羅 聰

(長(zhǎng)沙師范學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410100)

冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)應(yīng)用及關(guān)鍵問(wèn)題分析與闡述

羅 聰

(長(zhǎng)沙師范學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410100)

分析了冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)的應(yīng)用，且對(duì)冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)應(yīng)用中的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行闡述，并結(jié)合冶金行業(yè)的實(shí)際需求，制定適宜的完善措施，旨在為相關(guān)人員提供參考，推動(dòng)冶金綠色設(shè)計(jì)的有效應(yīng)用，推動(dòng)冶金行業(yè)的節(jié)能、減排，滿足低碳環(huán)保的需求，推動(dòng)冶金企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

冶金行業(yè)；冶金機(jī)械；綠色設(shè)計(jì)；應(yīng)用；關(guān)鍵問(wèn)題

近年來(lái)，冶金技術(shù)不斷優(yōu)化和改進(jìn)，再加上政府相關(guān)政策的扶持，冶金行業(yè)的產(chǎn)能不斷提升，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步提供了動(dòng)力。冶金技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)回收金屬的再生，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬資源的循環(huán)利用，有效的減少了礦產(chǎn)資源的消耗，符合可持續(xù)發(fā)展的基本需求。但再生金屬產(chǎn)出，對(duì)傳統(tǒng)的冶金機(jī)械提出了更高的要求，使得冶金機(jī)械出現(xiàn)污染、高能耗和噪聲等情況?；诖?，本文對(duì)冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)進(jìn)行應(yīng)用，并解讀冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題，選取適宜的措施，促使冶金機(jī)械更加符合冶金企業(yè)的需求，降低冶金企業(yè)的成本，進(jìn)一步提升產(chǎn)值。

1 冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)分析

1.1 冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)

冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)是在原有冶金機(jī)械的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)冶金機(jī)械與低碳環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相悖的部分進(jìn)行改進(jìn)和完善。綠色設(shè)計(jì)主要是站在生態(tài)和環(huán)保的角度，促使冶金機(jī)械在具體的應(yīng)用和生產(chǎn)中，可以減少對(duì)環(huán)境的不利影響，避免環(huán)境污染，促使冶金行業(yè)可以與環(huán)境保護(hù)同時(shí)展開。

綠色設(shè)計(jì)主要從環(huán)境、能源和可再生等角度綜合對(duì)冶金機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)，重視冶金機(jī)械在制造過(guò)程中材料和能源消耗情況，并結(jié)合冶金行業(yè)的基本情況，對(duì)冶金機(jī)械結(jié)構(gòu)和材料進(jìn)行綜合選擇，分別對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，選擇適宜的關(guān)鍵技術(shù)，盡可能的提升冶金機(jī)械性能。

冶金機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)，綜合分析冶金機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程，明確冶金生產(chǎn)具體需求，選擇最為節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)方案，并保障冶金機(jī)械具備良好的可拆卸性和可回收性，可以完成回收利用，避免對(duì)環(huán)境造成不利影響[1]。

1.2 冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)方法

冶金機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)方法可以根據(jù)的具體設(shè)計(jì)需求和設(shè)計(jì)重點(diǎn)，分為并行交叉工作設(shè)計(jì)法、可回收設(shè)計(jì)法、生命周期設(shè)計(jì)法等。

1) 并行交叉設(shè)計(jì)法，這類設(shè)計(jì)方法是建立在有效的保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析綠色設(shè)計(jì)實(shí)施中強(qiáng)調(diào)的并行交叉工作，對(duì)提升冶金機(jī)械的設(shè)計(jì)質(zhì)量和環(huán)保效果具有顯著的影響。

2) 可回收設(shè)計(jì)方法，這類設(shè)計(jì)方法是保障冶金機(jī)械的所有零部件均可以實(shí)現(xiàn)回收利用。且充分對(duì)冶金機(jī)械在報(bào)廢后的可回收性進(jìn)行控制。這類綠色設(shè)計(jì)可以保障冶金機(jī)械在報(bào)廢后，通過(guò)相關(guān)工藝，可以重新成為零件和材料，為冶金機(jī)械的制造提供基礎(chǔ)。

