铝及铝合金金属烧损测试总结.doc

铝及铝合金烧损测试总结1 前言铝及铝合金烧损是金属在熔铸过程中的损耗，烧损率的高低决定了熔铸厂金属烧损量的大小。烧损率指标在金属管理、财务成本核算、统计核算、生产管理、销售管理以及经济责任制考核中十分重要。所以，准确测定金属烧损率具有重要意义。近年来集团公司生产经营实现跨越式发展，产量已达到主机设计生产能力，超过配套生产能力，在自产品种工艺废料量增加的同时，由于坯料大量外购，外购坯料产生的废料量大幅增长，废料结构也发生了很大的变化。投入熔铸的废料比例增加，加上废料结构的变化，导致金属烧损率与实际水平存在一定的偏差。为了保持公司生产经营的正常进行，通过采取技术、管理措施，不断增加部分合金品种的废料使用量，使公司废料使用率的综合水平由2001年以前的35%左右，逐渐提高到43%左右，其中主要是方铸锭的废料使用率提高较多。因此，公司若继续使用95年测定的烧损指标，势必带来较大偏差。为了适应公司管理需要，明确目前条件下熔铸生产各主要品种的烧损率，公司决定重新测试铝及铝合金主要品种在熔铸过程中的金属烧损率。为了搞好这次烧损率测试工作，集团公司成立了以蒋太富副总经理为组长、冯云祥总工程师为副组长的金属烧损测试领导小组，指导这次烧损率测试工作，领导小组成员为技术质量部、规划发展部、生产安全部、财务部、计量控制中心和熔铸厂的领导。同时成立金属烧损测试工作小组，具体组织实施烧损测试工作。测试工作小组经过充分酝酿，在工业统计基础上提出了测试方案，提交领导小组讨论后制定了金属烧损测试大纲。根据大纲要求，各单位派专人三班倒对整个测试过程进行跟踪、监督、检查和记录。本次金属烧损测试工作历时4个多月（现场测试近3个月），现场测试一共进行了三轮，主要测定了具有代表性的1100、3003、5052、5083、2A12、7A99六种合金方铸锭的烧损率。2 测试方案的确定烧损测试方案制定的思路是：比照目前各主要品种使用的炉料结构，结合大生产进行模拟测试，同时考虑到熔铸所用炉料结构将随着公司生产经营的发展而发生较大变化，增加了各废料结构对烧损率影响规律的测试。2.1 炉料结构统计汇总在制定烧损测试方案前，初选出实际使用废料比例增长较大的品种，它们是1100、3003、5052、5083、2A12、7A99方铸锭，于是我们对熔铸厂2004年16月份这些品种使用废料结构情况进行了统计，结果见表1。表1 2004年16月方锭重点合金品种废料使用情况合金单位投料总量废料种类合计一级二级三级压包碎屑复化1100（t）4761.4362540.012930.7121012.180233.70128.45234.970（%）53.3519.5521.264.912.74.9303003（t）5979.5303422.2741616.0591144.908220.920131.42273.0935.877（%）56.8127.0319.153.692.204.570.165052（t）10611.6744522.4962304.8751180.468263.21083.73618.05472.159（%）42.6221.7211.122.480.795.830.685083（t）2509.4341933.9781414.559244.428141.577089.7543.664（%）77.0756.379.745.6403.581.742A12（t）2591.2771836.2311142.20553.2100012.95627.866（%）70.8644.082.05000.5024.237A99注：该合金全部使用四级混合料和少量复化料。2.2 方案提出根据统计情况拟定待测合金的各种废料使用比例和级别，然后组织相关单位对拟定的初步方案进行了充分的讨论，最后初步拟定了三套测试方案。第一套方案为传统的检测方法：即利用连续生产同种合金制品的方式，每熔次炉料按规定的废料种类和比例进行投料，通过统计待测合金制品的总产出和总投入而测算出该合金制品的烧损。第二套方案是按炉料种类分类测算烧损：即结合生产和合金品种特点按炉料种类分类测算烧损，也就是说，先全投原铝锭测出原铝锭的烧损，然后以原铝锭的烧损为已知数，再测出一级废料的烧损，第三步以原铝锭、一级废料为已知数，再测出二级废料的烧损，以此类推，可测出三级废料、四级废料的烧损。炉料种类主要包括：一级废料，二级废料，三级废料（指铝箔打包废料、薄板铝箔切边小卷废料、直接投入成品生产的铣面碎屑），四级废料，原铝锭和复化料。第三套方案结合上述两方案特点，先采用第一套方案检测重点合金品种的烧损，然后结合第二套方案的检测方法，针对某一品种测各炉料种类的烧损，验证同种废料使用比例增加对烧损是否存在线性规律，存在，则用此指标套算各使用废料比例品种的烧损。2.3 方案确定9月2日，冯云祥总工程师主持了金属烧损测试讨论会，技术质量部、规划发展部、生产安全部、财务部和熔铸厂的领导参加了会议，经与会人员充分讨论，认为金属烧损率要作为明年公司成本核算指标，在这么短的时间内全部测定合金的烧损是不现实的，可先结合大生产测定1100、3003、5052、5083、2A12（LY12）、7A99六种合金的烧损，然后根据这些合金的烧损情况，对未测定的合金在其原来的基础上作适当调整。