弹簧扁钢质量QC.ppt

提高弹簧扁钢表面质量 2011 05 25 吕文广 前言 弹簧扁钢广泛应用于机械制造行业 尤其是汽车制造行业 是车身不可缺少的减震 防震部件 即用来制作汽车板簧总成 我公司从2000年开始研制弹簧扁钢以来 通过不断的技术改造 工艺优化 产品得到汽车板簧行业用户的高度认可 市场份额一直稳居国内第二 早在2002年我公司生产的弹簧扁钢即获得冶金行业实物质量 金杯奖 称号 由于弹簧扁钢制作成板簧后长期处于交变载荷的承重状态 工作环境非常恶劣 因此对扁钢的表面质量 内在质量要求均非常高 经过多年的工艺研究及改进 我公司扁钢质量一直稳步提高 目前年生产能力48万吨 为公司创造了较大的经济效益 一 小组概况 1 技术中心弹簧扁钢表面质量攻关QC小组概况 见表1 表1弹簧扁钢表面质量攻关小组一览表 一 小组概况 2 本次小组课题活动 制定了详细的活动进度计划 每月活动2 4次 每次1 2小时 本次课题活动进度计划及实际实施进度情况见表2 表2QC小组活动计划及实施进度 注 计划进度 实际进度 二 选题理由 针对以下原因 小组成员经过认真分析讨论 确定这次活动的主题为 见图1 提高弹簧扁钢表面质量 图1选题理由图 三 现状调查 活动课题选定后 小组成员展开现状调查 统计出了三个方面问题 1 扁钢侧面裂纹1 50CrVA扁钢侧面裂纹见图2 缺陷处金相照片见图3 2 现状 扁钢侧面裂纹是影响板簧寿命的主要因素之一 是造成板簧断裂最直接的应力源 2010年4月底 某重卡汽车用户反馈我公司23 89 25 89规格50CrVA扁钢1262吨在使用过程中发现侧面大量开口状短裂纹 经统计造成的废品82吨 约占6 5 给用户造成严重经济损失 类似缺陷此前少量出现过 深度较浅 在后续热处理时就消除掉了 不会产生太大影响 但本次涉及批量较大 波及我公司扁钢产品的声誉 图2弹簧扁钢侧面裂纹图3裂纹缺陷处金相照片 三 现状调查 2 扁钢侧面结疤1 形貌 在成品检查时多次发现如图4所示的缺陷 呈破碎状 在侧面不连续分布 回查相应半成品 发现侧边有横向的裂纹 2 现状 对结疤处进行高倍检验 发现内氧化铁皮较多 向基体内有一定延伸 且前沿有明显分叉 怀疑与连铸坯表面裂纹有关 结合图5中的半成品形貌 可判定是由连铸坯角部横向裂纹造成 统计4月份扁钢结疤12 8吨 占总产量的0 05 图4结疤形貌图5结疤对应半成品 三 现状调查 图6扁钢折叠样品 3 扁钢平面折叠1 折叠形貌 见图6 多出现在扁钢平面靠近侧面的位置 在6米定尺上具有通条性 图中折叠深度为 0 5mm 2 现状 扁钢折叠多出现在每个生产周期的中后期 随着轧槽逐渐老化 导卫件磨损 工件在制造过程中会产生耳子 刮伤等 继续轧制会被压倒并沿着平面延展而成 2009年扁钢折叠废品月均17 3吨 占月产量的0 08 四 设定目标 根据现状调查情况 最终确定本次QC活动课题的目标为 无侧面裂纹 无侧面结疤 折叠废品 0 05 见图7 图7活动目标图 五 原因分析 小组成员群策群力 针对以上现状问题 按照5M1E分析法即人 机 料 法 测 环六大因素 对原因展开层层分析 并绘制因果分析图 找出末端原因12条 见图8 图8扁钢表面质量因果分析图 六 确定主要因素 为了找出导致扁钢表面产生侧面裂纹 结疤和折叠的主要原因 