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如何处理石墨加工生产的石墨粉?

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  灰尘,一个家喻户晓的词,可以被定义为各种物质的细粉末,这些物质经常悬浮在空气中。这与EDM电极加工时产生的灰尘没有什么不同。任何做过石墨加工的人都知道,机械加工过程中产生的灰尘非常细,而且往往会留在空气中。然而,与普通的家用粉尘不同,石墨粉尘具有必须考虑的特征。


  一、伤害或无害


  当石墨粉被处理时,最常见的问题可能是它是否对人体有害。要回答这个问题,我们必须首先了解石墨有两种类型:天然石墨和合成石墨。用于制造电火花加工电极的石墨粉是人工合成的石墨粉尘,它被认为是生物惰性材料,被归类为麻烦粉尘而非危险粉尘。因为碳是石墨中最常见的同位素,所以人体不会将其识别为外来物质,也不会试图拒绝它。人体本身主要是碳,它与合成石墨中的惰性碳材料非常相容。


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  虽然应该采取措施从源头捕捉灰尘,但实际上这是不可能的,而且一定数量的灰尘肯定会逸出到周围大气中。因为尘埃颗粒的尺寸很小,所以人眼可能看不见。石墨粉尘可能刺激眼睛,并可能导致刺痛,流水和发红。接触这种灰尘可能会造成皮肤磨损和轻微干扰,但不会被人体吸收。


  任何类型的过度接触都会引起一些健康问题,石墨粉也不例外。因此,在材料安全数据表(MSDS)中已经确定了石墨粉尘暴露指南。根据美国工业卫生学家会议(ACGIH)的决定,8小时内石墨粉末的时间加权平均(TWA)暴露指南总计为10mg/m33。


  在此浓度下,石墨粉末将变得足够厚以影响视力。不能在制造环境中集中这种强度,特别是当使用某种类型的除尘系统时。


  长期接触石墨尘埃可能导致慢性和更严重的疾病,称为钙质沉着症,即尘肺。当吸入的石墨颗粒留在肺部和支气管时,就会发生这种情况。石墨疾病和其他危害通常与天然石墨有关,但在极少数情况下与人造石墨有关。天然石墨中含有沉淀石墨析出的结晶二氧化硅。这是没有任何灰尘通过合成或加工石墨产生的。对啮齿动物的长期吸入研究尚未表明石墨粉尘具有严重的健康影响,但应定期采集空气质量样品,以监测空气中石墨粉尘的浓度。


  注:应特别注意石墨浸渍其他材料,如铜或钨。遵循石墨浸渍材料的健康和安全准则。


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  二、收尘


  除了需要捕获石墨加工过程中产生的石墨尘埃,以保持洁净车间环境和保护员工之外,另一个关键的尘埃收集要求是防止石墨粒子进入电气外壳、控制面板和开关盒。人造石墨本质上具有导电性。如果允许在与国外导电材料接触时积累在短路倾向的区域,将会产生许多问题。


  在电极制造过程中,控制石墨粉尘的方法主要有两种。第一种方法是在集尘器上使用高风速。设计用于处理石墨的高速加工中心已经配备了集尘系统,该集尘系统可以通过强大的真空去除灰尘。然而,传统的加工中心,如铣床、带锯或磨床,必须配备二次收集系统。便携式设备非常适合于只有有限数量的石墨被处理的车间,因为它可以根据需要从一台机器移动到另一台机器。与流行的观点相反,现成的车间真空系统不适合石墨粉尘,因为过滤系统通常不适合收集石墨粉末颗粒。为了提高效率,便携式真空系统必须配备符合某些政府效率标准的HEPA过滤器。为了达到政府标准,HEPA过滤器必须能够去除0.3微米以上所有颗粒物质的99.97%。


  三、固定系统


  对于大量从事石墨加工的工厂,最佳的除尘系统是一个有足够真空的固定装置,使机器中的石墨粉能够穿过管道进入收集箱。建议加工中心集尘的最小风速为每分钟500英尺。一旦灰尘进入管道系统,应该有每分钟2000英尺的最小空气速度,以防止灰尘在进入收集箱之前从气流中沉淀。


  空气速度取决于空气中石墨粉尘的数量和每台机器上的材料去除率。设计粉尘收集系统的推荐信息来源是“工业通风:美国政府工业卫生学家会议的推荐实践手册”。


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  四、湿式系统


  还有一种防尘方法是使用“湿”系统使工具部件周围的液体饱和,以防止灰尘进入周围大气。灰尘与使用中的流体接触并被洗涤到收集单元中。虽然这可以有效地控制石墨加工产生的石墨灰尘,但重要的是要记住流体“吸收”或被吸收到正在处理的电极中的能力。如果发生这种情况,必须在将电极放入电火花加工之前将流体除去,否则电介质油可能受到污染。


  在湿式除尘系统中,应使用水基溶液,因为这种流体不像油基溶液那样容易穿透石墨。无论使用什么溶液,在电火花加工之前,电极材料都应该完全干燥。为了加速这个过程,可以将材料置于对流炉中,在略高于溶液蒸发点的温度下放置约1小时。在任何情况下,如果烤箱温度超过400华氏度,材料就会被氧化和腐蚀。此外,应当注意,压缩空气不能用于干燥电极,因为空气压力只能用于迫使流体进入电极结构。


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