冶金机械的绿色设计和制造重点技术探讨

王 乐，王志远

（台海玛努尔核电设备股份有限公司，山东 烟台 264003）

冶金机械在执行冶金操作时，对设备能源造成较大损耗，也是冶金行业一直改进和探索的焦点。冶金过程会产生废水、废渣、废气以及噪音污染，基于绿色设计在保证冶金生产的基础上，可以做到降低资源损耗、提升资源使用效率并达到环保生产的要求。

1 冶金机械实施绿色设计和制造的现实意义

冶金行业近年来的产业集中度不断提高，随着产业链的延长和专业化分工，产业整体生产能力和环保水平得到快速提升，因此，对冶金技术和机械功能优化的要求不断提高。而冶金机械是保证冶金生产的主要载体。传统冶金机械在应用中存在消耗大量能源，并且生产过程对环境产生较大负面影响，不利于行业长远发展和社会的健康发展。

针对冶金机械在生产过程中的高耗能、高污染生产特点，进行冶金机械绿色设计有利于资源紧张日趋束缚下的产业发展。主要实现能源有限供给下资源使用效率的提高，然后根据冶金生产的基本需求对机械设备进行噪音控制，并结合冶金原料的再生和回收，使用再生金属降低环境负载压力[1]。

2 冶金机械绿色设计与制造的原则和主要内容

2.1 绿色设计原则的五大内容

冶金机械绿色设计要遵循先进技术使用的基本原则。先进技术的使用是合理开发和设计的重要支撑，可以保证企业凭借技术优势开拓广阔市场，获得客观的经济效益，并带来巨大的社会效益。成本优化贯穿冶金行业的整个生命周期，主要针对机械生产的各环节进行优化和改进，取得降低生产成本的目的，该原则和先进技术的使用具有一致目的。节能减排是冶金机械绿色设计的管理目标和原则，冶金过程通过清洁能源和技术的使用达到降低资源损耗，控制污染和噪音的目的[2]。

2.2 主要内容

①原材料选择与使用。冶金机械绿色设计首先应该考虑投入原材料应具备可回收、易分解、可再生对环境无害等生产特点。由于冶金机械多使用钢、铁以及合金材料，而随着新材料的应用，存在较多的工程塑料、玻璃钢和非金属材料，具有不宜分离且会产生对环境产生有害作用的物质。②废弃物处理。冶金机械生产制造过程中会产生废渣、废液等废弃物，不同冶金技术的使用，产生的废弃物种类和数量不一，因此，要通过技术的综合使用，针对冶金机械制造中废弃物的排放做好回收和过滤工作，严格遵照国家甚至国际标准达标排放，确保环境友好生产。③降噪除尘，平衡与环境的关系。环境、资源和能源属性需要在冶金机械的设计制造环节统筹考虑。机械制造中振动会造成机器损耗和能源浪费。冶金机械工作中的噪音对环境影响较大，通过产品设计中低噪发动机、高性能消音器以及高精度的配置和装备齿轮等必要措施降低噪音并隔离振动。灰尘是冶金过程中难以规避的问题，不同程度的固体颗粒物会带来环境污染、产品污染和设备损坏问题。④提高密封技术，防治渗漏。冶金机械使用中会存在油液渗漏的情况，严重情况下会导致生产安全事故，形成环境污染，并造成资源浪费。而渗漏后的油液会影响机械正常运行。⑤提高机械质量，减少维修次数。经过一段时间的使用，机械会产生一定耗损，发生故障。因此，故障维修是保障机械正常运转的基本处理方法，但维修次数过多会导致外界异物进入机械内部，诱发机械安全隐患。⑥绿色外形设计。传统冶金机械普遍存在色调单一、外形笨拙的特点，在枯燥重复甚至高压高危的工作环境中，冶金人员易发生工作倦怠。而绿色设计理念的提出主要结合机械造型设计和色彩的应用使冶金机械符合现代人的审美，并达到改善工作环境的目的。

3 冶金机械设计与制造的重点技术

为实现绿色设计和制造的理念，重点技术的实施是保证制造功能性、可靠性和安全性的基础和前提。加强冶金机械制造的重点技术分析，对实践指导具有现实意义。

（1）液压系统重点制造技术。在冶金机械绿色设计指导下，机械液压系统的生产需要结合简化技术和工作介质等实现。液压油是保证液压系统工作状态的重要介质，需要根据液压系统设计选择无毒无害，且提高液压系统性能的液压油，对于不能及时发现的渗漏危害，也不用担心造成不利环境影响。

（2）动力系统重点制造技术。冶金机械的关键部分是动力系统，而动力系统工作过程中的噪音和振动影响冶金操作。通过动力系统消音和减振技术的应用，使用大容量、性能好的消音器，并为消音器配备全塑风机和罩壳，完善动力系统降噪处理。

（3）工作系统重点制造技术。冶金机械的工作系统要不断优化，体现人性化设计理念，操作界面的优化，以及变频无级调速技术在工作系统中的应用，提高冶金机械的工作能力，达到人性化设计提高设备使用效率，降低电能损耗的目的，保证绿色设计理念的落实。

（4）控制系统重点制造技术。冶金机械控制系统保证设备工作正常，原有的工作系统能够实现基本的控制操作，但机械运行中存在操作复杂，自动化、智能化控制水平不高的情况。通过选取光机电一体化技术，将先进的控制方式和冶金机械控制系统结合，优化结合方式完成控制系统的升级改造，发挥控制系统维持系统稳定的功能。

4 绿色设计在冶金行业的应用前景分析

随着国家宏观经济结构的优化升级，以及新技术、新材料以及工艺的投入使用，绿色设计在冶金机械设计和制造中的应用十分广泛。尽管应用领域不断深入，但实施中仍旧存在问题。

国内大众对绿色设计的认知度不够，仅停留在概念理解层面，而企业在绿色设计和制造实践中往往受限与企业发展规模和前期研发投入，尽管清楚绿色设计在冶金机械制造中的应用会提高企业生存质量，实现企业和社会的健康发展，以科技作为有力的支撑要素，对于工程技术人员和企业决策者提出较高要求。绿色设计和制造在冶金机械中的应用相对复杂，也是系统性较强的工作。因此，需要在企业战略发展中通过全面分析，对企业的机械设计和制造进行重新评估，建立一套适合企业的绿色产品设计、检验和评估体系。

[1]扈文浩．冶金机械的绿色设计与制造[J]．南方农机,2017,(20)：69．

[2]王建骅,隋斌．冶金机械的绿色设计与制造关键技术之研究[J]．建筑工程技术与设计,2017,(11)：275-275．