DGUV Regel 109-608 - Branche Gießereien (DGUV Regel 109-608)

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Abschnitt 3.1, 3 Arbeitsplätze und Tätigkeiten: Gefahren und...
Abschnitt 3.1
Branche Gießereien (DGUV Regel 109-608)
Titel: Branche Gießereien (DGUV Regel 109-608)
Normgeber: Bund
Amtliche Abkürzung: DGUV Regel 109-608
Gliederungs-Nr.: [keine Angabe]
Normtyp: Satzung

Abschnitt 3.1 – 3 Arbeitsplätze und Tätigkeiten: Gefahren und Maßnahmen
3.1 Umgang mit feuerflüssigen Massen (FFM)

In den Gießereien werden in Schmelzöfen Metalle oder Legierungen in einen flüssigen Aggregatzustand gebracht und weiterverarbeitet. Zu den feuerflüssigen Massen gehören die Schmelzen und die flüssigen Schlacken.

string

Abb. 1
Abguss bentonitgebundener Formen

string Rechtliche Grundlagen
  • DGUV Vorschrift 52 und 53 "Krane"

string Weitere Informationen
  • DGUV Information 209-018 "Prüfung von Pfannen"

  • DGUV Information 209-090 "Tätigkeiten mit Magnesium"

  • DGUV Information 209-091 "Führen von Kranen - Innerbetrieblicher Transport mit Kranen in Hüttenwerken, Walzwerken und Gießereien"

  • DIN EN 1247:2010-12 "Gießereimaschinen - Sicherheitsanforderungen für Pfannen, Gießeinrichtungen, Schleudergießmaschinen, kontinuierliche und halbkontinuierliche Stranggießmaschinen"

  • VDG-Merkblatt S 80 "Ausführung von Notauffanggruben"

3.1.1
Unkontrollierter Austritt feuerflüssiger Massen

Im Gegensatz zum gesteuerten, beabsichtigten Austritt beim Ofenabstich oder beim Gießen stellt der unkontrollierte Austritt eine besonders hohe Gefährdung dar. Er ist schwer beherrschbar und muss deshalb unbedingt verhindert werden.

string Gefährdungen

1. Durchbrüche an Pfannen, Öfen, sekundärmetallurgischen Anlagen, Gießverteilern und Tiegeln

Alle diese Aggregate sind mit einer feuerfesten Ausmauerung versehen, die dem Verschleiß durch hohe Temperaturen, oder Temperaturwechselbeanspruchung und dem korrosiven Angriff durch Schlacke ausgesetzt ist. Als Pfannen werden hier zum Beispiel bezeichnet: Chargier-, Gießpfannen und Schlackekübel, Notpfannen, sowie Kübel jeglicher Art.

Bei schadhaften oder ungeeigneten Pfannen können Pfannendurchbrüche auftreten.

Das Versagen von Kühlwassersystemen an Öfen kann ebenfalls zu Durchbrüchen führen.

2. Explosionen und Auswurf durch Spreng- oder Hohlkörper im Schrott

Geschlossene Hohlkörper, zum Beispiel Behälter, Fässer oder Gasflaschen, dürfen auf keinen Fall in Schmelzaggregate gelangen. Die in den Hohlkörpern verbliebene Luft, Gase oder Flüssigkeiten führen bei der starken Erwärmung im Schmelzofen zu einem extremen Druckanstieg. Ein Bersten des Behälters mit Auswurf feuerflüssiger Massen ist zwangsläufig die Folge. Sprengkörper im Schrott haben vergleichbare Wirkungen.

3. Überschwappen feuerflüssiger Massen beim Pfannentransport

Gießpfannen, die über das Freibordmaß befüllt wurden, stellen beim Transport für die Beschäftigten eine große Gefahr dar.

4. Unkontrolliert ablaufende Gasentwicklung in Stahlgießereien

Durch starke, unerwartete CO-Entwicklung kann es zum Austritt großer Mengen schmelzflüssigen Materials aus der Pfanne kommen, wenn "überfrischte" oder "überblasene" Schmelzen nachträglich aufgekohlt werden.

