Abschnitt 3.11 - 3.11 Schmelzbetrieb
In Gießereien wird flüssiges Metall im Schmelzbetrieb erzeugt. Dafür können verschiedene Schmelzaggregate zum Einsatz kommen. In den Schmelzöfen werden die Einsatzstoffe aufgeschmolzen und für die weitere Verarbeitung bereitgestellt.
 | Rechtliche Grundlagen |
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 | Weitere Informationen |
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3.11.1 Schrottplatz
Metallschrott (kurz Schrott) ist ein wichtiger Rohstoff zur Erzeugung von Stahl und Nichteisen-Metallen (kurz NE-Metalle).
Schrott setzt sich zusammen aus:
Eigenschrott der Unternehmen (in der Regel sauber und von bekannter Zusammensetzung)
Neuschrott (industrielle Fertigung)
Altschrott (gesammelte, nicht mehr verwendbare Metallerzeugnisse)
Es ist notwendig, darüber zu wachen, dass sich keine radioaktiven Bestandteile im Metallschrott befinden. Dafür ist, im Interesse des Arbeits- und Gesundheitsschutzes und der Produktreinheit, im Wesentlichen die Schrott-Recyclingwirtschaft zuständig, aber auch alle, die Schrott einsetzen (z. B. Stahlwerke, Gießereien, Metallhütten).
Die Überwachung erfolgt in großen Werken durch stationäre Anlagen, die von den anliefernden Lastkraftwagen oder Bahnwaggons durchfahren werden müssen. Bei erhöhter Strahlung wird ein Alarm ausgelöst.
Um die eigentliche Strahlenquelle zu lokalisieren, wird die Ladung dann separiert, was mit einem näheren Kontakt und einer eventuellen Kontamination verbunden sein kann.
Abb. 13
Warnzeichen "Warnung vor explosionsfähigen Stoffen"
Abb. 14
Warnung vor radioaktiven Stoffen oder ionisierender Strahlung
 | Gefährdungen |
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1. Explosionsfähige Stoffe
Sprengstoff oder Hohlkörper im Schrott, der in Einschmelzaggregaten eingesetzt wird, können - wie die Vergangenheit zeigt - zu verheerenden Explosionen mit Auswurf von FFM sowie größten Personen- und Sachschäden führen.
In Abhängigkeit vom Schmelzaggregat kann der Eintrag von Feuchtigkeit zum Auswurf von feuerflüssigen Massen führen.
2. Radioaktivität im Schrott
Sollte es zum Einschmelzen von verstrahltem Schrott kommen, muss damit gerechnet werden, dass nicht nur Personen geschädigt werden, sondern dass durch die Kontamination der Produktions- und Nebenanlagen (insbesondere der Filteranlagen) ein immenser wirtschaftlicher Schaden entsteht.
 | Maßnahmen |
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Zu 1. Explosionsfähige Stoffe
Es wird die optische Kontrolle des Schrotts bei Anlieferung empfohlen, um den Eintrag unerwünschter Gegenstände auszuschließen.
Grundsätzlich sollten die Einsatzmaterialien für den Schmelzbetrieb trocken gelagert werden.
Um Gefährdungen auszuschließen, müssen von Ihnen wichtige organisatorische Maßnahmen umgesetzt werden.
Unterweisung
Als Unternehmer oder als Unternehmerin müssen Sie die Beschäftigten vor Arbeitsantritt im Umgang mit Schrott unterweisen.
Als unterwiesene Personen gelten Beschäftigte, die durch eine befähigte Person auf das Auffinden von Sprengkörpern, sonstigen explosionsverdächtigen Gegenständen und geschlossenen Hohlkörpern regelmäßig hingewiesen werden. Die regelmäßige Unterweisung ist abhängig von der Beschaffenheit des angelieferten Schrotts.
Stellen Sie sicher, dass die Personen, die mit dem Schrott umgehen, gemäß DGUV Vorschrift 66 "Sprengkörper und Hohlkörper im Schrott" bei Aufnahme ihrer Tätigkeit und mindestens halbjährlich in ihren Pflichten bei der Prüfung von Schrott unterwiesen werden.
Beschäftigte, deren Aufgabe darin besteht, Schrott zu sortieren, zu laden oder zu kontrollieren, aber auch Beschäftigte, die Brennarbeiten durchführen, Krane führen, oder Lasten anschlagen, sind regelmäßig zu unterweisen.
Über den Inhalt und den Zeitpunkt der Unterweisung müssen Sie einen schriftlichen Nachweis führen und aufbewahren.
Umgang mit Schrott
Sorgen Sie dafür, dass beim Umgang mit Schrott (Befördern, Umladen, Lagern, Be- und Verarbeiten, Sortieren) darauf geachtet wird, dass der Schrott keine Sprengkörper, sonstige explosionsverdächtige Gegenstände oder geschlossene Hohlkörper enthält.
Sprengkörper sind zum Beispiel Munition, Geschosse, Minen, Sprengstoffe.
Explosionsverdächtige Gegenstände sind zum Beispiel Munitionsteile, mit Sprengstoff behaftete Gegenstände, Gefäße mit verdächtigem Inhalt und alle Gegenstände, bei denen Zweifel an der Ungefährlichkeit bestehen.
Geschlossene Hohlkörper sind zum Beispiel Behälter für verflüssigte und verdichtete Gase, Autostoßdämpfer, Hydraulikzylinder, Behälter für entzündbare Flüssigkeiten, Fässer, Kanister und Klein-Container.
Bescheinigung
Unternehmen, die Schrott einschmelzen, dürfen Schrottlieferungen nur dann annehmen, wenn der Lieferer bescheinigt, dass der gelieferte Schrott nach einer Prüfung als frei von Sprengkörpern, explosionsverdächtigen Gegenständen und geschlossenen Hohlkörpern gilt. Eine Ausnahme von diesen Anforderungen kann dann gegeben sein, wenn der Schrott seiner Entstehung nach frei von Sprengkörpern, sonstigen explosionsfähigen Gegenständen und geschlossenen Hohlkörpern ist.
