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82. Indústria de processamento e trabalho de metais

Editor de Capítulo: Michael McCann


Conteúdo

Tabelas e Figuras

Perfil Geral

Operações de fundição e refino

Fundição e Refino
Pekka Roto

Fundição e Refino de Cobre, Chumbo e Zinco

Fundição e Refino de Alumínio
Bertram D. Dinman

Fundição e refino de ouro
ID Gadaskina e LA Ryzik

Processamento de metais e trabalho de metais

Fundições
Franklin E. Mirer

Forjamento e Estampagem
Roberto M. Parque

Soldagem e Corte Térmico
Philip A. Platcow e GS Lyndon

Tornos
Toni Retsch

Retificação e polimento
K. Welinder

Lubrificantes Industriais, Fluidos Metalúrgicos e Óleos Automotivos
Richard S. Kraus

Tratamento de superfície de metais
JG Jones, JR Bevan, JA Catton, A. Zober, N. Fish, KM Morse, G. Thomas, MA El Kadeem e Philip A. Platcow

Recuperação de Metal
Melvin E. Cassady e Richard D. Ringenwald, Jr.

Questões Ambientais no Acabamento de Metais e Revestimentos Industriais
Stewart Forbes

Tabelas

Clique em um link abaixo para visualizar a tabela no contexto do artigo.

1. Entradas e saídas para fundição de cobre
2. Entradas e saídas para fundição de chumbo
3. Entradas e saídas para fundição de zinco
4. Entradas e saídas para fundição de alumínio
5. Tipos de fornos de fundição
6. Entradas de materiais de processo e saídas de poluição
7. Processos de soldagem: Descrição e perigos
8. Resumo dos perigos
9. Comandos para alumínio, por operação
10. Comandos para cobre, por operação
11. Comandos para chumbo, por operação
12. Controles para zinco, por operação
13. Controles para magnésio, por operação
14. Controles para mercúrio, por operação
15. Controles para níquel, por operação
16. Controles de metais preciosos
17. Controles para cádmio, por operação
18. Controles para selênio, por operação
19. Controles para cobalto, por operação
20. Controles para estanho, por operação
21. Controles para titânio, por operação

figuras

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Processamento de metais e trabalho de metais

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Processamento de metais e trabalho de metais

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Quarta-feira, 16 Março 2011 20: 28

Fundição e Refino

Adaptado da 3ª edição, Enciclopédia de Saúde e Segurança Ocupacional.

Na produção e refino de metais, componentes valiosos são separados de materiais inúteis em uma série de diferentes reações físicas e químicas. O produto final é metal contendo quantidades controladas de impurezas. A fundição e refino primários produzem metais diretamente de concentrados de minério, enquanto a fundição e refino secundários produzem metais a partir de sucata e resíduos de processos. A sucata inclui pedaços de peças metálicas, barras, torneados, chapas e fios que estão fora da especificação ou desgastados, mas que podem ser reciclados (consulte o artigo “Recuperação de metais” neste capítulo).

Visão geral dos processos

Duas tecnologias de recuperação de metal são geralmente usadas para produzir metais refinados, pirometalúrgico e hidrometalúrgico. Os processos pirometalúrgicos usam calor para separar os metais desejados de outros materiais. Esses processos usam diferenças entre potenciais de oxidação, pontos de fusão, pressões de vapor, densidades e/ou miscibilidade dos componentes do minério quando fundidos. As tecnologias hidrometalúrgicas diferem dos processos pirometalúrgicos porque os metais desejados são separados de outros materiais usando técnicas que capitalizam as diferenças entre as solubilidades dos constituintes e/ou propriedades eletroquímicas em soluções aquosas.

Pyrometallurgy

 Durante o processamento pirometálico, um minério, após ser beneficiado (concentrado por trituração, moagem, flutuação e secagem), é sinterizado ou torrado (calcinado) com outros materiais, como pó de manga e fundente. O concentrado é então fundido, ou derretido, em um alto-forno para fundir os metais desejados em um lingote derretido impuro. Este lingote então passa por um terceiro processo pirometálico para refinar o metal até o nível de pureza desejado. Cada vez que o minério ou ouro é aquecido, são criados resíduos. A poeira da ventilação e os gases do processo podem ser capturados em um filtro de mangas e descartados ou devolvidos ao processo, dependendo do teor de metal residual. O enxofre no gás também é capturado e, quando as concentrações ficam acima de 4%, pode ser transformado em ácido sulfúrico. Dependendo da origem do minério e de seu teor de metais residuais, vários metais, como ouro e prata, também podem ser produzidos como subprodutos.

A torrefação é um importante processo pirometalúrgico. A torrefação de sulfatação é usada na produção de cobalto e zinco. Sua finalidade é separar os metais para que possam ser transformados em uma forma solúvel em água para posterior processamento hidrometalúrgico.

A fundição de minérios sulfídicos produz um concentrado de metal parcialmente oxidado (mate). Na fundição, o material sem valor, geralmente ferro, forma uma escória com o material fundente e é convertido em óxido. Os metais valiosos adquirem a forma metálica na etapa de conversão, que ocorre em fornos de conversão. Este método é usado na produção de cobre e níquel. Ferro, ferrocromo, chumbo, magnésio e compostos ferrosos são produzidos pela redução do minério com carvão e um fundente (calcário), sendo o processo de fundição geralmente realizado em forno elétrico. (Veja também o Siderurgia capítulo.) A eletrólise de sal fundido, usada na produção de alumínio, é outro exemplo de um processo pirometalúrgico.

A alta temperatura necessária para o tratamento pirometalúrgico de metais é obtida pela queima de combustíveis fósseis ou pela reação exotérmica do próprio minério (por exemplo, no processo de fusão rápida). O processo de fundição instantânea é um exemplo de processo pirometalúrgico de economia de energia no qual o ferro e o enxofre do concentrado de minério são oxidados. A reação exotérmica acoplada a um sistema de recuperação de calor economiza muita energia para a fundição. A alta recuperação de enxofre do processo também é benéfica para a proteção ambiental. A maioria das fundições de cobre e níquel construídas recentemente usa esse processo.

Hidrometalurgia

Exemplos de processos hidrometalúrgicos são lixiviação, precipitação, redução eletrolítica, troca iônica, separação por membrana e extração por solvente. A primeira etapa dos processos hidrometalúrgicos é a lixiviação de metais valiosos de materiais menos valiosos, por exemplo, com ácido sulfúrico. A lixiviação é muitas vezes precedida de pré-tratamento (por exemplo, torrefação com sulfatação). O processo de lixiviação geralmente requer alta pressão, adição de oxigênio ou altas temperaturas. A lixiviação também pode ser realizada com eletricidade. Da solução de lixiviação, o metal desejado ou seu composto é recuperado por precipitação ou redução usando diferentes métodos. A redução é realizada, por exemplo, na produção de cobalto e níquel com gás.

A eletrólise de metais em soluções aquosas também é considerada um processo hidrometalúrgico. No processo de eletrólise, o íon metálico é reduzido ao metal. O metal está em uma solução de ácido fraco da qual precipita nos cátodos sob a influência de uma corrente elétrica. A maioria dos metais não ferrosos também pode ser refinada por eletrólise.

Freqüentemente, os processos metalúrgicos são uma combinação de processos piro e hidrometalúrgicos, dependendo do concentrado de minério a ser tratado e do tipo de metal a ser refinado. Um exemplo é a produção de níquel.

Perigos e sua prevenção

A prevenção de riscos à saúde e de acidentes na indústria metalúrgica é principalmente uma questão educacional e técnica. Os exames médicos são secundários e têm apenas um papel complementar na prevenção de riscos para a saúde. A troca harmoniosa de informações e a colaboração entre os departamentos de planejamento, linha, segurança e saúde ocupacional da empresa proporcionam o resultado mais eficiente na prevenção de riscos à saúde.

As melhores e menos dispendiosas medidas preventivas são aquelas tomadas na fase de planejamento de uma nova planta ou processo. No planejamento de novas instalações de produção, os seguintes aspectos devem ser levados em consideração, no mínimo:

  • As fontes potenciais de contaminantes do ar devem ser fechadas e isoladas.
  • O projeto e a localização do equipamento de processo devem permitir fácil acesso para fins de manutenção.
  • Áreas nas quais um perigo súbito e inesperado pode ocorrer devem ser monitoradas continuamente. Avisos de advertência adequados devem ser incluídos. Por exemplo, áreas nas quais a exposição a arsina ou cianeto de hidrogênio pode ser possível devem estar sob monitoramento contínuo.
  • A adição e o manuseio de produtos químicos venenosos devem ser planejados de modo que o manuseio manual possa ser evitado.
  • Dispositivos de amostragem de higiene ocupacional pessoal devem ser usados ​​para avaliar a exposição real do trabalhador individual, sempre que possível. O monitoramento fixo regular de gases, poeiras e ruídos fornece uma visão geral da exposição, mas tem apenas um papel complementar na avaliação da dose de exposição.
  • No planeamento do espaço, devem ser tidos em conta os requisitos de futuras alterações ou extensões do processo para que os padrões de higiene ocupacional da fábrica não se deteriorem.
  • Deve haver um sistema contínuo de treinamento e educação para o pessoal de segurança e saúde, bem como para capatazes e trabalhadores. Os novos trabalhadores, em particular, devem ser completamente informados sobre os riscos potenciais à saúde e como evitá-los em seus próprios ambientes de trabalho. Além disso, o treinamento deve ser feito sempre que um novo processo for introduzido.
  • Práticas de trabalho são importantes. Por exemplo, a falta de higiene pessoal comendo e fumando no local de trabalho pode aumentar consideravelmente a exposição pessoal.
  • A gestão deve ter um sistema de monitoramento de saúde e segurança que produza dados adequados para a tomada de decisões técnicas e econômicas.

 

A seguir estão alguns dos perigos e precauções específicos encontrados na fundição e refino.

Lesões

A indústria de fundição e refino tem uma taxa mais alta de lesões do que a maioria das outras indústrias. As fontes dessas lesões incluem: respingos e derramamentos de metal fundido e escória resultando em queimaduras; explosões de gás e explosões de contato de metal fundido com água; colisões com locomotivas em movimento, vagões, pontes rolantes e outros equipamentos móveis; quedas de objetos pesados; quedas de altura (por exemplo, ao acessar a cabine de um guindaste); e lesões por escorregões e tropeções por obstrução de pisos e passagens.

As precauções incluem: treinamento adequado, equipamentos de proteção individual (EPI) adequados (por exemplo, capacetes, sapatos de segurança, luvas de trabalho e roupas de proteção); bom armazenamento, limpeza e manutenção do equipamento; regras de trânsito para equipamentos em movimento (incluindo rotas definidas e um sistema eficaz de sinalização e alerta); e um programa de proteção contra quedas.

HEAT

Doenças causadas por estresse térmico, como insolação, são um risco comum, principalmente devido à radiação infravermelha de fornos e metal fundido. Isso é especialmente um problema quando o trabalho extenuante deve ser feito em ambientes quentes.

A prevenção de doenças causadas pelo calor pode envolver telas de água ou cortinas de ar na frente dos fornos, resfriamento pontual, cabines fechadas com ar-condicionado, roupas de proteção térmica e roupas refrigeradas a ar, permitindo tempo suficiente para aclimatação, intervalos de trabalho em áreas frias e um suprimento adequado de bebidas para consumo frequente.

Perigos químicos

A exposição a uma ampla variedade de poeiras, vapores, gases e outros produtos químicos perigosos pode ocorrer durante as operações de fundição e refino. A trituração e moagem do minério, em particular, pode resultar em alta exposição à sílica e poeiras de metais tóxicos (por exemplo, contendo chumbo, arsênico e cádmio). Também pode haver exposição à poeira durante as operações de manutenção do forno. Durante as operações de fundição, os vapores de metal podem ser um grande problema.

As emissões de poeira e fumaça podem ser controladas por enclausuramento, automação de processos, ventilação de exaustão local e de diluição, umedecimento de materiais, manuseio reduzido de materiais e outras alterações de processo. Onde estes não são adequados, a proteção respiratória seria necessária.

Muitas operações de fundição envolvem a produção de grandes quantidades de dióxido de enxofre a partir de minérios de sulfeto e monóxido de carbono de processos de combustão. A diluição e a ventilação de exaustão local (LEV) são essenciais.

O ácido sulfúrico é produzido como subproduto das operações de fundição e é usado no refino eletrolítico e na lixiviação de metais. A exposição pode ocorrer tanto ao líquido quanto às névoas de ácido sulfúrico. Proteção para a pele e olhos e LEV são necessários.

A fundição e o refino de alguns metais podem apresentar riscos especiais. Exemplos incluem carbonila de níquel no refino de níquel, fluoretos na fundição de alumínio, arsênico na fundição e refino de cobre e chumbo e exposições a mercúrio e cianeto durante o refino de ouro. Esses processos requerem suas próprias precauções especiais.

Outros perigos

O brilho e a radiação infravermelha de fornos e metal fundido podem causar danos aos olhos, incluindo catarata. Óculos adequados e protetores faciais devem ser usados. Altos níveis de radiação infravermelha também podem causar queimaduras na pele, a menos que roupas de proteção sejam usadas.

Altos níveis de ruído de minério de britagem e moagem, sopradores de descarga de gás e fornos elétricos de alta potência podem causar perda de audição. Se a fonte do ruído não puder ser fechada ou isolada, devem ser usados ​​protetores auriculares. Um programa de conservação auditiva, incluindo testes audiométricos e treinamento, deve ser instituído.

Riscos elétricos podem ocorrer durante processos eletrolíticos. As precauções incluem manutenção elétrica adequada com procedimentos de bloqueio/sinalização; luvas, roupas e ferramentas isoladas; e interruptores de circuito de falha de aterramento onde necessário.

O levantamento manual e o manuseio de materiais podem causar lesões nas costas e nas extremidades superiores. Auxiliares mecânicos de elevação e treinamento adequado em métodos de elevação podem reduzir esse problema.

Poluição e Proteção Ambiental

Emissões de gases irritantes e corrosivos como dióxido de enxofre, sulfeto de hidrogênio e cloreto de hidrogênio podem contribuir para a poluição do ar e causar corrosão de metais e concreto dentro da usina e no ambiente ao redor. A tolerância da vegetação ao dióxido de enxofre varia de acordo com o tipo de floresta e solo. Em geral, as árvores perenes toleram concentrações mais baixas de dióxido de enxofre do que as decíduas. As emissões de partículas podem conter partículas não específicas, fluoretos, chumbo, arsênico, cádmio e muitos outros metais tóxicos. O efluente de águas residuais pode conter uma variedade de metais tóxicos, ácido sulfúrico e outras impurezas. Os resíduos sólidos podem ser contaminados com arsênico, chumbo, sulfetos de ferro, sílica e outros poluentes.

A gestão da fundição deve incluir avaliação e controle das emissões da planta. Este é um trabalho especializado que deve ser realizado apenas por pessoal totalmente familiarizado com as propriedades químicas e toxicidade dos materiais descartados dos processos da planta. O estado físico do material, a temperatura na qual ele sai do processo, outros materiais no fluxo de gás e outros fatores devem ser considerados ao planejar medidas para controlar a poluição do ar. Também é desejável manter uma estação meteorológica, manter registros meteorológicos e estar preparado para reduzir a produção quando as condições climáticas forem desfavoráveis ​​para a dispersão dos efluentes das chaminés. Viagens de campo são necessárias para observar o efeito da poluição do ar em áreas residenciais e agrícolas.

O dióxido de enxofre, um dos principais contaminantes, é recuperado como ácido sulfúrico quando presente em quantidade suficiente. Caso contrário, para atender aos padrões de emissão, o dióxido de enxofre e outros resíduos gasosos perigosos são controlados por depuração. As emissões de partículas são comumente controladas por filtros de tecido e precipitadores eletrostáticos.

Grandes quantidades de água são usadas em processos de flotação, como concentração de cobre. A maior parte desta água é reciclada de volta para o processo. Os rejeitos do processo de flotação são bombeados como lama para as lagoas de sedimentação. A água é reciclada no processo. A água de processo que contém metais e a água da chuva são limpas em estações de tratamento de água antes de serem descartadas ou recicladas.

Os resíduos da fase sólida incluem escórias de fundição, lamas de purga da conversão de dióxido de enxofre em ácido sulfúrico e lamas de represamentos de superfície (por exemplo, lagoas de sedimentação). Algumas escórias podem ser reconcentradas e devolvidas às fundições para reprocessamento ou recuperação de outros metais presentes. Muitos desses resíduos de fase sólida são resíduos perigosos que devem ser armazenados de acordo com os regulamentos ambientais.

 

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Quarta-feira, 16 Março 2011 20: 59

Fundição e Refino de Cobre, Chumbo e Zinco

Adaptado da EPA 1995.

Cobre

O cobre é extraído tanto em minas a céu aberto quanto em minas subterrâneas, dependendo do teor do minério e da natureza do depósito de minério. O minério de cobre normalmente contém menos de 1% de cobre na forma de minerais sulfetados. Uma vez que o minério é entregue acima do solo, ele é triturado e moído até a finura do pó e depois concentrado para processamento posterior. No processo de concentração, o minério moído é misturado com água, são adicionados reagentes químicos e o ar é soprado através da pasta. As bolhas de ar se ligam aos minerais de cobre e são então retiradas do topo das células de flotação. O concentrado contém entre 20 e 30% de cobre. Os rejeitos, ou minerais de ganga, do minério caem no fundo das células e são removidos, desidratados por espessadores e transportados como uma pasta para uma lagoa de rejeitos para disposição. Toda a água utilizada nessa operação, proveniente dos espessadores de desaguamento e da lagoa de rejeitos, é recuperada e reciclada de volta ao processo.

O cobre pode ser produzido pirometalurgicamente ou hidrometalurgicamente, dependendo do tipo de minério usado como carga. Os concentrados de minério, que contêm sulfeto de cobre e minerais de sulfeto de ferro, são tratados por processos pirometalúrgicos para produzir produtos de cobre de alta pureza. Os minérios de óxido, que contêm minerais de óxido de cobre que podem ocorrer em outras partes da mina, juntamente com outros resíduos oxidados, são tratados por processos hidrometalúrgicos para produzir produtos de cobre de alta pureza.

A conversão de cobre do minério para metal é realizada por fundição. Durante a fundição, os concentrados são secos e alimentados em um dos vários tipos diferentes de fornos. Lá, os minerais de sulfeto são parcialmente oxidados e derretidos para produzir uma camada de fosco, uma mistura de sulfeto de ferro e cobre e escória, uma camada superior de resíduos.

O fosco é posteriormente processado por conversão. A escória é retirada do forno e armazenada ou descartada em pilhas de escória no local. Uma pequena quantidade de escória é vendida para lastro ferroviário e granalha de jateamento. Um terceiro produto do processo de fundição é o dióxido de enxofre, um gás que é coletado, purificado e transformado em ácido sulfúrico para venda ou uso em operações de lixiviação hidrometalúrgica.

Após a fundição, o mate de cobre é alimentado em um conversor. Durante este processo, o mate de cobre é despejado em um recipiente cilíndrico horizontal (aproximadamente 10×4 m) equipado com uma fileira de tubos. Os tubos, conhecidos como tuyères, projetam-se no cilindro e são usados ​​para introduzir ar no conversor. Cal e sílica são adicionadas ao mate de cobre para reagir com o óxido de ferro produzido no processo para formar a escória. Sucata de cobre também pode ser adicionada ao conversor. O forno é girado de modo que as tuyères fiquem submersas e o ar é soprado no mate fundido, fazendo com que o restante do sulfeto de ferro reaja com o oxigênio para formar óxido de ferro e dióxido de enxofre. Em seguida, o conversor é girado para despejar a escória de silicato de ferro.

Depois que todo o ferro é removido, o conversor é girado de volta e recebe um segundo sopro de ar durante o qual o restante do enxofre é oxidado e removido do sulfeto de cobre. O conversor é então girado para despejar o cobre fundido, que neste ponto é chamado de cobre blister (assim chamado porque, se for permitido solidificar neste ponto, ele terá uma superfície irregular devido à presença de oxigênio gasoso e enxofre). O dióxido de enxofre dos conversores é coletado e alimentado no sistema de purificação de gás junto com o do forno de fundição e transformado em ácido sulfúrico. Devido ao seu teor residual de cobre, a escória é reciclada de volta para o forno de fundição.

O cobre blister, contendo um mínimo de 98.5% de cobre, é refinado em cobre de alta pureza em duas etapas. A primeira etapa é o refino a fogo, no qual o blister de cobre fundido é despejado em um forno cilíndrico, de aparência semelhante a um conversor, onde primeiro ar e depois gás natural ou propano são soprados através do fundido para remover o último enxofre e qualquer oxigênio residual do cobre. O cobre fundido é então despejado em uma roda de fundição para formar ânodos suficientemente puros para o eletrorrefino.

No eletrorrefino, os ânodos de cobre são carregados em células eletrolíticas e espaçados com folhas iniciais de cobre, ou cátodos, em um banho de solução de sulfato de cobre. Quando uma corrente direta passa pela célula, o cobre é dissolvido do ânodo, transportado através do eletrólito e depositado novamente nas folhas iniciais do cátodo. Quando os cátodos atingiram espessura suficiente, eles são removidos da célula eletrolítica e um novo conjunto de folhas iniciais é colocado em seu lugar. As impurezas sólidas nos ânodos caem no fundo da célula como um lodo, onde são coletadas e processadas para a recuperação de metais preciosos, como ouro e prata. Este material é conhecido como lodo anódico.

Os cátodos removidos da célula eletrolítica são o produto primário do produtor de cobre e contêm 99.99% de cobre. Estes podem ser vendidos para fábricas de fio-máquina como cátodos ou processados ​​posteriormente em um produto chamado haste. Na fabricação de hastes, os cátodos são fundidos em um forno de cuba e o cobre fundido é despejado em uma roda de fundição para formar uma barra adequada para laminação em uma haste contínua de 3/8 de polegada de diâmetro. Este produto de haste é enviado para fábricas de arame, onde é extrudado em vários tamanhos de fio de cobre.

No processo hidrometalúrgico, os minérios oxidados e os resíduos são lixiviados com ácido sulfúrico do processo de fundição. A lixiviação é realizada no local, ou em pilhas especialmente preparadas, distribuindo o ácido pelo topo e permitindo que ele penetre no material onde é coletado. O solo sob as almofadas de lixiviação é revestido com um material plástico impermeável e à prova de ácido para evitar que o licor de lixiviação contamine o lençol freático. Uma vez que as soluções ricas em cobre são coletadas, elas podem ser processadas por um dos dois processos - o processo de cimentação ou o processo de extração por solvente/eletroextração (SXEW). No processo de cimentação (que raramente é usado hoje), o cobre na solução ácida é depositado na superfície da sucata em troca do ferro. Quando cobre suficiente foi cimentado, o ferro rico em cobre é colocado na fundição junto com os concentrados de minério para recuperação de cobre por meio da rota pirometalúrgica.

No processo SXEW, a solução de lixiviação prenhe (PLS) é concentrada por extração por solvente, que extrai cobre, mas não impurezas metálicas (ferro e outras impurezas). A solução orgânica carregada de cobre é então separada do lixiviado em um tanque de decantação. Ácido sulfúrico é adicionado à mistura orgânica prenhe, que remove o cobre em uma solução eletrolítica. O lixiviado, contendo o ferro e outras impurezas, é devolvido à operação de lixiviação onde seu ácido é utilizado para posterior lixiviação. A solução de tira rica em cobre é passada para uma célula eletrolítica conhecida como célula eletrolítica. Uma célula de extração eletrolítica difere de uma célula de eletrorrefino porque usa um ânodo permanente e insolúvel. O cobre em solução é então banhado em um cátodo de folha inicial da mesma maneira que no cátodo em uma célula de eletrorrefinação. O eletrólito sem cobre é devolvido ao processo de extração por solvente, onde é usado para retirar mais cobre da solução orgânica. Os catodos produzidos a partir do processo de extração eletrolítica são então vendidos ou transformados em varetas da mesma forma que os produzidos a partir do processo de eletrorrefinação.

As células de extração eletrolítica também são usadas para a preparação de folhas de partida para os processos de eletrorrefinação e extração eletrolítica, depositando o cobre em cátodos de aço inoxidável ou titânio e, em seguida, removendo o cobre banhado.

Perigos e sua prevenção

Os principais riscos são a exposição a poeiras de minério durante o processamento e fundição do minério, vapores metálicos (incluindo cobre, chumbo e arsênico) durante a fundição, dióxido de enxofre e monóxido de carbono durante a maioria das operações de fundição, ruído das operações de britagem e moagem e de fornos, estresse térmico de fornos e ácido sulfúrico e perigos elétricos durante processos eletrolíticos.

As precauções incluem: LEV para poeira durante as operações de transferência; exaustão local e ventilação de diluição para dióxido de enxofre e monóxido de carbono; um programa de controle de ruído e proteção auditiva; roupas de proteção e escudos, pausas para descanso e fluidos para estresse térmico; e LEV, EPI e precauções elétricas para processos eletrolíticos. A proteção respiratória é comumente usada para proteção contra poeira, fumaça e dióxido de enxofre.

A Tabela 1 lista poluentes ambientais para várias etapas na fundição e refino de cobre.

