Nghề đúc ở Yên Xá không ngừng phát triển qua các thời kỳ lịch sử. Ngày nay, nghề đúc ở làng Tống Xá đã vƣơn lên đáp ứng yêu cầu của thị trƣờng trong phạm vi cả nƣớc. Cùng với sự phát triển sản xuất, công nghệ đúc kim loại cũng thay đổi theo hƣớng tiến bộ hơn so với trƣớc đây. Những thay đổi công nghệ thể hiện ở các điểm chính sau đây:
a) Công nghệ nấu luyện thay đổi: Bƣớc ngoặt quan trọng nhất là việc sử dụng lò cảm ứng trung tần có khả năng nấu chảy gang thép ở nhiệt độ 1500 -17000C thay thế lò nấu gang thép truyền thống bằng nhiên liệu than đá (1300 – 14000C). Với sự thay đổi công nghệ nấu luyện này, làng nghề Tống Xá đã có thể cung cấp cho thị trƣờng những sản phẩm thép chất lƣợng cao với các đặc tính cơ lý theo yêu cầu đặt hàng. Những lợi ích của lò cảm ứng trung tần đem lại có thể nêu cụ thể nhƣ sau:
Có thể tạo ra đƣợc sản phẩm thép với hàm lƣợng cacbon thấp (<0,02%);
Chế tạo bộ mẫu Nấu thép và rót khuôn Chế tạo hỗn hợp làm thao Làm lõi Chế tạo hỗn hợp làmkhuôn Sấy lõi Sấy khuôn Làm khuôn Lắp khuôn và lõi Dỡ khuôn lấy vật đúc
Tháo lõi khỏi vật đúc
Làm sạch
Sự khuấy trộn thép và xỉ trong nồi rất mãnh liệt nên thép lỏng rất đồng đều đảm bảo sản phẩm thép có cấu trúc đồng đều, không bị rỗ;
Với nhiệt độ nóng chảy cao, quá trình hợp kim hóa xảy ra tốt, cháy hao các nguyên tố hợp kim thấp dẫn đến chất lƣợng sản phẩm và hiệu quả kinh tế cao;
Chủ động khống chế đƣợc thành phần và nhiệt độ của thép nên có thể tạo ra đƣợc các loại thép theo yêu cầu đặt hàng;
Năng suất của các lò cảm ứng trung tần lớn hơn các lò truyền thống nên có thể sản xuất đƣợc sản phẩm thép đa dạng (từ vài chục kg đến hàng tấn) theo yêu cầu đặt hàng;
Việc sử dụng lò cảm ứng trung tần đã tạo điều kiện cho việc cơ khí hóa và điện khí hóa một số công đoạn sản xuất, giảm nhẹ gánh nặng lao động đối với công nhân;
Do việc sử dụng năng lƣợng điện thay cho năng lƣợng đốt nhiên liệu hóa thạch nên thành phần và thải lƣợng của bụi và các loại khí độc hại giảm đi đáng kể. Trong khí thải từ lò cảm ứng trung tần không có các loại khí do đốt cháy nhiên liệu (SO2, NOx, CO, CO2 và bụi ) nhƣ khí thải từ các lò nấu luyện truyền thống. Gánh nặng môi trƣờng giảm đi đáng kể.
b) Đồng thời với lò thép, việc sử dụng kỹ thuật khuôn cát cũng tạo ra một bƣớc đột phá quan trọng. Điều này cho phép sản xuất các mặt hàng công nghiệp có cấu hình phức tạp và có hiệu quả kinh tế. Tuy nhiên, so với khuôn đất sét, sử dụng khuôn cát phát sinh bụi có chứa silic tự do là nguyên nhân gây ra các bệnh phổi và hô hấp, trong đó bệnh bụi phổi-silic là bệnh nghề nghiệp.
c) Ngoài ra, việc đƣa thêm công đoạn gia công cơ khí đã chuyển các vật đúc thành các sản phẩm hoàn chỉnh.