Die Bescheinigung des Lieferers sollte zweckmäßigerweise folgenden Wortlaut haben:
"Wir versichern, dass der gelieferte Schrott von uns auf das Vorhandensein von Sprengkörpern, explosionsverdächtigen Gegenständen und geschlossenen Hohlkörpern geprüft worden ist. Aufgrund dieser Prüfung können wir die Erklärung abgeben, dass der gelieferte Schrott frei von Sprengkörpern, explosionsverdächtigen Gegenständen und geschlossenen Hohlkörpern ist."
Bei Zulieferungen von Schrott (Streckengeschäft) ist diese Forderung erfüllt, wenn der Vertragshändler (Lieferer) sich vergewissert, dass seine Zulieferer eine entsprechende Prüfung durchgeführt haben, und er bescheinigt:
"Wir erklären mit diesem Schreiben, unsere Unterlieferanten darauf hingewiesen zu haben, dass sie verpflichtet sind, den von ihnen gelieferten Schrott sorgfältig auf Sprengkörper, explosionsverdächtige Gegenstände und auf geschlossene Hohlkörper zu prüfen. Unsere Lieferanten haben uns im Gegenzug versichert, dass der gelieferte Schrott frei von Sprengkörpern, explosionsverdächtigen Gegenständen und geschlossenen Hohlkörpern ist."
Auffinden von Spreng- oder Hohlkörpern
Wird ein Sprengkörper oder explosionsverdächtiger Gegenstand gefunden, müssen die Beschäftigten ihre Arbeit sofort unterbrechen und die Fundstelle kennzeichnen und absperren. Sie haben den Fund der aufsichtführenden Person unverzüglich zu melden.
Die aufsichtführende Person wiederum muss dafür sorgen, dass beim Auffinden von Sprengkörpern oder explosionsverdächtigen Gegenständen unverzüglich die zuständige Behörde benachrichtigt wird.
Aus diesem Grund ist es erforderlich, sich bereits vorab zu informieren, welche Behörde örtlich für die Meldung von Fundmunition zuständig ist.
Wird ein geschlossener Hohlkörper gefunden, müssen die Beschäftigten ihn aussondern und den Fund der aufsichtführenden Person melden.
Zu 2. Radioaktivität im Schrott
Bei Betrieb einer Detektionseinrichtung und für den Fall, dass etwas gefunden wird, haben alle beteiligten Beschäftigten die Grundsätze des Strahlenschutzes zu beachten. Das Vorgehen bei einem Fund durch die Anlage muss im Notfallplan berücksichtigt und organisatorisch geregelt werden. Der Eigenschutz muss in diesem Zusammenhang besonders beachtet werden. Außerdem ist die zuständige Behörde zu informieren.
3.11.2 Gattierung
Im Bereich Gattierung werden Einsatzstoffe für den Schmelzprozess angeliefert und gelagert. In diesen Bereichen werden die Chargen zusammengestellt und den Schmelzöfen zugeführt.
Abb. 15
Gattierung für Kupolofenschmelzbetrieb
| Rechtliche Grundlagen |
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| Gefährdungen |
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Die Beschäftigten können durch herabfallende Gegenstände, Splitter und scharfkantige Materialien bei den Be- und Entladevorgängen verletzt werden. Dazu zählen auch Gefahren durch Bruchstücke und Splitter beim Zerschlagen des Schrotts. Beim Einsatz von Fallgewichten zum Zerschlagen von Schrott und Kreislaufmaterial werden Bruchstücke mit hoher kinetischer Energie freigesetzt.
Mechanische Gefährdungen entstehen an ungesicherten Beschickungseinrichtungen. Bei der Arbeit mit Begichtungskübeln besteht die Gefahr, sich - im Kontakt mit den fest eingebauten Teilen in der Umgebung - Quetschungen zuzuziehen.
An Brenn- und Schneidarbeitsplätzen besteht die Gefahr, dass Beschäftigte durch Funkenflug oder herabfallende Brennstücke verletzt werden.
An höher gelegenen Arbeitsplätzen oder erdgleichen Bunkern bestehen Absturzgefahren.
In den Bereichen der Gattierung bestehen, oft bauartbedingt, besondere klimatische Einflüsse durch Zugluft oder Kälte.
| Maßnahmen |
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Der Bereich Gattierung ist gegen Personenverkehr abzusichern. Der Magnet mit Last darf nicht über Personen fahren. Die Gattierung muss mit bautechnischen Maßnahmen oder stabilen Trennwänden so gesichert sein, dass Beschäftigte in Nachbarbereichen nicht durch Splitter oder Bruchstücke getroffen werden.
Die Einsatzmaterialien sind trocken zu lagern.
Unfälle lassen sich vermeiden durch das Tragen von Schutzhelmen, Schutzhandschuhen, Schutzbrillen und Schutzschuhen mit durchtrittsicheren Sohlen.
Mit Fallgewichten darf Schrott nur in Fallwerken zerkleinert werden. Fallwerke sind von den übrigen Bereichen räumlich zu trennen und die Kranbedienperson muss den gesamten Bereich überblicken können. Sie muss aus gesicherter Position heraus das Fallwerk auslösen können. Im gesamten Fallwerksbereich ist der Aufenthalt verboten. In der Praxis haben sich geschlossene Boxen und massive Trennwände zum Schutz vor Splittern bewährt.
Schienenbereiche müssen von heruntergefallenen Teilen freigehalten werden. Die Entladebereiche sind zu sichern. Beim Entladen mit Magneten darf der Waggon nicht vom Magnet mit bewegt werden.
Es sind nur Beschickungseinrichtungen einzusetzen, die den Beschaffenheitsanforderungen der Maschinenrichtlinie oder den Anforderungen nach der Betriebssicherheitsverordnung und einschlägiger Normen entsprechen. Bei fahrbaren Begichtungskübeln müssen die Sicherheitsabstände zu den fest eingebauten Teilen der Umgebung eingehalten werden.
Die zu brennenden Teile sind sicher zu positionieren. Der dabei entstehende Schweißrauch muss erfasst werden.
An höher gelegenen Arbeitsplätzen oder erdgleichen Bunkern sind Absturzsicherungen anzubringen.
Als Unternehmerin oder als Unternehmer müssen Sie den Beschäftigten im Winter Schutzkleidung gegen Kälte und Aufwärmmöglichkeiten zur Verfügung stellen.
