(1)工艺过程
普通盐浴炉是以普通熔盐作为加热介质的液浴炉。根据使用温度,它可分为三类:
高温盐浴炉:浴盐为100%BaCl2:,使用温度为1100-1300℃。
中温盐浴炉:浴盐为100%NaCl,使用温度为700~1000℃。
低温盐浴炉:浴盐为160%KNO3:,使用温度为350~600℃。
本章只介绍内热式电极盐浴炉。它的工作原理是利用两根、三根或多棍电极,将电流引入到浴盐中。当电流通过浴盐时,由于浴盐电阻的热效应(Q=0.24I2RT)而将浴盐熔化并升温到工作温度。控制电流的通断,就可以使熔炉保持在恒定的温度范围,从而可以将工件放入盐浴中加热。
为了保证操作安全,极间电压均在36(V)以下;为了获得足够功率,其电流可达数千安培。这种低电压、大电流的交流电,是通过降压变压器从工业电网中获得的。
(2)职业危害
在工作过程中,盐浴炉的职业性危害,主要有以下几种:
a.盐液爆炸飞溅
盐液爆炸飞溅的原因之一是:挂具、工件、新盐在入炉前,预热时间或预热温度不够。挂具的缝隙中有未干的淬火液;工件的槽孔内有未干的切削液;新盐的晶体间有未干的结晶水。这些固态或液态的水分一旦进入高温熔盐,立刻迅速汽化,体积迅速膨胀,从而引起盐液爆炸飞溅。
盐液爆炸飞溅的原因之二是:挂具、工件或新盐中带有易分解的硝酸盐、碳酸盐。这些盐类进入高温熔盐时,迅速分解,产生大量气体而使盐液爆炸飞溅。其化学表达式如下:
盐液爆炸飞溅的原因之三是:盐浴炉启动时,下部先熔化。由于上部固态盐与炉腔紧密结合,使下部液态盐处于密封状态。随着温度上升,液态盐体积增大、压力增大。当压力大于表层硬壳的σb时,硬壳突然破裂从而导致盐液爆炸飞溅。盐液爆炸飞溅可使人致伤、致残、致死,并可引起火灾。
b.高温中暑
中温盐浴炉的使用温度通常在850℃左右;高温盐浴炉的使用温度通常在1280℃左右;这些炉子的表面温度一般都在100-250℃之间。故在盐浴炉前工作,属高温、强辐射作业。
人体新陈代谢所产生的热量,主要是通过皮肤表面散发。其中:辐射散热约占45%;对流散热约占30%;蒸发散热约占25%。但在高温条件下,通过辐射、对流散热相当用难。有时甚至相反,人体被迫通过辐射、对流从外界吸热,使人体散热负担更为加重。在这种情况下,唯一可能散热的方式就是汗液蒸发。计算表明:当皮肤温度为34℃时,每蒸发1g汗液,可散热0.6k cal。如果每小时蒸发400g汗液,则散热量可达240kcal,完全可以放散人体劳动所产生的热量。但在高温、高湿、无风的条件下,汗液往往成滴淌下,不能完全起到蒸发散热的作用。
如果人体产生的热量加上吸收的热量大于散发的热量时,热量就在体内蓄积,从而体温升高而发生高温中暑。
c.水盐代谢紊乱
在江南炎热的夏季,一般人每日排汗量约在一升左右。但在高温环境中从事体力劳动时,人体大量排汗,一个工作日可达5L以上。一个工作日结束,体重可减轻1.5kg以上。
有人提出:一个工作日出汗量以6L为生理最高限量。当水份丧失达体重的5-8%而不能及时得到补充时,就可能引起水盐代谢紊乱。这是因为大量排汗使血液浓缩,增加了心脏和肾脏的负担;大量排汗,使血液中NaCl的含量减少,使形成胃酸(HCl)所必须的(Cl-)降低,导致胃酸减少,从而引起消化不良。统计表明:热加工工人胃肠道病的发病率较冷加工工人高得多。
d.热辐射性眼病