Tabela 1. Entradas de materiais de processo e saídas de poluição para fundição e refino de cobre

Processo

entrada de material

Emissões de ar

Resíduos de processo

Outros resíduos

concentração de cobre

Minério de cobre, água, reagentes químicos, espessantes

 

Águas residuais de flotação

Rejeitos contendo resíduos minerais, como calcário e quartzo

lixiviação de cobre

Concentrado de cobre, ácido sulfúrico

 

lixiviado descontrolado

Resíduos de lixiviação

fundição de cobre

Concentrado de cobre, fluxo silicioso

Dióxido de enxofre, material particulado contendo arsênico, antimônio, cádmio, chumbo, mercúrio e zinco

 

Polpa/lodo de purga de usina ácida, escória contendo sulfetos de ferro, sílica

conversão de cobre

Cobre fosco, sucata de cobre, fluxo silicioso

Dióxido de enxofre, material particulado contendo arsênico, antimônio, cádmio, chumbo, mercúrio e zinco

 

Polpa/lodo de purga de usina ácida, escória contendo sulfetos de ferro, sílica

Refino eletrolítico de cobre

Blister de cobre, ácido sulfúrico

   

Slimes contendo impurezas como ouro, prata, antimônio, arsênico, bismuto, ferro, chumbo, níquel, selênio, enxofre e zinco

 

Conduzir

O processo primário de produção de chumbo consiste em quatro etapas: sinterização, fundição, escória e refino pirometalúrgico. Para começar, uma matéria-prima compreendendo principalmente concentrado de chumbo na forma de sulfeto de chumbo é alimentada em uma máquina de sinterização. Outras matérias-primas podem ser adicionadas, incluindo ferro, sílica, fluxo de calcário, coque, soda, cinza, pirita, zinco, soda cáustica e particulados recolhidos de dispositivos de controle de poluição. Na máquina de sinterização, a matéria-prima de chumbo é submetida a jatos de ar quente que queimam o enxofre, criando dióxido de enxofre. O material de óxido de chumbo existente após este processo contém cerca de 9% do seu peso em carbono. O sínter é então alimentado junto com coque, vários materiais reciclados e de limpeza, calcário e outros agentes fundentes em um alto-forno para redução, onde o carbono atua como combustível e funde ou derrete o material de chumbo. O chumbo fundido escoa para o fundo do forno onde se formam quatro camadas: “speiss” (o material mais leve, basicamente arsênico e antimônio); “mate” (sulfureto de cobre e outros sulfuretos metálicos); escória de alto-forno (principalmente silicatos); e barras de chumbo (98% de chumbo, em peso). Todas as camadas são então drenadas. O speiss e o matte são vendidos para fundições de cobre para recuperação de cobre e metais preciosos. A escória de alto-forno que contém zinco, ferro, sílica e cal é armazenada em pilhas e parcialmente reciclada. As emissões de óxido de enxofre são geradas nos altos-fornos a partir de pequenas quantidades de sulfeto de chumbo residual e sulfatos de chumbo no sinter feed.

O lingote de chumbo bruto do alto-forno geralmente requer tratamento preliminar em caldeiras antes de passar pelas operações de refino. Durante a escória, o lingote é agitado em uma caldeira de escória e resfriado um pouco acima do ponto de congelamento (370 a 425°C). Uma escória, composta de óxido de chumbo, juntamente com cobre, antimônio e outros elementos, flutua até o topo e se solidifica acima do chumbo derretido.

A escória é removida e alimentada em um forno de escória para recuperação dos metais úteis não chumbo. Para melhorar a recuperação do cobre, o lingote de chumbo com escória é tratado pela adição de materiais contendo enxofre, zinco e/ou alumínio, diminuindo o teor de cobre para aproximadamente 0.01%.

Durante a quarta etapa, o lingote de chumbo é refinado usando métodos pirometalúrgicos para remover quaisquer materiais restantes não-chumbo vendáveis ​​(por exemplo, ouro, prata, bismuto, zinco e óxidos metálicos como antimônio, arsênico, estanho e óxido de cobre). O chumbo é refinado em uma chaleira de ferro fundido em cinco estágios. Antimônio, estanho e arsênico são removidos primeiro. Em seguida, o zinco é adicionado e o ouro e a prata são removidos da escória de zinco. Em seguida, o chumbo é refinado por remoção a vácuo (destilação) do zinco. O refino continua com a adição de cálcio e magnésio. Esses dois materiais se combinam com o bismuto para formar um composto insolúvel que é retirado da chaleira. Na etapa final, soda cáustica e/ou nitratos podem ser adicionados ao chumbo para remover quaisquer vestígios remanescentes de impurezas metálicas. O chumbo refinado terá uma pureza de 99.90 a 99.99% e pode ser misturado com outros metais para formar ligas ou pode ser fundido diretamente em formas.

Perigos e sua prevenção

Os principais perigos são a exposição a poeiras de minério durante o processamento e fundição do minério, vapores metálicos (incluindo chumbo, arsênico e antimônio) durante a fundição, dióxido de enxofre e monóxido de carbono durante a maioria das operações de fundição, ruído das operações de moagem e britagem e de fornos e estresse térmico das fornalhas.

As precauções incluem: LEV para poeira durante as operações de transferência; exaustão local e ventilação de diluição para dióxido de enxofre e monóxido de carbono; um programa de controle de ruído e proteção auditiva; e roupas e escudos de proteção, pausas para descanso e fluidos para estresse por calor. A proteção respiratória é comumente usada para proteção contra poeira, fumaça e dióxido de enxofre. O monitoramento biológico para chumbo é essencial.

A Tabela 2 lista poluentes ambientais para várias etapas na fundição e refino de chumbo.

Tabela 2. Entradas de materiais de processo e saídas de poluição para fundição e refino de chumbo

Processo

entrada de material

Emissões de ar

Resíduos de processo

Outros resíduos

Sinterização de chumbo

Minério de chumbo, ferro, sílica, fluxo de calcário, coque, soda, cinza, pirita, zinco, soda cáustica, poeira de despoluição

Dióxido de enxofre, material particulado contendo cádmio e chumbo

   

fundição de chumbo

Sinter de chumbo, coque

Dióxido de enxofre, material particulado contendo cádmio e chumbo

Efluentes de lavagem de plantas, água de granulação de escória

Escória contendo impurezas como zinco, ferro, sílica e cal, sólidos de represamento de superfície

escória de chumbo

Barras de chumbo, carbonato de sódio, enxofre, pó de manga, coque

   

Escória contendo impurezas como cobre, sólidos de represamento de superfície

refino de chumbo

lingote de escória de chumbo

     

 

zinco

O concentrado de zinco é produzido pela separação do minério, que pode conter apenas 2% de zinco, do estéril por britagem e flotação, um processo normalmente realizado no local de mineração. O concentrado de zinco é então reduzido a zinco metálico de duas maneiras: pirometalurgicamente por destilação (retorta em um forno) ou hidrometalurgicamente por eletroextração. Este último responde por aproximadamente 80% do refino total de zinco.

Quatro estágios de processamento são geralmente usados ​​no refino hidrometalúrgico de zinco: calcinação, lixiviação, purificação e separação eletrolítica. A calcinação, ou torrefação, é um processo de alta temperatura (700 a 1000 °C) que converte o concentrado de sulfeto de zinco em um óxido de zinco impuro chamado calcino. Os tipos de torradores incluem fornalha múltipla, suspensão ou leito fluidizado. Em geral, a calcinação começa com a mistura de materiais contendo zinco com carvão. Esta mistura é então aquecida, ou torrada, para vaporizar o óxido de zinco que é então removido da câmara de reação com o fluxo de gás resultante. A corrente de gás é direcionada para a área da manga (filtro) onde o óxido de zinco é capturado na poeira da manga.

Todos os processos de calcinação geram dióxido de enxofre, que é controlado e convertido em ácido sulfúrico como subproduto comercializável do processo.

O processamento eletrolítico da calcina dessulfurizada consiste em três etapas básicas: lixiviação, purificação e eletrólise. A lixiviação refere-se à dissolução da calcina capturada em uma solução de ácido sulfúrico para formar uma solução de sulfato de zinco. A calcina pode ser lixiviada uma ou duas vezes. No método de lixiviação dupla, a calcina é dissolvida em uma solução levemente ácida para remover os sulfatos. A calcina é então lixiviada uma segunda vez em uma solução mais forte que dissolve o zinco. Esta segunda etapa de lixiviação é, na verdade, o início da terceira etapa de purificação porque muitas das impurezas de ferro saem da solução, assim como o zinco.

Após a lixiviação, a solução é purificada em duas ou mais etapas pela adição de pó de zinco. A solução é purificada à medida que a poeira força a precipitação de elementos deletérios para que possam ser filtrados. A purificação é geralmente realizada em grandes tanques de agitação. O processo ocorre em temperaturas que variam de 40 a 85°C e pressões que variam de atmosférica a 2.4 atmosferas. Os elementos recuperados durante a purificação incluem o cobre como um bolo e o cádmio como um metal. Após a purificação, a solução está pronta para a etapa final, eletroextração.

A eletroextração de zinco ocorre em uma célula eletrolítica e envolve a execução de uma corrente elétrica de um ânodo de liga de chumbo-prata através da solução aquosa de zinco. Este processo carrega o zinco suspenso e o força a se depositar em um cátodo de alumínio que é imerso na solução. A cada 24 a 48 horas, cada célula é desligada, os cátodos revestidos de zinco são removidos e enxaguados, e o zinco removido mecanicamente das placas de alumínio. O concentrado de zinco é então derretido e fundido em lingotes e geralmente chega a 99.995% de pureza.

As fundições eletrolíticas de zinco contêm até várias centenas de células. Uma parte da energia elétrica é convertida em calor, o que aumenta a temperatura do eletrólito. As células eletrolíticas operam em faixas de temperatura de 30 a 35°C à pressão atmosférica. Durante a extração eletrolítica, uma parte do eletrólito passa por torres de resfriamento para diminuir sua temperatura e evaporar a água coletada durante o processo.

Perigos e sua prevenção

Os principais riscos são a exposição a poeiras de minério durante o processamento e fundição do minério, vapores metálicos (incluindo zinco e chumbo) durante o refino e torrefação, dióxido de enxofre e monóxido de carbono durante a maioria das operações de fundição, ruído das operações de britagem e moagem e de fornos, estresse térmico de fornos e ácido sulfúrico e perigos elétricos durante processos eletrolíticos.

As precauções incluem: LEV para poeira durante as operações de transferência; exaustão local e ventilação de diluição para dióxido de enxofre e monóxido de carbono; um programa de controle de ruído e proteção auditiva; roupas de proteção e escudos, pausas para descanso e fluidos para estresse térmico; e LEV, EPI e precauções elétricas para processos eletrolíticos. A proteção respiratória é comumente usada para proteção contra poeira, fumaça e dióxido de enxofre.

A Tabela 3 lista os poluentes ambientais para várias etapas na fundição e refino de zinco.

Tabela 3. Entradas de materiais de processo e saídas de poluição para fundição e refino de zinco

Processo

entrada de material

Emissões de ar

Resíduos de processo

Outros resíduos

calcinação de zinco

minério de zinco, coque

Dióxido de enxofre, material particulado contendo zinco e chumbo

 

Pasta de purga de usina ácida

lixiviação de zinco

Calcina de zinco, ácido sulfúrico, calcário, eletrólito gasto

 

Águas residuais contendo ácido sulfúrico

 

purificação de zinco

Solução de ácido de zinco, pó de zinco

 

Águas residuais contendo ácido sulfúrico, ferro

Torta de cobre, cádmio

eletroextração de zinco

Zinco em ácido sulfúrico/solução aquosa, ânodos de liga de chumbo-prata, cátodos de alumínio, carbonato de bário ou estrôncio, aditivos coloidais

 

ácido sulfúrico diluído

Limos/lamas de células eletrolíticas

 

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Quarta-feira, 16 Março 2011 21: 05

Fundição e Refino de Alumínio

Visão geral do processo

A bauxita é extraída por mineração a céu aberto. Os minérios mais ricos são usados ​​como extraídos. Os minérios de menor teor podem ser beneficiados por britagem e lavagem para remoção de resíduos de argila e sílica. A produção do metal compreende duas etapas básicas:

  1. Refinação. Produção de alumina a partir da bauxita pelo processo Bayer no qual a bauxita é digerida a alta temperatura e pressão em uma solução forte de soda cáustica. O hidrato resultante é cristalizado e calcinado no óxido em um forno ou calcinador de leito fluidizado.
  2. Redução. Redução de alumina a alumínio metálico virgem pelo processo eletrolítico Hall-Heroult utilizando eletrodos de carbono e fluxo de criolita.

 

O desenvolvimento experimental sugere que no futuro o alumínio pode ser reduzido ao metal por redução direta do minério.

Existem atualmente dois tipos principais de células eletrolíticas de Hall-Heroult em uso. O chamado processo de “pré-cozimento” utiliza eletrodos fabricados conforme indicado abaixo. Em tais fundições, a exposição a hidrocarbonetos policíclicos normalmente ocorre nas instalações de fabricação de eletrodos, especialmente durante misturadores e prensas de conformação. As fundições que utilizam a célula do tipo Soderberg não requerem instalações para a fabricação de ânodos de carbono cozidos. Em vez disso, a mistura de coque e aglutinante de piche é colocada em tremonhas cujas extremidades inferiores são imersas na mistura de banho de criolita-alumina fundida. À medida que a mistura de piche e coque é aquecida pelo banho de metal fundido e criolita dentro da célula, essa mistura transforma-se em uma massa de grafite dura no local. Hastes de metal são inseridas na massa anódica como condutores para um fluxo elétrico de corrente contínua. Essas hastes devem ser substituídas periodicamente; ao extraí-los, quantidades consideráveis ​​de voláteis de breu de alcatrão de hulha são liberadas no ambiente da cela. A esta exposição são adicionados os voláteis de piche gerados à medida que o cozimento da massa de piche-coque prossegue.

Na última década, a indústria tendeu a não substituir ou a modificar as instalações de redução do tipo Soderberg existentes como consequência do perigo carcinogênico demonstrado que elas apresentam. Além disso, com a crescente automação das operações das células de redução – particularmente a troca de ânodos, as tarefas são mais comumente executadas em guindastes mecânicos fechados. Consequentemente, as exposições dos trabalhadores e o risco de desenvolver os distúrbios associados à fundição de alumínio estão diminuindo gradualmente nas instalações modernas. Por outro lado, naquelas economias em que o investimento de capital adequado não está prontamente disponível, a persistência de processos de redução operados manualmente continuarão a apresentar os riscos de distúrbios ocupacionais (veja abaixo) anteriormente associados às usinas de redução de alumínio. De fato, essa tendência tenderá a se agravar em operações mais antigas e não melhoradas, especialmente à medida que envelhecem.

Fabricação de eletrodos de carbono

Os eletrodos necessários para a redução eletrolítica pré-cozimento a metal puro são normalmente feitos por uma instalação associada a esse tipo de planta de fundição de alumínio. Os ânodos e cátodos são mais freqüentemente feitos de uma mistura de coque derivado de petróleo moído e piche. O coque é primeiro moído em moinhos de bolas, depois transportado e misturado mecanicamente com o piche e finalmente fundido em blocos em prensas de moldagem. Esses blocos de ânodo ou cátodo são aquecidos em um forno a gás por vários dias até que formem massas de grafite duras com essencialmente todos os voláteis sendo expulsos. Finalmente, eles são fixados em hastes de anodo ou serrados para receber as barras de cátodo.

Deve-se notar que o piche usado para formar tais eletrodos representa um destilado derivado do carvão ou do alcatrão de petróleo. Na conversão deste alcatrão em piche por aquecimento, o produto final de piche evaporou essencialmente todos os seus compostos inorgânicos de baixo ponto de ebulição, por exemplo, SO2, bem como compostos alifáticos e compostos aromáticos de um e dois anéis. Assim, tal piche não deve apresentar os mesmos perigos em seu uso como carvão ou alcatrões de petróleo, uma vez que essas classes de compostos não devem estar presentes. Existem algumas indicações de que o potencial carcinogênico desses produtos de piche pode não ser tão grande quanto a mistura mais complexa de alcatrões e outros voláteis associados à combustão incompleta do carvão.

Perigos e sua prevenção

Os perigos e medidas preventivas para os processos de fundição e refino de alumínio são basicamente os mesmos encontrados na fundição e refino em geral; no entanto, os processos individuais apresentam certos perigos específicos.

Mineração

Embora referências esporádicas ao “pulmão de bauxita” ocorram na literatura, há poucas evidências convincentes de que tal entidade exista. Entretanto, a possibilidade da presença de sílica cristalina nos minérios de bauxita deve ser considerada.

Processo Bayer

O uso extensivo de soda cáustica no processo Bayer apresenta riscos frequentes de queimaduras químicas na pele e nos olhos. A descalcificação de tanques por martelos pneumáticos é responsável por exposição severa a ruídos. Os perigos potenciais associados à inalação de doses excessivas de óxido de alumínio produzido neste processo são discutidos abaixo.

Todos os trabalhadores envolvidos no processo da Bayer devem estar bem informados sobre os perigos associados ao manuseio da soda cáustica. Em todos os locais de risco, devem ser previstos lava-olhos e bacias com água corrente e chuveiros dilúvios, com avisos explicando seu uso. Deve ser fornecido EPI (por exemplo, óculos, luvas, avental e botas). Chuveiros e acomodações com armários duplos (um armário para roupas de trabalho e outro para roupas pessoais) devem ser fornecidos e todos os funcionários devem ser incentivados a se lavar bem no final do turno. Todos os trabalhadores que manuseiam metal fundido devem receber viseiras, respiradores, luvas, aventais, braceletes e polainas para protegê-los contra queimaduras, poeira e fumaça. Os trabalhadores empregados no processo de baixa temperatura de Gadeau devem receber luvas e roupas especiais para protegê-los dos vapores de ácido clorídrico liberados quando as células são iniciadas; lã provou ter uma boa resistência a esses vapores. Respiradores com cartuchos de carvão ou máscaras impregnadas de alumina oferecem proteção adequada contra vapores de piche e flúor; máscaras de poeira eficientes são necessárias para proteção contra poeira de carbono. Trabalhadores com exposição mais severa a poeira e fumaça, particularmente nas operações de Soderberg, devem receber equipamento de proteção respiratória com suprimento de ar. Como o trabalho mecanizado da sala de cubas é realizado remotamente a partir de cabines fechadas, essas medidas de proteção se tornarão menos necessárias.

redução eletrolítica

A redução eletrolítica expõe os trabalhadores ao potencial de queimaduras na pele e acidentes devido a respingos de metal fundido, distúrbios de estresse térmico, ruído, riscos elétricos, criolita e vapores de ácido fluorídrico. As células de redução eletrolítica podem emitir grandes quantidades de poeiras de flúor e alumina.

Nas oficinas de fabricação de eletrodos de carbono, deve-se instalar equipamento de ventilação exaustora com filtros de mangas; O fechamento do equipamento de moagem de piche e carbono minimiza ainda mais a exposição a piche aquecido e pó de carbono. Verificações regulares das concentrações de poeira atmosférica devem ser feitas com um dispositivo de amostragem adequado. Exames radiológicos periódicos devem ser realizados em trabalhadores expostos a poeira, e estes devem ser acompanhados de exames clínicos quando necessário.

Para reduzir o risco de manuseio do piche, o transporte desse material deve ser o mais mecanizado possível (por exemplo, caminhões-pipa aquecidos podem ser usados ​​para transportar o piche líquido para as fábricas onde ele é bombeado automaticamente para tanques de piche aquecido). Exames regulares da pele para detectar eritema, epitelioma ou dermatite também são prudentes, e proteção extra pode ser fornecida por cremes de barreira à base de alginato.

Os trabalhadores que realizam trabalho a quente devem ser instruídos antes do início do tempo quente a aumentar a ingestão de líquidos e salgar muito a comida. Eles e seus supervisores também devem ser treinados para reconhecer distúrbios induzidos pelo calor incipientes em si mesmos e em seus colegas de trabalho. Todos os que aqui trabalham devem ser treinados para tomar as devidas providências necessárias para prevenir a ocorrência ou progressão dos distúrbios do calor.

Trabalhadores expostos a altos níveis de ruído devem ser fornecidos com equipamentos de proteção auditiva, como protetores auriculares, que permitem a passagem de ruído de baixa frequência (para permitir a percepção de ordens), mas reduzem a transmissão de ruído intenso de alta frequência. Além disso, os trabalhadores devem passar por exame audiométrico regular para detectar perda auditiva. Finalmente, o pessoal também deve ser treinado para dar ressuscitação cardiopulmonar a vítimas de choque elétrico.

O potencial para respingos de metal fundido e queimaduras graves é comum em muitos locais em plantas de redução e operações associadas. Além de roupas de proteção (por exemplo, manoplas, aventais, polainas e viseiras), o uso de roupas sintéticas deve ser proibido, pois o calor do metal fundido faz com que essas fibras aquecidas derretam e adiram à pele, intensificando ainda mais as queimaduras cutâneas.

Indivíduos que usam marcapassos cardíacos devem ser excluídos de operações de redução devido ao risco de arritmias induzidas por campos magnéticos.

Outros efeitos na saúde

Os perigos para os trabalhadores, a população em geral e o meio ambiente resultantes da emissão de gases, fumaças e poeiras contendo flúor devido ao uso do fluxo de criolita foram amplamente relatados (ver tabela 1). Em crianças que vivem nas proximidades de fundições de alumínio mal controladas, foram relatados graus variáveis ​​de manchas nos dentes permanentes se a exposição ocorreu durante a fase de desenvolvimento do crescimento dos dentes permanentes. Entre os trabalhadores de fundição antes de 1950, ou onde o controle inadequado de efluentes de flúor continuou, graus variáveis ​​de fluorose óssea foram observados. O primeiro estágio dessa condição consiste em um simples aumento da densidade óssea, particularmente acentuado nos corpos vertebrais e na pelve. À medida que o flúor é mais absorvido pelo osso, a calcificação dos ligamentos da pelve é vista em seguida. Finalmente, no caso de exposição extrema e prolongada ao flúor, observa-se calcificação das estruturas paravertebrais e outras estruturas ligamentares, bem como das articulações. Embora este último estágio tenha sido visto em sua forma severa em plantas de processamento de criolita, tais estágios avançados raramente ou nunca foram vistos em trabalhadores de fundição de alumínio. Aparentemente, as alterações radiológicas menos graves nas estruturas ósseas e ligamentares não estão associadas a alterações da função arquitetônica ou metabólica do osso. Por práticas de trabalho apropriadas e controle ventilatório adequado, os trabalhadores em tais operações de redução podem ser facilmente impedidos de desenvolver qualquer uma das alterações de raios-x anteriores, apesar de 25 a 40 anos de tal trabalho. Finalmente, a mecanização das operações da sala de cubas deve minimizar, se não eliminar totalmente, quaisquer perigos associados ao flúor.

Tabela 1. Entradas de materiais de processo e saídas de poluição para fundição e refino de alumínio

Processo

entrada de material

Emissões de ar

Resíduos de processo

Outros resíduos

refino de bauxita

Bauxita, hidróxido de sódio

Partículas cáusticas/água
vapor

 

Resíduo contendo silício, ferro, titânio, óxidos de cálcio e soda cáustica

Clarificação e precipitação de alumina

Pasta de alumina, amido, água

 

Águas residuais contendo amido, areia e soda cáustica

 

calcinação de alumina

hidrato de alumínio

Partículas e vapor de água

   

Eletrolítico primário
fundição de alumínio

Alumina, ânodos de carbono, células eletrolíticas, criolita

Flúor - tanto gasoso quanto particulado, dióxido de carbono, dióxido de enxofre, monóxido de carbono, C2F6 ,CF4 e carbonos perfluorados (PFC)

 

Potliners gastos

 

Desde o início dos anos 1980, uma condição semelhante à asma foi definitivamente demonstrada entre trabalhadores em salas de cubas de redução de alumínio. Essa aberração, conhecida como asma ocupacional associada à fundição de alumínio (OAAAS), é caracterizada por resistência variável ao fluxo de ar, hiperresponsividade brônquica ou ambas, e não é precipitada por estímulos fora do local de trabalho. Seus sintomas clínicos consistem em pieira, aperto no peito e falta de ar e tosse não produtiva, que geralmente duram algumas horas após as exposições de trabalho. O período latente entre o início da exposição ao trabalho e o início da OAAAS é altamente variável, variando de 1 semana a 10 anos, dependendo da intensidade e do caráter da exposição. A condição geralmente melhora com a remoção do local de trabalho após as férias e assim por diante, mas se tornará mais frequente e grave com exposições contínuas ao trabalho.

Embora a ocorrência dessa condição tenha sido correlacionada com as concentrações de flúor na sala de cubas, não está claro se a etiologia do distúrbio surge especificamente da exposição a esse agente químico. Dada a complexa mistura de poeiras e vapores (por exemplo, fluoretos particulados e gasosos, dióxido de enxofre, além de baixas concentrações de óxidos de vanádio, níquel e cromo), é mais provável que tais medições de fluoretos representem um substituto para essa mistura complexa de vapores, gases e particulados encontrados em salas de cubas.

Atualmente, parece que essa condição faz parte de um grupo cada vez mais importante de doenças ocupacionais: a asma ocupacional. O processo causal que resulta nesse distúrbio é determinado com dificuldade em um caso individual. Sinais e sintomas de OAAAS podem resultar de: asma pré-existente baseada em alergia, hiperresponsividade brônquica inespecífica, síndrome de disfunção reativa das vias aéreas (RADS) ou asma ocupacional verdadeira. O diagnóstico desta condição é atualmente problemático, exigindo história compatível, presença de limitação variável do fluxo aéreo ou, na sua ausência, produção de hiperresponsividade brônquica induzida farmacologicamente. Mas se o último não for demonstrável, esse diagnóstico é improvável. (No entanto, esse fenômeno pode eventualmente desaparecer depois que o distúrbio desaparece com a remoção das exposições de trabalho.)

Uma vez que esse distúrbio tende a se tornar progressivamente mais grave com a exposição contínua, os indivíduos afetados geralmente precisam ser removidos das exposições de trabalho contínuas. Embora os indivíduos com asma atópica preexistente devam inicialmente ser impedidos de entrar em celas com redução de alumínio, a ausência de atopia não pode prever se essa condição ocorrerá após exposições no trabalho.

Existem atualmente relatórios sugerindo que o alumínio pode estar associado à neurotoxicidade entre os trabalhadores envolvidos na fundição e soldagem deste metal. Foi claramente demonstrado que o alumínio é absorvido pelos pulmões e excretado na urina em níveis superiores ao normal, particularmente em trabalhadores de celas de redução. No entanto, grande parte da literatura sobre os efeitos neurológicos em tais trabalhadores deriva da presunção de que a absorção de alumínio resulta em neurotoxicidade humana. Consequentemente, até que tais associações sejam mais reprodutivelmente demonstráveis, a conexão entre o alumínio e a neurotoxicidade ocupacional deve ser considerada especulativa neste momento.

Devido à necessidade ocasional de gastar mais de 300 kcal/h durante a troca de ânodos ou realizar outro trabalho extenuante na presença de criolita fundida e alumínio, distúrbios de calor podem ser observados durante os períodos de clima quente. Tais episódios são mais prováveis ​​de ocorrer quando o clima inicialmente muda das condições moderadas para quentes e úmidas do verão. Além disso, as práticas de trabalho que resultam em troca acelerada de ânodo ou emprego em dois turnos de trabalho sucessivos durante o tempo quente também predispõem os trabalhadores a tais distúrbios de calor. Trabalhadores inadequadamente aclimatados ao calor ou fisicamente condicionados, cuja ingestão de sal é inadequada ou que têm doenças intercorrentes ou recentes são particularmente propensos ao desenvolvimento de exaustão pelo calor e/ou cãibras de calor durante a execução de tarefas tão árduas. A insolação ocorreu, mas raramente entre os trabalhadores da fundição de alumínio, exceto entre aqueles com alterações de saúde predisponentes conhecidas (por exemplo, alcoolismo, envelhecimento).