3.11.3 Betrieb von Schmelzöfen
Schmelzöfen müssen so betrieben werden, dass alle Beschäftigten in diesem Bereich sicher arbeiten können und eine qualitätsgerechte Schmelze produziert wird. Neben den allgemeinen Maßnahmen, die in allen Schmelzbetrieben zu beachten sind, ergeben sich Besonderheiten durch die unterschiedlichen Arten und Funktionsweisen der Schmelzöfen und der darin produzierten Gusswerkstoffe.
| Rechtliche Grundlagen |
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| Weitere Informationen |
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| Gefährdungen |
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Im Bereich Schmelzbetrieb ist beim Aufschmelzen, beim Abgießen, bei Reparaturen, beim Ausbruch und bei der Schlacke- und Krätzeentfernung mit der Entstehung von Stäuben, Gasen und Metallrauchen zu rechnen. In Eisengießereien entsteht an den Schmelzaggregaten Kohlenmonoxid.
Die Beschäftigten im Bereich Schmelzbetrieb sind beim Bedienen der Schmelzöfen gegen Funkenflug, flüssige Metallspritzer oder den Auswurf feuerflüssiger Massen gefährdet.
Werden feuchte Werkzeuge in feuerflüssigen Massen verwendet, besteht die Gefahr, dass Schmelze hinausgeschleudert wird.
Fehlende Aufnahmeeinrichtungen bei Ofendurchbrüchen oder Notabstichen gefährden die Beschäftigten und können außerdem zu erheblichen materiellen Schäden an den technischen und baulichen Einrichtungen führen.
Schmelzöfen unterliegen einem besonderen Verschleiß. Sie müssen in regelmäßigen Intervallen geprüft und instandgesetzt werden.
| Maßnahmen |
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Für den Betrieb der Schmelzaggregate sind Betriebsanweisungen zu erstellen, die über die gesamte Ofenreise beachtet werden müssen. Darin werden Angaben über die Ofenfahrweise, die Wartung, Inbetriebnahme, Stillsetzung und das Verhalten bei Betriebsstörungen dokumentiert.
Im Bereich der Ofenbühne ist durch Absaugung sicherzustellen, dass die entstehenden Gefahrstoffe, wie Stäube, Gase und Metallrauche (nach Möglichkeit) an der Entstehungsstelle abgesaugt werden. Weitere Maßnahmen im Zusammenhang mit Gefahrstoffen nennt das Kapitel 3.7 "Gefahrstoffe und Biostoffe".
Zum Schutz vor Kohlenmonoxid in Eisengießereien sind im Bereich Schmelzbetrieb Gaswarngeräte zu verwenden.
Der Arbeitsbereich auf den Ofenbühnen muss so organisiert werden, dass im Havariefall Störstellen leicht und gefahrlos erreicht werden und die Beschäftigten die Ofenbühne jederzeit schnell verlassen können. Dazu müssen mindestens zwei Fluchtwege zur Verfügung stehen.
Materialien dürfen nicht im Bereich von Steuerständen, Bedien- und Fluchtwegen gelagert werden.
Für das Bedienen des Ofens ist ein sicherer Standort erforderlich. Wer am Bedienstand arbeitet, muss durch eine ausreichend dimensionierte Schutzwand vor Metallspritzern geschützt sein.
Werkzeuge, Temperatursonden, Probenahmelöffel und Krammstöcke müssen trocken oder vorgewärmt eingesetzt werden.
Es muss Notauffangeinrichtungen wie Pfannen oder Gruben geben, die jederzeit einsatzbereit sind. Halten Sie diese Einrichtungen in einem sauberen und trockenen Zustand.
In der TRGS 561 werden sechs krebserzeugende Metalle und ihre Verbindungen behandelt. Die Gießereien müssen, vorzugsweise im Schmelzbetrieb, eine Gefährdungsbeurteilung und -bewertung in Bezug auf diese sechs Metalle vornehmen.
3.11.4 Besonderheiten beim Schmelzen mit dem Induktionsofen
In Induktionsöfen werden Induktionsspulen oder Induktoren zum Aufschmelzen verwendet. Die erforderliche Schmelzwärme wird induktiv direkt in den metallischen Einsatzstoffen erzeugt.
| Gefährdungen |
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Auf den Ofenbühnen entstehen beim Kippen der Öfen Absturzgefahren.
Bekanntlich stellen Wasser und Feuchtigkeit in der Nähe, oder sogar im Kontakt mit feuerflüssigen Massen, ein sehr hohes Gefährdungspotenzial dar. Restfeuchte in Betonteilen, Stampfmassen und im Chargiergut können zur Wasserdampfreaktion in Form von Dampfexpansion und einer Knallgasreaktion führen.
Beim Abschlacken von Hand oder mit Hilfsmitteln (Krammstöcke, Lanzen bzw. Schlackengreifer) ist das Verwenden von Schlichten üblich und kann bei nicht ausreichender Trocknung zu erheblichen Gefahren führen. Darüber hinaus bestehen beim Einsatz von metallischen Werkzeugen bei eingeschaltetem Ofen Gefährdungen durch elektrischen Strom.
Bei der Ansatz- und Brückenbildung, zum Beispiel durch mechanisches Verhaken von sperrigem Schrott oder falsches Abschlacken, kann es zum Überhitzen der Schmelze, zum Abtragen des Ofenfutters und zum Ofendurchbruch mit einer Explosion durch Bildung von Wasserdampf und/oder Kohlenmonoxid kommen.
Fällt die Hydraulik des Ofens aus, können auch weitere technische Einrichtungen, wie Tiegelausdrückvorrichtungen, Absaughauben, Ofendeckel, Klappbühnen und Notkippeinrichtungen nicht funktionieren und zu kritischen Betriebszuständen führen.
Fällt die Kühlung der Induktionsspule aus, wird die anfallende thermische Verlustleistung nicht mehr abgeführt und die Spule wird überhitzt. Das enthaltene Wasser verdampft und der dadurch entstandene Überdruck kann durch eine Explosion oder durch eine Knallgasbildung Bauteile des Ofens zerstören.
Um alle Situationen im Induktionsofenbetrieb zu beherrschen, müssen Notauffangeinrichtungen (Gruben, Gefäße) vorhanden sein, die den gesamten Ofeninhalt aufnehmen können. Sie sind im Fall eines Ofendurchbruchs oder einer Notentleerung unbedingt erforderlich.
