冶金机械存在的问题及解决措施

高 瞻

（梅山钢铁，南京 210039）

冶金机械存在的问题及解决措施

高 瞻

（梅山钢铁，南京 210039）

由于市场对金属的大量需求，促使冶金机械得以迅速发展。本文从冶金机械的设计原则、安装过程出发进行分析，找出其中存在的问题，并提出相应的解决措施。

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近几年，由于我国的经济迅速发展，冶金企业对冶金机械设备的需求也越来越大。然而，在冶金设备的设计和安装过程中还存在着一些问题，导致冶金设备容易发生故障，并且一旦出现故障，不仅对冶金机械设备造成严重的损害，而且还会对企业生产的连续性产生影响，严重时可能会导致企业被迫停产。因此，为了保证冶金机械设备的正常高效运作，应高度重视机械设备的设计和安装过程。

1 冶金机械设备简介

冶金指的是从矿石中提取金属以及金属化合物，然后采用合适的加工方法将金属制备为具有特殊性能的金属材料的工业及过程。因此，冶金机械设备的作用就是能够将开采出的矿石进行冶炼，然后得到我们想要的金属。冶金机械设备的种类有很多，其中主要的可以分为以下几种：（1）冶金传热设备；（2）流体输送设备；（3）散料输送设备；（4）固液分离设备；（5）萃取与粒子交换设备；（6）混合与搅拌设备；（7）电解与电积设备；（8）干燥设备；（9）萃取与离子交换设备；（10）熔炼设备；（11）焙烧与烧结设备；（12）冶金燃烧装置。

冶金设备的主要部分包括动力系统、执行系统、传动系统以及操纵与控制系统[1]。下面对各个系统做简单介绍。

（1）动力系统，是整个机械设备的驱动装置。冶金机械的驱动装置一般为电动机。

（2）执行系统，是机械设备的执行机构，作用是利用机械能对操作对象的形状、位置进行改变，如起重机的吊钩。

（3）传动系统，是将动力系统的机械能传递给执行系统，如减速器。

（4）操纵与控制系统，是对机械设备进行操纵，使得冶金机械设备的各个系统能够协调运作，如制动、变速等操作。

2 冶金机械在造型设计上存在的问题及其解决措施

2.1 冶金机械造型设计存在的问题

长期以来，我国对冶金机械设备的外观造型都不太重视，因而导致设计制造出的机械设备形体单一、色调乏味，没有时代感，缺乏创新。众所周知，物美畅销。例如：我国的英雄牌钢笔同外国的派克牌钢笔相比较，其中有19项国际标准超过派克牌钢笔，但是因为外形不够美观，售价仅为派克牌钢笔的1/10。在上海生产出的机床被外国人买过去，进行外形改造后，其售价比原来售价高出5倍[2]。

随着社会的发展与进步，人们对审美的要求越来越高，且已经由平时日常生活的消费领域转移到生产制造领域。对于冶金机械设备，人们也不再只满足其功能，同时开始注重其外观。另外，机械设备是以一种特殊的形态进入人们的精神世界。人们在舒适的工作环境和造型美观的机械设备前进行工作，能够让人不觉得工作乏味，一定程度上提高工作的积极性。因此，在进行机械设备造型设计的过程中，应当将美学与机械设计相结合，遵守人性化原则，在冶金机械设备的操作、材料、质地、色彩以及制造工艺上，要保证功能合理且让人赏心悦目，使得操作人员的操作过程协调准确、方便快捷、不易乏味，进而提高工作效率。

2.2 冶金机械造型设计问题的解决措施

2.2.1 务必保证机械设备具有高度的均衡感和稳定感

机械设备的均衡与稳定是保证机械设备具有可观赏性的主要原则之一，同时也符合冶金机械动力学原则，是机械设备美感的外在表现。通常情况下，冶金机械需要很大的动力来进行钢铁等矿石的冶炼，如果冶金机械设备没有表现出其高度的均衡感并给人一种稳定感，就难以让人信服。它的功能、可靠性、精密性能以及其所具有的威力，就会让人感到受到了威胁，或者让人觉得此机械设备难当重任。

