羅聰

(長沙師范學(xué)院，湖南長沙410100)

冶金機械的綠色設(shè)計與制造關(guān)鍵技術(shù)之研究

羅聰

(長沙師范學(xué)院，湖南長沙410100)

冶金行業(yè)是從礦石中的將金屬提出，并通過各種加工方式，促使金屬成為具有的一定性能的材料。冶金是完成對金屬礦產(chǎn)資源有效利用的初期階段，可以為諸多金屬加工行業(yè)提供加工原料。具體的冶金過程中，冶金機械的作用十分明顯，是提高冶金效率、提高資源利用效率的重要部分。就冶金機械的綠色設(shè)計和制造的關(guān)鍵技術(shù)展開探討，結(jié)合冶金行業(yè)的基本情況，詳細的對冶金機械綠色設(shè)計的意義和價值，并分析具體的綠色設(shè)計內(nèi)容，再分析具體的制造關(guān)鍵技術(shù)，旨在為相關(guān)人員提供參考，達到減少冶金過程中對環(huán)境的影響，突出冶金機械的節(jié)能和環(huán)保，減少泄露可能，推動冶金企業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

冶金機械;綠色設(shè)計;制造;關(guān)鍵技術(shù)

冶金機械是冶金生產(chǎn)的基本設(shè)施，具體的冶金過程中，傳統(tǒng)的冶金機械設(shè)備的能源消耗過大，不利于冶金企業(yè)的效益和發(fā)展。冶金機械運行時會發(fā)出較大的噪聲，會對相關(guān)工作人員的工作造成不利影響。冶金過程中，還可能會產(chǎn)生一些對空氣具有污染能力的廢氣，如果冶金機械不能完成對廢氣的治理，就可能會導(dǎo)致大氣污染嚴重。故此，需要結(jié)合冶金行業(yè)的基本情況，分析冶金機械的綠色設(shè)計，促使冶金機械可以在滿足冶金生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，減少資源消耗、提升資源利用效率，達到綠色環(huán)保的效果?；诖?，分析冶金機械的綠色設(shè)計和制造的關(guān)鍵技術(shù)，為冶金行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)。

1 冶金機械綠色設(shè)計與制造的意義分析

1．1冶金分析

近年來，在國家政策的大力支持下，冶金行業(yè)始終保持著良好的發(fā)展勢頭，市場規(guī)模擴張明顯，且效益現(xiàn)狀。隨著冶金技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，金屬再生利用，有效的提升了金屬資源的利用效率，完成對金屬資源的循環(huán)利用。根據(jù)行業(yè)報告預(yù)測，2020年再生金屬的利用量可以達到1 200萬t，可以達到總量的40%。

冶金行業(yè)的發(fā)展趨勢主要以產(chǎn)業(yè)集中度提升，整合產(chǎn)業(yè)鏈上下游完成一體化生產(chǎn)，生產(chǎn)能力和環(huán)保水平不斷提升，冶金技術(shù)水平和機械功能不斷增加。

1．2冶金機械分析

冶金機械是完成冶金生產(chǎn)的關(guān)鍵部分，是完成金屬提煉的主要部分。傳統(tǒng)的冶金機械在具體的冶金過程中，會消耗大量的礦產(chǎn)資源，其中主要為煤炭資源、金屬礦產(chǎn)資源。其中煤炭資源主要通過燃料完成加熱，受到冶金機械本身的制約，使得燃料的利用率和金屬礦產(chǎn)資源的提取率不高，影響資源的利用效率。另外，冶金機械生產(chǎn)中，還可能會產(chǎn)生的大量的噪聲和廢氣，使得冶金生產(chǎn)過程中，對環(huán)境和工作人員的身體造成不利影響［1］。

1．3冶金機械綠色設(shè)計的意義

針對現(xiàn)階段冶金機械生產(chǎn)過程中的高能耗、高污染的特點，完成對冶金機械的綠色設(shè)計，可以盡可能的降低冶金生產(chǎn)過程中對礦產(chǎn)資源的消耗，轉(zhuǎn)變原有冶金生產(chǎn)模式，在有限的資源供給下，獲取最多金屬資源，達到提高資源利用效率。再根據(jù)冶金生產(chǎn)的基本需求，合理的對冶金機械的噪聲進行控制。結(jié)合原材料的回收和再生，盡可能的制作再生金屬，降低原材料對環(huán)境的不利影響。通過冶金機械綠色設(shè)計，可以使得冶金行業(yè)能夠減少的成本，控制污染排放，其最終目的是達到零排放的效果，進而使得冶金企業(yè)產(chǎn)能水平得到提升，積極推動冶金行業(yè)符合低碳環(huán)保的需求，對推動冶金行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有積極的推動作用［2］。