我们把整个生产过程存在的问题要素制定出了确认计划 小组成员运用现场试验 现场测量 现场调查等科学方法 针对因果分析图中的12条末端原因 进行逐条识别确认 要因确认计划见表3 表3要因确认计划 六 确定主要因素 依据上述要因确认计划 小组对末端因素进行了逐一确认 要因确认一 缺少培训5月15日 小组成员通过专业理论知识深厚的各方面技术骨干人员 利用班前会和班后会时间 对操作人员进行炼钢 轧钢技术培训 并在6月10日对部分培训人员进行闭卷考试 成绩良好 在72 98分之间 考核合格率100 结论 非要因 六 确定主要因素 要因确认二 质量意识差6月15日 小组成员通过现场调查 对关键生产工艺工装进行抽检 发现生产过程严格按规程进行 在钢水检验 合金加入量 吹氩时间 加热温度 检修质量 半成品控制和成品检查等操作环节进行检查 每个重要环节都受到生产厂领导和岗位操作职工的重视 未发现不良操作 结论 非要因 要因确认三 工艺装备磨损老化根据 弹簧扁钢轧制工艺操作要点 要求 对开轧前三支 更换导卫 轧槽后第一支 每批的第一支进行现场酸洗检查 发现问题及时调整解决 轧制过程中 按工序单要求 控制好半成品尺寸 严禁产生折叠 小组成员在5月26日早班发现成品出现折叠 回查半成品发现导卫不正导致K15带耳子 经调整缺陷消除 30日中班平面折叠 检查K6入口导板磨损 更换后缺陷消除 经分析确认半成品带耳子或者工件被导板刮伤 后续轧制容易形成折叠 查找2009年的历史检修记录发现 发生导卫件不对正 导卫件磨损的状况下出现折叠的几率在80 以上 结论 要因 六 确定主要因素 要因确认四 无备品备件出现磨损老化的导卫件 轧辊轧槽应马上更换掉 否则会导致大量的缺陷产品产生 小组人员对现场导卫轧辊备品备件检查时 未发现备件缺少问题 结论 非要因要因确认五 连铸坯表面缺陷2010年1月份对入炉前连铸坯进行表面检查 针对有横向角部裂纹的坯料 单独标识跟踪轧制 在扁钢成品上发现如图4所示的结疤缺陷 结论 要因 要因确认六 连铸坯内部缺陷5月12日 小组人员取新冶炼的连铸坯做低倍发现许多皮下气泡 针孔缺陷 跟踪相应炉次扁钢成品 发现侧面有局部明显的裂纹 分析认为连铸坯皮下气泡缺陷经过轧制后暴露出来 在侧面因变形量大而形成了开口状裂纹 结论 要因 六 确定主要因素 要因确认七 压下量分配不均型材厂生产弹簧扁钢已多年 过程控制及生产节奏稳定 小组成员对工艺参数记录表进行检查 发现辊缝调整 半成品控制均符合 型材厂轧制工艺技术规程 要求 结论 非要因要因确认八 连轧系数设计不合理6月10日至11日生产16 90规格扁钢 小组人员现场跟踪 未发现有堆 拉钢现象 同时对半成品每批随机取样检查 未发现有带耳子现象 说明连轧系数设计合理 结论 非要因要因确认九 缺少挑检设备小组成员对型材厂挑检设备进行检查 可以投入使用的挑检台架有6个 正常生产条件下 可以满足部分缺陷产品离线检查的需要 结论 非要因 六 确定主要因素 要因确认十 夜间照明差6月2日 小组成员中班跟踪22 90规格的弹簧扁钢生产 在线检查没有发现问题 但在入库完毕后巡检时候发现部分扁钢侧面有很细小的折叠缺陷 经查找发现冷床照明灯有2盏不亮 夜间光线较差 导致检查人员对于轻微的缺陷不能及时发现 导致漏检 结论 要因要因确认十一 成品露天存放限于场地条件 部分产品露天存放 但通过实施精细化管理 