淺談綠色設(shè)計理念在冶金機械設(shè)計中的應(yīng)用

葛立奇

寶鋼工程技術(shù)集團有限公司 上海 201900

1 冶金機械設(shè)計中應(yīng)用綠色設(shè)計理念的必要性

1.1 環(huán)境保護的客觀要求

冶金行業(yè)是機械制造行業(yè)中的重要組成內(nèi)容，在制造過程中不僅會產(chǎn)生大量的資源消耗，同時也常伴有噪聲、泄漏、熱輻射等多方面問題，對生態(tài)環(huán)境造成一定的影響。隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，冶金機械制造過程中資源浪費的情況也變得越來越嚴重，在冶金機械設(shè)計過程中引入綠色設(shè)計理念，能夠有效提升企業(yè)的資源利用率，減少設(shè)備制造過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染，打破綠色壁壘，保障人們的生產(chǎn)和生活環(huán)境，對于推動社會的和諧發(fā)展有著重要的意義。

1.2 提升行業(yè)發(fā)展質(zhì)量的客觀要求

冶金行業(yè)的發(fā)展水平在一定程度上反映了國家的經(jīng)濟發(fā)達程度，其發(fā)展質(zhì)量對于國民經(jīng)濟有著重要影響，因此被社會各界密切關(guān)注，人們對于冶金機械的材料選用、技術(shù)水平等內(nèi)容有著更高的要求。冶金機械設(shè)計過程中，需要重視綠色設(shè)計理念，確保綠色設(shè)計理念能夠深入到機械設(shè)計制造的各個環(huán)節(jié)，全面提升機械的性質(zhì)和功能，以此來更好地滿足人們的多樣化需求。提升產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量，必須要順應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律，滿足消費需求。綠色設(shè)計理念提出了眾多先進性的節(jié)能、環(huán)保措施，實現(xiàn)了企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益的統(tǒng)一，企業(yè)要把綠色設(shè)計理念更好地融入到機械設(shè)計過程中，從而改善工藝流程、提升設(shè)備質(zhì)量。

1.3 科學發(fā)展觀的客觀要求

綠色設(shè)計理念一方面強調(diào)了企業(yè)的經(jīng)濟效益，另一方面也強調(diào)了產(chǎn)品的環(huán)保性能和資源消耗。在進行冶金機械設(shè)計時，應(yīng)用綠色設(shè)計理念，需要對機械的使用功能進行深入分析，并優(yōu)選原材料，形成一套比較完善的方案體系，并對其進行多次全面的試驗，從而確保方案的科學性和可行性。工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中對資源的需求量也在不斷擴大，資源開采帶來的環(huán)境污染進一步加劇，人們生活環(huán)境變得越來越差，環(huán)境問題不僅影響到了人們的生活質(zhì)量，也使社會穩(wěn)定受到影響。在開展冶金機械設(shè)計工作時，對綠色設(shè)計理念進行合理應(yīng)用，不僅可以保障社會穩(wěn)定，改善人類的生活環(huán)境，同樣也是落實科學發(fā)展觀的客觀要求。

1.4 節(jié)能降耗的客觀要求

科學技術(shù)的進步為行業(yè)發(fā)展提供了動力，加上人們需求的提升，自然資源的消耗也在增多。部分自然資源是不可再生的，大量的消耗使部分資源的儲備量嚴重不足，進而影響到了社會的長遠發(fā)展。為了緩解緊張的資源形勢，就必須要對制造工藝進行革新，提升制造水平，從而實現(xiàn)對資源的合理利用，降低經(jīng)濟發(fā)展過程中造成的能源消耗。冶金機械制造業(yè)對自然資源需求量很大，應(yīng)用綠色設(shè)計理念，可以降低企業(yè)的資源需求，提升資源利用率，在降低企業(yè)的成本支出的同時實現(xiàn)了節(jié)能降耗目標。

