鎂合金安全培訓(xùn)教材(1)

1、鎂合金壓鑄及機(jī)加工過程中的安全培訓(xùn)教材前言隨著鎂合金壓鑄的興起與發(fā)展，鎂合金壓鑄企業(yè)越來越多，鎂金屬火災(zāi)一直以來是目前全國，乃至全世界消防處置的難題之一，這些火災(zāi)的情況十分復(fù)雜，稍有不慎，極易造成人員傷亡。我國的建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范在生產(chǎn)加工和儲(chǔ)存物品的火災(zāi)危險(xiǎn)性分類中，將鎂加工企業(yè)列為乙類，即鎂粉/鎂屑為易燃物質(zhì)，燃燒產(chǎn)生的爆炸性氣體H2又極有可能發(fā)展為爆炸事故。在鎂合金生產(chǎn)經(jīng)營中如不重視安全生產(chǎn)，將會(huì)釀成毀滅性的災(zāi)難。例如1964年，我國某廠的鎂爐發(fā)生爆炸，不僅整個(gè)生產(chǎn)線化為灰燼，而且當(dāng)時(shí)燒死4人、燒傷多人，造成重大的人身和財(cái)產(chǎn)損失。又如2001年3月20日西班牙Dalphimetal公司（生

2、產(chǎn)鎂合金汽車配件）在清理收集鎂屑時(shí)不慎產(chǎn)生火花，引燃鎂屑，并導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生?；馂?zāi)造成25t鎂錠、600t鎂成品、4臺(tái)全自動(dòng)壓鑄機(jī)生產(chǎn)線和廠房被徹底燒毀。2003年12月某壓鑄配套廠，由于打磨工段沒堆積在地面上的鎂粉燃燒，并釀成火災(zāi)。2003年12月29日美國Garfield公司（鎂回收廠儲(chǔ)藏庫）發(fā)生燃燒和爆炸。因此，對(duì)安全生產(chǎn)必須高度重視。好多年以前，人們對(duì)用電也很恐懼，說電能把人給電死，要遠(yuǎn)離電，但現(xiàn)在人們知道怎樣去用電和防護(hù)，人們沒有了對(duì)電的恐懼，電成為了人們生活中不可缺少的能源。鎂合金壓鑄也是一樣，只要給予必要的關(guān)注，鎂合金并不比危險(xiǎn)。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為鎂合金具有危險(xiǎn)性，是一種不安全的材料。近年

3、來，通過大量的生產(chǎn)實(shí)踐，人們已經(jīng)逐步走出傳統(tǒng)的誤區(qū)。其實(shí)理論上存在的危險(xiǎn)性，在實(shí)踐中并不能一概而論，事實(shí)上鎂的塊狀固體相當(dāng)安全，不會(huì)發(fā)生燃燒和爆炸。甚至將鎂塊直接對(duì)著火焰加熱和燃燒，也不會(huì)引起鎂的燃燒。即使鎂塊被引燃，只要將火焰撤離，鎂塊也會(huì)因?yàn)闊崃垦杆偕⑹?，溫度降至燃點(diǎn)以下，火焰會(huì)自動(dòng)熄滅。鎂塊具有熱容量大、熱量散失快、燃點(diǎn)高的特性。鎂塊的燃燒必須是先將固體鎂塊加熱到650（熔點(diǎn)），固體鎂塊溶化后再對(duì)液體的鎂繼續(xù)加熱到1100（沸點(diǎn)），這時(shí)才會(huì)有鎂蒸氣逸出，氣體的鎂才具有極強(qiáng)的燃燒和爆炸危害性。但是鎂粉/鎂屑、輕薄料的確也存在一定的燃燒、爆炸危害性。一般認(rèn)為：當(dāng)空氣中鎂粉塵濃度達(dá)到20mg/

4、L時(shí)就可能引起爆炸；直接對(duì)鎂粉塵加熱到340560也可能引起鎂粉塵的燃燒。鎂合金生產(chǎn)在壓鑄行業(yè)中發(fā)生的燃燒、爆炸事故也往往是由鎂粉/鎂屑、輕薄料引起的。因此能否保證鎂合金的生產(chǎn)安全，在鎂合金熔爐工段，關(guān)鍵是避免鎂湯和含氧物質(zhì)及水分接觸。應(yīng)特別注意不能混入飲料水、汗水，生產(chǎn)中使用的工具不能潮濕。而在后加工工段，其關(guān)鍵在于對(duì)鎂粉/鎂屑、輕薄料能否進(jìn)行有效管理和控制。鎂金屬的物理性質(zhì)鎂是銀白色的金屬, 熔點(diǎn)648.8,沸點(diǎn)1107,高溫下具有延展性。 它的密度是1. 74克/厘米 38-40是鎂的燃點(diǎn)，活潑金屬，遇濕易燃物品。具刺激性，對(duì)眼、上呼吸道和皮膚有刺激性，吸入可引起咳嗽、胸痛等。 鎂合金發(fā)

