化和精煉金屬、將金屬澆入鑄型，最后，再清除成品鑄件上的附砂和多余金屬。幾千年來，鑄造技術的基本原理改變甚微，但近代鑄造工藝曾經歷了相當的發(fā)展，在很大程度上實現了現代化，鑄造過程已日益機械化和自動化，木模已逐漸被金屬模和塑料模所代替。為滿足型芯和鑄型制作的許多新工藝的需要，已研制出一些新材料，并使用種類廣泛的合金來補充黑色金屬鑄件的生產。

鑄造金屬和材料 傳統(tǒng)的鑄造金屬有：鐵、鋼、黃銅和青銅。近年來的發(fā)展使這個范圍大為擴展?，F在的鑄造金屬和合金可包括：鋁、鈦、鉻、鎳、鎂，以及甚至有毒的金屬，如鈹、鎘和釷。以往，鑄型是用粘土粘結的硅砂制成。而型芯則傳統(tǒng)地采用由植物油或天然糖粘結的硅砂制成，經過烘烤獲得必要的硬化?，F代鑄造的先進技術，使制作鑄型和型芯的新工藝也有了很大的發(fā)展。

鑄造過程（圖1）根據設計圖紙制作與成品鑄件外形一致的模型。同樣，根據圖紙制成型芯盒，用以制作決定成品鑄件內部形狀的合適型芯。砂型鑄造仍然是應用最廣的方法，但有大量的其他鑄造技術可供鑄造工作者采用。這些技術包括：使用鐵質或鋼質鑄型的金屬型鑄造；壓力鑄造——將通常為輕合金的熔融金屬在70~7000千克力/厘米²的壓力下注入一金屬鑄型內；熔模鑄造，為每個特制的鑄件作一個蠟模，蠟模外部涂以耐火材料，形成一個可將金屬注入其內的鑄型。



圖1 典型鑄鐵廠的操作流程圖

金屬或合金在熔爐內熔化和制備，熔爐可以是沖天爐、轉爐、反射爐、坩鍋爐、電弧爐、感應電爐等。為檢驗熔融金屬的質量而進行冶金或化學分析后，將熔融金屬通過澆包注入或直接注入裝攏的鑄造中。待金屬冷卻后，拆除鑄型，如有型芯，還需清除型芯（脫膜或落砂），再對鑄件進行清理和修理（切除澆口，進行噴丸或水力清砂，以及其他打磨方法）。某些鑄件需要進行焊接、熱處理和油漆后，才能符合客戶的技術要求。

危害及其防護

不論鑄造廠采用何種鑄造工藝，有些危險仍為大多數鑄造廠所共有。高溫金屬所造成的危險即為其中一例。此外，某一特鑄定造工藝會有特殊的危險，如鎂的燃燒會造成眩目的危險，這在其他金屬鑄造業(yè)中不會遇到。本條目的重點將放在鑄鐵廠方面，因為鑄鐵廠的危害可代表大多數典型鑄造行業(yè)的危害。為簡便起見，假定鑄鐵廠由下列六個部門組成：①熔鐵和澆注；②造型；③型芯制作；④落砂；⑤鑄件清理；⑥其他。在許多鑄造廠中，這些工序中幾乎任何一道工序都可以在同一車間內同時地或依次地進行。圖1所示為鑄鐵廠作業(yè)的一般程序。

熔鐵和澆注 在鑄鐵業(yè)中，金屬的熔煉在很大程度上仍依靠沖天爐，沖天爐實質上是一座高而垂直的熔爐，從爐頂加入焦炭、生鐵、石灰石和廢鋼鐵。在沖天爐工作過程中，所有這些材料被連續(xù)進入爐內，故應就近堆放，一般放在加料機鄰近的料斗內，材料堆放整齊以及對其進行有效管理，可減少由于重物滑動而造成傷害的危險。為將廢金屬粉碎到可用的尺寸大小，便于裝入沖天爐或裝滿加料斗，為了防止鐵塊飛出傷人，必須制訂嚴格的操作規(guī)程，起重機駕駛室應加以良好防護，操作人員要經過訓練。

原料搬運工應穿戴防護靴和皮手套。加料稍不注意，會使料斗裝盛過滿，造成溢落的危險。如果加料過程噪聲太大，則可在翻斗和斜斗上安裝橡皮阻尼襯來降低金屬撞擊發(fā)出的噪聲。加料平臺必須高出地面，其表面必須平坦、防滑，平臺和任何地面凹坑處周圍必須圍以堅固的欄桿，不然。會造成危險。

沖天爐由于其本身的特點，會產生大量的一氧化碳，一氧化碳會從加料門逸出并被局部的渦流吹回。一氧化碳既無色、又無味，如達到足夠高的濃度，會迅速產生毒害作用。因此，應對加料臺或周圍走道上工作的人員進行良好的訓練，使他們識別一氧化碳中毒的危險性。應備有呼吸器和復蘇器，并使之處于隨時可用的狀態(tài)，操作人員應學會使用這些設備用品。應為進行緊急任務建立和貫徹兩人工作制成監(jiān)護制度。

