淺談綠色設(shè)計(jì)理念在冶金機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

葛立奇

寶鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司 上海 201900

1 冶金機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用綠色設(shè)計(jì)理念的必要性

1.1 環(huán)境保護(hù)的客觀要求

冶金行業(yè)是機(jī)械制造行業(yè)中的重要組成內(nèi)容，在制造過(guò)程中不僅會(huì)產(chǎn)生大量的資源消耗，同時(shí)也常伴有噪聲、泄漏、熱輻射等多方面問(wèn)題，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成一定的影響。隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，冶金機(jī)械制造過(guò)程中資源浪費(fèi)的情況也變得越來(lái)越嚴(yán)重，在冶金機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中引入綠色設(shè)計(jì)理念，能夠有效提升企業(yè)的資源利用率，減少設(shè)備制造過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)境污染，打破綠色壁壘，保障人們的生產(chǎn)和生活環(huán)境，對(duì)于推動(dòng)社會(huì)的和諧發(fā)展有著重要的意義。

1.2 提升行業(yè)發(fā)展質(zhì)量的客觀要求

冶金行業(yè)的發(fā)展水平在一定程度上反映了國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度，其發(fā)展質(zhì)量對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)有著重要影響，因此被社會(huì)各界密切關(guān)注，人們對(duì)于冶金機(jī)械的材料選用、技術(shù)水平等內(nèi)容有著更高的要求。冶金機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要重視綠色設(shè)計(jì)理念，確保綠色設(shè)計(jì)理念能夠深入到機(jī)械設(shè)計(jì)制造的各個(gè)環(huán)節(jié)，全面提升機(jī)械的性質(zhì)和功能，以此來(lái)更好地滿足人們的多樣化需求。提升產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量，必須要順應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律，滿足消費(fèi)需求。綠色設(shè)計(jì)理念提出了眾多先進(jìn)性的節(jié)能、環(huán)保措施，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的統(tǒng)一，企業(yè)要把綠色設(shè)計(jì)理念更好地融入到機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，從而改善工藝流程、提升設(shè)備質(zhì)量。

1.3 科學(xué)發(fā)展觀的客觀要求

綠色設(shè)計(jì)理念一方面強(qiáng)調(diào)了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，另一方面也強(qiáng)調(diào)了產(chǎn)品的環(huán)保性能和資源消耗。在進(jìn)行冶金機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)用綠色設(shè)計(jì)理念，需要對(duì)機(jī)械的使用功能進(jìn)行深入分析，并優(yōu)選原材料，形成一套比較完善的方案體系，并對(duì)其進(jìn)行多次全面的試驗(yàn)，從而確保方案的科學(xué)性和可行性。工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中對(duì)資源的需求量也在不斷擴(kuò)大，資源開(kāi)采帶來(lái)的環(huán)境污染進(jìn)一步加劇，人們生活環(huán)境變得越來(lái)越差，環(huán)境問(wèn)題不僅影響到了人們的生活質(zhì)量，也使社會(huì)穩(wěn)定受到影響。在開(kāi)展冶金機(jī)械設(shè)計(jì)工作時(shí)，對(duì)綠色設(shè)計(jì)理念進(jìn)行合理應(yīng)用，不僅可以保障社會(huì)穩(wěn)定，改善人類的生活環(huán)境，同樣也是落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的客觀要求。

1.4 節(jié)能降耗的客觀要求

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步為行業(yè)發(fā)展提供了動(dòng)力，加上人們需求的提升，自然資源的消耗也在增多。部分自然資源是不可再生的，大量的消耗使部分資源的儲(chǔ)備量嚴(yán)重不足，進(jìn)而影響到了社會(huì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。為了緩解緊張的資源形勢(shì)，就必須要對(duì)制造工藝進(jìn)行革新，提升制造水平，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的合理利用，降低經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中造成的能源消耗。冶金機(jī)械制造業(yè)對(duì)自然資源需求量很大，應(yīng)用綠色設(shè)計(jì)理念，可以降低企業(yè)的資源需求，提升資源利用率，在降低企業(yè)的成本支出的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗目標(biāo)。

