Sicheres Arbeiten an Aluminium-Schmelzöfen

Zusammenfassung

Überblick

Von Arbeiten an Schmelzöfen und dem Umgang mit Aluminiumschmelze gehen verschiedene Gefährdungen aus. Im Folgenden werden mögliche Risiken und sich daraus ergebende Schutzmaßnahmen vorgestellt. Aluminium-Schmelzanlagen sind Nichteisen-Metallhütten, die in unterschiedlichster Bauart und Technologie errichtet und betrieben werden können. Die Grundprozesse bleiben jedoch weitgehend ähnlich. Das hier beschriebene Arbeitssystem orientiert sich an einer existierenden Al-Schmelzanlage mit anschließendem Druckgießen für Aluminium.

Gesetze, Vorschriften und Rechtsprechung

Aus folgenden Vorschriften ergeben sich in erster Linie Forderungen zu Arbeiten an Al-Schmelzanlagen:

• DGUV-V 59 "Wärmebehandlung von Aluminium oder Aluminiumknetlegierungen in Salpeterbädern"
• Kap. 2.21 DGUV-R 100-500 "Betreiben von Arbeitsmitteln"
• DGUV-I 240-300 "Hitzearbeiten"
• DGUV-I 208-004 "Gabelstaplerfahrer"
• DGUV-I 209-006"Gießereimitarbeiter"
• DGUV-I 213-002"Hitzearbeit"
• DGUV-I 209-028"Auftreten von Dioxinen (PCDD/PCDF) bei der Metallerzeugung und Metallbearbeitung"
• DGUV-I 213-022 "Beurteilung von Hitzearbeit"
• TRGS 558 "Tätigkeiten mit Hochtemperaturwolle"
• TRGS 619 "Substitution für Produkte aus Aluminiumsilikatwolle"
• DIN EN ISO 14122-4: "Sicherheit von Maschinen – Ortsfeste Zugänge zu maschinellen Anlagen"

1 Gefährdungen im Arbeitsprozess

1.1 Ladestellen an Beschickungseinrichtungen

Das Zusammenstellen der Einsatzstoffe, wie vorgefertigte Barren einer bestimmten Aluminiumlegierung (Ingotmaterial, Abb. 1) und Kreislaufmaterial (Restmaterial aus dem Druckgussprozess, welches zurück in den Schmelzprozess geht = Returnmaterial) nennt man auch Gattieren. In diesem Fall gehören beide Einsatzmaterialien zu vorgelagerten und meist automatisierten Prozessen. Das bedeutet u. a., dass mit dem scharfkantigen und evtl. noch heißen Returnmaterial im Normalbetrieb kein manueller Kontakt bestehen sollte. Bei der Verwendung von Fremdschrott müssen noch weitere Schutzmaßnahmen berücksichtigt werden (Gefahr durch Hohl- und Sprengkörper).

Abb. 1: Aluminiumbarren (sog. Ingotmaterial)

Wichtig

Nur trockenes Material einsetzen

Einsatzmaterial, Zuschläge und Zusätze dürfen nur in trockenem Zustand in feuerflüssige Massen eingebracht werden. Wenn die Ingots z. B. draußen lagern und mit Regen in Kontakt kommen, dann dürfen diese unter keinen Umständen nass der Beschickungsanlage zugeführt werden.

Der Transport beider Einsatzstoffe zur Beschickungseinrichtung erfolgt über Gabelstapler. Der Arbeits- und Verkehrsbereich vor dem Ofen muss stets freigehalten werden.

Die Beschickungsanlage am Schmelzofen besteht aus einem Lade-Kippkübel (Lade-Skip). Über einen Aufzug wird der Schmelzturm beladen. Über den Schmelzturm wird der Ofen mit Metall zum Schmelzen versorgt.

Hier stehen v. a. die Gefährdungen des Einklemmens und Quetschens durch bewegliche Anlagenteile im Vordergrund. Mögliche Schutzeinrichtungen sind z. B.:

• feststehende trennende Schutzeinrichtungen, d. h. Umzäunung der gesamten Beschickungsanlage,
• bewegliche trennende Schutzeinrichtungen mit Zuhaltung bei notwendigen Zugängen/Instandhaltungstüren,
• Sicherheitslichtschranken (-gitter, -vorhänge) an den Ladestellen.

1.2 Arbeitsplätze und Bühnen

Nach der Beschickung fängt die Ofenreisezeit an. Das ist die Zeitspanne, die zwischen der ersten Befüllung des Schmelzofens und dem Beginn der zweiten verstreicht. Die Einsatzmaterialien werden mit Erdgas über Brenner automatisch geschmolzen und auf Temperatur gehalten. Die Überwachung und Steuerung erfolgt (wie auch bei der Beschickung) über einen Leitstand in der Nähe der Anlagekomponente.

Schmelzöfen müssen so gefahren werden, dass einwandfreie Schmelze entsteht und Personen nicht gefährdet sind. Das Bedienen des Ofens muss von einem sicheren Standort erfolgen. Das Bedienpult ist gegen Flüssigeisenspritzer zu schützen (z. B. durch Anbringung einer massiven Schutzwand). Beim Einbringen von Rohmaterial bzw. bei Arbeiten an offenen Schmelzen muss damit gerechnet werden, dass Schmelze herausspritzt.

1.3 Arbeiten an Entschlackungsöffnungen

1.3.1 Reinigen und Entschlacken

In bestimmten Zeitabschnitten muss die oben auf der Schmelze aufschwimmende Schlacke manuell mit einem Schaber abgezogen werden. Dabei werden die Entschlackungstore geöffnet bzw. die Schmelzbecken abgedeckelt.

Stellen, auf die Metall oder Schlacke in flüssigem Zustand betriebsmäßig gelangen können, müssen stets trocken gehalten werden (Explosionsgefährdung, wenn Schmelze und Wasser aufeinandertreffen). Zudem besteht die Gefahr von Verbrennungen durch herausspritzende Schmelze beim Abziehen bzw. Hantieren mit Betriebsmitteln in der Schmelze. Weiterhin können Verbrennungen bei Kontakt mit heißen Oberflächen entstehen. Sturz oder Hinfallen in die offenen Schmelzbäder ist ebenfalls möglich.

Die durch Oxidation mit der Luft- oder Ofenatmosphäre körnige Schlacke (Krätze) wird manuell mit einem Krätzer (Krammstock oder Schaumlöffel) abgezogen (Abb. 2). Die dazu benötigten Krammstöcke und Gießlöffel dürfen nur trocken und vorgewärmt mit feuerflüssigen Massen in Berührung gebracht werden. Die Betriebsmittel sind langsam und vorsichtig zu bewegen, damit keine Wellen verursacht werden.

Abb. 2: Manuelle Sc...