Foi demonstrado que a exposição aos aromáticos policíclicos associados à respiração de fumaça e partículas de piche coloca o pessoal da célula de redução do tipo Soderberg, em particular, em risco excessivo de desenvolver câncer de bexiga; o excesso de risco de câncer é menos bem estabelecido. Presume-se que os trabalhadores em fábricas de eletrodos de carbono, onde misturas de coque e alcatrão aquecidos, também corram esse risco. No entanto, depois que os eletrodos foram cozidos por vários dias a cerca de 1,200 °C, os compostos aromáticos policíclicos são praticamente totalmente queimados ou volatilizados e não estão mais associados a esses ânodos ou cátodos. Portanto, as células de redução que utilizam eletrodos pré-cozidos não mostraram tão claramente apresentar um risco indevido de desenvolvimento desses distúrbios malignos. Outras neoplasias (por exemplo, leucemia não granulocítica e câncer cerebral) foram sugeridas em operações de redução de alumínio; no presente, tais evidências são fragmentárias e inconsistentes.

Nas proximidades das células eletrolíticas, o uso de quebra-crosta pneumático nas salas de cubas produz níveis de ruído da ordem de 100 dBA. As células de redução eletrolítica são operadas em série a partir de uma fonte de alimentação de baixa tensão e alta amperagem e, consequentemente, os casos de choque elétrico geralmente não são graves. No entanto, na casa de força, no ponto onde a alimentação de alta tensão se une à rede de conexão em série da sala de cubas, podem ocorrer acidentes graves com choque elétrico, principalmente porque a alimentação elétrica é uma corrente alternada de alta tensão.

Como as preocupações com a saúde foram levantadas em relação às exposições associadas a campos de energia eletromagnética, a exposição dos trabalhadores dessa indústria foi questionada. Deve-se reconhecer que a energia fornecida às células de redução eletrolítica é de corrente contínua; portanto, os campos eletromagnéticos gerados nas salas de cubas são principalmente do tipo campo estático ou estacionário. Tais campos, em contraste com os campos eletromagnéticos de baixa frequência, mostram ainda menos facilmente que exercem efeitos biológicos consistentes ou reprodutíveis, tanto experimental quanto clinicamente. Além disso, os níveis de fluxo dos campos magnéticos medidos nas salas de células atuais são comumente encontrados dentro dos valores-limite provisórios atualmente propostos para campos magnéticos estáticos, sub-rádio frequência e campos elétricos estáticos. A exposição a campos eletromagnéticos de frequência ultrabaixa também ocorre em plantas de redução, especialmente nas extremidades dessas salas adjacentes às salas de retificação. No entanto, os níveis de fluxo encontrados nas salas de cubas próximas são mínimos, bem abaixo dos padrões atuais. Finalmente, evidências epidemiológicas coerentes ou reprodutíveis de efeitos adversos à saúde devido a campos eletromagnéticos em usinas de redução de alumínio não foram demonstradas de forma convincente.

Fabricação de eletrodos

Trabalhadores em contato com vapores de piche podem desenvolver eritema; a exposição à luz solar induz fotossensibilização com aumento da irritação. Casos de tumores cutâneos localizados ocorreram entre trabalhadores de eletrodos de carbono onde era praticada higiene pessoal inadequada; após a excisão e a mudança de emprego, geralmente não há mais disseminação ou recorrência. Durante a fabricação do eletrodo, quantidades consideráveis ​​de pó de carbono e piche podem ser geradas. Nos casos em que tais exposições à poeira foram graves e inadequadamente controladas, houve relatos ocasionais de que os fabricantes de eletrodos de carbono podem desenvolver pneumoconiose simples com enfisema focal, complicada pelo desenvolvimento de lesões fibróticas maciças. Tanto a pneumoconiose simples quanto a complicada são indistinguíveis da condição correspondente de pneumoconiose dos mineiros. A moagem do coque em moinhos de bolas produz níveis de ruído de até 100 dBA.

Nota do editor: A indústria de produção de alumínio foi classificada como uma causa conhecida do Grupo 1 de cânceres humanos pela Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer (IARC). Uma variedade de exposições foi associada a outras doenças (por exemplo, “asma de sala de cubas”) que são descritas em outras partes deste enciclopédia.

 

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Quarta-feira, 16 Março 2011 21: 06

Fundição e refino de ouro

Adaptado da 3ª edição, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety.

A mineração de ouro é realizada em pequena escala por garimpeiros individuais (por exemplo, na China e no Brasil) e em grande escala em minas subterrâneas (por exemplo, na África do Sul) e a céu aberto (por exemplo, nos Estados Unidos).

O método mais simples de mineração de ouro é o garimpo, que envolve encher um prato circular com areia ou cascalho contendo ouro, segurando-o sob uma corrente de água e girando-o. A areia mais clara e o cascalho são gradualmente lavados, deixando as partículas de ouro próximas ao centro da panela. A mineração de ouro hidráulica mais avançada consiste em direcionar um poderoso fluxo de água contra o cascalho ou areia contendo ouro. Isso desintegra o material e o lava através de comportas especiais nas quais o ouro se deposita, enquanto o cascalho mais leve é ​​lançado. Para a mineração fluvial, são utilizadas dragas elevadoras, que consistem em barcos de fundo chato que utilizam uma corrente de pequenos baldes para recolher o material do fundo do rio e esvaziá-lo em um recipiente de peneiramento (trommel). O material é girado no trommel enquanto a água é direcionada para ele. A areia contendo ouro afunda através de perfurações no trommel e cai em mesas vibratórias para maior concentração.

Existem dois métodos principais para a extração de ouro do minério. Esses são os processos de amalgamação e cianetação. O processo de amalgamação baseia-se na capacidade do ouro de se ligar ao mercúrio metálico para formar amálgamas de consistências variadas, do sólido ao líquido. O ouro pode ser facilmente removido do amálgama por destilação do mercúrio. Na amalgamação interna, o ouro é separado dentro do aparelho de britagem ao mesmo tempo em que o minério é triturado. O amálgama removido do aparelho é lavado de qualquer mistura com água em tigelas especiais. Em seguida, o mercúrio restante é pressionado para fora do amálgama. Na amalgamação externa, o ouro é separado fora do aparelho de trituração, em amalgamadores ou comportas (uma mesa inclinada coberta com folhas de cobre). Antes que o amálgama seja removido, mercúrio fresco é adicionado. O amálgama purificado e lavado é então prensado. Em ambos os processos, o mercúrio é removido do amálgama por destilação. O processo de fusão é raro hoje, exceto na mineração de pequena escala, devido a preocupações ambientais.

A extração de ouro por meio de cianetação baseia-se na capacidade do ouro de formar um sal duplo estável KAu(CN) solúvel em água2 quando combinado com cianeto de potássio em associação com oxigênio. A polpa resultante da britagem do minério de ouro é composta por partículas cristalinas maiores, conhecidas como areias, e partículas amorfas menores, conhecidas como silte. A areia, por ser mais pesada, é depositada no fundo do aparelho e permite a passagem de soluções (incluindo lodo). O processo de extração de ouro consiste em alimentar minério finamente moído em uma cuba de lixiviação e filtrar uma solução de potássio ou cianeto de sódio através dela. O lodo é separado das soluções de cianeto de ouro pela adição de espessantes e por filtração a vácuo. A lixiviação em pilha, na qual a solução de cianeto é derramada sobre uma pilha nivelada de minério triturado grosseiramente, está se tornando mais popular, especialmente com minérios de baixo teor e rejeitos de minas. Em ambos os casos, o ouro é recuperado da solução de cianeto de ouro pela adição de pó de alumínio ou zinco. Em uma operação separada, o ácido concentrado é adicionado em um reator de digestão para dissolver o zinco ou alumínio, deixando para trás o ouro sólido.

Sob a influência do ácido carbônico, da água e do ar, bem como dos ácidos presentes no minério, as soluções de cianeto se decompõem e liberam o gás cianeto de hidrogênio. Para evitar isso, adiciona-se álcali (cal ou soda cáustica). O cianeto de hidrogênio também é produzido quando o ácido é adicionado para dissolver o alumínio ou o zinco.

Outra técnica de cianetação envolve o uso de carvão ativado para remover o ouro. Espessantes são adicionados à solução de cianeto de ouro antes da suspensão com carvão ativado para manter o carvão em suspensão. O carvão contendo ouro é removido por triagem e o ouro extraído usando cianeto alcalino concentrado em solução alcoólica. O ouro é então recuperado por eletrólise. O carvão pode ser reativado por torrefação e o cianeto pode ser recuperado e reutilizado.

Tanto a amalgamação quanto a cianetação produzem metal que contém uma quantidade considerável de impurezas, o teor de ouro puro raramente excedendo 900 por mil de finura, a menos que seja refinado eletroliticamente para produzir um grau de finura de até 999.8 por mil e mais.

O ouro também é recuperado como subproduto da fundição de cobre, chumbo e outros metais (ver o artigo “Fundição e refino de cobre, chumbo e zinco” neste capítulo).

Perigos e sua prevenção

O minério de ouro que ocorre em grandes profundidades é extraído por mineração subterrânea. Isso requer medidas para prevenir a formação e propagação de poeira em minas. A separação de ouro de minérios de arsênico dá origem à exposição de trabalhadores de minas ao arsênico e à poluição do ar e do solo com poeira contendo arsênico.

Na extração de ouro com mercúrio, os trabalhadores podem ser expostos a altas concentrações de mercúrio no ar quando o mercúrio é colocado ou removido das comportas, quando o amálgama é purificado ou prensado e quando o mercúrio é removido por destilação; envenenamento por mercúrio foi relatado entre trabalhadores de amalgamação e destilação. O risco de exposição ao mercúrio na fusão tornou-se um problema sério em vários países do Extremo Oriente e da América do Sul.

Nos processos de amalgamação, o mercúrio deve ser colocado nas comportas e a amálgama removida de forma a garantir que o mercúrio não entre em contacto com a pele das mãos (utilizando pás com cabos longos, vestuário de protecção impermeável ao mercúrio e em breve). O processamento do amálgama e a retirada ou prensagem do mercúrio também devem ser o mais mecanizados possível, sem possibilidade de contato das mãos com o mercúrio; o processamento da amálgama e a destilação do mercúrio devem ser efectuados em instalações separadas e isoladas em que as paredes, tectos, pavimentos, aparelhos e superfícies de trabalho sejam revestidos com material que não absorva mercúrio ou os seus vapores; todas as superfícies devem ser limpas regularmente para remover todos os depósitos de mercúrio. Todas as instalações destinadas a operações que envolvam o uso de mercúrio devem ser equipadas com exaustão geral e local. Esses sistemas de ventilação devem ser particularmente eficientes em locais onde o mercúrio é destilado. Os estoques de mercúrio devem ser mantidos em recipientes metálicos hermeticamente fechados sob um exaustor especial; os trabalhadores devem receber os EPIs necessários para o trabalho com mercúrio; e o ar deve ser monitorado sistematicamente nas instalações utilizadas para fusão e destilação. Também deve haver acompanhamento médico.

A contaminação do ar por cianeto de hidrogênio em plantas de cianetação depende da temperatura do ar, ventilação, volume de material sendo processado, concentração das soluções de cianeto em uso, qualidade dos reagentes e número de instalações abertas. O exame médico de trabalhadores em fábricas de extração de ouro revelou sintomas de intoxicação crônica por cianeto de hidrogênio, além de alta frequência de dermatite alérgica, eczema e pioderma (doença inflamatória aguda da pele com formação de pus).

A organização adequada da preparação de soluções de cianeto é particularmente importante. Se a abertura de tambores contendo sais de cianeto e a alimentação desses sais em cubas de dissolução não for mecanizada, pode haver contaminação substancial por pó de cianeto e gás de cianeto de hidrogênio. As soluções de cianeto devem ser alimentadas através de sistemas fechados por bombas dosadoras automáticas. Em plantas de cianetação de ouro, o grau correto de alcalinidade deve ser mantido em todos os aparelhos de cianetação; além disso, o aparelho de cianetação deve ser hermeticamente selado e equipado com LEV apoiado por ventilação geral adequada e monitoramento de vazamento. Todos os aparelhos de cianetação e as paredes, pisos, áreas abertas e escadas das instalações devem ser cobertos com materiais não porosos e limpos regularmente com soluções alcalinas fracas.

O uso de ácidos para quebrar o zinco no processamento do lodo de ouro pode liberar cianeto de hidrogênio e arsina. Estas operações devem, portanto, ser realizadas em locais especialmente equipados e separados, com o uso de exaustores locais.

Fumar deve ser proibido e os trabalhadores devem ter instalações separadas para comer e beber. Equipamentos de primeiros socorros devem estar disponíveis e devem conter material para remover imediatamente qualquer solução de cianeto que entre em contato com o corpo dos trabalhadores e antídotos para envenenamento por cianeto. Os trabalhadores devem receber roupas de proteção individual impermeáveis ​​a compostos de cianeto.

Efeitos ambientais

Há evidências de exposição ao vapor de mercúrio metálico e metilação do mercúrio na natureza, particularmente onde o ouro é processado. Em um estudo de água, assentamentos e peixes de áreas de mineração de ouro no Brasil, as concentrações de mercúrio em partes comestíveis de peixes consumidos localmente ultrapassaram em quase 6 vezes o nível brasileiro recomendado para consumo humano (Palheta e Taylor 1995). Em uma área contaminada da Venezuela, os garimpeiros têm usado mercúrio para separar o ouro da areia aurífera e dos pós de rocha há muitos anos. O alto nível de mercúrio no solo superficial e nos sedimentos de borracha da área contaminada constitui um sério risco ocupacional e de saúde pública.

A contaminação de águas residuais por cianeto também é uma grande preocupação. As soluções de cianeto devem ser tratadas antes de serem liberadas ou devem ser recuperadas e reutilizadas. Emissões de gás cianeto de hidrogênio, por exemplo, no reator de digestão, são tratadas com um purificador antes de serem expelidas pela chaminé.

 

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Quarta-feira, 16 Março 2011 19: 37

Perfil Geral

A indústria de fundição e refino de metais processa minérios de metal e sucata para obter metais puros. As indústrias metalúrgicas processam metais para fabricar componentes de máquinas, máquinas, instrumentos e ferramentas que são necessários para outras indústrias, bem como para outros setores da economia. Vários tipos de metais e ligas são usados ​​como materiais de partida, incluindo laminados (barras, tiras, perfis leves, folhas ou tubos) e trefilados (barras, perfis leves, tubos ou arame). Técnicas básicas de processamento de metal incluem:

    • fundição e refino de minérios de metal e sucata
    • fundir metais fundidos em uma determinada forma (fundição)
    • martelar ou pressionar metais na forma de uma matriz (forjamento a quente ou a frio)
    • soldagem e corte de chapas metálicas
    • sinterização (compressão e aquecimento de materiais em pó, incluindo um ou mais metais)
    • moldar metais em um torno.

               

              Uma ampla variedade de técnicas é usada para acabamento de metais, incluindo esmerilhamento e polimento, jateamento abrasivo e muitas técnicas de acabamento e revestimento de superfície (galvanização, galvanização, tratamento térmico, anodização, revestimento em pó e assim por diante).

               

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              Quarta-feira, 16 Março 2011 21: 21

              Fundições

              A fundição, ou fundição de metal, envolve o vazamento de metal fundido na cavidade interna de um molde resistente ao calor, que é a forma externa ou negativa do padrão do objeto de metal desejado. O molde pode conter um núcleo para determinar as dimensões de qualquer cavidade interna na fundição final. O trabalho de fundição compreende:

              • fazendo um padrão do artigo desejado
              • fazer o molde e núcleos e montar o molde
              • fusão e refino do metal
              • despejando o metal no molde
              • resfriamento da fundição de metal
              • removendo o molde e o núcleo da fundição de metal
              • removendo metal extra da fundição acabada.

               

              Os princípios básicos da tecnologia de fundição mudaram pouco em milhares de anos. No entanto, os processos tornaram-se mais mecanizados e automáticos. Padrões de madeira foram substituídos por metal e plástico, novas substâncias foram desenvolvidas para produzir núcleos e moldes e uma ampla gama de ligas é usada. O processo de fundição mais proeminente é a moldagem em areia do ferro.

              Ferro, aço, latão e bronze são metais fundidos tradicionais. O maior setor da indústria de fundição produz fundidos de ferro fundido cinzento e dúctil. Fundições de ferro cinzento usam ferro ou ferro-gusa (novos lingotes) para fazer peças fundidas de ferro padrão. As fundições de ferro dúctil adicionam magnésio, cério ou outros aditivos (muitas vezes chamados aditivos de concha) às conchas de metal fundido antes de vazar para fazer peças fundidas de ferro maleável ou nodular. Os diferentes aditivos têm pouco impacto nas exposições no local de trabalho. Aço e ferro maleável compõem o saldo do setor industrial de fundição de ferrosos. Os principais clientes das maiores fundições de ferro são as indústrias automobilística, de construção civil e de implementos agrícolas. O emprego na fundição de ferro diminuiu à medida que os blocos do motor se tornam menores e podem ser vazados em um único molde, e à medida que o ferro fundido é substituído pelo alumínio. Fundições de não ferrosos, especialmente fundição de alumínio e operações de fundição sob pressão, têm muitos empregos. As fundições de latão, tanto independentes quanto aquelas que produzem para a indústria de equipamentos hidráulicos, são um setor em declínio que, no entanto, continua sendo importante do ponto de vista da saúde ocupacional. Nos últimos anos, titânio, cromo, níquel e magnésio, e ainda metais mais tóxicos, como berílio, cádmio e tório, são usados ​​em produtos de fundição.

              Embora se possa presumir que a indústria de fundição de metais começa com a refundição de material sólido na forma de lingotes de metal ou pigs, a indústria de ferro e aço nas grandes unidades pode ser tão integrada que a divisão é menos óbvia. Por exemplo, o alto-forno comercial pode transformar toda a sua produção em ferro-gusa, mas em uma planta integrada parte do ferro pode ser usada para produzir fundidos, participando assim do processo de fundição, e o ferro do alto-forno pode ser levado fundido para ser torneado em aço, onde a mesma coisa pode ocorrer. Na verdade, existe uma seção separada do comércio de aço conhecida por esse motivo como lingote de moldagem. Na fundição normal de ferro, a refusão do ferro-gusa também é um processo de refino. Nas fundições de não ferrosos, o processo de fusão pode requerer a adição de metais e outras substâncias, constituindo assim um processo de liga.

              Os moldes feitos de areia siliciosa ligada com argila predominam no setor de fundição de ferro. Os núcleos tradicionalmente produzidos por cozimento de areia de sílica ligada a óleos vegetais ou açúcares naturais foram substancialmente substituídos. A moderna tecnologia de fundição desenvolveu novas técnicas para produzir moldes e machos.

              Em geral, os riscos à saúde e segurança das fundições podem ser classificados por tipo de fundição de metal, processo de moldagem, tamanho da fundição e grau de mecanização.

              Visão geral do processo

              Com base nos desenhos do projetista, é construído um padrão em conformidade com a forma externa da peça fundida de metal acabada. Da mesma forma, é feita uma caixa de núcleo que produzirá núcleos adequados para ditar a configuração interna do artigo final. A fundição em areia é o método mais amplamente utilizado, mas outras técnicas estão disponíveis. Estes incluem: fundição em molde permanente, usando moldes de ferro ou aço; fundição sob pressão, na qual o metal fundido, muitas vezes uma liga leve, é forçado em um molde de metal sob pressões de 70 a 7,000 kgf/cm2; e fundição de cera perdida, onde um padrão de cera é feito de cada peça fundida a ser produzida e é coberto com refratário que formará o molde no qual o metal é vazado. O processo de “espuma perdida” usa padrões de espuma de poliestireno em areia para fazer peças fundidas de alumínio.

              Os metais ou ligas são fundidos e preparados em um forno que pode ser do tipo cúpula, rotativo, reverberatório, cadinho, arco elétrico, canal ou indução sem núcleo (ver tabela 1). Análises metalúrgicas ou químicas relevantes são realizadas. O metal fundido é derramado no molde montado por meio de uma concha ou diretamente do forno. Quando o metal esfria, o molde e o material do núcleo são removidos (sacudir, decapagem ou nocaute) e a fundição é limpa e vestida (despruping, granalhagem ou hidrojateamento e outras técnicas abrasivas). Certas peças fundidas podem exigir soldagem, tratamento térmico ou pintura antes que o artigo acabado atenda às especificações do comprador.

              Tabela 1. Tipos de fornos de fundição

              Fornalha

              Descrição

              fornalha de cúpula

              Uma fornalha de cúpula é uma fornalha alta e vertical, aberta na parte superior com portas articuladas na parte inferior. É carregado de cima com camadas alternadas de coque, calcário e metal; o metal fundido é removido na parte inferior. Perigos especiais incluem monóxido de carbono e calor.

              Forno elétrico a arco

              O forno é carregado com lingotes, sucata, metais de liga e agentes fundentes. Um arco é produzido entre três eletrodos e a carga de metal, derretendo o metal. Uma escória com fluxos cobre a superfície do metal fundido para evitar a oxidação, refinar o metal e proteger o teto do forno do calor excessivo. Quando estiver pronto, os eletrodos são levantados e o forno inclinado para despejar o metal fundido na panela receptora. Perigos especiais incluem fumaça de metal e ruído.

              Forno de indução

              Um forno de indução derrete o metal passando uma alta corrente elétrica através de bobinas de cobre na parte externa do forno, induzindo uma corrente elétrica na borda externa da carga de metal que aquece o metal devido à alta resistência elétrica da carga de metal. O derretimento progride de fora da carga para dentro. Perigos especiais incluem vapores metálicos.

              Fornalha de cadinho

              O cadinho ou recipiente contendo a carga de metal é aquecido por um queimador de gás ou óleo. Depois de pronto, o cadinho é retirado do forno e inclinado para despejar nos moldes. Perigos especiais incluem monóxido de carbono, fumaça de metal, ruído e calor.

              forno rotativo

              Um forno cilíndrico rotativo longo e inclinado que é carregado a partir do topo e acionado a partir da extremidade inferior.

              forno de canal

              Um tipo de forno de indução.

              forno reverberatório

              Este forno horizontal consiste em uma lareira em uma extremidade, separada da carga de metal por uma parede divisória baixa chamada de ponte corta-fogo, e uma chaminé na outra extremidade. O metal é mantido fora do contato com o combustível sólido. Tanto a lareira quanto a carga metálica são cobertas por um teto em arco. A chama em seu caminho da lareira para a pilha é refletida para baixo ou reverberada no metal abaixo, derretendo-o.

               

              Perigos como o perigo decorrente da presença de metal quente são comuns à maioria das fundições, independentemente do processo de fundição empregado. Os perigos também podem ser específicos de um determinado processo de fundição. Por exemplo, o uso de magnésio apresenta riscos de queima não encontrados em outras indústrias de fundição de metal. Este artigo enfatiza as fundições de ferro, que contêm a maioria dos perigos típicos da fundição.

              A fundição mecanizada ou de produção emprega os mesmos métodos básicos da fundição de ferro convencional. Quando a moldagem é feita, por exemplo, por máquina e as peças fundidas são limpas por jateamento ou hidrojateamento, a máquina geralmente possui dispositivos de controle de poeira embutidos e o risco de poeira é reduzido. No entanto, a areia é freqüentemente movida de um lugar para outro em um transportador de correia aberta, e os pontos de transferência e o derramamento de areia podem ser fontes de quantidades consideráveis ​​de poeira no ar; em vista das altas taxas de produção, a carga de poeira no ar pode ser ainda maior do que na fundição convencional. Uma revisão dos dados de amostragem de ar em meados da década de 1970 mostrou níveis de poeira mais altos em grandes fundições de produção americanas do que em pequenas fundições amostradas durante o mesmo período. A instalação de exaustores sobre pontos de transferência em transportadores de correia, combinada com uma limpeza escrupulosa, deve ser uma prática normal. O transporte por sistemas pneumáticos às vezes é economicamente possível e resulta em um sistema de transporte virtualmente livre de poeira.

              Fundições de Ferro

              Para simplificar, pode-se presumir que uma fundição de ferro compreende as seis seções a seguir:

              1. fusão e vazamento de metal
              2. modelagem
              3. Moldagem
              4. fabricação de núcleo
              5. abalo/nocaute
              6. limpeza de fundição.

               

              Em muitas fundições, quase todos esses processos podem ser executados simultânea ou consecutivamente na mesma área de oficina.

              Em uma fundição de produção típica, o ferro passa da fusão ao vazamento, resfriamento, agitação, limpeza e transporte como peça fundida acabada. A areia é ciclada desde a mistura de areia, moldagem, agitação e de volta à mistura de areia. A areia é adicionada ao sistema a partir da fabricação do núcleo, que começa com areia nova.

              Derretendo e derramando

              A indústria de fundição de ferro depende fortemente do forno de cúpula para fusão e refino de metal. A cúpula é uma fornalha alta e vertical, aberta na parte superior e com portas de batente na parte inferior, forrada com refratário e carregada com coque, sucata e calcário. O ar é soprado através da carga de aberturas (tuyers) na parte inferior; a combustão do coque aquece, derrete e purifica o ferro. Os materiais de carga são alimentados no topo da cúpula por um guindaste durante a operação e devem ser armazenados à mão, geralmente em compartimentos ou caixas no pátio adjacente ao maquinário de carga. A organização e supervisão eficiente das pilhas de matérias-primas são essenciais para minimizar o risco de lesões por deslizamentos de objetos pesados. Guindastes com grandes eletroímãs ou pesos pesados ​​são frequentemente usados ​​para reduzir a sucata a tamanhos gerenciáveis ​​para carregar na cúpula e para encher os próprios funis de carregamento. A cabine do guindaste deve estar bem protegida e os operadores devidamente treinados.

              Os funcionários que lidam com matérias-primas devem usar luvas de couro e botas de proteção. O carregamento descuidado pode transbordar a tremonha e causar derramamento perigoso. Se o processo de carregamento for muito ruidoso, o ruído do impacto de metal contra metal pode ser reduzido com a instalação de revestimentos de borracha com amortecimento de ruído nos depósitos e recipientes de armazenamento. A plataforma de carregamento está necessariamente acima do nível do solo e pode representar um perigo, a menos que seja nivelada e tenha uma superfície antiderrapante e trilhos fortes ao seu redor e quaisquer aberturas no piso.