会议决定采用第三套方案测试铝合金的烧损，要求制定金属烧损检测试验大纲。3 金属烧损测试根据金属烧损测试专题会议精神，测试小组根据第三套方案要求，起草了SWA/Y-51-2004铝及铝合金金属烧损测定试验大纲（见附件1），该大纲对测试合金的废料使用比例及废料结构作了详细的规定，并明确了跟班人员的监督、检查和指导职责，要求记录真实、准确、可靠。金属烧损率计算公式如下：3.1 第一轮测试第一轮测试前，测试工作小组组织各单位测试负责人进行了讨论，要求严格按大纲中的炉料结构和比例规定准备炉料，每个品种测试炉次不得少于10炉，测试开始前召集所有倒班人员召开准备会议。9月22日，熔铸和生产部按要求准备齐全了1100、3003、5052三个品种的炉料，测试工作小组立即在新熔铸现场组织召开了首轮测试准备会议。技术质量部、生产安全部、规划发展部、财务部、计量控制中心、熔铸厂的有关领导和测试小组成员参加了会议，会议对测试的目的、意义和记录、过程监控等做了充分的说明。3.1.1 测试的安排、数据记录和处理技术质量部、生产安全部、规划发展部、财务部、计量控制中心以及熔铸厂相关车间和科室都派技术人员参与三班倒，进行测试的指导、记录和监督工作。在跟班过程中，对计量数据和废料使用比例进行了复核，并对整个生产过程进行了跟踪和监督，1100、3003、5052合金方锭测试数据分别见表2、表3、表4。表2 1100合金烧损测试统计表日期熔次炉料构成（吨）产出（吨）1级2级3级原铝锭纯金属合计成品放干料合计9/2320-112116.9278.9368.12413.2650.09047.34241.5000.03541.5359/2420-112213.2339.1547.36813.2150.40043.37041.2600.03041.2909/2420-112311.98510.6157.53012.8700.21543.21541.58041.5809/2520-112411.64510.6157.92712.7830.14543.11541.60041.6009/2520-112512.21810.4247.54712.8700.33843.39741.6800.10541.7859/2620-112611.4909.6659.06012.7550.35843.32841.5500.08041.6309/2620-112712.84310.0747.28812.8700.25343.32841.56041.5609/2720-112812.82010.6806.55312.8700.11543.03841.4150.07541.4909/2720-11299.97812.4917.92312.8450.37543.61241.42541.4259/2820-11308.75311.4507.90111.9800.43440.51838.22538.2259/2820-113113.9049.0789.39613.6250.11546.11844.2450.13044.3759/2920-113211.4969.8356.73911.4300.30739.80753.4900.10553.595合计147.290123.01793.356153.3783.145520.188509.5300.560510.090废料比（%）28.3223.6517.9529.490.6069.92表3 3003合金烧损测试统计表日期熔次炉料构成（吨）产出（吨）1级2级3级原铝锭纯金属合计成品放干料合计9/2221-94488.375.5929.890.57732.42928.870.1128.989/2321-9459.1889.9144.6619.640.75634.15932.230.1232.359/2321-94611.0686.4162.6388.4080.40428.93427.8750.09527.979/2321-9479.9719.2958.040.30527.61126.450.04526.4959/2421-94811.357.1283.9518.39131.81928.6650.0828.7459/2421-9498.0327.82.2511.190.58229.85428.0350.1128.1459/2521-9505.17.924212.9320.64828.60426.9726.979/2521-95110.68.83.7511.771.05435.97439.0650.1839.2459/2521-9528.6376.9593.48810.7071.22531.01628.370.12528.4959/2621-9537.7366.6382.9838.30.77526.43220.930.15521.0859/2621-9548.5655.6652.0469.480.66426.4225.110.1225.239/2721-9558.1176.0682.7948.690.71426.38325.1925.199/2721-9567.786.591.499.8550.62826.34324.9950.14525.149/2721-9579.0286.363.8418.4250.48228.13626.9950.2327.2259/2821-9589.1525.8853.7756.50.71126.02324.58524.5859/2821-95914.4037.393.44510.530.93536.70343.03543.0359/2821-96011.9365.53.1528.8150.82730.2328.980.23529.2159/29 