2 冶金機械的綠色設(shè)計與制造的內(nèi)容

2．1冶金機械綠色設(shè)計的原則

冶金機械綠色設(shè)計的內(nèi)容較多，需要遵循綠色設(shè)計的基本原則，有以下5個方面。

1)閉環(huán)設(shè)計原則。主要是在整個的生產(chǎn)周期中，保障各個階段均能夠符合綠色和節(jié)能的基本需求，保障整個生命周期中的資源利用效率。

2)資源回收利用原則。具體冶金生產(chǎn)過程中，完成對廢舊金屬材料的回收和利用，使得冶金過程能夠完成金屬再生，減少廢舊金屬材料對環(huán)境的不利影響。

3)節(jié)能減排。在具體的冶金過程中，可以對清潔能源進行利用，并盡可能的減少冶金過程中的資源消耗，控制生產(chǎn)過程中排放，減少污染。

4)成本優(yōu)化?；谝苯鸬恼麄€生命周期，綜合對冶金機械和生產(chǎn)流程的優(yōu)化和改進，達到降低生產(chǎn)成本的效果。

5)先進技術(shù)。結(jié)合冶金行業(yè)頂尖技術(shù)，合理的應(yīng)用到冶金機械中，通過合理的開發(fā)和涉及，保障冶金企業(yè)可以獲得可觀的經(jīng)濟效益［3］。

2．2冶金機械綠色設(shè)計和制造的內(nèi)容

1)冶金機械原材料的選擇。冶金機械的原材料是影響冶金機械性能和冶金生產(chǎn)安全的主要因素。故此，具體到材料選擇時，在結(jié)合綠色設(shè)計原則上，需要保障冶金機械材料具備無害的特點?，F(xiàn)階段，切實存在部分冶金企業(yè)采用重金屬或是對環(huán)境存在毒害作用的材料，不符合綠色設(shè)計的需求。故此，通過對冶金生產(chǎn)材料性能的分析，選擇適宜的材料類型。H型鋼是一種符合綠色設(shè)計條件的原材料類型，具有良好的環(huán)境親和力，且符合冶金生產(chǎn)的基本需求，可用于冶金機械的制造。

2)冶金機械的環(huán)境、資源和能源屬性，將這幾點因素切實考慮到的到綠色設(shè)計中，綜合處理冶金機械和環(huán)境之間的關(guān)系，并為冶金機械選擇無污染可再生資源，在減少資源損耗的基礎(chǔ)上，提高冶金產(chǎn)品的經(jīng)濟效益。以冶金機械環(huán)境控制為例，需要做好冶金機械的減震和除塵工作，選擇減震效果好的機械元件，代替振動嚴重機械元件，且合理的做好冶金機械的支撐工作。針對噪聲較大的部位，選擇高性能消聲器對其進行處理。冶金機械生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量粉塵，如果這些粉塵不能得到有效治理，大量粉塵堆積，就會對冶金機械運作的靈活性造成不利影響，甚至引發(fā)安全隱患。故此，采用吸塵技術(shù)對冶金生產(chǎn)過程中的粉塵進行控制，達到降塵的目的，構(gòu)建安全、低塵、低噪的冶金機械生產(chǎn)環(huán)境［4］。

3)制造過程中的廢棄物的處理。冶金機械制造的過程中，不可避免的可能會產(chǎn)生一些廢料和廢氣，故此，針對冶金機械制造過程中，需要嚴格的對廢棄物的排放進行控制，做好回收和過濾工作，按照國家的相關(guān)排放標準，避免超標的情況，如果出現(xiàn)超標的情況，需要及時停止生產(chǎn)，并尋求有效的處理措施，妥善處理冶金機械制造和環(huán)境之間的關(guān)系。