Wenn zum Beispiel keine Leistung mehr in die Schmelze eingebracht wird, erstarrt sie (Einfrieren) und es bilden sich die sogenannten Bären. Durch unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten bilden sich Spalten und Risse im Feuerfestmaterial oder im Tiegelinhalt. Beim Wiederanfahren des Ofens können Kräfte gegen das Feuerfestmaterial und die Ofenkonstruktion wirken, die zur Zerstörung oder zur Brückenbildung führen. Gasdruckbildung (Kohlenstoffmonoxid) mit Explosionen könnten die Folge sein.
Ofendurchbrüche sind oft im Versagen der Feuerfestzustellung durch Bedienungsfehler/Überhitzen, Chargier- und Zustellfehler sowie in Materialdefekten begründet.
Das Ofenfutter wird nicht in regelmäßigen Abständen geprüft.
In den elektrischen Betriebsräumen der Induktionsöfen bestehen elektrische Gefahren weil dort mit elektromagnetischen Feldern gerechnet werden muss.
Das unsachgemäße Gattieren von verzinktem Stahlschrott kann zu erheblichem Auswurf von Flüssigmetall führen.
| Maßnahmen |
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Verwenden Sie für die Beschickung der Induktionsöfen nur geeignete Transportmittel wie Chargierfahrzeuge, Schwingförderrinnen, Krane oder Flurförderzeuge oder geeignete Lastaufnahmemittel wie Magnete oder Behälter. Mängel an diesen Geräten sind zu melden und abzustellen. Achten Sie bei der Beschickung auf sichere Lagerung der Einsatzmaterialien und sichere Beladung der Transportmittel. Achten Sie darauf, dass während des Transports kein ungewollter Materialaustritt entsteht.
Einsatzmaterialien und Hilfsmittel dürfen nur im trockenen Zustand oder vorgewärmt in feuerflüssigen Massen eingesetzt werden. Die Bereitstellung und Benutzung geeigneter PSA ist erforderlich. Die PSA ist gemäß der Gefährdungsbeurteilung auszuwählen. Arbeiten, bei denen Beschäftigte Kontakt zum Ofen, zum Schmelzbad oder zum Schmelzgut haben könnten, wie bei der Temperaturmessung, der Probenahme oder beim Abschlacken, dürfen nur bei ausgeschaltetem Ofen durchgeführt werden.
Technische und organisatorische Maßnahmen der Ofenüberwachung können eine Brückenbildung vermeiden. Selbst ein komplettes Abschalten und Einfrieren des Ofens muss bei der Brückenbildung in Betracht gezogen werden.
Das Hydrauliksystem ist den Angaben der Herstellungsfirma gemäß zu warten und zu prüfen (wöchentlich, monatlich, jährlich).
Zur erforderlichen Kühlung oder Bereitstellung des Notwassers für den Ofen ist eine adäquate Ersatzkühlmittelversorgung zu gewährleisten. Nach jedem Füllen/Nachfüllen des Kühlwasserkreislaufs sind die Prüfkriterien des Herstellers zu beachten.
Die Notauffangeinrichtungen (Gruben bzw. Gefäße) müssen im Havariefall den gesamten Ofeninhalt gefahrlos aufnehmen können. Eine regelmäßige Kontrolle auf Trockenheit, Sauberkeit und Beschädigung jeglicher Art ist unverzichtbar.
Ein Notabguss kann helfen, das Einfrieren zu verhindern.
Beim drohenden Ofendurchbruch ist ein unverzügliches Abschalten notwendig. Beachten Sie dabei unbedingt den Notfallplan.
Das Ofenfutter muss der Betriebsanleitung oder Betriebsanweisung entsprechend erstellt und in regelmäßigen Abständen kontrolliert werden. Führen Sie dazu eine entsprechende Dokumentation.
Damit Ofenbühnen im Gefahrfall schnell verlassen werden können bedarf es mindestens zweier Fluchtwege an entgegengesetzten Seiten. Die Arbeitsplätze müssen über sichere Zugänge verfügen und die beim Kippen der Induktionsöfen entstehenden Absturzstellen müssen gesichert sein.
Elektrische Betriebsräume sind gegen unbefugtes Betreten zu sichern. Wissenswertes zum Thema Schutz vor elektromagnetischen Feldern steht in Kapitel 3.6.4.
Beim Einsatz von verzinktem Stahlschrott sind Verpuffungen und Kochreaktionen sicher zu verhindern.
3.11.5 Besonderheiten beim Schmelzen mit dem Kupolofen
Der Kupolofen ist ein Gießereischachtofen, der eingesetzt wird, um Gusseisen zu schmelzen. Das Schmelzaggregat arbeitet im Gegenstromprinzip. Von oben werden die metallischen Einsatzstoffe sowie Koks und Kalk schichtweise in den Kupolofenschacht gegeben. Während der Verbrennung entstehen kohlenmonoxidreiche Gichtgase.
| Gefährdungen |
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Es bestehen mechanische Gefährdungen an den beweglichen Teilen der Begichtungseinrichtung. Aus den Begichtungskübeln können sich Teile lösen und herabfallen.
Beim Entleeren von Kaltwindkupolöfen am Ende einer Schmelzreise entstehen für die Beschäftigten besondere Gefahren:
An höher gelegenen Arbeitsbereichen der Kupolöfen bestehen Absturzgefahren.
Es entsteht an Kupolöfen immer Kohlenmonoxid.
Personen, die im Ofenschacht oder bei geöffneten Bodenklappen unter den Öfen arbeiten, sind besonders gefährdet. Das gilt vor allem dann, wenn lose Teile im Schacht oder der Gicht hängen oder Gegenstände während dieser Zeit in den Ofenschacht geworfen werden.
Von radioaktiven Füllstandsmesseinrichtungen in Kupolöfen gehen Gefahren für die Beschäftigten aus, wenn sie in der Nähe dieser Aggregate eingesetzt werden.
Kupolöfen unterliegen einem besonderen Verschleiß. Sie müssen in regelmäßigen Intervallen geprüft und instandgesetzt werden.
| Maßnahmen |
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Mechanische Gefahrstellen an Kupolöfen sind zu sichern. Dabei haben sich feste Verdeckungen, berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen oder Totmannschaltungen in der Praxis bewährt.