5. Auswurf durch feuchtes Chargiergut

Feuchtes Charchiergut kann im Schmelzbetrieb zum Auswurf feuerflüssiger Massen führen.

string Maßnahmen

Aufgrund des hohen Gefährdungspotentials muss der unkontrollierte Austritt feuerflüssiger Massen unter allen Umständen verhindert werden. Technische Maßnahmen haben absolute Priorität vor organisatorischen. Persönliche Schutzausrüstung (PSA) kann nur ergänzenden Schutz bieten. Zur Vermeidung derartiger Gefährdungen müssen Sie für die Umsetzung folgender Maßnahmen sorgen:

Zu 1. Durchbrüche an Pfannen, Öfen, sekundärmetallurgischen Anlagen, Gießverteilern und Tiegeln

Um die Folgen von Durchbrüchen zu begrenzen, sind Notauffangeinrichtungen (Notpfannen oder Notauffanggruben) erforderlich, die stets trocken gehalten werden müssen und den gesamten Pfanneninhalt aufnehmen können (siehe auch VDG-Merkblatt S 80 "Ausführung von Notauffanggruben").

Sie dürfen zu diesem Zweck nur geeignete und geprüfte Pfannen einsetzen.

Zu 2. Explosionen und Auswurf durch Spreng- oder Hohlkörper im Schrott

Sie müssen grundsätzlich sicherstellen, dass sich keine Spreng- oder Hohlkörper im Schrott befinden.

Zu 3. Überschwappen feuerflüssiger Massen beim Pfannentransport

Pfannen mit feuerflüssigen Massen dürfen grundsätzlich nicht über Menschen hinweg transportiert werden.

Um ein Überschwappen feuerflüssiger Massen beim Transport zu vermeiden, muss ein Freibordmaß für Gieß- und Transportpfannen und Schlackekübel festgelegt werden. Die Beschäftigten dürfen Pfannen oder Kübel für den Transport nur bis zum Freibordmaß mit feuerflüssigen Massen füllen. Konnte infolge außergewöhnlicher Umstände das Freibordmaß nicht eingehalten werden, müssen die Beschäftigten die betrieblichen Vorgesetzten davon unterrichten.

Als Unternehmerin oder als Unternehmer sorgen Sie für einen sicheren Transport der überfüllten Pfanne. Dafür müssen Sie rechtzeitig, auf der Grundlage einer speziellen Gefährdungsbeurteilung, besondere Maßnahmen festlegen (z. B. Aufsicht durch Vorgesetzte, besondere Transportwege, Maximal-Geschwindigkeiten, Räumung der Halle usw.). Auch während einer Notbremsung darf es nicht zum Überschwappen kommen.

Beim unkontrollierten Austritt feuerflüssiger Massen muss besonders auf die Rettung von abgeschnittenen oder eingeschlossenen Personen geachtet werden.

Außerdem muss darauf geachtet werden, dass mehrere unterschiedliche Fluchtwege und dafür benötigte Hilfsmittel zur Verfügung stehen.

Ein Notfalltraining ist eine sinnvolle Ergänzung.

Zu 4. Unkontrolliert ablaufende Gasentwicklung in Stahlgießereien

Während unkontrolliert ablaufender Gasentwicklung und auch bei Durchbrüchen können Pfannen meist nur noch, wenn überhaupt möglich, über Notauffangeinrichtungen oder in ungefährliche Bereiche gefahren werden.

Ein kanzelgesteuerter Kran bietet, im Vergleich zu einem flurgesteuerten Kran, einen höheren Schutz für den Kranfahrer oder die Kranfahrerin, weil in diesem Fall ein besserer Überblick in Notsituationen gewährleistet ist.