1.2.4. Đánh giá mối nguy hại chính do hoạt động sản xuất cơ khí đến môi trƣờng và sức khỏe cộng đồng
Từ các sơ đồ dây chuyền công nghệ đúc gang, thép và đồng có thể thấy đƣợc các nguồn ô nhiễm, các chất ô nhiễm và các điểm tiếp nhận (không khí, nƣớc mặt, nƣớc ngầm, đất). Các chất ô nhiễm này có thể tác động ngay đến ngƣời lao động bị
tiếp xúc trực tiếp với liều lƣợng cũng nhƣ thời gian tiếp xúc cao; cũng có thể gây ô nhiễm không khí, nguồn nƣớc, đất trồng trọt và từ đó ảnh hƣởng đến sức khỏe con ngƣời.
Có thể nói hầu hết các công đoạn sản xuất đúc cơ khí (trừ công đoạn tôi luyện trong sản xuất gang và thép) đều phát sinh các chất gây ô nhiễm không khí. Đó là bụi do đốt than, củi và từ chất bẩn từ phế liệu sử dụng làm nguyên liệu; bụi từ cát làm khuôn và các chất phủ bề mặt khuôn phát sinh trong quá trình tạo hoặc phá dỡ khuôn. Đó là các loại hơi kim loại trong quá trình nung và đúc; và các loại hơi khí trong quá trình đốt cháy nhiên liệu. Những chất ô nhiễm này không những gây ô nhiễm không khí mà còn theo nƣớc mƣa làm ô nhiễm nguồn nƣớc mặt, nƣớc ngầm và đất trồng trọt. Sau đây là một số nguồn ô nhiễm không khí chính phát sinh từ các công đoạn sản xuất:
Công đoạn nấu
Thép phế liệu đƣợc nấu trong lò cảm ứng trung tần, có bổ sung một số phụ gia nhƣ Mn, Si, Cr, Ni để làm tăng cơ tính. Nhiệt độ cao nên khả năng phát tán bụi, hơi kim loại ra môi trƣờng khá lớn.
Lò sử dụng để nấu gang là lò gió đứng, than và gang phế liệu đƣợc cho cùng vào lò nấu. Cuối của quá trình nấu, khi gang đã nóng chảy có cho thêm một lƣợng nhỏ chất trợ dung nhƣ: CaCO3, đôlômit, huỳnh thạch, v.v.
Lò để nấu đồng là lò thủ công, sử dụng cả than và củi làm nhiên liệu. Nhƣ vậy, nấu gang và đồng, ngoài bụi và hơi kim loại còn phát sinh các loại hơi khí nhƣ CO, SO2, NOx do đốt cháy nhiên liệu hóa thạch. Đặc biệt, các phế liệu kim loại còn dính sơn, trong các loại hơi kim loại phát sinh khi nung chảy có thể có hơi chì, ngoài ra là các hợp chất hữu cơ bay hơi.
Do các lò nấu này đều không có hệ thống thông gió hút nên các chất ô nhiễm này đầu tiên là phát sinh ra môi trƣờng lao động, sau đó mới lan tỏa ra môi trƣờng xung quanh. Cùng với nhiệt độ cao, bụi và hơi khí độc làm ô nhiễm môi trƣờng lao
động nặng nề, cộng với cƣờng độ lao động nặng nhọc đã ảnh hƣởng xấu đến sức khỏe ngƣời lao động.
Công đoạn chế tạo khuôn đúc
Khuôn đƣợc sử dụng cho đúc thép và gang là khuôn cát. Hỗn hợp làm khuôn và lõi khuôn bao gồm cát, đất sét, chất kết dính và chất phụ. Thành phần hóa học chủ yếu của cát là SiO2, của đất sét chủ yếu là cao lanh. Trung bình cứ 1 tấn thành phẩm đúc thì cần có 4 5 m3 vật liệu làm khuôn. Trƣớc khi đúc hỗn hợp khuôn cát phải đƣợc sấy khô rồi mới đem sàng để lọc các tạp chất nhƣ: gỗ, sỏi, v.v. Đây là công đoạn phát sinh nhiều bụi, ảnh hƣởng đến cơ quan hô hấp của ngƣời lao động, trong đó thành phần silic tự do cao sẽ có khả năng gây bệnh bụi phổi-silic.