21-96111.755.465.459.540.96633.16636.550.22536.775合 计170.413128.16257.306171.10213.253540.236522.91.975524.875废料比（%）31.5423.7210.6131.672.4565.87表4 5052合金烧损测试统计表日期熔次炉料构成（吨）产出（吨）1级2级3级原铝锭纯金属合计成品放干料合计9/2222-64558.55.14.8813.821.81934.11928.920.2129.139/22 22-64569.3552.8143.59.390.89125.9525.0550.2625.3159/2222-645711.0543.5711.4419.7450.8526.66125.890.2126.19/2322-64586.799.6270.7712.421.5131.11728.5250.629.1259/2322-645914.3151.4652.1811.1950.97530.1329.370.1529.5292422-646013.5665.14210.9953.45133.15430.0950.2430.3359/2422-64618.244.8253.85413.2612.21532.39530.940.131.049/2422-64628.123.9123.75814.751.8632.431.480.52329/2522-64637.074.4615.41913.42.03532.38530.12530.1259/2522-64648.1924.8974.02214.551.9433.60131.520.13531.6559/2522-64657.4593.4323.08911.131.92527.03525.720.1325.859/2622-64668.1334.363.1215.6071.56732.78732.5250.6333.1559/2622-64679.8354.8153.05217.072.71737.48935.8050.02435.8299/2622-64688.3464.8275.36515.121.90535.56333.610.23533.8459/2722-64699.3155.8263.17511.952.8133.07631.89531.8959/2722-64708.0586.783.72410.841.07630.47827.550.5128.069/2822-64716.05511.2152.14710.752.4532.61724.7924.799/2822-64728.237.157.732.06525.17523.8723.879/2822-64738.9953.8652.1968.8051.2825.14123.9550.224.1559/2922-647413.8934.1154.510.66623.18429.811.2531.06合 计183.521102.19955.692237.03836.007614.457581.455.404586.854废料比（%）29.8716.639.0638.585.8655.563.1.2 测算结果从记录的数据可以计算出各种合金的烧损率如下：1100合金烧损率：1.94%3003合金烧损率：2.84%5052合金烧损率：4.49%3.1.3 结果分析从计算结果看，金属烧损率偏差较大，特别是1100和5052合金与实际存在一定的差距。为此，测试小组召开了专门的会议，对出现的问题进行了充分的讨论和分析，认为1100合金的烧损率与正常水平约偏低，5052合金的烧损率与正常水平偏高。主要原因有2点：（1） 在跟班测试过程中对测试前的一炉和测试最后一炉，炉内金属的放干程度的控制存在不一致的现象，这也是1100测试结果偏低和5052偏高的主要原因。（2） 补料时，补料的填报数字与实际重量不完全一致。3.2 第二轮测试在老熔铸生产线进行，测试的品种为2A12（LY12）、7A99合金方铸锭。测试前，组织参与测试的的相关人员召开了测试前的准备会，重点对第一轮出现的问题进行了分析和总结，并提出了相应的改进措施，明确了本轮测试的注意事项和监督的重点工序。2A12（LY12）、7A99合金方铸锭测试数据分别见表5、表6。