Zu 5. Auswurf durch feuchtes Chargiergut

Der Auswurf feuerflüssiger Massen durch feuchtes Charchiergut wird verhindert, indem Einsatzmaterialien, Zuschläge und Zusätze nur in trockenem Zustand in feuerflüssige Massen eingebracht werden.

3.1.2
Kontakt feuerflüssiger Massen mit Wasser oder anderen Medien

Wasser wird bei vielen metallurgischen Verfahren zur Kühlung und Prozessführung verwendet. Ein Kontakt mit feuerflüssigen Massen kann zu besonderen Gefährdungen führen. Dabei überlagern sich zwei Effekte - die physikalische und die chemische Explosion.

Werden Flüssigkeiten vom Schmelzmaterial umschlossen, kann der entstehende Dampf nicht mehr entweichen, sodass sich durch die angestrebte Volumenvergrößerung ein ungeheurer Druck aufbaut, der sich explosionsartig entlädt. In der Folge werden große Mengen an feuerflüssigem Material ausgeworfen, sodass schwerste Verletzungen der Beschäftigten und hohe Sachschäden zu befürchten sind.

Zusätzlich kommt die sogenannte Knallgasreaktion in Betracht - die Explosion eines Wasserstoff-Sauerstoff-Gemisches. Ursache dafür ist die chemische Spaltung von Wasser.

Für die chemische Spaltung des Wassers können alle Metalle dienen, die eine höhere Affinität zu Sauerstoff haben als der Wasserstoff. Wasser ist auch zum Beispiel in Rost enthalten, der in Magnesiumöfen durch das Aktivgas hervorgerufen wird. Metallschmelzen und Schlacken reagieren spontan mit Wasser und führen zur chemischen Spaltung unter Bildung von Wasserstoff. In Gegenwart von Sauerstoff bildet sich ein explosives Gemisch. Ein besonderes Gefährdungspotenzial besteht bei Magnesiumschmelzen.

string Gefährdungen

1. Ungewolltes Einbringen von Wasser oder anderen Fluiden

Wasser und andere Fluide können aus dem Schrott und aus Zuschlägen stammen oder auch in gefrorenem Zustand in Kontakt mit feuerflüssigen Massen kommen. Wasser kann zum Beispiel durch Doppelungen oder Lunker in Masseln, Rost oder Anhaftungen am Kreislauf in feuerflüssige Massen gelangen.

Unzureichend vorgeheiztes Feuerfestmaterial in Pfannen und Gießverteilern sowie Gießhilfsstoffe können Feuchtigkeit enthalten. In Schrottkübeln, Fässern oder Verpackungen kann sich Wasser sammeln. Auch in Schlackekübeln kann sich Wasser befinden. Poröse Restschlacken am Kübelboden sind in der Lage, gefährliche Wassermengen fast "unsichtbar" zu speichern.

2. Kontakt feuerflüssiger Massen mit Wasser aus Kühlsystemen

Aufgrund technischen Versagens oder einer Fehlbedienung kann es an Öfen und Gießanlagen zu Durchbrüchen von Kühlsystemen kommen. Da hier sehr große Mengen feuerflüssiger Massen, zum Beispiel in Ofengefäßen, und hohe Volumenströme von Kühlwasser aufeinandertreffen, muss mit katastrophalen Folgen gerechnet werden.

3. Beschädigung von Medienleitungen

Austretende feuerflüssige Massen können Schläuche oder fest verlegte Leitungen beschädigen, sodass Medien wie Sauerstoff, Brenngas, Hydrauliköl oder Wasser damit in Kontakt kommen. Unbeherrschbare Situationen mit erheblichen Gefährdungen, wie Großbrände ganzer Hallenbereiche, können die Folge sein.

string Maßnahmen

Als Unternehmer oder als Unternehmerin müssen Sie folgende Maßnahmen ergreifen, um Gefährdungen der genannten Art zu vermeiden:

Zu 1. Ungewolltes Einbringen von Wasser oder anderen Fluiden

Feuerfestes Material muss beim Einsatz trocken sein.