5、生燃燒的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理1. 能在空氣中燃燒，燃燒時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的白光并放出高熱。遇水或潮氣猛烈反應(yīng)放出氫氣，大量放熱，引起燃燒或爆炸。粉體與空氣可形成爆炸性混合物，當(dāng)達(dá)到一定濃度時(shí)，遇火星會(huì)發(fā)生爆炸。引燃溫度340560，爆炸下限%(V/V)：4459mg/m3，最小點(diǎn)火能40 mJ。2Mg+ O2=2MgO 釋放大量熱量2.鎂與水發(fā)生作用，產(chǎn)生氫氣和產(chǎn)生放熱反應(yīng)，熱量的聚集到一定程度時(shí)，會(huì)引起劇烈燃燒和爆炸。Mg+H2O=MgO+H2Mg+2H2O=Mg(OH)2+H22H2+ O2=2H2O 釋放大量熱量3.在潮濕狀態(tài)下，鎂與鐵銹Fe2O3中的氧發(fā)生作用，產(chǎn)生劇烈的燃燒，釋放出高熱，發(fā)出耀眼的白

6、光。3Mg+ Fe2O3=3MgO+2Fe 發(fā)生劇烈反應(yīng)4. 鎂和河沙中的SiO2反應(yīng)2Mg+SiO2=2MgO+Si 發(fā)生劇烈反應(yīng)鎂合金的安全生產(chǎn)條件與要求1對(duì)管理工作的要求 （1）管理的模式。建立健全完善公司的安全管理機(jī)構(gòu)，并實(shí)行公司、部門、班組三級(jí)管理模式。 （2）安全管理的核心內(nèi)容。 “誰主管，誰負(fù)責(zé)”的原則。“管生產(chǎn)必須管安全”的原則（3）安全生產(chǎn)檢查制度。安全生產(chǎn)委員會(huì)每月二次“四查”工作：查安全生產(chǎn)制度和安全生產(chǎn)作業(yè)規(guī)范的制定與落實(shí)，查有無違章操作的現(xiàn)象；查是否存在不安全的隱患；查不安全的隱患及是否得到及時(shí)、有效的整改。（4）鎂合金安全生產(chǎn)的中心任務(wù)是：防止鎂塵、鎂粉、鎂屑及鎂的

7、輕薄料發(fā)生燃燒和爆炸。 （5）鎂火災(zāi)防護(hù)的 “三防”和“四危害”。 “三防”，即防火、防水、防高溫；“四危害”，即強(qiáng)光、高熱、迅猛燃燒、遇水爆炸。 （6）鎂火災(zāi)防護(hù)八項(xiàng)措施：1）盡早撲滅初期火災(zāi)；2）斷電；3）報(bào)警；4）降溫；5）禁水；6）隔絕空氣；7）遇險(xiǎn)逃生；8）防止火源擴(kuò)大。2對(duì)安全生產(chǎn)條件的要求 （1）生產(chǎn)場(chǎng)地要求空間高，自然通風(fēng)好，場(chǎng)地寬敞，有充足的避險(xiǎn)逃生通道。 （2）建筑結(jié)構(gòu)必須采用預(yù)制混凝土或磚混結(jié)構(gòu)的不燃材料，門窗和室內(nèi)設(shè)備應(yīng)具有阻燃和防火功能。 （3）建筑車間應(yīng)該分為若干個(gè)相互獨(dú)立、保持有相對(duì)安全距離的區(qū)域。 （4）現(xiàn)場(chǎng)配置足夠量的消防沙和ABC干粉滅火器，尤其是不得用水去

