冶金机械绿色设计应用及关键问题分析与阐述

罗 聪

(长沙师范学院，湖南 长沙 410100)

冶金机械绿色设计应用及关键问题分析与阐述

罗 聪

(长沙师范学院，湖南 长沙 410100)

分析了冶金机械绿色设计的应用，且对冶金机械绿色设计应用中的关键问题进行阐述，并结合冶金行业的实际需求，制定适宜的完善措施，旨在为相关人员提供参考，推动冶金绿色设计的有效应用，推动冶金行业的节能、减排，满足低碳环保的需求，推动冶金企业的稳定发展。

冶金行业；冶金机械；绿色设计；应用；关键问题

近年来，冶金技术不断优化和改进，再加上政府相关政策的扶持，冶金行业的产能不断提升，为社会经济的发展和进步提供了动力。冶金技术发展的同时，实现了对回收金属的再生，实现对金属资源的循环利用，有效的减少了矿产资源的消耗，符合可持续发展的基本需求。但再生金属产出，对传统的冶金机械提出了更高的要求，使得冶金机械出现污染、高能耗和噪声等情况。基于此，本文对冶金机械绿色设计进行应用，并解读冶金机械绿色设计应用的关键问题，选取适宜的措施，促使冶金机械更加符合冶金企业的需求，降低冶金企业的成本，进一步提升产值。

1 冶金机械绿色设计分析

1.1 冶金机械绿色设计

冶金机械绿色设计是在原有冶金机械的基础上，通过对冶金机械与低碳环保和可持续发展战略相悖的部分进行改进和完善。绿色设计主要是站在生态和环保的角度，促使冶金机械在具体的应用和生产中，可以减少对环境的不利影响，避免环境污染，促使冶金行业可以与环境保护同时展开。

绿色设计主要从环境、能源和可再生等角度综合对冶金机械进行设计，重视冶金机械在制造过程中材料和能源消耗情况，并结合冶金行业的基本情况，对冶金机械结构和材料进行综合选择，分别对动力系统、控制系统和液压系统等进行综合设计，选择适宜的关键技术，尽可能的提升冶金机械性能。

冶金机械的绿色设计，综合分析冶金机械生产过程，明确冶金生产具体需求，选择最为节能环保的设计方案，并保障冶金机械具备良好的可拆卸性和可回收性，可以完成回收利用，避免对环境造成不利影响[1]。

1.2 冶金机械绿色设计方法

冶金机械的绿色设计方法可以根据的具体设计需求和设计重点，分为并行交叉工作设计法、可回收设计法、生命周期设计法等。

1) 并行交叉设计法，这类设计方法是建立在有效的保护环境的基础上，通过分析绿色设计实施中强调的并行交叉工作，对提升冶金机械的设计质量和环保效果具有显著的影响。

2) 可回收设计方法，这类设计方法是保障冶金机械的所有零部件均可以实现回收利用。且充分对冶金机械在报废后的可回收性进行控制。这类绿色设计可以保障冶金机械在报废后，通过相关工艺，可以重新成为零件和材料，为冶金机械的制造提供基础。

3) 生命周期设计法，切实将绿色这一特性，始终贯穿在冶金机械的整个生命周期中，促使冶金机械在具体的生产、应用和回收的生命周期内，均具备良好的环境亲和力，避免对环境造成不利影响。

4) 基于TRIZ的绿色设计，结合TRIZ机制，对冶金机械设计过程中的复杂问题进行创新分析，进而提出具备突破性的完善方案[2]。

2 冶金机械绿色设计应用的关键问题分析

冶金机械绿色设计在具体的应用中，需要解决一些关键问题，从而使冶金机械的功能性和绿色性可以得到保障，具体问题分析如下。

2.1 原材料选择问题

原材料选择是冶金机械绿色设计应用的关键问题之一，如不能对冶金机械的原材料问题进行解决，必然会导致原材料出现毒害作用，对环境造成不利影响，制约冶金企业的效益和员工健康。现阶段，冶金机械的原材料主要是重金属和其他有毒害作用的材料，另外，部分原材料造价成本过高，无形中增加了冶金行业的生成成本，不利于冶金企业的产值提升，影响冶金企业的发展。故此，冶金机械绿色设计应用中的原材料问题也是亟需解决的关键问题。