Einsatzmaterialien, Zuschläge und Zusätze dürfen nur in trockenem Zustand in feuerflüssige Massen eingebracht werden.

Sind die Einsatzmaterialien, Zuschläge und Zusätze offensichtlich nass oder vereist, müssen besondere Maßnahmen getroffen werden.

Die Beschäftigten dürfen Arbeitsgeräte (z. B. Probelöffel, Zangen) nur trocken und, je nach Material der Schmelze gegebenenfalls vorgewärmt, mit feuerflüssigen Massen in Berührung bringen.

Alle Stellen, auf die Metall oder Schlacke in flüssigem Zustand gelangen können, müssen trocken gehalten werden.

Sorgen Sie dafür, dass sich die Beschäftigten davon überzeugen, ob die Pfannen trocken und somit bereit für den Einsatz sind. Alle Personen am Arbeitsplatz dürfen sich während des Einfüllens feuerflüssiger Massen nicht in Gefahrenbereichen aufhalten.

Verwenden Sie zur Aufnahme flüssiger Schlacke ausnahmslos trockene Kübel. Schlackenkübel müssen Sie nach der Befüllung ausreichend lang abstellen, bevor weitere Transporte durchgeführt werden. Flüssige Schlacke sollte nur auf trockenem Untergrund verkippt werden und vor der Beaufschlagung mit Wasser zuvor flach ausgebreitet worden sein.

Es gilt, Schrott und Zuschläge sowie Feuerfestmaterial und Gießhilfsstoffe (Stopfen, Tauchausgüsse, Gießpulver usw.) trocken zu halten, am besten erfolgt eine wettergeschützte Lagerung. Wenn die Gefahr besteht, dass sich Wasser in Schrottkübeln, -rutschen oder anderen Behältern sammeln kann, müssen sie mit Ablaufmöglichkeiten versehen werden; auch angelieferte Fässer und sonstige Gebinde (z. B. Big Bags) mit Zuschlägen sind entsprechend zu prüfen und gegebenenfalls umzufüllen.

Zu 2. Kontakt feuerflüssiger Massen mit Wasser aus Kühlsystemen

Kühlsysteme von Schmelz- und Gießanlagen müssen auch im Notfall wirksam sein.

Um einen Kontakt zu vermeiden, ist zu erwägen, ob technische Einrichtungen/Hilfsmittel vorgehalten werden, die einen Notabguss in bereitstehende Gefäße ermöglichen.

Betriebsanweisungen zum Verhalten in Notfällen müssen erstellt werden, wie für die Räumung der Ofenbühne, Absperrung des Gefahrbereichs, Sicherungsposten, Alarmierung von Hilfskräften.

Zu 3. Beschädigung von Medienleitungen

Medienleitungen auf Ofen- oder Gießbühnen oder an Dauerformen sind gegen Austritt feuerflüssiger Massen geschützt zu verlegen. Wo das nicht möglich ist, müssen sie (z. B. Hydraulikzuleitungen, Schläuche für Brenner und Sauerstofflanzen) mit Ummantelungen versehen werden.

Die Leitungen müssen von einem sicheren Standort abgeschaltet werden können. Automatische Abschaltvorrichtungen bieten zusätzliche Sicherheit.

string Erste Hilfe

Besondere Erste Hilfe-Maßnahmen

In Arbeitsbereichen, in denen Beschäftigte durch feuerflüssige Massen oder Flammen gefährdet sind, müssen Einrichtungen zum Löschen brennender Kleidung vorhanden sein.

Dafür sind vor allem Notduschen und Wasserlöscher geeignet. Dabei soll viel Wasser möglichst schnell, gegebenenfalls mehrere Minuten, zum Einsatz kommen. Eine Unterkühlung müssen Sie jedoch vermeiden. Die genaue Anzahl und Lage der Notduschen ist vom Ergebnis der Gefährdungsbeurteilung abhängig.