Nguyên liệu làm khuôn đồng là đất sét và phấn chì, sau khi khuôn đã đƣợc đúc theo hình dáng và kích thƣớc của vật đúc ngƣời ta rắc đều bột phấn chì lên khuôn, đánh bóng rồi phơi khô khuôn. Bột phấn chì có chứa một hàm lƣợng chì nhất định rất nguy hiểm đối với ngƣời bị tiếp xúc.
Công đoạn chế tạo khuôn đúc chủ yếu gây ô nhiễm môi trƣờng lao động và ảnh hƣởng trực tiếp đến sức khỏe ngƣời lao động. Tuy nhiên, đặc thù của lao động làng nghề là các cơ sở sản xuất nằm xen kẽ với khu vực dân sinh nên các chất ô nhiễm phát sinh trong môi trƣờng lao động nhanh chóng phát tán vào khu vực sinh hoạt của dân cƣ (trừ các công ty đúc ở cụm công nghiệp không có nhà ở đi kèm).
Công đoạn đúc
Thép, gang hoặc đồng sau khi nung chảy đƣợc đổ vào khuôn. Hầu hết các khuôn đều có rắc bột phấn chì nên khi đổ kim loại nóng chảy vào bụi bột phấn chì phát tán vào môi trƣờng lao động, cùng với hơi kim loại có thể chứa những kim loại rất độc hại nhƣ chì, crôm tác động trực tiếp đến ngƣời lao động và phát tán ra khu vực xung quanh.
Công đoạn ủ và tôi luyện
Đúc gang và thép cần có thêm công đoạn tôi luyện để tăng thêm cơ tính, tăng khả năng chống va đập, mài mòn, v.v. Riêng đúc thép phải có thêm công đoạn ủ.
Ủ là quá trình đốt nóng thép sau khi đúc lên đến nhiệt độ nhất định, sau đó giữ ở nhiệt độ đó trong 1 khoảng thời gian cần thiết. Tại các xƣởng ở làng nghề thƣờng sử dụng phƣơng pháp ủ kết tinh trong lò ủ đốt than và củi. Các vật liệu thép này đƣợc giữ trong lò khoảng 9 10 giờ, sau đó thép đƣợc tiến hành tôi tại bể tôi thép sử dụng nƣớc để làm giảm nhiệt độ một cách đột ngột. Hầu hết các lò ủ đều có ống khói cao trên 4 5m nên lƣợng khói than và củi mà thành phần chính là khí SO2, NOx , CO đƣợc thải liên tục ra môi trƣờng xung quanh trong suốt quá trình ủ. Trong khi đó, các thành phần tạp chất nhƣ: Mn, Si, Cr, Ni,… của thép vẫn chƣa đƣợc xử lý hết, khi làm nguội đột ngột bằng quá trình tôi sẽ phát thải với cƣờng độ nhanh và lớn.
Nƣớc làm nguội thép/gang trong công đoạn tôi luyện có chứa nhiều kim loại nặng, trong đó có Crôm độc hại đƣợc thải ra mƣơng dẫn nƣớc chung của xã và đƣợc sử dụng tuần hoàn trở lại. Do không đƣợc xử lý nên dòng thải này có khả năng gây ô nhiễm nguồn nƣớc mặt tại Tống Xá.
Công đoạn gia công thành phẩm
Công đoạn này phát sinh bụi kim loại, do có kích thƣớc và tỷ trọng tƣơng đối lớn nên gây ô nhiễm môi trƣờng lao động là chủ yếu.
Bên cạnh việc gây ô nhiễm môi trƣờng không khí và nƣớc, hoạt động sản xuất đúc cơ khí còn phát sinh một lƣợng chất thải rắn đáng kể, chủ yếu là cát cháy, xỉ thép, xỉ than, gạch lò vỡ, giẻ lau, v.v.
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU