылью песка и окисью углерода.
Следует подчеркнуть, что в процессе изготовления корковых форм и стержней песчано-смоляная смесь подвергается нагреванию в пределах 260—450°, а при заливке металла в формы — воздействию температуры до 1300—1400°. Это способствует не только поступлению указанных выше вредных паров и газов в зону дыхания работающих, но и выделению тепла.
Проведенные исследования показали, что состояние воздушной среды при этом находится в зависимости от степени механизации и автоматизации отдельных этапов производства. Так, на Киевском заводе «Ленинская кузница» на одном из первых предприятий города, где в опытном порядке начали применять литье в оболочковые формы и основные производственные операции не были механизированы, в результате гигиенического анализа воздушной среды было обнаружено в воздухе рабочей зоны высокое содержание пыли (20—60 мг/м3), паров фенола (0,025—0,04 мг/л), окиси углерода (0,06—0,08 мг/л). Среди рабочих этого предприятия, занятых изготовлением оболочковых форм, имело место три случая острой интоксикации. В связи с этим оболочковое литье на заводе «Ленинская кузннца» было прекращено, и как гигиенисты, так и рационализаторы производства пришли к выводу, что применение новой технологии литья требует осуществления специальных мероприятий и прежде всего механизации всей линии оболочкового литья и строгой герметизации оборудования. Это и было положено в основу внедрения оболочкового литья на другом киевском предприятии — мотоциклетном заводе, где в автоматизированной установке для приготовления оболочковой смеси, сконструированной инженерами Ф. И. Смирновым и М. М. Будылиным, комплексно решены вопросы механической транспортировки песка и формовочной смеси к машинам, доставки оболочек и стержней к месту сборки. Заливка форм осуществляется на под-
весном конвейере с полным отсосом образующихся при этом газов (см. рисунок).
Механизированное оболочковое литье осуществляется следующим образом. Грейферный кран подает сырой песок из занромов в загрузочный бункер 1 барабанного сушила 2. Высушенный песок отсеивают на вибрационном сите 3 и при помощи шнека 4 подают в элеватор 6, который направляет его в автомат АКС-1. Пульвербакелит доставляют в цех в бумажных мешках, затем высыпают во второй элеватор, который подает его в тот же автомат АКС-1. В автомате происходит приготовление смеси: компоненты дозируются, перемешиваются и просеиваются. Кроме песка и пульвербакели-та в автомат подают также увлажнитель. Из автомата АКС-1 смесь при помощи элеватора 8 и транспортера 10 подается в бункера формовочных машин.
Для изготовления оболочковых форм оборудованы две установки УКФ-2 12. Оболочковые стержни изготовляются на установке МИКС-4. Оболочковые формы и оболочковые стержни передаются на сборочный стол 14, где сборщик комплектует из оболочек и стержией формы. Собранную форму крепят специальными зажимами, а затем устанавливают на подвесной заливочный конвейер 16. Здесь на определенном участке производят заливку форм из ковшей расплавленным металлом. Ковши заливают металлом из вагранки и подают к месту заливки при помощи тельфера 20. Залитые формы остывают в кожухе конвейера, по выходе из которого с форм снимают зажимы. Выбивку отливок из форм производят на выбивной решетке 17, откуда отливки по рольгангу 19 попадают в дробеструйную камеру 21. Горелую землю из цеха удаляют ленточным транспортером 24. Очищенные отливки окрашивают в камере 22 и высушивают в сушилке 23.
В процессе внедрения в производство механизированной линии оболочкового литья особое внимание было обращено на операции, связанные с
интенсивным пылеобразованием. В связи с этим барабанная сушилка для песка, вибрационное сито, шнеки, течки, элеваторы, автомат для приготовления смеси АКС-1, транспортер и бункера для смеси были герметизированы. Укрытия автомата и транспортера оборудованы местной вытяжкой. Линия подготовки формовочного песка и подачи его в АКС-1 полностью автоматизирована, что исключает возможность соприкосновения работающих с кварцевой пылью. Это уменьшение контакта с кварцевой пылью лиц, занятых приготовлением формовочной смеси, имеет место и на дальнейшем этапе технологического процесса, так как все последующие операции (накопление компонентов, дозировка их, перемешивание смеси и просеивание ее) выполняются с помощью автомата АКС-1. При этом автомат помещается в герметически закрытом металлическом шкафу, а управляют им с пульта управления ручными или автоматическими пневмокранами.
Необходимо подчеркнуть, что и автоматизация процесса изготовления оболочковых форм на двухпозиционной установке УКФ-2 также оказывается весьма целесообразной с точки зрения оздоровления условий труда. С помощью установки поворачивают бункер, открывают печи, закатывают модельную плиту в печь и извлекают ее из печи, переворачивают модельную плиту со стола на бункер и обратно, снимают готовую оболочку с модели. Такая автоматизация основных процессов, связанных с изготовлением оболочковых форм, значительно уменьшает участие в выполнении этих операций элементов ручного труда. Вручную лишь закрепляют модельную плиту на бункере, заполняют песчано-ба-келитовой смесью дефектные места на полутвердой оболочке, переносят готовую оболочку с установки на стеллаж.
Установка УКФ-2 укрыта и оборудована местной вытяжкой по типу бокового отсоса системы Т. С. Карачарова.