              As cúpulas geram grandes quantidades de monóxido de carbono, que pode vazar das portas de carregamento e ser soprado de volta por correntes parasitas locais. O monóxido de carbono é invisível, inodoro e pode rapidamente produzir níveis tóxicos no ambiente. Os funcionários que trabalham na plataforma de carregamento ou nas passarelas próximas devem ser bem treinados para reconhecer os sintomas de envenenamento por monóxido de carbono. Tanto o monitoramento contínuo quanto pontual dos níveis de exposição são necessários. Equipamentos autônomos de respiração e ressuscitação devem ser mantidos em prontidão e os operadores devem ser instruídos sobre seu uso. Quando o trabalho de emergência é realizado, um sistema de entrada em espaço confinado de monitoramento de contaminantes deve ser desenvolvido e aplicado. Todo o trabalho deve ser supervisionado.

              As cúpulas são geralmente colocadas em pares ou grupos, de modo que, enquanto uma está sendo consertada, as outras operam. O período de uso deve ser baseado na experiência com durabilidade de refratários e nas recomendações de engenharia. Os procedimentos devem ser elaborados com antecedência para retirar o ferro e desligar quando surgirem pontos quentes ou se o sistema de resfriamento a água for desativado. O reparo da cúpula envolve necessariamente a presença de funcionários dentro da própria cúpula para consertar ou renovar os revestimentos refratários. Essas designações devem ser consideradas como entradas em espaços confinados e devem ser tomadas as devidas precauções. Precauções também devem ser tomadas para evitar a descarga de material através das portas de carregamento nesses momentos. Para proteger os trabalhadores da queda de objetos, eles devem usar capacetes de segurança e, se trabalharem em altura, cintos de segurança.

              Os trabalhadores que extraem cúpulas (transferência de metal fundido do poço da cúpula para um forno de retenção ou panela) devem observar rigorosas medidas de proteção individual. Óculos de proteção e roupas de proteção são essenciais. Os protetores oculares devem resistir tanto ao impacto de alta velocidade quanto ao metal fundido. Deve-se ter extremo cuidado para evitar que restos de escória fundida (os detritos indesejados removidos da fusão com o auxílio de aditivos de calcário) e metal entrem em contato com a água, o que causará uma explosão de vapor. Os seringueiros e supervisores devem garantir que qualquer pessoa não envolvida na operação da cúpula permaneça fora da área de perigo, delimitada por um raio de cerca de 4 m a partir da bica da cúpula. O delineamento de uma zona de entrada proibida não autorizada é um requisito legal sob os Regulamentos de Fundições de Ferro e Aço da Grã-Bretanha de 1953.

              Quando a corrida da cúpula termina, o fundo da cúpula é derrubado para remover a escória indesejada e outros materiais ainda dentro da casca antes que os funcionários possam realizar a manutenção refratária de rotina. Deixar cair o fundo da cúpula é uma operação habilidosa e perigosa que requer supervisão treinada. Um piso refratário ou camada de areia seca sobre a qual cair os detritos é essencial. Se ocorrer algum problema, como portas de fundo de cúpula emperradas, muito cuidado deve ser tomado para evitar riscos de queimaduras aos trabalhadores pelo metal quente e escória.

              O metal incandescente visível é um perigo para os olhos dos trabalhadores devido à emissão de radiação infravermelha e ultravioleta, cuja exposição extensa pode causar catarata.

              A concha deve ser seca antes de encher com metal fundido, para evitar explosões de vapor; deve ser estabelecido um período satisfatório de aquecimento da chama.

              Os funcionários das seções de metal e vazamento da fundição devem receber capacetes, proteção ocular colorida e protetores faciais, roupas aluminizadas, como aventais, polainas ou polainas (coberturas para a parte inferior das pernas e pés) e botas. O uso de equipamentos de proteção deve ser obrigatório, devendo haver instrução adequada sobre seu uso e manutenção. Altos padrões de limpeza e exclusão de água no mais alto grau possível são necessários em todas as áreas onde o metal fundido está sendo manipulado.

              Onde panelas grandes são penduradas de guindastes ou transportadores aéreos, dispositivos de controle positivo de panelas devem ser empregados para garantir que não ocorra derramamento de metal se o operador soltar a alça. Os ganchos que seguram conchas de metal fundido devem ser testados periodicamente quanto à fadiga do metal para evitar falhas.

              Nas fundições de produção, o molde montado se move ao longo de um transportador mecânico para uma estação de vazamento ventilada. O derramamento pode ser feito por uma concha controlada manualmente com auxílio mecânico, uma concha de indexação controlada por uma cabine ou pode ser automático. Normalmente, a estação de vazamento é fornecida com um capô de compensação com suprimento de ar direto. O molde vazado prossegue ao longo do transportador através de um túnel de resfriamento esgotado até a remoção. Em pequenas fundições de oficina, os moldes podem ser despejados no chão da fundição e deixados queimar lá. Nesta situação, a panela deve ser equipada com exaustor móvel.

              A extração e o transporte de ferro fundido e o carregamento de fornos elétricos criam exposição a óxido de ferro e outros vapores de óxido de metal. Despejar no molde inflama e pirólise os materiais orgânicos, gerando grandes quantidades de monóxido de carbono, fumaça, hidrocarbonetos aromáticos polinucleares (PAHs) cancerígenos e produtos de pirólise de materiais do núcleo que podem ser cancerígenos e também sensibilizadores respiratórios. Moldes contendo grandes núcleos de caixa fria ligados a poliuretano liberam uma fumaça densa e irritante contendo isocianatos e aminas. O principal controle de risco para queima de molde é uma estação de vazamento esgotada localmente e um túnel de resfriamento.

              Em fundições com ventiladores de teto para operações de vazamento exaustivo, altas concentrações de fumos metálicos podem ser encontradas nas regiões superiores onde estão localizadas as cabines dos guindastes. Se as cabines tiverem um operador, as cabines devem ser fechadas e providas de ar condicionado e filtrado.

              Fabricação de padrões

              A modelagem é um ofício altamente qualificado que traduz os planos de design bidimensionais para um objeto tridimensional. Padrões tradicionais de madeira são feitos em oficinas padrão contendo ferramentas manuais e equipamentos elétricos de corte e aplainamento. Aqui, todas as medidas razoavelmente viáveis ​​devem ser tomadas para reduzir o ruído ao máximo possível, e protetores auriculares adequados devem ser fornecidos. É importante que os funcionários estejam cientes das vantagens de usar essa proteção.

              As máquinas motorizadas de corte e acabamento de madeira são fontes óbvias de perigo e, muitas vezes, as proteções adequadas não podem ser instaladas sem impedir o funcionamento da máquina. Os funcionários devem ser bem versados ​​no procedimento operacional normal e também devem ser instruídos sobre os perigos inerentes ao trabalho.

              Serrar madeira pode criar exposição à poeira. Sistemas de ventilação eficientes devem ser instalados para eliminar o pó de madeira da atmosfera da oficina de modelagem. Em certas indústrias que utilizam madeiras duras, observou-se câncer nasal. Isso não foi estudado na indústria de fundação.

              A fundição em moldes de metal permanentes, como na fundição sob pressão, tem sido um desenvolvimento importante na indústria de fundição. Nesse caso, a modelagem é amplamente substituída por métodos de engenharia e é realmente uma operação de fabricação de moldes. A maioria dos perigos da modelagem e os riscos da areia são eliminados, mas são substituídos pelo risco inerente ao uso de algum tipo de material refratário para revestir a matriz ou molde. No trabalho de fundição moderna, o uso crescente é feito de núcleos de areia, caso em que os riscos de poeira da fundição de areia ainda estão presentes.

              Moulding

              O processo de moldagem mais comum na indústria de fundição de ferro usa o molde tradicional de “areia verde” feito de areia de sílica, pó de carvão, argila e aglutinantes orgânicos. Outros métodos de produção de moldes são adaptados da fabricação de núcleos: termoendurecível, autoendurecível a frio e endurecido a gás. Esses métodos e seus perigos serão discutidos em coremaking. Também podem ser utilizados moldes permanentes ou o processo de espuma perdida, principalmente na indústria de fundição de alumínio.

              Nas fundições de produção, a mistura de areia, moldagem, montagem do molde, vazamento e agitação são integrados e mecanizados. A areia do shakeout é reciclada de volta para a operação de mistura de areia, onde água e outros aditivos são adicionados e a areia é misturada em trituradores para manter as propriedades físicas desejadas.

              Para facilitar a montagem, os padrões (e seus moldes) são feitos em duas partes. Na fabricação manual de moldes, os moldes são colocados em armações de metal ou madeira chamadas frascos. A metade inferior do padrão é colocada no frasco inferior (o querido), e primeiro areia fina e depois areia pesada são despejadas ao redor do padrão. A areia é compactada no molde por meio de um processo de compressão, compactação de areia ou pressão. O frasco superior (o lidar) é preparado de forma semelhante. Espaçadores de madeira são colocados na capa para formar os canais de entrada e de entrada, que são o caminho para o metal fundido fluir para dentro da cavidade do molde. Os padrões são removidos, o núcleo inserido e, em seguida, as duas metades do molde são montadas e presas juntas, prontas para vazar. Nas fundições de produção, os frascos de copa e arrasto são preparados em um transportador mecânico, os machos são colocados no frasco de arrasto e o molde é montado por meios mecânicos.

              O pó de sílica é um problema potencial onde quer que a areia seja manuseada. A areia de moldagem geralmente está úmida ou misturada com resina líquida e, portanto, é menos provável que seja uma fonte significativa de poeira respirável. Às vezes, um agente de separação, como o talco, é adicionado para promover a pronta remoção do padrão do molde. Talco respirável causa talcose, um tipo de pneumoconiose. Agentes de separação são mais difundidos onde a moldagem manual é empregada; nos processos maiores e mais automáticos, eles raramente são vistos. Às vezes, produtos químicos são pulverizados na superfície do molde, suspensos ou dissolvidos em álcool isopropílico, que é queimado para deixar o composto, geralmente um tipo de grafite, revestindo o molde para obter uma fundição com um acabamento superficial mais fino. Isso envolve um risco imediato de incêndio, e todos os funcionários envolvidos na aplicação desses revestimentos devem receber roupas de proteção retardadoras de fogo e proteção para as mãos, pois os solventes orgânicos também podem causar dermatites. Os revestimentos devem ser aplicados em cabine ventilada para evitar que os vapores orgânicos escapem para o local de trabalho. Precauções rigorosas também devem ser observadas para garantir que o álcool isopropílico seja armazenado e usado com segurança. Ele deve ser transferido para um pequeno recipiente para uso imediato, e os recipientes de armazenamento maiores devem ser mantidos bem longe do processo de queima.

              A fabricação manual de moldes pode envolver a manipulação de objetos grandes e pesados. Os próprios moldes são pesados, assim como as caixas ou frascos de moldagem. Eles são frequentemente levantados, movidos e empilhados manualmente. Lesões nas costas são comuns, e assistência elétrica é necessária para que os funcionários não precisem levantar objetos muito pesados ​​para serem carregados com segurança.

              Projetos padronizados estão disponíveis para gabinetes de misturadores, transportadores e estações de vazamento e agitação com volumes de exaustão apropriados e velocidades de captura e transporte. A adesão a tais projetos e a manutenção preventiva rigorosa dos sistemas de controle atingirá a conformidade com os limites reconhecidos internacionalmente para exposição à poeira.

              Núcleo

              Os núcleos inseridos no molde determinam a configuração interna de uma peça fundida oca, como a camisa d'água de um bloco de motor. O núcleo deve resistir ao processo de fundição, mas ao mesmo tempo não deve ser tão forte que resista à remoção da fundição durante o estágio de nocaute.

              Antes da década de 1960, as misturas de núcleo compreendiam areia e aglutinantes, como óleo de linhaça, melaço ou dextrina (areia betuminosa). A areia foi acondicionada em caixa macho com cavidade no formato do núcleo, e posteriormente seca em estufa. Os fornos centrais desenvolvem produtos de pirólise nocivos e requerem um sistema de chaminé adequado e bem conservado. Normalmente, as correntes de convecção dentro do forno serão suficientes para garantir a remoção satisfatória dos vapores do local de trabalho, embora contribuam enormemente para a poluição do ar. o perigo é menor; em alguns casos, no entanto, pequenas quantidades de acroleína nos vapores podem ser um incômodo considerável. Os núcleos podem ser tratados com um “revestimento flare-off” para melhorar o acabamento superficial da peça fundida, o que exige os mesmos cuidados que no caso dos moldes.

              A moldagem por caixa quente ou casca e fabricação de machos são processos termoendurecíveis usados ​​em fundições de ferro. A areia nova pode ser misturada com resina na fundição, ou a areia revestida com resina pode ser enviada em sacos para adição à máquina de fabricação de machos. A areia de resina é injetada em um padrão de metal (a caixa do núcleo). O padrão é então aquecido - por queima direta de gás natural no processo de caixa quente ou por outros meios para núcleos de casca e moldagem. As caixas quentes normalmente usam uma resina termoendurecível de álcool furfurílico (furano), ureia ou fenol-formaldeído. A moldagem da casca usa uma resina de ureia ou fenol-formaldeído. Após um curto tempo de cura, o núcleo endurece consideravelmente e pode ser empurrado para fora da placa padrão por pinos ejetores. A fabricação de núcleos de caixa quente e casca gera uma exposição substancial ao formaldeído, que é um provável carcinógeno, e outros contaminantes, dependendo do sistema. As medidas de controle para formaldeído incluem suprimento de ar direto na estação do operador, exaustão local na caixa de núcleo, enclausuramento e exaustão local na estação de armazenamento de núcleo e resinas com baixa emissão de formaldeído. O controle satisfatório é difícil de conseguir. Vigilância médica para problemas respiratórios deve ser fornecida aos trabalhadores da fabricação de núcleos. O contato da resina de fenol ou ureia-formaldeído com a pele ou olhos deve ser evitado porque as resinas são irritantes ou sensibilizantes e podem causar dermatite. A lavagem abundante com água ajudará a evitar o problema.

              Os sistemas de endurecimento de cura a frio (sem cozimento) atualmente em uso incluem: resinas de ureia e fenol-formaldeído catalisadas por ácido com e sem álcool furfurílico; isocianatos alquídicos e fenólicos; Fascold; silicatos auto-endurecíveis; Inoset; areia de cimento e areia fluida ou moldável. Endurecedores de endurecimento a frio não requerem aquecimento externo para endurecer. Os isocianatos empregados nos aglutinantes são normalmente à base de metileno difenil isocianato (MDI), que, se inalado, pode atuar como irritante ou sensibilizador respiratório, causando asma. Luvas e óculos de proteção são aconselháveis ​​ao manusear ou usar esses compostos. Os próprios isocianatos devem ser cuidadosamente armazenados em recipientes selados em condições secas a uma temperatura entre 10 e 30°C. Os recipientes de armazenamento vazios devem ser preenchidos e embebidos por 24 horas com uma solução de carbonato de sódio a 5% para neutralizar qualquer produto químico residual deixado no tambor. A maioria dos princípios gerais de manutenção deve ser rigorosamente aplicada aos processos de moldagem de resina, mas o maior cuidado de todos deve ser exercido ao manusear os catalisadores usados ​​como agentes de configuração. Os catalisadores das resinas de fenol e isocianato de óleo são geralmente aminas aromáticas à base de compostos de piridina, que são líquidos com cheiro pungente. Eles podem causar irritação cutânea grave e danos renais e hepáticos e também podem afetar o sistema nervoso central. Esses compostos são fornecidos como aditivos separados (aglutinante de três partes) ou já estão misturados com os materiais oleosos, e o LEV deve ser fornecido nas etapas de mistura, moldagem, fundição e nocaute. Para alguns outros processos sem cozimento, os catalisadores usados ​​são ácidos fosfóricos ou vários ácidos sulfônicos, que também são tóxicos; acidentes durante o transporte ou uso devem ser adequadamente protegidos.

              A fabricação de núcleos endurecidos a gás compreende o dióxido de carbono (CO2)-silicato e os processos Isocure (ou “Ashland”). Muitas variações do CO2-silicato foram desenvolvidos desde a década de 1950. Este processo tem sido geralmente utilizado para a produção de moldes e machos de médio a grande porte. A areia do núcleo é uma mistura de silicato de sódio e areia de sílica, geralmente modificada pela adição de substâncias como melaço como agentes de decomposição. Depois que a caixa do núcleo é preenchida, o núcleo é curado passando dióxido de carbono pela mistura do núcleo. Isso forma carbonato de sódio e gel de sílica, que atua como um aglutinante.

              O silicato de sódio é uma substância alcalina e pode ser prejudicial se entrar em contato com a pele ou olhos ou se for ingerido. É aconselhável fornecer um chuveiro de emergência próximo a áreas onde grandes quantidades de silicato de sódio são manuseadas e sempre usar luvas. Um lava-olhos prontamente disponível deve estar localizado em qualquer área de fundição onde o silicato de sódio é usado. o CO2 pode ser fornecido como um sólido, líquido ou gás. Quando for fornecido em cilindros ou tanques de pressão, muitos cuidados de limpeza devem ser tomados, como armazenamento de cilindros, manutenção de válvulas, manuseio e assim por diante. Há também o risco do próprio gás, pois pode diminuir a concentração de oxigênio no ar em ambientes fechados.

              O processo Isocure é usado para machos e moldes. Este é um sistema de gás no qual uma resina, frequentemente fenol-formaldeído, é misturada com um di-isocianato (por exemplo, MDI) e areia. Isso é injetado na caixa do núcleo e, em seguida, gaseado com uma amina, geralmente trietilamina ou dimetiletilamina, para causar a reação de formação de reticulação. As aminas, muitas vezes vendidas em tambores, são líquidos altamente voláteis com forte cheiro de amônia. Existe um risco muito real de incêndio ou explosão, e deve-se tomar extremo cuidado, especialmente quando o material é armazenado a granel. O efeito característico dessas aminas é causar visão de halo e inchaço da córnea, embora também afetem o sistema nervoso central, onde podem causar convulsões, paralisia e, ocasionalmente, a morte. Se parte da amina entrar em contato com os olhos ou a pele, as medidas de primeiros socorros devem incluir lavagem com água em abundância por pelo menos 15 minutos e atenção médica imediata. No processo Isocure, a amina é aplicada como um vapor em um transportador de nitrogênio, com o excesso de amina depurado através de uma torre de ácido. Vazamento da caixa de núcleo é a principal causa de alta exposição, embora a liberação de gás de amina de núcleos fabricados também seja significativa. Deve-se ter muito cuidado ao manusear este material, e equipamentos de exaustão adequados devem ser instalados para remover os vapores das áreas de trabalho.

              Shakeout, extração de fundição e nocaute do núcleo

              Depois que o metal fundido esfria, a fundição bruta deve ser removida do molde. Este é um processo ruidoso, normalmente expondo os operadores bem acima de 90 dBA durante um dia de trabalho de 8 horas. Protetores auriculares devem ser fornecidos se não for possível reduzir a emissão de ruído. A maior parte do molde é separada da peça fundida, geralmente por impacto. Freqüentemente, a caixa de moldagem, o molde e a fundição são jogados em uma grade vibratória para desalojar a areia (agitação). A areia então cai através da grade em uma tremonha ou em um transportador onde pode ser submetida a separadores magnéticos e reciclada para moagem, tratamento e reutilização, ou simplesmente despejada. Às vezes, o hidrojateamento pode ser usado em vez de uma grade, criando menos poeira. O núcleo é removido aqui, às vezes também usando correntes de água de alta pressão.

              A fundição é então removida e transferida para o próximo estágio da operação de nocaute. Freqüentemente, pequenas peças fundidas podem ser removidas do frasco por um processo de “punch-out” antes da agitação, o que produz menos poeira. A areia dá origem a níveis perigosos de poeira de sílica porque esteve em contato com metal fundido e, portanto, é muito seca. O metal e a areia permanecem muito quentes. A proteção dos olhos é necessária. As superfícies de passagem e de trabalho devem ser mantidas livres de sucata, que é um risco de tropeço, e de poeira, que pode ser ressuspensa para representar um risco de inalação.

              Relativamente poucos estudos foram realizados para determinar qual efeito, se houver, os novos aglomerantes de núcleo têm sobre a saúde do operador de descolamento em particular. Os furanos, álcool furfurílico e ácido fosfórico, resinas de ureia e fenol-formaldeído, silicato de sódio e dióxido de carbono, no-bakes, óleo de linhaça modificado e MDI, todos sofrem algum tipo de decomposição térmica quando expostos às temperaturas dos metais fundidos.

              Ainda não foram realizados estudos sobre o efeito da partícula de sílica revestida com resina no desenvolvimento de pneumoconiose. Não se sabe se esses revestimentos terão um efeito inibidor ou acelerador nas lesões do tecido pulmonar. Teme-se que os produtos da reação do ácido fosfórico possam liberar fosfina. Experimentos com animais e alguns estudos selecionados mostraram que o efeito do pó de sílica no tecido pulmonar é bastante acelerado quando a sílica é tratada com um ácido mineral. As resinas de uréia e fenol-formaldeído podem liberar fenóis livres, aldeídos e monóxido de carbono. Os açúcares adicionados para aumentar a colapsibilidade produzem quantidades significativas de monóxido de carbono. No-bakes liberará isocianatos (por exemplo, MDI) e monóxido de carbono.

              Refinamento (limpeza)

              A limpeza da fundição, ou refinamento, é realizada após a remoção e remoção do núcleo. Os vários processos envolvidos são designados de forma variada em lugares diferentes, mas podem ser classificados da seguinte forma:

              • Curativo abrange decapagem, desbaste ou remoção de sujeira, remoção de areia de moldagem aderente, areia de núcleo, canais, risers, rebarbas e outros materiais prontamente descartáveis ​​com ferramentas manuais ou ferramentas pneumáticas portáteis.
              • Refinamento abrange a remoção de areia de moldagem queimada, bordas ásperas, excesso de metal, como bolhas, tocos de portões, crostas ou outras manchas indesejadas e a limpeza manual da fundição usando cinzéis manuais, ferramentas pneumáticas e escovas de aço. Técnicas de soldagem, como corte com chama de oxiacetileno, arco elétrico, arco-ar, lavagem com pó e maçarico de plasma, podem ser empregadas para queima de cabeçotes, para reparo de fundição e para corte e lavagem.

               

              A remoção do espru é a primeira operação de curativo. Até metade do metal fundido no molde não faz parte da peça fundida final. O molde deve incluir reservatórios, cavidades, alimentadores e sprue para que seja preenchido com metal para completar o objeto fundido. O espru geralmente pode ser removido durante a fase de nocaute, mas às vezes isso deve ser realizado como uma etapa separada da operação de rebarbação ou curativo. A remoção do espru é feita manualmente, geralmente batendo na peça fundida com um martelo. Para reduzir o ruído, os martelos de metal podem ser substituídos por outros revestidos de borracha e os transportadores revestidos com a mesma borracha de amortecimento de ruído. Fragmentos de metal quente são lançados e representam um risco para os olhos. Proteção para os olhos deve ser usada. Os sprues soltos devem normalmente ser devolvidos à região de carregamento da planta de fusão e não deve ser permitido que se acumulem na seção de desprulamento da fundição. Após a remoção do spruing (mas às vezes antes), a maioria das peças fundidas é jateada ou tombada para remover os materiais do molde e talvez para melhorar o acabamento da superfície. Barris caindo geram altos níveis de ruído. Gabinetes podem ser necessários, o que também pode exigir LEV.

              Os métodos de dressagem em fundições de aço, ferro e não ferrosos são muito semelhantes, mas existem dificuldades especiais na dressagem e rebarbação de fundidos de aço devido a maiores quantidades de areia fundida queimada em comparação com fundidos de ferro e não ferrosos. A areia fundida em grandes peças fundidas de aço pode conter cristobalita, que é mais tóxica do que o quartzo encontrado na areia virgem.

              É necessário jateamento sem ar ou tombamento de peças fundidas antes de lascar e retificar para evitar a superexposição ao pó de sílica. A peça fundida deve estar livre de poeira visível, embora um risco de sílica ainda possa ser gerado pela retificação se a sílica for queimada na superfície de metal aparentemente limpa da peça fundida. O tiro é impulsionado de forma centrífuga no lançamento e nenhum operador é necessário dentro da unidade. O gabinete de jateamento deve ser esgotado para que nenhuma poeira visível escape. Somente quando há quebra ou deterioração do gabinete de jateamento e/ou ventilador e coletor é que há problema de poeira.

              Água ou água e areia ou jateamento sob pressão podem ser usados ​​para remover a areia aderente, submetendo a peça fundida a uma corrente de alta pressão de água ou granalha de ferro ou aço. O jateamento de areia foi proibido em vários países (por exemplo, Reino Unido) devido ao risco de silicose, pois as partículas de areia se tornam cada vez mais finas e a fração respirável aumenta continuamente. A água ou o tiro é descarregado através de uma pistola e pode representar um risco para o pessoal se não for manuseado corretamente. A detonação deve ser sempre realizada em um espaço isolado e fechado. Todos os compartimentos de jateamento devem ser inspecionados em intervalos regulares para garantir que o sistema de extração de poeira esteja funcionando e que não haja vazamentos através dos quais granalha ou água possam escapar para a fundição. Os capacetes dos Blasters devem ser aprovados e cuidadosamente mantidos. É recomendável afixar um aviso na porta do estande, alertando os funcionários que estão ocorrendo detonações e que é proibida a entrada de pessoas não autorizadas. Em certas circunstâncias, os parafusos de retardo ligados ao motor de jateamento podem ser instalados nas portas, impossibilitando a abertura das portas até que o jateamento tenha cessado.

              Uma variedade de ferramentas de retificação são usadas para suavizar a fundição grosseira. Os rebolos abrasivos podem ser montados em máquinas de chão ou pedestal ou em esmerilhadeiras portáteis ou basculantes. Retificadoras de pedestal são usadas para peças fundidas menores que podem ser facilmente manuseadas; esmerilhadeiras portáteis, rebolos de disco de superfície, rebolos tipo copo e rebolos cônicos são usados ​​para uma série de finalidades, incluindo alisamento de superfícies internas de peças fundidas; As retificadoras de estrutura oscilante são usadas principalmente em grandes peças fundidas que requerem muita remoção de metal.

              Outras fundições

              fundação de aço

              A produção na fundição de aço (diferente de uma usina siderúrgica básica) é semelhante à da fundição de ferro; no entanto, as temperaturas do metal são muito mais altas. Isso significa que a proteção ocular com lentes coloridas é essencial e que a sílica no molde é convertida pelo calor em tridimita ou cristobalita, duas formas de sílica cristalina que são particularmente perigosas para os pulmões. A areia muitas vezes fica queimada na peça fundida e tem de ser removida por meios mecânicos, o que dá origem a poeiras perigosas; conseqüentemente, sistemas eficazes de exaustão de pó e proteção respiratória são essenciais.