1.5 工業(yè)化發(fā)展的客觀要求

工業(yè)產(chǎn)業(yè)對國民經(jīng)濟的發(fā)展有著重要的影響，為其他行業(yè)提供了原料和動力，為人們提供了大量的工業(yè)消費品，對于推動社會進步有著重要的意義，但工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也帶來了一些問題，其中以能源問題和環(huán)境問題表現(xiàn)得尤為突出。綠色發(fā)展理念強調(diào)效率、和諧及持續(xù)，已經(jīng)成為未來發(fā)展的一個重要趨勢，是推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的一個重要舉措。冶金機械設(shè)計制造是工業(yè)化發(fā)展過程中的重要環(huán)節(jié)，對工業(yè)發(fā)展起到了重要的推動作用。在機械設(shè)計過程中融入綠色設(shè)計理念，不僅能夠提升污染物治理水平，實現(xiàn)節(jié)能減排目標，同樣也符合時代發(fā)展的要求，滿足社會對環(huán)境保護的要求。

2 當前階段冶金機械設(shè)計中存在的問題

2.1 材料污染問題

在進行冶金機械的設(shè)計及制造過程中，材料選用不合理是其中非常重要的一個問題。立足綠色設(shè)計理念，通過分析可以明確的得出以下結(jié)論：冶金機械原材料的質(zhì)量和性能問題是導致機械設(shè)計制造過程中出現(xiàn)資源利用率低、危害生態(tài)環(huán)境的主要影響因素。在開展冶金機械制造工作時，材料質(zhì)量問題、有害物質(zhì)超標問題是客觀存在的，如果未能對這些問題進行妥善解決，那么勢必會對冶金機械設(shè)備的質(zhì)量造成影響，此外，無論是工作人員還是工廠周邊的居民，其身心健康都會因材料問題而受到危害[1]。針對這些問題，設(shè)計人員需要進行全面的分析，在此基礎(chǔ)上完成針對性措施的制定工作，如制定嚴格的管理制度、優(yōu)化機械設(shè)備制造程序、開展環(huán)保性能全面監(jiān)控、加強員工培訓等手段，切實提升企業(yè)冶金機械設(shè)計及制造能力，確保各項工作順利完工，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。

2.2 企業(yè)管理水平不足

綠色設(shè)計理念對資源和環(huán)境進行了全面的考量，實現(xiàn)了相關(guān)因素的優(yōu)化，將產(chǎn)品制造過程對環(huán)境的影響降到了最低，與時代發(fā)展要求保持一致。冶金機械設(shè)計制造過程中引進綠色設(shè)計理念，能夠充分發(fā)揮其指導作用，幫助企業(yè)實現(xiàn)對資源和成本支出的有效控制，推動冶金行業(yè)的發(fā)展進步。冶金機械設(shè)計是一項復雜的工作，制造過程中容易會受到多方面因素的影響，安全問題始終是困擾工作人員的一項難題。受限于企業(yè)的管理水平，當前冶金行業(yè)雖然取得了巨大的進步，但在綠色環(huán)保、節(jié)能減排方面仍存在較大的提升空間。因此，冶金企業(yè)要不斷提升對安全問題的關(guān)注度，在機械設(shè)計和制造的過程中開展安全隱患的分析和控制工作，制定科學的管理制度并監(jiān)督執(zhí)行。

