鑄造車間設計屬于工業(yè)企業(yè)設計范疇,是機械制造工廠設計的一個部分。由于鑄造生產(chǎn)過程的復雜性,也就決定了鑄造車間設計的特殊性。例如,車間內(nèi)生產(chǎn)工序間的運輸量大,非標設備選用多,立體布置復雜,高溫、揚塵、噪聲點多面廣等。這些都決定了鑄造車間設計中必須把安全置于重要地位。
鑄造車間設計的安全要求是多方面的,其中包括廠址選擇、安全衛(wèi)生設施、廠房內(nèi)外交通,平面布置等。從以往發(fā)生的事故來看,常因車間設計不當,基本建設時考慮不周,給以后的生產(chǎn)帶來不安全因素。
根據(jù)我國鑄造車間設計的實踐經(jīng)驗和國家在有關設計工作規(guī)定中提出的要求,設計除應考慮技術和經(jīng)濟的正確結合,全面提高建設的經(jīng)濟效果,做到技術先進、產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高外,還必須注意下敘安全要求。
一、 鑄造車間的位置選譯
鑄造生產(chǎn)一般都存在多煙塵、高噪聲、散發(fā)熱量多等特點,工業(yè)衛(wèi)生條件較差,熔化后的金屬易引起火警。所以選擇鑄造車間的位置原則應是:
1. 為保證廠外居民、行人或其它建筑物的安全和衛(wèi)生,鑄造車間的廠房力求建在較為偏辟的地區(qū)。廠址、廠房高度、煙囪高度選定后,須經(jīng)城市規(guī)劃部分批準,方可投入基本建設。
2. 考慮鑄造生產(chǎn)高溫明火多、易于引起火警,除了合理布置消防設施外,鑄造車間一般應建在廠內(nèi)某一角為宜,以減少對辦公室、木工車間、易燃車間或倉庫的影響。
3. 為縮短工藝路線和減少運輸量,鑄造車間應盡量靠近主要的冷加工車間和本車間主要原材料倉庫及廢渣外運道路。
4. 為減少電路損失,避免因電路過長而造成用電事故,鑄造車間一般要求離廠配電站不要過遠。
二、 鑄造車間內(nèi)的安全衛(wèi)生設施
鑄造車間的設計工作,必須周密地考慮技術衛(wèi)生、勞動保護安全措施,以改善勞動條件、保障工人健康。鑄造車間的安全衛(wèi)生設施,主要是指通風除塵、采暖、采光和生活福利設施等。
1. 通風設施是改善鑄造生產(chǎn)勞動條件的主要措施,要考慮廠房的高度、跨度和合乎通風要求的窗戶,以利自然通風。造型或制芯工序,一般常設集中式空氣淋浴機械通風裝置,以供夏季降溫使用。對于針對某臺設備或某個生產(chǎn)小組的除塵、降溫,多采用局部通風設備。使用軸流風機降溫時,應考慮選用,低噪聲系列風機。
2. 保持正常的照度,對鑄造工人健康有重要意義。因此,鑄造車間設計必須注意門窗、機器安裝的位置,并根據(jù)具體工作地點和工種性質(zhì)提供局部照明,以達到最佳的光線強度。鑄造車間的采光在設計時往往是可達到要求,但由于生產(chǎn)過程中煙塵較多,自然采光日漸減弱,因此必須建立健全照明窗戶的清洗制度,以保證車間正常照度。
3. 鑄造車間的采暖防寒措施亦很重要,尤其在我國的北方地區(qū)。采暖設備常用的有水暖、氣暖兩種,水暖較為可靠,易控制。一般防寒措施有隔層窗、擋風簾等。
4. 鑄造車間的生活福利設施,主要包括盥洗室、淋浴室、醫(yī)務定、更衣室及廁所等。此外,還應減少生產(chǎn)過程中的有害氣體及粉塵對廠區(qū)內(nèi)外的污染和影響。我國早在1956年已由國務院作業(yè)“關于防止廠礦企業(yè)中硅塵危害的決定”;1962年頒發(fā)了粉塵濃度的衛(wèi)生標準和通風除塵的設計規(guī)范;以后又相繼建立了“環(huán)境保護”和“三廢治理”方面的專設機構。1979年又通過了“中華人民共和國環(huán)境保護法”,對防止污染和其它公害問題都作了具體規(guī)定,要求加強企業(yè)管理、實行文明生產(chǎn),對于污染環(huán)境的廢氣、廢水、廢渣,要實行綜合利用,化害為利等。但目前我國鑄造生產(chǎn)的衛(wèi)生條件仍然較差,需要設計人員進行大量工作使之改善和提高。
三、 生產(chǎn)工藝流程與安全要求
鑄造生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)組織是否合理,直接影響運輸路線的遠近和車間勞動衛(wèi)生條件是否良好。在確定主要生產(chǎn)工部的相互位置時,應遵循以下原則:
1. 主要生產(chǎn)物料的流程應最短,其中首先要考慮液體金屬、型砂的運輸距離最短。