              Fundição de liga leve

              A fundição de ligas leves utiliza principalmente ligas de alumínio e magnésio. Estes geralmente contêm pequenas quantidades de metais que podem liberar vapores tóxicos sob certas circunstâncias. Os vapores devem ser analisados ​​para determinar seus constituintes onde a liga pode conter tais componentes.

              Nas fundições de alumínio e magnésio, a fusão é comumente feita em fornos de cadinho. Aberturas de exaustão ao redor do topo da panela para remover a fumaça são aconselháveis. Em fornos a óleo, a combustão incompleta devido a queimadores defeituosos pode resultar na liberação de produtos como monóxido de carbono no ar. Os vapores do forno podem conter hidrocarbonetos complexos, alguns dos quais podem ser cancerígenos. Durante a limpeza da fornalha e da chaminé existe o risco de exposição ao pentóxido de vanádio concentrado na fuligem da fornalha dos depósitos de óleo.

              O espatoflúor é comumente usado como fundente na fusão do alumínio, e quantidades significativas de pó de flúor podem ser liberadas no meio ambiente. Em certos casos, o cloreto de bário foi usado como fundente para ligas de magnésio; trata-se de uma substância significativamente tóxica e, conseqüentemente, exige-se muito cuidado em seu uso. Ligas leves podem ocasionalmente ser desgaseificadas pela passagem de dióxido de enxofre ou cloro (ou compostos patenteados que se decompõem para produzir cloro) através do metal fundido; ventilação de exaustão e equipamento de proteção respiratória são necessários para esta operação. A fim de reduzir a taxa de resfriamento do metal quente no molde, uma mistura de substâncias (geralmente alumínio e óxido de ferro) que reagem altamente exotermicamente é colocada no riser do molde. Esta mistura de “thermite” emite fumos densos que se revelaram inócuos na prática. Quando os fumos são de cor castanha, pode ser dado alarme devido à suspeita da presença de óxidos de azoto; no entanto, essa suspeita é infundada. O alumínio finamente dividido produzido durante a preparação de fundidos de alumínio e magnésio constitui um grave risco de incêndio, e métodos úmidos devem ser usados ​​para coleta de pó.

              A fundição de magnésio acarreta risco potencial considerável de incêndio e explosão. O magnésio fundido entrará em combustão a menos que uma barreira protetora seja mantida entre ele e a atmosfera; o enxofre fundido é amplamente empregado para esta finalidade. Os trabalhadores da fundição que aplicam o pó de enxofre no caldeirão manualmente podem desenvolver dermatite e devem usar luvas feitas de tecido à prova de fogo. O enxofre em contato com o metal está em constante combustão, de modo que quantidades consideráveis ​​de dióxido de enxofre são liberadas. Ventilação de exaustão deve ser instalada. Os trabalhadores devem ser informados sobre o perigo de uma panela ou concha de magnésio fundido pegar fogo, o que pode dar origem a uma nuvem densa de óxido de magnésio finamente dividido. Roupas de proteção de materiais à prova de fogo devem ser usadas por todos os trabalhadores de fundição de magnésio. Roupas revestidas com pó de magnésio não devem ser guardadas em armários sem controle de umidade, pois pode ocorrer combustão espontânea. O pó de magnésio deve ser removido da roupa. O giz francês é usado extensivamente na preparação de moldes em fundições de magnésio; a poeira deve ser controlada para evitar a talcose. Óleos penetrantes e pós em pó são empregados na inspeção de peças fundidas de ligas leves para a detecção de trincas.

              Corantes foram introduzidos para melhorar a eficácia dessas técnicas. Descobriu-se que certos corantes vermelhos são absorvidos e excretados no suor, causando sujeira nas roupas pessoais; embora esta condição seja um incômodo, nenhum efeito sobre a saúde foi observado.

              Fundições de latão e bronze

              Fumos de metais tóxicos e poeira de ligas típicas são um perigo especial de fundições de latão e bronze. Exposições ao chumbo acima dos limites de segurança nas operações de fusão, vazamento e acabamento são comuns, especialmente quando as ligas têm uma composição de alto teor de chumbo. O risco de chumbo na limpeza do forno e eliminação de escória é particularmente grave. A superexposição ao chumbo é frequente na fusão e vazamento e também pode ocorrer na moagem. Os fumos de zinco e cobre (os constituintes do bronze) são as causas mais comuns da febre dos fumos metálicos, embora a condição também tenha sido observada em trabalhadores de fundição que usam magnésio, alumínio, antimônio e assim por diante. Algumas ligas de alta resistência contêm cádmio, que pode causar pneumonia química por exposição aguda e danos renais e câncer de pulmão por exposição crônica.

              processo de molde permanente

              A fundição em moldes de metal permanentes, como na fundição sob pressão, tem sido um desenvolvimento importante na fundição. Neste caso, a modelagem é amplamente substituída por métodos de engenharia e é realmente uma operação de penetração. A maior parte dos perigos da modelação são assim removidos e os riscos da areia também são eliminados, mas são substituídos por um grau de risco inerente à utilização de algum tipo de material refractário para revestir a matriz ou molde. No trabalho de fundição moderna, o uso crescente é feito de núcleos de areia, caso em que os riscos de poeira da fundição de areia ainda estão presentes.

              fundição

              O alumínio é um metal comum na fundição sob pressão. O hardware automotivo, como acabamento cromado, é normalmente fundido em zinco, seguido de cobre, níquel e cromagem. O risco de febre de fumaça de metal de fumaça de zinco deve ser constantemente controlado, assim como a névoa de ácido crômico.

              As máquinas de fundição sob pressão apresentam todos os perigos comuns às prensas hidráulicas. Além disso, o trabalhador pode ser exposto à névoa de óleos usados ​​como lubrificantes e deve ser protegido contra a inalação dessas névoas e contra o perigo de roupas saturadas de óleo. Os fluidos hidráulicos resistentes ao fogo utilizados nas prensas podem conter compostos organofosforados tóxicos, devendo-se tomar cuidado especial durante os trabalhos de manutenção nos sistemas hidráulicos.

              Fundação de precisão

              As fundições de precisão dependem do investimento ou processo de fundição por cera perdida, no qual os padrões são feitos por injeção de cera de moldagem em uma matriz; esses padrões são revestidos com um pó refratário fino que serve como material de revestimento do molde, e a cera é então derretida antes da fundição ou pela introdução do próprio metal de fundição.

              A remoção de cera apresenta um risco de incêndio definido, e a decomposição da cera produz acroleína e outros produtos de decomposição perigosos. Os fornos de queima de cera devem ser adequadamente ventilados. O tricloroetileno foi usado para remover os últimos vestígios de cera; este solvente pode se acumular em bolsas no molde ou ser absorvido pelo material refratário e vaporizar ou se decompor durante o vazamento. A inclusão de materiais refratários de fundição de investimento de amianto deve ser eliminada devido aos perigos do amianto.

              Problemas de saúde e padrões de doenças

              As fundições se destacam entre os processos industriais devido a uma taxa de mortalidade mais alta decorrente de derramamentos e explosões de metal fundido, manutenção da cúpula, incluindo queda no fundo e perigos de monóxido de carbono durante o revestimento. As fundições relatam uma maior incidência de lesões por corpos estranhos, contusões e queimaduras e uma menor proporção de lesões musculoesqueléticas do que outras instalações. Eles também têm os mais altos níveis de exposição ao ruído.

              Um estudo de várias dezenas de lesões fatais em fundições revelou as seguintes causas: esmagamento entre carros transportadores de moldes e estruturas de edifícios durante a manutenção e solução de problemas, esmagamento durante a limpeza de trituradores que foram ativados remotamente, queimaduras de metal fundido após falha do guindaste, rachaduras no molde, transferência por transbordamento concha, erupção de vapor em concha não seca, quedas de guindastes e plataformas de trabalho, eletrocussão de equipamentos de soldagem, esmagamento de veículos de manuseio de materiais, queimaduras por queda do fundo da cúpula, atmosfera com alto teor de oxigênio durante o reparo da cúpula e superexposição de monóxido de carbono durante o reparo da cúpula.

              Rodas abrasivas

              O rebentamento ou quebra de rebolos abrasivos pode causar ferimentos fatais ou muito graves: os espaços entre o rebolo e o resto nas esmerilhadeiras de pedestal podem prender e esmagar a mão ou o antebraço. Os olhos desprotegidos estão em risco em todas as fases. Escorregadelas e quedas, principalmente ao transportar cargas pesadas, podem ser causadas por pisos mal conservados ou obstruídos. Lesões nos pés podem ser causadas pela queda de objetos ou cargas. Entorses e distensões podem resultar de esforço excessivo em levantar e carregar. Dispositivos de elevação mal conservados podem falhar e fazer com que os materiais caiam sobre os trabalhadores. Choque elétrico pode resultar de equipamentos elétricos mal conservados ou desenterrados (sem aterramento), especialmente ferramentas portáteis.

              Todas as partes perigosas do maquinário, especialmente as rodas abrasivas, devem ter proteção adequada, com bloqueio automático se a proteção for removida durante o processamento. As lacunas perigosas entre o rebolo e o restante nas esmerilhadeiras de pedestal devem ser eliminadas e deve-se prestar muita atenção a todos os cuidados e cuidados com os rebolos abrasivos e na regulação de sua velocidade (cuidado especial é necessário com rebolos portáteis). A manutenção rigorosa de todos os equipamentos elétricos e arranjos de aterramento adequados devem ser aplicados. Os trabalhadores devem ser instruídos sobre técnicas corretas de levantamento e transporte e devem saber como prender cargas a ganchos de guindastes e outros aparelhos de içamento. EPI adequado, como protetores oculares e faciais e proteção para os pés e pernas, também devem ser fornecidos. Devem ser tomadas providências para primeiros socorros imediatos, mesmo para ferimentos leves, e cuidados médicos competentes quando necessário.

              Dust

              As doenças causadas pela poeira são proeminentes entre os trabalhadores de fundição. As exposições à sílica estão frequentemente próximas ou excedem os limites de exposição prescritos, mesmo em operações de limpeza bem controladas em modernas fundições de produção e onde as peças fundidas estão livres de poeira visível. Exposições muitas vezes acima do limite ocorrem onde as peças fundidas estão empoeiradas ou os gabinetes vazam. As superexposições são prováveis ​​onde a poeira visível escapa da ventilação na remoção, preparação de areia ou reparo de refratários.

              A silicose é o risco de saúde predominante na oficina de acabamento de aço; uma pneumoconiose mista é mais prevalente em rebarbação de ferro (Landrigan et al. 1986). Na fundição, a prevalência aumenta com o tempo de exposição e maiores níveis de poeira. Há alguma evidência de que as condições nas fundições de aço são mais propensas a causar silicose do que nas fundições de ferro devido aos níveis mais altos de sílica livre presente. As tentativas de definir um nível de exposição no qual a silicose não ocorrerá foram inconclusivas; o limite é provavelmente inferior a 100 microgramas/m3 e talvez tão baixo quanto a metade desse valor.

              Na maioria dos países, a ocorrência de novos casos de silicose está diminuindo, em parte por causa de mudanças na tecnologia, um afastamento da areia de sílica em fundições e uma mudança do tijolo de sílica para revestimentos básicos de fornalhas na fundição de aço. Uma das principais razões é o fato de que a automação resultou no emprego de menos trabalhadores na produção de aço e nas fundições. A exposição ao pó de sílica respirável permanece teimosamente alta em muitas fundições, no entanto, e em países onde os processos exigem muita mão-de-obra, a silicose continua sendo um grande problema.

              A silico-tuberculose tem sido relatada há muito tempo em trabalhadores de fundição. Onde a prevalência da silicose diminuiu, houve uma queda paralela nos casos relatados de tuberculose, embora essa doença não tenha sido completamente erradicada. Em países onde os níveis de poeira permaneceram altos, os processos empoeirados são trabalhosos e a prevalência de tuberculose na população em geral é elevada, a tuberculose continua sendo uma importante causa de morte entre os trabalhadores de fundição.

              Muitos trabalhadores que sofrem de pneumoconiose também têm bronquite crônica, frequentemente associada a enfisema; há muito que muitos investigadores acreditam que, pelo menos em alguns casos, as exposições ocupacionais podem ter desempenhado um papel. Câncer de pulmão, pneumonia lobar, broncopneumonia e trombose coronária também foram relatados como associados à pneumoconiose em trabalhadores de fundição.

              Uma revisão recente de estudos de mortalidade de trabalhadores de fundição, incluindo a indústria automobilística americana, mostrou um aumento de mortes por câncer de pulmão em 14 dos 15 estudos. Como as altas taxas de câncer de pulmão são encontradas entre os trabalhadores de salas de limpeza, onde o principal perigo é a sílica, é provável que exposições mistas também sejam encontradas.

              Estudos de carcinógenos no ambiente de fundição têm se concentrado em hidrocarbonetos aromáticos policíclicos formados na quebra térmica de aditivos de areia e aglutinantes. Sugeriu-se que metais como cromo e níquel e poeiras como sílica e amianto também podem ser responsáveis ​​por parte do excesso de mortalidade. Diferenças na química de moldagem e fabricação de machos, tipo de areia e composição de ligas de ferro e aço podem ser responsáveis ​​por diferentes níveis de risco em diferentes fundições (IARC 1984).

              O aumento da mortalidade por doenças respiratórias não malignas foi encontrado em 8 dos 11 estudos. As mortes por silicose também foram registradas. Estudos clínicos encontraram alterações de raios-x características de pneumoconiose, déficits de função pulmonar característicos de obstrução e aumento de sintomas respiratórios entre trabalhadores em modernas fundições de produção “limpa”. Estes resultaram de exposições após a década de 960 e sugerem fortemente que os riscos à saúde prevalentes nas antigas fundições ainda não foram eliminados.

              A prevenção de distúrbios pulmonares é essencialmente uma questão de controle de poeira e fumaça; a solução geralmente aplicável é fornecer boa ventilação geral juntamente com LEV eficiente. Sistemas de baixo volume e alta velocidade são mais adequados para algumas operações, especialmente rebolos portáteis e ferramentas pneumáticas.

              Cinzéis manuais ou pneumáticos usados ​​para remover areia queimada produzem muito pó finamente dividido. Escovar o excesso de materiais com escovas de arame giratórias ou escovas manuais também produz muita poeira; LEV é necessária.

              As medidas de controle de poeira são facilmente adaptáveis ​​a esmerilhadeiras de piso e de estrutura oscilante. A retificação portátil em pequenas peças fundidas pode ser realizada em bancadas com ventilação de exaustão ou pode ser aplicada ventilação nas próprias ferramentas. A escovação também pode ser realizada em bancada ventilada. O controle de poeira em peças fundidas grandes apresenta um problema, mas um progresso considerável foi feito com sistemas de ventilação de baixo volume e alta velocidade. Instrução e treinamento em seu uso são necessários para superar as objeções dos trabalhadores que acham esses sistemas complicados e reclamam que sua visão da área de trabalho é prejudicada.

              A preparação e preparação de moldes muito grandes, onde a ventilação local é impraticável, deve ser feita em uma área separada e isolada e em um momento em que poucos outros trabalhadores estejam presentes. EPI adequado, limpo e reparado regularmente, deve ser fornecido para cada trabalhador, juntamente com instruções sobre seu uso adequado.

              Desde a década de 1950, uma variedade de sistemas de resinas sintéticas foi introduzida em fundições para ligar a areia em núcleos e moldes. Estes geralmente compreendem um material de base e um catalisador ou endurecedor que inicia a polimerização. Muitos desses produtos químicos reativos são sensibilizadores (por exemplo, isocianatos, álcool furfurílico, aminas e formaldeído) e já foram implicados em casos de asma ocupacional entre trabalhadores de fundição. Em um estudo, 12 de 78 trabalhadores de fundição expostos a resinas Pepset (cold-box) apresentaram sintomas asmáticos e, destes, seis tiveram um declínio acentuado nas taxas de fluxo de ar em um teste de desafio usando metil di-isocianato (Johnson et al. 1985 ).

              Soldagem

              A soldagem em oficinas de acabamento expõe os trabalhadores a vapores metálicos com o consequente risco de toxicidade e febre dos metais, dependendo da composição dos metais envolvidos. A soldagem em ferro fundido requer uma haste de níquel e cria exposição a vapores de níquel. A tocha de plasma produz uma quantidade considerável de fumaça metálica, ozônio, óxido de nitrogênio e radiação ultravioleta, além de gerar altos níveis de ruído.

              Uma bancada ventilada por exaustão pode ser fornecida para soldagem de peças fundidas pequenas. É difícil controlar as exposições durante as operações de soldagem ou queima em peças fundidas grandes. Uma abordagem bem-sucedida envolve a criação de uma estação central para essas operações e o fornecimento de LEV por meio de um duto flexível posicionado no ponto de soldagem. Isso requer treinamento do trabalhador para mover o duto de um local para outro. Uma boa ventilação geral e, quando necessário, o uso de EPI ajudará a reduzir a exposição geral à poeira e fumaça.

              Ruído e vibração

              Os maiores níveis de ruído na fundição são normalmente encontrados nas operações de desmontagem e limpeza; são maiores nas fundições mecanizadas do que nas manuais. O próprio sistema de ventilação pode gerar exposições próximas a 90 dBA.

              Os níveis de ruído no rebarbamento de fundidos de aço podem estar na faixa de 115 a 120 dBA, enquanto os realmente encontrados no rebarbamento de ferro fundido estão na faixa de 105 a 115 dBA. A Associação Britânica de Pesquisa de Fundição de Aço estabeleceu que as fontes de ruído durante a rebarbação incluem:

              • o escapamento da ferramenta de rebarbação
              • o impacto do martelo ou da roda na fundição
              • ressonância da peça fundida e vibração contra o seu suporte
              • transmissão de vibração do suporte de fundição para as estruturas circundantes
              • reflexão do ruído direto pelo exaustor controlando o fluxo de ar através do sistema de ventilação.

               

              As estratégias de controle de ruído variam com o tamanho da peça fundida, o tipo de metal, a área de trabalho disponível, o uso de ferramentas portáteis e outros fatores relacionados. Certas medidas básicas estão disponíveis para reduzir a exposição ao ruído de indivíduos e colegas de trabalho, incluindo isolamento no tempo e no espaço, fechamentos completos, partições de absorção parcial de som, execução de trabalhos em superfícies de absorção de som, defletores, painéis e capas feitas de material fono-absorvente. absorventes ou outros materiais acústicos. As diretrizes para limites seguros de exposição diária devem ser observadas e, como último recurso, dispositivos de proteção individual podem ser usados.

              Uma bancada de rebarbação desenvolvida pela British Steel Casting Research Association reduz o ruído no lascamento em cerca de 4 a 5 dBA. Este banco incorpora um sistema de exaustão para remover a poeira. Essa melhoria é encorajadora e leva à esperança de que, com mais desenvolvimento, reduções de ruído ainda maiores se tornem possíveis.

              Síndrome de vibração mão-braço

              Ferramentas vibratórias portáteis podem causar o fenômeno de Raynaud (síndrome de vibração mão-braço - HAVS). Isso é mais prevalente em garras de aço do que em garras de ferro e mais frequente entre aquelas que usam ferramentas rotativas. A taxa vibratória crítica para o aparecimento desse fenômeno está entre 2,000 e 3,000 revoluções por minuto e na faixa de 40 a 125 Hz.

              Pensa-se agora que o HAVS envolva efeitos em vários outros tecidos no antebraço, além dos nervos periféricos e vasos sanguíneos. Está associada à síndrome do túnel do carpo e alterações degenerativas nas articulações. Um estudo recente de trituradores e trituradores de usinas siderúrgicas mostrou que eles tinham duas vezes mais chances de desenvolver a contratura de Dupuytren do que um grupo de comparação (Thomas e Clarke 1992).

              A vibração transmitida às mãos do trabalhador pode ser consideravelmente reduzida por: seleção de ferramentas projetadas para reduzir as faixas nocivas de frequência e amplitude; direção da porta de exaustão longe da mão; uso de várias camadas de luvas ou luva isolante; e encurtamento do tempo de exposição por mudanças nas operações de trabalho, ferramentas e períodos de descanso.

              Problemas oculares

              Algumas das poeiras e produtos químicos encontrados em fundições (por exemplo, isocianatos, formaldeído e aminas terciárias, como dimetiletilamina, trietilamina e assim por diante) são irritantes e têm sido responsáveis ​​por sintomas visuais entre os trabalhadores expostos. Estes incluem coceira, olhos lacrimejantes, visão nebulosa ou turva ou a chamada “visão cinza-azulada”. Com base na ocorrência desses efeitos, recomenda-se reduzir as exposições médias ponderadas no tempo abaixo de 3 ppm.

              Outros problemas

              Exposições ao formaldeído iguais ou superiores ao limite de exposição dos EUA são encontradas em operações bem controladas de fabricação de núcleos de caixa quente. Exposições muitas vezes acima do limite podem ser encontradas onde o controle de risco é deficiente.

              O amianto tem sido amplamente utilizado na indústria de fundição e, até recentemente, era frequentemente usado em roupas de proteção para trabalhadores expostos ao calor. Seus efeitos foram encontrados em pesquisas de raio-x de trabalhadores de fundição, tanto entre trabalhadores de produção quanto de manutenção que foram expostos ao amianto; uma pesquisa transversal encontrou o envolvimento pleural característico em 20 de 900 trabalhadores do aço (Kronenberg et al. 1991).

              Exames periódicos

              Pré-colocação e exames médicos periódicos, incluindo uma pesquisa de sintomas, radiografias de tórax, testes de função pulmonar e audiogramas, devem ser fornecidos para todos os trabalhadores da fundição com acompanhamento adequado se forem detectados achados questionáveis ​​ou anormais. Os efeitos combinados da fumaça do tabaco sobre o risco de problemas respiratórios entre os trabalhadores de fundição exigem a inclusão de conselhos sobre como parar de fumar em um programa de educação e promoção de saúde.

              Conclusão

              As fundições têm sido uma operação industrial essencial há séculos. Apesar dos avanços contínuos na tecnologia, eles apresentam aos trabalhadores uma panóplia de riscos à segurança e à saúde. Como os perigos continuam a existir mesmo nas fábricas mais modernas com programas exemplares de prevenção e controle, proteger a saúde e o bem-estar dos trabalhadores continua sendo um desafio contínuo para a administração e para os trabalhadores e seus representantes. Isso permanece difícil tanto em recessões da indústria (quando as preocupações com a saúde e segurança do trabalhador tendem a dar lugar a restrições econômicas) quanto em tempos de expansão (quando a demanda por aumento de produção pode levar a atalhos potencialmente perigosos nos processos). Portanto, a educação e o treinamento no controle de riscos continuam sendo uma necessidade constante.

               

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              Quarta-feira, 16 Março 2011 21: 26

              Forjamento e Estampagem

              Visão geral do processo

              A conformação de peças metálicas pela aplicação de altas forças de compressão e tração é comum em toda a fabricação industrial. Nas operações de estampagem, o metal, na maioria das vezes na forma de folhas, tiras ou bobinas, é moldado em formas específicas à temperatura ambiente por cisalhamento, prensagem e estiramento entre matrizes, geralmente em uma série de uma ou mais etapas de impacto discretas. O aço laminado a frio é o material inicial em muitas operações de estampagem, criando peças de chapa metálica nas indústrias automotiva e de eletrodomésticos e outras. Aproximadamente 15% dos trabalhadores da indústria automotiva trabalham em operações ou fábricas de estampagem.

              No forjamento, a força compressiva é aplicada a blocos pré-formados (brancos) de metal, geralmente aquecidos a altas temperaturas, também em uma ou mais etapas discretas de prensagem. A forma da peça final é determinada pela forma das cavidades na matriz ou matrizes metálicas utilizadas. Com matrizes de impressão abertas, como no forjamento por martelo, a peça bruta é comprimida entre uma matriz presa à bigorna inferior e o aríete vertical. Com matrizes de impressão fechadas, como no forjamento por prensagem, a peça bruta é comprimida entre a matriz inferior e uma matriz superior presa ao aríete.

              As forjas de martelo de queda usam um cilindro de vapor ou ar para levantar o martelo, que é então derrubado pela gravidade ou acionado por vapor ou ar. O número e a força dos golpes do martelo são controlados manualmente pelo operador. O operador geralmente segura a extremidade fria da coronha enquanto opera o martelo de queda. O forjamento com martelo de queda já compôs cerca de dois terços de todo o forjamento feito nos Estados Unidos, mas é menos comum hoje.

              As forjas de prensa usam um aríete mecânico ou hidráulico para moldar a peça com um único golpe lento e controlado (consulte a figura 1). O forjamento por prensagem geralmente é controlado automaticamente. Pode ser feito a quente ou em temperaturas normais (frio-forjamento, extrusão). Uma variação do forjamento normal é o rolamento, onde são usadas aplicações contínuas de força e o operador gira a peça.

              Figura 1. Forjamento por prensagem

              MET030F1

              Lubrificantes de moldes são pulverizados ou aplicados de outra forma nas faces dos moldes e superfícies em branco antes e entre golpes de martelo ou prensa.

              Peças de máquinas de alta resistência, como eixos, coroas dentadas, parafusos e componentes de suspensão de veículos, são produtos forjados de aço comuns. Componentes de aeronaves de alta resistência, como longarinas de asas, discos de turbina e trem de pouso, são forjados de alumínio, titânio ou níquel e ligas de aço. Aproximadamente 3% dos trabalhadores automotivos estão em operações ou fábricas de forjamento.

              Condições de trabalho

              Muitos perigos comuns na indústria pesada estão presentes nas operações de estampagem e forjamento. Isso inclui lesões por esforço repetitivo (LER) de manuseio e processamento repetidos de peças e operação de controles de máquinas, como botões de palma. As peças pesadas colocam os trabalhadores em risco de problemas nas costas e nos ombros, bem como distúrbios musculoesqueléticos nas extremidades superiores. Os operadores de prensas em fábricas de estampagem automotiva têm taxas de LERs comparáveis ​​às dos trabalhadores de fábricas de montagem em trabalhos de alto risco. Ruído e vibração de alto impulso estão presentes na maioria das operações de estampagem e forjamento (por exemplo, martelo a vapor ou a ar), causando perda auditiva e possível doença cardiovascular; estes estão entre os ambientes industriais de maior ruído (acima de 100 dBA). Como em outras formas de sistemas acionados por automação, as cargas de energia do trabalhador podem ser altas, dependendo das peças manuseadas e das taxas de ciclos da máquina.