表5 2A12（LY12）合金投入量统计表（1）熔次炉料构成（吨）1级2级3级原铝锭纯金属合计1-144513.8752.2184.910.97721.981-144612.0682.24.8951.01720.181-144711.8852.4424.9450.94620.2181-144811.8950.3922.2324.840.92820.2871-144912.5951.5752.0983.2150.7520.2331-145010.6082.1142.0994.540.71920.081-145116.9491.55.2250.91324.5871-145215.211.7762.044.911.12425.061-145314.8951.2052.1085.280.99324.4811-145413.3513.0132.5054.6051.00824.482合 计133.33112.29319.22447.379.375221.588废料比（%）60.175.558.6874.39表5 2A12（LY12）合金产出量统计表（2）铸锭编号铸锭重量（吨）铺底铝重量放干料（吨）规格备注小中高（mm）角高（mm）大中高（mm）重量（吨）1-445-19.565501000445-29.62100801050446-19.470651100446-29.515100601100.16340016201-447-19.4560501000.12740016201-447-29.545100601100.16340016201-448-15.3390651200.16640016201-448-26540800.11240016201-448-37.72550501100.10440013201-448-46.6190601100.10940011201-449-19.43560501050449-29.5495601200.16640016201-450-19.4580651200.16040016201-450-29.58105751100451-17.835550800.09240013201-451-27.8590701200451-37.7590601100.12940013201-452-20.0004001320500mm回炉1-452-37.6560601200.11940013201-452-47.795100701200452-57.92580801200453-19.8175701100453-20.3875701100.1544001620200mm未干成1-453-38.02590651200453-40.16690651200.1364001320100mm未干成1-453-57.88100751100454-17.855110801100454-27.8157060900.10940013201-454-37.87590651100454-42.14001620合 计213.4063.9004.255表6 7A99合金烧损测试统计表熔次投入量（t）铸锭编号 铸锭重量（t）铺底铝重量放干料（t）规格（mm）小中高（mm）角高（mm）大中高（mm）重量（t）2-232325.652-2123-17.82585601200.133 40013202-2123-27.7565451000.105 40013202-2123-34.625100801100.145 40013202-212424.7212-2124-17.61580651070.126 40013202-2124-27.54565451050.108 40013202-2124-36.4582601200.131 40013202-212524.5642-2125-17.80580651150.130 40013202-2125-27.73570451000.108 40013202-2125-37.1380601200.130 40013202-212625.6912-2126-17.75105801200.153 40013202-2126-27.67570551000.113 40013202-212726.4142-2127-17.9275651100.125 40013202-2127-27.8357040700.090 40013202-2127-38.095110801300.161 40013202-212826.6542-2128-17.87585651250.138 40013202-2128-27.82585501000.118 40013202-2128-37.87580551100.123 40013202-2128-46.5957052850.088 40011202-212926.0462-2129-17.6856060900.105 40013202-2129-27.64580451100.118 40013212-2129-37.89570701100.125 40013202-213027.1222-2130-16.567550800.087 40011202-2130-26.538555850.096 40011202-2130-36.5957355800.089 40011202-2130-46.5458060900.098 40011202-2130-54.24100651100.117 4001120合计 206.862187.623.064 1.24注：该合金全部使用四级碎屑、四级卷带、四级板卷、四级打包料及五七混合复化料。