4)冶金機械的可回收性。結(jié)合上述選擇H型鋼為冶金機械的生產(chǎn)原材料，在保障原材料符合綠色設(shè)計的基礎(chǔ)上，需要保障冶金機械具備良好的可回收性，具體的冶金機械設(shè)計中，選擇適宜的連接模式，使得冶金機械具備良好的可拆卸性能，有利于冶金機械的回收利用［5］。

5)防治油液滲漏，傳統(tǒng)的冶金機械在具體的應(yīng)用過程中，可能會出現(xiàn)油液滲漏的情況。油液滲漏可能會導(dǎo)致安全事故的產(chǎn)生，還會造成環(huán)境的污染，導(dǎo)致資源的流失。另外，滲漏后的油液進入到冶金機械中，會對冶金機械的正常運作造成不利影響。故此，需要做好防滲漏設(shè)計工作，選擇有效的密封技術(shù)，提升存儲油液部分的密封性，盡可能的降低油液滲漏的可能性。密封技術(shù)選擇完成后，需要強化冶金機械的維護工作，定期展開對冶金機械的密閉性檢查，且設(shè)置合理的滲漏報警系統(tǒng)，如果出現(xiàn)滲漏的情況，系統(tǒng)可以自主做出報警，從而使得相關(guān)維護人員完成應(yīng)急處理。

6)減少冶金機械的維修次數(shù)。冶金機械實際的應(yīng)用中，經(jīng)過一段時間的使用，就可能會出現(xiàn)故障的情況。根據(jù)故障的基本情況，合理的展開機械維修任務(wù)，完成對故障的處理。但是，如果冶金機械的維修次數(shù)過多，就可能會導(dǎo)致外界的物質(zhì)進入到的冶金機械內(nèi)部，影響冶金機械的功能性。故此，具體的綠色設(shè)計中，需要構(gòu)建良好的故障自我診斷部分，可以完成對冶金機械的隱性故障的診斷，保障冶金機械的耐久性。

7)外觀造型設(shè)計，通常情況下冶金機械色調(diào)單一，外觀笨拙，與現(xiàn)階段人們的審美觀念存在差異。故此，具體的冶金機械的綠色設(shè)計和制造中，需要合理的對冶金機械的造型和色彩進行控制，促使冶金機械能夠符合人們的審美標準，達到美化的冶金生產(chǎn)環(huán)境的目的，改善冶金工作人員的工作環(huán)境［6］。

3 冶金機械綠色設(shè)計與制造的關(guān)鍵技術(shù)分析

冶金機械制造的關(guān)鍵技術(shù)是保障冶金機械的功能性、可靠性、安全性，故此，在具體的冶金機械制造過程中，必須加強對冶金機械制造關(guān)鍵技術(shù)的分析，并切實的應(yīng)用到冶金機械的制造中。

1)液壓系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。結(jié)合冶金機械的綠色設(shè)計，液壓系統(tǒng)制作的過程中，需要充分結(jié)合簡化技術(shù)、工作介質(zhì)等。選擇適宜的液壓油，保障液壓油無毒無害，即使泄漏也不會對環(huán)境造成不利影響。并選擇適宜的密封件和密封技術(shù)，盡可能的降低液壓系統(tǒng)的滲漏的可能性，保障冶金機械的安全性。

2)動力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。動力系統(tǒng)是冶金機械的關(guān)鍵部分，針對動力系統(tǒng)，需要選擇適宜的消音技術(shù)和減震技術(shù)。其中動力系統(tǒng)的消音技術(shù)，可以運用大容量的消音器，且配備全塑的風(fēng)機和罩殼，完成對動力系統(tǒng)的降噪。結(jié)合冶金機械選擇H型鋼的基本情況，可以合理的應(yīng)用鋁合金和尼龍等材料，在減輕冶金機械重量的同時，實現(xiàn)機械減震，并達到節(jié)約能源的效果。

3)工作系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，針對冶金機械的工作系統(tǒng)，可以采用變頻無級調(diào)速技術(shù)，借由變頻無級調(diào)速技術(shù)，可以完成對冶金機械工作能力的提升，還可以有效的減少對電能的消耗，達到節(jié)約電能的效果。

