兴澄特钢改善高压管坯钢铸坯表面质量攻关.ppt

1 江阴兴澄特钢一炼分厂 改善铸坯表面质量 生产技术QC小组 创兴澄品牌保用户满意 改善高压管坯钢铸坯表面质量攻关 发表人 张广军 2 一 小组概况 兴澄公司一炼分厂生产技术 小组 是专为解决生产过程中存在的质量问题而成立的现场型 小组 活动宗旨是 发扬 特别能吃苦 特别能战斗 的职业精神 坚持 细节决定成败 执行力决定竞争力 的职业理念 实现 不断提高产品实物质量 增强顾客满意度 的职业目标 制表人 李金贤二OO七年一月十三日 3 二 选题理由 P 计划阶段 制作人 张广军二OO七年一月十五日 4 兴澄特钢一炼分厂工艺流程 100吨直流电弧炉 100吨LF精炼炉 100吨VD真空脱气炉 R12m五机五流大方坯连铸机 5 三 现状调查高压管坯钢主要钢种有20系列 T系列以及12Cr1MoVG 15CrMoG等 这些钢种成品碳含量都在0 20 以下 其中大部分属于包晶反应钢 由于种种原因在连铸坯表面经常出现角裂 渣坑 结疤 纵横向凹槽甚至裂纹等缺陷 如图一所示 这些连铸坯缺陷 在轧材上相应会产生角裂 横裂和纵裂等缺陷 见图二 图一高压管坯钢铸坯常见表面缺陷 P 计划阶段 6 续上页 图二高压管坯钢轧材常见表面缺陷 综上所述 为尽快改善连铸坯表面质量 我们生产技术QC小组决定在生产 工艺 员工技能 设备以及原辅材料等方面找出导致表面质量问题的因素 进行攻关以改变这种不利局面 汇总人 张广军二OO七年一月二三日 问题很严重 轧钢分厂要对有问题的炉号进行扒皮修磨处理 裂纹严重不能修磨解决的轧材要做废品处理 统计2006下半年高压管坯钢轧材表面废品率为19 3吨 万吨 轧材扒皮修磨炉数比例为18 6 2006年7 12月轧材废品和修磨比例统计表 7 小组成员在轧钢现场调查研究 8 四 目标确定 综上 本次活动目标是消除高压管坯钢铸坯表面严重缺陷 具体衡量指标是2007年轧材扒皮修磨率降到10 每万吨钢表面裂纹废品率降至5吨 见图三 目标保证条件 公司领导支持 小组成员业务能力高 有对铸坯表面进行酸洗 抛丸以及修磨的装备和检验方法 P 计划阶段 铸坯表面质量水平不易通过数据定量确定 所以攻关目标定性确定为消除高压管坯钢铸坯表面严重缺陷 定量指标间接通过轧材废品率 严重程度 和修磨炉数比例 频繁程度 来确定 通过查找文献 国内外先进特钢企业的低碳管坯钢类钢种 铸坯轧制圆钢裂纹废品率低于0 005 修磨比例低于5 根据调查分析我公司严重铸坯表面缺陷可以控制 轻微表面缺陷 频繁性 短期难以控制 图三铸坯表面质量现状与攻关目标 汇总人 张国伟二OO七年一月十日 9 五 原因分析 我们QC小组针对现状调查中存在的高压管坯钢各种铸坯表面缺陷问题 集思广益 多方面分析 做出关联图三 铸坯表面质量差 渣坑 角裂 结疤 纵向凹槽 横向凹槽 保护渣结构不好 坯壳热应力大 铸坯渣皮导热润滑差 保护渣性能不好 保护渣添加不好 结晶器液面波动大 铸坯渣皮薄 铸坯渣皮厚 钢液体积收缩大 钢液气体含量高 图三高压管坯钢铸坯表面缺陷形成关联图 钢水温度波动大 拉速波动大 钢水温度过高 钢水温度过低 生产节奏不稳 结晶器变形 水口 辊道对中精度低 汇制人 张广军二OO七年三月三日 10 六 确定主要原因 P 计划阶段 1 保护渣性能不好结晶器钢液面上保护渣起保温隔热 吸附夹杂物和防止钢水二次氧化作用 结晶器璧和坯壳间隙内渣膜起润滑和控制导热作用 右图 因此保护渣理化性能的稳定 好坏对连铸生产顺行和铸坯表面质量有非常重要的作用 下表是QC小组在2007年1 2月活动初期对管坯钢使用的两种保护渣主要理化性能指标抽查结果 从上表看出 两种保护渣理化性能稳定 再结合铸坯表面缺陷偶发性的特点 得出结论 保护渣性能不好 不是主要原因 汇总人 李金贤二OO七年二月五日 11 2 拉速波动大连铸生产拉速波动一般发生在开浇过程 0 30 0 65m min 换包过程 0 70 0 50 0 70m min 烧氧过程 0 50 0 25 0 70m min 浇注结束过程 0 70 0 50m min 以及生产设备事故情况 0 70 0 25 0 70m min 等过程 这些过程往往发生拉速忽高忽低的异常操作 通常伴随钢液面波动大 保护渣结构遭到破坏 铸坯坯壳要承受额外应力和应变 引起铸坯表面纵横向凹槽 裂纹 