冶金机械节能与绿色设计研究

冶金机械节能与绿色设计研究

邹彬 王社明

河南金利金铅集团有限公司，河南省济源市 459000

摘要：全球工业化进程加速，冶金设备生产的能源损耗与环境污染状况也同步加剧。面对资源短缺和环境恶化等问题的严峻挑战，深入探究冶金机械的节能设计理念和实践绿色设计应用，可以确保生产效益稳步提升的同时，减少对自然资源的依赖，从而促进冶金产业走向更绿色、可持续的发展路径。

关键词：冶金机械；绿色设计；节能增效

中图分类号：TK01

文献标识码：A

引言

社会日益关注环境保护及可持续发展，而冶金行业作为产生污染源的大户，亟待解决节能与绿色生产问题。文章重点剖析冶金机械节能与绿色设计的理念、手段，及其在实际运用中的效能。全面探讨了节能设计基本原则、冶金设备节能技术及应用、绿色设计理念与实际操作等。通过文章研究，以期为冶金企业提供相应的改善措施以及研究方向，并致力于企业的可持续发展。

1冶金机械设备管理问题分析

1.1冶金设备管理体系不完善

部分冶金企业生产过程中，受到传统思路的影响，没有正视设备运行效率低、设备组件老化等问题，这种设备管理方式，进一步加快了冶金设备的损耗速度，增加了后续冶金设备维修难度。部分冶金企业在生产线布局、设备组装环节，将旧设备和新设备混合使用，无疑影响了冶金设备的正常使用。例如，工作人员在正常的冶金设备管理和维修中，由于新旧设备检修周期差异明显，难以协调检修时间，导致部分零件重复检修，无形之中，增加了冶金设备的磨损程度。着眼冶金设备使用要求，工作人员应当立足设备类型和管理内容，建立健全管理体系，通过制度驱动，防范管理漏洞，保证管理效能。但从实际情况来看，工作人员没有全面掌握冶金设备的运行特点，对冶金设备维修方法和管理流程缺乏足够了解，使得管理维修周期、频率等内容达不到要求，引发检修不足或者管理过度的情况。部分工作人员没有结合实际，进行故障检修等信息的记录，为后续管理维修工作有序开展产生了妨碍作用。

1.2冶金设备维修方法效率低下

冶金设备运行过程中，工况环境复杂，在高温、高压等因素叠加影响下，设备零件出现变形、断裂、腐蚀等故障的概率较高，影响了冶金设备的正常使用。考虑到冶金设备类型的复杂性和故障的多样性，工作人员需要利用专业技术手段，对机械振动故障、温度异常故障、断裂故障、腐蚀故障和老化故障进行科学分辨，并根据故障类型，采取有效举措，进行处置和应对。从实际情况来看，工作人员没有根据冶金设备的具体类型，选择相应的故障检测方法，导致设备参数发掘、获取和评估效果达不到预期效果。部分搅拌罐、储存罐、反应罐等部件有着较强的腐蚀性，工作人员在设备检修和维护环节，需要做好必要的防护，最大程度降低安全事故发生概率。但部分工作人员忽视了冶金设备维修工作潜在的安全风险，没有严格遵循技术规范和技术要求，穿戴防护设备，进行设备检修。

2冶金机械节能与绿色设计要点

2.1冶金机械节能技术的应用

冶金机械节能技术的应用，以减少能源损耗、提高生产效益及缓解环境负面影响为引领。首先，在研发阶段，应用先进的材料科学与工程技术，例如，高强度轻质合金、纳米材料等，降低摩擦损耗、提高整体效率。其次，借助智能控制系统，实现冶金机械设备的精确监测与目标调控，调节运行指标以减少能源闲置损耗。此外，采用先进的传感器技艺与数据分析策略，实时监控与分析能源消耗情况，获取能源管理所需的科学根据。

针对工艺环节，运用了高效热能回收技术，如余热利用系统将废热重新转化为可用能源，提升能源运用效益，实现整体优化。优化冶金机械运作流程，采用先进生产调度算法与优化模型，减缓能耗高峰可提升设备运作稳定性。此外，建议大规模引入可再生能源，通过降低对常规能源的依赖，实现能源种类多样化。

