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摘要：冶金機械設備在生產過程中，會產生大量的廢料，對環境造成嚴重污染，因此加強節能減排工作力度是當前工業發展趨勢。就冶金機械設備綠色設計展開了探討。首先了解了冶金機械產品綠色設計的概念；其次從發展冶金機械綠色設計與制造的必要性介紹了綠色設計與制造的開展是適應國際形勢的需求、綠色設計與制造的開展是我國產業轉型的需要和環境保護成為全球制造業的重要標準；最后對冶金機械綠色設計關鍵問題的處理進行展開介紹，從選擇優化的材料、控制污染與回收利用、噪聲與振動、防止泄漏發生，提高密封技術、減少不必要的維修時間和次數，提高故障診斷技術和設計原則這些方面了解。

關鍵詞：冶金機械；設備綠色設計；必要性

冶金機械設備的生產過程是一個非常復雜并且繁瑣和復雜的系統工程，因此在設計時必須對其進行科學、合理地分析，并采取相應措施來減少資源消耗。由于我國經濟發展水平不斷提高，以及人們生活質量也日益提升。這就要求我們要加強節能減排工作與綠色建筑設計相結合；以節約能源為主線；積極開發新型工藝技術及設備等方面的研究應用工作，因此在冶金機械設備生產過程中必須重視這一點問題，冶金機械設備的發展，帶來了許多新工藝，例如，精煉鋼中的氧化鐵、電石和其他合金；在生產過程中會產生大量有害氣體，如對環境污染嚴重；這些工業廢氣不僅會造成大氣污染；還會導致土壤侵蝕等問題；同時也增加了工人工作量與勞動強度等等一系列危害人體健康安全隱患因素；還有在冶金機械設備設計時必須考慮到各種影響生態環境及人類生活質量的因素。

1冶金機械產品綠色設計的概念

所謂冶金機械產品綠色設計，就是指以節能環保、資源利用和環境保護為基礎，在滿足其使用功能的同時也要兼顧經濟效益與社會環境的雙重目標。實現對冶金機械設備進行全過程優化控制，通過對工藝流程中所產生出來材料、能源以及周圍自然環境等因素影響后再加以改進或消除；而達到這一目的則需要采取一定技術手段來改善過程中出現問題以使之能夠有效地減少資源消耗，從而提高生產效率和產品質量。由于經濟的發展，我國社會和工業技術水平不斷提高，對冶金機械產品質量要求也越來越高，傳統的設計方法已經不能滿足人們日益增長的需求。因此在進行工藝流程優化過程中要充分考慮到節能、節材等問題。

2發展冶金機械綠色設計與制造的必要性

冶金機械綠色設計制造是指以減少資源消耗、節約能源和環境保護的方式，在滿足產品質量要求，生產過程中對環境造成污染及有害氣體排放等情況下提高經濟效益。傳統冶金設備在加工生產時產生的廢氣物主要來自于石渣、爐灰分質以及粉塵。而這些物質對自然環境有很大危害性且難以回收利用；同時還會帶來許多嚴重影響人體健康問題，如：酸雨和溫室效應等等一系列環境問題，因此必須采用先進技術來減少甚至避免有害氣體排放量。冶金機械是國民經濟生產和人民生活的重要物質基礎，在我國經濟發展過程中發揮著關鍵作用。冶金設備結構復雜、技術要求高，因此，對其進行科學合理設計與制造不僅能提高企業效益及產品質量水平也有利于社會可持續發展；既可以節約資源又不會污染環境；同時還能夠減少廢棄物排放量降低企業成本并為環境保護做出貢獻從而使國民經濟得到更好的進步和改善，這也是經濟增長方式轉變過程中實現可持續性的重要途徑之一。

2.1綠色設計與制造的開展是適應國際形勢的需求

在現階段，我國經濟發展的主要特點是：一是以資源消耗和環境污染為主要特征；二是以滿足國民經濟可持續增長、社會和諧健康等需求。由于世界工業化進程加快以及能源短缺問題日益嚴重，對冶金企業而言既是機遇又同時也面臨著嚴峻挑戰，因此必須大力開發新工藝技術與節能型產品，來替代傳統生產方式中所帶來的高能耗高排放給生態環境造成嚴重破壞的局面，從而促進我國經濟發展和環境保護協調共同進步。