2.2.2 合理选取冶金机械设备的比例

在进行冶金机械设备的造型设计过程中，选取合适的尺寸才能表现出机械设备具有的时代形式美感，且正确合理选取机械设备的比例才能获得完美的机械造型。冶金机械设备各个部分间的比例以及其整体的比例，主要取决于机械设备本身所具有的功能以及结构之间的联系。但是，在进行造型设计过程中，还是应当尽量采取特征矩形的比例关系。例如，特征矩形中，中矩形、F矩形以及均方根矩形等都具有比较明确的确定性以及良好的结构形式美感，容易同其他机械设备或部件组成协调统一的联合体。

2.2.3 注重机械设备外部色彩的设计[3]

机械设备的外部颜色能够美化机械以及周围环境，弥补一些造型设计上的缺陷。因此，色彩设计是机械造型设计中非常重要的部分之一。由于机械的颜色不受刚度以及强度等约束条件的限制，因此是机械造型设计中最为灵活多变的部分。对于体型庞大、形状受到限制的大型冶金机械设备，色彩设计显得尤为重要。色彩的设计能间接反映出机械设备的一些功能和特点，并能突出企业的特色以及机械设备的时代感。

3 冶金机械设备在环境保护方面存在的问题及其解决措施

3.1 冶金机械设备存在的环保问题

之前，我国只是重视发展经济，而没有考虑到可持续发展的问题，所以在发展经济建设时未考虑对环境的保护。在过去对冶金机械的设计方面没有考虑绿色环保问题，导致设计出的冶金机械在正常运行过程中会出现严重的噪音，并且消耗大量的燃料，同时排放出对环境有害的废气以及废液等。此外，冶金机械的设计标准比较低，选取的材料大部分都是贵金属，严重危害环境，同时也造成了冶金机械在运行过程中容易损坏，容易发生油液泄漏。油液的泄漏不仅会对环境造成污染，还会浪费比较昂贵的油资源。当机械设备报废后，在冶金机械回收的过程中，还会对环境造成较大的危害。

3.2 冶金机械设备在绿色环保问题方面的解决措施

3.2.1 冶金机械设备设计时原材料的选择

冶金机械设备原材料的选择对其绿色环保设计和制造极其关键。如果在进行冶金机械设计和制造的过程中，选取的原材料对环境是有害的，那么在冶金机械设备损坏之后对其进行回收时，就会对环境造成严重危害，不利于绿色环保设计。当前进行冶金机械设备的设计过程中，选取的材料都属于贵金属或者是对环境有害的物质。对于这种情况，应当严格选取机械设备的原材料，要优先选择对环境无害的材料。目前，在冶金机械设计中，比较合适的原材料就是H型钢。因为H型钢具有优良的物理性能，且其对环境造成的影响也比较小。

3.2.2 减少制造和运行过程中冶金机械废弃物的排放[4]

冶金机械设备在制造和正常运行过程中会产生较多的废气与废料，而这些废气与废料大部分是有害的，若随意排放，将会对环境造成非常大的影响。为此，国家应该制定相关的法律法规进行约束和限制，对冶金机械设备制造企业要施加严格的控制，确保排放的废物不超过国家设定的标准。同时，还要约束冶金生产企业，保证其进行生产的过程中排放的污染物不会超标。如若蔑视国家法律法规超标排放，要进行严格处罚；对问题特别严重的企业，应该勒令其停止运行。同时，还应该呼吁冶金机械制造企业和冶金生产企业对废物进行处理后再排放，以达到保护环境的目的。

3.2.3 对冶金机械设备进行减震除燥除尘处理

在冶金机械运行过程中，由于机械长时间工作经常会产生较大的振动，随之而来的还有严重的噪音以及粉尘现象，这些对环境的影响同样很严重。为了避免这些问题，应当在设计过程中进行优化处理，尽可能减少使用容易引起震动的零部件。此外，还需要重视对机械设备支撑装置的设计，保证机械设备在运行过程中的震动尽可能小，同时也将降低冶金机械设备运行时产生的噪音。对于冶金机械设备的除尘问题，应该在设计过程中做好密封处理，并且机械设备在实际运行过程中还需要做好及时清除粉尘。