8、撲滅鎂合金火災(zāi)。 （5）消防器材的配置地點(diǎn)應(yīng)該標(biāo)志明顯，取用方便，并實(shí)行專人維護(hù)和保養(yǎng)，不得挪作他用。 （6）作業(yè)區(qū)必須實(shí)行嚴(yán)格的禁火、禁水管制，并防止火星、火花的產(chǎn)生。（7）電源線路、電器設(shè)備的安裝必須符合國家安全規(guī)范的規(guī)定，經(jīng)有國家資質(zhì)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)合格。（8）應(yīng)準(zhǔn)備必要的呼吸器具。3對(duì)操作人員的要求 （1）操作人員的個(gè)人防護(hù)是從事鎂合金壓鑄的基本條件。鎂合金壓鑄人員的基本保護(hù)用品有工作服、安全帽、防護(hù)面罩、隔熱石棉手套、防火衣褲（耐熱700以上）、安全鞋。操作人員上崗前必須進(jìn)行相應(yīng)的安全培訓(xùn)，并考試合格方能上崗。 （2）操作人員在進(jìn)行作業(yè)以前，必須按規(guī)定正確穿戴勞動(dòng)保護(hù)用品（穿勞保鞋，戴

9、棉質(zhì)口罩、平滑手套、平滑帽子，穿無口袋、無袖口的工作服），未穿戴防護(hù)用品的人員不能靠近作業(yè)區(qū)域，不能進(jìn)行操作。 （3）操作人員不準(zhǔn)帶病、酒后及疲勞上崗，壓鑄作業(yè)區(qū)不能帶入飲料、水、火種。（4）生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)必須保持整潔干燥，如發(fā)生漏油、漏水必須馬上清理干凈。（5）生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)及四周不允許存放易燃易爆物品，對(duì)本人工位上的鎂粉/鎂屑、輕薄料、必須每2h清理一次，并裝入專用中轉(zhuǎn)容器；組長安排每班下班前運(yùn)走和進(jìn)行無害化處理，嚴(yán)禁堆放在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)造成安全隱患。 （6）操作人員在鎂合金熔煉爐前加料、打渣時(shí)，必須穿好工作服，戴上頭盔，防止汗液滴入鎂湯中，防止飛濺，導(dǎo)致灼傷皮膚甚至引起爆炸。4各生產(chǎn)工序的安全生產(chǎn)要求和防

10、護(hù)措施4.1 鎂合金熔煉區(qū)的安全與防護(hù)鎂合金熔煉時(shí)的常規(guī)保護(hù)措施比其他熔融金屬的要求更加嚴(yán)格，要求生產(chǎn)人員必須使用面罩和防水衣。對(duì)鎂而言，水汽不論其來源如何，都會(huì)增大熔體發(fā)生爆炸和著火的危險(xiǎn)，尤其是當(dāng)汽水與鎂湯接觸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生潛在的爆炸源H2。4.1.1熔爐內(nèi)火災(zāi)的控制和滅火（1）熔爐火災(zāi)一般可分為坩堝中著火和坩堝破裂兩種形式。（2）坩堝中著火通常由于保護(hù)氣體匱乏所致。檢點(diǎn)：保護(hù)氣體是否開啟；份量是否足夠；混合比正確與否；有無備用瓶；管路接頭有無泄漏；爐蓋有無蓋緊、密合。操作中不應(yīng)該經(jīng)常開啟爐蓋。（3）清渣前要預(yù)熱清渣工具，清渣時(shí)會(huì)產(chǎn)生零星的火花，操作者不需為此驚慌。（4）若因保護(hù)氣體匱乏引起液

11、面著火時(shí)，應(yīng)立即丟入大量覆蓋劑并施以充分的保護(hù)氣體。（5）一發(fā)現(xiàn)爐內(nèi)冒出白煙，要沉著，迅速切斷電源，通知相關(guān)人員，并立即穿戴防護(hù)用具。由泄湯口排出或檢視孔所見的鎂湯量判斷漏湯程度，作不同的應(yīng)變處理。若泄湯口未流出任何鎂湯，則立即將覆蓋劑丟入爐內(nèi)及承湯皿中，然后用干燥的杓子從坩堝內(nèi)舀出一些熔湯，接著連續(xù)丟入幾支完全干燥的鎂錠，使坩堝內(nèi)的熔湯盡快凝固。若泄湯口流出的鎂湯量不多，呈絹絲狀，則立即將覆蓋劑大量丟入爐內(nèi)及承湯皿中，在承湯皿尚未滿前盡快用干燥的杓子將爐內(nèi)的鎂湯舀出一部份，然后連續(xù)丟入鎂錠，使熔湯快速凝固。若泄湯口流出的鎂湯量大，如同倒水，這時(shí)要立即打開爐蓋丟入大量的覆蓋劑及鎂錠，同時(shí)承湯皿