Eine beauftragte Person muss Einrichtungen wie Notduschen regelmäßig (halbjährlich) auf Funktionssicherheit prüfen und die Prüfung dokumentieren.

3.1.3
Tiegel- und Pfannenwirtschaft

Für einen sicheren Umgang mit feuerflüssigen Massen kommt den eingesetzten Pfannen eine besondere Bedeutung zu; dazu gehören auch Notpfannen. Allgemein gilt: Beim Füllen von Pfannen dürfen keine Gefahren für die dort Beschäftigten entstehen und ungeeignete Pfannen nicht eingesetzt werden.

string

Abb. 2
Anlage zum Vorwärmen von Pfannen

string Gefährdungen

1. Auslegung und Zustand

Eine falsche Dimensionierung, der technische Zustand und unzulässiger Verschleiß der feuerfesten Ausmauerung können erhebliche Gefährdungen beim Transport feuerflüssiger Massen nach sich ziehen.

2. Einsatz nicht geeigneter Pfannen

Auch wenn alle anderen Voraussetzungen erfüllt sein sollten, kann es durch betriebliche Umstände oder Verwechslungen zum Einsatz nicht geeigneter Pfannen kommen.

3. Vibrationsbelastungen beim Zustellen von Pfannen

Beim Verdichten von Füllmaterial mit Druckluftstampfern wirken auf das Hand-Arm-System Vibrationsbelastungen ein, die zu Knochen- und Gelenkschäden führen können.

string Maßnahmen

Zu 1. Auslegung und Zustand

Grundsätzlich müssen Pfannen für ihren Verwendungszweck geeignet und mit einem ausreichenden Fassungsvermögen ausgestattet sein.

Um stets einen sicheren technischen Zustand zu gewährleisten, müssen Sie folgende Punkte beachten:

  • Alle Pfannen eindeutig kennzeichnen.

  • Benötigtes Feuerfest-Material und dessen Dimensionierung sorgfältig auswählen, festlegen und zustellen.

  • Aufheizbedingungen (Zeit, Temperatur) und deren Kontrolle festlegen und dokumentieren.

  • Regelmäßig optische oder messtechnische Wand- und Bodenstärke kontrollieren (z. B. durch Thermografie).

  • Pfannen und deren Anbauteile (Tabelle 2) regelmäßig prüfen.

  • "Lebenslauf" von Pfannen dokumentieren. Einsatzzeiten, Neuzustellungen, Reparaturen, Reisen, besondere Vorkommnisse und (ggf. bei Schlackekübeln) die Temperaturen, Abkühl- und Durchlaufzeiten müssen zum Beispiel dokumentiert werden.

  • Brennvorgänge beim Aufbrennen von Pfannen vor dem Abguss begrenzen und dokumentieren.

Tabelle 2
Erfordernis von Pfannenprüfungen

Alter der Pfanne (Jahre) Sicht-, Funktions- und Zwischenprüfungen Hauptprüfung
1X 
2X 
3 X
4X 
5 X
6X 
7 X
...............

Zu 2. Einsatz von Pfannen

Sorgen Sie dafür, dass feuerfestes Material vor dem Einsetzen auf äußerlich erkennbare Schäden oder Mängel geprüft wird.

Es muss organisatorisch sichergestellt sein, dass nur eindeutig gekennzeichnete, identifizierte, geprüfte und geeignete Pfannen zum Einsatz kommen, die die entsprechenden Voraussetzungen für einen sicheren Betrieb erfüllen.

Maßnahmen zum bestimmungsgemäßen Gebrauch von Pfannen:

  • Für den Umgang mit Gießpfannen muss eine Gefährdungsbeurteilung erstellt und Arbeits- und Betriebsanweisungen abgeleitet werden.

  • Arbeits- und Betriebsanweisungen müssen aushängen und die Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen regelmäßig unterwiesen werden.

  • Ein häufiges, wesentliches Unterschreiten des vom Hersteller angegebenen Fassungsvermögens führt zu Schäden am Getriebe.