Beim Entleeren von Kaltwindkupolöfen, am Ende der Schmelzreise, wird der Restinhalt des Ofens durch das Öffnen der Bodenöffnung entleert. Eine Aufsicht führende Person überwacht den Ablauf. Der Aufenthalt in Bereichen mit Spritzgefahr durch feuerflüssige Massen ist verboten. Mit Stellwänden sperren Sie den Bereich ab und schützen die Beschäftigten vor dem dabei auftretenden Funkenflug. Die Ofenklappe muss aus einer sicheren Position heraus geöffnet werden. Zum Schutz der Beschäftigten haben sich an den Bodenklappen zwei unabhängige Verriegelungen bewährt. Akustische oder optische Warneinrichtungen sind einzusetzen.
Der Aufstieg zur Arbeitsbühne ist mit einer festen Umwehrung zu versehen. Eine Abdeckung verhindert, dass die Beschäftigten in Begichtungsöffnungen hineinstürzen.
Die Kohlenmonoxid-Konzentration muss mit Gaswarngeräten überwacht werden. Der Zugang zur Gichtbühne ist nur Befugten unter Berücksichtigung der Schutzmaßnahmen erlaubt.
In Leitungssystemen der Kupolöfen sind die Anlagen und Einbauten zum Schutz vor Explosionen regelmäßig zu kontrollieren. Die Einrichtungen zur Explosionssicherung, wie Explosionsklappen oder Berstscheiben, müssen zum Schutz der Beschäftigten so angeordnet sein, dass sich in Verkehrsbereichen keine Gefährdungen durch Stichflammen oder Stoß ergeben.
Stellen Sie sicher, dass der Kupolofen während der Instandsetzungsarbeiten nicht beschickt werden kann. Zum Schutz der Beschäftigten kann der Einfahrtbereich elektrisch oder mechanisch verriegelt werden. Die Schachtöffnung muss stabil und luftdurchlässig abgedeckt werden. Schacht und Gicht sind vor Beginn der Arbeiten auf lose Teile zu prüfen. Elektrische Leuchten dürfen bei diesen Arbeiten nur mit Schutzkleinspannung oder Schutztrennung betrieben werden.
Die im Ofenschacht arbeitende Person benötigt einen sicheren Standplatz. Für diese Arbeiten haben sich spezielle Hebebühnen bewährt. Der Grenzwert für Kohlenmonoxid ist einzuhalten. Gasführende Anlagenteile und andere Leitungen mit gefährlichen Gasen müssen abgeschiebert werden. Wegen der hohen Gasgefahr sind besondere Maßnahmen erforderlich. Weitere Informationen dazu finden Sie auch in Kapitel 3.10 "Gefährliche Arbeiten in Gießereien".
Im Strahlungsbereich von radioaktiven Messeinrichtungen dürfen Arbeiten nur auf Anweisung der Verantwortlichen durchgeführt werden. Der Strahler muss vor Beginn der Arbeiten ausgeschaltet oder entfernt werden.
3.11.6 Besonderheiten beim Schmelzen mit dem Lichtbogenofen
Lichtbogenöfen sind Herdöfen, die Elektroenergie in thermische Energie umwandeln. Dabei brennt der Lichtbogen zwischen einer oder mehrerer Elektroden und der Charge (Einsatz).
| Gefährdungen |
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1. Feuerflüssige Massen
Ein unkontrollierter Austritt feuerflüssiger Massen kann eine unmittelbare Gefahr für die Beschäftigten darstellen. Dabei können große Mengen feuerflüssiger Massen ausgeworfen werden.
Unerwartete Reaktionen, die zum Beispiel verursacht werden durch
in der Schmelze eingeschlossenes Wasser,
Reaktionsverzüge,
Schlackenansätze, die in die Schmelze stürzen,
Chargiermaterial,
Spreng- oder Hohlkörper im Schrott,
können innerhalb des Flüssigstahls und der Schlacke zu einem Überlaufen oder einem Auswurf feuerflüssiger Massen aus dem Ofen oder der Pfanne führen. Bei einem Ofendurchbruch kann das gesamte feuerflüssige Material auslaufen.
2. Versagen von Deckel- und Wandkühlung
Das Versagen von Kühlsystemen führt zum direkten Kontakt feuerflüssiger Massen mit Wasser. Elektrolichtbogenöfen verfügen über wassergekühlte oder konventionelle Deckel- und Wandelemente.
3. Vergiftungsgefahr durch Kohlenmonoxid
Die Entstehung von CO kann zur tödlichen Vergiftung der Beschäftigten führen.
Weitere Informationen finden Sie in Kapitel 3.7.1 "Gase - 1. Kohlenmonoxid".
4. Chargieren des Ofens
Es besteht die Gefahr, von herabfallenden Schrottstücken getroffen zu werden. Beim Schrott-Transport mit dem Schrottkorb kann Material wegen Überfüllung auf die Ofenbühne stürzen und herabhängende Metallbänder können mitgeschleift werden.
Es besteht zusätzlich die Gefahr, dass sich der Schrottkorb beim Krantransport ungewollt öffnet und der Schrott auf den Fahrweg fällt.
Zusätzlich kann beim Öffnen der Schrottkörbe Schrott auf den Ofenrand stürzen.
Bären und Anhaftungen an der Unterseite des (geöffneten) Ofendeckels können herabfallen.
Ein Kontakt zwischen Ofendeckel und Elektroden während der Öffnungs- oder Schließbewegung kann zum Auswurf von feuerflüssigen Massen führen.
Schrottreste, die in den Lamellen/Schalen des Schrottkorbs hängengeblieben oder auf dem Rand liegengeblieben sind, können herabfallen.
Durch eine Kranbewegung besteht beim Binden von Lamellen-Schrottkörben, für die im Schrottkorb stehende Person die Gefahr, gequetscht zu werden.
5. Arbeiten auf Ofendeckeln und an Ofenauflagern
Beim Reinigen und Begehen des Ofendeckels und der Ofenauflager besteht Absturz- und Verbrennungsgefahr.
6. Manuelle Temperaturmessung und Probenahme
Bei der Temperaturmessung mit der Handlanze sowie bei der manuellen Probenahme kann es zum Auswurf feuerflüssiger Massen kommen. Die Mitarbeiterin oder der Mitarbeiter ist einer erhöhten Hitzestrahlung ausgesetzt. Personen in der Nähe können durch herumfliegende feuerflüssige Massen getroffen werden.
