冶金機(jī)械的綠色設(shè)計和制造重點(diǎn)技術(shù)探討

王 樂，王志遠(yuǎn)

（臺海瑪努爾核電設(shè)備股份有限公司，山東 煙臺 264003）

冶金機(jī)械在執(zhí)行冶金操作時，對設(shè)備能源造成較大損耗，也是冶金行業(yè)一直改進(jìn)和探索的焦點(diǎn)。冶金過程會產(chǎn)生廢水、廢渣、廢氣以及噪音污染，基于綠色設(shè)計在保證冶金生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，可以做到降低資源損耗、提升資源使用效率并達(dá)到環(huán)保生產(chǎn)的要求。

1 冶金機(jī)械實(shí)施綠色設(shè)計和制造的現(xiàn)實(shí)意義

冶金行業(yè)近年來的產(chǎn)業(yè)集中度不斷提高，隨著產(chǎn)業(yè)鏈的延長和專業(yè)化分工，產(chǎn)業(yè)整體生產(chǎn)能力和環(huán)保水平得到快速提升，因此，對冶金技術(shù)和機(jī)械功能優(yōu)化的要求不斷提高。而冶金機(jī)械是保證冶金生產(chǎn)的主要載體。傳統(tǒng)冶金機(jī)械在應(yīng)用中存在消耗大量能源，并且生產(chǎn)過程對環(huán)境產(chǎn)生較大負(fù)面影響，不利于行業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展和社會的健康發(fā)展。

針對冶金機(jī)械在生產(chǎn)過程中的高耗能、高污染生產(chǎn)特點(diǎn)，進(jìn)行冶金機(jī)械綠色設(shè)計有利于資源緊張日趨束縛下的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。主要實(shí)現(xiàn)能源有限供給下資源使用效率的提高，然后根據(jù)冶金生產(chǎn)的基本需求對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行噪音控制，并結(jié)合冶金原料的再生和回收，使用再生金屬降低環(huán)境負(fù)載壓力[1]。

2 冶金機(jī)械綠色設(shè)計與制造的原則和主要內(nèi)容

2.1 綠色設(shè)計原則的五大內(nèi)容

冶金機(jī)械綠色設(shè)計要遵循先進(jìn)技術(shù)使用的基本原則。先進(jìn)技術(shù)的使用是合理開發(fā)和設(shè)計的重要支撐，可以保證企業(yè)憑借技術(shù)優(yōu)勢開拓廣闊市場，獲得客觀的經(jīng)濟(jì)效益，并帶來巨大的社會效益。成本優(yōu)化貫穿冶金行業(yè)的整個生命周期，主要針對機(jī)械生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，取得降低生產(chǎn)成本的目的，該原則和先進(jìn)技術(shù)的使用具有一致目的。節(jié)能減排是冶金機(jī)械綠色設(shè)計的管理目標(biāo)和原則，冶金過程通過清潔能源和技術(shù)的使用達(dá)到降低資源損耗，控制污染和噪音的目的[2]。

2.2 主要內(nèi)容

①原材料選擇與使用。冶金機(jī)械綠色設(shè)計首先應(yīng)該考慮投入原材料應(yīng)具備可回收、易分解、可再生對環(huán)境無害等生產(chǎn)特點(diǎn)。由于冶金機(jī)械多使用鋼、鐵以及合金材料，而隨著新材料的應(yīng)用，存在較多的工程塑料、玻璃鋼和非金屬材料，具有不宜分離且會產(chǎn)生對環(huán)境產(chǎn)生有害作用的物質(zhì)。②廢棄物處理。冶金機(jī)械生產(chǎn)制造過程中會產(chǎn)生廢渣、廢液等廢棄物，不同冶金技術(shù)的使用，產(chǎn)生的廢棄物種類和數(shù)量不一，因此，要通過技術(shù)的綜合使用，針對冶金機(jī)械制造中廢棄物的排放做好回收和過濾工作，嚴(yán)格遵照國家甚至國際標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)排放，確保環(huán)境友好生產(chǎn)。③降噪除塵，平衡與環(huán)境的關(guān)系。環(huán)境、資源和能源屬性需要在冶金機(jī)械的設(shè)計制造環(huán)節(jié)統(tǒng)籌考慮。機(jī)械制造中振動會造成機(jī)器損耗和能源浪費(fèi)。冶金機(jī)械工作中的噪音對環(huán)境影響較大，通過產(chǎn)品設(shè)計中低噪發(fā)動機(jī)、高性能消音器以及高精度的配置和裝備齒輪等必要措施降低噪音并隔離振動。灰塵是冶金過程中難以規(guī)避的問題，不同程度的固體顆粒物會帶來環(huán)境污染、產(chǎn)品污染和設(shè)備損壞問題。④提高密封技術(shù)，防治滲漏。冶金機(jī)械使用中會存在油液滲漏的情況，嚴(yán)重情況下會導(dǎo)致生產(chǎn)安全事故，形成環(huán)境污染，并造成資源浪費(fèi)。而滲漏后的油液會影響機(jī)械正常運(yùn)行。⑤提高機(jī)械質(zhì)量，減少維修次數(shù)。經(jīng)過一段時間的使用，機(jī)械會產(chǎn)生一定耗損，發(fā)生故障。因此，故障維修是保障機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基本處理方法，但維修次數(shù)過多會導(dǎo)致外界異物進(jìn)入機(jī)械內(nèi)部，誘發(fā)機(jī)械安全隱患。⑥綠色外形設(shè)計。傳統(tǒng)冶金機(jī)械普遍存在色調(diào)單一、外形笨拙的特點(diǎn)，在枯燥重復(fù)甚至高壓高危的工作環(huán)境中，冶金人員易發(fā)生工作倦怠。而綠色設(shè)計理念的提出主要結(jié)合機(jī)械造型設(shè)計和色彩的應(yīng)用使冶金機(jī)械符合現(xiàn)代人的審美，并達(dá)到改善工作環(huán)境的目的。