工作人员按品种规格进行了分类储放 除雨季会造成暂时的表面锈蚀外 不会对扁钢内在与表面质量造成影响 结论 非要因 六 确定主要因素 要因确认十二 检查不及时型材厂成品检查制度要求 操作岗位人员正常生产时每批取2块试样卡量尺寸 酸洗后检查表面质量 并标识好炉号及规格保存24小时 5月22日至于26日白班小组成员对执行情况行连续跟踪 发现现场工作人员对制度执行良好 结论 非要因经过调查检测分析 确认导致弹簧扁钢表面质量缺陷产生并出厂的主要原因有四条 工艺装备磨损老化 折叠 连铸坯存在内部质量缺陷 侧面裂纹 连铸坯存在表面质量缺陷 侧面结疤 夜间照明差 缺陷不易被发现 缺陷漏检 七 采取对策 根据以上确定的主要因素 结合青钢实际生产条件 小组经过充分的讨论 研究制定了相应对策 予以解决 见表4 表4对策表 八 对策实施 实施效果 通过加强对轧辊导卫的检查力度 因设备原因产生的折叠缺陷有了较大的减少 对9 10月份扁钢折叠统计 月缺陷率为0 04 0 05 目标基本实现 1 对策实施一 定时 定量更换轧槽 导卫并检查更换的质量1 及时检查导卫轧辊使用情况 发现磨损及时更换 改换规格时对轧辊导卫进行全面的检修 重点对粗轧机 K12 K7 K1等重点道次卡量检查 根据磨损程度进行相应的处理 确定各环节设备过钢量 达到过钢量时 及时进行辊槽等设备的更换 2 保证更换设备质量由现场人员配合质检处进行检修后的复查 确保更换的设备无缺陷 并且对检修后的成品质量进行随机抽查 以确保设备更换安全无隐患 八 对策实施 2 对策实施二 一炼钢各种原 辅料不得露天存放 入转炉前须烘干水分1 各种合金不得露天存放由供应部门牵头 克服因技改造成原料库库房紧张的现状 所有生产弹簧扁钢所用合金必须室内存放 并保持好通风干燥 防止受潮 2 查找设备漏水 漏雨点 合金入炉前必须烘烤干水分检查氧枪有无漏水现象 检查车间顶棚 上料斗等有无漏水点 防止雨水淋进废钢中 要求一炼钢厂生产弹簧扁钢时 对造渣料 合金 脱氧剂 保护渣等材料必须烘烤 避免潮湿的材料将水汽带入炉内 最终导致皮下气泡 针孔的产生 这是造成扁钢侧面裂纹的最主要的因素 见图9 图9连铸坯皮下气泡图10合金烘烤后的连铸坯低倍 八 对策实施 实施效果 通过在对所有合金辅料加入钢水前烘烤以后 连续做低倍检验131批 发现皮下气泡明显减少 扁钢成品表面没有发现侧裂纹 问题得到解决 3 对策实施三 保持衡拉速 优化二冷水参数 保持结晶器内润滑良好 确保连铸坯表面没有裂纹 1 保持衡拉速衡拉速可以使结晶器液面和塞棒保持平稳 保证弹簧扁钢质量稳定 连铸生产120 120的50CrVA保持2 3m min 150 150规格保持1 6m min 2 优化二冷水参数经过多次试验 比对试验结果 选择最优工艺 现50CrVA二冷水比水量为0 9 1 0L Kg 3 调整保护渣理化指标通过化学成分 熔点 熔速和粘度的调整 采用弹簧扁钢专用高质量的保护渣 保证结晶器铜管局部良好的润滑条件 避免连铸坯表面因摩擦阻力过大造成角部产生撕裂 八 对策实施 图11 a攻关前铸坯角部横裂纹图11 b攻关后铸坯表面质量良好 实施效果 在相同结晶器振动参数的条件下 调整二冷配水量和保护渣指标后 铸坯表面质量得到明显改善 扁钢因结疤缺陷判废率降为0 见图11 八 对策实施 4 对策实施四 