7. Ofenabstich
Wasser oder Feuchtigkeit können eingeschlossen werden und zu Auswürfen von Stahl und/oder Schlacke führen. Unter diesen Voraussetzungen besteht für das Personal Verbrennungsgefahr.
Kommt es zu einem Energieausfall, kann der Ofen auslaufen oder sich unkontrolliert bewegende Ofenbauteile gefährden Personen.
8. Gefährdungen beim Elektrodenhandling
8.1 Krantransport von Elektroden
Während des Krantransports können Elektrodenteile abbrechen und zu Boden den fallen. Ein Transportnippel reißt zum Beispiel aus einem beschädigten Graphitgewinde heraus oder die Elektrode stößt an ein Anlagenteil an und bricht.
8.2 Aufnippeln der Elektroden
Beim Verschrauben und Deponieren der Elektroden besteht Quetschgefahr.
8.3 Elektrodenbruch im Ofen
Beim Entfernen von Bruchstücken aus der Schmelze besteht die Gefahr des Absturzes von der Standfläche und von Verbrennungen durch feuerflüssige Massen.
8.4 Wechseln oder Anschließen von Elektroden
Es besteht Absturzgefahr.
9. Aufenthalt unter dem Ofen
Beim Betreten des Bereichs unter dem Ofen während der Produktion besteht die Gefahr, vom Auswurf feuerflüssiger Massen getroffen zu werden.
10. Elektrischer Strom
Es besteht eine elektrische Gefährdung beim direkten und indirekten Berühren elektrischer Einrichtungen, besonders während der manuellen Temperaturmessung und der Probenahme und auch dann, wenn Fehler innerhalb elektrischer Anlagen auftreten.
11. Strahlung und elektromagnetische Felder
Beim Betrieb von Elektro-Lichtbogenöfen werden, im Zusammenhang mit hohen angewandten Strömen, auch hohe Magnetfelddichten erzeugt.
Da diese Öfen nicht ständig mit Maximalleistung gefahren werden, sind die auftretenden Magnetfelddichten vom Betriebszustand abhängig.
12. Lärm
Die Lärmemissionen des Ofens können zeitweise sehr weit über 85 dB(A) liegen.
13. Inkohärente optische Strahlung
Es besteht Verbrennungsgefahr und die Gefahr der Augenschädigung, wenn man direkt in den Ofen blickt oder bei laufendem Betrieb die Ofentür öffnet oder auf glühende Elektroden blickt.
| Maßnahmen |
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Zu 1. Feuerflüssige Massen (siehe auch Kapitel 3.1 "Umgang mit feuerflüssigen Massen")
Sorgen Sie dafür, dass Schrott, Zuschläge und Zusätze nur in trockenem Zustand in feuerflüssige Massen eingebracht werden. Sind zum Einbringen vorgesehener Schrott, Zuschläge und Zusätze offensichtlich nass oder vereist, sind besondere Maßnahmen zu treffen. Dazu gehören zum Beispiel:
Einsatz qualitätsgesicherten Schrotts
Schrottvorwärmung
Vorwärmen von Zuschlägen und Zusätzen
ausreichend lange Zwischenlagerung unterm Dach
langsames und besonders vorsichtiges Chargieren von Schrott
Zu 2. Versagen von Deckel- und Wandkühlung
Sorgen Sie dafür, dass die vorhandenen Notkühlsysteme (Hochbehälter, Stadtwasser usw.) regelmäßig kontrolliert und geprüft werden.
Ein sicherer Betrieb wird zum Beispiel eingehalten durch die Aufrechterhaltung einer ausreichenden Durchflussmenge des Kühlmittels und die Einhaltung der vorgegebenen Drücke oder Temperaturen von Vor- und Rücklauf.
Entsprechende Messeinrichtungen müssen vorhanden sein und bei Unregelmäßigkeiten, die zu Gefahren führen können, optische oder akustische Warnsignale erzeugen.
Zu 3. Vergiftungsgefahr durch Kohlenmonoxid
Weitere Informationen finden Sie in Kapitel 3.7.1 "Gase".
Zu 4. Chargieren des Ofens
Schrottkörbe müssen mit Einrichtungen ausgerüstet sein, die beim Chargieren ein Öffnen ohne Gefährdung der Beschäftigten gewährleisten. Vor dem Hochziehen des Schrottkorbs ist es die Aufgabe der kranführenden Person, optisch zu kontrollieren, ob lose auf dem Rand liegende oder in den Lamellen/Schalen hängende Schrottstücke oder Legierungszusätze entfernt werden müssen. Sie hat sich davon zu überzeugen, dass sich keine Personen in der Nähe des Schrottkorbs und im Fahrweg aufhalten. Verfügt der Ofen über eine Einhausung, darf sich während des Chargierens niemand darin aufhalten. Sollten sich dennoch Personen im Bereich des Schrottkorbs oder innerhalb der Einhausung aufhalten, ist die kranführende Person verpflichtet, sie durch ein akustisches oder durch ein optisches Signal zu warnen. Sie darf den Chargiervorgang erst dann fortsetzen, wenn sich die Personen aus dem gefährdeten Bereich entfernt haben.
Beim Chargieren darf sich auf der Ofenbühne nur das Fahrpersonal für den Chargierkran im Bereich des Schrottkorbs aufhalten - in ausreichend großem Sicherheitsabstand. Eine Schutzwand, ein stabiler Unterstand, oder Ähnliches, muss zum Schutz eingesetzt werden, zum Beispiel vor umherfliegenden Schrottteilen und feuerflüssigen Massen, vorzusehen. Die Person, die den Chargierkran fährt, muss den Fahrweg vollständig einsehen können.
Der gefüllte Schrottkorb soll möglichst tief in das Ofengefäß gefahren werden, damit der Aufpralldruck gering ist und keine Teile herumfliegen können, die die Feuerfestauskleidung des Ofens beschädigen können.
Das Reinigen des Gefäßrands muss von einem sicheren Standplatz aus durchgeführt werden (z. B. Arbeitsbühne, Hüttenflur). Muss deshalb der Gefäßrand bestiegen werden, ist eine geeignete Absturzsicherung auszuwählen und zu benutzen.