3.2.1 测算结果从记录的数据可以计算出各种合金的烧损率如下：LY12合金烧损率：3.53%7A99合金烧损率：10.18%3.2.2 结果分析本轮测试中，铸锭的铺底料无法准确称重，只能采取在铸锭底部不同部位测量铺底铝高度，按理论计算铺底铝重量，其计算结果与实际会存在一定的误差，但其误差值对烧损的影响较小。3.3 第三次测试本轮测试在新熔铸进行。测试的合金品种为5052、5083方铸锭。测试方法和要求与第二次相同。测试数据见表7、表8。表7 5052合金烧损测试统计表日期熔次炉料构成（吨）产出（吨)1级2级3级原铝锭纯金属合计成品放干料合计11/2522-66377.675 4.480 4.904 16.481 1.652 35.192 29.785 0.255 30.040 11/2522-66386.410 3.515 2.910 12.935 1.326 27.096 26.150 0.190 26.340 11/2522-66396.916 3.285 3.699 12.105 1.164 27.169 25.830 0.190 26.020 11/2622-66407.200 2.730 3.040 14.560 1.588 29.118 27.900 0.455 28.355 11/2622-66418.680 3.100 3.792 11.690 2.120 29.382 27.750 0.180 27.930 11/2622-66427.150 3.468 5.002 12.575 1.004 29.199 27.850 0.165 28.015 11/2722-66437.638 5.540 3.074 12.000 1.003 29.255 27.720 0.130 27.850 11/2722-66447.000 3.010 4.700 13.005 1.514 29.229 27.490 0.555 28.045 11/2722-66458.523 4.790 2.657 14.585 1.790 32.345 31.070 0.175 31.245 11/2822-66468.379 3.640 5.032 12.935 1.911 31.897 32.715 2.240 34.955 合 计75.57137.55838.81132.87115.072299.882284.264.535288.795废料比（%）25.2012.5212.9444.315.0350.67表8 5083合金烧损测试统计表日期熔次炉料构成（吨）产出（吨）1级2级3级原铝锭纯金属合计成品放干料合计11/2822-66479.301 12.969 4.304 7.366 3.824 37.764 33.360 0.170 33.530 11/2822-664813.640 7.553 2.827 8.270 1.972 34.262 32.895 0.580 33.475 11/2922-664916.885 5.100 3.537 6.410 2.191 34.123 32.850 0.235 33.085 11/2922-665013.168 9.733 1.814 8.525 2.381 35.621 34.465 0.571 35.036 11/2922-665118.170 5.454 2.575 7.425 2.235 35.859 34.175 0.150 34.325 11/3022-665215.175 5.295 4.635 8.175 2.677 35.957 34.600 0.505 35.105 11/3022-665318.733 1.695 4.981 6.200 2.570 34.179 32.280 0.205 32.485 12/122-665419.460 4.673 3.749 6.155 1.772 35.809 34.545 0.585 35.130 12/122-665518.006 5.065 4.630 5.490 2.642 35.833 33.680 0.190 33.870 12/222-665620.618 2.400 4.600 6.096 2.023 35.737 34.875 2.145 37.020 合 计163.156 59.937 37.652 70.112 24.285 355.142 337.725 5.336 343.061 投料比(%)45.941 16.877 10.602 19.742 6.838 73.423.3.1 测试结果从记录的数据可以计算出各种合金的烧损率如下：5052合金烧损率：3.69%5083合金烧损率：3.40%。3.3.2 结果分析本轮测试结果与实际较接近。4 测算结果分析及烧损率的确定4.1 已测品种烧损指标分析、确定前面已经阐述过，本次烧损测试主要是对使用废料结构变化较大产品进行的，对测试的1100、3003、5052、5083、2A12、7A99合金方铸锭品种，每轮测试前都对所有可能影响测试结果的因素进行了排查，召集专题会布置，派专门小组进行跟踪，事后都要对指标是否可靠进行评估。