职业卫生监督基础第讲耐火材料制程职

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《职业卫生导则与“职业危害层级控制”》企业主要负责人与职业卫生管理人员培训考试入口

《职业危害层级控制》

是职业卫生监管的必备基础知识

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筹备了2年的广东省职业卫生监督员培训班(精英班)将于今年4月开班。该班学制1年,学员由各市从骨干职业卫生监督员中选派,经考试合格后根据考试成绩择优录取。该培训班教案经过2年时间的编写,已经完成了多个独立教案。为了方便学员入学考试和入学后预习、复习,全部教案将在   1—物料的边界线;2-固相;3-气相Ⅰ,热态接触:在此阶段物料内部各组分质点间的接触增加,但仍保留其边界。Ⅱ,开始阶段.在上述基础上,质点间的边界被打开,但新的气孔尚未形成。Ⅲ,形成封闭气孔阶段:随着温度和时间的变化,物料收缩,气孔率下降,体积密度增大,这一系列变化是一个渐变过程。完成烧结过程的两个必要条件是温度和时间。影响烧结的因素很多,主要有以下几方面:(1)物料的结晶化学特性物料的结晶化学特性是决定烧结难易的内在因素。表示晶体键强大小的晶格能是决定物料烧结和再结晶难易的重要参数。晶格能大的键力强,结构牢固,高温下质点的可动性较小,烧结较困难。晶体的结构类型也有重要作用,物料晶体晶格越稳定,则必须在接近其熔点的温度才有显著的缺陷,所以这种化合物的质点可动性较小,不容易烧结。由微细晶粒组成的多晶体比单晶体容易烧结。物料的结晶化学特性对烧结的影响的另一个表现是晶体生长速度的影响。(2)物料的分散度物料的分散度高则比表面积越大,表面自由能越大,使质点的迁移具有强大的动力。为了达到高度分散,必须对物料进行细磨。由于细磨过程中的机械作用,使物料晶体表面和内部缺陷增加,晶格活化,增加质点的可动性。

(3)温度和保温时间

温度和保温时间是烧结的重要外因条件。提高温度和延长保温时间,都有利于烧结的进行。

烧结过程中随温度不断提高,物料的气孔率不断降低,致密度和强度不断提高。当气孔率下降至某程度后,下降的速度就减慢。气孔率与温度的关系通常呈S形。上述物料的气孔率、致密度和强度变化开始趋于平坦的温度称为物料的烧结温度。若继续升高温度可能使物料软化变形(或膨胀)。从烧结温度到物料开始变形的温度范围称为烧结温度范围。(4)物料颗粒的接触情况和压力的影响物料颗粒接触情况良好有利于质点的扩散,促进烧结。将粉料高压成型为致密的坯体大大有利于烧结的进行。烧结过程中采用高压煅烧也能促进烧结。物料在高压外力的作用下能够在高温下促进塑性流动和加快质点的扩散过程,能够增强高温下物料的相对移动和相互结合能力,因而促进烧结的进行。(5)加入物的作用在烧结物料中加入适当的加入物,有如下几种作用:1)加入物与烧结相(主晶相)形成固溶体。固溶体的形成可以增加晶格缺陷,活化晶格促进烧结。2)加入物促进液相的形成,有利于烧结的进行,3)加入物与烧结相生成化合物时,如果该化合物不能与烧结相形成固溶体而且又是高耐火度的,则烧结相将被这化合物层所隔开,使颗粒间的接触和质点间的扩散受到阻碍,不利于烧结的进行。若生成的化合物的密度与烧结相相差较大,产生较大的体积效应也是不利于烧结的。(6)液相的作用

液相对烧结作用的机理主要是在液相表面张力的作用下固体颗粒的重排过程,以及重排过程结束后的溶解沉析和颗粒成长作用。

(7)气相在烧结中的作用烧结过程中在有加入物的情况下,若加入物具有高温挥发性,就会形成一部分气相,往住不利于烧结。若烧结相具有较大的吸附能力时,会在烧给固相表面形成吸附气相薄膜,阻碍烧结相颗粒间的直接接触,而且也会减弱加入物对烧结的促进作用。所以一般都不采用具有高挥发性的物质作加入物。如果烧结相本身具有高温挥发性也会形成一部分气相,这种情况与加入物的气相作用相反,住往有利于烧结的进行。这是因为烧结相可以通过“蒸发—凝聚”的过程进行传质。(8)气氛的影响烧结末期,当气孔已处于封闭状态,气氛(气孔中气体的类型)对烧结是有影响的。研究Al2O3的烧给时发现,当气体在晶体中的溶解度很小因而扩散很慢时,则孤立的气孔不易从坯体中排出。当气体在晶体中的扩散速度足够快时,则气氛对烧给末期显示不出什么影响。如果气氛对控制缺位结构有一定的作用,则可以加速扩散而有利于烧结的进行。在实际烧结过程中上述这些因素不可能是彼此孤立的,而是互相影响相互制约的。在不同条件下起主要作用的因索也可以是不同的。

高温作业

高温作业(捅料)

三、烧成制度的确定

通常,耐火制品的烧成制度包括升温速度、烧成最高温度、在最高烧成温度下的保温时间及冷却速度和烧成气氛等。

在烧成制度中,升温速度或冷却速度的允许值取决于坯料在烧成或冷却时所受到的应力作用。这种应力主要来源于两个方面,一种主要是由烧成过程中温度梯度和热膨胀或冷缩造成的,即所谓的热应力;另一种是由于制品内部一系列物理化学反应、晶型转变、重结晶、晶体长大等因素造成的。