2.2 污染物排放问题

冶金行业在实际的生产中，可能会产生大量有毒有害的废弃物，如果这些废弃物不能得到有效的处理，就会增加冶金生产对环境的不利影响。因此，需求冶金机械需要具备对冶金生产废弃物处理的能力，提高冶金和环境之间的亲和力。另外，冶金机械生产中，同样可能会产生一些废弃物，造成环境的污染，这与绿色设计中生命周期设计方法出现严重的偏差[3]。

2.3 泄漏问题

泄漏问题是现代冶金机械常见的问题，也是冶金机械绿色设计需要解决的关键问题。冶金机械的液压系统在实际的应用中，受到维护、保养等因素的影响，导致液压系统密封性发生变化，也就可能会导致泄漏情况发生。而泄漏的油液可能会进入到冶金机械内部，使得冶金机械的相关结构构件受到影响，使得冶金机械的动力运转不够畅通，影响冶金生产的效率和安全。油液泄漏还可能增加冶金机房的安全性，油液通常具有较高的可燃性，遇到明火可能会导致火灾的发生。此外，油液还存在毒害作用，不但会造成机房环境污染，还会引起油液资源的浪费，影响冶金企业的经济效益。

2.4 噪声和振动问题

动力系统是冶金机械的重要部分，动力系统工作的过程中，相关结构之间会发生摩擦，也就会导致严重的噪声产生。这些噪声会对机房的相关工作人员的听力和身体健康造成影响。长期处于噪声环境中，可能会导致工作人员的听力下降、记忆力减退、易激怒等情况，不利于冶金企业持续健康发展。另外，动力系统在实际运行中，相关构件可能会出现振动。振动的产生，不仅会增加噪声的产生，还可能会引起相关结构构件出现松弛的情况，严重影响动力系统的质量，甚至引发安全事故，不利于冶金企业的发展[4]。

2.5 维护问题

维护问题同样是绿色设计需要解决的关键问题。冶金机械在具体工作中，受到诸多因素和机械自身磨损的影响，可能会导致冶金机械的出现故障。故障的发生就需要展开及时的故障检修，检修过程中需要在停机的环境下展开，必然会影响冶金企业生产效率，制约冶金企业的产能。此外，过多维护次数，可能会增加异物进入到冶金机械的内部。受到异物的影响，就会对冶金机械的内部结构造成不利影响。而且，维护过程中，如果不能将安全隐患解决，冶金机械仍旧不能处于良好的运行状态，影响冶金企业的产能。

3 冶金机械绿色设计关键问题的处理方式

结合冶金生产的基本需要，对冶金机械绿色设计的关键问题进行处理，降低这些问题对冶金生产的不利影响，达到降低冶金生产的能源消耗和污染的作用，推动冶金企业的可持续发展。

3.1 绿色材料的选择

针对传统冶金机械的重金属和有毒害作用的基本情况，具体的冶金机械原材料的选择过程中，原材料的选择需要具备易生产、无污染和可回收等特性。H型钢均符合上述需求，且H型钢具有较好的性能特点和经济特点，具备良好的截面稳定性，在冶金机械报废后，可以采取适宜的回收方式完成对H型钢的回收。较比传统的冶金机械的原材料，H型钢具有较好的侧向刚度和抗弯能力、较低的残余应力。且采用H型钢制作的钢结构成本比焊接H型钢可以节约30%左右。另外，采用H型钢可以有效的降低冶金机械的自重，通常情况下能够减轻自重20%～30%，且有效增加使用面积。综上性能比较，H型钢符合冶金机械绿色设计的基本需求[5]。

3.2 污染管控

污染管控主要是针对冶金生产过程中和冶金机械制造过程中的污染展开治理和管控，其中针对冶金生产过程，绿色设计需要合理的对冶金机械的性能进行控制，具体污染管控中，可以选择适宜污染治理技术，对冶金生产中具体污染环节进行治理，促使冶金和环境之间可以和谐相处。针对冶金机械生产过程，结合环保部门、冶金行业联合作业，制定严格的排放标准，促使冶金机械制造过程中的排放物符合相关标准。如果超标需要通知制造企业停顿整改。并完成对冶金机械整体的绿色设计，结合H型钢辅以低能耗塑料制品，达到降低成本的作用。