和渣坑的概率非常大 我们通过现场调查发现了下面几种铸坯表面缺陷与拉速变化的关系 开浇拉速低形成的渣坑降低拉速导致的结疤提高拉速导致的裂纹和横向凹陷高拉速形成的纵向裂纹 综上所述 拉速波动大 是主要原因 汇总人 李金贤二OO七年二月二五日 P 计划阶段 12 3 结晶器变形在300 340结晶器装配完毕试水冷打压过程中 小组成员通过仔细观察发现结晶器内腔有下图所示变形现象 最大内凹量可达2mm 初步分析可能是由于结晶器铜璧厚度 20mm 偏小造成的 如果在生产状态下保持这种变形量 很容易使人得出是横向凹槽产生的主要原因 但是经过仔细计算 在热生产状态下结晶器内壁还要受到钢水静压力和热膨胀力作用 不会有这种明显的变形现象 即使热状态下有如此或相反情况稍许变形 凭借小组力量也无法控制和解决 根据上面分析 再结合铸坯表面缺陷偶发性的特点 得出结论 结晶器变形 不是主要原因 汇总人 陈雪华二OO七年二月一日 P 计划阶段 13 中间包水口浸入深度 140 180mm 和间距 1500 3mm 调查示意图 5流 4流 3流 2流 1流 1502mm 1498mm 1497mm 1502mm 结晶器对中情况调查示意图 在结晶器和扇形段上线时用简易样板再进行一次在线校弧 如果弧度有偏差立即在线调整 确保弧度能对中 P 计划阶段 连铸机铸坯运行辊道对中精度调查 4 水口 辊道对中精度低 浸入式水口 结晶器和辊道对中程度较好 况且精度提高受设备限制 因此 水口 辊道对中精度低 不是主要原因 14 5 钢水温度波动大经过现场调查和分析得出 1 浇炉钢水过热度经常超过45 拉速低 铸坯表面经常产生明显的渣坑 凹陷等缺陷 2 低温 过热度低于15 拉速超快液面波动大 非常容易引起角裂 纵裂等缺陷 表面质量恶化明显 P 计划阶段 3 经统计轧材产生裂纹废品炉号60 与钢水浇注温度波动大有关 右图表是2006年7 12月180炉管坯钢SA 210C轧材裂纹废品率与浇注过热度的统计关系 从分组正态直方图可以看出3水平29 35 平均废品率和偏差最低 15 P 计划阶段 结论 钢水温度波动大 钢水温度过高 和 钢水温度过低 统一为 钢水温度波动大 是主要原因 考虑实际可操作性 过热度设定在25 35 内比较好 汇总人 张广军二OO七年二月五日 续上页 16 6 保护渣添加不好现场调查发现 自动加保护渣装置不理想以及员工工作疏忽常导致液渣层暴露 这种情况下也是严重破坏了保护渣结构 液态保护渣流入坯壳与结晶器间隙不连续 不均匀 从铸坯抛丸表面常见到的如图所示渣条缺陷就可说明这一点 P 计划阶段 保护渣添加不好 是主要原因 汇总人 李金贤二OO七年二月二五日 7 生产节奏不稳生产节奏不稳对铸坯表面质量的影响主要体现在 钢水不能按时到达浇注位引起拉速波动 软吹时间不确定导致钢水温度不稳定 精炼时间长短偏差大导致钢水可浇性差引起液面波动 这些都是生产节奏不稳导致的恶性后果 直接影响铸坯表面质量 下面采用6西格玛卡方检验工具确定生产节奏稳定性与轧材质量的相关性及合理软吹时间范围 以2006年7 12月份871炉低碳Cr Mo系列管坯钢为例 17 续上页 生产节奏不稳 P值等于0 006 0 05 生产节奏与铸坯表面质量 轧材质量 相关性强 并且软吹时间在25 35分钟之间比较理想 生产节奏不稳 是主要原因 汇总人 邓新二OO七年三月五日 18 六 确定主要原因 要因确认总结见下表 P 计划阶段 制表人 黄永生二OO七年三月十五日 19 七 制定对策 小组成员针对上述原因 制定如下对策表 P 计划阶段 20 续上页 创兴澄品牌保用户满意 汇总人 徐国龙二OO七年三月二十日 21 八 对策实施 稳定生产节奏 为了保证生产节奏稳定 我们从源头上控制电炉出钢节奏 拉速高的钢种冶炼周期控制在42分左右 拉速慢的钢种以及连铸出现事故需要中断生产时 电炉装料完毕要等待合适的时间 从末端上就是当电炉 精炼的钢水供应紧张时连铸及早闸流 以上这些工作的目的就是控制VD破空后软吹时间在 30 5 分钟内 经过一段时间的努力 作业长控制生产节奏的意识和技巧得到了很大程度上的提高 为了量化生产节奏指标 我们将VD破空后所有炉数软吹氩时间的平均值及标准偏差来衡量好坏 标准偏差值越小 生产越稳定 越有利于钢水温度的控制和钢中气体 夹杂物的去除 下表为2007 1 2007 