4)控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)?？刂葡到y(tǒng)是保障冶金機械功能性穩(wěn)定發(fā)揮的基礎(chǔ)。在原有控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，選取光機電一體化技術(shù)，切實將先進的操作方式與冶金機械控制系統(tǒng)相結(jié)合，設(shè)計選取適宜的方法，完成對控制系統(tǒng)的優(yōu)化和改進，發(fā)揮控制系統(tǒng)的功能，促使冶金機械的操作難度和控制水平得到全面提升，為冶金企業(yè)的全面發(fā)展提供基礎(chǔ)［7］。

4 結(jié)語

冶金行業(yè)是影響社會經(jīng)濟發(fā)展基礎(chǔ)行業(yè)，通過相關(guān)工藝流程，從金屬礦產(chǎn)資源中獲取目標金屬，并根據(jù)具體的功能需求，完成對金屬的加工。冶金行業(yè)與建筑行業(yè)、機械制造、礦產(chǎn)資源開發(fā)等領(lǐng)域均有直接的關(guān)系。針對現(xiàn)階段，冶金機械的工作情況，分析冶金機械綠色設(shè)計與制造的意義。再分析具體的綠色設(shè)計內(nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)，具體如下。

1)冶金機械的綠色設(shè)計與制造，需要從多個角度對冶金機械進行設(shè)計，完成對冶金機械的性能、排放水平和生成能力的優(yōu)化和改進，促使冶金生產(chǎn)過程中可以有效提升對礦產(chǎn)資源和燃料的利用效率，并促使冶金和壞境之間具備良好的親和力，減少污染。

2)冶金機械綠色設(shè)計與制造的關(guān)鍵技術(shù)主要與冶金機械的不同系統(tǒng)有關(guān)，為了滿足不同的系統(tǒng)的需求，合理的應(yīng)用減振技術(shù)、變頻無級調(diào)速技術(shù)等，積極推動冶金機械的綠色設(shè)計，為冶金行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展提供基礎(chǔ)。

［1］周志軍．基于綠色鋼鐵冶金機械設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)初探［J］．科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015(14):114－114．

［2］劉同春．冶金機械綠色設(shè)計探析［J］．現(xiàn)代制造，2013(21):142－143．

［3］阮紅生．綠色冶金機械設(shè)計技術(shù)要點探析［J］．低碳世界，2015 (18):301－302．

［4］禚孝勝．冶金機械的綠色設(shè)計及制造分析［J］．中國科技博覽，2015(38):97－97．

［5］蘇勝軍．淺析冶金機械的綠色設(shè)計與制造［J］．低碳世界，2015 (5):293－294．

［6］楊柳．基于綠色冶金機械設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用探析［J］．科技視界，2013(31):253－253．

［7］王秋鵬．有限元分析技術(shù)在冶金機械設(shè)計中的應(yīng)用［J］．中國錳業(yè)，2016，34(4):140－142．

Green Design of Metallurgical Machinery and Key Technology Research of Manufacture

LUO Cong
(Changsha Normal College，Changsha，Hunan 410100，China)

We know metal minerals are selected from ore．Through all kinds of processing methods，it will impel the metal to a certain performance of materials．Metallurgy is complete on the early stages of the effective utilization ofmetal mineral resources which can provide a number of metal processing industry with feedstock．In specific metallurgical process，the role of metallurgical machinery is very clear to improve the metallurgical efficiency，as is an important part of improving the efficiency of resource utilization．Here in this paper，we talk about the green design and manufacturing of metallurgy mechanical discusses the key technologies to combine with the basic situation of metallurgical industry，including the details of the meaning and value of metallurgical machinery green design．We have made an analysis of the green design of the specific content to show the specific manufacturing key technologies，aiming to provide a reference for related personnel．We are trying to reduce the impact on the environment in metallurgical process to highlight the energy saving and environmental protection of metallurgical machinery in reducing leak to promote the sustainable and healthy development of metallurgical enterprises．

Metallurgical machinery;Green design;Manufacturing;Key technology

TF302

B

10．14101/j．cnki．issn．1002－4336．2017．01．056

2017－01－13

羅聰(1984－)，湖北荊州人，在讀碩士研究生，研究方向:產(chǎn)品機械與工業(yè)系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計，手機:13637486989，E-mail:184253689@qq．com．