3.3 泄漏控制

针对冶金机械的泄露情况，必须完善对密封技术的改进，尤其是液压系统，促使液压系统的各个应力结构紧密、致密性良好使得密封件、较高的机械强度和硬度，可以适当抵御来自外界的冲击，在承受冲击后，可以恢复到原有的状态。另外，液压系统还需要选择绿色无污染的防腐材料。针对油液的选择，需要保障液压油无毒无害，即使泄漏也不会对冶金机械的内部构件造成不利影响。冶金机械绿色设计中，妥善的处理渗漏的问题，促使冶金机械可以符合冶金生产的基本需求[6]。

3.4 噪声和振动处理设计

冶金机械的绿色设计需要对冶金机械的噪声问题进行控制。通过分析得知，冶金机械产生噪声的部分主要是动力系统，由于运动系统内部相关构件的相互摩擦，导致噪声的产生。而且，这些噪声对周边环境和工人均会造成不利影响。针对冶金机械的噪声，绿色设计中，可以结合大容量的消音器，完成对噪声的消除。且对于摩擦较为剧烈结构构件，可以合理的对润滑油等进行布置，减少结构构件之间的摩擦。另外，动力系统在具体的运行中，部分结构的振动是不可避免的。针对部分结构，可以采取更换材料的，选择清洁且质量较轻的材料代替原有的材料，减少振动的不利影响。如：采用全塑风机代替传统的金属风机，达到减振和降噪的目的，且效果显著。

3.5 维修设计

针对冶金机械的绿色设计，需要合理的将维护问题纳入到设计体系中，尽可能的减少冶金机械的维修几率。可以结合智能监控系统，完成对冶金机械的在线监控，并通过各项传感器采集的数据类型，对冶金机械的工作状态进行分析，如果出现异常数据，由智能监控系统，完成对数据的处理，实现对故障的诊断，且发出报警信号和资料，促使维护人员采取适宜的维护措施，并对多项隐患进行同时处理，达到一步到位，尽可能的减少冶金机械多次大型维修。此外，还需要建立完善的维护制度，定期的展开冶金机械的管理和维护工作，达到防护隐患目的，推动冶金机械的功能性发挥[7]。

4 结 语

分析冶金机械绿色设计的概念和绿色设计具体方法，结合冶金行业的基本情况，详细的对冶金机械绿色设计中的关键问题的进行分析，结合相关技术手段，实现对关键问题的处理，完成冶金机械的绿色设计，使得绿色特征始终贯彻在冶金机械生产和应用等整个生命周期，为冶金企业节能减排和提升生产效率提供基础，积极推动冶金企业的持续健康发展。

[1] 邓蕊, 赵士明. 冶金机械绿色设计应用关键问题研究[J]. 河北冶金, 2014(2): 75-78.

[2] 杨柳. 基于绿色冶金机械设计的关键技术应用探析[J]. 科技视界, 2013(31): 253.

[3] 冯娣. 冶金机械绿色设计应用关键问题研究[J]. 工业b, 2015(44): 42.

[4] 王晓运. 冶金机械绿色设计应用关键问题研究[J]. 化工管理, 2015(21): 184.

[5] 孙波. 浅析冶金机械的绿色技术及其应用[J]. 科技传播, 2011(4): 204.

[6] 王贵华. 试论冶金机械绿色技术的创新应用[J]. 科技创新与应用, 2015(30): 129.

[7] 吕让涛. 冶金机械绿色技术的研究及其应用[J]. 中国科技博览, 2015(44): 215.

Green Design & Application of Metallurgical Machinery and Its Analysis of Key Problems

LUO Cong

(Changshanormalcollege,changsha,hunan410100,China)

This article makes an analysis of the application of green design of metallurgical machinery. It also illustrates the key issues in the application, including the actual needs of metallurgical industry to develop appropriate improvement measures. The author aims to provide a reference for stakeholders to promote the metallurgical effective application of green design, including the metallurgical industry of energy conservation and emission reduction. It will meet the needs of low carbon and environmental protection to promote the steady development of metallurgical enterprises.

Metallurgical industry; Metallurgical machinery; Green design; Application; Key problems

2017-03-12

罗聪(1984-)，男，湖北荆州人，讲师，研究方向：产品机械与工业系统创新设计，手机：13637486989，E-mail：184253689@qq.com.

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10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.02.047