Sorgen Sie dafür, dass Bären und Ansätze durch Abstoßen von der Unterseite des Ofendeckels entfernt werden. Dabei muss der Ofendeckel und dessen Schwenkbereich gegen unbefugtes und unbeabsichtigtes Bewegen und Betreten gesichert sein.
Aufgrund der verbleibenden Restgefährdungen beim Chargieren ist besonderer Wert auf die Auswahl und das Tragen der Persönlichen Schutzausrüstung zu legen (z. B. Schutzhelm, Schutzbrille, Flammschutzanzug, Schaftschnürstiefel, Schutzhandschuhe usw.).
Kontrollieren Sie optisch, ob auf dem Rand liegende oder in den Lamellen/Schalen hängende Schrottstücke oder Legierungszusätze entfernt werden müssen. Sorgen Sie dafür, dass geeignete Maßnahmen gegen Absturz ergriffen werden, um das Material zu entfernen (z. B. sicherer Standplatz und geeignete Räummittel).
Zusatzmaßnahmen bei Lamellen-Schrottkörben
Der am Kran hängende Lamellen-Schrottkorb muss, ohne zu pendeln, zum Stillstand gekommen sein, bevor jemand unter den Schrottkorb tritt. Im Anschluss lässt die Kranführerin oder der Kranführer den Korb soweit erforderlich ab. Die Person unter dem Schrottkorb bindet die Schrottkorb-Lamellen zusammen, während der Kranführer oder die Kranführerin sie beobachtet. Erst nach einem eindeutigen Signal darf die kranführende Person den Kranhub betätigen.
Zu 5. Arbeiten auf Ofendeckeln und an Ofenauflagern
Der Ofendeckel muss in jeder Stellung sicher gehalten werden können. Sorgen Sie für einen sicheren Zugang und einen sicheren Standplatz, von dem aus die Arbeiten durchgeführt werden können, ohne dass das Ofengewölbe betreten werden muss.
Zu 6. Manuelle Temperaturmessung und Probenahme
Dabei kommen nur trockene Arbeitsgeräte zum Einsatz, um eine Reaktion der Feuchtigkeit mit der Schmelze zu vermeiden.
Während der Temperaturmessung mit der Handlanze und während der manuellen Probenahme muss die, laut Gefährdungsbeurteilung vorgeschriebene, Persönliche Schutzausrüstung getragen werden (z. B. Schutzanzug, flammhemmend, hochgeschlossen, Ärmel heruntergekrempelt, hitzefeste Schutzhandschuhe und Gesichtsvisier in Schutzstellung).
Zu 7. Ofenabstich
Alle Aggregate, die mit feuerflüssigen Massen in Kontakt kommen können, wie Gießpfannen, Umfüllpfannen, Schlackenkübel, Kokillen, Notgruben, Notauffangeinrichtungen und Verteilerrinnen, müssen trocken gehalten oder vorgeheizt werden.
Kippvorrichtungen müssen an Öfen so eingerichtet sein, dass sie bei Energieausfall in die Ausgangsstellung zurückgefahren werden können. Vertikalbewegliche Ofentüren und ihre Gegengewichte müssen sicher geführt, gegen Herausfallen gesichert sein und müssen mindestens in ihrer oberen Stellung gegen Herabfallen gesichert werden können. Zu den Sicherungen gegen das Herabfallen der Ofentüren und der Gegengewichte gehören zum Beispiel entsperrbare Rückschlagventile an den Zylindern, selbsteinfallende Haken, Absteckeinrichtungen oder Unterfangungen.
Zu 8.1 Krantransport von Elektroden
Vor dem Einschrauben des Transportnippels ist das Gewinde der Elektroden auf Beschädigungen zu prüfen. Wer den Kran fährt, muss beim Krantransport der Elektroden einen sicheren Stand einnehmen, von dem aus der Transportweg eingesehen werden kann. Alle Personen müssen den Transportweg räumen.
Zu 8.2 Aufnippeln der Elektroden
Zum Aufnippeln ist ein Herantreten an die Elektrode erst dann zulässig, wenn sie über den Nippelstand gefahren wurde und nicht mehr pendelt. Beim Verschrauben und Deponieren ist ein ausreichender Sicherheitsabstand zu Drehvorrichtung oder Wendestation einzuhalten. Die Kranführerin oder der Kranführer darf erst auf ein eindeutiges Signal der Maschinenbedienperson eine Kranbewegung durchführen.
Zu 8.3 Elektrodenbruch im Ofen
Das Entfernen der Bruchstücke aus der Schmelze muss von einem sicheren Standplatz aus mit einer Absturzsicherung (z. B. Geländer) erfolgen. Die Bruchstücke sind mit geeigneten Greifern zu entfernen.
Zu 8.4 Wechseln oder Anschließen von Elektroden
Alle Arbeiten an Elektroden der Elektrolichtbogenöfen müssen von sicheren Standplätzen aus vorgenommen werden. Das Ofengewölbe darf nicht betreten werden.
Zu 9. Aufenthalt unter dem Ofen
Das Betreten während der Produktion ohne Voranmeldung im Ofenleitstand ist verboten. Die verantwortliche Person entscheidet nach Stand der Produktion, ob ein Zugang möglich ist.
Zu 10. Elektrischer Strom
Die elektrischen Einrichtungen der Elektroschmelzöfen müssen, ihrer Verwendungsart, ihrer Spannung, ihrer Frequenz und ihrer Betriebsart entsprechend, so beschaffen sein, dass alle daran Beschäftigten davor geschützt sind, die Einrichtungen direkt zu berühren und bei indirektem Berühren durch geeignete Maßnahmen geschützt sind. Können wegen der Eigenart des Betriebs die Maßnahmen nach Satz 1 nicht greifen, müssen andere wirksame Schutzmaßnahmen zum Einsatz kommen. Der Bereich der Stromkabel und Stromschienen ist abzusperren und mit Warnhinweisen zu versehen. Elektrische Betriebsräume dürfen nur vom Fachpersonal betreten werden.