3 冶金機(jī)械設(shè)計與制造的重點(diǎn)技術(shù)

為實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計和制造的理念，重點(diǎn)技術(shù)的實(shí)施是保證制造功能性、可靠性和安全性的基礎(chǔ)和前提。加強(qiáng)冶金機(jī)械制造的重點(diǎn)技術(shù)分析，對實(shí)踐指導(dǎo)具有現(xiàn)實(shí)意義。

（1）液壓系統(tǒng)重點(diǎn)制造技術(shù)。在冶金機(jī)械綠色設(shè)計指導(dǎo)下，機(jī)械液壓系統(tǒng)的生產(chǎn)需要結(jié)合簡化技術(shù)和工作介質(zhì)等實(shí)現(xiàn)。液壓油是保證液壓系統(tǒng)工作狀態(tài)的重要介質(zhì)，需要根據(jù)液壓系統(tǒng)設(shè)計選擇無毒無害，且提高液壓系統(tǒng)性能的液壓油，對于不能及時發(fā)現(xiàn)的滲漏危害，也不用擔(dān)心造成不利環(huán)境影響。

（2）動力系統(tǒng)重點(diǎn)制造技術(shù)。冶金機(jī)械的關(guān)鍵部分是動力系統(tǒng)，而動力系統(tǒng)工作過程中的噪音和振動影響冶金操作。通過動力系統(tǒng)消音和減振技術(shù)的應(yīng)用，使用大容量、性能好的消音器，并為消音器配備全塑風(fēng)機(jī)和罩殼，完善動力系統(tǒng)降噪處理。

（3）工作系統(tǒng)重點(diǎn)制造技術(shù)。冶金機(jī)械的工作系統(tǒng)要不斷優(yōu)化，體現(xiàn)人性化設(shè)計理念，操作界面的優(yōu)化，以及變頻無級調(diào)速技術(shù)在工作系統(tǒng)中的應(yīng)用，提高冶金機(jī)械的工作能力，達(dá)到人性化設(shè)計提高設(shè)備使用效率，降低電能損耗的目的，保證綠色設(shè)計理念的落實(shí)。

（4）控制系統(tǒng)重點(diǎn)制造技術(shù)。冶金機(jī)械控制系統(tǒng)保證設(shè)備工作正常，原有的工作系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)基本的控制操作，但機(jī)械運(yùn)行中存在操作復(fù)雜，自動化、智能化控制水平不高的情況。通過選取光機(jī)電一體化技術(shù)，將先進(jìn)的控制方式和冶金機(jī)械控制系統(tǒng)結(jié)合，優(yōu)化結(jié)合方式完成控制系統(tǒng)的升級改造，發(fā)揮控制系統(tǒng)維持系統(tǒng)穩(wěn)定的功能。

4 綠色設(shè)計在冶金行業(yè)的應(yīng)用前景分析

隨著國家宏觀經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級，以及新技術(shù)、新材料以及工藝的投入使用，綠色設(shè)計在冶金機(jī)械設(shè)計和制造中的應(yīng)用十分廣泛。盡管應(yīng)用領(lǐng)域不斷深入，但實(shí)施中仍舊存在問題。

國內(nèi)大眾對綠色設(shè)計的認(rèn)知度不夠，僅停留在概念理解層面，而企業(yè)在綠色設(shè)計和制造實(shí)踐中往往受限與企業(yè)發(fā)展規(guī)模和前期研發(fā)投入，盡管清楚綠色設(shè)計在冶金機(jī)械制造中的應(yīng)用會提高企業(yè)生存質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)企業(yè)和社會的健康發(fā)展，以科技作為有力的支撐要素，對于工程技術(shù)人員和企業(yè)決策者提出較高要求。綠色設(shè)計和制造在冶金機(jī)械中的應(yīng)用相對復(fù)雜，也是系統(tǒng)性較強(qiáng)的工作。因此，需要在企業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展中通過全面分析，對企業(yè)的機(jī)械設(shè)計和制造進(jìn)行重新評估，建立一套適合企業(yè)的綠色產(chǎn)品設(shè)計、檢驗(yàn)和評估體系。

[1]扈文浩．冶金機(jī)械的綠色設(shè)計與制造[J]．南方農(nóng)機(jī),2017,(20)：69．

[2]王建驊,隋斌．冶金機(jī)械的綠色設(shè)計與制造關(guān)鍵技術(shù)之研究[J]．建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2017,(11)：275-275．