Автоматизацию процесса изготовления оболочковых стержней обеспечивает четырехпозиционная карусельная пескодувная машина МИКС-4, на которой занят всего лишь один оператор. Установка оборудована местной вентиляцией. Пыль и газы, выделяющиеся при разборке стержневого ящика, увлекаются под влиянием теплового напора вверх под вытяжной зонт и, таким образом, не попадают в зону дыхания работающих.
Из других мероприятий необходимо отметить следующие:
1. Внедрена установка токов высокой частоты, с помощью которой производят склеивание форм фенолформальдегидным клеем. Установка заключена в плотный кожух с местным отсосом воздуха.
2. Рабочие места у вагранки оборудованы установкой для воздушного душирования с патрубками Батурина.
3. На месте заливки оболочковых форм расплавленным металлом оборудована местная вытяжка по типу бокового отсоса системы Т. С. Карачарова. Всасывающее отверстие установлено на расстоянии 0,4 м от оси подвесного конвейера и 0,05 м от верхнего края заливаемых форм. Отверстие его по длине 4 м, по высоте 0,5 м. Скорость движения воздуха в сечении всасывающего отверстия 3,7—4 м/сек., что обеспечивает соответствующее отклонение факела огня и газов, выделяющихся при заливке металла в формы и тем самым предупреждает поступление загрязненного и нагретого воздуха в зону дыхания заливщика.
4. На всем остальном протяжении до места снятия зажимов с оболочковых форм заливочный конвейер укрыт охлаждающим кожухом с местным отсосом; скорость движения воздуха в рабочих проемах кожуха 1—2 м/сек. Боковым отсосом оборудован также и следующий участок конвейера, где производят снятие зажимов.
5. Местной вытяжкой оборудованы выбивная решетка, туннель, где расположен транспортер горелой земли, дробеструйная камера, камера пульверизационной окраски, сушильный шкаф.
Процесс высыпания пульвербакелита из мешков в бункер элеватора в настоящее время герметизируют и оборудуют местной вытяжкой.
Механизация всей линии оболочкового литья, автоматизация основных этапов технологического процесса, а также внедрение перечисленных выше мероприятий обусловили значительное снижение концентрации вредных паров, газов и пыли в воздухе рабочей зоны.
Если ранее в зоне дыхания работающих в процессе просушки, просеивания и транспортировки формовочного песка концентрации кварцевой пыли достигали 120—147 мг/м3, то в настоящее время они колеблются преимущественно в пределах 6—8 мг/м3. При подаче пульвербакелита в смеситель, приготовлении формовочной смеси и последующей транспортировке ее содержание пыли снизилось с 110—125 до 3—5 мг/м3. Значительный эффект был достигнут также на участке изготовления оболочковых форм и стержней, где запыленность снизилась с 60—70 мг/м8 до уровня предельно допустимых величин. Высокой еще остается запыленность на рабочих местах у выбивной решетки, особенно во время выбивки деталей из корковых форм и последующего складирования их в штабеля.
Уменьшилось также и содержание в воздухе фенола, формальдегида, аммиака, фурфурола. Так, при изготовлении оболочковых форм и стержней обнаруженные ранее концентрации указанных веществ в воздухе составляли: фенола — 0,025—0,04 мг/л, формальдегида — 0,007—0,02 мг/л, аммиака — 0,09—0,25 мг/л, фурфурола—0,08—0,15 мг/л. После внедрения в производство перечисленных выше мероприятий концентрации их колеблются на уровне близких или соответствующих предельно допустимым. Аналогичный сдвиг отмечен и на процессе охлаждения оболочковых форм, где содержание вредных паров в воздухе снизилось еще более значительно.
Уменьшилось также содержание в воздухе производственного помещения окиси углерода, которая ранее обнаруживалась, как правило, в концентрациях, превышающих допустимую в 8—16 раз. В настоящее же время лишь при выбивке корковых форм, а также у вагранки содержание окиси углерода в воздухе превышает предельно допустимую концентрацию, составляя в среднем 0,035—0,048 мг/л.
Анализ полученных данных, в частности, сопоставления их с материалами многочисленных гигиенических наблюдений при обычной технологии литейного производства свидетельствует о том, что литье в оболочковые формы как один из наиболее совершенных методов обусловливает и более благоприятные гигиенические условия труда.
ЛИТЕРАТУРА
Гурвиц С. С., Сергеева Т. И. Определение фенола в воздушной среде при литье в оболочковые формы. Бюлл. научно-технической информации по охране труда, 1958, № 1. — Они же. Гиг. труда и проф. заболевания, 1958, № 4, стр. 50. — Дьяков В. С. Точное литье в оболочковые формы. Саратов, 1957. — Краюхина В. Н. Гиг. и сан., 1958, № 3, стр. 78. — Новофастовский Д. Д., Кейсевич Э. И. Тезисы докладов объединенной научной сессии, посвященной 40-летию Великой Октябрьской социалистической революции. Киев, 1957.—Р е з н и к Я- Б., Ц е р к о в и ч Л. Т.г Потеряева Г. Е. Тезисы докладов научной сессии Донецкого научно-исследовательского ин-та физиологии труда, посвященной 40-летию Октября. Сталино. 1957.— С м и р-н о в Ф. И., Б у д ы л и н М. М. Механизированная линия оболочкового литья. М., 1958.— Соколов Н. А. Литье в оболочковые формы. М., 1956. — Фоминых И. П. Литейное производство. 1957, № 2, стр. 28.
Поступила 26/1Х 1958 г.
