冶金机械的绿色设计与制造

刘大维

摘要：近年来，我国社会经济水平不断提升，各行各业在其的推动下都得到了一定的发展。对于冶金行业来说，其是为多样化加工行业提供具备特定性能原材料的初期处理环节，冶金机械则是其生产作业中不可或缺的一项组成因素，采取优良的冶金机械能够在根本上提升作业效率，并减少资源浪费。当前形势下，我国倡导绿色环保可持续发展理念，冶金机械的设计制造产业中也毋庸置疑地融入了这一原则，因此强化对绿色设计及制造关键技术的研究是十分有必要的。基于此背景下，该文针对冶金机械的绿色设计与制造关键技术展开了探讨，希望能对提升冶金机械性能与质量，缓解冶金作业中的环境污染及生态破坏问题有所裨益，全面提升冶金企业的经济效益及生态效益。

关键词：机械设计制造；绿色设计法

引言

现如今，绿色设计与轻量化已成为内燃机等机械设计制造的一种趋势。绿色设计是在可持续发展观念下，将资源利用与环境友好性有机结合起来，在满足人类生活生产、工作以及社会发展的前提下，尽可能减少对环境资源的损害与消耗，从而实现经济效益、生态价值和社会利益之间最佳平衡为目标而进行的一种生产活动。工业化与机械化水平不断提升下，资源短缺以及环境恶化等问题逐渐显现，在这样的发展背景下，为了有效降低内燃机等机械设计过程中废水、废渣等废料的产生，减少污染源，有必要充分认识绿色设计在内燃机等机械设计制造中应用的独特之处，基于绿色环保视角与理念探索内燃机等机械设计制造的新路径。

1发展冶金机械绿色设计与制造技术的重要意义

自改革开放以来，我国比较注重重工业的发展，钢铁行业是我国工业发展的重要支柱，但在发展的同时给自然环境带来了较大压力，导致不同地区产生不同程度的环境污染。我国一直坚持可持续发展的理念，并且把其上升为国家战略，为降低冶金企业污染环境的现状，就需要合理应用绿色设计和制造技术，在提高产品质量的基础上实现环境保护、社会的可持续发展，实现企业和国家的共赢。

为了解决传统工艺的高能耗和高污染的问题，冶金机械制造企业需要基于环境保护的原则，全面采用绿色设计理念。进行绿色设计时，技术人员需要将资源节约、节能减排的理念结合设计、制造技术，转变传统的冶金生产方式，分析具体的材料特征，在生产过程中控制具体的材料用量，避免消耗过多的资源并避免有害材料污染环境。在冶金机械的绿色设计过程中，应引入生产过程的多个流程管控，用绿色材料替代含有有毒有害物质的材料，并改变企业的产品结构，从而减少资源消耗、提高企业的经济效益。

2绿色设计在机械设计制造中的具体应用

2.1绿色材料的选择和应用

绿色材料是指在原料选取、产品制造使用、再循环利用、废物处理等环节中实现生产设计与生态环境和谐共处且不会对人类健康造成威胁的一种材料，在机械设计和制造过程中可以实现低污染、低消耗。在内燃机动力机械设计制造中，面对复杂且规模庞大的绿色原材料，设计者需从环保角度入手进行筛选，避免在设计制造过程中因含有害物质材料的使用对后期回收和环境产生不利影响。因此。在内燃机设计制造的材料选取上，应遵循绿色设计法，选择与环境具有高兼容性的绿色环保材料，比如选用铝合金、镁合金、工程塑料等轻质材料作为结构材料，对内燃发动机的零部件进行结构优化；在模具材料的选择方面，用物理腐蚀防护代替化学腐蚀防护，用对环境影响较小的镀镍磷代替电镀铬等，从原材料选取源头上为机械设计制造奠定绿色设计基础。

2.2冶金机械环境、资源及能源属性把控

对于冶金机械环境、资源以及能源属性的因素把控也是绿色设计中的一个重点，合理地协调冶金机械及三者之间的关系能够更好地落实与其的绿色化目标。以环境因素为例，对于冶金机械的绿色设计侧重点需要集中在减震除噪上，其在实际生产作业的过程中，很容易产生噪声污染，诸如机械设备的加工、分离及洗选，以及大型机械的矿山、土质开挖等都是十分重要且易产生震动噪音的环节。以此为基础，则需要设计人员针对其的整体机械结构进行优化升级，并选取可靠的减震效果优良的构件进行设计制造；另外，在很多噪声较大的部位，还可以通过采取相关消声手段实现对其的把控，有效提升其的应用实效。

2.3加强冶金机械制造过程中的废弃物排放控制

冶金机械企业的生产制造过程中产生的废气以及废料问题是客观存在的，如果直接将这些废气废料排到生态环境中，必然会导致周边的环境受到影响，因此需要从多个角度对冶金机械制造企业中的废弃物排放问题进行严格的控制，与此同时让相关部门对冶金机械制造企业的废弃物排放工作进行相应的示范，提出具体的标准，细化相关的法律法规准则，用于监控冶金机械企业生产过程中的众多具体的行为。针对一些非法排放废弃物的冶金机械企业，需要由相关的管理部门下令进行定期整改，或者是直接采取停止经营等处罚措施，让冶金机械制造企业在发展的过程中，整体的行业环境能够更加健康干净，同时也能够为废弃物排放问题的有效管理制定出法律法规体系，为相关法律法规的执行奠定良好的基础。

2.4减振降噪措施

冶金生产过程中一般需要经历精密机械设备的加工、分离和洗选等，重型机械的开采矿山、挖掘土质等，都会产生大量噪声，影响着周边人们的生活质量和生态环境。因此，冶金企业需要改进现有的机械设备，在进行绿色设计时采用科学合理的减振方案并配备相应的消音装置。例如，对于某些容易产生振动的发动机零件可以采取的措施有：安装具有良好隔振性能的弹性支撑装置；调整现有设备的整体构造布局，尽量提高材料的动态性能；安装防噪项圈或高精度的齿轮减速箱等，尽可能减少机械设备运行过程中的噪声；定期维护运行的机械设备；在生产厂区周边植树、种草，尽可能地避免对周边居民和环境的影响。

2.5绿色设计制造技术

微量润滑技术开始时多用于铸件加工领域，随着时间的推移，在钢件和铝制件中的应用日益增多，这项融入了绿色设计制造理念的先进技术可以为机械设计制造创造洁净的工作环境，实现“绿色”生产。以某内燃机缸盖生产线为例，单台加工中心大约需要400L/min冷却润滑液进行循环，而20台机床则需8000L/min冷却润滑液完成循环，计算可知生产一个缸盖消耗量约4.3L，而采取微量润滑技术仅需10mL以下即可，可以有效地节省资源，而且可以明显地降低水的消耗，省去冷却润滑液系统回路的循环泵，大大降低制造过程中的总能耗，在生产制造过程中实现了绿色设计方法。

结语

总而言之，冶金机械实现绿色设计与制造工作会涉及到不同的方面，包括原材料的合理性选择以及废弃物排放的控制，还有在冶金机械运行过程中的维修工作等多个环节，为了保障冶金机械产业实现绿色发展，需要对绿色设计与制造工作产生正确的认识，完善相应的评价结构体系，规范冶金机械绿色设计与制造过程中的具体内容，使整个产业的发展速度更快，发展的效果更好。

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