              Lesões catastróficas resultantes de movimentos imprevistos da máquina são comuns em estampagem e forjamento. Isso pode ser devido a: (1) falha mecânica dos sistemas de controle da máquina, como mecanismos de embreagem em situações em que se espera que os trabalhadores estejam rotineiramente dentro do envelope operacional da máquina (um projeto de processo inaceitável); (2) deficiências no projeto ou desempenho da máquina que convidam a intervenções não programadas do trabalhador, como movimentação de peças emperradas ou desalinhadas; ou (3) procedimentos de manutenção impróprios e de alto risco executados sem o bloqueio adequado de toda a rede de máquinas envolvida, incluindo a automação de transferência de peças e as funções de outras máquinas conectadas. A maioria das redes de máquinas automatizadas não está configurada para um bloqueio rápido, eficiente e eficaz ou solução de problemas segura.

              Névoas de óleos lubrificantes de máquinas geradas durante a operação normal são outro risco genérico à saúde nas operações de estampagem e forjamento movidas a ar comprimido, potencialmente colocando os trabalhadores em risco de doenças respiratórias, dermatológicas e digestivas.

              Problemas de Saúde e Segurança

              Estampagem

              As operações de estampagem apresentam alto risco de lacerações graves devido ao manuseio necessário de peças com arestas vivas. Possivelmente pior é o manuseio da sucata resultante dos perímetros cortados e das seções perfuradas das peças. A sucata é normalmente coletada por calhas e transportadores alimentados por gravidade. Desobstruir congestionamentos ocasionais é uma atividade de alto risco.

              Os perigos químicos específicos da estampagem geralmente surgem de duas fontes principais: compostos de estampagem (ou seja, lubrificantes de matrizes) em operações reais de prensagem e emissões de soldagem da montagem das peças estampadas. Compostos de desenho (DCs) são necessários para a maioria das estampagens. O material é pulverizado ou enrolado na chapa de metal e outras névoas são geradas pelo próprio evento de estampagem. Como outros fluidos de usinagem, os compostos de trefilação podem ser óleos puros ou emulsões de óleo (óleos solúveis). Os componentes incluem frações de óleo de petróleo, agentes lubrificantes especiais (por exemplo, derivados de ácidos graxos animais e vegetais, óleos clorados e ceras), alcanolaminas, sulfonatos de petróleo, boratos, espessantes derivados de celulose, inibidores de corrosão e biocidas. As concentrações de névoa no ar em operações de estampagem podem atingir as de operações de usinagem típicas, embora esses níveis tendam a ser menores em média (0.05 a 2.0 mg/m3). No entanto, névoa visível e filme de óleo acumulado nas superfícies do edifício estão frequentemente presentes, e o contato com a pele pode ser maior devido ao manuseio extensivo das peças. As exposições com maior probabilidade de apresentar riscos são óleos clorados (possível câncer, doença hepática, distúrbios da pele), resina ou derivados de ácidos graxos de resina (sensibilizantes), frações de petróleo (cânceres digestivos) e, possivelmente, formaldeído (de biocidas) e nitrosaminas (de alcanolaminas e nitrito de sódio, como ingredientes DC ou em revestimentos de superfície em aço de entrada). Câncer digestivo elevado foi observado em duas fábricas de estampagem automotiva. Florescimentos microbiológicos em sistemas que aplicam CDs rolando-os sobre chapas de um reservatório aberto podem representar riscos para os trabalhadores devido a problemas respiratórios e dermatológicos análogos aos das operações de usinagem.

              A soldagem de peças estampadas é frequentemente realizada em plantas de estampagem, geralmente sem lavagem intermediária. Isso produz emissões que incluem vapores metálicos e produtos de pirólise e combustão do composto de desenho e outros resíduos de superfície. As operações de soldagem típicas (principalmente por resistência) em plantas de estampagem geram concentrações totais de partículas de ar na faixa de 0.05 a 4.0 mg/m3. O conteúdo de metal (como vapores e óxidos) geralmente compõe menos da metade desse material particulado, indicando que até 2.0 mg/m3 são detritos químicos mal caracterizados. O resultado é uma névoa visível em muitas áreas de soldagem da planta de estampagem. A presença de derivados clorados e outros ingredientes orgânicos levanta sérias preocupações sobre a composição da fumaça de soldagem nessas configurações e defende fortemente os controles de ventilação. A aplicação de outros materiais antes da soldagem (como primer, tinta e adesivos do tipo epóxi), alguns dos quais são então soldados, aumenta a preocupação. As atividades de reparo de produção de soldagem, geralmente feitas manualmente, geralmente apresentam exposições mais altas a esses mesmos contaminantes do ar. Taxas excessivas de câncer de pulmão foram observadas entre soldadores em uma fábrica de estampagem automotiva.

              Forjar

              Assim como a estampagem, as operações de forjamento podem apresentar altos riscos de laceração quando os trabalhadores manuseiam peças forjadas ou aparam rebarbas ou bordas indesejadas das peças. O forjamento de alto impacto também pode ejetar fragmentos, escamas ou ferramentas, causando ferimentos. Em algumas atividades de forjamento, o trabalhador agarra a peça de trabalho com pinças durante as etapas de prensagem ou impacto, aumentando o risco de lesões musculoesqueléticas. Na forja, ao contrário da estampagem, fornos para peças de aquecimento (para forjamento e recozimento), bem como silos de peças forjadas a quente, geralmente estão próximos. Isso cria potencial para condições de alto estresse térmico. Fatores adicionais no estresse por calor são a carga metabólica do trabalhador durante o manuseio manual de materiais e, em alguns casos, o calor dos produtos de combustão de lubrificantes à base de óleo.

              A lubrificação da matriz é necessária na maioria dos forjamentos e tem a característica adicional de que o lubrificante entra em contato com peças de alta temperatura. Isso causa pirólise imediata e aerossolização não apenas nas matrizes, mas também subseqüentemente de peças fumegantes em recipientes de resfriamento. Os ingredientes dos lubrificantes para matrizes de forjamento podem incluir pastas de grafite, espessantes poliméricos, emulsificantes de sulfonato, frações de petróleo, nitrato de sódio, nitrito de sódio, carbonato de sódio, silicato de sódio, óleos de silicone e biocidas. Estes são aplicados como sprays ou, em algumas aplicações, por cotonete. Fornos usados ​​para aquecer o metal a ser forjado são geralmente acionados por óleo ou gás, ou são fornos de indução. As emissões podem resultar de fornos movidos a combustível com tiragem inadequada e de fornos de indução não ventilados quando o material de entrada de metal tem contaminantes de superfície, como inibidores de corrosão ou óleo, ou se, antes do forjamento, foi lubrificado para cisalhamento ou serragem (como em caso de barra). Nos EUA, as concentrações totais de ar particulado em operações de forjamento geralmente variam de 0.1 a 5.0 mg/m3 e variam amplamente nas operações de forjamento devido às correntes de convecção térmica. Uma taxa elevada de câncer de pulmão foi observada entre os trabalhadores de forjamento e tratamento térmico de duas fábricas de rolamentos de esferas.

              Práticas de Saúde e Segurança

              Poucos estudos avaliaram os efeitos reais na saúde de trabalhadores expostos a estampagem ou forjamento. A caracterização abrangente do potencial de toxicidade da maioria das operações de rotina, incluindo identificação e medição de agentes tóxicos prioritários, não foi feita. A avaliação dos efeitos de longo prazo sobre a saúde da tecnologia de lubrificação de moldes desenvolvida nas décadas de 1960 e 1970 só recentemente se tornou viável. Como resultado, a regulamentação dessas exposições segue padrões genéricos de poeira ou particulados totais, como 5.0 mg/m3 nos E.U.A. Embora provavelmente adequado em algumas circunstâncias, este padrão não é comprovadamente adequado para muitas aplicações de estampagem e forjamento.

              Alguma redução nas concentrações de névoa de lubrificante na matriz é possível com um gerenciamento cuidadoso do procedimento de aplicação tanto na estampagem quanto na forja. A aplicação com rolo em estampagem é preferida quando viável, e o uso de pressão de ar mínima em sprays é benéfico. A possível eliminação de ingredientes perigosos prioritários deve ser investigada. Gabinetes com pressão negativa e coletores de névoa podem ser altamente eficazes, mas podem ser incompatíveis com o manuseio de peças. A filtragem do ar liberado dos sistemas de ar de alta pressão nas prensas reduziria a névoa de óleo da prensa (e o ruído). O contato com a pele em operações de estampagem pode ser reduzido com automação e bom uso de proteção pessoal, fornecendo proteção contra laceração e saturação de líquido. Para a soldagem de instalações de estampagem, a lavagem das peças antes da soldagem é altamente desejável, e os enclausuramentos parciais com LEV reduziriam substancialmente os níveis de fumaça.

              Os controles para reduzir o estresse térmico na estampagem e forjamento a quente incluem minimizar a quantidade de manuseio manual de materiais em áreas de alto calor, blindagem de fornos para reduzir a radiação de calor, minimizar a altura das portas e slots do forno e usar ventiladores de resfriamento. A localização dos ventiladores de resfriamento deve ser parte integrante do projeto do movimento do ar para controlar a exposição à névoa e o estresse térmico; caso contrário, o resfriamento pode ser obtido apenas à custa de exposições mais altas.

              A mecanização do manuseio de materiais, trocando o martelo pelo forjamento por prensa quando possível e ajustando a taxa de trabalho para níveis ergonomicamente práticos podem reduzir o número de lesões musculoesqueléticas.

              Os níveis de ruído podem ser reduzidos por meio de uma combinação de mudança de martelo para forja de prensa quando possível, gabinetes bem projetados e silenciamento de sopradores de forno, embreagens de ar, cabos de ar e manuseio de peças. Um programa de conservação auditiva deve ser instituído.

              O EPI necessário inclui proteção para a cabeça, proteção para os pés, óculos de proteção, protetores auriculares (ao redor de ruído excessivo), aventais e leggings à prova de calor e óleo (com uso intenso de lubrificantes à base de óleo) e proteção infravermelha para os olhos e rosto (ao redor fornos).

              Riscos de saúde ambiental

              Os perigos ambientais decorrentes das plantas de estampagem, relativamente menores em comparação com os de alguns outros tipos de plantas, incluem o descarte de compostos de extração de resíduos e soluções de lavagem e a exaustão da fumaça de soldagem sem limpeza adequada. Algumas fábricas de forjamento historicamente causaram degradação aguda da qualidade do ar local com fumaça de forja e pó de incrustação. No entanto, com capacidade de limpeza de ar adequada, isso não precisa ocorrer. A disposição da sucata de estampagem e da carepa de forjamento contendo lubrificantes para matrizes é outro problema em potencial.

               

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              Quarta-feira, 16 Março 2011 21: 30

              Soldagem e Corte Térmico

              Este artigo é uma revisão da 3ª edição do artigo da Enciclopédia de Saúde e Segurança Ocupacional “Soldagem e corte térmico” de GS Lyndon.

              Visão geral do processo

              Soldagem é um termo genérico que se refere à união de peças de metal em faces de união tornadas plásticas ou líquidas por calor ou pressão, ou ambos. As três fontes diretas comuns de calor são:

              1. chama produzida pela combustão de gás combustível com ar ou oxigênio
              2. arco elétrico, atingido entre um eletrodo e uma peça de trabalho ou entre dois eletrodos
              3. resistência elétrica oferecida à passagem de corrente entre duas ou mais peças de trabalho.

               

              Outras fontes de calor para soldagem são discutidas abaixo (consulte a tabela 1).

              Tabela 1. Entradas de materiais de processo e saídas de poluição para fundição e refino de chumbo

              Extração

              entrada de material

              Emissões de ar

              Resíduos de processo

              Outros resíduos

              Sinterização de chumbo

              Minério de chumbo, ferro, sílica, fluxo de calcário, coque, soda, cinza, pirita, zinco, soda cáustica, poeira de despoluição

              Dióxido de enxofre, material particulado contendo cádmio e chumbo

                 

              fundição de chumbo

              Sinter de chumbo, coque

              Dióxido de enxofre, material particulado contendo cádmio e chumbo

              Efluentes de lavagem de plantas, água de granulação de escória

              Escória contendo impurezas como zinco, ferro, sílica e cal, sólidos de represamento de superfície

              escória de chumbo

              Barras de chumbo, carbonato de sódio, enxofre, pó de manga, coque

                 

              Escória contendo impurezas como cobre, sólidos de represamento de superfície

              refino de chumbo

              lingote de escória de chumbo

                   

               

              In soldagem e corte a gás, oxigênio ou ar e um gás combustível são alimentados a um maçarico (maçarico) no qual são misturados antes da combustão no bocal. O maçarico geralmente é segurado manualmente (veja a figura 1). O calor derrete as faces metálicas das peças a serem unidas, fazendo com que fluam juntas. Um metal de adição ou liga é frequentemente adicionado. A liga geralmente tem um ponto de fusão mais baixo do que as peças a serem unidas. Neste caso, geralmente as duas peças não são levadas à temperatura de fusão (brasagem, solda). Fluxos químicos podem ser usados ​​para prevenir a oxidação e facilitar a união.

              Figura 1. Soldagem a gás com tocha e vareta de metal filtrante. O soldador é protegido por um avental de couro, luvas e óculos

              MET040F1

              Na soldagem a arco, o arco é formado entre um eletrodo e as peças de trabalho. O eletrodo pode ser conectado a uma fonte de alimentação elétrica de corrente alternada (CA) ou corrente contínua (CC). A temperatura desta operação é de cerca de 4,000°C quando as peças se fundem. Normalmente, é necessário adicionar metal fundido à junta, seja por fusão do próprio eletrodo (processos de eletrodo consumível) ou por fusão de uma vareta de enchimento separada que não está transportando corrente (processos de eletrodo não consumível).

              A maior parte da soldagem a arco convencional é feita manualmente por meio de um eletrodo consumível coberto (revestido) em um porta-eletrodo portátil. A soldagem também é realizada por muitos processos de soldagem elétrica semi ou totalmente automática, como soldagem por resistência ou alimentação contínua de eletrodo.

              Durante o processo de soldagem, a área de soldagem deve ser protegida da atmosfera para evitar oxidação e contaminação. Existem dois tipos de proteção: revestimentos de fluxo e proteção de gás inerte. No soldagem a arco com proteção de fluxo, o eletrodo consumível consiste em um núcleo de metal cercado por um material de revestimento de fluxo, que geralmente é uma mistura complexa de minerais e outros componentes. O fluxo derrete à medida que a soldagem progride, cobrindo o metal fundido com escória e envolvendo a área de soldagem com uma atmosfera protetora de gases (por exemplo, dióxido de carbono) gerado pelo fluxo aquecido. Após a soldagem, a escória deve ser removida, geralmente por lascamento.

              In soldagem a arco com proteção de gás, uma manta de gás inerte veda a atmosfera e evita a oxidação e a contaminação durante o processo de soldagem. Argônio, hélio, nitrogênio ou dióxido de carbono são comumente usados ​​como gases inertes. O gás selecionado depende da natureza dos materiais a serem soldados. Os dois tipos mais populares de soldagem a arco com proteção de gás são gás inerte de metal e tungstênio (MIG e TIG).

              Soldagem por resistência envolve o uso da resistência elétrica à passagem de uma alta corrente em baixa tensão através dos componentes a serem soldados para gerar calor para a fusão do metal. O calor gerado na interface entre os componentes os leva às temperaturas de soldagem.

              Perigos e sua prevenção

              Toda soldagem envolve riscos de incêndio, queimaduras, calor radiante (radiação infravermelha) e inalação de vapores metálicos e outros contaminantes. Outros riscos associados a processos de soldagem específicos incluem riscos elétricos, ruído, radiação ultravioleta, ozônio, dióxido de nitrogênio, monóxido de carbono, fluoretos, cilindros de gás comprimido e explosões. Consulte a tabela 2 para obter detalhes adicionais.

              Tabela 2. Descrição e perigos dos processos de soldagem

              Processo de soldagem

              Descrição

              Riscos

              Soldadura e corte a gás

              Soldagem

              A tocha derrete a superfície metálica e a vareta de enchimento, formando uma junta.

              Fumos de metal, dióxido de nitrogênio, monóxido de carbono, ruído, queimaduras, radiação infravermelha, fogo, explosões

              Brasagem

              As duas superfícies metálicas são unidas sem derreter o metal. A temperatura de fusão do metal de adição é superior a 450 °C. O aquecimento é feito por aquecimento por chama, aquecimento por resistência e aquecimento por indução.

              Fumos de metal (especialmente cádmio), fluoretos, fogo, explosão, queimaduras

              De solda

              Semelhante à brasagem, exceto que a temperatura de fusão do metal de adição é inferior a 450 °C. O aquecimento também é feito com um ferro de solda.

              Fluxos, fumos de chumbo, queimaduras

              Corte de metais e goivagem por chama

              Em uma variação, o metal é aquecido por uma chama e um jato de oxigênio puro é direcionado ao ponto de corte e movido ao longo da linha a ser cortada. Na goivagem por chama, uma tira de metal da superfície é removida, mas o metal não é cortado.

              Fumos de metal, dióxido de nitrogênio, monóxido de carbono, ruído, queimaduras, radiação infravermelha, fogo, explosões

              Soldagem por pressão de gás

              As peças são aquecidas por jatos de gás sob pressão e são forjadas juntas.

              Fumos de metal, dióxido de nitrogênio, monóxido de carbono, ruído, queimaduras, radiação infravermelha, fogo, explosões

              Soldagem a arco com proteção de fluxo

              Soldagem a arco de metal blindado (SMAC); soldagem a arco “stick”; soldagem a arco manual de metal (MMA); soldagem a arco aberto

              Usa um eletrodo consumível que consiste em um núcleo de metal cercado por um revestimento de fluxo

              Fumos de metal, fluoretos (especialmente com eletrodos de baixo hidrogênio), radiação infravermelha e ultravioleta, queimaduras elétricas, fogo; também ruído, ozônio, dióxido de nitrogênio

              Soldagem por arco submerso (SAW)

              Uma manta de fluxo granulado é depositada na peça de trabalho, seguida por um eletrodo consumível de fio de metal nu. O arco derrete o fluxo para produzir um escudo derretido protetor na zona de soldagem.

              Fluoretos, fogo, queimaduras, radiação infravermelha, elétrica; também fumaça de metal, ruído, radiação ultravioleta, ozônio e dióxido de nitrogênio

              Soldagem a arco com proteção de gás

              Gás inerte metálico (MIG); soldagem a arco de metal a gás (GMAC)

              O eletrodo é normalmente um fio consumível nu de composição semelhante ao metal de solda e é alimentado continuamente ao arco.

              Radiação ultravioleta, fumaça de metal, ozônio, monóxido de carbono (com CO2 gás), dióxido de nitrogênio, fogo, queimaduras, radiação infravermelha, elétrica, fluoretos, ruído

              Gás inerte de tungstênio (TIG); soldagem a arco de gás tungstênio (GTAW); heliarco

              O eletrodo de tungstênio não é consumível e o metal de adição é introduzido como consumível no arco manualmente.

              Radiação ultravioleta, fumaça de metal, ozônio, dióxido de nitrogênio, fogo, queimaduras, radiação infravermelha, elétrica, ruído, fluoretos, monóxido de carbono


              Soldagem a arco de plasma (PAW) e pulverização de arco de plasma; corte de arco de tungstênio

              Semelhante à soldagem TIG, exceto que o arco e a corrente de gases inertes passam por um pequeno orifício antes de atingir a peça, criando um “plasma” de gás altamente ionizado que pode atingir temperaturas acima de 33,400°C. Também é usado para metalização.

              Fumos de metal, ozônio, dióxido de nitrogênio, radiação ultravioleta e infravermelha, ruído; fogo, queimaduras, elétrica, fluoretos, monóxido de carbono, possíveis raios x

              Soldadura por arco de núcleo de fluxo (FCAW); soldagem de gás ativo de metal (MAG)

              Usa um eletrodo consumível fluxado; pode ter escudo de dióxido de carbono (MAG)

              Radiação ultravioleta, fumaça de metal, ozônio, monóxido de carbono (com CO2 gás), dióxido de nitrogênio, fogo, queimaduras, radiação infravermelha, elétrica, fluoretos, ruído

              Soldagem por resistência elétrica

              Soldagem por resistência (ponto, costura, projeção ou soldagem de topo)

              Uma alta corrente em baixa voltagem flui através dos dois componentes dos eletrodos. O calor gerado na interface entre os componentes os leva às temperaturas de soldagem. Durante a passagem da corrente, a pressão dos eletrodos produz uma solda forjada. Nenhum fluxo ou metal de adição é usado.

              Ozônio, ruído (às vezes), perigos de maquinário, fogo, queimaduras, eletricidade, fumaça de metal

              Soldagem por eletroescória

              Usado para soldagem de topo vertical. As peças são colocadas verticalmente, com um espaço entre elas, e placas ou sapatas de cobre são colocadas em um ou ambos os lados da junta para formar um banho. Um arco é estabelecido sob uma camada de fluxo entre um ou mais fios de eletrodo alimentados continuamente e uma placa de metal. Uma poça de metal fundido é formada, protegida por fluxo fundido ou escória, que é mantida fundida pela resistência à passagem de corrente entre o eletrodo e as peças de trabalho. Esse calor gerado pela resistência derrete as laterais da junta e o fio do eletrodo, preenchendo a junta e fazendo uma solda. À medida que a soldagem progride, o metal fundido e a escória são mantidos em posição pelo deslocamento das placas de cobre.

              Queimaduras, fogo, radiação infravermelha, eletricidade, fumaça de metal

              soldagem por flash

              As duas peças metálicas a serem soldadas são conectadas a uma fonte de baixa tensão e alta corrente. Quando as extremidades dos componentes são colocadas em contato, uma grande corrente flui, causando “flashing” e levando as extremidades dos componentes às temperaturas de soldagem. Uma solda forjada é obtida por pressão.

              Elétrica, queimaduras, fogo, fumaça de metal


              Outros processos de soldagem

              Soldagem por feixe de elétrons

              Uma peça de trabalho em uma câmara de vácuo é bombardeada por um feixe de elétrons de um canhão de elétrons em altas tensões. A energia dos elétrons é transformada em calor ao atingir a peça de trabalho, fundindo assim o metal e fundindo a peça de trabalho.

              Raios X em altas tensões, elétricos, queimaduras, poeiras metálicas, espaços confinados

              Corte arcair

              Um arco é formado entre a extremidade de um eletrodo de carbono (em um porta-eletrodo manual com seu próprio suprimento de ar comprimido) e a peça de trabalho. O metal fundido produzido é soprado por jatos de ar comprimido.

              Fumos de metal, monóxido de carbono, dióxido de nitrogênio, ozônio, fogo, queimaduras, radiação infravermelha, eletricidade

              Soldagem por fricção

              Uma técnica de soldagem puramente mecânica na qual um componente permanece estacionário enquanto o outro é girado contra ele sob pressão. O calor é gerado pelo atrito e, na temperatura de forjamento, a rotação cessa. Uma pressão de forjamento então afeta a solda.

              Calor, queimaduras, perigos de máquinas

              Soldagem e perfuração a laser

              Os feixes de laser podem ser usados ​​em aplicações industriais que exigem precisão excepcionalmente alta, como montagens em miniatura e microtécnicas na indústria eletrônica ou fiandeiras para a indústria de fibras artificiais. O feixe de laser derrete e une as peças de trabalho.

              Elétrica, radiação laser, radiação ultravioleta, fogo, queimaduras, vapores metálicos, produtos de decomposição de revestimentos de peças de trabalho

              Soldagem de parafuso prisioneiro

              Um arco é formado entre um pino de metal (atuando como eletrodo) mantido em uma pistola de soldagem de pinos e a placa de metal a ser unida e eleva a temperatura das extremidades dos componentes ao ponto de fusão. A pistola força o pino contra a placa e a solda. A blindagem é fornecida por uma ponteira de cerâmica ao redor do pino.

              Fumos de metal, radiação infravermelha e ultravioleta, queimaduras, eletricidade, fogo, ruído, ozônio, dióxido de nitrogênio

              Soldagem termite

              Uma mistura de pó de alumínio e pó de óxido de metal (ferro, cobre, etc.) é inflamado em um cadinho, produzindo metal fundido com evolução de calor intenso. O cadinho é vazado e o metal fundido flui para a cavidade a ser soldada (que é cercada por um molde de areia). Isso é frequentemente usado para reparar peças fundidas ou forjadas.

              Incêndio, explosão, radiação infravermelha, queimaduras

               

              Muita soldagem não é feita em oficinas onde as condições geralmente podem ser controladas, mas no campo na construção ou reparo de grandes estruturas e máquinas (por exemplo, estruturas de edifícios, pontes e torres, navios, locomotivas e carros, equipamentos pesados ​​e assim por diante). sobre). O soldador pode ter que carregar todo o seu equipamento para o local, montá-lo e trabalhar em espaços confinados ou em andaimes. Esforço físico, fadiga excessiva e lesões musculoesqueléticas podem ser necessárias para alcançar, ajoelhar-se ou trabalhar em outras posições desconfortáveis ​​e desajeitadas. O estresse térmico pode resultar do trabalho em clima quente e dos efeitos oclusivos do equipamento de proteção individual, mesmo sem o calor gerado pelo processo de soldagem.

              Cilindros de gás comprimido

              Nas instalações de soldagem a gás de alta pressão, o oxigênio e o gás combustível (acetileno, hidrogênio, gás de cidade, propano) são fornecidos à tocha a partir de cilindros. Os gases são armazenados nesses cilindros em alta pressão. Os perigos especiais de incêndio e explosão e as precauções para o uso e armazenamento seguros dos gases combustíveis também são discutidos em outras partes deste enciclopédia. As seguintes precauções devem ser observadas:

              • Somente reguladores de pressão projetados para o gás em uso devem ser instalados nos cilindros. Por exemplo, um regulador de acetileno não deve ser usado com gás de carvão ou hidrogênio (embora possa ser usado com propano).
              • Os maçaricos devem ser mantidos em bom estado e limpos em intervalos regulares. Um bastão de madeira ou fio de latão macio deve ser usado para limpar as pontas. Eles devem ser conectados a reguladores com mangueiras especiais reforçadas com lona, ​​colocadas de forma que seja improvável que sejam danificadas.
              • As garrafas de oxigénio e de acetileno devem ser armazenadas separadamente e apenas em instalações resistentes ao fogo, desprovidas de materiais inflamáveis, e devem estar localizadas de forma a poderem ser facilmente removidas em caso de incêndio. Os códigos locais de construção e proteção contra incêndio devem ser consultados.
              • A codificação de cores em vigor ou recomendada para identificação de cilindros e acessórios deve ser escrupulosamente observada. Em muitos países, os códigos de cores internacionalmente aceitos usados ​​para o transporte de materiais perigosos são aplicados neste campo. A defesa de padrões internacionais uniformes a esse respeito é fortalecida por considerações de segurança vinculadas à crescente migração internacional de trabalhadores industriais.