Temperaturmesslanzen, Sauerstofflanzen, Werkzeuge und sonstige metallische Einrichtungen müssen bei Arbeiten an einem eingeschalteten Ofen wirkungsvoll geerdet sein. Deren zugängliche Metallteile müssen isoliert sein oder dürfen nur vom Personal, das gegen Erde isoliert ist, verwendet werden. Diese Maßnahmen gelten nicht zwangsläufig für Gleichstrom-Lichtbogenöfen.
Das Wechseln oder Anschließen der Elektroden darf nur im sicheren Zustand durchgeführt werden (abgeschaltet, geerdet, gegen zufälliges Wiedereinschalten gesichert, Spannungsfreiheit festgestellt). Eine visuelle Prüfung des offenen Leistungsschalters oder Trennschalters ist erforderlich. In der Stellung "Aus" des Trennschalters können Betriebsmaßnahmen durchgeführt werden, wie Messung des Schlackenpegels, Nachsetzen oder Wechsel der Elektroden, Frischen, Temperaturmessung und Entnehmen einer Probe, Abstich, Abschlacken, Laden von Schrott oder anderen Materialien, kleinere Reparaturen am Feuerfestmaterial, Instandhaltung der Abstichöffnung und alle vergleichbaren Arbeiten.
Zu 11. Strahlung und elektromagnetische Felder
Folgende Maßnahmen sind erforderlich:
Ermittlung und Beurteilung der Exposition.
Verhinderung oder Vermeidung der Zutrittsmöglichkeiten, z. B. im Bereich von Stromseilen bei Ofenbetrieb.
Festlegung von zeitlichen Zugangsbeschränkungen.
Stromversorgung möglichst nicht in der Nähe von ständigen Arbeitsplätzen (Abstand zum Leitstand).
Zugang für Betriebsräume der Stromversorgung kontrollieren.
Zu 12. Lärm
Primäre Lärmminderungsmaßnahmen am Elektrolichtbogenofen sind nur mit geringem Erfolg möglich. Einige Öfen sind aus diesem Grund eingehaust.
Leitstände sind lärmgedämmt auszuführen. Vor dem Zünden sowie während des Ofenbetriebs und des Ofenabstichs sind alle Tore, Türen, Klappen usw. der Ofeneinhausung verschlossen zu halten. Während des Einschmelzens darf der Ofenbereich, gemäß der Gefährdungsbeurteilung, nur zur Verrichtung unvermeidbarer Tätigkeiten betreten werden. Dabei muss geeigneter Gehörschutz getragen werden.
Zu 13. Inkohärente optische Strahlung
Unter diesen Umständen ist es Pflicht, Schutzbrillen zu tragen oder Schutzgläser mit ausreichender Filterwirkung zu benutzen und Schutzkleidung zu tragen.
3.11.7 Besonderheiten beim Schmelzen mit dem Tiegelschmelzofen
Tiegelschmelzöfen werden in Gießereien für das Schmelzen von Nichteisenmetalllegierungen eingesetzt. Tiegelschmelzöfen können öl-, gas- oder widerstandsbeheizt werden. Bei brennstoffbeheizten Tiegelschmelzöfen umströmen die Verbrennungsgase den Außenbereich des Tiegels im Ofenraum.
| Gefährdungen |
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Gefahren entstehen durch das eingesetzte Gas und durch Öl als Brennstoff.
| Maßnahmen |
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Gemäß der Art des eingesetzten Gases als Brennstoff müssen entsprechende Maßnahmen festgelegt und eine Betriebsanweisung erstellt werden. Verhindern Sie den Gasaustritt durch Schnellschlussventile. Außerdem dürfen nur geeignete Zündeinrichtungen, Gasmangelsicherungen und Flammrückschlagsicherungen verwendet werden.
Regeln Sie die Abluftführung der Verbrennungsluft und verwenden Sie für das Öl entsprechende Auffangwannen.
3.11.8 Nachbehandlung der Schmelze
Durch den Zusatz bestimmter Stoffe oder das Spülen mit Gasen wird die Qualität der Schmelze beeinflusst.
| Weitere Informationen |
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| Gefährdungen |
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An Nachbehandlungseinrichtungen können sich mechanische Gefährdungen durch die Zuführeinrichtungen von Behandlungs- und Legierungselementen ergeben.
Einrichtungen, die zur Nachbehandlung eingesetzt werden, können Beschäftigte gefährden.
Während der Nachbehandlung der Schmelze entstehen Stäube und Metallrauche, und außerdem können dabei heftige Reaktionen entstehen. Werden Behandlungs- und Legierungselemente unsachgemäß hinzugegeben, kann es zu heftigen Eruptionen kommen.
Durch falsches Beschicken oder Abschlacken des Tiegelofens kann es unter anderem zur Brückenbildung und den daraus resultierenden Gefahren kommen, wie Überhitzen und Ofendurchbruch, und im schlimmsten Fall zu Explosionen.
| Maßnahmen |
|---|
Mechanische Gefährdungen an Nachbehandlungseinrichtungen sind so abzusichern, dass die Beschäftigten und die sicherheitsrelevanten Schaltelemente in den unmittelbaren Nachbarbereichen nicht zu Schaden kommen.
Halten Sie bei fahrbaren Einrichtungen für die Nachbehandlung feuerflüssiger Massen die Verkehrswege frei und achten Sie auf die Einhaltung der Sicherheitsabstände zu fest eingebauten Teilen in der Umgebung. Transportieren Sie das Ladegut kippsicher.
Während der Nachbehandlung der Schmelze muss durch lüftungstechnische Maßnahmen sichergestellt werden, dass die Grenzwerte entstehender Gefahrstoffe an den Arbeitsplätzen eingehalten werden.
Es dürfen nur trockene Zuschlagstoffe zugegeben werden. Die berechnete Zugabemenge ist unbedingt einzuhalten. Die Korngröße, Zugabeart und das Mengenverhältnis der Zuschlagstoffe zur Schmelze müssen dabei beachtet werden.
Die Brückenbildung kann durch Reinigung des Kreislaufmaterials oder durch sogenannte Waschchargen und/oder durch den vorsichtigen Einsatz von Flussmitteln verhindert werden. Außerdem helfen die Kontrolle des Schmelzprozesses und/oder der Einsatz von Schmelzprozessoren.
Erste Hilfe
Für das Löschen von Kleiderbränden haben sich Notduschen und Wasserlöscher bewährt.