Zwaartekrachtgieten is een gietproces dat veel wordt gebruikt in de metaalverwerkende industrie, vooral bij de productie van aluminium- en koperlegeringen. Bij dit proces kan de vorming van gas in de matrijs echter een ernstige bedreiging vormen voor de productieveiligheid. Dit artikel onderzoekt de bronnen van gasopwekking en de impact ervan op de veiligheid van zwaartekrachtgieten.

Bronnen van gasopwekking
Bij het zwaartekrachtgietproces komt het genereren van gas voornamelijk voort uit de volgende aspecten:
Vervluchtiging van vloeibaar metaal: Onder smeltomstandigheden bij hoge temperaturen kan vloeibaar metaal gas vrijgeven. Een aluminiumlegering geeft bijvoorbeeld waterstof vrij wanneer deze smelt. Deze gassen beïnvloeden niet alleen de fysische en chemische eigenschappen van het gietstuk, maar kunnen zich ook ophopen in de mal, waardoor een potentieel veiligheidsrisico ontstaat.
Ontleding van vormmaterialen: Sommige vormmaterialen zullen thermische ontbinding ondergaan in een omgeving met hoge temperaturen en zullen gas vrijgeven. De vorming van dit gas kan ervoor zorgen dat de sterkte van de mal afneemt, wat op zijn beurt de algehele veiligheid van het gietproces beïnvloedt.
De impact van omgevingsvochtigheid: De vochtigheid in de gietomgeving zal snel worden omgezet in waterdamp na contact met het gesmolten metaal, waardoor de gasdruk in de mal toeneemt. Deze drukverhoging kan ervoor zorgen dat de mal faalt.
Chemische reactie: Tijdens het smeltproces kunnen er chemische reacties optreden tussen verschillende metalen of legeringen, waarbij gas vrijkomt. Deze reacties versnellen niet alleen de vorming van gas, maar vergroten ook de veiligheidsrisico's in het productieproces.

Directe impact van gas op de veiligheid
De gaswinning in de zwaartekracht gietvorm heeft veel gevolgen voor de veiligheid van het zwaartekrachtgietproces, waaronder voornamelijk de volgende aspecten:
Explosierisico: Gas in de mal, vooral waterstof en andere brandbare gassen, kan bij hoge temperaturen explosies veroorzaken. Als de ophoping van gas in de mal niet tijdig wordt afgevoerd, ontstaat er een sterke drukverhoging en ontstaat er explosiegevaar. Vooral in een besloten ruimte is de kans groter dat de ophoping van gas gewelddadige reacties veroorzaakt en ernstige veiligheidsongevallen veroorzaakt.
Vrijkomen van giftige gassen: Bij sommige gietmaterialen komen bij hoge temperaturen giftige gassen vrij, zoals koolmonoxide en stikstofoxiden. Deze gassen vormen niet alleen een bedreiging voor de gezondheid van operators, maar kunnen ook vergiftigingsongevallen veroorzaken. Als tijdens het gietproces de ventilatie slecht is of het uitlaatsysteem niet redelijk is ontworpen, kan de concentratie van giftige gassen snel stijgen, waardoor de veiligheidsrisico's toenemen.
Malfalen: Het genereren van gas kan leiden tot een afname van de malsterkte. Bij hoge temperaturen kan de toename van de gasdruk vervorming of breuk van het matrijsmateriaal veroorzaken, wat het normale gebruik van de matrijs beïnvloedt. Dit falen veroorzaakt niet alleen kwaliteitsproblemen bij het gieten, maar kan er ook voor zorgen dat de mal tijdens het gietproces naar buiten vliegt, waardoor de veiligheid van de operator in gevaar komt.
Veiligheid van operators: Tijdens het zwaartekrachtgietproces worden operators geconfronteerd met meerdere veiligheidsrisico's. Het vrijkomen van gas kan defecten aan apparatuur of ongelukken veroorzaken, waardoor de veiligheid van de operator in gevaar komt. De ophoping van gas in de mal kan bijvoorbeeld een plotselinge storing van de apparatuur veroorzaken, wat kan leiden tot letsel voor de operator.