               

              geradores de acetileno

              No processo de soldagem a gás de baixa pressão, o acetileno é geralmente produzido em geradores pela reação de carboneto de cálcio e água. O gás é então canalizado para a tocha de soldagem ou corte na qual o oxigênio é alimentado.

              As usinas geradoras estacionárias devem ser instaladas ao ar livre ou em um prédio bem ventilado, longe das oficinas principais. A ventilação da casa do gerador deve ser tal que impeça a formação de uma atmosfera explosiva ou tóxica. Iluminação adequada deve ser fornecida; interruptores, outros equipamentos elétricos e lâmpadas elétricas devem estar localizados fora do prédio ou ser à prova de explosão. Fumar, chamas, maçaricos, instalações de soldagem ou materiais inflamáveis ​​devem ser excluídos da casa ou das proximidades de um gerador ao ar livre. Muitas dessas precauções também se aplicam a geradores portáteis. Os geradores portáteis devem ser usados, limpos e recarregados somente ao ar livre ou em local bem ventilado, longe de qualquer material inflamável.

              O carboneto de cálcio é fornecido em tambores selados. O material deve ser armazenado e mantido seco, em plataforma elevada acima do nível do piso. As lojas devem estar situadas sob cobertura e, se contíguas a outro prédio, a parede lateral deve ser à prova de fogo. O depósito deve ser adequadamente ventilado através do telhado. Os tambores devem ser abertos apenas imediatamente antes de o gerador ser carregado. Um abridor especial deve ser fornecido e usado; um martelo e um cinzel nunca devem ser usados ​​para abrir tambores. É perigoso deixar tambores de carboneto de cálcio expostos a qualquer fonte de água.

              Antes de um gerador ser desmontado, todo o carboneto de cálcio deve ser removido e a planta enchida com água. A água deve permanecer na planta por pelo menos meia hora para garantir que todas as partes estejam livres de gás. A desmontagem e manutenção devem ser realizadas apenas pelo fabricante do equipamento ou por um especialista. Quando um gerador está sendo recarregado ou limpo, nenhuma carga antiga deve ser usada novamente.

              Pedaços de carboneto de cálcio presos no mecanismo de alimentação ou aderidos a partes da planta devem ser removidos com cuidado, usando ferramentas antifaiscantes de bronze ou outra liga não ferrosa adequada.

              Todos os envolvidos devem estar totalmente familiarizados com as instruções do fabricante, que devem ser exibidas de forma visível. Os seguintes cuidados também devem ser observados:

              • Uma válvula de contrapressão adequadamente projetada deve ser instalada entre o gerador e cada maçarico para evitar contra-explosão ou fluxo reverso de gás. A válvula deve ser inspecionada regularmente após o tiro sair pela culatra e o nível da água deve ser verificado diariamente.
              • Somente maçaricos do tipo injetor projetados para operação de baixa pressão devem ser usados. Para aquecimento e corte, às vezes são empregados gás de cidade ou hidrogênio a baixa pressão. Nestes casos, uma válvula anti-retorno deve ser colocada entre cada maçarico e a rede ou tubulação de abastecimento.
              • Uma explosão pode ser causada por “flash-back”, que resulta da imersão da ponta do bico na poça de metal fundido, lama ou tinta, ou de qualquer outra parada. Partículas de escória ou metal que ficam presas ao bico devem ser removidas. A ponta também deve ser resfriada com frequência.
              • Os códigos locais de construção e incêndio devem ser consultados.

               

              Prevenção de incêndio e explosão

              Ao localizar as operações de soldagem, deve-se levar em consideração as paredes, pisos, objetos próximos e resíduos. Os seguintes procedimentos devem ser seguidos:

              • Todo material combustível deve ser removido ou adequadamente protegido por chapas metálicas ou outros materiais adequados; lonas nunca devem ser usadas.
              • As estruturas de madeira devem ser desencorajadas ou protegidas de forma semelhante. Pisos de madeira devem ser evitados.
              • Medidas de precaução devem ser tomadas no caso de aberturas ou trincas em paredes e pisos; material inflamável em salas contíguas ou no andar de baixo deve ser removido para uma posição segura. Os códigos locais de construção e incêndio devem ser consultados.
              • Equipamentos adequados de extinção de incêndios devem estar sempre à mão. No caso de usina de baixa pressão com gerador de acetileno, também devem ser mantidos baldes de areia seca; extintores de incêndio do tipo pó seco ou dióxido de carbono são satisfatórios. A água nunca deve ser usada.
              • Brigadas de incêndio podem ser necessárias. Deverá ser designada uma pessoa responsável para manter o local em observação durante, pelo menos, meia hora após a conclusão dos trabalhos, de forma a fazer face a qualquer deflagração de incêndio.
              • Uma vez que podem ocorrer explosões quando o gás acetileno está presente no ar em qualquer proporção entre 2 e 80%, ventilação e monitoramento adequados são necessários para garantir a ausência de vazamentos de gás. Somente água com sabão deve ser usada para procurar vazamentos de gás.
              • O oxigênio deve ser cuidadosamente controlado. Por exemplo, nunca deve ser lançado no ar em um espaço confinado; muitos metais, roupas e outros materiais tornam-se ativamente combustíveis na presença de oxigênio. No corte a gás, qualquer oxigênio que não for consumido será liberado na atmosfera; o corte a gás nunca deve ser realizado em um espaço confinado sem ventilação adequada.
              • Ligas ricas em magnésio ou outros metais combustíveis devem ser mantidas longe de chamas ou arcos de soldagem.
              • A soldagem de contêineres pode ser extremamente perigosa. Se o conteúdo anterior for desconhecido, um recipiente deve sempre ser tratado como se contivesse uma substância inflamável. As explosões podem ser evitadas removendo qualquer material inflamável ou tornando-o não explosivo e não inflamável.
              • A mistura de alumínio e óxido de ferro usada na soldagem termita é estável em condições normais. No entanto, tendo em vista a facilidade com que o pó de alumínio se inflama e a natureza quase explosiva da reação, devem ser tomadas precauções apropriadas no manuseio e armazenamento (evitar exposição a altas temperaturas e possíveis fontes de ignição).
              • Um programa de permissão de trabalho a quente por escrito é necessário para soldagem em algumas jurisdições. Este programa descreve as precauções e procedimentos a serem seguidos durante a soldagem, corte, queima e assim por diante. Este programa deve incluir as operações específicas realizadas juntamente com as precauções de segurança a serem implementadas. Deve ser específico da planta e pode incluir um sistema de licença interna que deve ser preenchido com cada operação individual.

               

              Proteção contra riscos de calor e queimaduras

              Queimaduras nos olhos e partes expostas do corpo podem ocorrer devido ao contato com metal quente e respingos de partículas de metal incandescente ou metal fundido. Na soldagem a arco, uma faísca de alta frequência usada para iniciar o arco pode causar queimaduras pequenas e profundas se concentrada em um ponto da pele. Infravermelho intenso e radiação visível de uma solda a gás ou chama de corte e metal incandescente na poça de fusão podem causar desconforto ao operador e às pessoas nas proximidades da operação. Cada operação deve ser considerada com antecedência e as precauções necessárias devem ser projetadas e implementadas. Óculos feitos especificamente para soldagem e corte a gás devem ser usados ​​para proteger os olhos do calor e da luz irradiada pelo trabalho. As tampas protetoras sobre o vidro do filtro devem ser limpas conforme necessário e substituídas quando arranhadas ou danificadas. Onde houver emissão de metal fundido ou partículas quentes, a vestimenta de proteção usada deve desviar os respingos. O tipo e a espessura das roupas resistentes ao fogo usadas devem ser escolhidos de acordo com o grau de perigo. Nas operações de corte e soldagem a arco, devem ser usados ​​protetores de calçados de couro ou outras polainas adequadas para evitar que partículas quentes caiam nas botas ou sapatos. Para proteger as mãos e antebraços contra calor, respingos, escória e assim por diante, a luva tipo manopla de couro com lona ou punhos de couro é suficiente. Outros tipos de roupas de proteção incluem aventais de couro, jaquetas, mangas, perneiras e cobertura para a cabeça. Na soldagem aérea, uma capa protetora e uma tampa são necessárias. Todas as roupas de proteção devem estar livres de óleo ou graxa, e as costuras devem estar por dentro, de modo a não prender glóbulos de metal fundido. As roupas não devem ter bolsos ou punhos que possam prender faíscas e devem ser usadas de forma que as mangas se sobreponham às luvas, as leggings se sobreponham aos sapatos e assim por diante. A vestimenta de proteção deve ser inspecionada quanto a costuras ou orifícios rompidos através dos quais metal fundido ou escória possam entrar. Artigos pesados ​​deixados quentes após a conclusão da soldagem devem sempre ser marcados como “quentes” como um aviso para outros trabalhadores. Com a soldagem por resistência, o calor produzido pode não ser visível e podem ocorrer queimaduras devido ao manuseio de montagens quentes. Partículas de metal quente ou fundido não devem voar para fora de pontos, emendas ou soldas de projeção se as condições estiverem corretas, mas telas não inflamáveis ​​devem ser usadas e precauções devem ser tomadas. As telas também protegem os transeuntes de queimaduras nos olhos. Peças soltas não devem ser deixadas na garganta da máquina porque podem ser projetadas com alguma velocidade.

              Segurança elétrica

              Embora as tensões sem carga na soldagem a arco manual sejam relativamente baixas (cerca de 80 V ou menos), as correntes de soldagem são altas e os circuitos primários do transformador apresentam os perigos usuais de equipamentos operados na tensão da linha de alimentação. Portanto, o risco de choque elétrico não deve ser ignorado, especialmente em espaços apertados ou em posições inseguras.

              Antes de iniciar a soldagem, a instalação do aterramento no equipamento de soldagem a arco deve sempre ser verificada. Cabos e conexões devem ser sólidos e de capacidade adequada. Sempre deve ser usado um grampo de aterramento adequado ou um terminal aparafusado. Onde duas ou mais máquinas de solda estiverem aterradas na mesma estrutura, ou onde outras ferramentas elétricas portáteis também estiverem em uso, o aterramento deve ser supervisionado por uma pessoa competente. A posição de trabalho deve ser seca, segura e livre de obstruções perigosas. Um local de trabalho bem organizado, bem iluminado, adequadamente ventilado e arrumado é importante. Para trabalhos em espaços confinados ou posições perigosas, proteção elétrica adicional (sem carga, dispositivos de baixa tensão) pode ser instalada no circuito de soldagem, garantindo que apenas corrente de tensão extremamente baixa esteja disponível no porta-eletrodo quando a soldagem não estiver ocorrendo . (Consulte a discussão sobre espaços confinados abaixo.) São recomendados suportes de eletrodos nos quais os eletrodos são presos por uma mola ou rosca. O desconforto devido ao aquecimento pode ser reduzido pelo isolamento térmico eficaz na parte do porta-eletrodo que é segurada na mão. As garras e conexões dos porta-eletrodos devem ser limpas e apertadas periodicamente para evitar superaquecimento. Devem ser tomadas providências para acomodar o porta-eletrodo com segurança quando não estiver em uso por meio de um gancho isolado ou um suporte totalmente isolado. A conexão do cabo deve ser projetada de forma que a flexão contínua do cabo não cause desgaste e falha do isolamento. Deve-se evitar arrastar cabos e tubos plásticos de fornecimento de gás (processos com proteção de gás) sobre placas quentes ou soldas. O cabo do eletrodo não deve entrar em contato com a obra ou qualquer outro objeto aterrado (terra). Tubos de borracha e cabos revestidos de borracha não devem ser usados ​​perto da descarga de alta frequência, porque o ozônio produzido apodrecerá a borracha. Tubos de plástico e cabos cobertos com cloreto de polivinila (PVC) devem ser usados ​​para todas as alimentações do transformador ao porta-eletrodo. Cabos vulcanizados ou resistentes com revestimento de borracha são satisfatórios no lado primário. Sujeira e pó metálico ou outro condutor podem causar uma avaria na unidade de descarga de alta frequência. Para evitar esta condição, a unidade deve ser limpa regularmente soprando com ar comprimido. A proteção auditiva deve ser usada ao usar ar comprimido por mais de alguns segundos. Para soldagem por feixe de elétrons, a segurança do equipamento utilizado deve ser verificada antes de cada operação. Para proteger contra choque elétrico, um sistema de intertravamentos deve ser instalado nos vários gabinetes. É necessário um sistema confiável de aterramento de todas as unidades e gabinetes de controle. Para equipamentos de soldagem a plasma usados ​​para cortar espessuras pesadas, as tensões podem chegar a 400 V e o perigo deve ser antecipado. A técnica de disparar o arco por um pulso de alta frequência expõe o operador aos perigos de um choque desagradável e de uma queimadura dolorosa e penetrante de alta frequência.

              Radiação ultravioleta

              A luz brilhante emitida por um arco elétrico contém uma alta proporção de radiação ultravioleta. Mesmo a exposição momentânea a rajadas de arco elétrico, incluindo flashes dispersos de arcos elétricos de outros trabalhadores, pode produzir uma conjuntivite dolorosa (fotoftalmia) conhecida como “olho de arco” ou “flash ocular”. Se qualquer pessoa for exposta ao arco elétrico, deve-se procurar assistência médica imediata. A exposição excessiva à radiação ultravioleta também pode causar superaquecimento e queimaduras na pele (efeito queimadura solar). As precauções incluem:

              • Deve ser usado um escudo ou capacete equipado com o grau correto de filtro (consulte o artigo “Proteção ocular e facial” em outras partes deste enciclopédia). Para os processos de soldagem a arco com proteção de gás e corte a arco de carbono, protetores de mão planos fornecem proteção insuficiente contra a radiação refletida; capacetes devem ser usados. Óculos com filtro ou óculos com proteção lateral devem ser usados ​​sob o capacete para evitar exposição quando o capacete é levantado para inspeção do trabalho. Os capacetes também fornecem proteção contra respingos e escória quente. Capacetes e protetores de mão são fornecidos com um filtro de vidro e uma tampa protetora de vidro na parte externa. Isso deve ser inspecionado regularmente, limpo e substituído quando arranhado ou danificado.
              • O rosto, nuca e outras partes expostas do corpo devem ser devidamente protegidas, especialmente quando se trabalha próximo a outros soldadores.
              • Os assistentes devem usar no mínimo óculos de proteção adequados e outros EPIs conforme o risco exigir.
              • Todas as operações de soldagem a arco devem ser protegidas para proteger outras pessoas que trabalham nas proximidades. Quando o trabalho for executado em bancadas fixas ou em oficinas de soldagem, devem ser instaladas telas permanentes sempre que possível; caso contrário, telas temporárias devem ser usadas. Todas as telas devem ser opacas, de construção robusta e de material resistente a chamas.
              • O uso de tintas pretas para o interior das cabines de soldagem tornou-se uma prática aceita, mas a tinta deve produzir um acabamento fosco. Iluminação ambiente adequada deve ser fornecida para evitar fadiga ocular, levando a dores de cabeça e acidentes.
              • Cabines de soldagem e telas portáteis devem ser verificadas regularmente para garantir que não haja danos que possam resultar no arco afetando as pessoas que trabalham nas proximidades.

               

              Perigos químicos

              Os contaminantes transportados pelo ar da soldagem e corte por maçarico, incluindo fumos e gases, surgem de uma variedade de fontes:

              • o metal que está sendo soldado, o metal na haste de enchimento ou constituintes de vários tipos de aço, como níquel ou cromo)
              • qualquer revestimento metálico no artigo que está sendo soldado ou na haste de enchimento (por exemplo, zinco e cádmio de chapeamento, zinco de galvanização e cobre como um revestimento fino em hastes de enchimento contínuas de aço macio)
              • qualquer tinta, graxa, detritos e similares no artigo que está sendo soldado (por exemplo, monóxido de carbono, dióxido de carbono, fumaça e outros produtos de decomposição irritantes)
              • revestimento de fluxo na haste de enchimento (por exemplo, flúor inorgânico)
              • a ação do calor ou luz ultravioleta no ar circundante (por exemplo, dióxido de nitrogênio, ozônio) ou em hidrocarbonetos clorados (por exemplo, fosgênio)
              • gás inerte usado como proteção (por exemplo, dióxido de carbono, hélio, argônio).

               

              Fumos e gases devem ser removidos na fonte por LEV. Isso pode ser fornecido pelo fechamento parcial do processo ou pela instalação de exaustores que forneçam uma velocidade de ar suficientemente alta na posição de solda para garantir a captura dos fumos.

              Atenção especial deve ser dada à ventilação na soldagem de metais não ferrosos e certas ligas de aço, bem como à proteção contra o perigo de ozônio, monóxido de carbono e dióxido de nitrogênio que podem ser formados. Sistemas de ventilação portáteis e fixos estão prontamente disponíveis. Em geral, o ar exaurido não deve ser recirculado. Deve ser recirculado apenas se não houver níveis perigosos de ozônio ou outros gases tóxicos e o ar de exaustão for filtrado por um filtro de alta eficiência.

              Com a soldagem por feixe de elétrons e se os materiais a serem soldados forem de natureza tóxica (por exemplo, berílio, plutônio e assim por diante), deve-se tomar cuidado para proteger o operador de qualquer nuvem de poeira ao abrir a câmara.

              Quando há risco à saúde devido a vapores tóxicos (por exemplo, chumbo) e a LEV não é viável – por exemplo, quando estruturas pintadas com chumbo estão sendo demolidas por corte a fogo – é necessário o uso de equipamento de proteção respiratória. Em tais circunstâncias, deve ser usado um respirador de peça facial inteira aprovado e de alta eficiência ou um respirador purificado de ar alimentado por pressão positiva (PAPR) de alta eficiência. É necessário um alto padrão de manutenção do motor e da bateria, especialmente com o respirador original de pressão positiva de alta eficiência. O uso de respiradores de linha de ar comprimido de pressão positiva deve ser encorajado onde um suprimento adequado de ar comprimido de qualidade respiratória estiver disponível. Sempre que o equipamento de proteção respiratória for usado, a segurança do local de trabalho deve ser revisada para determinar se são necessárias precauções extras, tendo em mente a visão restrita, possibilidades de emaranhamento e assim por diante das pessoas que usam equipamento de proteção respiratória.

              Febre de fumaça de metal

              A febre dos fumos metálicos é comumente observada em trabalhadores expostos aos fumos de zinco no processo de galvanização ou estanhagem, na fundição de latão, na soldagem de metal galvanizado e na metalização ou pulverização de metal, bem como da exposição a outros metais como cobre, manganês e ferro. Ocorre em novos trabalhadores e naqueles que retornam ao trabalho após um fim de semana ou feriado. É uma condição aguda que ocorre várias horas após a inalação inicial de partículas de um metal ou seus óxidos. Começa com um gosto ruim na boca, seguido de secura e irritação da mucosa respiratória, resultando em tosse e, ocasionalmente, dispneia e “aperto” no peito. Estes podem ser acompanhados por náuseas e dores de cabeça e, cerca de 10 a 12 horas após a exposição, calafrios e febre que podem ser bastante graves. Estes duram várias horas e são seguidos por sudorese, sono e frequentemente por poliúria e diarreia. Não há tratamento específico e a recuperação geralmente é completa em cerca de 24 horas sem resíduos. Isso pode ser evitado mantendo a exposição aos vapores metálicos nocivos bem dentro dos níveis recomendados por meio do uso de LEV eficiente.

              Espaços confinados

              Para entrada em espaços confinados, pode haver o risco de a atmosfera ser explosiva, tóxica, deficiente em oxigênio ou combinações dos itens acima. Qualquer espaço confinado deve ser certificado por uma pessoa responsável como seguro para entrada e para trabalho com arco ou chama. Um programa de entrada em espaços confinados, incluindo um sistema de autorização de entrada, pode ser necessário e é altamente recomendado para trabalhos que devem ser executados em espaços que normalmente não são construídos para ocupação contínua. Os exemplos incluem, mas não estão limitados a, bueiros, cofres, porões de navios e similares. A ventilação de espaços confinados é crucial, pois a soldagem a gás não apenas produz contaminantes transportados pelo ar, mas também consome oxigênio. Os processos de soldagem a arco com proteção de gás podem diminuir o teor de oxigênio do ar. (Veja a figura 2.)

              Figura 2. Soldagem em um espaço fechado

              MET040F2

              SF Gilman

              Ruído

              O ruído é um perigo em vários processos de soldagem, incluindo soldagem a plasma, alguns tipos de máquinas de solda por resistência e soldagem a gás. Na soldagem a plasma, o jato de plasma é ejetado em velocidades muito altas, produzindo ruído intenso (até 90 dBA), principalmente nas faixas de frequência mais altas. O uso de ar comprimido para remover a poeira também gera altos níveis de ruído. Para evitar danos à audição, devem ser usados ​​tampões ou protetores auriculares e deve ser instituído um programa de conservação auditiva, incluindo exames audiométricos (capacidade auditiva) e treinamento de funcionários.

              Radiação ionizante

              Em oficinas de soldagem onde as soldas são inspecionadas radiograficamente com equipamentos de raios X ou raios gama, os avisos e instruções habituais devem ser estritamente observados. Os trabalhadores devem ser mantidos a uma distância segura de tais equipamentos. As fontes radioativas devem ser manuseadas apenas com as ferramentas especiais necessárias e sujeitas a precauções especiais.

              Os regulamentos locais e governamentais devem ser seguidos. Veja o capítulo Radiação, ionizante em outro lugar neste enciclopédia.

              Proteção suficiente deve ser fornecida com solda de feixe de elétrons para evitar que os raios x penetrem nas paredes e janelas da câmara. Quaisquer partes da máquina que forneçam proteção contra radiação de raios X devem ser intertravadas para que a máquina não possa ser energizada a menos que estejam em posição. As máquinas devem ser verificadas no momento da instalação quanto a vazamentos de radiação de raios X e, posteriormente, regularmente.

              Outros perigos

              As máquinas de solda por resistência possuem pelo menos um eletrodo, que se move com força considerável. Se uma máquina for operada enquanto um dedo ou mão estiver entre os eletrodos, resultará em esmagamento severo. Sempre que possível, um meio de proteção adequado deve ser planejado para proteger o operador. Cortes e lacerações podem ser minimizados rebarbando primeiro os componentes e usando luvas ou manoplas de proteção.

              Os procedimentos de bloqueio/sinalização devem ser usados ​​quando o maquinário com fontes de energia elétrica, mecânica ou outras estiver sendo mantido ou reparado.

              Quando a escória está sendo removida das soldas por lascamento e assim por diante, os olhos devem ser protegidos por óculos de proteção ou outros meios.

               

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              Quarta-feira, 16 Março 2011 21: 40

              Tornos

              Adaptado da 3ª edição, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety.

              O papel importante que os tornos desempenham nas oficinas de usinagem é melhor ilustrado pelo fato de que 90 a 95% das limalhas (aparas de metal) produzidas na indústria de válvulas e conexões são originárias de tornos. Cerca de um décimo dos acidentes relatados nesta indústria são causados ​​por tornos mecânicos; isso corresponde a um terço de todos os acidentes com máquinas. De acordo com um estudo da frequência relativa de acidentes por unidade de máquina realizado em uma fábrica de pequenas peças de precisão e equipamentos elétricos, os tornos ocupam o quinto lugar depois de máquinas para trabalhar madeira, serras de corte de metal, prensas mecânicas e furadeiras. A necessidade de medidas de proteção em tornos está, portanto, fora de dúvida.

              O torneamento é um processo mecânico no qual o diâmetro do material é reduzido por uma ferramenta com aresta de corte especial. O movimento de corte é produzido pela rotação da peça de trabalho, e os movimentos de avanço e transversal são produzidos pela ferramenta. Variando esses três movimentos básicos e também escolhendo a geometria e o material apropriados da aresta de corte da ferramenta, é possível influenciar a taxa de remoção de material, a qualidade da superfície, a forma do cavaco formado e o desgaste da ferramenta.

              Estrutura de Tornos

              Um torno típico consiste em:

              • uma cama ou base com corrediças usinadas para a sela e cabeçote móvel
              • um cabeçote montado na cama, com o fuso e o mandril
              • uma caixa de engrenagens de alimentação anexada à frente da mesa para transmitir o movimento de alimentação em função da velocidade de corte através do fuso ou eixo de alimentação e avental para a sela
              • uma sela (ou carruagem) carregando a corrediça transversal que executa o movimento transversal
              • um poste de ferramentas montado na corrediça transversal (consulte a figura 1).

               

              Figura 1. Tornos e máquinas similares

              MET050F1

              Este modelo básico de torno pode ser infinitamente variado, desde a máquina universal até o torno automático especial projetado para um único tipo de trabalho.

              Os tipos mais importantes de torno são os seguintes:

              • Torno central. Esta é a máquina de torneamento mais usada. Corresponde ao modelo básico com eixo de giro horizontal. O trabalho é realizado entre centros, por uma placa frontal ou em um mandril.
              • Torno multi-ferramenta. Isso permite que várias ferramentas sejam acionadas ao mesmo tempo.
              • Torno de torre, torno de cabrestante. Máquinas deste tipo permitem que uma peça de trabalho seja usinada por várias ferramentas que são engatadas uma após a outra. As ferramentas são mantidas na torre, que gira para trazê-las para a posição de corte. As torres são geralmente do tipo disco ou coroa, mas também existem tornos de torre do tipo tambor.
              • Tornos de cópia. A forma desejada é transmitida pelo controle do rastreador de um modelo para o trabalho.
              • Torno automático. As diversas operações, incluindo a mudança de obra, são automatizadas. Existem barras automáticas e automáticas de arremesso.
              • Torno vertical (mandrilhadora e torneadora). A obra gira em torno de um eixo vertical; está preso a uma mesa giratória horizontal. Este tipo de máquina é geralmente usado para usinagem de grandes peças fundidas e forjadas.
              • Tornos NC e CNC. Todas as máquinas acima mencionadas podem ser equipadas com um sistema de controle numérico (NC) ou de controle numérico assistido por computador (CNC). O resultado é uma máquina semi-automatizada ou totalmente automatizada que pode ser usada universalmente, graças à grande versatilidade e facilidade de programação do sistema de controle.