3.2.4 防止冶金机械设备的油液泄漏

冶金机械设备在使用时间过长后，便容易发生油液泄漏。油液的泄漏不仅会污染环境，还会浪费比较昂贵的油资源。另外，由于部分油液是用来润滑机械传动的构件，因此油液的泄漏就会使得冶金机械的磨损加剧，严重影响其操作的灵活性，此外还会缩短冶金机械的使用寿命。为了使得油液泄漏问题能够得到解决，应该在油箱设计上加以重视，强化油箱的密闭技术，同时对容易发生油液泄漏的地区做定期维护和检查。

3.2.5 尽可能减少冶金机械设备的修理次数

在冶金机械设备长时间的运行过程中，难免会发生一些机械故障而需要对其进行修理。但是，过多的对机械设备进行修理不仅会浪费很多时间，耽误机器的工作时间，同时不可避免地会使冶金机械设备的内部遭到破坏，缩短机械设备的使用寿命。因此，这不符合冶金机械设计中的绿色环保原则。为了防止这样的状态出现，在对冶金机械设备进行设计时，一定要大大提高机械故障的自诊断能力，同时加强机械设备各方面的性能，尽可能做到机械设备不出故障，或者出现故障后能够一次性进行修理。

4 冶金机械设备在制造上存在的问题及其解决措施

4.1 冶金机械在制造上存在的问题

冶金机械在制造方面存在的比较严重的问题就是管理水平低、企业组织结构混乱，且部分关键制造技术依赖国外进口。其中，管理水平低、不合理，导致我国的冶金机械制造业的水平落后于其他发达国家。企业在生产过程中高消耗、高成本，尤其是对市场需求量大的关键技术还得从国外引进。而企业的组织结构混乱，导致国内冶金机械制造行业的劳动生产率以及工业增加值率也低于其他发达国家。

4.2 冶金机械制造问题的解决措施

采用先进的制造加工理念——智能制造技术。从最初的产品概念设计，到最终得到的冶金机械产品，智能制造是一个功能体系，同样也是一个信息处理系统，而其本质是将智能控制技术应用到冶金机械制造领域[5]。

4.2.1 设计物流系统

对现代化的柔性自动化物流系统进行设计，需要先对企业的物流设备选择以及布局进行优化，设计出自动化的零件储备仓库。另外，还需要在加工制造中重视机器人或者机械手的应用。同时，需要对整个物流系统进行评价与分析，找出缺陷，进行系统优化，保证冶金机械设备的制造加工。不过，通常情况下，由于物流系统的复杂性，对物流系统进行设计时，一般会通过计算机建模，以期得到最优的冶金机械设备制造加工的物流系统。

4.2.2 物料的控制调度技术

以新型传感器作为工具，通过声、光、磁等不同介质对不同物料进行识别，然后利用计算机技术，自动控制和调度冶金机械加工制造中物料的运行，根据实际的制造加工进度，进行统一协调与支配，实现物料的自动配送。通常情况下，物料调度是以自动小车为控制对象。在对其实施实时调度、物料规划以及路径选择的过程中，利用智能制造理论，以提高机械加工的决策水平，从而保证适应现代物流系统柔性化以及目前自动化水平日益提升的需求。

4.2.3 利用人工智能技术

智能指的是在不同的环境以及不同的目的条件下，能够做出正确制定决策，最终实现最后目的的能力。在冶金机械设备的制造加工过程中，人在制造智能中发挥着主导作用，且在冶金机械设备的智能制造过程中起着决定性作用。人工智能技术就是利用现代的计算机智能技术来突破人的反应能力，以实现部分代替以及延伸人脑的能力，保证冶金机械设备的人性化设计。

5 冶金机械设备在安装上存在的问题及其解决措施

5.1 冶金机械设备在安装方面存在的问题

冶金机械设备在安装方面的主要问题是设备的安装不合理[6]。由于我国企业的设备管理水平落后，在管理冶金机械设备的组装时，往往会由于安装员工的一时疏忽而导致冶金机械设备的安装发生故障，如零件的遗失、混淆。同时，企业也缺乏比较科学合理的装配方法。例如，由于管理水平的落后而没有合理的安装规程；安装员工的操作水平不够而导致无法完成安装进度等。我国大部分的冶金企业或多或少存在这样的问题，致使冶金机械设备的安装效率较低，某种程度上浪费了设备的正常工作时间。

