冶金机械的绿色设计与制造关键技术之研究
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2017-10-26T20:08:35.890Z 来源：《科技中国》2017年7期 作者： 杨红冠1 王宪昌2
[导读] 摘要：冶金机械是冶金生产的基础设施。在混凝土冶金过程中，传统冶金机械的能耗过大，不利于冶金企业的效益和发展。冶金机
械在运行过程中会产生很大的噪声，对相关人员的工作造成不利影响。在冶金过程中，可能会产生一些对空气有污染的废气。

摘要：冶金机械是冶金生产的基础设施。在混凝土冶金过程中，传统冶金机械的能耗过大，不利于冶金企业的效益和发展。冶金机械在
运行过程中会产生很大的噪声，对相关人员的工作造成不利影响。在冶金过程中，可能会产生一些对空气有污染的废气。如果冶金机械不
能完成废气处理，则可能导致严重的空气污染。因此，需要结合冶金行业的基本情况，冶金机械的绿色设计分析、冶金机械可以提示满足
冶金生产，减少资源消耗，提高资源利用效率，实现绿色环保的效果。在此基础上，分析了冶金机械绿色设计制造的关键技术，为冶金工
业的可持续发展提供了依据。

关键词：冶金机械；绿色设计；制造关键技术
1
冶金机械绿色设计与制造的意义分析
1.1
冶金分析
近年来，在国家政策的大力支持下，冶金行业保持了良好的发展势头，市场规模扩大明显，效益现状。随着冶金技术的不断进步和发展，
金属回收利用已有效地提高了金属资源的利用效率，完成了金属资源的循环利用。根据行业报告，在
2020，回收金属的利用率可达1200万
t
，达到总量的40%。冶金工业的发展趋势主要集中在产业集中，产业链的上下游一体化已经完成。生产能力和环保水平不断提高，冶金技
术水平和机械性能不断提高。
1.2
冶金机械分析
冶金机械是冶金生产的重要组成部分。它是金属精炼的主要部分。传统冶金机械在冶金过程中消耗大量的矿产资源，其中煤炭资源和金属
矿产资源是最重要的。煤炭资源主要以燃料加热，受冶金机械本身的制约，使燃料的利用率和金属矿产资源的提取率不高，影响资源的利
用效率。此外，冶金机械生产中会产生大量的噪声和废气，使冶金生产过程中的环境和工作人员的身体受到不利的影响。
1.3
冶金机械绿色设计的意义
根据目前冶金机械特性的高能耗，高污染的生产过程，完成对冶金机械的绿色设计，可以减少冶金生产过程中的资源消耗，改变现有的冶
金生产模式，在资源供应有限的情况下，访问最多的金属资源，提高资源使用效率。然后根据冶金生产的基本要求，合理控制冶金机械的
噪声。结合原材料的回收和循环利用，尽可能生产回收金属，减少原材料对环境的不良影响。通过对冶金机械的绿色设计，冶金行业可以
降低成本，控制污染排放，其最终目标是实现零排放的效果，使冶金企业增加产能，积极推进冶金行业在低碳环保的要求一致，促进冶金
工业的可持续发展有着积极的促进作用。
2
落实绿色钢铁冶金机械设计的必要性
冶金行业与工业、建筑业之间联系密切，从冶金行业发展至今，生产中的污染问题长期得不到妥善的解决，较为常见的问题有粉尘污染、
噪音污染、生产设备损耗率过高等，在市场经济的发展中利益最大化的经营目标会在一定程度上影响经营者的决策，落实绿色钢铁冶金机
械设计能够将绿色设计理念、绿色材料、绿色能源等融入到机械设计中，从而达到绿色化生产的目的。
3
冶金机械绿色设计应用的关键问题分析
3.1
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。
3.2
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。
3.3
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。
3.4
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。
3.5
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。
4
冶金机械绿色设计与制造的关键技术分析
4.1
液压系统关键技术
结合冶金机械的绿色设计，液压系统的制造过程需要与简化的工艺、工作介质等相结合。选择合适的液压油，保护液压油无毒、无害，即
使泄漏也不会对环境造成不利影响。并选择合适的密封和密封技术，尽可能减少液压系统泄漏的可能性，保障冶金机械的安全。
4.2
动力系统关键技术
电力系统是冶金机械的关键部件。从电力系统的角度出发，需要适当的降噪技术和阻尼技术。其中，电力系统的消声系统可以采用大容量
消声器，并配备了全塑料风机和壳来完成电力系统的降噪。结合冶金机械选择
H型钢的基本情况，可以合理地应用铝合金、尼龙等材料，同
时减少冶金机械重量，实现机械减震和达到节能的效果。
4.3
工作系统关键技术
根据冶金机械工作的系统，可以通过变频技术采用无级调速，变频无级调速技术，可以对冶金机械完成，增强工作能力，而且可以有效地
降低功耗，从而达到节能的效果。
4.4
控制系统关键技术
控制系统是保证冶金机械功能稳定的基础。基于原有的控制系统、光机电一体化技术的选择，和先进的经营模式和冶金机械控制系统相结
合的设计，选择合适的方法来完成对控制系统的改进优化，发挥控制系统的功能，在操作和控制的冶金机械升级难度，提供对冶金企业的
全面发展的基础。
5
结论
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。
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