2.2綠色設計與制造的開展是我國產業轉型的需要

冶金機械的發展是實現我國經濟快速增長和產業結構調整，優化資源配置，推動傳統制造業向新型工業化轉型升級過程中具有重要意義。綠色設計與制造技術在中國已經得到了廣泛推廣，目前國內的產品主要由生產工藝簡單、設備落后以及環保等方面原因造成嚴重污染問題；而國外一些發達國家對環境質量要求較高且有嚴格限制標準。此外我國經濟發展水平和產業結構決定著其綠色化程度也比較低，在當前的經濟發展過程中，我國工業產業結構調整和優化正在成為重要任務，而鋼鐵行業作為傳統制造業當中最為基礎性、主導性以及關鍵技術之一，因此要實現節能減排目標必須走綠色設計與制造路線。[1]

2.3環境保護成為全球制造業的重要標準

在當今世界，經濟的迅捷發展，環境污染問題日益突出，鋼鐵、水泥等行業是我國工業發展中所產生的主要污染物之一。而這些物質排放到大氣中不僅會造成嚴重空氣污染還會對人們生活健康帶來極大威脅；近些年來大量化學燃料被消耗殆盡使得能源危機加劇；此外一些高耗能產業也因為生產過程不達標導致其產品成本過高從而被迫退出市場。這就使我們不得不思考一個問題：在鋼鐵、水泥等行業內，由于資源日益枯竭，生態環境不斷惡化，人類對環境的破壞和污染越來越嚴重。我國鋼鐵企業生產過程中排放大量有毒有害物質如二氧化硫、氮氧化物等。這些污染物是造成酸雨及其他大氣災害最重要原因之一；同時也給人們帶來了極大的危害：一是會引發人體死亡或健康損害；二是引起水土流失等一系列疾病問題；三是導致骨質疏松，骨密度下降，脆性骨折和關節歪痛發生概率增加、全身功能紊亂而引起慢性損傷。

3冶金機械綠色設計關鍵問題的處理

如圖1所示，冶金機械設備的綠色設計主要是對生產過程中可能出現環境問題進行研究分析，并提出相應解決方法，以達到減少能源消耗和資源浪費。在實際應用時還需注意以下幾方面：節能環保，從本質上講就是要以人為本、預防為主、改善人與自然關系等方式來降低能耗；加強對冶金機械設備的環保管理，提高環保水平；強化工藝設計，合理安排生產進度，在進行設計時應嚴格按照國家現行有關標準、技術規范及行業規定來開展工作；同時應該考慮到企業經濟效益和資源利用率等問題，并結合實際情況制定符合本企業的設計方案；最后要對產品質量進行分析，找出影響其使用壽命或成本的因素及其可能性，從而確定出最優工藝。

3.1選擇優化的材料

在進行冶金機械設備的生產制造時，需要考慮到諸多方面，比如說材料成本、使用壽命等，因此選擇優化的鋼材來保證產品質量是十分有必要。首先要對所選金屬原料中存在問題予以解決；其次是通過科學合理的工藝流程設計和技術改進方法使其達到綠色化水平；最后就是加強對先進技術應用與發展趨勢以及相關設備生產制造過程進行研究分析，從而制定出更加符合實際需求、更為環保節能的冶金機械設備的生產標準規范及操作規程等。[2]

3.2控制污染與回收利用

冶金機械設備的生產過程中，產生大量有毒有害氣體，造成環境污染，對生態環境造成嚴重危害。在進行鑄造時可以使用清潔能源作為燃料或者是利用一些先進技術來減少污染排放；而對于鋼鐵來說則需要采用低碳工藝來降低污染物含量以及減少資源消耗量從而達到節能減排目的。

3.3噪聲與振動

在冶金機械設備中，由于各種生產的工藝流程不同，其產生噪聲也不相同。主要是軋制、鍛造和切削加工等過程引起的振動而造成傷害。軋鋼機設備運行時產生振動現象：如電動機轉速較低或工作時間較長時；電動機運轉速度過快導致轉動葉片與軸承之間接觸面過大磨損；潤滑油溫度過高使摩擦表面間粘附在軸上，在冶金機械設備運行過程中，產生噪聲是不可避免的。而冶金企業對生產工藝進行改善后，生產過程得到了有效控制，但同時也會影響到產品質量。例如：焊接工作時由于高溫和振動等原因造成焊縫表面出現裂紋、開路以及裂紋擴展；軋制板材加工完成以后需要及時將其冷卻至合適溫度才能實現焊接功能等等問題；在機械設備中得以解決或者避免的情況都是冶金企業對車間噪聲與震動進行嚴格管理，以降低生產過程產生的噪音污染。[3]