沖天爐一般是成對設置，輪流使用，一臺在使用時，就對另一臺進行檢修。由于耐火材料爐襯必須經常修補和更換，在檢修中必然涉及工人在沖天爐內進行工作的問題，這時應采取措施，防止從加料口向爐內加料。維修人員應戴安全帽，以防被落物砸傷，如果進行高空作業(yè)，還應使用安全帶。

沖天爐前的出鐵工，即將鐵水從沖天爐爐膛注入澆包的工人，必須遵守嚴格的個體防護條例。護目鏡和防護服是必不可少的防護用品。護目鏡應能耐高速撞擊和鐵水飛濺，特別需要注意的是防止剩余的熔渣（通過石灰石添加物去除熔融金屬中的無用雜質）和鐵水與水接觸，因為這會引起爆炸。出鐵工和工長的責任是確保任何與沖天爐操作無關的人員離開危險區(qū)，即離開沖天爐出鐵槽周圍半徑為4米左右的區(qū)域。根據1953年英國鋼鐵鑄造廠規(guī)則，對未經許可不得入內的區(qū)域的劃定是一項法定的要求。

當沖天爐工作結束后，將爐底打開，以便在工人進行例行的耐火材料維修工作之前，清除殘留在爐殼內的無用爐渣和其他物質。打開沖天爐底是一項技術性強、危險性大的工作，并需有受過訓練的人員進行監(jiān)護。爐內廢料必須清落在用耐火材料或干砂鋪成的地面上。若發(fā)生問題，如沖天爐底卡住，必須十分仔細地處理，提防工人被紅熱金屬和爐渣灼傷的危險。

在白熾金屬暴露可見之處，由于紅外和紫外輻射，工人眼睛有可能受傷害，長期暴露于該輻射中會引起白內障。

鑄造廠的金屬熔化和澆注工段是最應重視防護工作的工序，應采取各種措施確保提供護目用品、圍裙、腿套或鞋罩、以及長統(tǒng)靴，并應對這些用品的使用進行充分指導，堅持強制使用，這樣的措施多多益善。對涉及處理熔融金屬的部門，鼓勵高標準的良好環(huán)境整理是最有成果的安全措施。

金屬注入鑄型后，鑄型和型芯內的煤粉、水和化學粘合劑被蒸發(fā)或分解，形成一定數量的可見煙氣。若砂箱密封不嚴、壓重不夠，澆注時會造成鐵水外溢。用起重機懸吊大澆包時，應使用可靠的澆包控制裝置，以確保操作人員松手時，金屬不致傾出。

造型 鑄鐵工業(yè)的造型工序總是使用砂和其他一些摻和物。幾個世紀以來，砂一直是鑄鐵工藝中的一個部分，其危害已有詳盡的記載。但是，最近開發(fā)的一些摻和物，品種多，性質各異，對它們在應用中涉及的危險還很少作過深入的研究。這些摻和物一般是作為粘結劑用來增加砂的強度。傳統(tǒng)的濕砂型是用天然砂或硅砂和煤粉制成，所用的砂粒和其他摻和物顆粒的大小和形狀構成不同的強度和砂型特性，因而，對某一件鑄件決定用何種型砂十分重要。除了用粘土作為粘結物外，有三種通用的造型方法：熱固法、冷自硬法、氣體硬化法。

鑄鐵業(yè)中，熱固法工藝用于殼型造型和制芯。這種工藝是將通常用煤氣加熱至450℃左右的金屬模板鉗送至一料斗或傾卸箱處，斗箱內裝有由酚醛熱固樹脂配成的型砂。將斗或箱傾倒，使混有樹脂的型砂灑落在倒置的模板上，保持約30秒鐘，使其粘結。再經過進一步短暫的固化，使變成堅硬的薄殼，能被內裝的頂桿推離模板。也可將型砂吹入芯盒內制作型殼。顯然，酚醛樹脂和熱的模板接觸時，會產生熱分解產物，工人有暴露在這種產物中的危險，也有可能在凝固和硬化過程中蒸發(fā)出具有揮發(fā)性的有機化合物。避免酚或酚醛樹脂與皮膚或眼睛接觸至關重要，因為它們具有刺激性和過敏性，足以引起皮炎，多用熱水洗滌有助于減輕這一病患。任何樹脂一旦被攝入體內，應立即就醫(yī)。