众所周知:λ=2900-7600?为可见光;λ<3900?为紫外线;λ>7600?为红外线光谱分析证实:中温盐浴炉的熔盐能辐射出长波红外线;高温盐浴炉的熔盐能辐射出短波红外线及部分紫外线。红外线及紫外线所产生的职业性危害如下:
①紫外线眼病:又称电光性眼炎,是最常见的辐射性眼病,由光源或热源的紫外线所引起。本病潜伏期为数小时,一般在当晚夜间发作。
②红外线白内障:又称热处理工白内障,也叫锻工白内障,由光源或热源的红外线所引起。本病潜伏期可达十余年,一般在从事低温盐浴炉工作的老年热处理工人中发现。
③红外线视网膜灼伤:7600-l6000?的短波红外线,可透到视网膜,使其温度急剧上升,短时间即可发生灼伤。灼伤程度主要取决于照射部位受到的照射强度。
(3)防护措施
a.对盐液爆炸飞溅的防护措施
①工件、挂具、新盐必须按工艺规程进行预热。保证预热温度,保证预热时间,保证将淬火液、切削液、普通水、结晶水彻底除净。
②在库房严禁易分解的NaNO2、Na2CO3……等混入中温盐(NaCl)或高温盐(BaCl2)中。在现场严禁在硝盐槽中用过未经清洗的挂具、炉钩等进入熔盐。
③在盐炉启动过程中,当炉膛底部的盐熔化到一定程度时,要用专用工具将表面层壳盖砸裂,以成形减压通道。
④炉面上设置炉罩。万一发生盐液爆炸飞溅,亦可将它控制在一定范围,从而大幅度地减少人员的伤亡及设备的损坏。
b.对高温中暑的防护措施
①改造设备:新建盐炉或在旧盐炉大修时;可在炉壳内壁贴砌绝热性良好的硅酸铝纤维之类的隔热板,从而减少炉壁的散热量。据资料报导,不贴砌隔热板的热处理炉表面温度达130℃,放热为1025kcal/m2/h;贴砌隔热板的热处理炉表面温度降为50℃,放热小于220 kcal/m2/h。这样,不仅降低了车间温度,减少了高温中暑,而且大量节约了能源。
②设置通风罩。当室内空气温度高比重小、室外空气温度低比重大时,会形成一个内外热压差。在这个热压差的作用下,温度低比重大的室外空气将由房基下部开口处流入车间;温度高比重小的室内空气将由房顶上部天窗处排出车间。这样就形成了自然通风换气,从而使车间内气温下降。为了加强自然效果,可在盐浴炉炉面设置通风罩。通风罩的烟窗应伸出车间房顶。
在自然通风不能满足降温要求时,可采用机械通风。即在炉侧安装抽风口,抽风口再接至总风管,然后由抽风机强力排出。
当工人工作位置气温达不到国卫要求、或辐射强度大于1cal/cm2时,应设置局部送风。局部送风有单体式和系统式两种:前者是指吊扇、座扇、风机风扇;后者是指通风机、通风管、送风口等系列装置。
c.对水盐代谢紊乱的防护措施
为了使高温作业工人能补充机体随汗液排出的大量水分和盐分,维持水盐代谢平衡,必须及时供应含盐清凉饮料。清凉饮料的NaCl含量一般在0.1-0.3%之间。清凉饮料应符合《冷饮食品卫生标准》(每ml中细菌总数<100=。
d.对热辐射性眼病的防护措施
对热辐射性眼病,主要是加强个体防护。有关防紫外线、红外线滤光玻璃的研究,国外在30年代就已开始。经过近半个世纪的努力,已生产出一系列标准化的产品。我国从1981-1985年,由北京市劳动保护科学研究所和上海电子管六厂共同合作,研制成功了我国第一套防紫外线、红外线的滤光玻璃片,为我国防热辐射性眼病做出了贡献。热处理工人在工作过程中应配带遮光号为1-4的滤光玻璃眼镜。
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