3.4防止泄漏發生，提高密封技術

在冶金機械設備中，密封技術是一項重要的工作，它主要用于保護產品，防止泄漏。由于軋制、鍛造等過程需要大量鋼材加熱和冷卻，因此必須在生產或焊接前做好必要準備。加強對材料性能進行測試分析；保證焊接質量要求；采用適當的接頭方式來提高其強度與可靠性；嚴格控制加工工藝流程中所產生氣體量及溫度變化情況，以確保密封性良好并降低泄漏率。冶金機械設備在生產過程中，不可避免的會產生一定量泄漏，因此，需要加強對密封技術的管理和控制。首先要做好檢查工作，對于金屬材料進行涂漆、焊接等工藝操作時必須使用專用工具；其次是防止漏油現象發生應采取有效措施防止泄露污染環境及造成嚴重后果；最后就是保證產品質量安全可靠無損化和環保性良好化以延長設備壽命并降低生產成本為目的來實現節能減耗，提高冶金機械的密封性能也就顯得尤為重要了。

3.5減少不必要的維修時間和次數，提高故障診斷技術

在生產過程中，由于各種原因，不可避免的會出現一些問題。如設備維修周期長、故障率高。如果這些問題得不到有效解決將大大降低企業經濟效益和產品質量，因此我們應加強對生產工藝流程進行改進與優化設計，以減少不必要損失并提高工作效率來實現節能減排目標。首先通過采用先進技術手段來改善傳統手工操作模式下大量重復勞動過程中存在的安全隱患，使其向自動化轉變；其次是建立一套科學合理、實用性強且成本低的診斷系統；最后為了減少不必要發生故障所需花費費用以及減少一些重復性動作帶來的經濟損失，就是采用先進技術手段實現對產品結構、性能等方面改進或提高設備自身性能水平，從而降低修理成本，同時還可以增加機械使用壽命。[4]

3.6設計原則

第一設計時應遵循閉環設計原則。冶金機械設備的開、閉過程是一個循環往復，從始至終連續設計，整個系統中各個零部件之間互相配合。這種方法能夠充分利用各種材料之間的相互協調和關系將其合理地進行組合而形成一種新形式下工作流程；但對于一些特殊情況來說往往不能滿足要求或對結構尺寸有一定限制時就不可以使用了。第二回收的原則。在冶金生產中，由于各種因素的影響，如操作條件、勞動強度等而造成的能源損耗和環境污染。為了降低這些原因對工人帶來傷害，需要采用一些措施來減少或消除這種現象發生所導致的損失。通過回收處理后可以循環使用或者進行再生利用等等方法使其達到節能環保目的第三節能原則。節能是冶金機械設備的重要任務，也是企業生產發展過程中最需要重視的問題。在進行產品設計時，應充分考慮對環境產生影響所帶來后果。首先要保證能源與材料能得到合理利用、減少有害物質排放；其次應盡可能地采用先進工藝技術和新型設備來提高勞動效率及降低廢品損失率等；再次應該根據實際情況選擇適當節能方案以達到節約資源成本的目的，從而實現經濟效益最大化的目標。

4結語

通過對現有工藝流程及產品結構等進行優化改進后可以最大限度地減少能源消耗與廢棄物排放來達到環境保護目標要求；同時也針對傳統工藝中存在著大量不合理因素加以總結并給出相應解決方案以降低生產過程產生的污染物；最后從冶金機械設備運行管理角度出發，通過對冶金機械設備生產中的工藝流程、設備設計與選型等一系列問題進行了分析，并提出了解決方案。在冶金企業設計綠色化節能技術時，首先要考慮到其能耗及環境成本；其次是產品生命周期理論和能量利用率計算方法上：采用“三階段”原則來確定各工序所產生物性參數；同時還需要對物料進行熱力回收、利用過程中的廢水處理等方面加以研究與分析，使生產系統能夠更加高效地運行起來。

參考文獻

［1］姜麗娜.淺談冶金機械設備綠色設計的必要性及內容［J］.中國新技術新產品，2013，（4）：112.

［2］秦樟林.冶金機械的綠色設計及制造研究［J］.區域治理，2018，（18）：144.

［3］張凱.綠色冶金機械設計技術的要點分析［J］.中國設備工程，2018，（18）：197-198.

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

作者:王瑞 單位:南京鋼鐵股份有限公司板材事業部中板廠