3) 生命周期設(shè)計(jì)法，切實(shí)將綠色這一特性，始終貫穿在冶金機(jī)械的整個(gè)生命周期中，促使冶金機(jī)械在具體的生產(chǎn)、應(yīng)用和回收的生命周期內(nèi)，均具備良好的環(huán)境親和力，避免對(duì)環(huán)境造成不利影響。

4) 基于TRIZ的綠色設(shè)計(jì)，結(jié)合TRIZ機(jī)制，對(duì)冶金機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中的復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行創(chuàng)新分析，進(jìn)而提出具備突破性的完善方案[2]。

2 冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題分析

冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)在具體的應(yīng)用中，需要解決一些關(guān)鍵問(wèn)題，從而使冶金機(jī)械的功能性和綠色性可以得到保障，具體問(wèn)題分析如下。

2.1 原材料選擇問(wèn)題

原材料選擇是冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題之一，如不能對(duì)冶金機(jī)械的原材料問(wèn)題進(jìn)行解決，必然會(huì)導(dǎo)致原材料出現(xiàn)毒害作用，對(duì)環(huán)境造成不利影響，制約冶金企業(yè)的效益和員工健康?，F(xiàn)階段，冶金機(jī)械的原材料主要是重金屬和其他有毒害作用的材料，另外，部分原材料造價(jià)成本過(guò)高，無(wú)形中增加了冶金行業(yè)的生成成本，不利于冶金企業(yè)的產(chǎn)值提升，影響冶金企業(yè)的發(fā)展。故此，冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)應(yīng)用中的原材料問(wèn)題也是亟需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

2.2 污染物排放問(wèn)題

冶金行業(yè)在實(shí)際的生產(chǎn)中，可能會(huì)產(chǎn)生大量有毒有害的廢棄物，如果這些廢棄物不能得到有效的處理，就會(huì)增加冶金生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的不利影響。因此，需求冶金機(jī)械需要具備對(duì)冶金生產(chǎn)廢棄物處理的能力，提高冶金和環(huán)境之間的親和力。另外，冶金機(jī)械生產(chǎn)中，同樣可能會(huì)產(chǎn)生一些廢棄物，造成環(huán)境的污染，這與綠色設(shè)計(jì)中生命周期設(shè)計(jì)方法出現(xiàn)嚴(yán)重的偏差[3]。

2.3 泄漏問(wèn)題

泄漏問(wèn)題是現(xiàn)代冶金機(jī)械常見的問(wèn)題，也是冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。冶金機(jī)械的液壓系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用中，受到維護(hù)、保養(yǎng)等因素的影響，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)密封性發(fā)生變化，也就可能會(huì)導(dǎo)致泄漏情況發(fā)生。而泄漏的油液可能會(huì)進(jìn)入到冶金機(jī)械內(nèi)部，使得冶金機(jī)械的相關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到影響，使得冶金機(jī)械的動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)不夠暢通，影響冶金生產(chǎn)的效率和安全。油液泄漏還可能增加冶金機(jī)房的安全性，油液通常具有較高的可燃性，遇到明火可能會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。此外，油液還存在毒害作用，不但會(huì)造成機(jī)房環(huán)境污染，還會(huì)引起油液資源的浪費(fèi)，影響冶金企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.4 噪聲和振動(dòng)問(wèn)題

動(dòng)力系統(tǒng)是冶金機(jī)械的重要部分，動(dòng)力系統(tǒng)工作的過(guò)程中，相關(guān)結(jié)構(gòu)之間會(huì)發(fā)生摩擦，也就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的噪聲產(chǎn)生。這些噪聲會(huì)對(duì)機(jī)房的相關(guān)工作人員的聽力和身體健康造成影響。長(zhǎng)期處于噪聲環(huán)境中，可能會(huì)導(dǎo)致工作人員的聽力下降、記憶力減退、易激怒等情況，不利于冶金企業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。另外，動(dòng)力系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中，相關(guān)構(gòu)件可能會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)。振動(dòng)的產(chǎn)生，不僅會(huì)增加噪聲的產(chǎn)生，還可能會(huì)引起相關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)松弛的情況，嚴(yán)重影響動(dòng)力系統(tǒng)的質(zhì)量，甚至引發(fā)安全事故，不利于冶金企業(yè)的發(fā)展[4]。