2. 主要生產(chǎn)工步間的相互位置要便于運輸連接,力爭把車間所有工步布置在一個廠房內(nèi),以獲得車間內(nèi)產(chǎn)最短的運輸距離。
3. 造型工步應有良好的照明和處于工步之間的核心位置;熔化工步要與爐料庫和造型工步相接近,砂處理要靠近造型材料庫和造型工步;清理工步則因粉塵高、噪聲大、最好與造型主廠房分開,單獨設置等。
四、 鑄造車間平面布置的安全要求
鑄造車間平面布置圖是根據(jù)多種工藝流程方案的反復比較,結合所在地的水文、地質(zhì)、氣候等自然地理條件而確定的,合理的布置對提高生產(chǎn)效率、防止事故發(fā)生具有積極的意義。例如:鑄造車間地下構筑多、金屬熔液濺溢多,因此鑄造車間應設置在地下水位較低的地段;為了使車間獲得足夠的自然采光并充份利用自然通風,一般要求廠房的縱向天窗軸線應與夏季的主導風向成60°~90°角,以便排出各種有害氣體,保證車間內(nèi)的空氣新鮮;車間內(nèi)應有運輸安全通道,車間外要留有消防車行駛道路;對于粉塵特別多、噪聲特別大的工藝過程,應該考慮為除塵、吸聲治理的合理布置留出必要的空間位置;鑄造車間布置在辦公室、食堂等不產(chǎn)生有害氣體和粉塵設施的下風處等。
五、 鑄造生產(chǎn)機械化與安全
解放前,我國鑄造生產(chǎn)處于繁重體力勞動的落后狀態(tài),鑄造設備很少,勞動防護與衛(wèi)生條件更不為人所重視。解放后,由于國民經(jīng)濟的恢復和發(fā)展,使我國鑄造生產(chǎn)機械化邁進了一大步,同時也積累了設計鑄造機械化車間以及改建、擴建老鑄造車間的經(jīng)驗。近年來,我國在造型、制芯、清砂等設備方面的改進發(fā)展,以及一些鑄造設計,研究院所對熔化,清砂、砂處理等設備的“三化”研究和生產(chǎn)應用,使鑄造車間生產(chǎn)過程中原先勞動強度高、勞動條件差的幾個主要工步,由較落后的手工操作,逐步向機械化、自動化、電控化方向發(fā)展,為改善勞動條件、減少污染、保障職工健康作出了一定貢獻。
目前,我國鑄造機械生產(chǎn)雖有較大增長,但據(jù)1982年統(tǒng)計,全國259種鑄造機械品種中,屬于保留、可提供的只有174種,其中具有七十年代水平的僅17種,這與工業(yè)發(fā)達國家相比,有明顯差距。近幾十年,國外鑄造生產(chǎn)發(fā)展非常迅速,鑄造機械不斷更新,一批具有世界先進水平的鑄造車間相繼建成,使鑄造車間的面貌發(fā)生了根本性的變化,如美國福特汽車公司密西根鑄造中心廠,年產(chǎn)鑄件能力35萬噸,蘇聯(lián)卡馬河鑄造廠,年產(chǎn)鑄件總量達55萬噸,意大利菲亞特汽車公司新建的克雷勝廷諾鑄造廠,年產(chǎn)鑄件25萬噸以上,以及由日本久保田公司承建的波蘭庫特諾鑄件廠等,這些新建的大型鑄造廠的共同特點都是高度自動化和半自動化的大量流水生產(chǎn),在生產(chǎn)方面采用世界先進的科學技術和工藝設備;在改善勞動生產(chǎn)條件方面,采用密閉廠房及雙層廠房等措施,在原材料及成品質(zhì)量控制和生產(chǎn)管理方面大多采用了電子計算機等先進裝置;在環(huán)保及公用投資方面都占有較高的比例。這些新型鑄造廠的設計和投產(chǎn),使鑄造生產(chǎn)的落后狀態(tài)得到根本的改變,標志著七十年代的鑄造生產(chǎn)現(xiàn)代化的水平。
目前,國外新型鑄造車間的設計中都普遍重視以下幾個方面:
1. 鑄造生產(chǎn)線的配套設備進一步合理與自動化,擴大生產(chǎn)線的適用性。
2. 采用監(jiān)控設備,進一步對流體金屬熔煉、澆注、混砂等生產(chǎn)過程進行自動控制。電子計算機已開始應用到鑄造生產(chǎn)的主要生產(chǎn)過程及生產(chǎn)管理方面。
3. 注意改善勞動條件,加強對環(huán)境保護和控制公害設備的研究,發(fā)展低噪音的機械設施。
4. 發(fā)展適用于中小批量鑄件生產(chǎn)的自動化裝置。
從世界現(xiàn)代鑄造車間的生產(chǎn)特點以及鑄造機械的發(fā)展方面看,鑄造機械的應用和鑄造生產(chǎn)安全設施是緊密聯(lián)系在一起的。鑄造生產(chǎn)機械化,不僅提高了生產(chǎn)效率,同時也是根本改善鑄造勞動條件的唯一途徑。
結合我國的實際條件,積極學習世界鑄造先進技術,把我國的鑄造車間設計和鑄造生產(chǎn)機械化提高到一個新的水平,以適應四個現(xiàn)代化建設的要求,是我國鑄造工作者的一項重要任務。