通过对几轮测试结果进行评估，并与95年测试结果和统计数据进行推演对比，认为第一次测算的5052、1100合金烧损率因炉内放干料控制不一致，5052数据有些偏高，1100数据有些偏低，其余的数据是比较可靠的。对偏差较大的数据，我们对比95年测试数据、使用废料结构、比例和今年测试数据、实际使用废料结构、比例进行修正确定。4.2 未测品种烧损指标分析、确定近56年来，统计发现综合使用废料比例有一定升高，但是实际升高幅度较大的时间在20002001年：废料综合使用比例从2000年前的35%左右升高2001年的41%左右，此后有小幅上升，到今年实际综合使用废料比例为43%左右。按品种分析可知，使用废料比例升高最大的是测试的6种合金方铸锭，扣除该品种，由型、棒、管用圆铸锭和锻件用铸锭引起的升高微乎其微，而锻件用铸锭废料使用比例规定一直未作调整，实际使用比例也比较稳定，因此可以肯定型、棒、管用圆铸锭使用废料量虽有所增加，增加比例也是有限的。根据上述分析，对锻件用铸锭烧损指标参考95年测试指标不作调整，对型、棒、管用圆铸锭烧损指标，在95年基础上按实际废料比例增长情况略作上调，对方铸锭除1100略上调外其余的按实际测算值进行制定，最后经过测试组集体讨论后形成了集团公司铝及铝合金烧损率指标，见表9。表9 集团公司铝及铝合金金属烧损率汇总表合 金 系制 品烧损率（%）1995年下达指标2004年测算值参考值1xxx、8 xxx方铸锭2.01.942.2型、棒、管用圆铸锭2.72.83 xxx、4 xxx、6 xxx方铸锭2.02.842.7型、棒、管用圆铸锭2.72.8锻件用圆铸锭3.53.55 xxx方铸锭3.69、3.403.5型、棒、管用圆铸锭2.72.8锻件用圆铸锭3.53.52 xxx、7 xxx方铸锭2.33.533.5型、棒、管用圆铸锭2.72.8锻件用圆铸锭3.53.57A99方铸锭10.1810.25 遗留问题通过近3个月的实际现场测试，并采取比对推算方法，确定了2005年集团公司金属烧损率指标，但是存在以下两个问题需要进一步开展工作：（1） 未来几年将是公司产品结构发生巨大变化的几年。随着公司产品结构的快速调整，产生的废料量将迅速增长，废料结构会发生较大变化。为了寻找各类废料对烧损的影响，有必要按废料级别分类的方式进行烧损率测算。（2） 考虑公司向配套供应商出售或转移消化废料的需要，有必要对需要外面消化的废料进行烧损率测算。6 结论本次进行的三轮金属烧损检测所记录的测试数据真实、准确、可靠，所测试合金在本合金系中具有一定的代表性，能够比较准确地反应铝合金熔铸过程中的金属损耗情况，该数据对公司生产经营中的成本核算、工业统计等具有重要的指导意义。建议金属烧损率参考值可作为2005年集团公司核算金属烧损率指标，具体数据如下。（1）方铸锭烧损率为：1xxx、8 xxx 2.2%3 xxx、4 xxx、6 xxx 2.7%2 xxx、5 xxx 、7 xxx 3.5%（2）型、棒、管用圆铸锭烧损率为：所有合金 2.8%（3）锻件用圆铸锭的烧损率为：所有合金 3.5%金属烧损测试工作小组2004-12-21附件1西南铝业(集团)有限责任公司产品研究工艺大纲铝及铝合金金属烧损检测试验大纲 SWA/Y5120041. 适用范围本大纲仅适用于熔铸厂投入成品生产的所有炉料烧损检测试验。2. 目的近年来集团公司产量不断增加，工艺废料量随之增加，废料结构也发生了很大的变化，加上熔炼工艺技术水平的改变，熔铸厂使用95年测定的烧损率计算的烧损量与实际值可能有较大偏差，为适应公司管理需要，特制定本试验大纲。3. 测定烧损使用的机组及合金大塘熔铸机组：1100、3003、5052、5083。老熔铸机组：2A12、7A99。4. 检测方案制定本次金属烧损检测采用两套方案，第一套方案为传统的检测方法：即利用连续生产同种合金制品的方式，每熔次炉料按规定的废料种类和比例进行投料，通过统计选测合金制品的总产出和总投入而测出该合金制品的烧损。第二套方案是按炉料种类分类测算烧损：即结合生产和合金品种特点按炉料种类分类测算烧损，炉料种类主要包括：一级废料，二级废料，三级废料（指铝箔打包废料、薄板铝箔切边小卷废料、直接投入成品生产的铣面碎屑），四级废料，原铝锭和复化料。该方案可具体反应每熔次金属的烧损是随该炉料的变化而变化的。在今后的生产统计中可直接利用检测出的炉料烧损率计算出每熔次的金属烧损量。优先采用第一套方案，为明年制定金属烧损指标提供依据。如果条件具备可进行第二套方案，主要利用5052合金检测各种炉料的烧损。4.1 传统的测合金烧损方案合金制品的确定：主要根据近年的废料结构变化情况，确定废料变化较大的几种合金制品作为主要的检测合金，即1100、3003、5052、5083、2A12。炉料结构的确定：对2004年16月份生产的以上几种合金使用的废料进行统计，然后根据各种废料使用比例的平均值来制定方案中的废料比例，具体见表1。金属烧损率计算方法：表1 各种合金制品烧损检测方案序号合金品种原材料使用要求（%）测试炉数测试炉子种类及比例总废料比11100方一级2025、二级2025、三级510、碎屑和打包料510。60701020202423003方一级2530、