坯砖加热时不出现裂纹的最大升温速度dT/dt,从理论上(以厚度为2b的平板为例)可得出由下式:

式中:σ—坯体抗拉强度;α—坯体的热膨胀系数,E—弹性模量,λ—热导率,c—比热,ρ—坯体密度,μ—泊松比。从上式可看出坯体加热时的最大升温速度是与坯体在不同温度下的线性变化α、导温系数λ/cρ,弹性模量E等因素有关。另外也受坯体厚度和形状复杂程度的影响。耐火制品的最高烧成温度主要由使用原料的性质和使用条件下对制品的各种性质要求所决定。原料越纯,品位越高,则烧成温度越高。保温时间与最高烧成温度一样,都是烧成的重要因素。在烧成过程中为使制品获得均一的烧成并使反应充分,在最高烧成温度下通常应进行必要时间的保温。一般认为保温时间越长,反应进行的越充分。但反应速度随时间增长而减慢。这样更长地延长保温时间,必然使能耗增大。因此就烧成而言,在不损坏制品限制的前提下,缩短必要的保温时间,对节约能源是很重要的。通常根据砖坯的烧结性、形状尺寸,窑温均匀性、装窑密度和高温阶段的升温速度等因素来确定适宜的保温时间。气氛性质对物料的烧结也有显著影响。烧成时采用什么气氛,需根据物料的组成和性质,加入物等因素决定。烧成时间内气氛分为氧化、还原和中性三种。气氛性质与制品的烧成、制品的性质有很大关系。它直接彩响到制品烧成时一系列物理化学反应。

职业病危害识别

通过上述工程分析,结合MSDS,职业病危害因素识别不难。如果有职业卫生检测/评价报告就更容易。

多数耐火材料厂均已实现机械化,制砖多为机压成型。煅烧作窑炉用轮窑及隧道窑两种。生产硅砖的主要原料硅石,含游离二氧化硅93%以上,生产粘土砖的主要原料高岭土、粘土等,含游离二氧化硅40%左右。

耐材工业中的主要职业危害为生产性无机矿物质粉尘,尤其是矽尘,因此矽肺是耐材工业中的主要职业病。

耐火材料厂中各工段均可产生粉尘,例如原料破碎、碾磨、筛选、拌料、粉料的运输、进出窑时的装卸等均可接触矽尘。在干燥和煅烧过程中,特别是人工装窑时,工人可受到高温和热辐射的影响。制沥青砖、加热沥青时可有沥青蒸气弥散,可引起沥青性皮炎。球磨机、轮碾机、压转机有噪声危害。某钢铁公司耐火材料厂硅砖车间,年前的入厂工人,矽肺发病率为%。

在某些企业的耐火材料厂的硅砖车间,车间空气中粉尘的游离二氧化硅含量可高达80%以上,出窑工人因经常接触粘土砖上经高温煅烧后的石英粉尘,故其矽肺发病率较高。

熔铸耐火材料生产过程可能存在的职业危害因素

耐火材料厂的粉尘、高温、噪声与化学物危害控制,详见《职业卫生工程学之局部通风罩》《职业卫生工程学之自然通风》《职业卫生工程学之全面通风》《职业卫生工程学之通风管》《职业卫生工程学之粉尘、尘肺与除尘器》《职业卫生工程学之有毒气体的净化》《职业卫生工程学之通风系统的效果检查》《职业卫生工程学之噪声聋与噪声控制》《职业卫生工程学之中暑与高温危害控制》《广东“一病一策”:高温作业分级管理(附:体力劳动强度分级)》《高血压与高温作业监督管理汇总》

职业病危害控制

高毒化学物需要按GBZ/T-7《高毒物品作业岗位职业病危害告知规范》设置职业病危害告知卡。详见《切莫让企业工作场所贴满牛皮癣》《工作场所贴职业病危害告知卡的企业,达行动水平者都需严管》。职业病危害因素警示标识与中文警示说明详见《职业病危害中文警示说明如何制作》。职业健康检查详见《无需职业健康检查的职业病危害因素和情形》。该工艺职业病危害控制,遵循《职业病危害层级控制措施》的原则。对于存在超标职业病危害因素作业岗位的监督管理,参照GBZ/T。详见:《化学物超标就要处罚吗》《粉尘超标应如何处罚》《噪声超标就要处罚吗》个人防护请看《个人防护用品(PPE)选用思维导图》。通风排气设施详见《有风则生,无风则死》。分类分级现场监督与非现场监督详见《如何分类分级现场监督与非现场监督》。作业场所噪声危害控制,详见《广东“一病一策”:听力保卫战(GBZ/T-4工作场所职业病危害作业分级第4部分噪声)》。高温危害控制,详见《广东“一病一策”:高温作业分级管理(附:体力劳动强度分级)》《高血压与高温作业监督管理汇总》。除尘器效率和除尘机理工业放射防护详见《非医疗放射性危害防护》。绿色字为详细资料的超链接,点进可读职业卫生实训教案目录超链接职业卫生行政处罚的合并处罚和竞合处罚无日常监测就处罚?处罚条款需结合卫生标准才有意义职业卫生监督基础:检测评价与卫生监督专题职业卫生监督基础:职业健康检查与职业病诊断专题职业卫生监督基础:非医疗放射性危害防护职业卫生监督基础课程:常见工艺原理与职业危害识别控制讲无需职业健康检查的职业病危害因素和情形职业卫生监督基础:特殊行业职业危害识别与控制职业健康检查机构备案与省级卫生健康主管部门指定区域的区别尘肺病诊断标准片与农民工尘肺病保护职业卫生监督基础:如何分类分级现场监督与非现场监督

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职业卫生实训基地

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