增加照明设施 加强检查力度 降低折叠缺陷漏检率折叠缺陷大都分布在扁钢侧面 由于沿纵向延伸率大 形貌非常细小 光线不足的时候很难检查发现 由此对冷床区域现有照明设施筛网式检查 将损坏的更换并在副冷床增加2盏照明灯 每个翻检台架增配照明灯架 保证充足光照条件 并加大酸洗检查力度 发现折叠缺陷 立刻停车检修 将折叠缺陷率控制在最低 防止不良品出厂 图12 a挑检台架照明图12 b合格扁钢成品 实施效果 在对检查区域的照明设施排查后 保证了夜间充足的照明条件 对缺陷漏检起到了很好的预防作用 2010年8至12份用户对折叠缺陷投诉率为0 九 效果检查 1 活动目标的检查通过技术中心弹簧扁钢技术攻关小组及相关生产厂 处室人员的共同努力 我公司弹簧扁钢表面质量得到了很大提高 困扰多年的侧面裂纹得到了彻底解决 结疤 表面折叠也得到了很好的控制 截至2010年12月底 我公司弹簧扁钢质量综合合格率达到99 8 实现侧面裂纹 结疤零缺陷 折叠缺陷控制在0 05 以下 达到了预期目标 数据统计见表5 效果图见图13 表5工艺优化前后产品质量变化 九 效果检查 图13活动效果图 九 效果检查 2 经济效益1 2010年5 12月总产量 264356 94吨 平均销售价格 4260元 吨 不含税 销售收入112616 06万元 平均单位成本 3529元 吨 期间费用 380元 吨 则5 12月份平均单位利润 4260 3529 380 351 元 吨 产生的利润 351 264356 94 8225 93 万元 2 2011年1月销售量 28416 38吨 平均销售价格 4473元 吨 不含税 销售收入12710 65万元 平均单位成本 3674元 吨 期间费用 380元 吨 则1月份平均单位利润 4473 3674 380 419 元 吨 产生的利润 419 28416 38 1190 65 万元 累计 销售收入 112616 06 12710 65 125326 71万元 利润 8225 93 1190 65 9416 58万元 九 效果检查 3 社会效益我公司生产弹簧扁钢多年 目前已形成八大品种110多个规格的产品体系 为汽车板簧行业提供了优质的原材料 产品质量为广大用户所认可 不仅为企业创造了较大的经济效益 同时也很好的满足了社会需求 随着用户对弹簧扁钢大厚度 高强度 变截面等 高精尖 的要求 我公司与高校 高端用户联合进行新产品研发 从冶炼工艺优化 到控轧控冷全方位进行研究 不仅为用户提供了高质量的产品 为用户节省了原材料降低了生产成本 同时也是国家提倡的 低碳发展 战略的一部分 具有良好的经济和社会效益 十 巩固措施 1 修订弹簧扁钢冶炼和轧制工艺 制订下发 弹簧扁钢冶炼合金烘烤制度 弹簧扁钢表面质量管理规定 纳入公司对生产厂的日常考核中 保证生产中各个环节严格按照管理规定执行 2 生产厂负责各项制度的执行 技术监督处负责进行监督检查 技术中心跟踪生产过程 并随机检查管理规定执行情况 3 将本次QC活动的操作经验进行推广 整理成资料下发生产厂各班组学习 并纳入岗前资格培训内容 4 在2010年12月份的巩固期内 对生产情况进行了抽查检验 因折叠造成的废品率0 045 未发现侧面裂纹和结疤 质量稳定 说明措施有效 十一 遗留问题和下一步打算 我们根据活动计划 按时完成了本次QC小组活动