3 綠色設(shè)計理念在冶金機械設(shè)計中的應(yīng)用

3.1 在材料選用方面的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的機械設(shè)計和制造過程中，經(jīng)濟效益是企業(yè)最關(guān)心的內(nèi)容，因此很多企業(yè)在開展機械設(shè)計和制造工作時，對環(huán)境保護考慮的不全面，所使用的材料容易對環(huán)境造成一定的損害，部分原材料甚至會對工作人員的生命健康造成影響，引發(fā)嚴重的環(huán)境問題。機械制造應(yīng)選擇易分解、可再生的材料，并將制造過程中對環(huán)境的影響降到最低。在開展設(shè)計工作時，應(yīng)從技術(shù)性指標、經(jīng)濟性指標和環(huán)境評價指標等多角度進行思考，做好可行性研究工作，了解不同材料的性能特點，將研究重點放在材料對環(huán)境影響極其回收再利用率方面；此外，企業(yè)還應(yīng)當構(gòu)建材料數(shù)據(jù)系統(tǒng)，收集并整理相關(guān)數(shù)據(jù)，為后續(xù)的材料選擇工作提供可靠的數(shù)據(jù)支持，同樣也可降低企業(yè)在材料分析和檢測工作方面的支出[2]。冶金機械制造過程中需要使用到大量的鋼、鐵以及合金，這些材料是符合回收要求的，對周邊環(huán)境并不會造成污染；但部分機械制造過程中除了會使用到上述的材料外，還會用到高強高溫玻璃鋼、耐熱耐高溫工程塑料等無法進行回收的材料，同時這些材料還會對周邊環(huán)境造成不良影響。工作人員在開展設(shè)計工作時，必須要謹慎選擇原材料，始終堅持綠色標準，重視材料的可回收性，杜絕有害材料流入機械制造過程中，同時還要加大力度開發(fā)對周邊環(huán)境無影響的材料，重視環(huán)境保護相關(guān)問題，以此來降低機械設(shè)計過程中因材料問題造成的環(huán)境污染。

3.2 在控制“三廢”排放方面的應(yīng)用

“三廢”是指廢氣、廢水及固體廢棄物，被稱為是放在錯誤地點的原料，如何對“三廢”進行處理，是困擾工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的一項重要難題。冶金機械制造過程中，是無法徹底實現(xiàn)“三廢”零排放的，因此勢必會對周邊的環(huán)境造成一定的影響。在開展冶金機械設(shè)計過程中，必須要從根本上對廢棄物排放進行控制。冶金行業(yè)需要出臺一套與之對應(yīng)的、符合環(huán)保要求的排放設(shè)計規(guī)范，以制度的形式對排放量進行有效控制[3]。首先，廢氣排放設(shè)計。在生產(chǎn)期間，需確保煙氣處理系統(tǒng)正常運行，各個監(jiān)控探頭工作狀態(tài)良好；保障煙氣探測系統(tǒng)運行的獨立性和安全性，任何組織和個人都不得擅自關(guān)停，充分發(fā)揮在線監(jiān)控系統(tǒng)作用；廢氣排放前，需經(jīng)過脫硫工藝處理，確保達到設(shè)計要求方可排放。其次，廢水排放設(shè)計。冶金機械生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水不得直接排放到外部環(huán)境，杜絕采用稀釋的方式排放廢水；廢水排放前需經(jīng)化驗中心分析，并由化驗中心出具化驗單，未經(jīng)過質(zhì)量安全人員簽字確認前，不可排放；企業(yè)需安排專人開展廢水排放的監(jiān)督工作，實現(xiàn)對廢水排放情況的實時掌控，如有異常情況應(yīng)立即及時停排并按流程上報。最后，固體廢棄物排放設(shè)計。對固體廢棄物進行分類，對可回收的部分進行有環(huán)保規(guī)劃的回收利用，并分類別存放在固定區(qū)域，由具備資質(zhì)的單位完成處理和回收；針對不可回收或有毒有害的固體廢棄物，處理過程中需要避免對環(huán)境造成污染，同樣需要分類別存放在固定區(qū)域，由具備資質(zhì)的單位對固體廢棄物進行處理和回收。