               

              O desenvolvimento futuro do torno provavelmente se concentrará em sistemas de controle. Os controles de contato serão cada vez mais substituídos por sistemas de controle eletrônico. Com relação a este último, há uma tendência de evolução de controles programados por interpolação para controles programados em memória. É previsível a longo prazo que a utilização de computadores de processo cada vez mais eficientes tenderá a otimizar o processo de usinagem.

              Acidentes

              Os acidentes de torno são geralmente causados ​​por:

              • desrespeito aos regulamentos de segurança quando as máquinas são instaladas em oficinas (por exemplo, espaço insuficiente entre as máquinas, falta de chave geral para cada máquina)
              • falta de proteções ou ausência de dispositivos auxiliares (ferimentos graves foram causados ​​a trabalhadores que tentaram frear o fuso de seus tornos pressionando uma de suas mãos contra polias de correia desprotegidas e a operadores que inadvertidamente acionaram alavancas ou pedais de embreagem desprotegidos; lesões devido a lascas voadoras devido à ausência de tampas articuladas ou deslizantes também ocorreram)
              • elementos de controle localizados inadequadamente (por exemplo, a mão de um torneiro pode ser perfurada pelo centro do contraponto se o pedal que controla o mandril for confundido com o que controla o circuito hidráulico do movimento do centro do contraponto)
              • condições adversas de trabalho (ou seja, deficiências do ponto de vista da fisiologia ocupacional)
              • falta de EPI ou uso de roupas de trabalho inadequadas (lesões graves e até fatais foram causadas em torneiros que usavam roupas largas ou tinham cabelos longos soltos)
              • instrução insuficiente de pessoal (um aprendiz foi mortalmente ferido quando limava um eixo curto que era fixado entre os centros e girado por uma manivela no nariz do fuso e uma reta no eixo; o portador do torno agarrou sua manga esquerda, que estava enrolado na peça de trabalho, arrastando o aprendiz violentamente para dentro do torno)
              • má organização do trabalho levando ao uso de equipamentos inadequados (por exemplo, uma barra longa foi usinada em um torno de produção convencional; era muito longa para este torno e se projetava mais de 1 m além do cabeçote; além disso, a abertura do mandril era muito grande para a barra e foi feita inserindo cunhas de madeira; quando o fuso do torno começou a girar, a extremidade livre da barra dobrou 45° e atingiu a cabeça do operador; o operador morreu na noite seguinte)
              • elementos defeituosos da máquina (por exemplo, um pino transportador solto em uma embreagem pode fazer com que o fuso do torno comece a girar enquanto o operador está ajustando uma peça de trabalho no mandril).

               

              Prevenção de Acidentes

              A prevenção de acidentes no torno começa na fase de projeto. Os projetistas devem dar atenção especial aos elementos de controle e transmissão.

              Elementos de controle

              Cada torno deve ser equipado com um interruptor de desconexão (ou isolamento) de energia para que os trabalhos de manutenção e reparo possam ser executados com segurança. Este interruptor deve desligar a corrente em todos os pólos, cortar de forma confiável a energia pneumática e hidráulica e descarregar os circuitos. Em máquinas grandes, a chave de desconexão deve ser projetada de forma que possa ser travada com cadeado em sua posição externa - uma medida de segurança contra reconexão acidental.

              A disposição dos comandos da máquina deve ser tal que o operador possa facilmente distingui-los e alcançá-los, e que sua manipulação não apresente riscos. Isso significa que os controles nunca devem ser dispostos em pontos que possam ser alcançados apenas passando a mão sobre a zona de trabalho da máquina ou onde possam ser atingidos por cavacos lançados.

              As chaves que monitoram as proteções e as intertravam com o acionamento da máquina devem ser escolhidas e instaladas de forma que abram positivamente o circuito assim que a proteção for deslocada de sua posição de proteção.

              Os dispositivos de parada de emergência devem causar a paralisação imediata do movimento perigoso. Eles devem ser projetados e localizados de forma que possam ser facilmente operados pelo trabalhador ameaçado. Os botões de parada de emergência devem ser facilmente alcançados e devem estar em vermelho.

              Os elementos de acionamento do mecanismo de controle que podem disparar um movimento perigoso da máquina devem ser protegidos de modo a excluir qualquer operação inadvertida. Por exemplo, as alavancas de engate da embreagem no cabeçote e no avental devem ser fornecidas com dispositivos ou telas de travamento de segurança. Um botão de pressão pode ser protegido colocando-o em um recesso ou envolvendo-o com um colar protetor.

              Os controles manuais devem ser projetados e localizados de forma que o movimento da mão corresponda ao movimento controlado da máquina.

              Os controles devem ser identificados com marcações facilmente legíveis e compreensíveis. Para evitar mal-entendidos e dificuldades linguísticas, é aconselhável o uso de símbolos.

              Elementos de transmissão

              Todos os elementos móveis da transmissão (correias, polias, engrenagens) devem ser cobertos com proteções. Uma importante contribuição para a prevenção de acidentes com tornos pode ser dada pelos responsáveis ​​pela instalação da máquina. Os tornos devem ser instalados de forma que os operadores que os atendem não atrapalhem ou ponham em perigo uns aos outros. Os operadores não devem virar as costas para as passagens. Telas de proteção devem ser instaladas onde os locais de trabalho ou passagens vizinhas estiverem dentro do alcance de lascas voadoras.

              As passagens devem ser claramente marcadas. Deve-se deixar espaço suficiente para equipamentos de manuseio de materiais, empilhamento de peças de trabalho e caixas de ferramentas. As guias de barras não devem sobressair nas passagens.

              O piso onde o operador se encontra deve ser isolado do frio. Deve-se tomar cuidado para que o isolamento não constitua um obstáculo e o piso não se torne escorregadio mesmo quando coberto com uma película de óleo.

              As condutas e tubagens devem ser instaladas de forma a não se tornarem obstáculos. Instalações temporárias devem ser evitadas.

              As medidas de engenharia de segurança no chão de fábrica devem ser direcionadas, em particular, aos seguintes pontos:

              • dispositivos de fixação de trabalho (placas frontais, mandris, pinças) devem ser balanceados dinamicamente antes do uso
              • a velocidade máxima permitida de um mandril deve ser indicada no mandril pelo fabricante e respeitada pelo operador do torno
              • quando mandris de rolagem são usados, deve-se garantir que as garras não possam ser lançadas quando o torno é iniciado
              • os mandris deste tipo devem ser projetados de forma que a chave não possa ser retirada antes que as garras tenham sido fixadas. As chaves do mandril em geral devem ser projetadas de forma que seja impossível deixá-las no mandril.

               

              É importante fornecer equipamento de elevação auxiliar para facilitar a montagem e remoção de mandris pesados ​​e espelhos frontais. Para evitar que os mandris saiam do eixo quando o torno é freado repentinamente, eles devem ser fixados com segurança. Isso pode ser conseguido colocando uma porca de retenção com rosca esquerda no nariz do fuso, usando um acoplamento de ação rápida “Camlock”, encaixando o mandril com uma chave de travamento ou prendendo-o com um anel de travamento de duas partes.

              Quando são usados ​​dispositivos elétricos de fixação de trabalho, como mandris, pinças e centros de cabeçote móvel operados hidraulicamente, devem ser tomadas medidas que impossibilitem a introdução das mãos na zona de perigo dos dispositivos de fechamento. Isso pode ser alcançado limitando o curso do elemento de fixação a 6 mm, escolhendo a localização dos controles de homem morto de modo a excluir a introdução das mãos na zona de perigo ou fornecendo uma proteção móvel que deve ser fechada antes da fixação movimento pode ser iniciado.

              Se for perigoso iniciar o torno com as garras do mandril abertas, a máquina deve ser equipada com um dispositivo que impeça que a rotação do fuso seja iniciada antes que as garras estejam fechadas. A ausência de energia não deve causar a abertura ou fechamento de um dispositivo elétrico de retenção de trabalho.

              Se a força de aperto de um mandril mecânico diminuir, a rotação do fuso deve ser interrompida e deve ser impossível iniciar o fuso. Inverter a direção de aperto de dentro para fora (ou vice-versa) enquanto o fuso gira não deve fazer com que o mandril se solte do fuso. A remoção dos dispositivos de fixação do eixo deve ser possível somente quando o eixo parar de girar.

              Ao usinar barras, a parte que se projeta além do torno deve ser cercada por guias de barras. Os pesos de alimentação da barra devem ser protegidos por tampas articuladas que se estendem até o chão.

              Mochila de Carregar Bebê, Mochila Canguru

              Para prevenir acidentes graves – em particular, ao lixar o trabalho em um torno – não devem ser usados ​​transportadores desprotegidos. Um transportador de segurança centralizado deve ser usado ou um colar de proteção deve ser instalado em um transportador convencional. Também é possível usar suportes de travamento automático ou fornecer uma capa protetora ao disco de suporte.

              Zona de trabalho do torno

              Os mandris do torno universal devem ser protegidos por tampas articuladas. Se possível, as tampas de proteção devem ser interligadas com os circuitos de acionamento do fuso. As mandriladoras e torneadoras verticais devem ser protegidas com barras ou placas para evitar danos causados ​​pelas peças rotativas. Para que o operador possa acompanhar o processo de usinagem com segurança, devem ser fornecidas plataformas com guarda-corpos. Em certos casos, câmeras de TV podem ser instaladas para que o operador possa monitorar a borda da ferramenta e a alimentação da ferramenta.

              As zonas de trabalho dos tornos automáticos, NC e CNC devem ser completamente fechadas. Os invólucros das máquinas totalmente automáticas devem ter apenas aberturas por onde é introduzida a peça a usinar, a peça torneada ejetada e as limalhas retiradas da zona de trabalho. Essas aberturas não devem constituir um perigo quando o trabalho passa por elas e deve ser impossível chegar à zona de perigo por elas.

              As zonas de trabalho dos tornos semiautomáticos, NC e CNC devem ser fechadas durante o processo de usinagem. Os invólucros são geralmente tampas deslizantes com interruptores de limite e circuito de intertravamento.

              As operações que requerem acesso à zona de trabalho, como mudança de trabalho ou ferramentas, medição e assim por diante, não devem ser realizadas antes que o torno tenha sido parado com segurança. Zerar um inversor de velocidade variável não é considerado uma parada segura. Máquinas com tais acionamentos devem ter tampas de proteção travadas que não podem ser destravadas antes que a máquina seja parada com segurança (por exemplo, cortando a fonte de alimentação do motor do fuso).

              Se forem necessárias operações especiais de ajuste de ferramentas, deve ser fornecido um controle de avanço que permite que certos movimentos da máquina sejam acionados enquanto a tampa protetora estiver aberta. Em tais casos, o operador pode ser protegido por projetos de circuitos especiais (por exemplo, permitindo que apenas um movimento seja acionado por vez). Isso pode ser obtido usando controles de duas mãos.

              Virando limalhas

              Cavacos longos são perigosos porque podem ficar presos nos braços e pernas e causar ferimentos graves. Cavacos contínuos e desfiados podem ser evitados escolhendo-se velocidades de corte, avanços e espessuras de cavacos apropriados ou usando-se ferramentas de torno com quebra-cavacos do tipo escalonado ou escalonado. Ganchos para limalha com alça e fivela devem ser usados ​​para remover cavacos.

              Ergonomia

              Toda máquina deve ser projetada de modo a permitir a obtenção de uma produção máxima com um mínimo de estresse para o operador. Isto pode ser conseguido adaptando a máquina ao trabalhador.

              Fatores ergonômicos devem ser levados em consideração ao projetar a interface homem-máquina de um torno. O design racional do local de trabalho também inclui o fornecimento de equipamentos auxiliares de manuseio, como acessórios de carga e descarga.

              Todos os controles devem estar localizados dentro da esfera fisiológica ou ao alcance de ambas as mãos. Os controles devem ser claramente definidos e devem ser lógicos para operar. Controles acionados por pedal devem ser evitados em máquinas operadas por operadores em pé.

              A experiência mostra que um bom trabalho é realizado quando o local de trabalho é projetado tanto para posturas em pé quanto sentadas. Se o operador tiver que trabalhar em pé, ele deve ter a possibilidade de mudar de postura. Assentos flexíveis são, em muitos casos, um alívio bem-vindo para pés e pernas tensos.

              Devem ser tomadas medidas para criar um conforto térmico ideal, tendo em conta a temperatura do ar, humidade relativa, movimento do ar e calor radiante. A oficina deve ser adequadamente ventilada. Deve haver dispositivos de exaustão local para eliminar as emanações gasosas. Ao usinar o estoque de barras, devem ser usados ​​tubos guia com revestimento absorvente de som.

              O local de trabalho deve ser preferencialmente dotado de iluminação uniforme, proporcionando um nível de iluminação adequado.

              Vestuário de Trabalho e Proteção Individual

              O macacão deve ser justo e abotoado ou fechado até o pescoço. Devem ser sem bolsos no peito e as mangas devem ser bem abotoadas nos pulsos. Cintos não devem ser usados. Nenhum anel de dedo e pulseiras devem ser usados ​​ao trabalhar em tornos. O uso de óculos de segurança deve ser obrigatório. Quando peças de trabalho pesadas são usinadas, sapatos de segurança com biqueiras de aço devem ser usados. Luvas de proteção devem ser usadas sempre que limalha estiver sendo coletada.

              Training

              A segurança do operador do torno depende em grande parte dos métodos de trabalho. Portanto, é importante que ele receba uma formação teórica e prática completa para adquirir habilidades e desenvolver um comportamento que ofereça as melhores salvaguardas possíveis. Postura correta, movimentos corretos, escolha e manuseio corretos de ferramentas devem se tornar rotina de tal forma que o operador trabalhe corretamente mesmo que sua concentração esteja temporariamente relaxada.

              Pontos importantes em um programa de treinamento são uma postura ereta, a montagem e remoção correta do mandril e a fixação precisa e segura das peças de trabalho. O manuseio correto de limas e raspadores e o trabalho seguro com pano abrasivo devem ser praticados intensivamente.

              Os trabalhadores devem estar bem informados sobre os perigos de lesões que podem ser causados ​​ao calibrar o trabalho, verificar os ajustes e limpar os tornos.

              Manutenção

              Os tornos devem ser mantidos e lubrificados regularmente. As falhas devem ser corrigidas imediatamente. Se a segurança estiver em jogo em caso de falha, a máquina deve ser colocada fora de operação até que uma ação corretiva seja tomada.

              Os trabalhos de reparo e manutenção devem ser realizados somente após a máquina ter sido isolada da fonte de alimentação

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              Quarta-feira, 16 Março 2011 21: 58

              Retificação e polimento

              Adaptado da 3ª edição, Enciclopédia de Saúde e Segurança Ocupacional.

              A retificação geralmente envolve o uso de um abrasivo ligado para desgastar partes de uma peça de trabalho. O objetivo é dar uma certa forma ao trabalho, corrigir suas dimensões, aumentar a lisura de uma superfície ou melhorar a agudeza das arestas de corte. Os exemplos incluem a remoção de sprues e arestas de uma fundição, remoção de incrustações de superfície de metais antes do forjamento ou soldagem e rebarbação de peças em chapas metálicas e oficinas mecânicas. O polimento é usado para remover imperfeições da superfície, como marcas de ferramentas. O polimento não remove o metal, mas usa um abrasivo macio misturado a uma base de cera ou graxa para produzir uma superfície de alto brilho.

              A retificação é o mais abrangente e diversificado de todos os métodos de usinagem e é empregada em muitos materiais – predominantemente ferro e aço, mas também outros metais, madeira, plásticos, pedra, vidro, cerâmica e assim por diante. O termo abrange outros métodos de produção de superfícies muito lisas e brilhantes, como polimento, brunimento, afiação e lapidação.

              As ferramentas utilizadas são rebolos de dimensões variadas, segmentos de esmerilhamento, pontas de esmerilhamento, pedras de amolar, limas, rebolos de polimento, cintas, discos e assim por diante. Em rebolos e similares, o material abrasivo é mantido unido por agentes de ligação para formar um corpo rígido, geralmente poroso. No caso de cintas abrasivas, o agente de ligação mantém o abrasivo preso a um material de base flexível. As rodas polidoras são feitas de algodão ou outros discos têxteis costurados juntos.

              Os abrasivos naturais - corindo natural ou esmeril (óxidos de alumínio), diamante, arenito, pederneira e granada - foram amplamente substituídos por abrasivos artificiais, incluindo óxido de alumínio (alumina fundida), carboneto de silício (carborundo) e diamantes sintéticos. Vários materiais de granulação fina, como giz, pedra-pomes, trípoli, massa de estanho e óxido de ferro, também são usados, especialmente para polimento e polimento.

              O óxido de alumínio é o mais amplamente utilizado em rebolos, seguido pelo carboneto de silício. Diamantes naturais e artificiais são usados ​​para importantes aplicações especiais. Óxido de alumínio, carboneto de silício, esmeril, granada e pederneira são usados ​​em cintas de polimento e retificação.

              Agentes de ligação orgânicos e inorgânicos são usados ​​em rebolos. Os principais tipos de ligações inorgânicas são o silicato vitrificado e a magnesita. Notáveis ​​entre os agentes de ligação orgânicos são resina de fenol ou ureia-formaldeído, borracha e goma-laca. Os adesivos vitrificados e a resina fenólica dominam completamente dentro de seus respectivos grupos. Os rebolos de diamante também podem ser ligados por metal. Os vários agentes de ligação conferem aos rebolos diferentes propriedades de desbaste, bem como diferentes propriedades em relação à segurança.

              As cintas e discos abrasivos e polidores são compostos por uma base flexível de papel ou tecido à qual o abrasivo é aderido por meio de um adesivo natural ou sintético.

              Diferentes máquinas são usadas para diferentes tipos de operações, como retificação de superfície, retificação cilíndrica (incluindo sem centro), retificação interna, retificação grosseira e corte. Os dois tipos principais são: aqueles em que o moedor ou a peça são movidos manualmente e máquinas com avanços mecânicos e mandris. Os tipos de equipamentos comuns incluem: trituradores de superfície; retíficas, polidoras e polidoras do tipo pedestal; retificadoras e polidoras de disco; moedores internos; máquinas de corte abrasivas; polidores de cinto; trituradores, polidores e polidores portáteis; e vários polidores e buffers.

              Perigos e sua prevenção

              Estourando

              O maior risco de lesões no uso de rebolos é que o rebolo pode estourar durante o desbaste. Normalmente, os rebolos operam em altas velocidades. Há uma tendência para velocidades cada vez maiores. A maioria das nações industrializadas tem regulamentos que limitam as velocidades máximas nas quais os vários tipos de rebolos podem ser executados.

              A medida de proteção fundamental é tornar o rebolo o mais forte possível; a natureza do agente de ligação é mais importante. Rodas com ligações orgânicas, em especial resina fenólica, são mais resistentes do que aquelas com ligações inorgânicas e mais resistentes a impactos. Altas velocidades periféricas podem ser permitidas para rodas com ligações orgânicas.

              Rodas de velocidade muito alta, em particular, geralmente incorporam vários tipos de reforço. Por exemplo, certas rodas de copo são equipadas com cubos de aço para aumentar sua resistência. Durante a rotação, a maior tensão se desenvolve ao redor do furo central. Para fortalecer a roda, a seção ao redor do furo central, que não participa da retificação, pode ser feita de um material especialmente forte que não é adequado para retificação. Rebolos grandes com uma seção central reforçada dessa maneira são usados ​​principalmente pelas siderúrgicas para retificar placas, tarugos e similares em velocidades de até 80 m/s.

              O método mais comum de reforço de rebolos, no entanto, é incluir tecido de fibra de vidro em sua construção. Os rebolos finos, como os usados ​​para cortar, podem incorporar tecido de fibra de vidro no centro ou em cada lado, enquanto os rebolos mais grossos possuem várias camadas de tecido, dependendo da espessura do rebolo.

              Com exceção de alguns rebolos de pequenas dimensões, todos os rebolos ou uma amostragem estatística deles devem ser submetidos a testes de velocidade pelo fabricante. Nos testes, os rebolos são executados durante um determinado período a uma velocidade superior à permitida na retificação. Os regulamentos de teste variam de país para país, mas geralmente a roda deve ser testada a uma velocidade 50% acima da velocidade de trabalho. Em alguns países, os regulamentos exigem testes especiais de rodas que devem operar em velocidades mais altas do que o normal em um instituto central de testes. O instituto também pode cortar espécimes da roda e investigar suas propriedades físicas. As rodas de corte são submetidas a certos testes de impacto, testes de flexão e assim por diante. O fabricante também é obrigado a garantir que o rebolo esteja bem balanceado antes da entrega.

              A explosão de um rebolo pode causar ferimentos fatais ou muito graves a qualquer pessoa nas proximidades e danos graves à fábrica ou instalações. Apesar de todas as precauções tomadas pelos fabricantes, ainda podem ocorrer rompimentos ou quebras ocasionais das rodas, a menos que sejam tomados os devidos cuidados em seu uso. As medidas de precaução incluem:

              • Manuseio e armazenamento. Uma roda pode ser danificada ou rachada durante o transporte ou manuseio. A umidade pode atacar o agente de ligação em rodas de resina fenólica, reduzindo sua resistência. Rodas vitrificadas podem ser sensíveis a variações repetidas de temperatura. A umidade absorvida irregularmente pode desequilibrar a roda. Consequentemente, é muito importante que as rodas sejam manuseadas com cuidado em todas as etapas e mantidas de maneira ordenada em local seco e protegido.
              • Verificando se há rachaduras. Uma nova roda deve ser verificada para garantir que não esteja danificada e seca, simplesmente batendo com um martelo de madeira. Uma roda vitrificada impecável dará um toque claro, uma roda ligada orgânica um tom menos vibrante; mas qualquer um pode ser diferenciado do som estalado de uma roda defeituosa. Em caso de dúvida, a roda não deve ser utilizada e o fornecedor deve ser consultado.
              • Testing. Antes da nova roda ser colocada em serviço, ela deve ser testada em velocidade máxima com as devidas precauções. Após a retificação úmida, o rebolo deve girar em marcha lenta para ejetar a água; caso contrário, a água pode se acumular na parte inferior da roda e causar desequilíbrio, o que pode resultar em estouro na próxima vez que a roda for usada.
              • Montagem. Acidentes e quebras ocorrem quando os rebolos são montados em aparelhos inadequados - por exemplo, nas extremidades dos fusos das polidoras. O fuso deve ter diâmetro adequado, mas não tão grande que expanda o orifício central da roda; os flanges não devem ter menos de um terço do diâmetro da roda e devem ser feitos de aço macio ou de material similar.
              • Velocidade. Em nenhuma circunstância deve ser excedida a velocidade operacional máxima permitida especificada pelos fabricantes. Um aviso indicando a velocidade do fuso deve ser instalado em todas as retificadoras, e o rebolo deve ser marcado com a velocidade periférica máxima permitida e o número correspondente de revoluções para um novo rebolo. Precauções especiais são necessárias com retificadoras de velocidade variável e para garantir a instalação de rebolos de velocidades permitidas apropriadas em retificadoras portáteis.
              • Descanso de trabalho. Sempre que possível, apoios de trabalho montados rigidamente de dimensões adequadas devem ser fornecidos. Eles devem ser ajustáveis ​​e mantidos o mais próximo possível da roda para evitar uma armadilha na qual o trabalho pode ser forçado contra a roda e quebrá-la ou, mais provavelmente, prender e ferir a mão do operador.
              • Protegendo. Os rebolos abrasivos devem ser providos de proteções fortes o suficiente para conter as partes de um rebolo de ruptura (consulte a figura 1). Alguns países têm regulamentos detalhados sobre o design das proteções e os materiais a serem usados. Em geral, ferro fundido e alumínio fundido devem ser evitados. A abertura de moagem deve ser a menor possível e pode ser necessário um nariz ajustável. Excepcionalmente, quando a natureza do trabalho impossibilitar o uso de proteção, podem ser usados ​​flanges de proteção especiais ou mandris de segurança. Os fusos e as pontas cônicas das máquinas de polimento de ponta dupla podem causar acidentes de emaranhamento, a menos que sejam protegidos de forma eficaz.

               

              Figura 1. Uma roda abrasiva vitrificada bem protegida montada em uma esmerilhadeira de superfície e operando a uma velocidade periférica de 33 m/s

              MET060F1

              Lesões oculares

              Poeira, abrasivos, grãos e lascas são um perigo comum para os olhos em todas as operações de desbaste a seco. Proteção efetiva dos olhos por óculos ou óculos e protetores oculares fixos na máquina são essenciais; protetores oculares fixos são particularmente úteis quando as rodas estão em uso intermitente, por exemplo, para retificação de ferramentas.

              Fogo

              A moagem de ligas de magnésio acarreta um alto risco de incêndio, a menos que sejam tomadas precauções estritas contra ignição acidental e na remoção e encharcamento de poeira. Altos padrões de limpeza e manutenção são exigidos em todos os dutos de exaustão para evitar o risco de incêndio e também para manter a ventilação funcionando de forma eficiente. A poeira têxtil liberada das operações de polimento é um risco de incêndio que requer boa manutenção e LEV.

              vibração

              Retificadoras portáteis e de pedestal apresentam risco de síndrome de vibração mão-braço (HAVS), também conhecida como “dedo branco” por seu sinal mais perceptível. As recomendações incluem limitar a intensidade e a duração da exposição, redesenhar ferramentas, equipamentos de proteção e monitorar a exposição e a saúde.

              Riscos para a saúde

              Embora os rebolos modernos não criem o sério risco de silicose associado no passado aos rebolos de arenito, pó de sílica altamente perigoso ainda pode ser liberado dos materiais sendo moídos - por exemplo, fundições de areia. Certas rodas resinadas podem conter cargas que criam uma poeira perigosa. Além disso, as resinas à base de formaldeído podem emitir formaldeído durante a retificação. De qualquer forma, o volume de pó produzido pela retificação torna essencial a eficiência do LEV. É mais difícil fornecer exaustão local para rodas portáteis, embora algum sucesso nessa direção tenha sido alcançado pelo uso de sistemas de captura de baixo volume e alta velocidade. Trabalho prolongado deve ser evitado e equipamento de proteção respiratória deve ser fornecido, se necessário. A ventilação de exaustão também é necessária para a maioria das operações de lixamento, acabamento, polimento e similares. Com o polimento em particular, a poeira têxtil combustível é uma preocupação séria.

              Roupas de proteção e boas instalações sanitárias e de lavagem com chuveiros devem ser fornecidas, e supervisão médica é desejável, especialmente para esmerilhadeiras de metal.

               

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