12生产节奏指标走势图 D 实施阶段 结论 生产节奏稳定性逐月提高 汇总人 袁杰二OO八年二月五日 22 电炉在出钢连铸在拉坯 小组成员在开展培训 23 提高连铸钢水温度稳定度 高压管坯钢多为低碳钢 液相线温度比较高 大都在1515 左右 过程温降比中高碳钢大 在以往生产过程中低温浇注情况经常发生 经过统计分析认为中包钢水过热度控制在 30 5 开浇炉过热度控制在 35 5 范围内比较好 为此我们分析了历史数据 得出了低碳高压管坯钢正常情况下的温降规律 式中 T1为LF结束到VD过程温降 正常每分钟降2 总温降约为10 T2为VD抽真空时间过程温降 正常每分钟降2 总时间一般为23分 T3为VD破空软吹过程温降 正常每分钟降0 4 总时间一般为32分 T4为连铸钢包到中包过程温降 正常温降25 因此总过程温降为 T 10 46 13 25 95 要想达到目标过热度就要求LF精炼结束钢水温度在相应钢种液相线温度以上125 左右 另外对于新钢包和开浇炉精炼钢水温度还要在此基础上提高5 左右 24 上表为2006 10 2007 12高压管坯钢开浇炉中包钢水过热度情况 温度有下降趋势 且稳定度逐步提高 下图为各月连浇炉平均过热度和标准偏差走势 温度有上升趋势 且稳定度逐步提高 续上页 结论 连铸浇注钢水温度稳定性以及合理性明显改善 汇总人 黄永生二OO八年二月一日 25 3 减轻拉速波动 保证结晶器钢液面稳定度 为减轻开浇 换大包和中包过程的拉速波动 我们规定中包钢水量达到15吨启铸 拉速确定根据温度水平按正常规定执行 大包浇注结束至中包钢水15吨过程拉速要缓慢逐步降至0 55m min 拉速调整时每10秒调0 02m min 由于加强对VD起吊晚影响拉速稳定情况的考核 此现象目前已基本消除 另外为规范拉速与过热度的对应关系 规定高压管坯钢过热度在25 35 范围内执行标准拉速 每升高或降低5 拉速降升0 02m min 下图为0 70m min拉速高压管坯钢2006年8 12和2007年1 12月拉速与过热度对应稳定情况示意图 A 2006年8 12月拉速过热度对应散点图 B 2007年1 12月拉速过热度对应散点图 D 实施阶段 结论 活动中后期拉速波动度得到了有效控制 汇总人 李金贤二OO八年二月十日 26 4 改善结晶器保护渣添加效果 单管添加保护渣 双管对吹添加保护渣 1 为了消除结晶器液渣层暴露 过厚或过薄对铸坯表面质量的影响 我们加强了对连铸P3工人工补加保护渣的重要性及操作要点培训 并对保护渣添加效果加强监督考核 2 另外考虑到单管喷吹加保护渣存在先天不均匀性的缺点 我们联合设备室技术人员设计安装了双管对吹添加保护渣装置 保护渣铺展均匀性明显提高 结论 通过以上工作 从历次铸坯抛丸效果可看出 渣坑严重程度明显降低 为连铸坯表面质量攻关工作奠定了良好基础 D 实施阶段 汇总人 李金贤二OO七年八月三十日 27 九 效果检查 经过QC小组一年的攻关活动 高压管坯钢表面质量得到了很大程度的改善 主要体现在以下三个方面 1 轧钢初轧铸坯平均裂纹点数 即每根铸坯出现的明显角裂 纵裂和横裂点数 逐月降低 下图为2006 10 2007 12初轧平均裂纹点数走势 2 数次铸坯抛丸检查表明 铸坯表面已经很难见到以往那种严重的渣坑 纵横向凹槽及裂纹缺陷 见下页图示 3 2007年1 12月高压管坯钢轧材表面质量返废及轧材扒皮修磨情况见下页图示 圆满完成了计划目标 C 检查阶段 汇总人 张广军二OO八年二月十日 28 近期高压管坯钢抛丸铸坯表面质量状况示意图 活动前后轧材表面裂纹废品情况对比图 活动前后轧材修磨扒皮情况对比图 29 1 直接经济效益2007年生产高压管坯钢1678炉 轧材表面质量废品率每万吨4 8吨 减少直接废品损失1678 100 10000 19 3 4 8 2000元 吨 48 7万元 2 间接经济效益全年预计减少轧材修磨量1678 18 6 9 7 15000吨 每吨修磨成本及金属收得率损失按50元计算 可降低成本15000 50 75万元 综上所述 此轮表面质量攻关活动创造的总效益在120万元以上 活动取得了较好成果 并积累了丰富的理论技术经验 经济效益计算 C 检查阶段 计算人 张国伟二OO八年二月二十日 30 十 巩固与标准化 创兴澄品牌保用户满意 巩固措施 1 稳定生产节奏 保证精炼 真空