2.5 維護(hù)問(wèn)題

維護(hù)問(wèn)題同樣是綠色設(shè)計(jì)需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。冶金機(jī)械在具體工作中，受到諸多因素和機(jī)械自身磨損的影響，可能會(huì)導(dǎo)致冶金機(jī)械的出現(xiàn)故障。故障的發(fā)生就需要展開及時(shí)的故障檢修，檢修過(guò)程中需要在停機(jī)的環(huán)境下展開，必然會(huì)影響冶金企業(yè)生產(chǎn)效率，制約冶金企業(yè)的產(chǎn)能。此外，過(guò)多維護(hù)次數(shù)，可能會(huì)增加異物進(jìn)入到冶金機(jī)械的內(nèi)部。受到異物的影響，就會(huì)對(duì)冶金機(jī)械的內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成不利影響。而且，維護(hù)過(guò)程中，如果不能將安全隱患解決，冶金機(jī)械仍舊不能處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，影響冶金企業(yè)的產(chǎn)能。

3 冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)關(guān)鍵問(wèn)題的處理方式

結(jié)合冶金生產(chǎn)的基本需要，對(duì)冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行處理，降低這些問(wèn)題對(duì)冶金生產(chǎn)的不利影響，達(dá)到降低冶金生產(chǎn)的能源消耗和污染的作用，推動(dòng)冶金企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3.1 綠色材料的選擇

針對(duì)傳統(tǒng)冶金機(jī)械的重金屬和有毒害作用的基本情況，具體的冶金機(jī)械原材料的選擇過(guò)程中，原材料的選擇需要具備易生產(chǎn)、無(wú)污染和可回收等特性。H型鋼均符合上述需求，且H型鋼具有較好的性能特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，具備良好的截面穩(wěn)定性，在冶金機(jī)械報(bào)廢后，可以采取適宜的回收方式完成對(duì)H型鋼的回收。較比傳統(tǒng)的冶金機(jī)械的原材料，H型鋼具有較好的側(cè)向剛度和抗彎能力、較低的殘余應(yīng)力。且采用H型鋼制作的鋼結(jié)構(gòu)成本比焊接H型鋼可以節(jié)約30%左右。另外，采用H型鋼可以有效的降低冶金機(jī)械的自重，通常情況下能夠減輕自重20%～30%，且有效增加使用面積。綜上性能比較，H型鋼符合冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)的基本需求[5]。

3.2 污染管控

污染管控主要是針對(duì)冶金生產(chǎn)過(guò)程中和冶金機(jī)械制造過(guò)程中的污染展開治理和管控，其中針對(duì)冶金生產(chǎn)過(guò)程，綠色設(shè)計(jì)需要合理的對(duì)冶金機(jī)械的性能進(jìn)行控制，具體污染管控中，可以選擇適宜污染治理技術(shù)，對(duì)冶金生產(chǎn)中具體污染環(huán)節(jié)進(jìn)行治理，促使冶金和環(huán)境之間可以和諧相處。針對(duì)冶金機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程，結(jié)合環(huán)保部門、冶金行業(yè)聯(lián)合作業(yè)，制定嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，促使冶金機(jī)械制造過(guò)程中的排放物符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。如果超標(biāo)需要通知制造企業(yè)停頓整改。并完成對(duì)冶金機(jī)械整體的綠色設(shè)計(jì)，結(jié)合H型鋼輔以低能耗塑料制品，達(dá)到降低成本的作用。

3.3 泄漏控制

針對(duì)冶金機(jī)械的泄露情況，必須完善對(duì)密封技術(shù)的改進(jìn)，尤其是液壓系統(tǒng)，促使液壓系統(tǒng)的各個(gè)應(yīng)力結(jié)構(gòu)緊密、致密性良好使得密封件、較高的機(jī)械強(qiáng)度和硬度，可以適當(dāng)?shù)钟鶃?lái)自外界的沖擊，在承受沖擊后，可以恢復(fù)到原有的狀態(tài)。另外，液壓系統(tǒng)還需要選擇綠色無(wú)污染的防腐材料。針對(duì)油液的選擇，需要保障液壓油無(wú)毒無(wú)害，即使泄漏也不會(huì)對(duì)冶金機(jī)械的內(nèi)部構(gòu)件造成不利影響。冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)中，妥善的處理滲漏的問(wèn)題，促使冶金機(jī)械可以符合冶金生產(chǎn)的基本需求[6]。