12、也放入鎂錠和大量的覆蓋劑，能丟多少就丟多少，這時(shí)舀湯出來已失去時(shí)效性，不需再浪費(fèi)時(shí)間。接著離開現(xiàn)場(chǎng)，從遠(yuǎn)處監(jiān)視其動(dòng)靜。同體積下鋁錠吸收的熱量比鎂高，因此，滅火時(shí)可考慮使用鋁錠取代鎂錠。（6）干砂不可用于熔爐內(nèi)滅火。4.1.2鎂合金錠熔化前的預(yù)熱由于溫度和存放及運(yùn)輸過程中的相對(duì)溫度變化，鎂合金錠會(huì)吸收一定的水分。鎂合金錠總會(huì)具有氣、裂紋和表面氧化，以上特征和水分有關(guān)。在熔化之前把鎂合金錠預(yù)熱到150以除去水分。4.1.3鎂合金熔化、保溫及停爐 （1）所有的清理工具和澆注杓子使用前必須在洗滌溶劑中洗滌，并預(yù)熱以除水汽，目視完全干燥后方可使用，并且在入熔爐時(shí)緩慢放入。（2）所有溶劑都必須密封保存，并

13、保持干燥，含水量小于3%。（3）工作場(chǎng)地應(yīng)經(jīng)常保持干燥、整潔、通風(fēng)良好和道路暢通。熔化區(qū)域的地板材料應(yīng)耐熱且不吸水，因普通水泥在金屬溢出時(shí)會(huì)釋放出水分，建議使用耐火磚和特種水泥（4）防止燃燒/氧化，輸入適當(dāng)流量的保護(hù)氣體，并且熔爐要密封性能良好，確保保護(hù)氣體的供應(yīng)不能中斷。爐蓋不能冒煙（5）在添加鎂合金錠的和其它操作時(shí)，盡量減少爐蓋口的打開時(shí)間。（6）停爐時(shí)，只有當(dāng)坩堝內(nèi)溫度低于350以下時(shí)，才可關(guān)掉保護(hù)氣體。（7）對(duì)坩堝要定期檢查，防止坩堝裂紋和裂紋導(dǎo)致鎂液泄漏。（8）鎂合金燃燒時(shí)，嚴(yán)禁用水、二氧化碳或泡沫滅火劑滅火，這些物質(zhì)會(huì)催化鎂的燃燒并引起爆炸。嚴(yán)禁用砂子滅火，因?yàn)榛饎?shì)相當(dāng)大時(shí)，SiO

14、2與Mg反應(yīng)，放出大量的熱并促使鎂劇烈燃燒。4.2 鎂合金壓鑄區(qū)的安全與防護(hù)由于溶化的鎂液易燃易爆，遇氧氣劇烈燃燒，遇水爆炸，遇鐵銹、有水分的混凝土、含硅的耐火材料等均會(huì)劇烈反應(yīng)，且一旦發(fā)生火災(zāi)時(shí)難以撲滅，因此，對(duì)其壓鑄成套裝備的性能、可靠性、安全性要求極高。一般情況下，鎂液初始的小面積的起火尚能采取一些措施補(bǔ)救，一旦引起大火或蔓延、爆炸，則無法控制和補(bǔ)救，將會(huì)造成巨大的人員、財(cái)產(chǎn)傷亡損失。坩堝內(nèi)層因鎂液的腐蝕和SF6保護(hù)氣體的腐蝕也可能穿孔，穿孔后溶化的鎂液流出起火爆炸將造成重大災(zāi)害事故。夏季易造成高溫鎂合金液的飛箭傷人或爆炸起火事故。4.2.1鎂合金壓鑄生產(chǎn)過程的要求（1）鎂合金壓鑄生產(chǎn)過

15、程中，最重要的是保持現(xiàn)場(chǎng)的干燥、干凈。（2）壓鑄現(xiàn)場(chǎng)必須清潔，不允許有任何積水、油污存在，并要有良好的通風(fēng)、排氣條件。（3）鎂合金錠要存放在陰涼、干燥、通風(fēng)的庫房中，熔煉現(xiàn)場(chǎng)不宜存放過多的鎂錠。（4）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。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的廢料必須及時(shí)清理打掃，且應(yīng)裝在干燥的不燃容器內(nèi)。 （5）打開鎂合金熔爐前應(yīng)檢查各項(xiàng)電器、儀表是否工作正常，氣管是否連接完好，防止N2和SF6的泄漏。 （6）加料前應(yīng)檢查各開口是否密閉，料嘴、料筒是否配合恰當(dāng)。加料后要迅速蓋上加料口，防止空氣過多進(jìn)入熔爐而引起氧化燃燒。（7）溶化鎂合金必須有氣體保護(hù)，不得將有雜質(zhì)的鎂錠、鎂粉、鎂渣加入。進(jìn)入