在冷硬法這一類造型工藝中，目前有多種常用的硬化系統(tǒng)，包括：酸性催化的呋喃類化合物和酚類化合物、醇酸樹脂和酚異氰酸酯；發(fā)斯庫特快速冷硬；自凝硅酸鹽，依諾賽特無機不烘粘結劑；水泥砂和流態(tài)砂。所有這些系統(tǒng)的共同點是都不需要依靠外部加熱來促使其凝固。用作粘結劑的異氰酸鹽一般是以亞甲雙苯基異氰酸酯為基料，一旦被吸入，就會產生呼吸系統(tǒng)刺激劑和過敏劑的作用，引起氣喘病癥。[為此，多數國家都將此列為嚴格立法的項目。]在使用和處理這種化合物時，涂敷護膚膏及戴護目鏡是行之有效的措施。在處理含樹脂的型砂時，特別當型砂處于熱態(tài)時，建議采用局部排風裝置。應將異氰酸酯謹慎地存放在密封容器中，并置于溫度為10~30℃的干燥處。任何用空的容器應注滿5%碳酸鈉溶液，浸泡24小時，使容器中殘存的任何化學藥品得到中和。使用酚醛樹脂和醇酸樹脂油的樹脂造型工藝中，應嚴格貫徹最普通的保管工作原則，但在處理作為凝固劑的催化劑時，應極其小心謹慎。作為酚醛和油性異氰酸酯樹脂的催化劑，應極其小心謹慎。作為酚醛和油性異氰酸酯樹脂的催化劑，通常是以吡喧化合物的芳香胺為基本部分。這種吡喧化合物是一種帶刺鼻味的液體，它們能強烈刺激皮膚，造成腎和肝的損害，還會影響中樞神經系統(tǒng)。在市場上，這些化合物或是以單獨的添加劑（三組分粘結劑）形式、或是以和油料摻和的形式供應。在拌和、造型、澆注，以及落砂各階段中，都應保持良好的局部排氣通風。在其他一些不需烘烤的工序中，使用的催化劑也是有毒的磷酸或各種磺酸，故在運輸和使用過程中應采取防護措施，以免發(fā)生事故。

最后一類造型工藝是氣體硬化，主要有：CO₂水玻璃法和氣霧冷芯盒法，或稱阿西蘭特法工藝。CO₂水玻璃工藝從50年代就開始使用，并據此發(fā)展了多種工藝，這一工藝一般用于生產大、中型鑄型和型芯（見下節(jié)）。其所用的硅酸鈉粘結劑是由氧化鈉和二氧化硅反應而生成的一系列化學品。這種粘結劑通常添加諸如糖蜜之類 的物質作為分解劑來加以改進。硅酸鈉是一種堿性物質，如果和皮膚、眼睛接觸，或攝入人體，都會造成傷害。最好能在處理大量硅酸鈉區(qū)域附近提供應急淋浴設施，并要保持涂搽護膚膏。凡使用硅酸鹽的鑄造區(qū)，應配備取用方便的洗眼瓶，常使可能發(fā)生的嚴重事故化險為夷。供應的二氧化碳可以是固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)，若以氣瓶或壓力桶的形式供應，則在保管上應采取許多安全措施，如氣瓶的貯存、閥門的維修、氣瓶的搬運等，同時對氣體本身的危害也必須加以防護。

不管采用何種形式的造型工藝，凡使用型砂的場合，就可能有吸入粉塵的危險。但是在造型工序，通常使用濕砂或與液態(tài)樹脂拌合的砂子，所以不太可能成為可吸入粉塵的主要塵源。為了使鑄模易于從鑄型中取出。有時加入脫模劑。最常用的脫模材料是滑石粉。這些易被吸入的滑石粉粉塵有引起滑石肺——一種塵肺的危險。在手工造型中，脫模劑的應用更為廣泛，而在大型的、自動化程度較高的造型工藝中，則很少見。

為了使鑄件表面光潔，常在鑄型表面噴涂化學品，它們溶解或懸浮在異丙醇中，然后把異丙醇燃盡，使在鑄型上留下一層化合物，這種化合物通常是一種石墨。這一作業(yè)有直接發(fā)生火災的危險，所有與噴涂作業(yè)有關的工作人員均應配備阻燃防護服和手套，因為有機溶劑也會引起皮炎。噴涂作業(yè)應在裝有通風的小室內進行，以防止有機物質的蒸氣逸散至工作場所。應遵守嚴格的規(guī)程，確保異丙醇的安全貯存和使用。即時要用的異丙醇應灌入小容器內，而將較大容器放在遠離燃化作業(yè)的地方。鑄鐵車間的這部分地區(qū)附近，應嚴禁吸煙。

鑄型制作過程中，需要搬動大而笨重的物件，鑄型本身就很重，砂箱也一樣。這些重物往往要用人力進行提升、搬運和堆放，搬運工人應意識到提起重物會使背部受到極大負擔，因此必須注意，不應搬動超過安全限度的重物。

型芯制作 型芯制成后，將嵌入鑄型內，用以決定空心鑄件的內部形狀。型芯必須有足夠的強度，經得起澆注，但同時又不應過于結實，以致在脫模時不易從鑄件內清除，傳統(tǒng)的型芯混合料包括砂和諸如亞麻仁油、糖蜜或糊精之類的粘合劑，以獲得足夠的強度?；旌狭显诤嫦鋬群娓?，制成型芯。雖然型芯最初干硬而結實，但遇到溶融金屬時會變脆而后松散，以致在落砂時易于清除。在用烘爐烘干型芯的場所，會受到有毒煙氣毒害的危險，所以應在型芯烘