1.5 工業(yè)化發(fā)展的客觀要求

工業(yè)產(chǎn)業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要的影響，為其他行業(yè)提供了原料和動(dòng)力，為人們提供了大量的工業(yè)消費(fèi)品，對(duì)于推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步有著重要的意義，但工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也帶來(lái)了一些問(wèn)題，其中以能源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題表現(xiàn)得尤為突出。綠色發(fā)展理念強(qiáng)調(diào)效率、和諧及持續(xù)，已經(jīng)成為未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)，是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的一個(gè)重要舉措。冶金機(jī)械設(shè)計(jì)制造是工業(yè)化發(fā)展過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)工業(yè)發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中融入綠色設(shè)計(jì)理念，不僅能夠提升污染物治理水平，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，同樣也符合時(shí)代發(fā)展的要求，滿足社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求。

2 當(dāng)前階段冶金機(jī)械設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

2.1 材料污染問(wèn)題

在進(jìn)行冶金機(jī)械的設(shè)計(jì)及制造過(guò)程中，材料選用不合理是其中非常重要的一個(gè)問(wèn)題。立足綠色設(shè)計(jì)理念，通過(guò)分析可以明確的得出以下結(jié)論：冶金機(jī)械原材料的質(zhì)量和性能問(wèn)題是導(dǎo)致機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中出現(xiàn)資源利用率低、危害生態(tài)環(huán)境的主要影響因素。在開(kāi)展冶金機(jī)械制造工作時(shí)，材料質(zhì)量問(wèn)題、有害物質(zhì)超標(biāo)問(wèn)題是客觀存在的，如果未能對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行妥善解決，那么勢(shì)必會(huì)對(duì)冶金機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量造成影響，此外，無(wú)論是工作人員還是工廠周邊的居民，其身心健康都會(huì)因材料問(wèn)題而受到危害[1]。針對(duì)這些問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員需要進(jìn)行全面的分析，在此基礎(chǔ)上完成針對(duì)性措施的制定工作，如制定嚴(yán)格的管理制度、優(yōu)化機(jī)械設(shè)備制造程序、開(kāi)展環(huán)保性能全面監(jiān)控、加強(qiáng)員工培訓(xùn)等手段，切實(shí)提升企業(yè)冶金機(jī)械設(shè)計(jì)及制造能力，確保各項(xiàng)工作順利完工，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2.2 企業(yè)管理水平不足

綠色設(shè)計(jì)理念對(duì)資源和環(huán)境進(jìn)行了全面的考量，實(shí)現(xiàn)了相關(guān)因素的優(yōu)化，將產(chǎn)品制造過(guò)程對(duì)環(huán)境的影響降到了最低，與時(shí)代發(fā)展要求保持一致。冶金機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中引進(jìn)綠色設(shè)計(jì)理念，能夠充分發(fā)揮其指導(dǎo)作用，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)資源和成本支出的有效控制，推動(dòng)冶金行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。冶金機(jī)械設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，制造過(guò)程中容易會(huì)受到多方面因素的影響，安全問(wèn)題始終是困擾工作人員的一項(xiàng)難題。受限于企業(yè)的管理水平，當(dāng)前冶金行業(yè)雖然取得了巨大的進(jìn)步，但在綠色環(huán)保、節(jié)能減排方面仍存在較大的提升空間。因此，冶金企業(yè)要不斷提升對(duì)安全問(wèn)題的關(guān)注度，在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的過(guò)程中開(kāi)展安全隱患的分析和控制工作，制定科學(xué)的管理制度并監(jiān)督執(zhí)行。

3 綠色設(shè)計(jì)理念在冶金機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 在材料選用方面的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，經(jīng)濟(jì)效益是企業(yè)最關(guān)心的內(nèi)容，因此很多企業(yè)在開(kāi)展機(jī)械設(shè)計(jì)和制造工作時(shí)，對(duì)環(huán)境保護(hù)考慮的不全面，所使用的材料容易對(duì)環(huán)境造成一定的損害，部分原材料甚至?xí)?duì)工作人員的生命健康造成影響，引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。機(jī)械制造應(yīng)選擇易分解、可再生的材料，并將制造過(guò)程中對(duì)環(huán)境的影響降到最低。在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作時(shí)，應(yīng)從技術(shù)性指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)和環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)等多角度進(jìn)行思考，做好可行性研究工作，了解不同材料的性能特點(diǎn)，將研究重點(diǎn)放在材料對(duì)環(huán)境影響極其回收再利用率方面；此外，企業(yè)還應(yīng)當(dāng)構(gòu)建材料數(shù)據(jù)系統(tǒng)，收集并整理相關(guān)數(shù)據(jù)，為后續(xù)的材料選擇工作提供可靠的數(shù)據(jù)支持，同樣也可降低企業(yè)在材料分析和檢測(cè)工作方面的支出[2]。冶金機(jī)械制造過(guò)程中需要使用到大量的鋼、鐵以及合金，這些材料是符合回收要求的，對(duì)周邊環(huán)境并不會(huì)造成污染；但部分機(jī)械制造過(guò)程中除了會(huì)使用到上述的材料外，還會(huì)用到高強(qiáng)高溫玻璃鋼、耐熱耐高溫工程塑料等無(wú)法進(jìn)行回收的材料，同時(shí)這些材料還會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成不良影響。工作人員在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作時(shí)，必須要謹(jǐn)慎選擇原材料，始終堅(jiān)持綠色標(biāo)準(zhǔn)，重視材料的可回收性，杜絕有害材料流入機(jī)械制造過(guò)程中，同時(shí)還要加大力度開(kāi)發(fā)對(duì)周邊環(huán)境無(wú)影響的材料，重視環(huán)境保護(hù)相關(guān)問(wèn)題，以此來(lái)降低機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中因材料問(wèn)題造成的環(huán)境污染。