16、熔爐前的鎂錠和清渣工具必須干燥、無油，至少預(yù)熱到150。（8）要常檢查沖頭，不能漏水，否則可能發(fā)生爆炸和傷人。另外沖頭的冷卻可用風(fēng)冷，模具的加熱及冷卻一般用耐高溫油。（9）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(shí)在模具上分型面部位加裝飛料擋板。壓鑄時(shí)前后安全門一定要關(guān)閉，操作者嚴(yán)禁站在分型面上。（10）模具上的脫模劑要吹干，否則可能產(chǎn)生噴濺或傷人。（11）不能對(duì)料筒噴脫模劑，否則可能產(chǎn)生噴濺和傷人。（12）打碴時(shí)，動(dòng)作要快，避免汗水和異物掉入熔爐中，爐碴放入干燥的鐵桶后，要迅速灑上干硅沙覆蓋，以防止氧化燃燒。（13）壓鑄車間配置滅火器材，用于鎂合金的滅火劑有干沙、干粉滅火器、

17、這些滅火器材應(yīng)放置在醒目的地方，便于現(xiàn)場(chǎng)緊急使用，對(duì)滅火器材要經(jīng)常檢查。（14）鎂壓鑄時(shí)熔爐坩堝的腐蝕銹蝕是難以完全避免的，當(dāng)發(fā)生坩堝破裂泄露時(shí)，處理方法如下：首先要迅速切斷電源，穿戴防護(hù)用具，由泄液口的流量判斷泄露程度，做出不同的處理。如果泄液口沒有鎂液流出，可立即將覆蓋劑大量丟入爐中及盛液皿中，然后用干燥的勺子從爐中舀出一些鎂液，接著放入幾個(gè)預(yù)熱過的鎂錠，使坩堝內(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液皿中，在盛液皿尚未滿之前，盡快用勺子將爐內(nèi)的鎂液舀出一部分，然后連續(xù)丟入大量覆蓋劑及鎂錠，同時(shí)盛液皿中也要放入大量覆蓋劑。此后盡快離開現(xiàn)場(chǎng)，從遠(yuǎn)處觀察動(dòng)靜。不過像

18、這樣的事故很少發(fā)生，關(guān)鍵是平時(shí)要按規(guī)定做好熔爐的定期檢查及維護(hù)，以防患于未然。4.3 鎂合金機(jī)械加工區(qū)的安全要求與防護(hù)措施 在機(jī)加工和處理鎂合金碎屑時(shí)，必須遵守以下規(guī)定：禁煙火、刀鋒利、碎屑厚、乳劑不停、切屑結(jié)束立退刀、不用水性切屑液、清潔干燥、通風(fēng)良好、機(jī)臺(tái)無屑、廢料桶有蓋,下班清掉!滅火用沙和干粉,千萬不能用水澆!4.4 鎂合金研磨區(qū)的安全要求與防護(hù)措施研磨產(chǎn)生鎂粉極易燃燒，對(duì)于相關(guān)設(shè)備和操作，必須認(rèn)真考慮采取防火和防止爆炸的措施。禁煙火和火星、濕塵收集、常清理、電氣防爆、衣褲無袋、通風(fēng)良好、機(jī)臺(tái)無屑、下班清掉! 氯化鐵水溶液后埋掉。滅火用沙和干粉,千萬不能用水澆!4.5打磨、拋光、烤漆工序的安全要求與防護(hù)措施禁煙火和火星、場(chǎng)內(nèi)無鐵具,及水帶入，清潔干燥、吸塵、排風(fēng)、照明防爆、衣褲無袋、棉質(zhì)口罩、平滑手套、濕式吸塵器裝戶外、5%氯化鐵溶液來浸泡、氫氣逸出;烤漆工段無塵、涂層腐碳樹脂漆、滅火用沙和干粉,千萬不能用水澆!4.6鎂合金熱處理安全要求與防護(hù)措施裝爐前工件清潔干燥加除屑、爐膛內(nèi)清潔、干燥。同爐同料、按規(guī)操作、溫度控制要嚴(yán)格、絕對(duì)禁止水滅火,火災(zāi)發(fā)生先斷電。4.7物資的安全存儲(chǔ)管理安全要求與防護(hù)措施 （