  • Über das kontrollierte Ablegen des Gehänges, ausschließlich mit Kranunterstützung, muss die Gießpfanne oder das Getriebe vor Stößen und übermäßigen Schwingungen oder vor zu hohen Drehmomenten geschützt werden. Ohne Kranunterstützung besteht eine erhebliche Kippgefahr der Gießpfanne. Besonders bei Gießpfannen ohne Feuerfestauskleidung kann das zu Getriebeschäden führen.

Die vorgeschriebenen Wartungsintervalle und Prüffristen müssen eingehalten werden.

Führen Sie ein Betriebsbuch gemäß Herstellerangaben und halten folgende Punkte fest:

  • Erneuerung der Feuerfestauskleidung

  • Durchgeführte Prüfungen (Sicht- und Hauptprüfungen)

  • Veränderungen in den Prozessabläufen

  • Auffälligkeiten an und mit der Gießpfanne

  • Ermittelte Schäden/Unfälle

  • Probleme im Umgang mit der Gießpfanne

Zu 3. Vibrationsbelastungen beim Zustellen von Pfannen

Druckluftstampfer, die für das Zustellen von Pfannen verwendeten werden, sollten vibrationsgemindert ausgeführt sein. Das bedeutet: Sie sollten über eine Schwingungsentkopplung der Griffe verfügen. Die Verringerung der Einwirkzeit beim Arbeiten mit Druckluftstampfern sollte über einen Tätigkeitstausch innerhalb der Arbeitsgruppe erfolgen. Das Führen von Druckluftstampfern mit angemessen verringerter Greifkraft führt zu einer Verminderung der Ankopplung zwischen Stampfer und Hand-Arm-System, und vermindert dadurch die Vibrationsexpositionen.

3.1.4
Umgang mit Feuerfestmaterial

Schmelzöfen und Pfannen werden mit feuerfesten Stoffen ausgekleidet. Diese Auskleidungen schützen die Aggregate und Einrichtungen vor den hohen Temperaturen und bestehen aus mineralischen oder keramischen Produkten.

string Gefährdungen

Die bei der Auskleidung von metallurgischen Apparaten, Öfen und Aufnahmebehältern eingesetzten Feuerfestmaterialien setzen bei der Handhabung und/oder der mechanischen Bearbeitung sowie durch thermische Beanspruchung Stäube (z. B. Quarz) und Fasern frei.

Die beim Mauern eingesetzten Mörtel und Kleber enthalten zum Teil reizende Stoffe.

Beim Ausbrechen oder der Reparatur von Feuerfestmaterial entstehen auch Gefährdungen durch:

  • Lärm

  • Vibration

  • Hitze durch Restwärme

  • herabfallende Teile der Ausmauerung

  • Hautkontakt mit den sauren oder basischen Feuerfestmaterialien

  • gasförmige Gefahrstoffe aufgrund von Ausgasungen der anhaftenden Schlacken

string Maßnahmen

Der Unternehmer oder die Unternehmerin muss besondere Sicherheitsmaßnahmen festlegen, geeignet sind zum Beispiel:

  • Staubbekämpfungsmaßnahmen in Form von Befeuchtung und Absaugung

  • Ausbruch von Aufnahmebehältern in räumlich abgetrennten Hallenteilen

  • Verhinderung des Aufenthalts unbeteiligter Beschäftigter

  • Einsatz geeigneter Schutzhandschuhe und dichtschließender Schutzbrillen

Auch während der Zustellung und Reparatur können Stäube beim Schneiden freigesetzt werden. Deshalb sind Nasstrennverfahren vorzuziehen.

Um eine hohe Standzeit zu garantieren und einen Einschluss von Restfeuchtigkeit auszuschließen, sind bei Trocknung und Aufheizen des Mauerwerks die vom Hersteller des Feuerfestmaterials festgelegten Aufheizkurven zu beachten.