3.2 在控制“三廢”排放方面的應(yīng)用

“三廢”是指廢氣、廢水及固體廢棄物，被稱為是放在錯(cuò)誤地點(diǎn)的原料，如何對(duì)“三廢”進(jìn)行處理，是困擾工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的一項(xiàng)重要難題。冶金機(jī)械制造過(guò)程中，是無(wú)法徹底實(shí)現(xiàn)“三廢”零排放的，因此勢(shì)必會(huì)對(duì)周邊的環(huán)境造成一定的影響。在開(kāi)展冶金機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須要從根本上對(duì)廢棄物排放進(jìn)行控制。冶金行業(yè)需要出臺(tái)一套與之對(duì)應(yīng)的、符合環(huán)保要求的排放設(shè)計(jì)規(guī)范，以制度的形式對(duì)排放量進(jìn)行有效控制[3]。首先，廢氣排放設(shè)計(jì)。在生產(chǎn)期間，需確保煙氣處理系統(tǒng)正常運(yùn)行，各個(gè)監(jiān)控探頭工作狀態(tài)良好；保障煙氣探測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行的獨(dú)立性和安全性，任何組織和個(gè)人都不得擅自關(guān)停，充分發(fā)揮在線監(jiān)控系統(tǒng)作用；廢氣排放前，需經(jīng)過(guò)脫硫工藝處理，確保達(dá)到設(shè)計(jì)要求方可排放。其次，廢水排放設(shè)計(jì)。冶金機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水不得直接排放到外部環(huán)境，杜絕采用稀釋的方式排放廢水；廢水排放前需經(jīng)化驗(yàn)中心分析，并由化驗(yàn)中心出具化驗(yàn)單，未經(jīng)過(guò)質(zhì)量安全人員簽字確認(rèn)前，不可排放；企業(yè)需安排專人開(kāi)展廢水排放的監(jiān)督工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水排放情況的實(shí)時(shí)掌控，如有異常情況應(yīng)立即及時(shí)停排并按流程上報(bào)。最后，固體廢棄物排放設(shè)計(jì)。對(duì)固體廢棄物進(jìn)行分類，對(duì)可回收的部分進(jìn)行有環(huán)保規(guī)劃的回收利用，并分類別存放在固定區(qū)域，由具備資質(zhì)的單位完成處理和回收；針對(duì)不可回收或有毒有害的固體廢棄物，處理過(guò)程中需要避免對(duì)環(huán)境造成污染，同樣需要分類別存放在固定區(qū)域，由具備資質(zhì)的單位對(duì)固體廢棄物進(jìn)行處理和回收。

3.3 在機(jī)械減震除噪方面的應(yīng)用

通常情況下，噪聲污染都是人為造成的。冶金行業(yè)的不斷發(fā)展增大了企業(yè)機(jī)械設(shè)備的需求量，這在一定程度上的加重了噪聲污染。當(dāng)前形勢(shì)下，噪聲污染已經(jīng)被看作是繼“三廢”污染后的另一個(gè)主要環(huán)境問(wèn)題。冶金機(jī)械制造過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生機(jī)械震動(dòng)，這是造成噪聲污染的一個(gè)重要來(lái)源，工作人員在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)機(jī)械減震工作予以高度重視。首先，針對(duì)制造過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生較大震動(dòng)的零部件，需要選用具備良好隔震性的彈性支承，減少機(jī)械制造環(huán)節(jié)產(chǎn)生的造成[4]。其次，合理設(shè)計(jì)機(jī)械整體布置，全面提升冶金機(jī)械的動(dòng)態(tài)性能。最后，開(kāi)展設(shè)計(jì)工作時(shí)，應(yīng)充分發(fā)揮高性能消聲器的作用，盡量選擇低噪聲的發(fā)動(dòng)機(jī)以及制作精度高的齒輪減速箱，這些都是能夠有效吸音和隔震的措施，達(dá)到降噪效果。