5.2 冶金机械设备安装问题的解决措施

冶金机械设备安装的工艺流程比较复杂。为了确保冶金机械设备安装过程中的精确度，务必要在安装的过程中严格遵循以下流程以及步骤[7]。

5.2.1 安装前的准备工作

进行安装前，一定要做好相应的准备工作。例如，安装工具准备、安装技术准备以及安装场地准备等。首先，安装工具准备。进行安装前，一定要将可能用到的工具、材料等事先备好，以防止安装过程中出现混乱。其次，安装技术准备。安装前，要备好安装图纸、技术指导文件，以保证安装过程能够有序进行。最后，安装场地准备。事先空出施工场地，以便冶金机械设备安装。

5.2.2 机械设备零部件的清点检查与处理

在机械制造企业将冶金机械设备的零部件送往安装场地后，必须对机械设备及其零部件的型号以及材质等信息进行检查与处理，尤其要注意零件的外形尺寸、孔的深度以及螺栓孔坐标等方面的信息，并且检验其是否满足安装的要求与规定。如若发现问题，要及时对其进行处理，防止安装过程中出现零部件不匹配以及零部件缺失的问题。

5.2.3 进行设备的安装

设备安装是整个安装流程中最为重要的环节。在设备安装的过程中，假如零部件在制造加工中存在缺陷，应当立即与制造商进行联系，且不可私自进行处理，不向上级汇报。此外，在安装过程中，还应当对安装完的零件进行反复检查，以确保零件安装的牢固性，万万不可在冶金机械设备的座架上进行任意的焊接与切割。

5.2.4 设备的调试运行

在冶金机械设备安装完成后，一定要对其进行调试，以保证其能够正常运行。当冶金机械设备满足设计要求与测试标准后，方可使用。其中，调试的主要步骤分为以下几个部分：空载、负载、单机运行、系统运行、联合运行。对设备的调试运行一定要做到认真负责。从机械设备各个方面、各个部件进行调试。确认设备满足初步要求后，还应当进行设备的整体测试、运行，以确保冶金机械设备的安装满足设计要求，从而避免事故的发生。

6 结束语

在科技迅速发展的今天，冶金机械设备决定着冶金企业的生产以及运作，是冶金企业的命脉之所在，能够为冶金企业带来极大的经济效益，提升冶金企业提炼矿石的生产效率，同时还能够保证冶炼质量。所以，必须引起对冶金机械设备的重视，解决在造型设计、绿色环保以及设备安装上存在的问题，从而确保冶金机械设备的外形美观，减少冶金机械设备对环境的危害，保证冶金设备在安装后能够正常工作。

[1]张成，马龙飞.冶金机械设备设计问题分析[J].中国新技术新产品，2015，（1）：48.

[2]简璞.谈冶金机械的造型设计问题[J].鞍钢技术，1995，（1）：49-50.

[3]杨侃.关于冶金机械制造设计问题探讨[J].黑龙江科技信息，2013，（15）：109.

[4]高健.浅议冶金机械的绿色设计与制造[J].现代制造，2014，（9）：138-139.

[5]韩权利，赵万华，丁玉成.未来制造业模式——智能制造[J].机械工程师，2002，（1）：26-28.

[6]王娅君.冶金机械制造设计问题的探讨[J].城市建设理论研究：电子版，2015，（9）.

[7]何明金.冶金机械设备安装的关键问题及发展[J].科技创新与应用，2013，（22）：99.

Problems and Solutions in Metallurgical Machi nery

GAO Zhan
(Meishan iron and steel, Nanjing 210039)

Due to high market demand for metals, led to the rapid development of metallurgical machinery. How to make the appearance of metallurgical machinery, no serious harm to the environment, and to ensure that the metallurgical equipment does not appear fault in the debugging process, become the metallurgical machinery designers need to concern. This paper starts from the analysis of the design principle, the metallurgy machinery installation process, find out the existing problems and put forward corresponding countermeasures.

metallurgical machinery, modelling, environm ental protection, manufacturing, installation