3.4 噪聲和振動(dòng)處理設(shè)計(jì)

冶金機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)需要對(duì)冶金機(jī)械的噪聲問(wèn)題進(jìn)行控制。通過(guò)分析得知，冶金機(jī)械產(chǎn)生噪聲的部分主要是動(dòng)力系統(tǒng)，由于運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部相關(guān)構(gòu)件的相互摩擦，導(dǎo)致噪聲的產(chǎn)生。而且，這些噪聲對(duì)周邊環(huán)境和工人均會(huì)造成不利影響。針對(duì)冶金機(jī)械的噪聲，綠色設(shè)計(jì)中，可以結(jié)合大容量的消音器，完成對(duì)噪聲的消除。且對(duì)于摩擦較為劇烈結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可以合理的對(duì)潤(rùn)滑油等進(jìn)行布置，減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的摩擦。另外，動(dòng)力系統(tǒng)在具體的運(yùn)行中，部分結(jié)構(gòu)的振動(dòng)是不可避免的。針對(duì)部分結(jié)構(gòu)，可以采取更換材料的，選擇清潔且質(zhì)量較輕的材料代替原有的材料，減少振動(dòng)的不利影響。如：采用全塑風(fēng)機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬風(fēng)機(jī)，達(dá)到減振和降噪的目的，且效果顯著。

3.5 維修設(shè)計(jì)

針對(duì)冶金機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)，需要合理的將維護(hù)問(wèn)題納入到設(shè)計(jì)體系中，盡可能的減少冶金機(jī)械的維修幾率。可以結(jié)合智能監(jiān)控系統(tǒng)，完成對(duì)冶金機(jī)械的在線監(jiān)控，并通過(guò)各項(xiàng)傳感器采集的數(shù)據(jù)類型，對(duì)冶金機(jī)械的工作狀態(tài)進(jìn)行分析，如果出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，由智能監(jiān)控系統(tǒng)，完成對(duì)數(shù)據(jù)的處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的診斷，且發(fā)出報(bào)警信號(hào)和資料，促使維護(hù)人員采取適宜的維護(hù)措施，并對(duì)多項(xiàng)隱患進(jìn)行同時(shí)處理，達(dá)到一步到位，盡可能的減少冶金機(jī)械多次大型維修。此外，還需要建立完善的維護(hù)制度，定期的展開冶金機(jī)械的管理和維護(hù)工作，達(dá)到防護(hù)隱患目的，推動(dòng)冶金機(jī)械的功能性發(fā)揮[7]。

4 結(jié) 語(yǔ)

分析冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)的概念和綠色設(shè)計(jì)具體方法，結(jié)合冶金行業(yè)的基本情況，詳細(xì)的對(duì)冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題的進(jìn)行分析，結(jié)合相關(guān)技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵問(wèn)題的處理，完成冶金機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)，使得綠色特征始終貫徹在冶金機(jī)械生產(chǎn)和應(yīng)用等整個(gè)生命周期，為冶金企業(yè)節(jié)能減排和提升生產(chǎn)效率提供基礎(chǔ)，積極推動(dòng)冶金企業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

[1] 鄧蕊, 趙士明. 冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)應(yīng)用關(guān)鍵問(wèn)題研究[J]. 河北冶金, 2014(2): 75-78.

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

[3] 馮娣. 冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)應(yīng)用關(guān)鍵問(wèn)題研究[J]. 工業(yè)b, 2015(44): 42.

[4] 王曉運(yùn). 冶金機(jī)械綠色設(shè)計(jì)應(yīng)用關(guān)鍵問(wèn)題研究[J]. 化工管理, 2015(21): 184.

[5] 孫波. 淺析冶金機(jī)械的綠色技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 科技傳播, 2011(4): 204.

[6] 王貴華. 試論冶金機(jī)械綠色技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用, 2015(30): 129.

[7] 呂讓濤. 冶金機(jī)械綠色技術(shù)的研究及其應(yīng)用[J]. 中國(guó)科技博覽, 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

羅聰(1984-)，男，湖北荊州人，講師，研究方向：產(chǎn)品機(jī)械與工業(yè)系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，手機(jī)：13637486989，E-mail：184253689@qq.com.

TF302

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.02.047