2.2绿色设计理念与实践

综合性与深远性并重的绿色设计理念和实践，在金属加工设备领域被广泛运用，目标在于最大程度地减轻环境负荷，提高设备可持续性。首先，绿色设计主张全面实施生命周期环境管理，全面优化原材料采集、生产、应用及废弃环节的流程。降低对稀缺资源的需求，优先采用可持续和环保材料，绿色设计实践的主导目标是降低设备对环境的损害程度。其次，绿色设计的核心是确保产品具备易拆卸、易回收和易循环利用特性，致力于实现资源最高回收利用率。在机械设备的设计中，利用零部件的可替代性和可升级性，提升设备使用寿命，以此降低废弃物的产量。同时，利用可持续能源及高效能源转换技术，减少装置的总体能源消耗，进而减轻生产流程对生态环境的影响。

绿色设计的关键要素在于减少有害物质的使用，运用环保的生产技术与设备，以实现绿色制造，确保整个生产流程遵循环保准则。践行清洁生产理念，削减排放物生成，从而切实抑制空气、水和土壤污染。此外，提升智能科技在各领域的渗透与应用，采用尖端的监测与控制系统，环境监测与调控实时进行，应对多样化环境下的绿色生产需求。

2.3设备结构与材料的绿色优化

绿色优化是冶金机械行业绿色设计核心环节之一，涉及设备结构与材料，企业致力于创新构思与优质材料筛选，最大限度削减资源损耗、降低环境污染、增进设备使用时长及削减废弃物产出。设备结构采取轻量化方案，实现更为紧凑且坚固的布局设计，意图是降低设备整体重量，进而减少运行过程中的能源损耗。

绿色设计在物料选择上强调使用可循环、可持续、低污染的材质，例如，可循环金属合金及生物降解聚合物等。此外，运用新型高性能素材，如纳米及复合材料，旨在优化性能及效率，以增强机械效能与抗磨损特性，减缓设备更迭速度以增进耐用时长，因此，有利于降低资源耗损及削减废物产生。同时，审视物料的全程成本及生态环境影响，对其生命周期全面评估可持续性。

绿色设计重视保护环境的核心体现在生产环节，秉持节能减排原则，推行绿色生产工艺。在生产环节通过对能源的循环利用和废弃物的妥善处理，实现资源优化配置以减轻环境负担。

2.4应用节能改造技术

节能改造技术是机械设备提效节能的重要方式，可对高效能机械设备电机进行改造，这是由于机械设备多数需要通过电机进行驱动，机床、排风扇等环节能够降低其能源消耗，对企业发展极为有利。为此，可将原有电机改造为节能电机，充分利用高效节能电机的低损耗与高磁导率提高机械设备的生产效率，降低功率消耗。

变频控制技术是一种通过改变电机工作电源频率来控制交流电动机的电力控制技术。它可以实现对电机的软启动、节能运行和高精度控制，从而提高机械设备的性能和效率。在机械设备使用过程中，其运行状态存在动态变化，通过变频控制技术对机械设备进行改造，需要根据机械设备的功率、电压等级和控制要求，选择合适的变频器，变频器应具有足够的容量、良好的动态性能和稳定的输出波形。

结束语

金属材料领域绿色制造与节能减排技术不断创新，促进全行业走向绿色、可持续的发展途径。文章深入探讨了节能设计原理、绿色设计理念，金属材料及冶金机械方面的实际运用，全面意识到绿色设计在提高生产效益、降低能源消耗和减轻环境负荷方面发挥着至关重要的作用。未来，数字化智能制造、生态友好设计、可再生能源应用等趋势将为冶金机械的可持续发展带来新的机遇。企业应积极应对这些发展趋势，关注经济效益提升，追求和谐共生，致力于担纲社会责任，是不屈不挠的追求。

参考文献

［1］王瑞.冶金机械设备绿色设计的必要性及内容［J］.冶金与材料，2023，43（1）：184-186.［2］黄剑飞.冶金机械的绿色节能设计探析［J］.计算机产品与流通，2022（9）：151-153.

［3］王欢.绿色钢铁冶金机械设计的关键技术［J］.冶金与材料，2023，43（9）：111-113.