3.3 在機械減震除噪方面的應(yīng)用

通常情況下，噪聲污染都是人為造成的。冶金行業(yè)的不斷發(fā)展增大了企業(yè)機械設(shè)備的需求量，這在一定程度上的加重了噪聲污染。當前形勢下，噪聲污染已經(jīng)被看作是繼“三廢”污染后的另一個主要環(huán)境問題。冶金機械制造過程中會產(chǎn)生機械震動，這是造成噪聲污染的一個重要來源，工作人員在進行機械設(shè)計時，需要對機械減震工作予以高度重視。首先，針對制造過程中可能會產(chǎn)生較大震動的零部件，需要選用具備良好隔震性的彈性支承，減少機械制造環(huán)節(jié)產(chǎn)生的造成[4]。其次，合理設(shè)計機械整體布置，全面提升冶金機械的動態(tài)性能。最后，開展設(shè)計工作時，應(yīng)充分發(fā)揮高性能消聲器的作用，盡量選擇低噪聲的發(fā)動機以及制作精度高的齒輪減速箱，這些都是能夠有效吸音和隔震的措施，達到降噪效果。

3.4 在防止?jié)櫥托孤┓矫娴膽?yīng)用

隨著科技的不斷發(fā)展，越來越多的機械制造企業(yè)認識到潤滑油的重要性，合理選擇潤滑油不僅能夠減少設(shè)備的磨損，同樣能夠提升設(shè)備運行的可靠性，保障施工精度，降低企業(yè)生產(chǎn)成本支出。很多企業(yè)會加大力度挑選合適的潤滑油，但對潤滑油泄漏問題卻關(guān)注不夠，最終導致機械壽命縮短，工作性能降低；此外，潤滑油泄漏在造成資源浪費的同時也給周邊的環(huán)境造成了一定的影響。解決泄漏問題的最有效方法就是提高機械的密封性，這需要工作人員不斷加快密封技術(shù)的研發(fā)力度。冶金機械密封工作常見問題主要包括以下幾個方面：首先，過熱損傷引發(fā)密封泄漏。工作人員需要充分了解密封材料性能，對熱裂現(xiàn)象影響因素進行全面的分析，實現(xiàn)對影響因素的有效控制。其次，長期磨損引發(fā)的密封泄漏。工作人員需對零部件規(guī)格進行嚴格要求，合理選擇零部件材料，避免因零部件磨損引發(fā)安全事故。最后，密封圈失效引發(fā)密封泄露。密封圈是保障機械密封性的重要零部件，當設(shè)備靜密封失效時，基本可以判定密封圈出現(xiàn)問題。在進行設(shè)計工作時，要合理選擇密封圈材料，并設(shè)定更換頻率。

3.5 在故障診斷能力方面的應(yīng)用

冶金機械在投入使用后，受工作條件因素及操作人員水平的影響，難免會出現(xiàn)損傷，因此保養(yǎng)、維修是非常有必要的。開展定期保養(yǎng)、維修能夠在一定程度上提升設(shè)備運行的安全性，但同樣存在一定的弊端。首先，定期保養(yǎng)、維修會占用企業(yè)大量的人力、物力和財力，盲目的修理和檢查會對企業(yè)的正常生產(chǎn)造成極大的影響，特別是設(shè)備運行良好狀態(tài)下的盲目檢查，也會造成企業(yè)資源的極大浪費。其次，部分冶金設(shè)備需要經(jīng)過一段時間的磨合期后，才能夠充分發(fā)揮作用，性能才能夠得到最大限度的發(fā)揮。從這一方面來看，企業(yè)需要加大力度開展設(shè)備檢修和診斷研究工作，提升設(shè)備的自我診斷能力，對設(shè)備運行情況做到心中有數(shù)，針對不同設(shè)備制定不同的檢修要求和流程，避免大范圍、無目的的檢修，提升一次性解決問題的能力，從而降低企業(yè)在檢修方面的支出，確保企業(yè)資源得到合理配置。

4 結(jié)束語

綠色設(shè)計堅持減少環(huán)境污染、減少能源消耗以及回收利用，是未來冶金機械設(shè)計行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。經(jīng)濟的發(fā)展使得人們對于環(huán)保及節(jié)能減排的意識不斷提升，機械設(shè)計和制造行業(yè)也必須要重視環(huán)保工作，將綠色設(shè)計理念貫穿于機械制造的全過程，制定科學的設(shè)計方案，推動冶金行業(yè)的和諧發(fā)展。