3.4 在防止?jié)櫥托孤┓矫娴膽?yīng)用

隨著科技的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的機(jī)械制造企業(yè)認(rèn)識(shí)到潤(rùn)滑油的重要性，合理選擇潤(rùn)滑油不僅能夠減少設(shè)備的磨損，同樣能夠提升設(shè)備運(yùn)行的可靠性，保障施工精度，降低企業(yè)生產(chǎn)成本支出。很多企業(yè)會(huì)加大力度挑選合適的潤(rùn)滑油，但對(duì)潤(rùn)滑油泄漏問(wèn)題卻關(guān)注不夠，最終導(dǎo)致機(jī)械壽命縮短，工作性能降低；此外，潤(rùn)滑油泄漏在造成資源浪費(fèi)的同時(shí)也給周邊的環(huán)境造成了一定的影響。解決泄漏問(wèn)題的最有效方法就是提高機(jī)械的密封性，這需要工作人員不斷加快密封技術(shù)的研發(fā)力度。冶金機(jī)械密封工作常見(jiàn)問(wèn)題主要包括以下幾個(gè)方面：首先，過(guò)熱損傷引發(fā)密封泄漏。工作人員需要充分了解密封材料性能，對(duì)熱裂現(xiàn)象影響因素進(jìn)行全面的分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)影響因素的有效控制。其次，長(zhǎng)期磨損引發(fā)的密封泄漏。工作人員需對(duì)零部件規(guī)格進(jìn)行嚴(yán)格要求，合理選擇零部件材料，避免因零部件磨損引發(fā)安全事故。最后，密封圈失效引發(fā)密封泄露。密封圈是保障機(jī)械密封性的重要零部件，當(dāng)設(shè)備靜密封失效時(shí)，基本可以判定密封圈出現(xiàn)問(wèn)題。在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)，要合理選擇密封圈材料，并設(shè)定更換頻率。

3.5 在故障診斷能力方面的應(yīng)用

冶金機(jī)械在投入使用后，受工作條件因素及操作人員水平的影響，難免會(huì)出現(xiàn)損傷，因此保養(yǎng)、維修是非常有必要的。開(kāi)展定期保養(yǎng)、維修能夠在一定程度上提升設(shè)備運(yùn)行的安全性，但同樣存在一定的弊端。首先，定期保養(yǎng)、維修會(huì)占用企業(yè)大量的人力、物力和財(cái)力，盲目的修理和檢查會(huì)對(duì)企業(yè)的正常生產(chǎn)造成極大的影響，特別是設(shè)備運(yùn)行良好狀態(tài)下的盲目檢查，也會(huì)造成企業(yè)資源的極大浪費(fèi)。其次，部分冶金設(shè)備需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的磨合期后，才能夠充分發(fā)揮作用，性能才能夠得到最大限度的發(fā)揮。從這一方面來(lái)看，企業(yè)需要加大力度開(kāi)展設(shè)備檢修和診斷研究工作，提升設(shè)備的自我診斷能力，對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況做到心中有數(shù)，針對(duì)不同設(shè)備制定不同的檢修要求和流程，避免大范圍、無(wú)目的的檢修，提升一次性解決問(wèn)題的能力，從而降低企業(yè)在檢修方面的支出，確保企業(yè)資源得到合理配置。

4 結(jié)束語(yǔ)

綠色設(shè)計(jì)堅(jiān)持減少環(huán)境污染、減少能源消耗以及回收利用，是未來(lái)冶金機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得人們對(duì)于環(huán)保及節(jié)能減排的意識(shí)不斷提升，機(jī)械設(shè)計(jì)和制造行業(yè)也必須要重視環(huán)保工作，將綠色設(shè)計(jì)理念貫穿于機(jī)械制造的全過(guò)程，制定科學(xué)的設(shè)計(jì)方案，推動(dòng)冶金行業(yè)的和諧發(fā)展。